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JP3515006B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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JP3515006B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレル型のハイ
ブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パラレル型のハイブリッド車両は、車両
の基本的な走行駆動源（原動機）としてのエンジンと、
そのエンジンの出力を補助する補助出力を必要に応じて
生成させる電動機とを車両に搭載し、それらのエンジン
及び電動機の出力（機械的な動力）を変速装置等を含む
動力伝達機構を介して車両の駆動輪に伝達して走行す
る。
【０００３】この種のハイブリッド車両では、例えば車
両の加速時に、電動機により前記補助出力を生成し、そ
れをエンジンの出力と併せて駆動輪に伝達することで、
車両の必要な加速性能を確保しつつエンジンの出力を抑
制し、ひいては、エンジンの燃費の向上や排ガスの少量
化を図るようにしている。
【０００４】尚、前記電動機は、通常、発電機としても
動作可能なもの（発電電動機）が用いられる。そして、
例えば車両の減速時に、車両の駆動輪から動力伝達機構
を介して電動機に伝達される車両の運動エネルギーによ
って該電動機を発電機として動作させ、その発電エネル
ギーを電動機の電源バッテリ等の蓄電装置に充電する
（電動機の回生発電を行う）ことが一般的に行われてい
る。
【０００５】一方、この種のハイブリッド車両では、そ
の動力伝達機構を構成する変速装置として、エンジンの
出力軸との間にクラッチ装置を必要としないトルクコン
バータ付きの自動変速装置を用いる場合もあるが、エン
ジンの出力軸との間にクラッチ装置を必要とする自動変
速装置（例えば手動式変速装置（マニュアルトランスミ
ッション）と同様の変速機構の駆動制御をアクチュエー
タを介して行う変速装置）を用いる場合もある。
【０００６】そして、このようにクラッチ装置を必要と
する自動変速装置を備えたハイブリッド車両では、自動
変速装置の変速動作だけでなく、クラッチ装置の切断／
接続動作もアクチュエータを介して自動制御することが
一般的である。
【０００７】このようなハイブリッド車両では、車両の
走行中に、運転者による変速操作レバーの操作や、車両
の運転状態等に応じてあらじめ定められた変速制御マッ
プに基づいて自動変速装置の変速動作の要求が発生する
と、まず、クラッチ装置の切断動作を行わしめる。そし
て、該クラッチ装置の切断状態で、自動変速装置の所要
の変速動作を行わしめた後、クラッチ装置の接続動作を
行わしめる。
【０００８】尚、このようにクラッチ装置を要する自動
変速装置を用いたハイブリッド車両では、前記電動機
は、クラッチ装置の入力側（エンジンの出力軸側）でエ
ンジンの出力軸に接続される場合もあるが、クラッチ装
置の出力側（変速装置側）で変速装置に接続される場合
もある。
【０００９】ところで、上記のようにクラッチ装置と、
これを要する自動変速装置を搭載したハイブリッド車両
では、自動変速装置の変速動作に際して、クラッチ装置
を一旦、切断状態とする。そして、この状態では、エン
ジンの出力が駆動輪に伝達されないので、車両は慣性力
のみにより走行することとなる。このため、自動変速装
置の変速動作に際してのクラッチ装置の切断時には、運
転者にとって、所謂、空走感が生じるという不都合があ
る。
【００１０】このような不都合を解消するめに、従来
は、変速装置の変速動作をできるだけ速やかに行わしめ
ると共にクラッチ装置を切断状態とする時間をできるだ
け短くしたり、クラッチ装置の切断状態からの接続動作
をできるだけ速やかに行う（所謂、半クラッチ状態の期
間をできるだけ短くする）等の方策がとられている。
【００１１】しかるに、このようにクラッチ装置を切断
状態とする時間を短くするにも限界があると共に、その
切断状態の時間を短くしても空走感を生じる期間が軽減
されるに過ぎず、該空走感を十分に解消することはきな
いものとなっていた。
【００１２】また、クラッチ装置の接続を速やかに行お
うとすると、その接続時に大きな衝撃が発生しやすい。
この結果、その衝撃が運転者に伝わってしまう虞がある
と共に、自動変速装置の所謂シンクロ機構に過度の負担
がかかって、該シンクロ機構の耐久性が低下する虞があ
った。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、エンジンとの間にクラッチ装置を要する自動変速
装置を車両に搭載したハイブリッド車両において、自動
変速装置の変速動作に際しての空走感や衝撃を解消する
ことができるハイブリッド車両を提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッド車
両の制御装置はかかる目的を達成するために、車両の走
行駆動源としてのエンジンと、該エンジンの出力を車両
の駆動輪に伝達すべく該エンジンの出力軸にクラッチ手
段を介して接続された自動変速装置と、前記エンジンの
出力を補助する補助出力を前記自動変速装置を介して前
記駆動輪に伝達すべく前記クラッチ手段の出力側で該自
動変速装置に接続された電動機と、前記自動変速装置の
変速動作の要求があったとき、前記クラッチ手段の切断
動作及び接続動作を順次行わしめるクラッチ制御手段
と、前記クラッチ手段の切断状態で前記自動変速装置の
変速動作を行わしめる変速制御手段とを備えたハイブリ
ッド車両の制御装置において、前記自動変速装置の変速
動作の要求があったとき、前記クラッチ手段の切断動作
の開始直前に該自動変速装置に入力された駆動力を把握
する駆動力把握手段と、該駆動力把握手段により把握さ
れた駆動力に略等しい駆動力を、前記クラッチ手段の切
断状態で前記電動機から前記自動変速装置に入力するよ
