ハイブリッド車両の制御装置
【課題】クラッチフェーシングの磨耗を防ぐことの可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、トルクコンバータと、モータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用され、制御手段を備える。トルクコンバータは、その入力軸と出力軸とを直接締結することが可能なロックアップクラッチを有する。エンジン及びモータジェネレータは、トルクコンバータの入力軸に接続される。制御手段は、減速時において、ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、モータジェネレータの回生制動トルクによりトルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる。このようにすることで、トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、トルクコンバータと、モータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用され、制御手段を備える。トルクコンバータは、その入力軸と出力軸とを直接締結することが可能なロックアップクラッチを有する。エンジン及びモータジェネレータは、トルクコンバータの入力軸に接続される。制御手段は、減速時において、ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、モータジェネレータの回生制動トルクによりトルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる。このようにすることで、トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、エンジン及びモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車両が提案されている。このハイブリッド車両においては、車両の走行状態に基づいて、エンジン又はモータジェネレータを制御して、車両を走行させるように構成されている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両の一例として、エンジンの出力軸に、モータジェネレータが設けられているとともに、トルクコンバータを介して変速機が接続された構成を有するハイブリッド車両がある。トルクコンバータは、オイルなどの流体継手を介してエンジンと変速機とを連結するため、トルクコンバータの入力軸と出力軸との間で回転数差が生じ、駆動力の伝達効率が悪化し得る。そこで、トルクコンバータには、入力軸と出力軸とを機械的に連結可能とするため、ロックアップクラッチといった摩擦係合要素が設けられている。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１には、ロックアップクラッチの減速スリップ制御を行う際に、ロックアップクラッチの締結力を一時的に高く設定して、エンジン回転数をすばやく低下させる技術が記載されている。特許文献２には、エンジン、モータジェネレータ、ロックアップクラッチを有したトルクコンバータ及び変速機構を備えたハイブリッド車両において、減速走行時にエネルギー回生を行う技術が記載されている。特許文献３には、エンジン、モータジェネレータ、トルクコンバータ、クラッチを有し、クラッチを解放してエンジン回転数とトルクコンバータのタービン回転数との差を減少させるようにモータジェネレータの動力をエンジンに付与する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１６３５６６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３０４１号公報
【特許文献３】特開２００６−１５３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ロックアップクラッチの締結力が低い状態でのスリップ制御時と比較して、エンジン回転数は素早く低下するようになるものの、ロックアップクラッチの締結力が高い分、クラッチフェーシングは磨耗してしまい、耐久性が低下してしまう。
【０００７】
また、減速スリップ制御時には、エンジンの出力軸の回転数（トルクコンバータの入力軸の回転数）とトルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が０近傍になると、クラッチフェーシングがフロントカバーに噛み付きやすくなるという問題がある。この問題に対し、特許文献１に記載の技術では、ロックアップクラッチの締結力を低下させることにより解決を図っているものの、エンジンの出力軸の回転数（トルクコンバータの入力軸の回転数）とトルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が０近傍にある限りにおいては、クラッチフェーシングのフロントカバーへの噛み付きは依然として発生する状況にあり、十分に解決されているとはいえない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、クラッチフェーシングの磨耗の進行を抑えるとともに、クラッチフェーシングのフロントカバーへの噛み付きを防ぐことの可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジン及びモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる制御手段を備える。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、トルクコンバータと、モータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用され、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの制御手段を有する。前記トルクコンバータは、その入力軸と出力軸とを直接締結することが可能なロックアップクラッチを有する。前記エンジン及び前記モータジェネレータは、前記トルクコンバータの入力軸に接続される。前記制御手段は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる。このようにすることで、前記トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、前記ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。また、前記ロックアップクラッチはスリップ制御されているので、ロックアップクラッチの締結力を高めてエンジン回転数を低下させる特許文献１に記載の方法と比較しても、前記ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記トルクコンバータの入力軸の回転数と前記トルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が所定値以上となるまで、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を一定の割合で減少させる。このようにすることで、ロックアップクラッチのフェーシングがコンバータカバーに噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。
【００１２】
上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例は、前記エンジンの出力軸と前記トルクコンバータの入力軸との間に接続された係合手段を備え、前記制御手段は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記トルクコンバータの入力軸の回転数及び前記エンジンの回転数が前記トルクコンバータの出力軸の回転数よりも小さくなるまで、前記係合手段を解放又はスリップさせる。前記係合手段は、例えばクラッチである。これによっても、前記トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１３】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジン及びモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる制御手段を備える。このようにすることで、前記トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、前記ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１に第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す。図１に示すハイブリッド車両は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、トルクコンバータ２、自動変速機構３、を備える。エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、ハイブリッド車両の駆動源に相当し、直列に接続されている。トルクコンバータ２及び自動変速機構３は、これらの駆動源に接続されている。具体的には、エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、トルクコンバータ２の入力軸に接続されている。トルクコンバータ２の出力軸は、自動変速機構３の入力軸と接続されている。自動変速機構３の出力軸５は、駆動輪（不図示）に接続されている。従って、エンジン１及びモータジェネレータＭＧからの駆動力が択一的に若しくは一緒にトルクコンバータ２及び自動変速機構３を介して変速されて駆動輪に伝達され、ハイブリッド車両が走行駆動される。
