JP2011246065A

JP2011246065A - 駆動制御装置

Info

Publication number: JP2011246065A
Application number: JP2010123322A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Komada; 英明駒田; Hiroaki Ebuchi; 弘章江渕; Hirotatsu Kitahata; 弘達北畠
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】ドライバビリティを悪化させることなく車両のエネルギ効率を改善することが可能な駆動制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関２と、内燃機関２から駆動輪２４に至る動力伝達経路中に設けられて複数の変速比に切り替え可能な変速機１０と、変速機１０を介することなく駆動輪２４に動力伝達可能に設けられたモータ・ジェネレータ３とを備え、複数の変速段に変速可能な車両の駆動装置１Ａに適用される駆動制御装置において、ニュートラル位置Ｎ及び１速〜５速を含むシフトパターンを移動可能に設けたシフトレバー５１を有するシフト操作装置５０を備え、車両の走行中にアクセルペダル６１の踏み込みが解除されたとき、シフトレバー５１がニュートラル位置Ｎの場合にはモータ・ジェネレータ３による回生発電が禁止され、シフトレバー５１がニュートラル位置Ｎ以外のシフト位置にある場合にはモータ・ジェネレータ３による回生発電が許可される。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動源として内燃機関及びモータ・ジェネレータを備えた車両の駆動装置に適用される駆動制御装置に関する。

駆動源として内燃機関及びモータ・ジェネレータを備えたハイブリッド車両が知られている。このような車両の制御装置として、シフトレバーがＤ（ドライブ）レンジ、又はＤレンジよりも強い回生が行われるように設定されたＢレンジにあるときにアクセル開度が約５％付近の開度領域内になると、内燃機関及びモータによる加速がなく、かつモータによる回生が作動しない無回生無加速運転を行うものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜７が存在する。

特開２００８−０７４３３７号公報特開２００７−１６８５６５号公報特開平０７−３１７８９８号公報特開２００９−０９０７６９号公報特開２００９−２２７２７７号公報特開２００６−３０６２０９号公報特開２００４−３１６８０３号公報

特許文献１の装置では、シフトレバーがＤレンジ又はＢレンジにあり、かつアクセル開度が所定の開度領域内になると無回生無加速運転に切り替わるので、ドライバビリティが悪化するおそれがある。

そこで、本発明は、ドライバビリティを悪化させることなく車両のエネルギ効率を改善することが可能な駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の駆動制御装置は、内燃機関と、車両を駆動する駆動部と、前記内燃機関から前記駆動部に至る動力伝達経路中に設けられて互いに大きさが異なる複数の変速比に切り替え可能な変速機と、前記変速機を介することなく前記駆動部と動力伝達可能に接続され、かつ前記駆動部から入力されるエネルギにて回生発電することが可能なモータ・ジェネレータと、を備え、前記変速機の動作を制御することにより複数の変速段に変速可能な車両の駆動装置に適用され、運転者によって操作され、ニュートラル位置及び前記駆動装置の複数の変速段に対応する複数のシフト位置を含むシフトパターンを移動可能に設けたシフト操作部材を有するシフト操作手段と、前記車両の走行中に前記車両のアクセルペダルの踏み込みが解除されたとき、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置の場合には前記モータ・ジェネレータによる回生発電を禁止し、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置以外のシフト位置にある場合には前記モータ・ジェネレータによる回生発電を許可する回生制御手段と、を備えている（請求項１）。

本発明の駆動制御装置によれば、シフト操作部材がニュートラル位置以外のシフト位置にある場合には回生発電が許可されるので、アクセルペダルの踏み込みが解除されたときに回生発電によって車両を減速できる。この際に回生発電時の発電量を適切に調整することによって運転者に適度な減速感を与えることができる。一方、シフト操作部材がニュートラル位置にある場合は回生発電が禁止されるので、アクセルペダルの踏み込みを解除することにより惰性で車両を走行させるコースト走行を行うことができる。このように本発明の駆動制御装置では、アクセルペダルの踏み込みを解除した後に車両を減速させたり車両をコースト走行させたりすることを運転者が選択できるので、ドライバビリティの悪化を抑制できる。また、シフト操作部材がニュートラル位置以外のシフト位置にある場合にはアクセルペダルの踏み込みの解除時に回生発電が行われるので、この回生発電によって車両の運動エネルギを回収できる。そのため、車両のエネルギ効率を改善することができる。

