JP2000324614A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの過回転を防止するためにダウン変
速指令に従う変速後の指令変速比へのダウン変速が禁止
されても、減速走行においてダウン変速操作を行った運
転者が期待する減速度が得られるハイブリッド車両の制
御装置を提供する。 【解決手段】 ダウン変速禁止手段118によりダウン
変速指令に従うダウン変速後の指令変速比iC へのダウ
ン変速が禁止されると、回生トルク制御手段120によ
り、手動ダウン変速指令に従うダウン変速後の指令変速
比iC での減速走行に比較して減速度が不足する分を補
うための回生トルクが、モータジェネレータ14から発
生或いは増加させられるので、ダウン変速禁止手段11
8によりエンジンの過回転を防止するためにダウン変速
指令に従う変速後の指令変速比へのダウン変速が禁止さ
れても、減速走行においてダウン変速操作を行った運転
者が期待する減速度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は原動機としてエンジ
ンおよび電気モータを用いたハイブリッド車両の制御装
置に係り、特に、エンジンブレーキ走行時のダウン変速
指令に従ったダウン変速がエンジン過回転となるとき
に、その指令に従う変速比へのダウン変速を中止すると
同時に、電動モータの回生トルクを増加させて、運転者
の望む減速度を発生させる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば、ガスや液体燃料の燃焼で作動
するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータと
を車両走行用の駆動力源として備えているハイブリッド
車両が知られている。そして、このようなハイブリッド
車両では、エンジンの回転抵抗および電動モータの回生
の両方により発生する制動作用を利用して減速走行する
形式のものがある。たとえば、特開平9−9415号公
報に記載されたハイブリッド車両がそれである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なハイブリッド車両の減速走行において、マニアルダウ
ン操作などに従って発生するダウン変速指令に関連して
ダウン変速が行われると、エンジンの過回転が発生する
場合があるので、そのエンジンの過回転を防止するため
に、上記ダウン変速指令に従う指令変速比へのダウン変
速を禁止することが考えられる。しかしながら、そのよ
うなダウン変速の禁止が行われると、ダウン変速操作を
行った運転者が期待する減速度が得られないという欠点
があった。
【0004】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、エンジンの過回転を
防止するためにダウン変速指令に従う変速後の指令変速
比へのダウン変速が禁止されても、減速走行においてダ
ウン変速操作を行った運転者が期待する減速度が得られ
るハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の要旨とするところは、燃料の燃焼により
作動させられるエンジンと、電気エネルギにより作動さ
せられる電動モータと、それらエンジンおよび電動モー
タから駆動輪に至る動力伝達経路に設けられた変速機と
を備えているハイブリッド車両の制御装置であって、
(a) 車両のダウン変速指令があった場合は、そのダウン
変速指令に従った変速が行われたときに前記エンジンの
過回転が発生するか否かを判定するエンジン過回転判定
手段と、(b) そのエンジン過回転判定手段によりエンジ
ンの過回転が判定された場合には、前記ダウン変速指令
に従う指令変速比へのダウン変速を禁止するダウン変速
禁止手段と、(c) 前記ダウン変速指令に従う指令変速比
での減速走行に比較して減速度が不足する分を補うため
の回生トルクを、前記電動モータから発生させる回生ト
ルク制御手段とを、含むことにある。
【0006】
【発明の効果】このようにすれば、ダウン変速禁止手段
によりダウン変速指令に従う指令変速比へのダウン変速
が禁止されると、回生トルク制御手段により、前記ダウ
ン変速指令に従うダウン変速後の指令変速比での減速走
行に比較して減速度が不足する分を補うための回生トル
クが、前記電動モータから発生すなわち増加させられる
ので、ダウン変速禁止手段によりエンジンの過回転を防
止するためにダウン変速指令に従う変速後の指令変速比
へのダウン変速が禁止されても、ダウン変速操作を行っ
た運転者が期待する減速度が得られる。
【0007】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記ダウン変速
禁止手段によってダウン変速指令に従う指令変速比への
ダウン変速が禁止された場合には、エンジン回転速度が
予め設定された過回転領域を下回る値となる範囲で前記
変速機に含まれる無段変速機をダウン変速させる無段変
速機制御手段が設けられ、前記回生トルク制御手段は、
その無段変速機制御手段による無段変速機のダウン変速
が行われたときのギヤ比での走行において減速度の不足
分に対応する回生トルクを発生させるものである。この
ようにすれば、電動モータの回生が受け持つ割合が少な
くなるので、スポーツ走行におけるダウン変速操作のよ
うな比較的大きな減速度が期待される場合でも、運転者
が期待する減速度が得られる。
【0008】また、好適には、前記無段変速機制御手段
は、前記無段変速機の目標ギヤ比を決定する目標ギヤ比
決定手段と、その目標ギヤ比決定手段により決定された
目標ギヤ比にその無段変速機の実際のギヤ比を一致させ
るように無段変速機のギヤ比を制御するギヤ比制御手段
とを含み、前記ダウン変速禁止手段により前記ダウン変
速指令に従うダウン変速後のギヤ比へのダウン変速が禁
止された場合には、無段変速機の実際のギヤ比と目標ギ
ヤ比との不一致を示す表示を表示器において行う表示手
段が、さらに設けられる。このようにすれば、ダウン変
速指令に従う変速後の無段変速機のギヤ比と実際のギヤ
比とが相違していることが容易に認識できる利点があ
