JP2001153218A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速にともない車輪に伝達されるトルクの低
下を補うための電動機の機能が低下した場合において
も、トルク抜け感をなるべく抑制する。 【解決手段】 エンジンから変速機に至るトルクの伝達
経路にクラッチが設けられており、変速機の変速にとも
ないクラッチを解放し、かつ、車輪に伝達する電動機の
トルクを増加する車両の制御装置において、変速に際し
て電動機から車輪に対して出すことのできるトルクを判
断するトルク判断手段（ステップＳ２，６）と、トルク
判断手段（ステップＳ２，６）により判断される電動機
のトルクの判断結果に基づいて、変速の所要時間を制御
する変速制御手段（ステップＳ３，４，５，７，８）と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変速機の変速時
に車両の駆動力が低下することを、電動機のトルクによ
り抑制することのできる車両の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、駆動力源から変速機に至るトルク
の伝達経路に、自動的に係合・解放されるクラッチが設
けられている同期噛み合い式の変速機がある。このよう
な変速機には、運転者の手動操作により変速をおこなう
とともに、この変速に連動してクラッチの係合・解放を
自動的におこなうセミオート式と、自動的変速をおこな
い、かつ、変速に連動してクラッチの係合・解放を自動
的におこなうフルオート式とがある。前記セミオート式
の場合には、運転者が自分の意志で変速操作をおこなう
ために、変速時にクラッチが解放されて駆動力が低下し
たとしても、違和感にはならない。これに対して、フル
オート式の場合は、運転者の意志とは無関係に変速がお
こなわれるため、変速時にクラッチが解放されることに
ともなう駆動力の低下により、運転者が違和感をもつ可
能性がある。

【０００３】このように、運転者が違和感をもつことを
抑制することのできる自動車用変速機の一例が、特開平
１１−１４１６６５号公報に記載されている。この公報
に記載された変速機は入力軸と出力軸とを有しており、
この入力軸および出力軸ならびにその近傍には、前進段
の第１速ないし第５速と、後進段とを設定するための各
種のギヤが設けられている。また、各種の歯車と入力軸
および出力軸との間におけるトルクの伝達経路を接続・
遮断するために、複数の同期噛み合い機構が設けられて
いる。さらに、出力軸に対してトルク伝達可能に接続さ
れた電動機が設けられている。また、エンジンのクラン
ク軸と変速機の入力軸との間にはクラッチが設けられて
いる。さらにまた、エンジン、同期噛み合い機構、クラ
ッチ、電動機などを制御するコントローラが設けられて
おり、コントローラに対して、シフトポジションセンサ
の信号、アクセル開度センサの信号、車速センサの信号
などが入力されるように構成されている。

【０００４】上記公報に記載された自動車用変速機にお
いては、エンジントルクが車輪に伝達されて車両が走行
している際に、アクセル開度および車速などの情報に基
づいて、コントローラから変速信号が出力される。する
と、エンジンと変速機との間に設けられているクラッチ
が解放されるとともに、電動機が駆動されてそのトルク
が出力軸に伝達される。また、クラッチが解放されるこ
とにともない、同期噛み合い機構が動作して変速がおこ
なわれる。その後、クラッチが係合されるとともに電動
機が停止され、エンジントルクが車輪に伝達される状態
に復帰する。このように、上記公報に記載された自動車
用変速機においては、変速時にクラッチが解放されてエ
ンジントルクが車輪に伝達されなくなる間、電動機のト
ルクを車輪に伝達することにより駆動力の低下が抑制さ
れ、変速にともなう運転者の違和感を回避している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された自動車用変速機においては、バッテリの
電力により電動機を駆動しているため、バッテリの充電
量が低下ないしは無くなった場合は、変速時に電動機か
ら車輪に対して伝達するべきトルクを確保することがで
きなくなり、結果的にトルク抜け感が生じる問題があっ
た。

【０００６】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたものであり、変速にともない車輪に伝達されるトル
クの低下を補うための電動機の機能が低下した場合にお
いても、トルク抜け感をなるべく抑制することのできる
車両の制御装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するため請求項１の発明は、駆動力源から変速
機に至るトルクの伝達経路にクラッチが設けられてお
り、前記変速機の変速にともない前記クラッチを解放
し、かつ、車輪に伝達する電動機のトルクを増加する車
両の制御装置において、前記変速に際して前記電動機か
ら前記車輪に対して出すことのできるトルクを判断する
トルク判断手段と、このトルク判断手段により判断され
る前記電動機のトルクの判断結果に基づいて、前記変速
の所要時間を制御する変速制御手段とを備えていること
を特徴とする。