本発明の駆動制御装置の一形態において、前記駆動装置は、前記モータ・ジェネレータから出力された動力のみで前記駆動部を駆動するＭＧ走行モードで動作可能であり、前記シフトパターンには、前記駆動装置に対して前記ＭＧ走行モードで動作することを指示するＭＧ走行位置が設けられ、前記車両の走行中に前記車両のアクセルペダルの踏み込みが解除されたとき、前記シフト操作部材が各変速段に対応するシフト位置にある場合には前記シフト操作部材が前記ＭＧ走行位置にある場合よりも前記車両の減速度が大きくなるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御する減速度制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。運転者は車両に対して大きな減速度を要求する際にシフト操作部材を変速段に対応するシフト位置に動かすと推定される。そのため、このようにシフト操作部材が各変速段に対応するシフト位置にある場合には、シフト操作部材がＭＧ走行位置にある場合よりも車両の減速度を大きくすることにより、運転者が車両に対して要求する減速度を車両に適切に生じさせることができる。そのため、ドライバビリティの悪化をさらに抑制できる。また、エンジンブレーキの小さい高速段で所望の減速度を得ることができる。

この形態において、前記減速度制御手段は、前記車両の走行中に前記アクセルペダルの踏み込みが解除されたときに前記シフト操作部材が各変速段に対応するシフト位置にある場合、前記シフト操作部材の位置が低速段側であるほど前記車両の減速度が大きくなるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御してもよい（請求項３）。周知のように内燃機関の動力を手動で操作する変速機を介して駆動輪に伝達して車両を駆動する車両、いわゆるマニュアル車では、変速機の変速段が低速段側であるほどエンジンブレーキの効きが強くなる。この形態では、低速段側であるほど車両の減速度を大きくするので、このマニュアル車のエンジンブレーキと同様に車両を減速させることができる。そのため、運転者が違和感なく車両を運転できる。従って、ドライバビリティの悪化をさらに抑制できる。

駆動装置がＭＧ走行モードで動作可能な本発明の駆動制御装置の一形態において、前記内燃機関と前記変速機との間に設けられ、前記内燃機関と前記変速機との間で動力が伝達される係合状態と、前記内燃機関と前記変速機との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な内燃機関クラッチ手段と、前記駆動装置が前記ＭＧ走行モードで動作している場合は前記内燃機関を停止させるとともに前記内燃機関クラッチ手段を前記解放状態に切り替える機関制御手段と、をさらに備え、前記機関制御手段は、前記駆動装置が前記ＭＧ走行モードで動作しているときに前記内燃機関を始動させるべき所定の始動条件が成立した場合は、前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替えるとともに、前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替えたときに前記車両の速度が低下することが抑制されるように前記モータ・ジェネレータから出力される動力を増加させてもよい（請求項４）。内燃機関クラッチ手段を係合状態に切り替えることにより駆動部の動力を変速機を介して内燃機関に入力することができる。そのため、駆動部から内燃機関に入力される動力を利用して内燃機関を始動することができる。また、この始動時には車両の速度低下が抑制されるようにモータ・ジェネレータの出力を増加させるので、車両が急に減速することを防止できる。そのため、ドライバビリティの悪化をさらに抑制できる。

この形態において、前記機関制御手段は、前記駆動装置が前記ＭＧ走行モードで動作しているときに前記始動条件が成立した場合、まず前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替え、次に前記内燃機関の気筒内において燃料が最初に爆発した初爆が検出されると前記内燃機関クラッチ手段を前記解放状態に切り替え、その後前記内燃機関の回転数が所定の判定回転数以上になると前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替えてもよい（請求項５）。この形態では、初爆後の内燃機関の回転数が上昇するときに内燃機関と駆動部とを切り離すので、駆動部に伝達される動力が急に変動することを防止できる。そのため、ドライバビリティの悪化をさらに防止できる。