【００１６】
また、走行中にアクセルペダル（不図示）の踏み込みが解放されて減速走行するときに、駆動輪からの駆動力が自動変速機構３及びトルクコンバータ２を介して駆動源に伝達されるが、このとき、エンジン１のフリクショントルクによる制動作用が生じるとともに、モータジェネレータＭＧが駆動することによる発電が行われる。モータジェネレータＭＧは、エンジン１及びトルクコンバータ２の入力軸と接続されているため、モータジェネレータＭＧが発電を行うことにより、エンジン１の出力軸１ａ及びトルクコンバータ２の入力軸には、モータジェネレータＭＧより回生制動トルクが作用する。従って、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御することにより、エンジン１の回転数を変化させることができる。
【００１７】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。トルクコンバータ２は、オイルを介して動力を伝達する機能を有する流体式動力伝達装置の一種である。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチにより、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸との間を締結及び解放することが可能に構成されている。ロックアップクラッチを解放した状態では、駆動源（エンジン１及びモータジェネレータＭＧ）と自動変速機構３との間でオイルを介して駆動力の伝達が行われる。ロックアップクラッチを締結した状態では、駆動源と自動変速機構３とが直結されて、駆動源からの駆動力が直接、自動変速機構３に伝達される。なお、油圧制御装置４は、トルクコンバータ２に供給されるオイルの油圧を調整する機能を有する。
【００１８】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、油圧制御装置４、の制御を行う。図１において、一点鎖線で示す矢印がＥＣＵ１０より供給される制御信号の流れを示している。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、の夫々に設けられた図示しない回転数センサからの検出信号に基づいて、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、の夫々の回転数を検出する。ＥＣＵ１０は、これらの回転数に基づいて、モータジェネレータＭＧ、油圧制御装置４の制御を行う。ＥＣＵ１０は、本発明のハイブリッド車両の制御装置に相当し、制御手段として機能する。
【００１９】
トルクコンバータ２の構成について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、トルクコンバータの構成を示す模式図である。図２において、符号のない実線矢印及び破線矢印は、オイルの流れを示している。
【００２０】
トルクコンバータ２は、主に、ロックアップクラッチ２１と、ポンプインペラ２２と、タービンライナ２３と、ステータ２４と、より構成される。ロックアップクラッチ２１は、フェーシング２１ｂを備えたロックアップピストン２１ａと、コンバータカバー２６と、より構成される。
【００２１】
エンジン１及びモータジェネレータＭＧの出力軸１ａ、Ｍａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。従って、第１実施形態に係るハイブリッド車両の場合、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数は、モータジェネレータＭＧの回転数（モータ回転数）及びエンジン１の回転数（エンジン回転数）と一致する。トルクコンバータ２の入力軸２７は、コンバータカバー２６を介して、ポンプインペラ２２と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８は、ロックアップピストン２１ａ及びタービンライナ２３と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数は、タービン回転数と一致する。ステータ２４は、ワンウェイクラッチ２５を有し、トルク増幅機能を有する。
【００２２】
解放側油室３１及び締結側油室３２は、油圧制御装置４と通路３３を介して結ばれており、オイルは通路３３を行き来している。油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、オイルの油圧の供給先を、コンバータカバー２６とロックアップピストン２１ａとの間の解放側油室３１と、ポンプインペラ２２側の締結側油室３２と、の間で切り換えるとともに、オイルの油圧を調整する。なお、通路３３は、実際には、トルクコンバータ２の出力軸２８内部を通過しているが、図２では、説明の便宜上、出力軸２８とは独立して記載している。
【００２３】
油圧制御装置４が油圧を締結側油室３２に供給した場合には、解放側油室３１より油圧がドレインされる。従って、破線矢印に示すように、オイルは締結側油室３２から解放側油室３１へと向かう方向に流れる。この場合、締結側油室３２の油圧の方が、解放側油室３１の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ１に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６に押し付ける方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を強める力が作用する。この締結力は、締結側油室３２に供給される油圧の大きさに比例する。
【００２４】
また、油圧制御装置４が油圧を解放側油室３１に供給した場合には、締結側油室３２より油圧がドレインされる。従って、実線矢印に示すように、オイルは解放側油室３１から締結側油室３２へと向かう方向に流れる。この場合、解放側油室３１の油圧の方が、締結側油室３２の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ２に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６から引き離す方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を弱める力が作用する。
【００２５】
従って、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、ロックアップクラッチ２１の締結力を調整することができる。具体的には、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、解放側油室３１の油圧と締結側油室３２の油圧との間の大小関係を変化させることができ、ロックアップクラッチ２１が締結した状態である締結状態、及び、ロックアップクラッチ２１が解放された状態であるコンバータ状態、を実現することができる。
【００２６】
ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の締結状態とコンバータ状態との間の中間領域では、油圧制御装置４に制御信号を供給して、解放側油室３１の油圧又は締結側油室３２の油圧を調整することにより、ロックアップピストン２１ａのフェーシング２１ｂとコンバータカバー２６とを滑らせる状態（スリップ状態）にするスリップ制御を行う。例えば、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時（パワーオフ時）に、ロックアップクラッチ２１はスリップ状態に制御される（減速スリップ制御）。
【００２７】
ここで、加速から減速への移行がコンバータ状態から行われる場合には、加速時にタービン回転数よりも高回転側にあったエンジン回転数が、減速スリップ制御時には、タービン回転数よりも低下する。その減速移行期においては、エンジン回転数とタービン回転数との差が比較的大きな状態から、所定のフィードバック制御値まで低下するまでの間、ロックアップクラッチ２１はスリップ状態に制御される。そのため、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂは、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差の比較的大きな状態の下でスリップする時間が長くなり、即ち、トルクコンバータ２における入力軸２７の回転数と出力軸２８の回転数との回転数差の比較的大きい状態の下でスリップする時間が長くなり、磨耗が進行して耐久性が低下してしまう。
【００２８】
また、この減速スリップ制御時には、エンジン回転数とタービン回転数とが反転するため、その移行途中においてはこの回転数差が０になる点を通過する。言い換えると、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が０になる点を通過する。このように、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が０になる近傍においては、フェーシング２１ｂとオイルとの間の摩擦係数が急激に大きくなる。そのため、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が０の近傍においては、ロックアップクラッチ２１の締結力が小さな締結力であっても、フェーシング２１ｂはコンバータカバー２６に噛み付きやすくなる。フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くと、突然、ロックアップクラッチ２１が締結状態になるため、ショックが発生する。
【００２９】