【０００８】請求項１の発明によれば、変速にともない
クラッチが解放されて、エンジンのトルクが車輪に伝達
されなくなる際に、電動機から車輪に対してトルクを出
すことにより、車輪に伝達されるトルクの低下を抑制す
るにあたり、電動機がトルクを出す機能に応じて、変速
の所要時間が設定される。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記トルク判断手段は、前記電動機に電力を供給す
るバッテリの充電状態に基づいて前記電動機のトルクを
判断する機能を備えており、前記変速制御手段は、前記
トルク判断手段により前記電動機のトルクが所定値を越
えると判断された場合における変速の第１の所要時間よ
りも、前記トルク判断手段により前記電動機のトルクが
所定値以下と判断された場合における変速の第２の所要
時間の方が短くなるように制御する機能を備えているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様の作用が生じるほか、バッテリの充電状態に基づ
いて、変速時に電動機から車輪に対して出すことのでき
るトルクが判断され、電動機のトルクが所定値を越える
と判断された場合における変速の第１の所要時間より
も、電動機のトルクが所定値以下と判断された場合にお
ける変速の第２の所要時間の方が短く制御される。した
がって、変速時に車輪のトルクをアシストする電動機に
よるトルクを出す機能が低下すると、変速時間がなるべ
く短く設定される。

【００１１】請求項３の発明は請求項２の構成に加え
て、前記変速制御手段は、前記変速をおこなう基準とな
る車速を、前記電動機のトルクが所定値を越えている場
合よりも、前記電動機のトルクが所定値以下の場合の方
を低車速に設定することにより、前記第１の所要時間よ
りも前記第２の所要時間の方を短くする機能を備えてい
ることを特徴とするものである。

【００１２】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
と同様の作用が生じるほか、変速をおこなう基準となる
車速を、電動機のトルクが所定値を越えている場合の車
速よりも、電動機のトルクが所定値以下の場合の車速の
方を低車速に設定することにより、変速の第１の所要時
間よりも変速の第２の所要時間の方が短く制御される。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図面に基づいて
説明する。図２は、この発明を適用した四輪駆動車の概
略構成を示す平面図、図３は、図２に示す四輪駆動車の
前輪に対応するパワープラントおよびその制御系統を示
すブロック図、図４は、図３に示されたパワープラント
の具体的な構成を示すスケルトン図である。車両の前部
にはエンジン１が搭載されており、このエンジン１とし
ては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジンまたはディ
ーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンを用いることがで
きる。

【００１４】以下の説明においては、エンジン１として
ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。この
エンジン１は、吸気・排気装置（図示せず）、燃料噴射
装置（図示せず）、点火装置（図示せず）、冷却装置
（図示せず）などを備えた公知の構造のものである。エ
ンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ（図示せ
ず）が設けられているとともに、この電子スロットルバ
ルブの開度を制御する電子スロットルアクチュエータ２
が設けられている。また、エンジン１のクランクシャフ
ト３は車両の幅方向に沿って配置されている。

【００１５】前記エンジン１の出力側には、変速機９が
設けられている。この変速機９は相互に平行に配置さ
れ、かつ、車両の幅方向に配置された入力軸１０および
出力軸１１とを備えている。この入力軸１０には、第１
速用入力ギヤ１２と第２速用入力ギヤ１３と第５速用入
力ギヤ１４と後進段用入力ギヤ１５とが、入力軸１０と
一体回転するように形成されている。入力軸１０には、
この入力軸１０と相対回転可能な中空軸１６，１７が取
り付けられている。中空軸１６には第３速用入力ギヤ１
８およびギヤ１９が形成され、中空軸１７には第４速用
入力ギヤ２０およびギヤ２１が形成されている。また、
入力軸１０における中空軸１６と中空軸１７との間に
は、入力軸１０と一体回転し、かつ、入力軸１０の軸線
方向に移動可能なスリーブ２２が取り付けられている。
このスリーブ２２の内周にはギヤ（図示せず）が形成さ
れている。なお、入力軸１０の外周には、スリーブ２２
のギヤとギヤ１９，２１との噛み合いを円滑におこなう
ために、同期噛み合い機構（図示せず）が設けられてい
る。

【００１６】前記出力軸１１には、第３速用出力ギヤ２
３と第４速用出力ギヤ２４とが、出力軸１１と一体回転
するように形成されている。また出力軸１１には、この
出力軸１１と相対回転可能な中空軸２５，２６，２７，
２８が取り付けられている。中空軸２５には第１速用出
力ギヤ２９およびギヤ３０が形成され、中空軸２６には
第２速用出力ギヤ３１およびギヤ３２が形成されてい
る。

【００１７】また、出力軸１１における中空軸２５と中
空軸２６との間には、出力軸１１と一体回転し、かつ、
出力軸１１の軸線方向に移動可能なスリーブ３３が取り
付けられている。このスリーブ３３の内周にはギヤ（図
示せず）が形成されている。さらに、第１速用出力ギヤ
２９と第１速用入力ギヤ１２とが噛合され、第２速用出
力ギヤ３１と第２速用入力ギヤ１３とが噛合されてい
る。また、第３速用出力ギヤ２３と第３速用入力ギヤ１
８とが噛合され、第４速用出力ギヤ２４と第４速用入力
ギヤ２０とが噛合されている。