う該電動機の駆動力を制御する電動機制御手段と、前記
クラッチ手段の切断状態及び接続状態の中間状態におけ
る動作位置を検出する検出手段とを備え、前記電動機制
御手段は、前記クラッチ手段の中間状態では、前記検出
手段により検出された前記クラッチ手段の動作位置が該
クラッチ手段の接続状態に近づく程、前記電動機の駆動
力を該クラッチ手段の切断状態における駆動力よりも減
少させるように該電動機の駆動力を前記クラッチ手段の
動作位置に応じて制御することを特徴とする。
【００１５】かかる本発明によれば、前記自動変速装置
の変速動作の要求があると、前記クラッチ手段の切断動
作の開始直前に該自動変速装置に入力された駆動力が前
記駆動力把握手段により把握される。また、前記クラッ
チ制御手段は、前記クラッチ手段の切断動作を行わしめ
て該クラッチ手段を切断状態とし、その切断状態で、前
記変速制御手段が前記自動変速装置の所要の変速動作を
行わしめる。そして、この変速動作後、前記クラッチ制
御手段は、クラッチ手段の接続動作を行わしめて該クラ
ッチ手段を接続状態に復帰させる。
【００１６】このとき、前記電動機は、前記駆動力把握
手段により把握された駆動力、すなわちクラッチ手段の
切断動作の開始直前に前記自動変速装置に入力された駆
動力と略等しい駆動力を生成するように前記電動機制御
手段によって制御される。
【００１７】従って、自動変速装置には、前記クラッチ
手段の切断状態でも該クラッチ手段の切断動作の開始前
と同等の駆動力が与えられることとなり、それが、該自
動変速装置を介して車両の駆動輪に伝達されることとな
る。これにより、自動変速装置の変速動作に際してのク
ラッチ手段の切断状態における空走感を解消することが
できる。。
【００１８】
【００１９】ここで、前記クラッチ手段の切断状態及び
接続状態の中間状態（所謂、半クラッチ状態）では、前
記エンジン側から前記自動変速装置に入力される駆動力
がクラッチ手段の動作位置（より具体的には、例えばク
ラッチ手段の摩擦板の変移位置）によって変化する。例
えば、クラッチ手段の切断状態から接続状態に移行する
過程の中間状態では、クラッチ手段の接続動作の進行に
伴ってエンジン側から前記自動変速装置に入力される駆
動力が増加していく。そこで、本発明では、前記電動機
制御手段は、前記クラッチ手段の中間状態では、前記検
出手段により検出された前記クラッチ手段の動作位置が
該クラッチ手段の接続状態に近づく程、前記電動機の駆
動力を該クラッチ手段の切断状態における駆動力よりも
減少させるように該電動機の駆動力を前記クラッチ手段
の動作位置に応じて制御する。これにより、前記クラッ
チ手段の切断状態のみならず、該クラッチ手段の切断動
作中、及び接続動作中の中間状態（半クラッチ状態）で
も、前記駆動力把握手段により把握された駆動力に略等
しい駆動力を前記自動変速装置に入力することが可能と
なる。つまり、クラッチ手段の切断動作の開始時から接
続動作の終了時までの全期間にわたって、自動変速装置
に入力する駆動力を均一的なものとして、空走感を確実
に解消することができる。また、特にクラッチ手段の接
続動作時の衝撃を緩和することができると共に、自動変
速装置に変速動作を円滑に行うことができる。
【００２０】また、上記のようにクラッチ手段の切断動
作中、及び接続動作中の中間状態でも自動変速装置に入
力する駆動力を均一的なものとすることができることか
ら、クラッチ手段の切断動作や接続動作を行う時間幅の
設定の自由度が高まる。この場合、クラッチ手段の切断
動作は基本的には、迅速に行うことが望ましいが、クラ
ッチ手段の接続動作は、車両の運転状況等に応じて設定
することが好ましいと考えられる。
【００２１】例えば、車両の大加速を行う状況や、加減
速を頻繁に行うような状況では、応答性の良い車両の走
行挙動を得るために、クラッチ手段の接続動作を短時間
で行うことが望ましと考えられる。一方、略定車速での
クルーズ走行を行っているような状況では、クラッチ手
段の接続動作に際しての衝撃をできるだけ軽減し、ま
た、自動変速装置のシンクロ機構等の負担を軽減するた
めに、クラッチ手段の接続動作を長めにすることが望ま
しいと考えられる。
【００２２】そこで、前述のようにクラッチ手段の動作
位置に応じて電動機の駆動力を制御する本発明にあって
は、前記クラッチ手段の切断状態から接続状態までの接
続動作に要すべき時間を、前記駆動力把握手段により把
握された前記駆動力と、前記変速動作の要求の発生前に
おける前記エンジンの回転数と、前記変速動作の要求の
発生前における前記自動変速装置の変速比と、前記変速
動作の要求の発生前における前記車両の要求走行形態と
のうちの少なくともいずれか一つに応じて設定する手段
を備え、前記クラッチ制御手段は、その設定された時間
に従って前記クラッチ手段の切断動作後の接続動作を行
わしめる。
【００２３】このようにすることで、車両の運転状態
や、走行状況に適したクラッチ手段の接続動作を行うこ
とができる。
【００２４】尚、この場合、前記駆動力把握手段により
把握された前記駆動力あるいは前記変速動作の要求の発
生前における前記エンジンの回転数に応じて前記クラッ
チ手段の接続動作に要すべき時間を設定する場合には、
該駆動力あるいは回転数が低い程、クラッチ手段の接続
動作に要すべき時間を長く設定することが好ましい。こ
れは、上記駆動力あるいはエンジンの回転数が低い状態
では、基本的には、略定車速でのクルーズ走行もしくは
それに近い走行を行っているような状況である可能性が
高く、このような状況では、前述のようにクラッチ手段
の接続動作に際しての衝撃をできるだけ軽減し、また、
自動変速装置のシンクロ機構等の負担を軽減するため
に、クラッチ手段の接続動作の時間を長めに設定するこ
とが望ましいからである。また、逆に、上記駆動力ある
いはエンジンの回転数が高い状態では、車両の大加速、
あるいは頻繁な加減速を伴う走行を行ってるような状況
である可能性が高く、このような状況では、前述のよう
に車両の応答性の良い走行挙動を得るために、クラッチ