そこで、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置では、ＥＣＵ１０は、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクにより、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させることとする。これにより、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値以上となるまで、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数とトルクコンバータ２１の出力軸２８の回転数との回転数差が所定値以上となるまで、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させることとする。これにより、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。以下に図３を用いて具体的に述べる。
【００３０】
図３（ａ）から（ｃ）は、回転数（エンジン回転数及びタービン回転数）、ロックアップ締結力（ロックアップクラッチ２１の締結力）、ＭＧトルク（モータジェネレータＭＧの回生制動トルク）の夫々について、時間に対する変化を示すグラフである。
【００３１】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、加速運転領域においてはコンバータ状態であるため、エンジン回転数とタービン回転数との間には比較的大きな回転数差がある。この状態でアクセルペダルが戻されるとスロットルバルブが全閉となり減速運転が開始される。図３では、減速運転開始時を時刻ｔ１として示している。この減速開始とともに減速スリップ制御（フィードバック制御）が開始されると、エンジン回転数の低下が緩慢であるため、エンジン回転数とタービン回転数との回転差が比較的大きな状態が長く続く。そのため、先に述べたように、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂは、トルクコンバータにおける入力軸２７と出力軸２８との回転数差の大きい状態の下でスリップする時間が長くなり、磨耗が進行して耐久性が低下してしまう。
【００３２】
これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、減速開始後、時刻ｔ１からｔ４の間、図３（ｂ）に示すように、一時的にロックアップクラッチ２１を、フードバック制御時のスリップ状態における締結力よりも低い締結力のスリップ状態、又は、コンバータ状態にするとともに、図３（ｃ）に示すように、モータジェネレータＭＧを制御して、エンジン１の出力軸１ａに対して回生制動トルクをかけることにより、エンジン回転数を低下させる。エンジン回転数は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数と一致するので、このエンジン回転数を低下させる制御は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させる制御でもある。
【００３３】
この制御（以下では、「エンジン回転数減少制御」と称す）は、図３（ａ）に示すように、エンジン回転数がタービン回転数よりも大きな状態から、エンジン回転数が減少して、エンジン回転数とタービン回転数とが反転するまで実行される。このように、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクによりエンジン回転数を強制的に低下させることにより、エンジン回転数とタービン回転数との間の回転数差が大きい状態となっている時間、即ち、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が大きい状態となっている時間を短縮することができ、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【００３４】
また、上述のエンジン回転数減少制御が行われると、エンジン回転数とタービン回転数とが反転するため、その移行途中においてはこの回転数差が０になる点Ｓｐを通過する。先に述べたように、この回転数差が０になる点Ｓｐの近傍においては、フェーシング２１ｂとオイルとの間の摩擦係数が急激に大きくなる。そのため、回転数差が０の近傍においては、ロックアップクラッチ２１の締結力が小さな締結力であっても、フェーシング２１ｂはコンバータカバー２６に噛み付きやすくなり、ショックが発生しやすくなる。
【００３５】
これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数がタービン回転数よりも大きな状態において、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時（図３でいうと時刻ｔ２）には、モータジェネレータＭＧを制御して、エンジン１の出力軸１ａ、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７に対して作用する回生制動トルクを変化させることで、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させる。
【００３６】
具体的には、ＥＣＵ１０は、図３（ｃ）に示すように、モータジェネレータＭＧを制御して、エンジン１の出力軸１ａ及びトルクコンバータ２の入力軸２７に対して作用する回生制動トルクを減少させる。この回生制動トルクの減少分の大きさは、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことによりトルクコンバータ２の入力軸２７に発生するトルクの大きさである。
【００３７】
つまり、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時には、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付いたときにトルクコンバータ２の入力軸に発生するトルクの大きさの分だけ、予め、回生制動トルクを減少させることとする。このようにすることで、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付いた場合であっても、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させることができ、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。この制御は、エンジン回転数とタービン回転数とが反転した後、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が所定値以上となるまで実行される。なお、所定値は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差（トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差）がこの値よりも小さくなると、フェーシング２１ｂのコンバータカバー２６への噛み付きが発生するような値である。言い換えると、フェーシング２１ｂとオイルとの間の摩擦係数が急激に上昇するような値である。所定値は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【００３８】
なお、所定値は、フェーシング２１ｂやオイルの経年劣化により変化する。そのため、ＥＣＵ１０は、上述の制御に加えて、エンジン回転数の変化などに基づいて、所定値を変化させることとしてもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなる前に、エンジン回転数の変化などに基づいて、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付いたと判定した場合には、そのときの回転数差を、新たな所定値として設定するとしてもよい。
【００３９】
ＥＣＵ１０は、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が所定値以上となった時（図３でいうと時刻ｔ３）には、モータジェネレータＭＧを制御して、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が一定値になるように、回生制動トルクを調整した後、エンジン回転数減少制御時よりもロックアップクラッチ２１の締結力を大きくして、減速スリップ制御を行う（図３でいうと時刻ｔ４）。
【００４０】
以上に述べた第１実施形態によれば、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクによりエンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させることとする。このようにすることで、エンジン回転数とタービン回転数との間の回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。言い換えると、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。これにより、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。また、エンジン回転数減少制御が行われている間、ロックアップクラッチ２１は、締結力が比較的小さいスリップ状態、又は、コンバータ状態にされているので、ロックアップクラッチ２１の締結力を高めてエンジン回転数を低下させる方法（特許文献１参照）と比較しても、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【００４１】
