| 【発明の名称】 |
車両の減速制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】田端 淳
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| 【要約】 |
【課題】回生制動に替えて車輪での制動をおこなっている状態での変速ショックやロックアップショックを防止する。
【解決手段】変速機を含む動力伝達系統を介して駆動輪にトルクを伝達し、その変速機の入力側と出力側とのそれぞれに、前記駆動輪でのトルクを減じる減速をおこなう減速手段が設けられ、一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記変速機での変速を禁止する変速禁止手段（ステップＳ１１）を備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 変速機を含む動力伝達系統を介して駆動輪にトルクを伝達し、その変速機の入力側と出力側とのそれぞれに、減速をおこなう減速手段が設けられ、一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記変速機での変速を禁止する変速禁止手段を備えていることを特徴とする車両の減速制御装置。
【請求項２】 前輪と後輪とのいずれか一方に、変速機を含む動力伝達系統を介して駆動力を伝達するとともに、その変速機の入力側に減速をおこなう第一の減速手段が設けられ、かつ前輪と後輪とのいずれか他方が減速をおこなう第二の減速手段に連結され、第一の減速手段と第二の減速手段とのうちの一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記変速機での変速を禁止する変速禁止手段を備えていることを特徴とする車両の減速制御装置。
【請求項３】 直結クラッチ付きの流体伝動装置を含む動力伝達系統を介して駆動輪にトルクを伝達し、その流体伝動装置の入力側と出力側とのそれぞれに、前記駆動輪でのトルクを減じる減速をおこなう減速手段が設けられ、一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記直結クラッチの係合態様を減速をおこなっていない場合に比べて変更する直結クラッチ制御手段を備えていることを特徴とする車両の減速制御装置。
【請求項４】 前輪と後輪とのいずれか一方に、直結クラッチ付きの流体伝動装置を含む動力伝達系統を介して駆動力を伝達するとともに、その流体伝動装置の入力側に減速をおこなう第一の減速手段が設けられ、かつ前輪と後輪とのいずれか他方が減速をおこなう第二の減速手段に連結され、第一の減速手段と第二の減速手段とのうちの一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記直結クラッチの係合態様を減速をおこなっていない場合に比べて変更する直結クラッチ制御手段を備えていることを特徴とする車両の減速制御装置。
【請求項５】 前記減速手段のいずれか一方が、前記動力伝達系統からトルクが伝達されて強制的に回転させられることにより電力を発生する発電機によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両の減速制御装置。
【請求項６】 前記直結クラッチが滑り状態でトルクを伝達するスリップ状態に制御可能なクラッチによって構成され、かつ前記直結クラッチ制御手段が、直結クラッチのスリップ状態を禁止する手段を含むことを特徴とする請求項３もしくは４に記載の車両の減速制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、動力伝達系統における変速機あるいは直結クラッチなどの入力側に設けられている減速手段および他の減速手段によって減速をおこなう車両の減速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両におけるエンジンなどの駆動力源は、燃料の燃焼などによって動力を出力する反面、外力で強制的に回転させようとすれば、大きい抵抗力を示す。これを有効に利用して車両の減速時の制動力とするのが、エンジンブレーキである。その場合、車両の有している慣性エネルギを、空気を圧縮することによる熱や摺動部分での摩擦による熱として消費することにより、制動力を生じさせている。このようなエネルギの消費は、無駄な消費であるから、最近では、燃費の向上および排ガスの低減を目的として、減速時のエネルギを回収して有効利用することが図られている。その一例がハイブリッド車である。
【０００３】ハイブリッド車は、元来、内燃機関を効率のよい状態でのみ駆動し、それ以外の運転状態では、燃料の燃焼を回避して燃費の向上および排ガスの低減を図ることを主目的としたものであるが、内燃機関と併せて発電機能あるいは回生機能のある装置を搭載することにより、減速時のエネルギを電力などの形で回生し、これを発進や大きい駆動力が必要な場合の動力として使用するようになっている。したがってエネルギの回生に伴って制動力が生じ、内燃機関のみを駆動力源とする一般的な車両におけるエンジンブレーキと同様な制動機能を得ることができる。
【０００４】発電機やこれに類するモータ・ジェネレータなどのエネルギ回生のための装置は、内燃機関から駆動輪に到る動力伝達系統からトルクを受けるようにするために、その動力伝達系統に連結されているが、その動力伝達系統には、大きい駆動トルクを得るため、あるいは内燃機関を最適運転点で駆動するためなどの目的で変速機が介在される場合もある。このような場合、減速時に変速機の入力側に現れるトルクが、変速比によって相違するので、エネルギの回生をおこなって制動している際に変速比が変化すると、ショックが生じる場合がある。