る。
【0009】また、好適には、前記ダウン変速禁止手段
により前記ダウン変速指令に従う指令変速比へのダウン
変速が禁止された場合において、実際の車速および変速
比に基づいてその指令変速比へのダウン変速が可能であ
るか否かを判定するダウン変速可能判定手段が設けら
れ、前記無段変速機制御手段は、そのダウン変速可能判
定手段により指令変速比へのダウン変速が可能であると
判定された場合には、前記無段変速機の目標ギヤ比をそ
の指令変速比が得られる指令ギヤ比に一致させ、前記無
段変速機の実際のギヤ比をその指令ギヤ比となるように
制御するものである。このようにすれば、ダウン変速可
能が判定されたときに、ダウン変速指令に従った指令変
速比へのダウン変速が行われる利点がある。
【0010】また、好適には、前記表示手段は、上記無
段変速機制御手段により前記無段変速機の実際のギヤ比
と前記指令ギヤ比とが一致させられた場合には、前記表
示器において不一致を示す表示を取り消すものである。
このようにすれば、表示器による表示により、ダウン変
速指令によるダウン変速が完了したことが運転者によっ
て把握できる利点がある。
【0011】
【発明の好適な実施の形態】
【0012】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例の電気自動車で
あるハイブリッド車両の動力伝達装置10を説明する骨
子図である。この動力伝達装置10は、FF(フロント
エンジン・フロントドライブ)車両用のものであり、気
体燃料或いは液体燃料の燃焼によって作動するガソリン
エンジン12と、電気エネルギーで作動する電動モータ
および発電機としての機能を有するモータジェネレータ
14と、遊星歯車式の副変速機16と、ベルト式の無段
変速機(以下CVTという)18と、差動装置20と、
出力軸22R、22Lとを備えており、それら出力軸2
2R、22Lから図示しない左右の前輪(駆動輪)へ駆
動力が伝達されるようになっている。上記エンジン1
2、モータジェネレータ14、副変速機16、および無
段変速機18の入力軸38は、同一の軸線上にその順番
で配設されている。上記エンジン12およびモータジェ
ネレータ14は車両走行用の駆動力源すなわち原動機と
して機能している。また、上記無段変速機18は、動力
伝達装置10内の主変速機として機能するものであっ
て、有効径が可変な1対の可変プーリ18aおよび18
bとそれら1対の可変プーリ18aおよび18bに巻き
かけられた伝動ベルト19とを備えており、それら1対
の可変プーリの掛かり径すなわち有効径が相逆的に変化
させられることにより、そのギヤ比(入力軸回転速度/
出力軸回転速度)が連続的に変化させられるようになっ
ている。これにより、本実施例では出力軸22R、22
Lまでの間において3〜11程度の範囲内でCVT18
および副変速機16から成る変速機全体の変速比が変化
させられる。
【0014】上記エンジン12は、エンジン始動用の電
動モータ(MO)60によって回転駆動(クランキン
グ)されることにより始動させられるようになってい
る。この電動モータ60は直流モータであり、蓄電装置
としてのバッテリ26から電気エネルギーが12V〜3
6V程度等の低電圧で供給されることにより作動させら
れるようになっている。エンジン12のクランクシャフ
ト12sは、ベルト等の伝動装置を介して上記電動モー
タ60に作動的に連結されている。クランクシャフト1
2sにはまた、ベルト等の伝動装置および電磁クラッチ
62を介して補機64が作動的に連結され、補機64と
してのエアコンのコンプレッサ等が回転駆動されるよう
になっている。クランクシャフト12sには更に、ベル
ト等の伝動装置を介してモータジェネレータ24が接続
されている。このモータジェネレータ24は、補機駆動
用の電動モータであり、バッテリ26から電気エネルギ
ーが供給されるようになっている。
【0015】上記バッテリ26は、電気エネルギーを3
6V程度の比較的低電圧で前記モータジェネレータ14
にも供給してそれを作動させるものであり、また、その
モータジェネレータ14の回生制動によって車両の走行
中に逐次充電されるようになっている。上記バッテリ2
6の蓄電量SOCが所定値以下まで低下した時、すなわ
ちモータジェネレータ14を電動モータとして作動させ
ることができない場合は、電動モータ60によってエン
ジン12を始動するとともに、そのエンジン12でモー
タジェネレータ24を回転駆動して発電させることによ
り、バッテリ26を充電する。これにより、故障時以外
は常時モータジェネレータ14を用いて走行することが
可能とされている。また、上記バッテリ26には、電動
モータ60によってエンジン12を始動できる程度の蓄
電量SOCが常に確保されるようになっている。なお、
電動モータ60へ電気エネルギーを供給するため、バッ
テリ26とは別に12V等のバッテリを設けるようにし
ても良い。
【0016】前記副変速機16は、互いに近接して並列
に配設されたダブルプラネタリ型の第1遊星歯車装置3
0およびシンプルプラネタリ型の第2遊星歯車装置32
を備えている。これらの遊星歯車装置30、32は、所
謂ラビニヨ型であって、共通のリングギヤRおよびキャ
リアCを有するとともに、第1遊星歯車装置30のキャ
リアのリングギヤ側のピニオンギヤと第2遊星歯車装置
32のキャリアのピニオンギヤとが一体化されている。
上記第1遊星歯車装置30のサンギヤS1には、前記モ
ータジェネレータ14が連結され、第2遊星歯車装置3
2のサンギヤS2には、第1クラッチC1およびダンパ
装置34を介してエンジン12のクランク軸12sが連
結されるようになっている。また、それ等のサンギヤS
1およびS2は第2クラッチC2によって連結されると
ともに、キャリアCは反力ブレーキBによってハウジン
グ44に連結されて回転が阻止されるようになってお
り、リングギヤRは出力部材36を介して無段変速機1
8の入力軸38に連結されている。クラッチC1、C
2、および反力ブレーキBは、何れも油圧アクチュエー
タによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置であ