さらに、第１実施形態によれば、エンジン回転数減少制御時において、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差、即ち、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が所定値以上となるまで、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータの入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させることとする。これにより、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４に、第２実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す。図４に示す第２実施形態に係るハイブリッド車両の構成要素について、図１に示した第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成要素と同じ構成要素には、図１と同じ符号を付加している。また、一点鎖線で示す矢印は、ＥＣＵ１０からの制御信号の流れを示している。また、図４に示すトルクコンバータ２の構成は、図２に示したのと同様の構成を有する。従って、トルクコンバータ２の構成要素についても、図２で用いた符号を用いるものとする。
【００４３】
第２実施形態に係るハイブリッド車両では、第１実施形態に係るハイブリッド車両と異なり、エンジン１の出力軸１ａとトルクコンバータ２の入力軸２７との間にクラッチ６が設けられている。エンジン１とトルクコンバータ２との間のトルクの伝達及び遮断は、クラッチ６を締結及び解放することにより行われる。モータジェネレータＭＧの出力軸Ｍａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。従って、クラッチ６を解放した状態では、モータジェネレータＭＧの出力軸Ｍａは、エンジン１の出力軸１ａには接続されずに、トルクコンバータ２の入力軸２７にのみ接続されることとなる。そのため、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクは、トルクコンバータ２の入力軸２７に対してのみ作用するとともに、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数は、モータジェネレータＭＧのモータ回転数と一致する。なお、クラッチ６の締結及び解放は、ＥＣＵ１０からの制御信号によって制御される。
【００４４】
第２実施形態に係るハイブリッド車両では、ＥＣＵ１０は、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数及びエンジン回転数が、タービン回転数、即ち、トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数よりも小さくなるまで、クラッチ６を解放又はスリップさせることとする。以下に図５を用いて具体的に述べる。
【００４５】
図５（ａ）から（ｃ）は、回転数（エンジン回転数、モータ回転数、タービン回転数）、ロックアップ締結力（ロックアップクラッチ２１の締結力）、クラッチ６の状態の夫々について、時間に対する変化を示すグラフである。
【００４６】
第２実施形態では、ＥＣＵ１０は、減速開始後、時刻ｔａ１からｔａ２の間、図５（ｂ）に示すように、一時的にロックアップクラッチ２１を、フードバック制御時のスリップ状態よりも締結力のより低いスリップ状態、又は、コンバータ状態にするとともに、図５（ｃ）に示すように、クラッチ６を係合状態から解放又はスリップ状態にする。ＥＣＵ１０は、減速運転開始時刻ｔａ１で、クラッチ６を解放又はスリップ状態とすることにより、エンジン回転数とモータ回転数とは夫々異なった回転数で変化させることが可能となる。ＥＣＵ１０は、時刻ｔａ１からｔａ２の間、モータ回転数、及び、エンジン回転数を夫々低下させる（図５（ａ））。具体的には、ＥＣＵ１０は、クラッチ６を解放又はスリップ状態にして、エンジン回転数をエンジン１自身のフリクションにより速やかに低下させる。また、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御して、モータ回転数を低下させる。モータ回転数は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数と一致するので、モータ回転数を低下させる制御は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させる制御でもある。
【００４７】
上述の制御は、エンジン回転数及びモータ回転数（トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数）がタービン回転数（トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数）よりも大きな状態から、エンジン回転数及びモータ回転数が減少して、エンジン回転数及びモータ回転数とタービン回転数とが反転するまで実行される。このようにしても、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【００４８】
また、モータ回転数がタービン回転数よりも大きな状態において、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時には、モータ回転数がトルクコンバータ２の入力軸２７の回転数と一致しているため、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差も所定値よりも小さくなる。従って、この場合にも、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くおそれがある。
【００４９】
そこで、第２実施形態では、ＥＣＵ１０は、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時には、モータジェネレータＭＧを制御して、トルクコンバータ２の入力軸２７に対して作用する回生制動トルクを変化させることで、モータ回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させる。これにより、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。この制御は、モータ回転数とタービン回転数とが反転した後、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値以上となるまで実行される。この所定値も、モータ回転数とタービン回転数との回転数差（トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差）がこの値よりも小さくなると、フェーシング２１ｂのコンバータカバー２６への噛み付きが発生するような値である。所定値は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【００５０】
ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御して、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値以上となり、かつ、モータ回転数がエンジン回転数に一致した時（図３でいうと時刻ｔａ２）に、クラッチ６を制御して、クラッチ６を係合状態にする。そして、ＥＣＵ１０は、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が一定値になるように、回生制動トルクを調整した後、ロックアップクラッチ２１の締結力を大きくして、減速スリップ制御を行う。
【００５１】
以上に述べた第２実施形態によれば、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、モータ回転数（トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数）及びエンジン回転数が、タービン回転数（トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数）よりも小さくなるまで、クラッチ６を解放又はスリップさせることとする。これによっても、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】トルクコンバータの構成を示す模式図である。
【図３】回転数、ロックアップ締結力、回生制動トルクの夫々についての時間に対する変化を示すグラフである。
【図４】第２実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図５】回転数、ロックアップ締結力、クラッチの状態の夫々についての時間に対する変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
ＭＧ モータジェネレータ
１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機構
４ 油圧制御装置