【０００５】そこで、例えば特開平１０−７３１６１号公報に記載されている発明では、モータ・ジェネレータによっていわゆる回生制動をおこなっている状態では、変速機での変速を禁止することとしている。すなわち制動力の変化を防止している。またこの公報に記載された発明では、モータ・ジェネレータが故障して回生制動をおこなうことができない場合には、変速比を増大させてモータ・ジェネレータによる制動力を得られないことによる制動力の不足を補い、またタイヤの制動をおこなって制動力を確保するように制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置におけるタイヤの制動は、モータ・ジェネレータによる回生制動をおこなえない場合の補助的もしくは付加的な制動であり、その場合、変速機に対してその出力側にトルクが加わる。このようなトルクの入出力状態は、動力伝達系統に直結クラッチを有する流体伝動装置が介在されていれば、その直結クラッチについても同様に生じる。
【０００７】これに対して変速機での変速制御や直結クラッチの係合・解放もしくはスリップ状態の制御は、その入力側に連結されている内燃機関やモータ・ジェネレータが正常に機能し、それに伴って所期のトルクが入力側に作用していることを前提に実行される。すなわち変速制御もしくは直結クラッチの係合・解放あるいはスリップ状態の制御のための油圧などの制御パラメータは、入力側の内燃機関やモータ・ジェネレータが正常に機能して所定のトルクが作用している状態を前提に設定されている。
【０００８】したがって、上述したようにモータ・ジェネレータの異常によってタイヤ制動をおこなっている状態では、変速機あるいは直結クラッチの入力側のトルクが大きく低下している。これは、変速制御もしくは直結クラッチの制御で前提とする動力の伝達状態とは異なっているので、この状態で変速もしくは直結クラッチの係合・解放もしくはスリップ状態の制御を実行すると、不適切な制御を実行することになり、その結果、駆動トルクの急激な変化が生じてこれがショックとなる可能性がある。
【０００９】このような事態を解消するために、タイヤ制動をおこなっている状態を想定して制御パラメータや制御プログラムなどを予め用意することが考えられる。しかしながら、そうした場合、制御ロジックや制御プログラムさらには必要とするデータが増え、制御が複雑になり、また制御装置が大容量化するなどの不都合が生じる。
【００１０】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、変速機の入力側と出力側との一方の減速手段に替わって他方の減速手段によって制動をおこなっている場合であってもショックの発生を防止することのできる減速制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明は、上記の目的を達成するために、変速機や直結クラッチを含む動力伝達系統でのトルクの作用状態が通常の状態とは異なっている場合には変速制御や直結クラッチの制御を禁止するように構成したことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、変速機を含む動力伝達系統を介して駆動輪にトルクを伝達し、その変速機の入力側と出力側とのそれぞれに、減速をおこなう減速手段が設けられ、一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記変速機での変速を禁止する変速禁止手段を備えていることを特徴とする減速制御装置である。
【００１２】したがって、請求項１の発明では、一方の減速手段によって減速をおこなうことができないことにより他方の減速手段によって減速をおこなっている状態では、変速機での変速が禁止されて変速比が一定に維持される。その結果、トルクが作用する状態が通常とは異なる状態での変速が回避されるので、いわゆる不適切な変速に起因するショックが確実に防止される。
【００１３】また、請求項２の発明は、前輪と後輪とのいずれか一方に、変速機を含む動力伝達系統を介して駆動力を伝達するとともに、その変速機の入力側に減速をおこなう第一の減速手段が設けられ、かつ前輪と後輪とのいずれか他方が減速をおこなう第二の減速手段に連結され、第一の減速手段と第二の減速手段とのうちの一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記変速機での変速を禁止する変速禁止手段を備えていることを特徴とする減速制御装置である。
【００１４】したがって請求項２の発明によれば、前輪と後輪とのいずれか一方が駆動輪であり、他方が前記一方とは独立して駆動される他の駆動輪もしくは非駆動輪である車両を対象とし、前記一方の車輪を第一の減速手段で減速できないことに伴って他方の車輪を第二の減速手段で制動して減速する場合、変速機での変速が禁止される。そのため、変速時の変速機に対してトルクが作用する状態が通常と異なる状態での変速が生じないので、いわゆる不適切な変速に起因するショックが確実に防止される。
【００１５】また、請求項３の発明は、直結クラッチ付きの流体伝動装置を含む動力伝達系統を介して駆動輪にトルクを伝達し、その流体伝動装置の入力側と出力側とのそれぞれに、前記駆動輪でのトルクを減じる減速をおこなう減速手段が設けられ、一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記直結クラッチの係合態様を減速をおこなっていない場合に比べて変更する直結クラッチ制御手段を備えていることを特徴とする減速制御装置である。
【００１６】したがって請求項３の発明では、一方の減速手段によって減速をおこなうことができないことにより他方の減速手段によって減速をおこなっている状態では、直結クラッチの係合・解放の状態が一定に維持され、もしくはスリップ状態とされないので、動力伝達系統でのトルク伝達特性もしくは直結クラッチの入力側もしくは出力側のトルクが変化せず、その結果、駆動輪でのトルクが変化しないので、ショックの発生することが防止される。