る。
【0017】上記サンギヤS1は、第1遊星歯車装置3
0に隣接して配設されるモータジェネレータ14の中心
を貫通して配設された円筒状の連結部材40を介して、
そのモータジェネレータ14よりもエンジン12側に設
けられた第2クラッチC2に接続されており、モータジ
ェネレータ14のロータは連結部材40の中間位置に相
対回転不能に固定されている。サンギヤS2は、上記連
結部材40を挿通して相対回転可能に配設された連結部
材42を介して、モータジェネレータ14よりもエンジ
ン12側に設けられた第1クラッチC1に接続されてい
るとともに、その第1クラッチC1を経由することなく
第2クラッチC2に接続されている。また、前記反力ブ
レーキBは、副変速機16とモータジェネレータ14と
の間から外周側へ延び出すキャリアCをハウジング44
に固定するように配設されている。
【0018】両遊星歯車装置30、32は、上記のよう
に、サンギヤS1、S2、および共通のリングギヤR、
キャリアCの計4つの回転要素にて構成されているた
め、クラッチやブレーキの係合装置が少なくて済むな
ど、装置が全体として簡単に且つコンパクトに構成され
る。特に、第1遊星歯車装置30のキャリアのリングギ
ヤ側のピニオンギヤと第2遊星歯車装置32のキャリア
のピニオンギヤとが一体化されているラビニヨ型である
ため、部品点数が少なくなって一層簡単且つコンパクト
に構成される。
【0019】また、サンギヤS1は、モータジェネレー
タ14の中心を貫通して配設された円筒状の連結部材4
0を介して第2クラッチC2に接続されているととも
に、モータジェネレータ14のロータはその連結部材4
0の中間位置に相対回転不能に固定されている一方、サ
ンギヤS2は、連結部材40を挿通して相対回転可能に
配設された連結部材42を介して第1クラッチC1に接
続されているとともに、その連結部材42は第1クラッ
チC1を経由することなく第2クラッチC2に接続され
ており、反力ブレーキBは、副変速機16とモータジェ
ネレータ14との間から外周側へ延び出すキャリアCを
ハウジング44に固定するようになっており、リングギ
ヤRはそのまま出力部材36を介して無段変速機18の
入力軸38に接続されるため、エンジン12やモータジ
ェネレータ14、反力ブレーキB、出力部材36を連結
するための取り回し(連結構造など)が簡単である。
【0020】図2は、上記副変速機16の各回転要素S
1、S2、R、Cの回転数の相互関係を直線で表すため
の、回転数を表す縦軸を備えた共線図を示している。こ
の共線図において、各回転要素S1、S2、R、Cの位
置および間隔は、連結状態や遊星歯車装置30、32の
ギヤ比ρ1、ρ2によって一義的に定まる。この共線図
上において、入力回転要素であるサンギヤS1、S2は
互いに反対側の両端に位置しているとともに、出力用回
転要素であるリングギヤRは反力用回転要素であるキャ
リアCとサンギヤS1との間に位置している。
【0021】図3には、上記クラッチC1、C2、およ
び反力ブレーキBの係合状態と副変速機16の変速モー
ド(一例)との関係が示されており、エンジン12を駆
動力源として使用する場合、モータジェネレータ14を
駆動力源として使用する場合、或いはシフトレバーの操
作ポジション(図6参照)などにより場合分けされてい
る。図6において、「D」ポジションは、予め定められ
た変速条件に従って無段変速機18のギヤ比をアクセル
操作量や車速などの運転状態に応じて連続的に変化させ
ながら前進走行する自動変速位置である。「A」位置、
「B」位置、「C」位置、「D」位置、「E」位置、
「F」位置は、シフトレバーが操作されることにより有
段変速機のようにCVT18を操作位置毎に異なるよう
に予め順次設定されたギヤ比を選択するための有段手動
変速位置(Mポジション)である。この有段手動変速位
置では、アクセルペダルが非操作とされた減速走行にお
いて、たとえばクラッチC1およびC2が係合させられ
るとともに反力ブレーキBが解放されることにより、エ
ンジン12およびモータジェネレータ14の回転抵抗に
よる制動作用(所謂エンジンブレーキ)を伴う走行とさ
れる。「B」ポジションは、シフトレバーの前後方向位
置に応じて無段変速機18のギヤ比を連続的に変化させ
る無段手動変速位置である。また、「R」は車両を後進
させるリバース位置で、「N」はニュートラル位置で、
「P」はパーキングロック機構などで車両の走行を阻止
するパーキング位置である。
【0022】図3において、エンジン12を駆動力源と
して前進走行する「D」、「M」、「B」ポジションで
は、クラッチC1、C2が共に係合させられるとともに
反力ブレーキBが解放されることにより、変速比rが1
の高速前進モード「2nd」が成立させられる。この高
速前進モード「2nd」は高速段に相当する。その場合
に、第1クラッチC1がスリップ係合させられれば、エ
ンジン発進が可能なエンジン低速前進モード「2nd
(低速)」が成立させられ、バッテリ26の蓄電量SO
Cの低下や故障などでモータジェネレータ14を使用で
きない場合でも、エンジン12で前進方向のクリープト
ルクを発生させたり車両を前方へ発進させたりすること
ができる。「R」ポジションでは、第1クラッチC1お
よび反力ブレーキBが係合させられるとともに第2クラ
ッチC2が解放されることにより、変速比rが−1/ρ
2(ρ2は、第2遊星歯車装置32のギヤ比(=サンギ
ヤS2の歯数/リングギヤRの歯数))の高速後進モー
ド「高速」が成立させられる。その場合に第1クラッチ
C1がスリップ係合させられれば、前進時と同様にエン
ジン発進が可能なエンジン低速後進モード「低速(エン
ジン)」が成立させられ、バッテリ26の蓄電量SOC
の低下や故障などでモータジェネレータ14を使用でき
ない場合でも、エンジン12で後進方向のクリープトル
クを発生させたり車両を後方へ発進させたりすることが
できる。また、「N」ポジションでは、クラッチC1、
C2が共に解放させられるとともに反力ブレーキBが係
合させられることにより、エンジン12からの動力伝達
経路が遮断される。
【0023】モータジェネレータ14を駆動力源とする