【００１８】さらにまた、出力軸１１における中空軸２
７と中空軸２８との間には、出力軸１１と一体回転し、
かつ、出力軸１１の軸線方向に移動可能なスリーブ３４
が取り付けられている。このスリーブ３４の内周にはギ
ヤ（図示せず）が形成されている。前記中空軸２７には
第３速用出力ギヤ３５およびギヤ３６が形成され、中空
軸２８には後進段用出力ギヤ３７およびギヤ３８が形成
されている。そして、第５速用出力ギヤ３５と第５速用
入力ギヤ１４とが噛合され、後進段用出力ギヤ３７およ
び後進段用入力ギヤ１５とアイドラギヤ３９とが噛合さ
れている。なお、各スリーブ２２，３３，３４の動作を
別個に制御する変速用アクチュエータ４０が設けられて
いる。

【００１９】上記のように構成された変速機９において
は、スリーブ３３が出力軸１１の軸線方向に移動して、
スリーブ３３のギヤとギヤ３０とが噛合することによ
り、入力軸１０と出力軸１１とが、第１速用入力ギヤ１
２および第１速用出力ギヤ２９によりトルク伝達可能に
連結され、第１速が設定される。また、スリーブ３３が
出力軸１１の軸線方向に移動して、スリーブ３３のギヤ
とギヤ３２とが噛合することにより、入力軸１０と出力
軸１１とが、第２速用入力ギヤ１３および第２速用出力
ギヤ３１によりトルク伝達可能に連結され、第２速が設
定される。

【００２０】さらに、スリーブ２２が入力軸１０の軸線
方向に移動して、スリーブ２２のギヤとギヤ１９とが噛
合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第３
速用入力ギヤ１８および第３速用出力ギヤ２３によりト
ルク伝達可能に連結され、第３速が設定される。さらに
また、スリーブ２２が入力軸１０の軸線方向に移動し
て、スリーブ２２のギヤとギヤ２１とが噛合することに
より、入力軸１０と出力軸１１とが、第４速用入力ギヤ
２０および第４速用出力ギヤ２４によりトルク伝達可能
に連結され、第４速が設定される。

【００２１】また、スリーブ３４が出力軸１１の軸線方
向に移動して、スリーブ３４のギヤとギヤ３６とが噛合
することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第５速
用入力ギヤ１４および第５速用出力ギヤ３５によりトル
ク伝達可能に連結され、第５速が設定される。さらに、
スリーブ３４が出力軸１１の軸線方向に移動して、スリ
ーブ３４のギヤとギヤ３８とが噛合することにより、入
力軸１０と出力軸１１とが、後進段用入力ギヤ１５およ
びアイドラギヤ３９ならびに後進段用出力ギヤ３７によ
りトルク伝達可能に連結され、後進段が設定される。

【００２２】ところで、前記クランクシャフト３と入力
軸１０とは同心状に配置されており、そのトルク伝達経
路にクラッチ４１が設けられている。また、このクラッ
チ４１の係合・解放を制御するクラッチアクチュエータ
４１Ａが設けられている。さらに、出力軸１１の出力側
には、フロントデファレンシャル４２およびフロントド
ライブシャフト４３を介して左右の前輪４４がトルク伝
達可能に接続されている。

【００２３】さらに、変速機９に隣接してモータ・ジェ
ネレータ（ＭＧ）４５が設けられている。このモータ・
ジェネレータ４５は、発電機としての機能と電動機とし
ての機能とを備えている。このモータ・ジェネレータ４
５の出力ギヤ４６と第４速用入力ギヤ２０とが噛合され
ている。このモータ・ジェネレータ４５は、インバータ
（図示せず）を介して前記バッテリ８に電気的に接続さ
れている。

【００２４】一方、車両の室内側には、運転者により操
作されるシフトレバー４７が設けられている。図５は、
シフトレバー４７の操作により選択されるシフトポジシ
ョンの一例を平面的に示す概念図である。すなわち、Ｐ
（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジショ
ン、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポ
ジション、４ポジション、３ポジション、２ポジショ
ン、Ｌポジションの各シフトポジションを、ここに示す
順序で相互に切り換えることができる。

【００２５】上記Ｄポジションが選択されている場合
は、変速機９の変速比を、前進段の第１速ないし第５速
のいずれかに自動的に制御することができる。４ポジシ
ョンでは、前進段の第１速ないし第４速のいずれかを自
動的に設定することができる。３ポジションでは、前進
段の第１速ないし第３速のいずれかを自動的に設定する
ことができる。２ポジションでは、前進段の第１速また
は第２速を自動的に設定することができる。Ｌポジショ
ンでは前進段の第１速に固定される。