【００１７】さらに、請求項４の発明は、前輪と後輪とのいずれか一方に、直結クラッチ付きの流体伝動装置を含む動力伝達系統を介して駆動力を伝達するとともに、その流体伝動装置の入力側に減速をおこなう第一の減速手段が設けられ、かつ前輪と後輪とのいずれか他方が減速をおこなう第二の減速手段に連結され、第一の減速手段と第二の減速手段とのうちの一方の減速手段による減速をおこなえない場合に他方の減速手段によって減速をおこなうように構成された車両の減速制御装置において、前記一方の減速手段による減速をおこなうことができないことに伴って前記他方の減速手段によって減速をおこなっている場合に、前記直結クラッチの係合態様を減速をおこなっていない場合に比べて変更する直結クラッチ制御手段を備えていることを特徴とする減速制御装置である。
【００１８】したがって請求項４の発明では、前輪と後輪とのいずれか一方が駆動輪であり、他方が前記一方とは独立して駆動される他の駆動輪もしくは非駆動輪である車両を対象とし、前記一方の車輪を第一の減速手段で減速できないことに伴って他方の車輪を第二の減速手段で制動して減速する場合、直結クラッチが減速をおこなっていない場合とは異なる係合・解放の状態に設定される。その結果、直結クラッチの制御の前提となるトルクの作用状態が通常とは異なる状態での直結クラッチの制御が生じないので、ショックが回避される。
【００１９】上記の請求項１ないし４のいずれかの発明におけるいずれか一方の減速手段は、請求項５に記載してあるように、発電機によって構成することができる。
【００２０】したがって請求項５の発明によれば、発電機を強制的に回転させて回生制動をおこなうことができない状態で、変速比が変化せず、また直結クラッチが減速をおこなっていない場合とは異なる係合態様に制御されるので、ショックの発生することが防止される。
【００２１】そして請求項６の発明は、請求項３もしくは４の発明において、前記直結クラッチが滑り状態でトルクを伝達するスリップ状態に制御可能なクラッチによって構成され、かつ前記直結クラッチ制御手段が、直結クラッチのスリップ状態を禁止する手段を含むことを特徴とする減速制御装置である。
【００２２】したがって請求項６の発明では、一方の減速手段によって減速をおこなうことができないことにより他方の減速手段によって減速をおこなっている状態で、直結クラッチが伝達トルクの安定しないスリップ状態に制御されないので、動力伝達系統でのトルク伝達特性もしくは直結クラッチの入力側もしくは出力側のトルクが変化せず、その結果、駆動輪でのトルクが変化しないので、ショックの発生することが防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図を参照して具体的に説明する。図３はこの発明で対象とする車両の一例における動力伝達系統と制御系統とを模式的に示している。駆動力源としてエンジン１およびモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２とが設けられている。エンジン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エンジンなどのいずれかであってよい。またエンジン１の形式は、レシプロエンジンやロータリーエンジンあるいはタービンエンジンであってもよい。
【００２４】エンジン１は、電子スロットルバルブ（図示せず）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、その制御のための電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）３が設けられている。この電子制御装置３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。そして、この電子制御装置３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。
【００２５】また、前記モータ・ジェネレータ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、永久磁石型同期モータを使用することができる。なお、モータ・ジェネレータ２には、インバータを介してバッテリ（それぞれ図示せず）が接続されている。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、マイクロコンピュータを主体として電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）４が設けられている。この電子制御装置４は、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を発電機として用いてバッテリに充電する電力、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。その回生制動トルクは、モータ・ジェネレータ２での発電量や発電効率などによって制御できるので、その発電量や発電効率を所定値に設定して所期の減速度を得るためのスイッチすなわち減速度設定スイッチ５が設けられている。図４はその一例を示しており、スライドノブ６を移動させることにより、減速度すなわちモータ・ジェネレータ２で得られる回生制動トルクを大小に調整するように構成されている。
【００２６】上記のエンジン１およびモータ・ジェネレータ２とが、変速機７の入力側に連結されている。この変速機７の具体例を図５にスケルトン図で示してある。ここに示す変速機７は、直結クラッチ（ロックアップクラッチ）８付きの流体伝動装置であるトルクコンバータ９を介してエンジン１およびモータ・ジェネレータ２に連結されている。そのトルクコンバータ９は、従来知られているものと同様の構成であって、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２からトルクの伝達される入力部材であるフロントカバー１０にポンプインペラ１１が一体化されており、このポンプインペラ１１に対向してタービンランナ１２が回転自在に配置されている。そして、ポンプインペラ１１が回転することにより生じたオイルの螺旋流をタービンランナ１２に供給することにより、タービンランナ１２にトルクが伝達されてこれが回転し、さらにそのオイルがステータによって流動方向を制御されてポンプインペラ１１側に戻るようになっている。このタービンランナ１２がハブ１３を介して変速機７の入力軸１４に連結されている。