手段の接続動作の時間を短めに設定することが望まし
い。
【００２５】また、前記変速動作の要求の発生前におけ
る前記自動変速装置の変速比に応じて前記クラッチ手段
の接続動作に要すべき時間を設定する場合には、該変速
比が高速側の変速比である程、クラッチ手段の接続動作
に要すべき時間を長く設定することが好ましい。これ
は、自動変速装置の変速比が高速側の変速比である程、
クルーズ走行もしくはそれに近い走行を行っているよう
な状況である可能性が高く、このような状況では、前述
の通り、クラッチ手段の接続動作の時間を長めに設定す
ることが好ましいからである。逆に、自動変速装置の変
速比が低速側の変速比であるときには、車両の大加速、
あるいは頻繁な加減速を伴う走行を行ってるような状況
である可能性が高く、このような状況では、前述の通
り、クラッチ手段の接続動作の時間を短めに設定するこ
とが好ましい。
【００２６】さらに、前記変速動作の要求の発生前にお
ける車両の要求走行形態に応じて前記クラッチ手段の接
続動作に要すべき時間を設定する場合には、上記と同様
の理由によってクルーズ走行もしくはそれに近い走行が
要求されるような状況では、クラッチ手段の接続動作の
時間を長めに設定し、車両の大加速、あるいは頻繁な加
減速を伴う走行が要求されるような状況では、クラッチ
手段の接続動作の時間を長めに設定することが好まし
い。この場合、車両の要求走行形態は、例えば車両のア
クセル操作量、あるいはこれに応じたエンジンのスロッ
トル弁の開度の大きさや、変化量、変化速度に基づき把
握することが可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１〜
図３を参照して説明する。
【００２８】図１を参照して、本実施形態のハイブリッ
ド車両（パラレル型）では、エンジン１、電動機２（よ
り詳しくは発電機としても動作可能な発電電動機）、ク
ラッチ機構３（クラッチ手段）、自動変速装置４が車両
に搭載されている。
【００２９】エンジン１は車両の主たる走行駆動源であ
り、その出力軸としてのクランク軸１ａは、クラッチ機
構３を介して自動変速装置４の入力側に連接されてい
る。そして、自動変速装置４の出力側のドライブシャフ
ト４ａは、図示を省略するが、差動歯車機構等を介して
車両の駆動輪に連接されている。さらに、クラッチ機構
３の後段（出力側）では、電動機２の図示しないロータ
が自動変速装置４の入力側に回転伝達手段５を介して連
接されている。この回転伝達手段５は、例えば歯車／チ
ェーン機構あるいはプーリ／ベルト機構、歯車機構によ
り構成されたものである。
【００３０】かかる構成により、エンジン１の出力は、
クラッチ機構３の接続状態において、該クラッチ機構３
及び自動変速装置４を介して車両の駆動輪に伝達され、
車両の走行が行われる。さらに、車両の走行に際して、
電動機２によりエンジン１の出力を補助する補助出力
（回転駆動力）を発生させたとき、その補助出力は、エ
ンジン１の出力と併せて自動変速装置４を介して車両の
駆動輪に伝達される。
【００３１】尚、クラッチ機構３は、例えば摩擦係合式
のもので、その図示しないクラッチ板を油圧式のクラッ
チ駆動装置６（アクチュエータ）により変移させること
で、該クラッチ機構３の切断／接続動作が行われる。
【００３２】また、自動変速装置４は、トルクコンバー
タを用いないもので、その図示しない変速機構をクラッ
チ機構３の切断状態において油圧式の変速駆動装置７
（アクチュエータ）により駆動することで、該自動変速
装置４の変速動作が行われる。
【００３３】本実施形態のハイブリッド車両は上記のよ
うな機構的構成の他、次のような電気的構成を具備して
いる。
【００３４】すなわち、電動機２の動作用電源である蓄
電装置８と、この蓄電装置８と電動機２との間の電力授
受を行うレギュレータ／インバータ回路９と、マイクロ
コンピュータ等により構成されたコントローラ１０とが
車両に搭載されている。
【００３５】そして、コントローラ１０には、車両の車
速Ｖ、エンジン１の回転数ＮＥ、吸気圧ＰＢ、車両の図
示しないアクセルの操作量ＡＰ（以下、アクセル操作量
ＡＰという）等の検出データが図示しない適宜のセンサ
等から与えられるようになっている。
【００３６】コントローラ１０は、本発明に関連した機
能的構成として、クラッチ機構３の切断／接続の動作制
御を担うクラッチ制御手段１１と、自動変速装置４の変
速動作の制御を担う変速制御手段１２と、電動機２の動
作制御を担う電動機制御手段１３と、自動変速装置４に
入力される駆動力（トルク）を把握する駆動力把握手段
１４とを具備する。
【００３７】この場合、クラッチ制御手段１１は、前記
自動変速装置４の変速動作の要求が発生したときに、ク
ラッチ機構３の切断動作及び接続動作を順次行わしめる
ようにクラッチ駆動装置６を制御する機能を有するもの
である。
【００３８】また、変速制御手段１２は、前記自動変速
装置４の変速動作の要求に伴うクラッチ機構３の切断状
態で、自動変速装置４の所要の変速動作を行わしめるよ
うに変速駆動装置７を制御する機能を有するものであ
る。
【００３９】尚、本実施形態では、自動変速装置４の変
速動作を行うべきタイミングやその変速動作により設定
すべき自動変速装置４の変速比（本実施形態では１〜５
速）を、車速Ｖやエンジン１の回転数ＮＥ、アクセル操
作量ＡＰ等に応じて規定する図示しない変速制御マップ
をコントローラ１０に備えている。そして、コントロー
ラ１０は、車速Ｖやエンジン１の回転数ＮＥ、アクセル
操作量ＡＰ等の検出データから上記変速制御マップに基
づいて、自動変速装置４の変速動作の要求の有無や、そ
の変速動作により設定すべき変速比を認識するようにし
ている。
【００４０】また、電動機制御手段１３は、自動変速装
置４の変速動作に際してのクラッチ機構３の切断／接続
動作中に、蓄電装置８から電動機２に給電しつつ該電動
機２に所要の駆動力を発生させるように電動機２の動作
をレギュレータ／インバータ回路９を介して制御する機
能を有するものである。この場合、詳細は後述するが、