【００２６】一方、車両の後部にはモータ・ジェネレー
タ４８が搭載されている。このモータ・ジェネレータ４
８は、発電機および電動機（駆動力源）として機能させ
ることができる。このモータ・ジェネレータ４８には、
インバータ（図示せず）を介してバッテリ４９が電気的
に接続されている。このモータ・ジェネレータ４８に
は、リヤデファレンシャル５０およびリヤドライブシャ
フト５１を介して左右の後輪５２がトルク伝達可能に接
続されている。さらに、前輪４４および後輪５２には、
ホイールシリンダ（図示せず）および車輪回転速度セン
サ（図示せず）などを有するブレーキ装置５３が設けら
れている。

【００２７】そして、車両全体を制御するコントローラ
としての電子制御装置（ＥＣＵ）５４が設けられてい
る。この電子制御装置５４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。図６には、電子制御
装置５４に入力される信号と、電子制御装置５４から出
力される信号とが示されている。

【００２８】電子制御装置５４に対しては、ブレーキ装
置５３を制御するＡＢＳ（アンチロックブレーキシステ
ム）コンピュータの信号、四輪駆動状態と二輪駆動状態
とを切り換える４ＷＤマニュアルスイッチの信号、エン
ジン回転数を示す信号、エンジン水温を示す信号、イグ
ニッションスイッチの信号、バッテリ８，４９の充電量
（ＳＯＣ；State of charge）を示す信号、ヘッドライ
トのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エ
アコンのオン・オフ信号、車速信号（出力軸１１の回転
数を検出する出力軸回転数センサ５５の信号）、クラッ
チ油温の信号、シフトレバー４７の操作を検出するシフ
トポジションセンサ５６の信号、サイドブレーキのオン
・オフ信号、フットブレーキ５７の操作を検出するフッ
トブレーキセンサ５８の信号、触媒（排気浄化触媒）温
度、アクセルペダル５９の操作を検出するアクセル開度
センサ６０の信号、カム角センサの信号、変速機９によ
り設定されている変速段を示す信号、車両加速度センサ
の信号などが入力される。

【００２９】また、電子制御装置５４からの出力信号の
例を挙げると、点火装置に対する制御信号、燃料噴射装
置に対する制御信号、クラッチ４１の係合・解放を制御
するクラッチコントロールソレノイド（つまりクラッチ
アクチュエータ４１Ａ）に対する信号、モータ・ジェネ
レータ４５，４８を制御する信号、電子スロットルバル
ブを制御する電子スロットルアクチュエータ２に対する
信号、変速アクチュエータ４０を制御する信号、ＡＢＳ
アクチュエータを制御する信号などである。

【００３０】ここで、実施形態の構成とこの発明の構成
との対応関係を説明する。エンジン１がこの発明の駆動
力源に相当し、前輪４４および後輪５２がこの発明の車
輪に相当し、モータ・ジェネレータ４５，４８がこの発
明の電動機に相当する。

【００３１】つぎに、上記構成を有する四輪駆動車の制
御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。な
お、ここでは、４ＷＤマニュアルスイッチにより二輪駆
動状態が選択されている場合を例として説明する。イグ
ニッションスイッチの操作によりシステムが起動される
と、電子制御装置５４において、入力信号の処理がおこ
なわれるとともに（ステップＳ１）、運転者の始動操作
に基づいてエンジン１が始動される。そして、シフトレ
バー４７の操作によりＮポジションからＤポジションに
切り換えられると、このシフトレバー４７の操作がシフ
トポジションセンサ５６により検出され、つぎのように
して車両の発進制御がおこなわれる。

【００３２】まず、クラッチ４１が解放されるととも
に、スリーブ３３が出力軸１１の軸線方向に移動して、
第１速用出力ギヤ２９と出力軸１１とが連結され、第１
速が設定される。ついで、アクセルペダル５９が踏み込
まれると電子スロットルバルブの開度が増加してエンジ
ン回転数が上昇するとともに、クラッチ４１が徐々に係
合される。つまり、エンジン１のトルクが前輪４４に伝
達されて駆動力が発生する。

【００３３】一方、電子制御装置５４には、車速および
アクセル開度に基づいて、変速機９の変速を制御するた
めの変速マップが記憶されており、その変速マップに基
づいて変速判断がおこなわれる。この変速の開始時には
クラッチ４１が解放され、変速が終了するとクラッチ４
１が係合される。上記変速マップおよび具体的な変速制
御の内容は後述する。

【００３４】ところで、上記のように、図４に示すシス
テムにおいては、変速に際してクラッチ４１が解放され
てエンジントルクが前輪４４に伝達されなくなる、いわ
ゆるトルク抜けが生じるため、運転者が違和感をもつ。
そこで、車速の上昇などによるアップシフト時には、モ
ータ・ジェネレータ４５のトルクにより、車輪４４に伝
達されるトルクの低下を抑制するアシスト制御がおこな
われる。

【００３５】しかしながら、上記アシスト制御をおこな
うとしても、変速時に車輪４４に伝達するべきトルク
を、モータ・ジェネレータ４５により確保することがで
きないとすれば、結局、前述したトルク抜けが生じる。
このような事態に対処するために、この実施形態におい
ては以下に述べるような制御をおこなうものである。