本発明の駆動制御装置の一形態においては、前記モータ・ジェネレータと前記駆動部との間に設けられ、前記モータ・ジェネレータと前記駆動部との間で動力が伝達される係合状態と、前記モータ・ジェネレータと前記駆動部との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能なＭＧクラッチ手段と、前記車両の速度が所定の判定速度以上の場合に、前記クラッチ手段を前記解放状態に切り替えるＭＧクラッチ制御手段と、をさらに備えていてもよい（請求項６）。この場合、車両の高速運転時にモータ・ジェネレータを回転させるために動力が消費されることを防止できる。そのため、高速運転時における車両のエネルギ効率を改善できる。また、この場合、モータ・ジェネレータに要求される最高回転数を抑えることができるので、これによりモータ・ジェネレータと駆動部との間の動力伝達経路の減速比を大きくできる。そのため、モータ・ジェネレータに要求される最高トルクを低減でき、これによりモータ・ジェネレータを小型化できる。

以上に説明したように、本発明の駆動制御装置によれば、アクセルペダルの踏み込みを解除した後に車両を減速させたり車両をコースト走行させたりすることを運転者が選択できるので、ドライバビリティの悪化を抑制できる。また、シフト操作部材がニュートラル位置以外のシフト位置にある場合にはアクセルペダルの踏み込みの解除時に回生発電が行われるので、車両のエネルギ効率を改善できる。

本発明の一形態に係る駆動制御装置が組み込まれた車両の駆動装置の全体構成を模式的に示す図。シフト操作装置を拡大して示す図。車両制御装置が実行する回生制御ルーチンを示すフローチャート。車両制御装置が実行するＭＧクラッチ制御ルーチンを示すフローチャート。車両制御装置が実行する始動制御ルーチンを示すフローチャート。本発明に係る駆動制御装置が適用される他の駆動装置の全体構成を模式的に示す図。

図１は、本発明の一形態に係る駆動制御装置が組み込まれた駆動装置の全体構成を模式的に示している。この駆動装置１Ａは車両に搭載されるものであり、搭載された車両はいわゆるハイブリッド車両として構成される。駆動装置１Ａは、駆動源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２と、電動機としてのモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと称することがある。）３とを備えている。エンジン２には、オルタネータ４及びスタータ５が設けられている。なお、これらオルタネータ４及びスタータ５は、エンジンに補機として設けられる周知のものであるため、詳細な説明は省略する。オルタネータ４は、内部に設けられた不図示のロータと一体回転するロータ軸４ａを備えている。ロータ軸４ａには、プーリ４ｂが一体回転するように設けられている。スタータ５の出力軸には、ギア５ａが設けられている。エンジン２の出力軸２ａには、プーリ６と、スタータ５のギア５ａと噛み合うスタータギア７が設けられている。出力軸２ａのプーリ６とオルタネータ４のプーリ４ｂとの間にはベルト８が巻き掛けられている。これによりオルタネータ４はエンジン２によって回転駆動される。ＭＧ３は、電動機及び発電機として機能する周知のものであり、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に配置されてケース等に固定されたステータ３ｃとを備えている。

エンジン２の出力軸２ａは、内燃機関クラッチ手段としてのエンジンクラッチ９を介して変速機１０と接続されている。エンジンクラッチ９は、出力軸２ａと変速機１０との間で動力が伝達される係合状態と、出力軸２ａと変速機１０との間の動力伝達が遮断される解放状態に切り替えることが可能な周知のものである。変速機１０は、入力軸１１と、これと平行に延びている出力軸１２と、これら入力軸１１及び出力軸１２間に設けられた第１〜第５ギア対Ｇ１〜Ｇ５とを備えている。第１ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。また、第３ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成され、第５ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。各ギア対Ｇ１〜Ｇ５のギア比は、第１ギア対Ｇ１、第２ギア対Ｇ２、第３ギア対Ｇ３、第４ギア対Ｇ４、第５ギア対Ｇ５の順に小さくなるように設定されている。また、第４ギア対Ｇ４及び第５ギア対Ｇ５のギア比は、変速比が１以下になるように設定されている。

第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５は、それぞれ入力軸１１と一体に回転するように入力軸１１に設けられている。一方、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、及び第５ドライブギア２１は、それぞれ入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に設けられている。第１ドリブンギア１４及び第２ドリブンギア１６は、それぞれ出力軸１２に対して相対回転可能なように出力軸１２に設けられている。一方、第３ドリブンギア１８、第４ドリブンギア２０、及び第５ドリブンギア２２は、それぞれ出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に設けられている。