「D」、「M」、「B」ポジションでは、クラッチC
1、C2が共に解放されるとともに反力ブレーキBが係
合させられることにより低速前進モード「1st」が成
立させられ、車両停止時には前進方向のクリープトルク
を発生させるとともにアクセル操作に従って発進する。
この時の変速比rは1/ρ1(ρ1は第1遊星歯車装置
30のギヤ比(=サンギヤS1の歯数/リングギヤRの
歯数))で比較的大きく、大きなトルク増幅が得られる
ため、無段変速機18の大きなギヤ比と相まって、36
V程度の電圧によって作動させられるモータジェネレー
タ14においても、実用上満足できるクリープトルクや
発進性能が得られる。この低速前進モード「1st」は
低速段である。
【0024】そして、上記低速前進モード「1st」か
らエンジン12による高速前進モード「2nd」への移
行は、例えば、第2クラッチC2を係合させながら反力
ブレーキBが解放されて副変速機16を一体回転させる
とともに、エンジン12の回転数がサンギヤS2と同期
した後に第1クラッチC1が係合させられ、その後にモ
ータジェネレータ14への電力供給を停止して無負荷状
態にする。
【0025】また、クラッチC1、C2が共に係合させ
られるとともに反力ブレーキBが解放されることによ
り、エンジン12およびモータジェネレータ14の両方
を駆動力源として走行する変速比rが1のアシストモー
ド「2nd(アシスト)」が成立させられる。また、第
1クラッチC1および反力ブレーキBが解放されるとと
もに第2クラッチC2が係合させられれば、モータジェ
ネレータ14を回生制御して効率良く充電しながら制動
力を発生させる変速比rが1の回生制動モード「2nd
(回生)」が成立させられる。なお、アシストモード
「2nd(アシスト)」は、エンジン12による高速前
進モード「2nd」の実行時にモータジェネレータ14
を作動させれば良いし、回生制動モード「2nd(回
生)」は、エンジン12による高速前進モード「2n
d」の実行時に第1クラッチC1を解放してエンジン1
2を切り離すとともにモータジェネレータ14を回生制
御すれば良い。また、アシストモード「2nd(アシス
ト)」は、第1クラッチC1をスリップ係合させるエン
ジン低速前進モード「2nd(低速)」でモータジェネ
レータ14を作動させて行うこともできる。
【0026】また、モータジェネレータ14を駆動力源
とする「R」ポジションでは、クラッチC1、C2が共
に解放されるとともに反力ブレーキBが係合させられる
ことにより低速後進モード「低速(モータ)」が成立さ
せられ、モータジェネレータ14に逆回転のトルクを発
生させることにより、車両停止時には後進方向のクリー
プトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って後
方へ発進する。この時の変速比rは−1/ρ1で比較的
大きく、大きなトルク増幅が得られるため、無段変速機
18の大きなギヤ比と相まって、36V程度の電圧によ
って作動させられるモータジェネレータ14において
も、実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得ら
れる。この低速後進モード「低速(モータ)」も低速段
である。そして、この低速後進モード「低速(モー
タ)」からエンジン12による高速後進モード「高速」
への移行は、エンジン12を作動させて第1クラッチC
1を係合させた後にモータジェネレータ14への電力供
給を停止して無負荷状態にすれば良い。
【0027】上記エンジン12およびモータジェネレー
タ14の使い分けは、例えば車速およびアウトプットト
ルク(アクセル操作量)をパラメータとして、図4(a)
のマップM1に示すように定められる。ここで、このマ
ップでは、高車速、高トルク(アクセル操作量大)の領
域ではエンジン12を使用し、低車速、低トルク(アク
セル操作量小)の領域ではモータジェネレータ14を使
用するが、低電圧のモータジェネレータ14を使用する
本実施例では、モータジェネレータ14の使用範囲は比
較的狭く、車両停止時のクリープトルクおよび僅かな走
行領域に限定されている。例えばバッテリ26の蓄電量
SOCが不足している場合は、(b) の他のマップM2が
選択される。図4(a) は前進走行用のものであるが、後
進走行についても同様に定められる。なお、エンジン1
2を駆動力源とする上記「2nd」、「2nd(低
速)」の領域でモータジェネレータ14をアシスト的に
使用することも可能である。また、各領域の境界線は、
無段変速機18のギヤ比などに応じて変化する。
【0028】図5は、本実施例のハイブリッド駆動装置
10の作動を制御する制御系統を示す図である。図5に
おいて、電子制御装置すなわちECU(Electronic Con
trolUnit)50は、図示しないCPU、RAM、RO
M、インターフェースなどを備えた所謂マイクロコンピ
ュータである。そのECU50には図5の左側に示すス
イッチやセンサ等から各種の信号が入力されるととも
に、ROM等に予め記憶されたプログラムに従って信号
処理を行って右側に示す各種の装置等に制御信号などを
出力することにより、例えば車速Vやアクセル開度(ア
クセルペダルの操作量)θ、シフトポジション(シフト
レバーの操作位置)、バッテリ蓄電量SOC、フットブ
レーキの操作量などの運転状態に応じて副変速機16の
変速モードを前記図3に従って切り換えたり、前記図4
に従ってエンジン12およびモータジェネレータ14の
作動を制御したりする。
【0029】図5の減速度/トルク設定スイッチ52
は、例えば図7に示すようなスライドスイッチによって
構成され、シフトレバーの近傍などに配設される。これ
は、副変速機16が回生制動モード「2nd(回生)」
の時のモータジェネレータ14の回生制動トルクを手動
で調整するもので、手前に引く程制動トルクは増大す
る。すなわち、この減速度/トルク設定スイッチ52の
操作位置に従って、図4の回生制動モード「2nd(回
生)」のラインは上下に移動させられるのである。ま
た、図8の設定減速度インジケータ54には、減速度/
トルク設定スイッチ52の操作位置に応じて、回生制動