【００２７】ロックアップクラッチ８は、ハブ１３と一体となって回転する状態で、前記フロントカバー１０の内面に対向して配置され、油圧によってフロントカバー１０の内面に押し付けられることにより係合状態となり、入力部材であるフロントカバー１０と出力部材であるハブ１３とをトルク伝達可能に連結するように構成されている。なお、ロックアップクラッチ８の押し付け力すなわち油圧を調整することにより、滑りを伴ってトルクを伝達する半係合状態とするいわゆるスリップ制御をおこなうことができる。
【００２８】一方、図５に示す変速機７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変速機７は、トルクコンバータ９に続けて副変速部１５と、主変速部１６とを備えている。その副変速部１５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１７によって構成され、そのキャリヤ１８が前記入力軸１４に連結され、またこのキャリヤ１８とサンギヤ１９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１９がキャリヤ１８に対して相対的に正回転（入力軸１４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１９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１５の出力要素であるリングギヤ２０が、主変速部１６の入力要素である中間軸２１に接続されている。
【００２９】したがって副変速部１５においては、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１７の全体が一体となって回転するため、中間軸２１が入力軸１４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１９の回転を止めた状態では、リングギヤ２０が入力軸１４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００３０】他方、主変速部１６は、三組の遊星歯車機構２２，２３，２４を備えており、三組の遊星歯車機構２２，２３，２４を構成する回転要素が、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２２のサンギヤ２５と、第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６とが互いに一体的に連結されている。また、第１遊星歯車機構２２のリングギヤ２７と、第２遊星歯車機構２３のキャリヤ２９と、第３遊星歯車機構２４のキャリヤ３１とが連結されている。さらに、キャリヤ３１に出力軸３２が連結されている。さらにまた、第２遊星歯車機構２３のリングギヤ３３が、第３遊星歯車機構２４のサンギヤ３４に連結されている。
【００３１】この主変速部１６の歯車列においては、後進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまり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、リングギヤ３３およびサンギヤ３４と、中間軸２１との間に第１クラッチＣ1 が設けられている。また、互いに連結されたサンギヤ２５およびサンギヤ２６と、中間軸２１との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００３２】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２２のサンギヤ２５、および第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６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２５，２６とケーシング３５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いる。第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ２５，２６が逆回転、つまり入力軸１４の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合するようになっている。
【００３３】また、第１遊星歯車機構２２のキャリヤ３７とケーシング３５との間に、多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 が設けられている。そして第３遊星歯車機構２４はリングギヤ３８を備えており、リングギヤ３８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 とが設けられている。第４ブレーキＢ4 および第２一方向クラッチＦ2 は、ケーシング３５とリングギヤ３８との間に相互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３８が逆回転しようとする際に係合するように構成されている。さらに、変速機７に対する入力回転数を検出する入力回転数センサ（タービン回転数センサ）３９と、出力軸３２の回転数を検出する出力回転数センサ（車速センサ）４０とが設けられている。そして、出力軸３２がデファレンシャル４１を介して左右の駆動輪４２にトルクを伝達するようになっている。