変速機１０には、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３が設けられている。第１クラッチＣ１は、スリーブＣ１ａの位置を切り替えることによって、第１ドリブンギア１４と出力軸１２とが一体に回転する第１係合状態と、第２ドリブンギア１６と出力軸１２とが一体に回転する第２係合状態と、出力軸１２、第１ドリブンギア１４、及び第２ドリブンギア１６がそれぞれ別々に回転する解放状態とに切り替え可能な噛み合い式クラッチとして構成されている。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３も同様に噛み合い式クラッチである。第２クラッチＣ２は、スリーブＣ２ａの位置を切り替えることによって、第３ドライブギア１７と入力軸１１とが一体に回転する第３係合状態と、第４ドライブギア１９と入力軸１１とが一体に回転する第４係合状態と、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、及び入力軸１１がそれぞれ別々に回転する解放状態とに切り替え可能に構成されている。第３クラッチＣ３は、スリーブＣ３ａの位置を切り替えることによって、第５ドライブギア２１と入力軸１１とが一体に回転する第５係合状態と、第５ドライブギア２１及び入力軸１１がそれぞれ別々に回転する解放状態とに切り替え可能に構成されている。なお、この図では解放状態における各クラッチＣ１〜Ｃ３を示す。

出力軸１２には出力ギア２３が一体回転するように設けられている。出力ギア２３は、駆動輪２４に連結された差動機構２５のケースに設けられたリングギア２６と噛み合っている。変速機１０から出力された動力は、リングギア２６及び差動機構２５を介して駆動輪２４に伝達されて車両を駆動する。そのため、これらリングギア２６、差動機構２５、及び駆動輪２４が本発明の駆動部に相当する。また、エンジンクラッチ９、変速機１０、出力ギア２３が本発明の動力伝達経路に相当する。なお、この駆動輪２４は車両の前輪であり、この車両はフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式の車両として構成されている。

ＭＧ３は、動力伝達機構２７を介して差動機構２５と接続されている。動力伝達機構２７は、ドライブ軸２８と、これと平行に延びている中間軸２９とを備えている。ＭＧ３のロータ軸３ａは、ＭＧクラッチ手段としてのＭＧクラッチ３０を介してドライブ軸２８と接続されている。ＭＧクラッチ３０は、ロータ軸３ａとドライブ軸２８との間で動力が伝達される係合状態と、ロータ軸３ａとドライブ軸２８との間の動力伝達が遮断される解放状態に切り替えることが可能な周知のものである。ドライブ軸２８には、ドライブギア３１が一体回転するように取り付けられている。中間軸２９には、ドリブンギア３２及び中間ギア３３が一体回転するように取り付けられている。ドリブンギア３２は、ドライブギア３１と噛み合うように設けられ、中間ギア３３は差動機構２５のリングギア２６と噛み合うように設けられている。ＭＧ３は、バッテリ３４と電気的に接続されている。