トルクが大きくなる程長さが長くなる後向きの矢印で設
定状態が表示される。この設定減速度インジケータ54
は、インストルメントパネルに設けられる。
【0030】また、図5において、コントローラ(M
O)66はエンジン始動用の電動モータ60の出力(ト
ルク)制御を行うものである。コントローラ(MG1
4)68およびコントローラ(MG24)70はモータ
ジェネレータ14および24の出力(トルク)制御およ
び回生制御等を行うインバータである。電動オイルポン
プ72は前記クラッチC1、C2やブレーキB、或いは
ABSアクチュエータ74等に油圧を供給するためのも
のである。システムインジケータ76は、シフトレバー
が手動変速ポジションすなわち前記「A」位置乃至
「F」位置の「M」ポジションまたは「B」ポジション
へ操作された場合に作動させられて、CVT18のギヤ
比γ或いは変速機全体の変速比iが図9に示すように数
値表示される。何等かの理由により「M」ポジション、
「B」ポジションでギヤ比γ或いは変速比iが点灯しな
い場合はフェール判定が為される。フェール時には、た
とえばギヤ比γ或いは変速比iを示すシステムインジケ
ータ76の数字表示を点滅させるようにしても良い。
【0031】図10は、前記「A」位置乃至「F」位置
の「M」ポジションが選択されたときのCVT18のギ
ヤ比を設定する画面90を示している。この画面90は
インストルメントパネルに設けられた画像表示器に設け
られる。この画像表示器は、たとえば、前記設定減速度
インジケータ54と兼用される。ギヤ比設定モードが選
択された場合において、図10の左側に示すH溝上の文
字「A」位置乃至「F」位置のいずれかに触れれば、設
定ギヤ比表示場所92内のその手動変速ポジションに対
応するギヤ比表示が点滅させられる。当初の設定ギヤ比
にはノミナル値が設定されている。設定ギヤ比表示場所
92の右隣のノミナル釦94が押圧操作されるとその設
定ギヤ比がノミナル値に戻される。設定ギヤ比表示場所
92内のギヤ比表示が点滅させられた状態でオリジナル
釦96が押圧操作されると、その下側の設定パネル98
および100が有効化されてギヤ比の設定が可能とな
る。左側設定パネル98では、それに表示された数値を
タッチすることにより点滅中のギヤ比が設定される。右
側設定パネル100では、その+釦および−釦にタッチ
することにより現在値から増減させられる。そして、セ
ット釦102が操作されると、点滅が終了してギヤ比が
確定される。このようにして設定されたギヤ比を記憶さ
せる場合には、メモリイン釦104が操作される。メモ
リアウト釦106が操作されると、そのメモリイン釦1
04の操作により記憶された設定ギヤ比が即座に表示さ
れる。なお、上記「M」ポジションの「A」位置乃至
「F」位置は、低速ギヤ段乃至高速ギヤ段に対応するも
のであり、それら「A」位置乃至「F」位置におけるギ
ヤ比は、手動にて選択される第1速ギヤ段乃至第6速ギ
ヤ段に対応するものであり、大きい値から小さい値へ順
次変化させられる。この規則に反した値が設定された場
合には、設定値が受付られずノミナル値とされ、同時に
警告音が出力されるようになっている。
【0032】図11は、上記ECU50の制御機能の要
部を説明する機能ブロック線図である。図11におい
て、ギヤ比設定手段108は、たとえば、図10の画面
90に示されるタッチスイッチを利用して、上記のよう
に「A」位置乃至「F」位置のギヤ比を設定する。ダウ
ン変速指令判定手段110は、シフトレバー112が前
記手動変速操作位置(Mポジション)において「B」位
置乃至「F」位置の何れかからその位置よりもギヤ比の
大きい「A」位置乃至「E」位置の何れかへダウンシフ
ト操作されたことに関連するダウン変速指令が出された
か否かを判断する。減速走行判定手段114は、たとえ
ばクラッチC1およびC2が共に係合し且つブレーキB
が解放している状態において、アクセルペダルが非操作
位置にあって少なくともエンジン12の回転抵抗による
制動作用を発生させつつ走行する車両の減速走行状態で
あるか否かを判定する。
【0033】エンジン過回転判定手段116は、たとえ
ば減速走行判定手段114により車両の減速走行が判定
され、且つダウン変速指令判定手段110によりシフト
レバー112によるダウン変速指令が出されたと判定さ
れた場合は、そのダウン変速指令に従った変速が行われ
るとエンジン12の過回転の発生が予測されるか否か
を、そのときの実際の車速V(NOUT )およびダウン変
速指令に従う変速機全体の変速比すなわち指令変速比i
C に基づいて判定する。この指令変速比ic にはたとえ
ばダウン変速後に得られる値であって、変速前には目標
値としての性格を有する。すなわち、ダウン変速後に予
想されるエンジン回転速度NE (=iC×NOUT )が予
め設定された過回転領域内たとえばレッドゾーン内に入
ることが予測されるか否かが判定される。上記指令変速
比ic は、ダウン変速指令によるCVT18の指令ギヤ
比γC と副変速機16の変速比rとの積である。上記指
令ギヤ比γC は、シフトレバー112によりダウン変速
操作された「A」位置乃至「E」位置の何れかのギヤ比
である。
【0034】ダウン変速禁止手段118は、上記エンジ
ン過回転判定手段116によりエンジン12の過回転の
発生が予測されると判定された場合には、上記ダウン変
速指令に従う指令変速比iC へのダウン変速、すなわち
CVT18のダウン変速を開始させないでその実行を禁
止或いは阻止する。
【0035】回生トルク制御手段120は、上記ダウン
変速指令に従う指令変速比での減速走行に比較して減速
度が不足する分を補うための回生トルク好適にはその不
足分に対応する回生トルクを、前記モータジェネレータ
14から発生させる、すなわち増加させる。たとえば、
シフトレバー112がMポジッションにおけるC位置か
らA位置へ操作された場合では、A位置で設定されてい
るギヤ比(指令ギヤ比γC )3.357へのダウン変速
が禁止されても、その指令ギヤ比3.357へダウン変
速が行われたときと同様の減速度が得られるように、モ
ータジェネレータ14の回生トルクが制御される。