電動機２に発生させる所要の駆動力は、自動変速装置４
の変速動作の要求に伴うクラッチ機構３の切断動作の開
始直前に自動変速装置４に入力された駆動力（これは、
駆動力把握手段１４により後述のように把握される）に
応じて決定される。
【００４１】尚、電動機制御手段１３は、例えば、車両
の加速時において（但し、クラッチ機構３の接続状
態）、蓄電装置８から電動機２に給電しつつ該電動機２
に所要の補助出力を生成させるように電動機２の動作を
レギュレータ／インバータ回路９を介して制御する機能
も有する。さらに、例えば、車両の加速時において（但
し、クラッチ機構３の接続状態）、該車両の運動エネル
ギーが自動変速装置４を介して与えられる電動機２を発
電機として動作させて該電動機２の回生発電を行わし
め、その回生発電電力を蓄電装置８に充電せしめるよう
に該電動機２の動作をレギュレータ／インバータ回路９
を介して制御する機能も有する。
【００４２】前記駆動力把握手段１４は、車両の走行中
におけるクラッチ機構３の接続状態で自動変速装置４に
入力される駆動力（以下、入力駆動力という）を逐次把
握する機能を有するものである。そして、自動変速装置
４の変速動作の要求があったときに、その要求に伴うク
ラッチ機構３の切断動作の開始直前における上記入力駆
動力を前記電動機制御手段１３による電動機２の動作制
御のために該電動機制御手段１３に供するものである。
【００４３】ここで、該駆動力把握手段１４が把握する
上記入力駆動力は、基本的には、エンジン１からクラッ
チ機構３を介して自動変速装置４に入力される駆動力、
すなわち、エンジン１が出力する駆動力である。但し、
例えば車両の加速時に電動機２により補助出力を生成し
ているときに、駆動力把握手段１４が把握する駆動力
は、エンジン１から自動変速装置４に入力される駆動力
と、電動機２から回転伝達手段５を介して自動変速装置
４に入力される駆動力との総和である。
【００４４】この場合、本実施形態では、駆動力把握手
段１４は、エンジン１から自動変速装置４に入力される
駆動力（エンジン１が出力する駆動力）を、例えばエン
ジン１の回転数ＮＥと吸気圧ＰＢとからあらかじめ定め
られたマップ等に基づいて把握する。また、電動機２に
補助出力を生成させている際に該電動機２から自動変速
装置４に入力される駆動力は、例えば、電動機制御手段
１３が電動機２に補助出力を生成させる際に設定する該
電動機２の目標補助出力、あるいはそれに対応して定ま
る電動機２の生成トルクの目標値と、前記回転伝達手段
５の変速比とから所定の演算により算出する。
【００４５】尚、以下の説明では、自動変速装置４の変
速動作の要求があったときに、その要求に伴うクラッチ
機構３の切断動作の開始直前に前記駆動力把握手段１４
が把握する自動変速装置４の入力駆動力を変速直前入力
駆動力と略称することがある。
【００４６】また、図１で、参照符号１５を付したもの
は、後述する第２の実施形態に関連したセンサであり、
これは、本実施形態では使用しない。
【００４７】次に本実施形態のハイブリッド車両の作
動、特に、自動変速装置４の変速動作に係わる作動を説
明する。
【００４８】図２のフローチャートを参照して、車両の
走行中において、コントローラ１０は、自動変速装置４
の入力駆動力を前記駆動力把握手段１３によって逐次把
握し（ＳＴＥＰ２−１）、それを図示しないメモリに記
憶保持しておく（ＳＴＥＰ２−２）。この場合、前述の
如く、駆動力把握手段１３が把握する入力駆動力は、通
常的には、エンジン１から自動変速装置４にクラッチ機
構３を介して入力される駆動力（エンジン１が出力する
駆動力）であるが、電動機２による補助出力の生成が行
われている状態では、エンジン１が出力する駆動力と、
電動機２から回転伝達手段５を介して自動変速装置４に
入力される駆動力との総和である。
【００４９】このように自動変速装置４の入力駆動力の
把握及びその記憶保持を行いつつ、コントローラ１０
は、前記変速制御マップに基づいて、自動変速装置４の
変速動作の要求があるか否か、すなわち、自動変速装置
４の変速動作のためにクラッチ機構３を切断すべきタイ
ミングであるか否を判断する（ＳＴＥＰ２−３）。
【００５０】このとき、変速動作の要求がない状態で
は、ＳＴＥＰ２−１，２−２の処理が繰り返される。そ
して、変速動作の要求がある場合には、コントローラ１
０は、クラッチ制御手段１１によってクラッチ駆動装置
６を介してクラッチ機構３の切断動作を開始せしめる
（ＳＴＥＰ２−４）。
【００５１】さらに、コントローラ１０は、前記ＳＴＥ
Ｐ２−２で最新に記憶保持された自動変速装置４の入力
駆動力、すなわち、前記クラッチ機構３の切断動作の開
始直前に駆動力把握手段１４が把握した入力駆動力（変
速直前入力駆動力）に応じた電動機２の駆動力の制御を
前記電動機制御手段１３によって開始する（ＳＴＥＰ２
−５）。
【００５２】さらに詳細には、この電動機２の制御で
は、前記変速直前入力駆動力と、前記回転伝達手段５の
変速比とから、電動機２に生成させるべき目標駆動力を
決定する。この目標駆動力は、該電動機２から回転伝達
手段５を介して自動変速装置４に入力される駆動力が、
前記変速直前入力駆動力になるような電動機２の駆動力
である。そして、その目標駆動力を電動機２に生成させ
るように蓄電装置８から電動機２への給電をレギュレー
タ／インバータ回路９を介して制御する。
【００５３】つまり、ＳＴＥＰ２−５の電動機２の駆動
力制御では、前記変速直前入力駆動力に等しい駆動力
（一定）が電動機２から自動変速装置４に入力されるよ
うに、電動機２の動作をレギュレータ／インバータ回路
９を介して制御する。
【００５４】このようにして電動機２の駆動力の制御を
行った状態で、クラッチ機構３の切断動作が終了する
（クラッチ機構３が切断状態となる）と（ＳＴＥＰ２−
６）、コントローラ１０は、変速制御手段１２によっ
て、変速制御マップに従った自動変速装置４の変速動作
（変速比の変更動作）を前記変速駆動装置７を介して行
わしめる（ＳＴＥＰ２−７）。
【００５５】そして、該自動変速装置４の変速動作後、