【００３４】上記のように構成された変速機７においては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を、図６の図表に示すように係合・解放することにより、前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図６において○印は摩擦係合装置が係合することを示し、◎印は、エンジンブレーキ時に摩擦係合装置が係合することを示し、△印は摩擦係合装置が係合・解放のいずれでもよいこと、言い換えれば、摩擦係合装置が係合されてもトルクの伝達には無関係であることを示し、空欄は摩擦係合装置が解放されることを示している。
【００３５】図６におけるＰ，Ｒ，Ｎの各符号は、上記の変速機７で設定可能なシフトポジションを示し、上記の変速機７では、これに加え、更に、Ｄ、Ｍ、“３”、“２”、Ｌの各ポジションを設定することができる。すなわちＰポジションは車両を停止状態に維持するためのパーキングポジションであり、Ｒポジションは後進走行するためのリバースポジションであり、Ｎポジションは出力軸３２にトルクが現れないニュートラルポジションであり、Ｄポジションは前進５段の変速段を設定可能なドライブポジションである。また、前進走行するためのＭ、“３”、“２”、Ｌの各ポジションは、前進走行時に所定の変速段でエンジンブレーキを効かせることのできるいわゆるエンジンブレーキポジションであり、Ｍポジションは手動操作に基づいて前進走行のための各変速段を設定することのできるいわゆるマニュアルシフトポジションであり、後述するアップスイッチおよびダウンスイッチを手動操作することにより１段ずつ変速段が切り替わりかつそれぞれの前進段でエンジンブレーキの効くポジションであり、“３”ポジションは第３速でエンジンブレーキを効かせることができるとともに第３速までの変速段の設定が可能なポジションであり、“２”ポジションは第２速でエンジンブレーキを効かせることができるとともに第２速までの変速段の設定が可能なポジションであり、Ｌポジションは第１速でエンジンブレーキを効かせることができるとともに第１速のみの設定が可能なポジションである。
【００３６】これらの各シフトポジションは、図示しないシフト装置を手動操作することにより設定することができ、そのシフト装置においては各ポジションが図７に示すように配列されている。また、前進走行時の各変速段は、車速やタービン回転数あるいはアクセル開度などで決まる車両の走行状態に基づいて設定されるようになっており、その変速制御のための電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）４３が設けられている。この変速機用電子制御装置４３は、他の電子制御装置と同様に、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されるデータおよび予め記憶しているデータならびにプログラムに基づいて変速段を決定し、変速機７に変速信号を出力して前述した各摩擦係合装置を適宜に係合・解放させるように構成されている。
【００３７】さらに、Ｍポジションで変速段を選択するアップスイッチおよびダウンスイッチは、運転者が操作可能な範囲のいずれかの箇所、例えば図８に示すように、ステアリングホイール４４に設けられており、図８においては、ステアリングホイール４４の表面側の左右両側にダウンスイッチ４５が設けられており、ステアリングホイール４４の裏面側の左右両側にアップスイッチ４６が設けられている。そして、Ｍポジションでアップスイッチ４６が操作されると変速段が１段アップシフトされ、ダウンスイッチ４５が操作されると変速段が１段ダウンシフトされる。
【００３８】前記駆動輪４２には、人為的操作によらずに電気的に制御できる自動ブレーキ装置４７が取り付けられている。この自動ブレーキ装置４７は、一例として従来のアンチ・ロック・ブレーキ装置を転用することができ、マイクコンピュータを主体とする電子制御装置（ＡＢＳ−ＥＣＵ）４８によって油圧装置４９を制御することにより、駆動輪４２の制動を適宜におこなうことができるように構成されている。
【００３９】上記の各電子制御装置３，４，４３，４８のそれぞれがハイブリッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）５０にデータ通信可能に接続されている。このハイブリッド用電子制御装置５０は、走行時における駆動力源の選択、モータ・ジェネレータ２の駆動・回生の選択、各駆動力源の駆動内容、変速状態などの制御をおこなうためのものであり、マイクロコンピュータを主体として構成されている。そしてこの電子制御装置５０に対する入出力信号を例示すれば、図９のとおりである。すなわち入力信号は、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、バッテリの充電量（残容量）であるＳＯＣ（State of Charge）、ヘッドライトのオン・オフ状態を示す信号、デフォッガの動作状態を示す信号、エアコン（空調装置）の動作状態の信号、車速、変速機７の油温、シフトポジションを示す信号、サイドブレーキの動作状態を示す信号、フットブレーキの動作状態を示す信号、触媒温度、アクセル開度、クランク位置の信号、Ｍポジションが選択されていることを示す信号（スポーツシフト信号）、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すなわち前記減速度設定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、発進時の変速比を最も大きい変速比である最低速比より小さい変速比に設定するスノーモードスイッチからの信号などである。