【００３６】前述のステップＳ１についで、バッテリ８
のＳＯＣが所定値Ｌｏ％以下であるか否かが判断される
（ステップＳ２）。この所定値Ｌｏ％は、所定の変速段
から所定の変速段にアップシフトする際に、車輪４４に
伝達されるトルクの低下を補うために必要なトルクをモ
ータ・ジェネレータ４５から出すために必要な電力量、
すなわち、必要最低限の電力量に相当する。つまり、バ
ッテリ８のＳＯＣが所定値Ｌｏ％以下になることは好ま
しくないが、連続的な変速などが生じた場合には、バッ
テリ８の電力が低下してこのような状態になっている可
能性もある。なお、所定値Ｌｏ％は各変速段ごとに電子
制御装置５４に記憶されている。

【００３７】そして、ステップＳ２で否定的に判断され
た場合は、変速機９の変速段を制御する変速パターンと
して、例えば図７に示す変速マップが選択される（ステ
ップＳ３）。図７の変速マップは、シフトレバー４７の
操作によりＤポジションが選択されている場合におい
て、変速機９により設定することのできる第１速ないし
第５速の各領域を示している。この変速マップによれ
ば、アクセル開度および車速を基準として、破線で示す
アップシフト点により、第１速ないし第５速の各領域が
区画されている。なお、図７においては、エンジン１お
よびモータ・ジェネレータ４５の駆動・停止を制御する
駆動力源制御マップも示されているが、これについては
後述する。

【００３８】そして、図７に示す変速マップに基づい
て、アップシフト要求が生じたか否かが判断され（ステ
ップＳ４）、このステップＳ４で肯定的に判断された場
合は、変速機９のアップシフト制御をおこない（ステッ
プＳ５）、リターンされる。ここで、変速マップに基づ
く変速制御を説明する。まず、車速およびアクセル開度
が、変速マップの第１速に対応する領域から第２速に対
応する領域に変化すると、変速機９を第１速から第２速
にアップシフトするための変速信号が電子制御装置５４
から出力される。

【００３９】電子制御装置５４から変速信号が出力され
ると、クラッチ４１が解放されるとともに、電子スロッ
トルアクチュエータ２の動作により電子スロットルバル
ブが閉じられてエンジン回転数が低下する。これと同時
に、モータ・ジェネレータ４５が駆動され、そのトルク
が第４速用入力ギヤ２０および第４速用出力ギヤ２４を
介して出力軸１１に伝達される。ここで、モータ・ジェ
ネレータ４５から出すべきトルクは、アクセル開度に基
づいて算出され、その算出結果に対応するトルクがモー
タ・ジェネレータ４５から出されるように、その電流値
が制御される。具体的には、アクセルペダル５９の踏み
込み量が大きいほど、大きな電流値となるように制御さ
れる。このため、変速中にモータ・ジェネレータ４５の
駆動により発生する車両の加速力は、運転者の意志に適
合したものとなる。したがって、変速中に運転者がアク
セルペダル５９の踏み込み量を変更した場合は、モータ
・ジェネレータ４５のトルクもそれに応じて変更され
る。

【００４０】このように、変速時にはクラッチ４１が解
放されて、エンジントルクが前輪４４に伝達されなくな
るが、モータ・ジェネレータ４５のトルクが、出力軸１
１およびフロントデファレンシャル４２を経由して前輪
４４に伝達されるため、変速中も前輪４４による駆動力
が生じることになる。

【００４１】ところで、クラッチ４１の解放に並行し
て、変速アクチュエータ４０の動作によりスリーブ３３
が出力軸１１の軸線方向に移動し、出力軸１１と第２速
用出力ギヤ３１とがトルク伝達可能に連結される。その
後、クラッチ４１が係合されるとともに、エンジン１の
電子スロットルバルブが、アクセル開度に応じた開度に
制御され、エンジン１のトルクが変速機９に伝達され
る。これと同時にモータ・ジェネレータ４５の駆動が停
止され、エンジン１による車両の駆動状態に移行する。
なお変速動作は、アクセルペダル５９が踏み込まれた状
態のままおこなわれる。

【００４２】以上の説明は、第１速から第２速へのアッ
プシフトにともなう制御の説明であるが、第２速ないし
第５速における相互のアップシフトについても同様の制
御がおこなわれる。このように、車両の駆動力の中断を
ともなうことなく、変速機９の変速制御をおこなうこと
ができる。したがって、変速時に前輪４４に伝達される
トルクが低下する、いわゆるトルク抜けが防止され、運
転者が違和感をもつことを抑制することができる。