５ 出力軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、エンジン及びモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車両が提案されている。このハイブリッド車両においては、車両の走行状態に基づいて、エンジン又はモータジェネレータを制御して、車両を走行させるように構成されている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両の一例として、エンジンの出力軸に、モータジェネレータが設けられているとともに、トルクコンバータを介して変速機が接続された構成を有するハイブリッド車両がある。トルクコンバータは、オイルなどの流体継手を介してエンジンと変速機とを連結するため、トルクコンバータの入力軸と出力軸との間で回転数差が生じ、駆動力の伝達効率が悪化し得る。そこで、トルクコンバータには、入力軸と出力軸とを機械的に連結可能とするため、ロックアップクラッチといった摩擦係合要素が設けられている。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１には、ロックアップクラッチの減速スリップ制御を行う際に、ロックアップクラッチの締結力を一時的に高く設定して、エンジン回転数をすばやく低下させる技術が記載されている。特許文献２には、エンジン、モータジェネレータ、ロックアップクラッチを有したトルクコンバータ及び変速機構を備えたハイブリッド車両において、減速走行時にエネルギー回生を行う技術が記載されている。特許文献３には、エンジン、モータジェネレータ、トルクコンバータ、クラッチを有し、クラッチを解放してエンジン回転数とトルクコンバータのタービン回転数との差を減少させるようにモータジェネレータの動力をエンジンに付与する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１６３５６６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３０４１号公報
【特許文献３】特開２００６−１５３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ロックアップクラッチの締結力が低い状態でのスリップ制御時と比較して、エンジン回転数は素早く低下するようになるものの、ロックアップクラッチの締結力が高い分、クラッチフェーシングは磨耗してしまい、耐久性が低下してしまう。
【０００７】
また、減速スリップ制御時には、エンジンの出力軸の回転数（トルクコンバータの入力軸の回転数）とトルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が０近傍になると、クラッチフェーシングがフロントカバーに噛み付きやすくなるという問題がある。この問題に対し、特許文献１に記載の技術では、ロックアップクラッチの締結力を低下させることにより解決を図っているものの、エンジンの出力軸の回転数（トルクコンバータの入力軸の回転数）とトルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が０近傍にある限りにおいては、クラッチフェーシングのフロントカバーへの噛み付きは依然として発生する状況にあり、十分に解決されているとはいえない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、クラッチフェーシングの磨耗の進行を抑えるとともに、クラッチフェーシングのフロントカバーへの噛み付きを防ぐことの可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジン及びモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる制御手段を備える。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、トルクコンバータと、モータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用され、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの制御手段を有する。前記トルクコンバータは、その入力軸と出力軸とを直接締結することが可能なロックアップクラッチを有する。前記エンジン及び前記モータジェネレータは、前記トルクコンバータの入力軸に接続される。前記制御手段は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる。このようにすることで、前記トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、前記ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。また、前記ロックアップクラッチはスリップ制御されているので、ロックアップクラッチの締結力を高めてエンジン回転数を低下させる特許文献１に記載の方法と比較しても、前記ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記トルクコンバータの入力軸の回転数と前記トルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が所定値以上となるまで、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を一定の割合で減少させる。このようにすることで、ロックアップクラッチのフェーシングがコンバータカバーに噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。
【００１２】
上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例は、前記エンジンの出力軸と前記トルクコンバータの入力軸との間に接続された係合手段を備え、前記制御手段は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記トルクコンバータの入力軸の回転数及び前記エンジンの回転数が前記トルクコンバータの出力軸の回転数よりも小さくなるまで、前記係合手段を解放又はスリップさせる。前記係合手段は、例えばクラッチである。これによっても、前記トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１３】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジン及びモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる制御手段を備える。このようにすることで、前記トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、前記ロックアップクラッチのフェーシングの磨耗の進行を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１に第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す。図１に示すハイブリッド車両は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、トルクコンバータ２、自動変速機構３、を備える。エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、ハイブリッド車両の駆動源に相当し、直列に接続されている。トルクコンバータ２及び自動変速機構３は、これらの駆動源に接続されている。具体的には、エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、トルクコンバータ２の入力軸に接続されている。トルクコンバータ２の出力軸は、自動変速機構３の入力軸と接続されている。自動変速機構３の出力軸５は、駆動輪（不図示）に接続されている。従って、エンジン１及びモータジェネレータＭＧからの駆動力が択一的に若しくは一緒にトルクコンバータ２及び自動変速機構３を介して変速されて駆動輪に伝達され、ハイブリッド車両が走行駆動される。
【００１６】
また、走行中にアクセルペダル（不図示）の踏み込みが解放されて減速走行するときに、駆動輪からの駆動力が自動変速機構３及びトルクコンバータ２を介して駆動源に伝達されるが、このとき、エンジン１のフリクショントルクによる制動作用が生じるとともに、モータジェネレータＭＧが駆動することによる発電が行われる。モータジェネレータＭＧは、エンジン１及びトルクコンバータ２の入力軸と接続されているため、モータジェネレータＭＧが発電を行うことにより、エンジン１の出力軸１ａ及びトルクコンバータ２の入力軸には、モータジェネレータＭＧより回生制動トルクが作用する。従って、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御することにより、エンジン１の回転数を変化させることができる。
【００１７】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。トルクコンバータ２は、オイルを介して動力を伝達する機能を有する流体式動力伝達装置の一種である。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチにより、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸との間を締結及び解放することが可能に構成されている。ロックアップクラッチを解放した状態では、駆動源（エンジン１及びモータジェネレータＭＧ）と自動変速機構３との間でオイルを介して駆動力の伝達が行われる。ロックアップクラッチを締結した状態では、駆動源と自動変速機構３とが直結されて、駆動源からの駆動力が直接、自動変速機構３に伝達される。なお、油圧制御装置４は、トルクコンバータ２に供給されるオイルの油圧を調整する機能を有する。
【００１８】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、油圧制御装置４、の制御を行う。図１において、一点鎖線で示す矢印がＥＣＵ１０より供給される制御信号の流れを示している。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、の夫々に設けられた図示しない回転数センサからの検出信号に基づいて、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、の夫々の回転数を検出する。ＥＣＵ１０は、これらの回転数に基づいて、モータジェネレータＭＧ、油圧制御装置４の制御を行う。ＥＣＵ１０は、本発明のハイブリッド車両の制御装置に相当し、制御手段として機能する。