【0036】無段変速機制御手段122は、上記ダウン
変速禁止手段118によってダウン変速指令に従う指令
変速比iC へのダウン変速が禁止された場合には、エン
ジン回転速度NE が予め設定された過回転領域を下回る
値となる範囲でCVT18をダウン変速させる。上記回
生トルク制御手段120は、その無段変速機制御手段1
22によるCVT18のダウン変速が行われたギヤ比γ
での走行において減速度の不足分に対応する回生トルク
を発生させ、増加させる。上記無段変速機制御手段12
2は、CVT18の目標ギヤ比γT を決定する目標ギヤ
比決定手段124と、その目標ギヤ比決定手段124に
より決定された目標ギヤ比γT にそのCVT18の実際
のギヤ比γを一致させるようにCVT18を制御するギ
ヤ比制御手段126とを含む。
【0037】ダウン変速可能判定手段130は、ダウン
変速禁止手段118によりダウン変速指令に従う指令変
速比iC へのダウン変速が禁止された場合において、実
際の車速Vおよび変速比iに基づいてその指令変速比i
C へのダウン変速が可能な状態となったか否かを判定す
る。すなわち、車速Vが低下してダウン変速後のエンジ
ン回転速度NE (=iC ×NOUT )が予め設定された過
回転領域たとえばレッドゾーンを下まわることが予測さ
れるか否かが判定される。前記無段変速機制御手段12
2は、そのダウン変速可能判定手段130により指令変
速比iC へのダウン変速が可能であると判定された場合
には、CVT18の目標ギヤ比γT をその指令変速比i
c が得られる指令ギヤ比γC に一致させ、CVT18の
実際のギヤ比γをその指令ギヤ比γC となるように制御
する。
【0038】表示手段128は、ダウン変速禁止手段1
18によりダウン変速指令に従う指令変速比iC のダウ
ン変速が禁止された場合には、CVT18の実際のギヤ
比γと目標ギヤ比γT (=指令ギヤ比γC )との不一
致、或いは実際の変速比iと指令変速比iC との不一致
を示す表示を前述のインストルメントパネルに設けられ
たシステムインジケ─タ76内の画面90などの画像表
示器において行う。また、上記表示手段128は、上記
無段変速機制御手段122によりCVT18の実際のギ
ヤ比γ或いは変速比iと指令ギヤ比γC 或いは指令変速
比iC とが一致させられた場合には、上記表示器におい
て不一致を示す表示を取り消す。
【0039】図12および図13は、上記ECU50の
制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図
12はダウン変速禁止制御ルーチンを、図13はダウン
変速禁止復帰ルーチンをそれぞれ示している。
【0040】図12のステップ(以下、ステップを省略
する)SA1では、本制御に必要な各種の入力信号を読
み込んだり、全体の変速比i、CVT18のギヤ比γ、
副変速機16の変速比rの演算等の入力信号処理が行わ
れる。続いて、前記ダウン変速指令判定手段110に対
応するステップSA2およびSA3では、シフトレバー
112の操作位置がマニアルポジションすなわちMポジ
ションであるか否か、およびダウン変速操作されたか否
かが、シフトポジションスイッチ82(図5参照)から
供給される信号に基づいて判断される。上記SA2およ
びSA3のいずれかの判断が否定される場合は本ルーチ
ンが終了させられるが、SA2およびSA3の判断が共
に肯定された場合は、前記エンジン過回転判定手段11
6およびダウン変速禁止手段118に対応するSA4に
おいて、上記ダウン変速操作に基づくダウン変速指令に
従った変速が行われるとエンジン12の過回転の発生が
予測されるか否かが、そのときの実際の車速V
(NOUT )およびダウン変速指令に従うの変速機全体の
変速比すなわち指令変速比iC に基づいて判定される。
【0041】上記SA4の判断が否定される場合、すな
わち上記ダウン変速指令に従った変速が行われてもエン
ジン12の過回転の発生が予測されない場合は、SA5
においてダウン変速が実行される。たとえば、シフトレ
バー112が第3速ギヤ段に相当する「C」位置から第
2速ギヤ段に相当する「B」位置へ操作された場合に
は、その「B」位置のギヤ比γ2 (=2.180)とな
るようにCVT18が制御される。すなわち、目標ギヤ
比γT が2.180に設定され、その目標ギヤ比γT
実際のギヤ比γが一致するようにCVT18のギヤ比が
制御される。
【0042】しかし、上記SA4の判断が肯定される場
合、すなわち上記ダウン変速指令に従ったダウン変速が
行われるとエンジン12の過回転の発生が予測される場
合は、上記ダウン変速指令に従ったダウン変速が禁止さ
れてSA6以下が実行される。たとえば、比較的高車速
においてシフトレバー112が第3速ギヤ段に相当する
「C」位置から第1速ギヤ段に相当する「A」位置へ操
作された場合に該当する。
【0043】前記目標ギヤ比決定手段124に対応する
SA6では、CVT18の目標ギヤ比γT が上記「A」
位置のギヤ比γ1 (=3.357)よりも小さい値であ
って上記過回転の発生が予測されない範囲であって可及
的に大きい暫定値、たとえば3.100に決定される。
次いで、前記ギヤ比制御手段126に対応するSA7で
は、SA6において決定された目標ギヤ比γT に実際の
ギヤ比γが一致するようにCVT18が制御される。
【0044】次いで、前記回生トルク制御手段120に
対応するSA8では、回生トルク制御手段120は、上
記ダウン変速指令に従う指令変速比での減速走行に比較
して減速度が不足する分を補うための回生トルク好適に
はその不足する分に対応する回生トルクを、前記モータ
ジェネレータ14から発生させ、増加させる。すなわ
ち、シフトレバー112がMポジッションにおけるC位
置からA位置へ操作された場合では、A位置で設定され
ているギヤ比(指令ギヤ比γC )3.357へのダウン
変速が禁止されても、その指令ギヤ比3.357へダウ
ン変速が行われたときと同様の減速度が得られるよう
に、モータジェネレータ14の回生トルクが増加させら
れる。そして、前記表示手段128に対応するSA9に
おいて、シフトレバー112の操作によるダウン変速指