コントローラ１０は、クラッチ制御手段１１によって、
クラッチ機構３の接続動作を行わしめ、該クラッチ機構
３を接続状態に復帰させる（ＳＴＥＰ２−８）。また、
電動機２の前述のような制御を終了する（ＳＴＥＰ２−
９）。
【００５６】尚、クラッチ機構３の接続完了後は、電動
機２は、適宜、車両の走行状況に応じて補助出力を生成
するように制御されたり、回生発電を行うように制御さ
れる。
【００５７】以上説明したような自動変速装置４の変速
動作に際しての作動によって、エンジン１からの駆動力
が自動変速装置３に入力されなくなるクラッチ機構３の
切断状態では、その切断動作の開始直前における自動変
速装置４の入力駆動力（変速直前入力駆動力）と同等の
駆動力が自動変速装置４に電動機２から付与される。
【００５８】例えば、図３を参照して、自動変速装置４
の変速要求が発生する前にエンジン１の出力のみにより
車両の走行を行ってい場合を想定すると、変速要求の発
生に応じてクラッチ機構３が切断されると、図３に実線
ａで示すように、エンジン１から自動変速装置４への入
力駆動力は「０」に低下する。しかるに、このとき、図
３に実線ｂで示すように、エンジン１から自動変速装置
４への低下した入力駆動力を補うような入力駆動力が電
動機２から自動変速装置４に与えられる。
【００５９】このため、自動変速装置４の変速動作に際
してのクラッチ機構３の切断状態であっても、あたかも
クラッチ機構３が接続状態に維持されているかのような
走行駆動力が車両の駆動輪に伝達される。この結果、ク
ラッチ機構３の切断状態で従来発生していたような車両
の空走感を解消することができる。
【００６０】次に、本発明の第２の実施形態を前記図１
並びに図４〜図１０を参照して説明する。
【００６１】尚、本実施形態のハイブリッド車両の基本
構成は、前述の第１の実施形態と同一であるので、同一
構成部分については、第１の実施形態と同一の参照符号
を用いて詳細な説明を省略する。
【００６２】図１を参照して、本実施形態では、クラッ
チ機構３に、そのクラッチ板（図示しない）の変移量Ｃ
Ｓ（以下、クラッチストロークＣＳという）を該クラッ
チ機構３の動作位置を表すものとして検出するクラッチ
センサ１５（検出手段）が付設され、その検出データが
コントローラ１０に与えられるようになっている。
【００６３】この場合、コントローラ１０の機能的構成
に関しては、クラッチ制御手段１１は、前記第１の実施
形態で前述した機能に加えて、クラッチ機構３の切断状
態から接続状態に復帰させるまでに要すべき時間（以
下、クラッチ接続時間という）をエンジン１の回転数Ｎ
Ｅ等に応じて設定し、その設定したクラッチ接続時間に
従って、クラッチ機構３の接続動作を行わしめる機能を
有する。
【００６４】さらに、前記電動機制御手段１３は、自動
変速装置４の変速動作のためのクラッチ機構３の切断／
接続動作に際して、電動機２に生成させる駆動力を、前
記変速直前入力駆動力と、前記クラッチセンサ１５によ
り検出されるクラッチストロークＣＳとに応じて制御す
る機能を有する。
【００６５】尚、本実施形態では、コントローラ１０
は、アクセル操作量ＡＰに基づき車両の要求される走行
形態を把握する機能も有するが、これについては後述す
る。
【００６６】また、その他の構成及び機能は、前述の第
１の実施形態と同一である。
【００６７】次に、本実施形態のハイブリッド車両にお
ける自動変速装置４の変速動作に係わる作動を詳説す
る。
【００６８】図４のフローチャートを参照して、車両の
走行中において、コントローラ１０は、前述の第１の実
施形態の場合と全く同様に、自動変速装置４の入力駆動
力を前記駆動力把握手段１３によって逐次把握する（Ｓ
ＴＥＰ４−１）。
【００６９】さらに、エンジン１の回転数ＮＥの検出デ
ータを取得すると共に、コントローラ１０がその変速制
御手段１２により制御している自動変速装置４の変速比
（１〜５速）と、運転者による車両の要求走行形態とを
把握する（ＳＴＥＰ４−２）。ここで、コントローラ１
０が把握する車両の要求走行形態は、基本的には、車両
の加減速が要求される程度（以下、加減速要求度合いと
いう）であり、それをアクセル操作量ＡＰの大きさや、
変化量、変化速度に基づいて数値化して把握する。この
場合、例えば、アクセル操作量ＡＰが頻繁に変化し、ま
た、その変化量や変化速度が大きなものとなる頻度が高
い程（車両の頻繁な加減速や、大きな加速力が要求され
るような状況）、前記加減速要求度合いが高くなる。ま
た、例えばアクセル操作量ＡＰが比較的小さく、ほぼ一
定に維持される期間が比較的長いような状態（車両のク
ルーズ走行あるいはそれに近い走行が要求される状況）
では、前記加減速要求度合いが低くなる。
【００７０】尚、このような加減速要求度合いは、アク
セル操作量ＡＰの代わりに、該アクセル操作量ＡＰに応
じたエンジン１の図示しないスロットル弁の開度に基づ
いて把握するようにしてもよい。
【００７１】コントローラ１０は、上記のように把握し
た自動変速装置４の入力駆動力、エンジン１の回転数Ｎ
Ｅ、自動変速装置４の変速比、加減速要求度合いのデー
タを図示しないメモリに逐次記憶保持しつつ（ＳＴＥＰ
４−３）、コントローラ１０に備えた変速制御マップに
基づいて、自動変速装置４の変速動作の要求があるか否
か（自動変速装置４の変速動作のためにクラッチ機構３
を切断すべきタイミングであるか否か）を判断する（Ｓ
ＴＥＰ４−４）。
【００７２】このとき、変速動作の要求がない状態で
は、ＳＴＥＰ４−１〜４−３の処理が繰り返される。そ
して、変速動作の要求がある場合には、コントローラ１
０は、クラッチ制御手段１１によってクラッチ駆動装置
６を介してクラッチ機構３の切断動作を開始せしめる
（ＳＴＥＰ４−５）。
【００７３】さらに、コントローラ１０は、前記クラッ
チセンサ１５により逐次検出されるクラッチストローク
ＣＳと、前記ＳＴＥＰ４−２でクラッチ機構３の切断動
作の開始直前に駆動力把握手段１４が把握した入力駆動
力、すなわち、前記変速直前入力駆動力とに応じた電動
機２の駆動力の制御を前記電動機制御手段１３によって