【００１９】
トルクコンバータ２の構成について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、トルクコンバータの構成を示す模式図である。図２において、符号のない実線矢印及び破線矢印は、オイルの流れを示している。
【００２０】
トルクコンバータ２は、主に、ロックアップクラッチ２１と、ポンプインペラ２２と、タービンライナ２３と、ステータ２４と、より構成される。ロックアップクラッチ２１は、フェーシング２１ｂを備えたロックアップピストン２１ａと、コンバータカバー２６と、より構成される。
【００２１】
エンジン１及びモータジェネレータＭＧの出力軸１ａ、Ｍａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。従って、第１実施形態に係るハイブリッド車両の場合、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数は、モータジェネレータＭＧの回転数（モータ回転数）及びエンジン１の回転数（エンジン回転数）と一致する。トルクコンバータ２の入力軸２７は、コンバータカバー２６を介して、ポンプインペラ２２と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８は、ロックアップピストン２１ａ及びタービンライナ２３と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数は、タービン回転数と一致する。ステータ２４は、ワンウェイクラッチ２５を有し、トルク増幅機能を有する。
【００２２】
解放側油室３１及び締結側油室３２は、油圧制御装置４と通路３３を介して結ばれており、オイルは通路３３を行き来している。油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、オイルの油圧の供給先を、コンバータカバー２６とロックアップピストン２１ａとの間の解放側油室３１と、ポンプインペラ２２側の締結側油室３２と、の間で切り換えるとともに、オイルの油圧を調整する。なお、通路３３は、実際には、トルクコンバータ２の出力軸２８内部を通過しているが、図２では、説明の便宜上、出力軸２８とは独立して記載している。
【００２３】
油圧制御装置４が油圧を締結側油室３２に供給した場合には、解放側油室３１より油圧がドレインされる。従って、破線矢印に示すように、オイルは締結側油室３２から解放側油室３１へと向かう方向に流れる。この場合、締結側油室３２の油圧の方が、解放側油室３１の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ１に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６に押し付ける方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を強める力が作用する。この締結力は、締結側油室３２に供給される油圧の大きさに比例する。
【００２４】
また、油圧制御装置４が油圧を解放側油室３１に供給した場合には、締結側油室３２より油圧がドレインされる。従って、実線矢印に示すように、オイルは解放側油室３１から締結側油室３２へと向かう方向に流れる。この場合、解放側油室３１の油圧の方が、締結側油室３２の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ２に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６から引き離す方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を弱める力が作用する。
【００２５】
従って、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、ロックアップクラッチ２１の締結力を調整することができる。具体的には、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、解放側油室３１の油圧と締結側油室３２の油圧との間の大小関係を変化させることができ、ロックアップクラッチ２１が締結した状態である締結状態、及び、ロックアップクラッチ２１が解放された状態であるコンバータ状態、を実現することができる。
【００２６】
ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の締結状態とコンバータ状態との間の中間領域では、油圧制御装置４に制御信号を供給して、解放側油室３１の油圧又は締結側油室３２の油圧を調整することにより、ロックアップピストン２１ａのフェーシング２１ｂとコンバータカバー２６とを滑らせる状態（スリップ状態）にするスリップ制御を行う。例えば、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時（パワーオフ時）に、ロックアップクラッチ２１はスリップ状態に制御される（減速スリップ制御）。
【００２７】
ここで、加速から減速への移行がコンバータ状態から行われる場合には、加速時にタービン回転数よりも高回転側にあったエンジン回転数が、減速スリップ制御時には、タービン回転数よりも低下する。その減速移行期においては、エンジン回転数とタービン回転数との差が比較的大きな状態から、所定のフィードバック制御値まで低下するまでの間、ロックアップクラッチ２１はスリップ状態に制御される。そのため、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂは、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差の比較的大きな状態の下でスリップする時間が長くなり、即ち、トルクコンバータ２における入力軸２７の回転数と出力軸２８の回転数との回転数差の比較的大きい状態の下でスリップする時間が長くなり、磨耗が進行して耐久性が低下してしまう。
【００２８】
また、この減速スリップ制御時には、エンジン回転数とタービン回転数とが反転するため、その移行途中においてはこの回転数差が０になる点を通過する。言い換えると、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が０になる点を通過する。このように、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が０になる近傍においては、フェーシング２１ｂとオイルとの間の摩擦係数が急激に大きくなる。そのため、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が０の近傍においては、ロックアップクラッチ２１の締結力が小さな締結力であっても、フェーシング２１ｂはコンバータカバー２６に噛み付きやすくなる。フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くと、突然、ロックアップクラッチ２１が締結状態になるため、ショックが発生する。
【００２９】
そこで、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置では、ＥＣＵ１０は、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクにより、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させることとする。これにより、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値以上となるまで、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数とトルクコンバータ２１の出力軸２８の回転数との回転数差が所定値以上となるまで、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させることとする。これにより、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。以下に図３を用いて具体的に述べる。
【００３０】
図３（ａ）から（ｃ）は、回転数（エンジン回転数及びタービン回転数）、ロックアップ締結力（ロックアップクラッチ２１の締結力）、ＭＧトルク（モータジェネレータＭＧの回生制動トルク）の夫々について、時間に対する変化を示すグラフである。
【００３１】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、加速運転領域においてはコンバータ状態であるため、エンジン回転数とタービン回転数との間には比較的大きな回転数差がある。この状態でアクセルペダルが戻されるとスロットルバルブが全閉となり減速運転が開始される。図３では、減速運転開始時を時刻ｔ１として示している。この減速開始とともに減速スリップ制御（フィードバック制御）が開始されると、エンジン回転数の低下が緩慢であるため、エンジン回転数とタービン回転数との回転差が比較的大きな状態が長く続く。そのため、先に述べたように、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂは、トルクコンバータにおける入力軸２７と出力軸２８との回転数差の大きい状態の下でスリップする時間が長くなり、磨耗が進行して耐久性が低下してしまう。
【００３２】
これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、減速開始後、時刻ｔ１からｔ４の間、図３（ｂ）に示すように、一時的にロックアップクラッチ２１を、フードバック制御時のスリップ状態における締結力よりも低い締結力のスリップ状態、又は、コンバータ状態にするとともに、図３（ｃ）に示すように、モータジェネレータＭＧを制御して、エンジン１の出力軸１ａに対して回生制動トルクをかけることにより、エンジン回転数を低下させる。エンジン回転数は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数と一致するので、このエンジン回転数を低下させる制御は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させる制御でもある。
【００３３】
この制御（以下では、「エンジン回転数減少制御」と称す）は、図３（ａ）に示すように、エンジン回転数がタービン回転数よりも大きな状態から、エンジン回転数が減少して、エンジン回転数とタービン回転数とが反転するまで実行される。このように、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクによりエンジン回転数を強制的に低下させることにより、エンジン回転数とタービン回転数との間の回転数差が大きい状態となっている時間、即ち、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が大きい状態となっている時間を短縮することができ、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【００３４】
また、上述のエンジン回転数減少制御が行われると、エンジン回転数とタービン回転数とが反転するため、その移行途中においてはこの回転数差が０になる点Ｓｐを通過する。先に述べたように、この回転数差が０になる点Ｓｐの近傍においては、フェーシング２１ｂとオイルとの間の摩擦係数が急激に大きくなる。そのため、回転数差が０の近傍においては、ロックアップクラッチ２１の締結力が小さな締結力であっても、フェーシング２１ｂはコンバータカバー２６に噛み付きやすくなり、ショックが発生しやすくなる。
【００３５】
これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数がタービン回転数よりも大きな状態において、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時（図３でいうと時刻ｔ２）には、モータジェネレータＭＧを制御して、エンジン１の出力軸１ａ、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７に対して作用する回生制動トルクを変化させることで、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させる。
【００３６】
具体的には、ＥＣＵ１０は、図３（ｃ）に示すように、モータジェネレータＭＧを制御して、エンジン１の出力軸１ａ及びトルクコンバータ２の入力軸２７に対して作用する回生制動トルクを減少させる。この回生制動トルクの減少分の大きさは、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことによりトルクコンバータ２の入力軸２７に発生するトルクの大きさである。
【００３７】
つまり、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時には、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付いたときにトルクコンバータ２の入力軸に発生するトルクの大きさの分だけ、予め、回生制動トルクを減少させることとする。このようにすることで、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付いた場合であっても、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させることができ、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。この制御は、エンジン回転数とタービン回転数とが反転した後、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が所定値以上となるまで実行される。なお、所定値は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差（トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差）がこの値よりも小さくなると、フェーシング２１ｂのコンバータカバー２６への噛み付きが発生するような値である。言い換えると、フェーシング２１ｂとオイルとの間の摩擦係数が急激に上昇するような値である。所定値は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【００３８】
なお、所定値は、フェーシング２１ｂやオイルの経年劣化により変化する。そのため、ＥＣＵ１０は、上述の制御に加えて、エンジン回転数の変化などに基づいて、所定値を変化させることとしてもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなる前に、エンジン回転数の変化などに基づいて、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付いたと判定した場合には、そのときの回転数差を、新たな所定値として設定するとしてもよい。
【００３９】
ＥＣＵ１０は、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が所定値以上となった時（図３でいうと時刻ｔ３）には、モータジェネレータＭＧを制御して、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が一定値になるように、回生制動トルクを調整した後、エンジン回転数減少制御時よりもロックアップクラッチ２１の締結力を大きくして、減速スリップ制御を行う（図３でいうと時刻ｔ４）。
【００４０】
以上に述べた第１実施形態によれば、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクによりエンジン回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させることとする。このようにすることで、エンジン回転数とタービン回転数との間の回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。言い換えると、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができる。これにより、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。また、エンジン回転数減少制御が行われている間、ロックアップクラッチ２１は、締結力が比較的小さいスリップ状態、又は、コンバータ状態にされているので、ロックアップクラッチ２１の締結力を高めてエンジン回転数を低下させる方法（特許文献１参照）と比較しても、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【００４１】
さらに、第１実施形態によれば、エンジン回転数減少制御時において、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差、即ち、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が所定値以上となるまで、エンジン回転数、即ち、トルクコンバータの入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させることとする。これにより、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４に、第２実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す。図４に示す第２実施形態に係るハイブリッド車両の構成要素について、図１に示した第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成要素と同じ構成要素には、図１と同じ符号を付加している。また、一点鎖線で示す矢印は、ＥＣＵ１０からの制御信号の流れを示している。また、図４に示すトルクコンバータ２の構成は、図２に示したのと同様の構成を有する。従って、トルクコンバータ２の構成要素についても、図２で用いた符号を用いるものとする。
【００４３】
第２実施形態に係るハイブリッド車両では、第１実施形態に係るハイブリッド車両と異なり、エンジン１の出力軸１ａとトルクコンバータ２の入力軸２７との間にクラッチ６が設けられている。エンジン１とトルクコンバータ２との間のトルクの伝達及び遮断は、クラッチ６を締結及び解放することにより行われる。モータジェネレータＭＧの出力軸Ｍａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。従って、クラッチ６を解放した状態では、モータジェネレータＭＧの出力軸Ｍａは、エンジン１の出力軸１ａには接続されずに、トルクコンバータ２の入力軸２７にのみ接続されることとなる。そのため、モータジェネレータＭＧの回生制動トルクは、トルクコンバータ２の入力軸２７に対してのみ作用するとともに、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数は、モータジェネレータＭＧのモータ回転数と一致する。なお、クラッチ６の締結及び解放は、ＥＣＵ１０からの制御信号によって制御される。