【００４３】これに対して、後進段を設定する場合は、
スリーブ３４を出力軸１１の軸線方向に移動することに
より、入力軸１０のトルクが、後進段用入力ギヤ１５お
よびアイドラギヤ３９ならびに後進段用出力ギヤ３７を
介して出力軸１１に伝達することのできる状態に制御さ
れる他は、前述の第１速により車両を発進させる場合と
同様の制御がおこなわれる。

【００４４】このように、図２ないし図４に示す変速機
９は、変速マップに基づいて変速判断がおこなわれると
ともに、変速にともなうスリーブ２２，３３，３４の動
作、およびクラッチ４１の係合・解放が自動的におこな
われる、いわゆるフルオート式の自動変速機である。な
お、前記ステップＳ４で否定的に判断された場合はその
ままリターンされる。

【００４５】ところで、前記ステップＳ２で肯定的に判
断された場合は、バッテリ８の充電量に基づいて、変速
時に駆動力をアシストするためにモータ・ジェネレータ
４５から出すことのできるトルクを演算する（ステップ
Ｓ６）。そして、ステップＳ６の演算結果に基づいて、
変速機９の制御に用いる変速マップとして、図７の変速
マップとは異なる特性の変速マップを選択する（ステッ
プＳ７）。

【００４６】図８に、ステップＳ７で選択される変速マ
ップの一例を示す。図８の変速マップは、シフトレバー
４７の操作によりＤポジションが選択されている場合に
おいて、変速機９により設定することのできる第１速な
いし第５速の各領域を示している。この変速マップによ
れば、アクセル開度および車速を基準として、破線で示
すアップシフト点により、第１速ないし第５速の各領域
が区画されている。図８の変速マップと図７の変速マッ
プとを比較すると、所定の変速段から所定の変速段に変
速するための各アップシフト点が、図７の変速マップよ
りも図８の変速マップの方が低車速側に設定されてい
る。この場合、ステップＳ６で演算されたアシストトル
ク量の低下程度に応じて、図７の変速マップのアップシ
フト点に対する図８の変速マップのアップシフト点の低
車速側への移動量を決定することもできる。なお、図８
においても、エンジン１およびモータ・ジェネレータ４
５の駆動・停止を制御する駆動力源制御マップも示され
ているが、これについては後述する。

【００４７】そして、図８の変速マップに基づいてアッ
プシフト要求が生じたか否かが判断され（ステップＳ
８）、このステップＳ８で肯定的に判断された場合は、
変速機９の変速段をアップシフトさせる制御がおこなわ
れ（ステップＳ５）、リターンされる。なお、図８の変
速マップに基づいておこなわれる各システムの制御自体
は、図７の変速マップに基づいておこなわれる各システ
ムの制御と同様である。また、ステップＳ８で否定的に
判断された場合はそのままリターンされる。

【００４８】ここで、図１に示された機能的手段とこの
発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ２，
Ｓ６がこの発明のトルク判断手段に相当し、ステップＳ
３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８がこの発明の変速制御手段
に相当する。

【００４９】以上のように、図１の制御例によれば、モ
ータ・ジェネレータ４５から出すことのできるトルクに
応じて、変速マップが変更される。具体的には、バッテ
リ８の充電量が所定値Ｌｏ％以下の場合に選択される図
８の変速マップの各アップシフト点の方が、バッテリ８
の充電量が所定値Ｌｏ％を越えている場合に選択される
図７の変速マップの各アップシフト点よりも低車速側に
設定されている。このため、図８の変速マップに基づい
て変速をおこなう場合の第２の所要時間の方が、図７の
変速マップに基づいて変速をおこなう場合の第１の所要
時間よりも短くなる。

【００５０】変速の所要時間は、例えば、変速の開始に
ともないエンジン回転数が低下してから、エンジン回転
数が変速後の変速段に対応する値に同期するまでの時間
を意味している。つぎに変速の所要時間の長短について
説明する。変速の所要時間は、変速の前後におけるエン
ジン回転数の差に応じて異なる。この変速の前後におけ
るエンジン回転数の差は、変速前の変速比と出力軸回転
数との積と、変速後の変速比と出力軸回転数との積との
差である。そして、上記のようにアップシフト点を低車
速側に移行させれば、出力軸回転数が低いときに変速が
生じるため、結局、変速の前後におけるエンジン回転数
の差が小さくなり、変速の所要時間が短縮される。した
がって、車速の上昇にともないアップシフトする際に、
車輪４４に伝達されるトルクが低下する時間が可及的に
短くなり、トルク抜け感が低減される。

【００５１】なお、図７および図８には、Ｄポジション
に適用される変速マップが示されているが、４ポジショ
ン、３ポジション、２ポジションの各ポジションに適用
される変速マップについても、バッテリ８の充電量が所
定値Ｌｏ％以下の場合に選択される変速マップのアップ
シフト点の方が、バッテリ８の充電量が所定値Ｌｏ％を
越えている場合に選択される変速マップのアップシフト
点よりも低車速側に設定することができる。