開始する（ＳＴＥＰ４−６）。
【００７４】さらに詳細には、この電動機２の制御は次
のように行われる。すなわち、コントローラ１０の電動
機制御手段１３は、まず、クラッチセンサ１５により逐
次検出されるクラッチストロークＣＳから、図５のよう
にあらかじめ設定されたデータテーブルに基づいて、電
動機２に生成させるべき駆動力を調整するための補正係
数Ｋを求める。この補正係数Ｋは、基本的には、これを
前記変速直前入力駆動力に乗算してなる値を、電動機２
から自動変速装置４に入力すべき駆動力として決定する
ためのもので、クラッチ機構３の接続状態に対応するク
ラッチストロークＣＳでは、Ｋ＝０、クラッチ機構３の
切断状態に対応するクラッチストロークＣＳでは、Ｋ＝
１である。また、クラッチ機構３の接続状態と切断状態
との間の中間状態である半クラッチ状態におけるクラッ
チストロークＣＳでは、補正係数Ｋは、クラッチ機構３
が切断状態から接続状態に近づくに伴い「０」から
「１」に向かって大きくなっていくように定められてい
る。
【００７５】コントローラ１０の電動機制御手段１１
は、上記のようにしてクラッチストロークＣＳから逐次
求めた補正係数Ｋを前記変速直前入力駆動力に乗算する
ことで、時々刻々のクラッチストロークＣＳに対応し
て、電動機２から自動変速装置４に入力すべき駆動力の
目標値を逐次決定し、さらにその目標値（＝変速直前入
力駆動力×Ｋ）と、前記回転伝達手段５の変速比とから
電動機２に生成させる目標駆動力を逐次決定する。
【００７６】このとき、前記補正係数Ｋは前述のように
クラッチストロークＣＳに応じて定まるため、これを前
記変速直前入力駆動力に乗算してなる値、すなわち、電
動機２から自動変速装置４に入力すべき駆動力の目標値
は、エンジン１からの駆動力が自動変速装置４に入力さ
れないクラッチ機構３の切断状態では、前記変速直前入
力駆動力に等しい。従って、クラッチ機構３の切断状態
における電動機２の目標駆動力は、該電動機２から回転
伝達手段５を介して自動変速装置４に入力される駆動力
が、前記変速直前入力駆動力になるような電動機２の駆
動力である。
【００７７】また、クラッチ機構３の半クラッチ状態で
は（この状態では、エンジン１からの駆動力の一部が自
動変速装置４に入力される）、補正係数Ｋを前記変速直
前入力駆動力に乗算してなる値（電動機２から自動変速
装置４に入力すべき駆動力の目標値）は、クラッチ機構
３の動作状態が接続状態に近い程、換言すれば、エンジ
ン１からクラッチ機構３を介して自動変速装置４に入力
される駆動力の割り合いが多い程、クラッチ機構３の切
断状態の場合より少なくなる。
【００７８】従って、クラッチ機構３の半クラッチ状態
における電動機２の目標駆動力も、クラッチ機構３の動
作状態が接続状態に近い程、クラッチ機構３の切断状態
の場合より少なくなる。
【００７９】コントローラ１０の電動機制御手段１１
は、このようにして時々刻々のクラッチストロークＣＳ
に対応した電動機２の目標駆動力を決定しつつ、その目
標駆動力を電動機２に生成させるように蓄電装置８から
電動機２への給電をレギュレータ／インバータ回路９を
介して制御する。
【００８０】このように電動機２の駆動力制御を行って
いる状態で、クラッチ機構３の切断動作が終了すると
（ＳＴＥＰ４−７）、コントローラ１０は、変速制御手
段１２によって、変速制御マップに従った自動変速装置
４の変速動作（変速比の変更動作）を前記変速駆動装置
７を介して行わしめる（ＳＴＥＰ４−８）。
【００８１】さらに、コントローラ１０は、自動変速装
置４の変速要求が発生する直前（クラッチ機構３の切断
動作の直前）に、前記ＳＴＥＰ４−１で駆動力把握手段
１３が把握した自動変速装置４の入力駆動力（変速直前
入力駆動力）並びに、前記ＳＴＥＰ４−２で把握したエ
ンジン１の回転数ＮＥ、車両の加減速要求度合い、自動
変速装４の変速比に応じて前記クラッチ接続時間を設定
する（ＳＴＥＰ４−９）。この設定はクラッチ制御手段
１１により次のように行われる。
【００８２】すなわち、エンジン１の回転数ＮＥから、
図６に示すようにあらかじめ定められたデータテーブル
に基づいて、クラッチ接続時間を調整するための補正係
数Ｋ1 を求める。同様に、変速直前入力駆動力、加減速
要求度合い、変速比から、それぞれ、図７〜図９に示す
ようにあらかじめ定められたデータテーブルに基づい
て、補正係数Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 を求める。
【００８３】この場合、回転数ＮＥに応じた補正係数Ｋ
1 は、該回転数ＮＥが低い程、大きくなるように定めら
れている。また、変速直前入力駆動力に応じた補正係数
Ｋ2は、該変速直前入力駆動力が小さい程、大きくなる
ように定められている。また、加減速要求度合いに応じ
た補正係数Ｋ2 は、該加減速要求度合いが低い程（車両
のクルーズ走行に近い走行が要求される状況）、大きく
なるように定められている。さらに、変速比に応じた補
正係数Ｋ4 は、変速比が高速側の変速比である程（速数
が大きい程）、大きくなるように定められている。
【００８４】そして、このようにして求めた補正係数Ｋ
1 〜Ｋ4 をあらかじめ定めた所定の基準時間に乗算する
ことで、クラッチ接続時間を決定する。
【００８５】尚、このクラッチ接続時間の設定は、自動
変速装置４の変速動作の要求が発生した直後に行ってお
くようにしてもよい。
【００８６】このようにして、クラッチ接続時間を設定
した後、コントローラ１０は、クラッチ制御手段１１に
よって、クラッチ機構３の接続動作を、該クラッチ接続
時間で行わしめ、該クラッチ機構３を接続状態に復帰さ
せる（ＳＴＥＰ４−１０）。この場合、例えばクラッチ
機構３の切断状態から接続状態までに要するクラッチ板
（図示しない）の変移量を設定されたクラッチ接続時間
で除算することで、クラッチ機構３の接続動作の速度を
決定する。そして、その決定した速度でクラッチ機構３
の接続動作を行わしめることで、その接続動作にかかる
時間が設定されたクラッチ接続時間になるようにする。