令が求める指令ギヤ比γC 或いは指令変速比iC と実際
のギヤ比γ或いは変速比iとが不一致であることを示す
表示が行われる。
【0045】図13のSB1では、上記指令ギヤ比γC
或いは指令変速比iC と実際のギヤ比γ或いは変速比i
とが不一致であるか否かが判断される。このSB1の判
断が否定される場合すなわち一致している場合は復帰制
御を必要としないので本ルーチンが終了させられるが、
SB1の判断が肯定される場合すなわち手動ダウン変速
が禁止されている場合は、SB2およびSB3におい
て、実際の車速Vおよび変速比iなどが読み込まれる。
次いで、前記ダウン変速可能判定手段130に対応する
SB4において、ダウン変速指令に従う指令変速比iC
へのダウン変速が禁止された場合において、実際の車速
Vおよび変速比iに基づいてその指令変速比iC へのダ
ウン変速が可能な状態となったか否かが判定される。す
なわち、車速Vが低下して、ダウン変速後のエンジン回
転速度NE (=iC ×NOUT )が予め設定された過回転
領域たとえばレッドゾーンを下まわることが予測される
か否かが判定される。
【0046】上記SB4の判断が否定される場合は、S
B5においてCVT18の現在のギヤ比γが維持され
る。しかし、車速Vの低下によってそのSB4の判断が
肯定されると、前記目標ギヤ比決定手段124に対応す
るSB6において、目標ギヤ比γT として指令ギヤ比γ
C すなわち「A」位置のギヤ比γ1 (=3.357)が
決定されるとともに、前記ギヤ比制御手段126に対応
するSB7において、その目標ギヤ比γT に実際のギヤ
比γが一致させられるようにCVT18が制御され、シ
フトレバー112によりすでに操作された「A」位置へ
のダウン変速が行われる。同時に、前記回生トルク制御
手段120に対応するSB8において、「A」位置への
ダウン変速に対応する減速度が得られるように、モータ
ジェネレータ14による回生トルクが減少させられる。
【0047】続いて、SB9において、上記指令ギヤ比
γC 或いは指令変速比iC と実際のギヤ比γ或いは変速
比iとが不一致であるか否かが再び判断される。当初は
上記SB9の判断が肯定されるので、表示手段128に
対応するSB10において不一致表示が継続される。し
かし、所定の応答時間が経過して上記SB9の判断が否
定されると、表示手段128に対応するSB11におい
て不一致の表示が解消される。
【0048】上述のように、本実施例によれば、ダウン
変速禁止手段118(SA4)によりダウン変速指令に
従うダウン変速後の指令変速比iC へのダウン変速が禁
止されると、回生トルク制御手段120(SA8)によ
り、手動ダウン変速指令に従う指令変速比iC での減速
走行(所謂エンジンブレーキ走行)に比較して減速度が
不足する分を補うための回生トルクが、モータジェネレ
ータ14から発生させられるので、ダウン変速禁止手段
118(SA4)によりエンジンの過回転を防止するた
めにダウン変速指令に従う指令変速比へのダウン変速が
禁止されても、減速走行においてダウン変速操作を行っ
た運転者が期待する減速度が得られる。
【0049】また、本実施例によれば、ダウン変速禁止
手段118(SA4)によってダウン変速指令に従う指
令変速比へのダウン変速が禁止された場合には、エンジ
ン回転速度NE が予め設定された過回転領域を下回る値
となる範囲で車両変速機に含まれるCVT18をダウン
変速させる無段変速機制御手段122(SA6、SA
7)が設けられ、上記回生トルク制御手段120(SA
8)は、その無段変速機制御手段122によるCVT1
8のダウン変速が行われたときのギヤ比での走行におい
て減速度の不足分に対応する回生トルクを発生させるも
のである。このため、モータジェネレータ14の回生が
受け持つ割合が少なくなるので、スポーツ走行における
ダウン変速操作のような比較的大きな減速度が期待され
る場合でも、運転者が期待する減速度が得られる。
【0050】また、本実施例によれば、無段変速機制御
手段122は、CVT18の目標ギヤ比γT を決定する
目標ギヤ比決定手段124(SA6、SB6)と、その
目標ギヤ比決定手段124により決定された目標ギヤ比
γT にそのCVT18の実際のギヤ比γを一致させるよ
うにCVT18のギヤ比γを制御するギヤ比制御手段1
26(SA7、SB7)とを含み、ダウン変速禁止手段
118によりダウン変速指令に従うダウン変速後の指令
ギヤ比γC へのダウン変速が禁止された場合には、CV
T18の実際のギヤ比γと指令ギヤ比γC との不一致を
示す表示を表示器において行う表示手段128が、さら
に設けられているので、ダウン変速指令に従う変速後の
CVT18のギヤ比γと指令ギヤ比γC とが相違してい
ることを運転者が容易に認識できる利点がある。
【0051】また、本実施例によれば、ダウン変速禁止
手段118によりダウン変速指令に従う指令変速比iC
へのダウン変速が禁止された場合において、実際の車速
Vおよび変速比iに基づいてその指令変速比iC へのダ
ウン変速が可能であるか否かを判定するダウン変速可能
判定手段130(SB4)が設けられ、無段変速機制御
手段122は、そのダウン変速可能判定手段130によ
り指令変速比iC へのダウン変速が可能であると判定さ
れた場合には、CVT18の目標ギヤ比γT をその指令
変速比iC が得られる指令ギヤ比γC に一致させ、CV
T18の実際のギヤ比γをその指令ギヤ比γC となるよ
うに制御するものであるので、ダウン変速可能が判定さ
れたときに、ダウン変速指令に従った指令変速比iC
のダウン変速が行われる利点がある。
【0052】また、本実施例によれば、表示手段128
(SB11)は、上記無段変速機制御手段122により
CVT18の実際のギヤ比γと指令ギヤ比γC とが一致
させられた場合すなわち全体の変速比iが指令変速比i
C と一致させられた場合には、前記表示器において不一
致を示す表示を取り消すものであるので、シフトレバー
112を用いた手動ダウン変速指令によるダウン変速が
完了したことが運転者によって把握できる利点がある。
【0053】以上、本発明の一実施例を図1乃至図13