【００５２】また、図１の制御例において、変速に際し
てモータ・ジェネレータ４５から車輪４４に対して伝達
することのできるトルクを判断する場合に、モータ・ジ
ェネレータ４５の温度、またはモータ・ジェネレータ４
５に接続されたインバータのフェールの有無などをその
判断基準として用いることもできる。このような判断基
準を用いる場合は、モータ・ジェネレータ４５の温度が
所定値以下である際、またはインバータが正常である際
に、図１のステップＳ３以降の制御をおこなう一方、モ
ータ・ジェネレータ４５の温度が所定値を越えている
際、またはインバータがフェールしている際に、図１の
ステップＳ６以降の制御をおこなうようなルーチンを採
用することができる。

【００５３】ところで、この実施形態において、変速中
にモータ・ジェネレータ４５を制御する電流値は、アク
セルペダル５９の踏み込み量に応じて制御するほか、変
速の種類によって電流値を異ならせることもできる。す
なわち、一般に第１速から第２速に変速する場合より
も、第２速から第３速に変速する場合の方が車両の加速
力が低下する。このため、変速中にモータ・ジェネレー
タ４５から出されるトルクも、第１速から第２速に変速
する場合よりも、第２速から第３速に変速する場合の方
が低くてよいことになる。したがって、モータ・ジェネ
レータ４５を制御する電流値は、アクセルペダル５９の
踏み込み量、変速前および変速後の変速段、車速などの
情報に基づいて、変速直前の車両加速度をできるだけ維
持することができるようなモータ・ジェネレータ４５の
トルクとなるように設定される。

【００５４】また、シフトレバー４７がＬポジションに
操作され、かつ、アクセル開度が零になった場合は、例
えば第４速から第３速に自動変速するなどのことによ
り、エンジンブレーキ力を強める制御がおこなわれる。
このような制御と同時に、前輪４４から入力される動力
を、出力軸１１を経由してモータ・ジェネレータ４５に
伝達することにより、モータ・ジェネレータ４５を発電
機として機能させることで、車両全体に作用する制動力
を向上させるとともに、モータ・ジェネレータ４５の発
電により得られた電気エネルギをバッテリ８に充電する
ことができる。

【００５５】つまり、従来は車輪から入力される動力
が、動力伝達系統の回転抵抗などにより熱エネルギに変
換されて捨てられていたが、この実施形態においては、
車輪から入力される動力の一部を、モータ・ジェネレー
タ４５により電気エネルギに変換してバッテリ８に充電
する、いわゆるエネルギの回生がおこなわれる。なお、
モータ・ジェネレータ４５を発電機として機能させる制
御は、シフトレバー４７の操作とは別に、ブレーキセン
サ５８の信号によりフットブレーキペダル５７が踏み込
まれていることが検出されている場合に、自動的におこ
なうこともできる。

【００５６】ところで、図２ないし図４に示された四輪
駆動車においては、モータ・ジェネレータ４５を、車両
の発進時の駆動力源として用いたり、加速時の駆動力補
助として用いることもできる。まず、車両の発進時に
は、図７または図８に示す駆動力源制御マップにおい
て、“ＭＧ”で示す領域でモータ・ジェネレータ４５の
みを駆動させて発進し、“ＭＧ”以外の領域、つまり
“エンジン”で示す領域ではエンジン１のみを駆動させ
ることができる。

【００５７】また、図７または図８に示すエンジン駆動
領域において、加速要求が生じた場合は、アクセルペダ
ル５９の踏み込み量に応じて、モータ・ジェネレータ４
５に電流を供給することにより、要求駆動力に対するエ
ンジントルクの不足分を、モータ・ジェネレータ４５の
トルクにより補うこともできる。なお、このように変速
時以外にもモータ・ジェネレータ４５を駆動力源として
用いる場合は、バッテリ８の電力消費が大きくなるた
め、クラッチ４１が係合されている状態において、モー
タ・ジェネレータ４５を必要に応じて発電機に切り換え
て、その電力をバッテリ８に充電することもできる。

【００５８】ところで、図２ないし図４に示す四輪駆動
車は、４ＷＤマニュアルスイッチの操作により四輪駆動
状態を選択することができる。この場合は、モータ・ジ
ェネレータ４８が電動機として駆動され、そのトルクが
リヤデファレンシャル５０およびリヤドライブシャフト
５１を介して後輪５２に伝達される。このように、図１
ないし図４に示された四輪駆動車は、エンジン１および
モータ・ジェネレータ４５，４８を駆動力源として用い
ることのできる、いわゆるハイブリッド車である。

【００５９】そして、この四輪駆動状態が選択されてい
る場合、または前述した二輪駆動状態が選択されている
場合に、変速時にクラッチ４１を解放する制御に並行し
て、モータ・ジェネレータ４８のトルクを増加させる制
御をおこなうことにより、車両の駆動力の低下を補うこ
とができる。このような場合にも、モータ・ジェネレー
タ４８およびバッテリ４９を対象として、図１の制御例
をおこなうこともできる。