この駆動装置１Ａでは、エンジンクラッチ９、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及びＭＧクラッチ３０を適宜操作することにより動力伝達状態を切り替えることができる。駆動装置１Ａの動力伝達状態としては、エンジン２の動力で車両を走行させるエンジン走行モードと、ＭＧ３の動力のみで車両を走行させるＭＧ走行モードと、車両を後進走行させる後進モードとが設定される。エンジン走行モードでは、エンジンクラッチ９及びＭＧクラッチ３０の両方が係合状態に切り替えられる。そして、この状態において第１クラッチＣ１を第１又は第２係合状態に切り替えるか、第２クラッチＣ２を第３又は第４係合状態に切り替えるか、又は第３クラッチＣ３を第５係合状態に切り替える。なお、第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３のいずれか１つのクラッチが係合状態の場合は他の２つのクラッチは解放状態に切り替えられる。上述したように各ギア対Ｇ１〜Ｇ５のギア比は第１ギア対Ｇ１、第２ギア対Ｇ２、第３ギア対Ｇ３、第４ギア対Ｇ４、第５ギア対Ｇ５の順で小さい。そのため、入力軸１１から出力軸１２に動力が第１ギア対Ｇ１を介して伝達される場合が１速になり、第２ギア対Ｇ２を介して伝達される場合が２速になる。また、第３ギア対Ｇ３を介して伝達される場合が３速になり、第４ギア対Ｇ４を介して伝達される場合が４速になり、第５ギア対Ｇ５を介して伝達される場合が５速になる。また、このエンジン走行モードでは、回生やアシストが適宜に行われるようにＭＧ３の動作が制御される。ＭＧ走行モードでは、エンジンクラッチ９及び第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３がそれぞれ解放状態に切り替えられ、エンジン２が停止される。また、ＭＧクラッチ３０が係合状態に切り替えられる。これにより駆動輪２４がＭＧ３の動力のみにて駆動される。後進モードは、このＭＧ走行モードにおいてＭＧ３を前進走行時とは逆方向に回転させることによって実現される。これらの動力伝達状態の他に駆動装置１Ａには、エンジンクラッチ９及び第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３がそれぞれ解放状態に切り替えられるとともにＭＧクラッチ３０が係合状態に切り替えられ、かつＭＧ３を空転させるニュートラルモードが設けられている。

エンジン２、ＭＧ３、及び各クラッチ９、Ｃ１〜Ｃ３、３０の制御は、コンピュータユニットとして構成された車両制御装置４０にて行われている。車両制御装置４０は車両の適正な走行状態を得るための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置４０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２、ＭＧ３、及び各クラッチ９、Ｃ１〜Ｃ３、３０等の制御対象に対する制御を行っている。車両制御装置４０には、車両の速度に対応した信号を出力する車速センサ４１が接続されている。この他にも車両制御装置４０には、車両の走行状態に関係する情報を出力する種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。また、車両制御装置４０には、シフト操作手段としてのシフト操作装置５０、クラッチペダル６０、及びアクセルペダル６１が接続されている。クラッチペダル６０及びアクセルペダル６１からは、運転者の操作量に応じた信号が車両制御装置４０に出力される。

図２は、シフト操作装置５０を拡大して示している。シフト操作装置５０は、運転者が操作するシフト操作部材としてのシフトレバー５１を備えている。このシフト操作装置５０では、中央にニュートラルモードに対応するニュートラル位置Ｎが設定されている。シフト操作装置５０のシフトパターンは、ニュートラル位置Ｎから左右方向に延びるセレクト経路５２と、セレクト経路５２から上下方向に延びる６つのシフト経路５３とを有している。図中に矢印Ａ及びＢで示したようにシフトレバー５１は、これらセレクト経路５２及び各シフト経路５３に移動可能に設けられている。この図に示すように各シフト経路５３には、上述した１速〜５速及び後進走行であるリバースＲに対応するシフト位置がそれぞれ設定されている。なお、この図では１速〜５速については周知のシフト操作装置と同様に数字のみを示す。この図に示すようにシフト操作装置５０のシフトパターンはＨ型をしている。なお、これらの部分は車両に設けられる周知のシフト操作装置と同じである。

シフト操作装置５０では、このシフトパターンにおいてセレクト経路５２とシフト経路５３とが交差する位置のうちニュートラル位置Ｎ以外の２カ所にＭＧ走行モードに対応するＭＧ走行位置ＥＶが設定されている。シフト操作装置５０には、シフトレバー５１をニュートラル位置Ｎ、及びＭＧ走行位置ＥＶに保持する保持機構（不図示）が設けられている。また、シフト操作装置５０には、シフトレバー５１がこれら１速〜５速、リバースＲ、ニュートラル位置Ｎ、及びＭＧ走行位置ＥＶのいずれの位置にあるか検出するための不図示のセンサが設けられており、そのセンサの信号は車両制御装置４０に出力されている。車両制御装置４０はそのセンサの出力信号に基づいてシフトレバー５１の位置を判定する。

図３〜図５は、車両制御装置４０が駆動装置１Ａを制御するために実行する制御ルーチンを示している。図３は、車両制御装置４０がその動作中にＭＧ３の動作を制御するために所定の周期で繰り返し実行する回生制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを実行することにより車両制御装置４０が本発明の回生制御手段として機能する。