【００４０】また出力信号は、点火信号、噴射（燃料の噴射）信号、スタータに対する信号、前記モータ・ジェネレータ２を制御するコントローラへの信号、減速装置に対する信号、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、駆動力源インジケータに対する信号、エアコンに対する信号、スポーツモードインジケータへの信号、電子スロットルバルブに対する信号、スノーモードインジケータへの信号、エンジン１の吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）に対する信号などである。
【００４１】上述したハイブリッド車においても、排ガス量を可及的に削減し、かつ燃費が向上するようにエンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動作状態が制御される。具体的には、発進の際の低速時や後進走行時などにはモータ・ジェネレータ２が駆動力源として動作させられ、また走行中に大きい駆動力が要求された場合には、エンジン１に加えてモータ・ジェネレータ２が駆動され、すなわちモータアシストがおこなわれ、高車速時にはエンジン１が駆動力源として動作させられ、さらに減速時には、モータ・ジェネレータ２が発電機として動作してエネルギの回生をおこなう。
【００４２】減速時にモータ・ジェネレータ２が発電機として機能してエネルギの回生をおこなうと、モータ・ジェネレータ２を回転させるために必要とするトルクが制動トルクとして駆動輪４２に発生し、制動作用が生じる。すなわちモータ・ジェネレータ２が減速手段として機能する。その制動トルクは、前記電子制御装置４によって発電量やモータ・ジェネレータ２での発電効率などを制御し、また変速機７で設定される変速比を電子制御装置４３によって制御することにより所定のトルクに設定される。このようにして発生した電力は、図示しないバッテリに充電される。しかしながら、バッテリの充電量（ＳＯＣ）が予め定めた量以上のいわゆる満充電の場合、さらにはモータ・ジェネレータ２の発電機能に異常があるなどの場合には、モータ・ジェネレータ２による発電すなわち回生をおこなうことができない。その場合、制動力を確保するために前記自動ブレーキ装置４７が動作させられ、モータ・ジェネレータ２による回生制動力に相当する制動力で制動がおこなわれる。すなわちこの場合には、自動ブレーキ装置が減速手段となる。
【００４３】自動ブレーキ装置４７がモータ・ジェネレータ２の回生制動に替わって制動をおこなっている場合、変速機７およびロックアップクラッチ８の入力側のトルクが、正常に回生制動が実行されている場合に比較して低下する。この状態では、変速機７で変速が実行される通常の状態、あるいはロックアップクラッチ８の係合・解放ならびにスリップ制御が実行される通常の状態とはトルクの負荷状態が異なっており、そこでこの発明に係る上記のハイブリッド車における減速制御装置では、以下の制御を実行する。
【００４４】図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、入力信号の読み込みなどの処理（ステップＳ１）をおこなった後、モータ・ジェネレータ２を使用して制動が実行されているか否か、すなわち回生制動中か否かが判断される（ステップＳ２）。回生制動中でないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンし、また肯定的に判断された場合には、バッテリのＳＯＣが予め定めた基準値Ａ以上か否かが判断される（ステップＳ３）。すなわち満充電状態か否かが判断される。これは、要は、モータ・ジェネレータ２を使用した回生制動が実行可能か否かを判断するものであり、バッテリのＳＯＣが基準値Ａ未満であって回生制動が可能な状態であれば、モータ・ジェネレータ２による回生制動を継続する（ステップＳ４）。
【００４５】これに対してバッテリのＳＯＣが基準値Ａ以上であることによりモータ・ジェネレータ２による回生制動をおこなうことができない状態であるために、ステップＳ３で肯定的に判断された場合には、停車中か否かが判断される（ステップＳ５）。停車中であれば、モータ・ジェネレータ２による回生制動を中止する（ステップＳ６）。これは、バッテリのＳＯＣが前記基準値Ａ未満に低下するまで継続される。そして、高速側の所定の変速段（例えば第５速）の使用が制限される。モータ・ジェネレータ２による回生制動をおこなうことができなければ、エンジン１のみによって制動をおこなうことになるので、モータ・ジェネレータ２で発生していた制動力の分だけ、制動力が小さくなるが、これを避けるために、変速機７で設定される変速比を大きくして駆動輪４２で発生する制動力を増大させる。
【００４６】その場合、前述した変速機７が有段変速機であって変速比がステップ的に変化するので、所定の変速段の設定を禁止することにより、エンジンブレーキ力が過大となることがある。このような事態が生じる場合には、モータ・ジェネレータ２を駆動してトルクを出力することにより、制動力が過剰になることを防止してもよい。例えば図２に示すように、第５速でのエンジンブレーキ力（駆動力源ブレーキトルク）が実線Ａ5 で示され、第４速でのエンジンブレーキ力（駆動力源ブレーキトルク）が実線Ａ4 で示される場合、第４速でのエンジンブレーキ力が過大であれば、モータ・ジェネレータ２を駆動してトルクを出力させることにより、全体としてのエンジンブレーキ力を実線Ａ45で示すように低下させる。すなわち、実線Ａ4 と実線Ａ45とのトルク差が、モータ・ジェネレータ２によるアシスト分のトルクである。
【００４７】なお、上記の所定の変速段の使用を制限する制御と併せて、あるいはこれに替えて、エンジン１による制動力を調整してもよい。この調整制御は、スロットル開度を変えることにより実行し、あるいは吸気バルブと排気バルブとの開閉タイミングを調整することにより実行してもよい。