【００８７】尚、前記ＳＴＥＰ４−６で開始する電動機
２の駆動力制御は、クラッチ機構３の接続動作中も継続
され、クラッチ機構３の接続動作が完了すると（接続状
態に復帰すると。ＳＴＥＰ４−１１）、電動機２の駆動
力制御が終了される（ＳＴＥＰ４−１２）。
【００８８】そして、クラッチ機構３の接続完了後は、
電動機２は、適宜、車両の走行状況に応じて補助出力を
生成するように制御されたり、回生発電を行うように制
御される。
【００８９】また、クラッチ機構３の切断動作に要する
時間に関しては、該切断動作はできるだけ迅速に行うこ
とが好ましいことから、本実施形態では、該切断動作の
時間をクラッチ接続時間のように可変的に設定したりす
ることなく、該切断動作を短時間で行うようにしてい
る。
【００９０】以上説明したような本実施形態における自
動変速装置４の変速動作に際しての作動によって、エン
ジン１からの駆動力が自動変速装置３に入力されないク
ラッチ機構３の切断状態では、その切断動作の開始直前
における自動変速装置４の入力駆動力（変速直前入力駆
動力）と同等の駆動力が自動変速装置４に電動機２から
付与される。さらに、クラッチ機構３の切断動作中、あ
るいは接続動作中における半クラッチ状態では、クラッ
チストロークＣＳが、クラッチ機構３の接続状態に近
く、エンジン１が出力する駆動力のうちの自動変速装置
４に入力される駆動力の割合が大きい程、電動機２から
自動変速装置４に入力する駆動力が前記変速直前入力駆
動力よりも小さくなるように電動機２の駆動力が制御さ
れる。
【００９１】つまり、クラッチ機構３の切断動作中の半
クラッチ状態では、エンジン１から自動変速装置４への
入力駆動力が減少していくことに合わせて、電動機２の
駆動力、ひいては該電動機２から自動変速装置４への入
力駆動力を増加させていく。また、クラッチ機構３の接
続動作中の半クラッチ状態では、エンジン１から自動変
速装置４への入力駆動力が増加していくことに合わせ
て、電動機２の駆動力、ひいては該電動機２から自動変
速装置４への入力駆動力を減少させていく。
【００９２】例えば、図１０を参照して、自動変速装置
４の変速要求が発生する前にエンジン１の出力のみによ
り車両の走行を行っていた場合を想定すると、変速要求
の発生に応じてクラッチ機構３の切断動作が開始する
と、図１０に実線ｃで示すように、エンジン１から自動
変速装置４への入力駆動力は、クラッチ機構３の切断動
作の進行に伴い減少していき、該クラッチ機構３が切断
状態になると、「０」になる。そして、このとき、電動
機２から自動変速装置４への入力駆動力は、図１０に実
線ｄで示すように、クラッチ機構３の切断動作の進行に
伴い、エンジン１から自動変速装置４への入力駆動力の
減少分を補うようにして増加していき、クラッチ機構３
が切断状態になると、前記変速直前入力駆動力に等しい
駆動力となる。
【００９３】さらに、クラッチ機構３の接続動作が開始
すると、エンジン１から自動変速装置４への入力駆動力
は、切断動作の場合と逆に、図１０に実線ｃで示すよう
に、クラッチ機構３の接続動作の進行に伴い上昇してい
く。そして、このとき、電動機２から自動変速装置４へ
の入力駆動力は、図１０に実線ｄで示すように、クラッ
チ機構３の接続動作の進行に伴い、減少していく。
【００９４】従って、本実施形態によれば、自動変速装
置４の変速動作に際してのクラッチ機構３の切断動作の
開始時から接続動作の終了時まで均一的に、変速直前入
力駆動力と同等の駆動力を自動変速装置４に入力するこ
とができる。すなわち、クラッチ機構３の切断動作の開
始時から接続動作の終了時まで均一的な走行駆動力を車
両の駆動輪に伝達することができる。この結果、クラッ
チ機構３の切断状態で従来発生していたような車両の空
走感をより効果的に解消することができると共に、自動
変速装置４の変速動作に際しての車両の挙動変化を低減
することができ、快適な乗り心地を得ることができる。
【００９５】また、クラッチ機構３が半クラッチ状態と
なる切断動作中と接続動作中とでは、クラッチストロー
ク１５に応じて電動機２の駆動力を制御することで、そ
れらの切断動作及び接続動作に要する時間によらずに車
両の駆動輪に伝達される走行駆動力を均一的なものとす
ることができる。このため、クラッチ機構３の切断動作
や接続動作に要すべき時間の設定の自由度が高まり、そ
れらの動作の時間を車両の運転状況等に応じて可変的に
設定することが可能となる。
【００９６】この場合、本実施形態では、特に、クラッ
チ機構３の接続動作に要する時間である前記クラッチ接
続時間を、自動変速装置４の変速要求が発生する直前
（クラッチ機構３の切断動作の直前）における自動変速
装置４の入力駆動力（変速直前入力駆動力）、エンジン
１の回転数ＮＥ、車両の加減速要求度合い、自動変速装
４の変速比に応じて前述の如く設定する。このため、基
本的には、車両の加減速をあまり行わず、クルーズ走行
（略定車速での走行）もしくはそれに近い走行が行われ
ているような状況における自動変速装置４の変速動作の
際には、前記クラッチ接続時間は、長めに設定され、ク
ラッチ機構３の接続動作が比較的ゆっくり行われる。そ
して、このように該クラッチ接続時間が長めに設定され
ることで、自動変速装置４の図示しないシンクロ機構等
にかかる負担や、クラッチ機構３の接続時の衝撃をでき
るだけ軽減しつつ、クラッチ機構３の切断／接続動作を
含めて、自動変速装置４の変速動作に係わる一連の動作
を円滑に行うことができる。
【００９７】また、車両の加減速が頻繁に行われたり、
大加速を行うような状況における自動変速装置４の変速
動作の際には、前記クラッチ接続時間は、短めに設定さ
れるため、クラッチ機構３の接続動作が迅速に行われ
る。このため、車両の走行挙動の応答性を十分に確保す
ることができる。
【００９８】尚、以上説明した第２の実施形態では、ク
ラッチ機構３の切断動作の時間は可変的な設定を行って
いないが、必要に応じて切断動作の時間も、エンジン１
の回転数ＮＥや、車両の加減速要求度合い（要求走行形
態）等に応じて可変的に設定するようにしてもよい。