に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適
用される。
【0054】たとえば、前述の実施例において、ハイブ
リッド車両の動力伝達装置10に設けられて変速機は無
段のCVT18と有段の副変速機16とから構成されて
いたが、無段変速機或いは有段変速機から構成されたも
のであっても、差し支えなく本発明が適用される。
【0055】また、前述の実施例の車両では、シフトレ
バー112のMポジションにおけるダウン変速が説明さ
れていたが、Bポジションにおけるダウン変速であって
もよい。
【0056】また、前述の実施例の車両では、シフトレ
バー112が手動ダウン変速のために操作されるように
構成されていたが、ステアリングホイールなどに設けら
れたシフトボタンにより手動ダウン変速させられるもの
であってもよい。
【0057】また、前述の実施例の回生トルク制御手段
120(SA8)は、ダウン変速指令に従うダウン変速
後の指令変速比ic での減速走行に比較して減速度が不
足する分を補うための回生トルクを、前記電動モータか
ら発生させるものであったが、その不足する分を補うた
めの回生トルクとは、その不足分と略同じ量であっても
よいし、その不足分よりも小さくてもよい。要するに、
減速度の低下が改善される程度に回生トルクが増加させ
られればよいのである。
【0058】また、前述の図11に示す実施例では、減
速走行判定手段114が設けられていたが、かならずし
も設けられていなくてもよい。
【0059】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加
えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動
力伝達装置の構成を説明するための骨子図である。
【図2】図1の副変速機の各回転要素の回転数の相互関
係を直線で示す共線図である。
【図3】図1の副変速機で成立させられる変速モードと
係合装置の係合状態との関係を示す図である。
【図4】図1のハイブリッド車両の動力伝達装置におけ
るモータジェネレータとエンジンとの使い分けを説明す
る図であって、(a) は通常の前進走行時に用いられるマ
ップであり、(b) はバッテリの蓄電量SOCが不足して
いる場合に用いられるマップである。
【図5】図1のハイブリッド車両の動力伝達装置を制御
するための電子制御装置を説明するブロック線図であ
る。
【図6】図1のハイブリッド車両の動力伝達装置におけ
るシフトレバーのシフトポジションを示す図である。
【図7】図1のハイブリッド車両の動力伝達装置に設け
られている減速度/トルク設定スイッチを示す図であ
る。
【図8】図7の減速度/トルク設定スイッチの設定状態
を表示するインジケータを示す図である。
【図9】図6の「M」または「B」ポジションへシフト
レバーが操作された場合にアクティブになって全体の変
速比を表示するシステムインジケータを示す図である。
【図10】Mポジションを構成する6段の手動変速用の
シフト位置のギヤ比γを設定するための画面を説明する
図である。
【図11】図5の電子制御装置の制御機能の要部を説明
する機能ブロック線図である。
【図12】図5の電子制御装置の制御作動の要部を説明
するフローチャートであって、減速走行中において実行
されるダウン変速禁止制御ルーチンを示している。
【図13】図5の電子制御装置の制御作動の要部を説明
するフローチャートであって、減速走行中において実行
されるダウン変速禁止復帰ルーチンを示している。
【符号の説明】
12:エンジン 14:モータジェネレータ(電動モータ) 16:副変速機 18:無段変速機(主変速機) 116:エンジン過回転判定手段 118:ダウン変速禁止手段 120:回生トルク制御手段
───────────────────────────────────────────────────── 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) F16H 47/06 F16H 61/16 61/14 601 61/18 61/16 B60K 9/00 Z 61/18 // F16H 59:42 59:50 63:06 Fターム(参考) 3G093 AA06 AA07 AA16 AB00 BA06 CB07 CB08 DA01 DA06 DB00 DB05 DB11 DB15 DB21 EB03 EB09 FA11 FB05 5H115 PA10 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PU22 PU24 PU25 PU26 PU27 PV09 QA01 QI04 QI09 QI15 QN03 RB08 SE04 SE05 SE08 TB01 TE02 TE10 TI01 TO21 TO30

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料の燃焼により作動させられるエンジ
    ンと、電気エネルギにより作動させられる電動モータ
    と、該エンジンおよび電動モータから駆動輪に至る動力
    伝達経路に設けられた変速機とを備えているハイブリッ
    ド車両の制御装置であって、 車両のダウン変速指令があった場合は、そのダウン変速
    指令に従った変速が行われると前記エンジンの過回転の
    発生が予測されるか否かを判定するエンジン過回転判定
    手段と、 該エンジン過回転判定手段によりエンジンの過回転の発
    生が予測されると判定された場合には、前記ダウン変速
    指令に従う指令変速比へのダウン変速を禁止するダウン
    変速禁止手段と、 前記ダウン変速指令に従う指令変速比での減速走行に比
    較して減速度が不足する分を補うための回生トルクを、
    前記電動モータから発生させる回生トルク制御手段と
    を、含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装
    置。
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