【００４８】他方、走行中であることによりステップＳ５で否定的に判断された場合には、モータ・ジェネレータ２による回生制動を中止する（ステップＳ８）。これは、バッテリのＳＯＣが前記基準値Ａ未満に低下するまで継続される。そして、モータ・ジェネレータ２によって制動力を発生することができないことを補うために、車輪での制動が実施される（ステップＳ９）。これは、前述した自動ブレーキ装置４７を動作させることにより実行される。したがってモータ・ジェネレータ２による回生制動が可能な場合と不可能な場合とで制動力もしくは減速特性が大きく異なることが回避される。
【００４９】自動ブレーキ装置４７による制動がおこなわれている場合、自動ブレーキ装置４７に替えてエンジン１を使用可能か否か、すなわちエンジンブレーキを代用可能か否かが判断される（ステップＳ１０）。
【００５０】ステップＳ１０で否定的に判断され、自動ブレーキ装置４７による制動が継続される場合には、変速機７での変速が禁止される（ステップＳ１１）。前述したように、減速時にモータ・ジェネレータ２に替えて自動ブレーキ装置４７で車輪の制動をおこなっていれば、変速機７の入力側に掛かるトルクが通常の状態とは大きく低下していることになり、この状態で変速を実行すると、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合・解放が所期どおりに進行せず、そのために変速機７の出力軸３７に生じるトルクの変化によりショックが生じる可能性がある。そこで、このような状態での変速を禁止し、ショックを回避する。
【００５１】このような状況はロックアップクラッチ８についても同様である。すなわち減速時にモータ・ジェネレータ２に替えて自動ブレーキ装置４７で車輪の制動をおこなっていれば、ロックアップクラッチ８の入力側に掛かるトルクが通常の状態とは大きく低下していることになり、この状態でロックアップクラッチ８をスリップ状態に維持するスリップ制御を実行すると、作用するトルクと油圧とが不一致状態となって所期どおりのスリップ状態を設定することができず、そのためにジャダーが発生したりロックアップクラッチ８が係合してしまったりする可能性がある。そこで、上記の変速の禁止と併せて、あるいはその制御とは別に、このような状態でのロックアップクラッチ８のスリップ制御を禁止（Ｌ／Ｕスリップ禁止）し、ショックを回避することとしてもよい。
【００５２】これに対してエンジンブレーキで代用できることによりステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、スロットル開度を絞るなどのことによりエンジンブレーキを作動させる（ステップＳ１２）。また、これと同時に自動ブレーキ装置４７による車輪の制動を中止する（ステップＳ１３）。そして、変速機７による変速が許可される（ステップＳ１４）。これと併せてロックアップクラッチ８のスリップ制御を許可（Ｌ／Ｕスリップ許可）してもよい。この場合、変速機７あるいはロックアップクラッチ８の入力側には、エンジンブレーキが作動していることに伴うトルクが作用しており、これは通常の変速あるいはスリップ制御の場合と同様の状態であり、したがって変速やロックアップクラッチ８のスリップ制御が通常と同様に実行され、変速やロックアップクラッチ８の係合などになるショックあるいはロックアップクラッチ８のジャダーやそれに起因する振動が生じることが防止される。
【００５３】また、上記のように、モータ・ジェネレータ２による回生制動に替えて車輪での制動がおこなわれているときには、変速やロックアップクラッチ８のスリップ制御をおこなわず、モータ・ジェネレータ２に替えてエンジン１が制動作用をしている場合には、変速やロックアップクラッチ８のスリップ制御を許可することとしてあるので、その変速やスリップ制御は通常の状態と同様の条件の下に実行できる。したがってそれらの制御のためのロジックすなわち制御プログラムや制御ゲインなどは多種類設ける必要がなく、そのため制御が容易になり、また制御装置の容量の増大を回避することができる。
【００５４】上述した具体例は、駆動輪を二つの減速手段のいずれかで選択的に制動するように構成した例であるが、この発明は、一方の減速手段で減速させる車輪と他方の減速手段で減速させる車輪とが異なる車輪であってもよい。その例を以下に示す。
【００５５】図１０に示す例は、ハイブリッド四輪駆動車の例である。すなわち、エンジン１と第一のモータ・ジェネレータ２とが変速機７Ａの入力部材に連結されている。この変速機７Ａは、上述した具体例における変速機７とほぼ同様にロックアップクラッチを有するトルクコンバータと歯車変速機構とを主体として構成され、これに加えて図示しないセンタデファレンシャルを備えており、そのセンタデファレンシャルを介して左右の前輪もしくは後輪のいずれか一方（図示の例では前輪）６０に駆動力を伝達するように構成されている。
【００５６】これに対して前輪もしくは後輪のいずれか他方（図示の例では後輪）６１には、第二のモータ・ジェネレータ６２が連結されている。そして、エンジン１を制御するための電子制御装置３と、変速機７Ａを制御する電子制御装置４３と、各モータ・ジェネレータ２，６２を制御する電子制御装置４Ａとが設けられ、さらにこれらの各電子制御装置３，４３，４Ａとの間でデータ通信可能なハイブリッド用電子制御装置５０が設けられている。
【００５７】この図１０に示すハイブリッド四輪駆動車では、加速要求や制動要求あるいは旋回要求もしくは回頭性からの要求などに基づいて第二のモータ・ジェネレータ６２を駆動し、あるいは第二のモータ・ジェネレータ６２によって回生制動するようになっている。そして、変速機７Ａの入力側に設けられている第一のモータ・ジェネレータ２によって回生制動できない場合、第二のモータ・ジェネレータ６２が、第一のモータ・ジェネレータ２に替わって、あるいはその制動力の不足分を補うように、回生制動をおこなう。
【００５８】図１０に示す車両を対象とするこの発明に係る制御装置は、減速時に第一のモータ・ジェネレータ２が回生制動機能を発揮せずに第二のモータ・ジェネレータ６２が代替え的にもしくは補助的に回生制動をおこなう場合、変速機７Ａでの変速が禁止される。また、第一のモータ・ジェネレータ２を使用して回生制動する通常時に実行されるロックアップクラッチのスリップ制御が禁止される。