【００９９】また、前述した第１及び第２の実施形態で
は採用していないが、車両の減速中に電動機２の回生発
電を行って、自動変速装置４に制動方向の駆動力（制動
トルク）を入力しているような状態で、自動変速装置４
の変速動作の要求が生じたときには、クラッチ機構３の
切断状態や、切断動作、接続動作中に電動機２を逆転方
向に駆動して、クラッチ機構３の切断動作の開始直前に
自動変速装置４に入力された制動トルクと同等の制動ト
ルクを電動機２から自動変速装置４に入力することも可
能である。
【０１００】また、第１及び第２の実施形態では、電動
機２を回転伝達手段５を介して自動変速装置４の入力側
に接続したが、電動機２をクラッチ機構３と自動変速装
置４の間で直結的に自動変速装置４の入力側に接続する
ようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両の第１及び第２の実
施形態におけるハイブリッド車両の要部のシステム構成
を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するための線図。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するためのフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するための線図。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するための線図。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するための線図。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するための線図。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両の作動を説明するための線図。
【図１０】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッ
ド車両の作動を説明するための線図。
【符号の説明】 １…エンジン、１ａ…クランク軸（出力軸）、２…電動
機、３…クラッチ機構（クラッチ手段）、４…自動変速
装置、１１…クラッチ制御手段、１２…変速制御手段、
１３…電動機制御手段、１４…駆動力把握手段、１５…
クラッチセンサ（検出手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｋ 6/04 ５３０ Ｂ６０Ｋ 6/04 ５３０ ７３３ ７３３ 41/00 ３０１ 41/00 ３０１Ｂ ３０１Ｃ ３０１Ｄ 41/28 41/28 Ｂ６０Ｌ 15/20 Ｂ６０Ｌ 15/20 Ｋ Ｆ１６Ｄ 48/02 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｐ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 6/02 - 6/06 B60L 1/00 - 15/42 B60K 41/00 - 41/28 F16D 48/00 - 48/12 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両の走行駆動源としてのエンジンと、該
    エンジンの出力を車両の駆動輪に伝達すべく該エンジン
    の出力軸にクラッチ手段を介して接続された自動変速装
    置と、前記エンジンの出力を補助する補助出力を前記自
    動変速装置を介して前記駆動輪に伝達すべく前記クラッ
    チ手段の出力側で該自動変速装置に接続された電動機
    と、前記自動変速装置の変速動作の要求があったとき、
    前記クラッチ手段の切断動作及び接続動作を順次行わし
    めるクラッチ制御手段と、前記クラッチ手段の切断状態
    で前記自動変速装置の変速動作を行わしめる変速制御手
    段とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、 前記自動変速装置の変速動作の要求があったとき、前記
    クラッチ手段の切断動作の開始直前に該自動変速装置に
    入力された駆動力を把握する駆動力把握手段と、該駆動
    力把握手段により把握された駆動力に略等しい駆動力
    を、前記クラッチ手段の切断状態で前記電動機から前記
    自動変速装置に入力するよう該電動機の駆動力を制御す
    る電動機制御手段と、前記クラッチ手段の切断状態及び
    接続状態の中間状態における動作位置を検出する検出手
    段とを備え、前記電動機制御手段は、前記クラッチ手段
    の中間状態では、前記検出手段により検出された前記ク
    ラッチ手段の動作位置が該クラッチ手段の接続状態に近
    づく程、前記電動機の駆動力を該クラッチ手段の切断状
    態における駆動力よりも減少させるように該電動機の駆
    動力を前記クラッチ手段の動作位置に応じて制御するこ
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 【請求項２】前記クラッチ手段の切断状態から接続状態
    までの接続動作に要すべき時間を、前記駆動力把握手段
    により把握された前記駆動力と、前記変速動作の要求の
    発生前における前記エンジンの回転数と、前記変速動作
    の要求の発生前における前記自動変速装置の変速比と、
    前記変速動作の要求の発生前における前記車両の要求走
    行形態とのうちの少なくともいずれか一つに応じて設定
    する手段を備え、前記クラッチ制御手段は、その設定さ
    れた時間に従って前記クラッチ手段の切断動作後の接続
    動作を行わしめることを特徴とする請求項１記載のハイ
    ブリッド車両の制御装置。
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