【００６０】なお、図１の制御例は、セミオート式の変
速機、つまり、シフトレバーの手動操作により変速をお
こない、変速機とエンジンとの間に設けられているクラ
ッチの係合・解放を自動的におこなう変速機を搭載した
車両に対しても適用することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、変速にともないクラッチが解放されて、エンジン
のトルクが車輪に伝達されなくなる際に、電動機から車
輪に対してトルクを伝達することにより、車輪に伝達さ
れるトルクの低下を抑制するにあたり、電動機がトルク
を出す機能に応じて、変速の所要時間が設定される。し
たがって、変速時に電動機から車輪に伝達することので
きるトルクに応じて、電動機のトルクにより車輪に伝達
されるトルクを補助する時間を制御することができ、ト
ルク抜け感を低減することができる。

【００６２】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様の効果を得られるほか、バッテリの充電状態に基
づいて、変速時に電動機から車輪に対して出すことので
きるトルクが判断され、電動機のトルクが所定値を越え
ると判断された場合における変速の第１の所要時間より
も、電動機のトルクが所定値以下と判断された場合にお
ける変速の第２の所要時間の方が短く制御される。した
がって、例えば、加速要求に基づいてアップシフトする
際に、車輪に伝達されるトルクをアシストする電動機の
トルクを出す機能が低下すると、変速時間がなるべく短
く設定され、アップシフト時におけるトルク抜け感を低
減することができる。

【００６３】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
と同様の効果を得られるほか、変速をおこなう基準とな
る車速を、電動機のトルクが所定値を越えている場合の
車速よりも、電動機のトルクが所定値以下の場合の車速
の方を低車速に設定することにより、変速の第１の所要
時間よりも変速の第２の所要時間の方が短く制御され、
変速時におけるトルク抜け感を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】 この発明の一実施形態である四輪駆動車の概
略構成を模式的に示す平面図である。

【図３】 図２に示す四輪駆動車の前輪に対応するパワ
ープラントおよびその制御系統を示す示すブロック図で
ある。

【図４】 図３に示す四輪駆動車の前輪に対応するパワ
ープラントのスケルトン図である。

【図５】 図３に示すシフトレバーの操作により選択さ
れるシフトポジションを示す概念図である。

【図６】 図２，図３の電子制御装置における入出力信
号を示す図である。

【図７】 図１の制御で用いられるマップであり、変速
機の変速マップと、エンジンおよびモータ・ジェネレー
タの駆動・停止制御領域とを総括的に示す図である。

【図８】 図１の制御で用いられるマップであり、変速
機の変速マップと、エンジンおよびモータ・ジェネレー
タの駆動・停止制御領域とを総括的に示す図である。

【符号の説明】

１…エンジン、 ８，４９…バッテリ、 ９…変速機、
４１…クラッチ、４４…前輪、 ４５，４８…モータ
・ジェネレータ、 ５２…後輪。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｌ 15/20 Ｆ１６Ｈ 59:44 // Ｆ１６Ｈ 59:44 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3D041 AA31 AA51 AB01 AC01 AC15 AD01 AD02 AD10 AD31 AD35 AD41 AD50 AD51 AE02 AE04 AE14 AE30 AF00 3J052 AA01 AA04 CA07 EA06 FB31 GC46 HA01 HA03 KA02 KA09 LA01 5H115 PI13 PI29 PU01 PU22 PU25 QN03 QN12 RB08 RE05 RE07 SE04 SE05 SE08 SJ12 SJ13 TB01 TE02 TE08 TI01 TO05 TO21 TO23 TO30

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力源から変速機に至るトルクの伝達
   経路にクラッチが設けられており、前記変速機の変速に
   ともない前記クラッチを解放し、かつ、車輪に伝達する
   電動機のトルクを増加する車両の制御装置において、 前記変速に際して前記電動機から前記車輪に対して出す
   ことのできるトルクを 判断するトルク判断手段と、このトルク判断手段により
   判断される前記電動機のトルクの判断結果に基づいて、
   前記変速の所要時間を制御する変速制御手段とを備えて
   いることを特徴とする車両の制御装置。
2. 【請求項２】 前記トルク判断手段は、前記電動機に電
   力を供給するバッテリの充電状態に基づいて前記電動機
   のトルクを判断する機能を備えており、前記変速制御手
   段は、前記トルク判断手段により前記電動機のトルクが
   所定値を越えると判断された場合における変速の第１の
   所要時間よりも、前記トルク判断手段により前記電動機
   のトルクが所定値以下と判断された場合における変速の
   第２の所要時間の方が短くなるように制御する機能を備
   えていることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記変速制御手段は、前記変速をおこな
   う基準となる車速を、前記電動機のトルクが所定値を越
   えている場合よりも、前記電動機のトルクが所定値以下
   の場合の方を低車速に設定することにより、前記第１の
   所要時間よりも前記第２の所要時間の方を短くする機能
   を備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両の
   制御装置。