【００５９】これらの変速禁止制御およびロックアップクラッチのスリップ禁止制御は、上述した具体例での制御とほぼ等しい制御である。すなわち、減速時に第一のモータ・ジェネレータ２が回生制動をおこなっていないと、変速機７Ａの入力側のトルクが低下しており、そのために変速を実行すると、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合・解放のタイミングが不適切になり、その結果、ショックが発生する可能性があるが、その変速を禁止することにより、ショックが回避される。またロックアップクラッチのスリップ制御をおこなう場合、入力側にある程度の反力トルクが存在することを前提に制御するが、第一モータ・ジェネレータ２による制動トルクが入力側に生じていないと、スリップ制御を所期どおりに実行することが困難になるが、そのスリップ制御自体を禁止するので、ロックアップクラッチのジャダーなどによるショックを回避することができる。
【００６０】またこの発明は、上記の第二のモータ・ジェネレータ６２に替えて、自動ブレーキ装置４７を使用し、変速機７Ａの入力側のモータ・ジェネレータ２に対して代替え的にもしくは補助的に制動をおこなってもよい。その制御系統を図１１に模式的に示してあり、自動ブレーキ装置４７としては前述したようにＡＢＳを使用することができ、そのための電子制御装置４８と油圧装置４９とが設けられ、その電子制御装置４８がハイブリッド用電子制御装置５０にデータ通信可能に接続されている。
【００６１】この図１１に示すいわゆる二輪駆動車を対象とした場合、モータ・ジェネレータ２によって回生制動できないことにより、自動ブレーキ装置４７で代替え的にもしくは補助的に制動（減速）をおこなう際に、変速機７Ａでの変速が禁止され、および／またはロックアップクラッチのスリップ制御が禁止され、その結果、ショックが回避される。
【００６２】ここで、上記の具体例とこの発明との関係を説明すると、上記の変速機７、７Ａがこの発明の変速機に相当し、また、上記のエンジン１から駆動輪４２もしくは車輪６０に到る動力の伝達系統がこの発明における動力伝達系統に相当し、さらにモータ・ジェネレータ２、６２および自動ブレーキ装置４７がこの発明の減速手段に相当する。そして、図１に示すステップＳ１１の制御を実行する機能的手段が、この発明の直結クラッチ制御手段に相当する。
【００６３】なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、変速機は無段変速機などの他の形式の変速機であってもよい。また、変速機もしくは直結クラッチの入力側の減速手段は、上記のモータ・ジェネレータに限定されないのであって、単純な発電機やフライホイールなどのエネルギの回生などに伴って制動トルクが発生するものであればよい。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１あるいは２の発明によれば、変速機の入出力側のいずれか一方の減速手段によって減速をおこなうことができないことにより他方の減速手段によって減速をおこなっている状態では、変速機での変速が禁止されて変速比が一定に維持される。その結果、トルクが作用する状態が通常とは異なる状態での変速が回避されるので、いわゆる不適切な変速に起因するショックを確実に防止することができる。また、一方の減速手段によって減速できない状態で変速制御するためのプログラムなどを予め備える必要がないので、制御装置を簡素化することができる。
【００６５】また、請求項３あるいは４の発明によれば、直結クラッチの入出力側のいずれか一方の減速手段によって減速をおこなうことができないことにより他方の減速手段によって減速をおこなっている状態では、直結クラッチの係合・解放状態が一定に維持されるので、動力伝達系統でのトルク伝達特性もしくは直結クラッチの入力側もしくは出力側のトルクが変化せず、その結果、駆動輪でのトルクが変化しないので、ショックを確実に防止することができる。また、一方の減速手段によって減速できない状態でロックアップクラッチを制御するためのプログラムなどを予め備える必要がないので、制御装置を簡素化することができる。
【００６６】さらに請求項５の発明では、回生制動をおこなえない状態での変速がおこなわれず、また直結クラッチが回生制動できる場合とは異なる係合態様に制御され、例えばスリップ制御が制御が実行されないので、ショックを確実に防止することができる。
【００６７】そして、請求項６の発明によれば、直結クラッチの入出力側のいずれか一方の減速手段によって減速をおこなうことができないことにより他方の減速手段によって減速をおこなっている状態で、直結クラッチが伝達トルクの安定しないスリップ状態に制御されないので、直結クラッチの制御が不適正になってショックが生じるなどの事態を確実に回避することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月６日（１９９９．１２．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３９９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 丈夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１６５３０５（Ｐ２００１−１６５３０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２２日（２００１．６．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３４６９０４ |
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