【００４４】
第２実施形態に係るハイブリッド車両では、ＥＣＵ１０は、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数及びエンジン回転数が、タービン回転数、即ち、トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数よりも小さくなるまで、クラッチ６を解放又はスリップさせることとする。以下に図５を用いて具体的に述べる。
【００４５】
図５（ａ）から（ｃ）は、回転数（エンジン回転数、モータ回転数、タービン回転数）、ロックアップ締結力（ロックアップクラッチ２１の締結力）、クラッチ６の状態の夫々について、時間に対する変化を示すグラフである。
【００４６】
第２実施形態では、ＥＣＵ１０は、減速開始後、時刻ｔａ１からｔａ２の間、図５（ｂ）に示すように、一時的にロックアップクラッチ２１を、フードバック制御時のスリップ状態よりも締結力のより低いスリップ状態、又は、コンバータ状態にするとともに、図５（ｃ）に示すように、クラッチ６を係合状態から解放又はスリップ状態にする。ＥＣＵ１０は、減速運転開始時刻ｔａ１で、クラッチ６を解放又はスリップ状態とすることにより、エンジン回転数とモータ回転数とは夫々異なった回転数で変化させることが可能となる。ＥＣＵ１０は、時刻ｔａ１からｔａ２の間、モータ回転数、及び、エンジン回転数を夫々低下させる（図５（ａ））。具体的には、ＥＣＵ１０は、クラッチ６を解放又はスリップ状態にして、エンジン回転数をエンジン１自身のフリクションにより速やかに低下させる。また、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御して、モータ回転数を低下させる。モータ回転数は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数と一致するので、モータ回転数を低下させる制御は、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を低下させる制御でもある。
【００４７】
上述の制御は、エンジン回転数及びモータ回転数（トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数）がタービン回転数（トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数）よりも大きな状態から、エンジン回転数及びモータ回転数が減少して、エンジン回転数及びモータ回転数とタービン回転数とが反転するまで実行される。このようにしても、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【００４８】
また、モータ回転数がタービン回転数よりも大きな状態において、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時には、モータ回転数がトルクコンバータ２の入力軸２７の回転数と一致しているため、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差も所定値よりも小さくなる。従って、この場合にも、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くおそれがある。
【００４９】
そこで、第２実施形態では、ＥＣＵ１０は、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値よりも小さくなった時には、モータジェネレータＭＧを制御して、トルクコンバータ２の入力軸２７に対して作用する回生制動トルクを変化させることで、モータ回転数、即ち、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数を一定の割合で減少させる。これにより、フェーシング２１ｂがコンバータカバー２６に噛み付くことにより発生するショックを抑えることができる。この制御は、モータ回転数とタービン回転数とが反転した後、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値以上となるまで実行される。この所定値も、モータ回転数とタービン回転数との回転数差（トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差）がこの値よりも小さくなると、フェーシング２１ｂのコンバータカバー２６への噛み付きが発生するような値である。所定値は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【００５０】
ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御して、モータ回転数とタービン回転数との回転数差が所定値以上となり、かつ、モータ回転数がエンジン回転数に一致した時（図３でいうと時刻ｔａ２）に、クラッチ６を制御して、クラッチ６を係合状態にする。そして、ＥＣＵ１０は、タービン回転数とエンジン回転数との回転数差が一定値になるように、回生制動トルクを調整した後、ロックアップクラッチ２１の締結力を大きくして、減速スリップ制御を行う。
【００５１】
以上に述べた第２実施形態によれば、減速時において、ロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行うとともに、モータ回転数（トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数）及びエンジン回転数が、タービン回転数（トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数）よりも小さくなるまで、クラッチ６を解放又はスリップさせることとする。これによっても、トルクコンバータ２における入力軸２７と出力軸２８との回転数差が比較的大きい状態にある時間を短縮することができ、ロックアップクラッチ２１のフェーシング２１ｂの磨耗の進行を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】トルクコンバータの構成を示す模式図である。
【図３】回転数、ロックアップ締結力、回生制動トルクの夫々についての時間に対する変化を示すグラフである。
【図４】第２実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図５】回転数、ロックアップ締結力、クラッチの状態の夫々についての時間に対する変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
ＭＧ モータジェネレータ
１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機構
４ 油圧制御装置
５ 出力軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジン及びモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる制御手段を備え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】
前記制御手段は、前記トルクコンバータの入力軸の回転数と前記トルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が所定値以上となるまで、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を一定の割合で減少させる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの出力軸と前記トルクコンバータの入力軸との間に接続された係合手段を備え、
前記制御手段は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記トルクコンバータの入力軸の回転数及び前記エンジンの回転数が前記トルクコンバータの出力軸の回転数よりも小さくなるまで、前記係合手段を解放又はスリップさせる請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジン及びモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を低下させる制御手段を備え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】
前記制御手段は、前記トルクコンバータの入力軸の回転数と前記トルクコンバータの出力軸の回転数との回転数差が所定値以上となるまで、前記モータジェネレータの回生制動トルクにより前記トルクコンバータの入力軸の回転数を一定の割合で減少させる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの出力軸と前記トルクコンバータの入力軸との間に接続された係合手段を備え、
前記制御手段は、減速時において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御を行うとともに、前記トルクコンバータの入力軸の回転数及び前記エンジンの回転数が前記トルクコンバータの出力軸の回転数よりも小さくなるまで、前記係合手段を解放又はスリップさせる請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１８４３９６（Ｐ２００９−１８４３９６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５０６（Ｐ２００８−２３５０６）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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