この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両の走行状態を取得する。車両の走行状態としては例えば車速が取得される。またこの処理では、シフトレバー５１の位置、クラッチペダル６０の操作量、及びアクセルペダル６１の操作量（アクセル開度）も取得される。次のステップＳ１２において車両制御装置４０は、車両が走行中か否か判定する。車両が停止中と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、車両が走行中と判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置４０はアクセル開度が０か否か、すなわちアクセルペダル６１の踏み込みが解除されたか否か判定する。アクセル開度が０より大きい、すなわちアクセルペダル６１が踏み込まれていると判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。

一方、アクセル開度が０であると判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置４０はシフトレバー５１の位置がニュートラル位置Ｎか否か判定する。シフトレバー５１の位置がニュートラル位置Ｎと判定した場合はステップＳ１５に進み、車両制御装置４０はＭＧ３による回生発電を禁止する。すなわち、ＭＧ３が駆動輪２４から入力された動力によって駆動されてもＭＧ３を空転させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、シフトレバー５１の位置がニュートラル位置Ｎ以外の位置と判定した場合はステップＳ１６に進み、車両制御装置４０はＭＧ３による回生発電を許可する。次のステップＳ１７において車両制御装置４０は、車両の減速制御を実行する。この減速制御ではＭＧ３による回生発電を行い、これにより車両を減速させる。この際、車両制御装置４０はシフトレバー５１の位置に応じて減速時における車両の速度変化の時間に対する割合である減速度を調整する。回生発電は車両の走行エネルギを回収して発電を行うため、発電量が多くなるほど車両の減速度は大きくなる。そのため、車両の減速度の調整は、例えば回生発電によって発生させる発電量を調整することによって行えばよい。車両制御装置４０は、この減速制御においてシフトレバー５１が１〜５速のいずれかにある場合は、シフトレバー５１がＭＧ走行位置ＥＶにある場合よりも車両の減速度が大きくなるようにＭＧ３の発電量を調整する。また、車両制御装置４０は、シフトレバー５１が１〜５速のいずれかにある場合にその位置が低速段側であるほど車両の減速度が大きくなるようにＭＧ３の発電量を調整する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、このステップＳ１７を実行することにより車両制御装置４０が本発明の減速度制御手段として機能する。

図４は、車両制御装置４０がその動作中にＭＧクラッチ３０の動作を制御するための所定の周期で繰り返し実行するＭＧクラッチ制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを実行することにより車両制御装置４０が本発明のＭＧクラッチ制御手段として機能する。なお、この制御ルーチンにおいて図３と同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０は、ステップＳ１２まで図３の制御ルーチンと同様に処理を進め、この処理で車両が停止中と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、車両が走行中と判定した場合はステップＳ２１に進み、車両の速度（車速）が予め設定した判定速度以上か否か判定する。この判定速度は、ＭＧ３が駆動輪２４から入力された動力によって高回転で駆動されることを防止するために設定され、ＭＧ３の最大出力や動力伝達機構２７における減速比に応じて適宜に設定される。車速が判定速度以上と判定した場合はステップＳ２２に進み、車両制御装置４０はＭＧクラッチ３０を解放状態に切り替えるＭＧクラッチ解放制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、車速が判定速度未満と判定した場合はステップＳ２３に進み、車両制御装置４０はＭＧクラッチ３０を係合状態に切り替えるＭＧクラッチ係合制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

図５は、車両制御装置４０がその動作中にエンジン２を制御するために所定の周期で繰り返し実行する始動制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを実行することにより車両制御装置４０が本発明の機関制御手段として機能する。なお、この制御ルーチンにおいて図３と同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０は、ステップＳ１２まで図３の制御ルーチンと同様に処理を進め、この処理で車両が停止中と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、車両が走行中と判定した場合はステップＳ３１に進み、車両制御装置４０は駆動装置１Ａの動力伝達状態がＭＧ走行モードか否か判定する。駆動装置１Ａの動力伝達状態がＭＧ走行モード以外のモードであると判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。

一方、駆動装置１Ａの動力伝達状態がＭＧ走行モードであると判定した場合はステップＳ３２に進み、車両制御装置４０はエンジン２を始動させるべき所定の始動条件が成立したか否か判定する。始動条件は、例えばクラッチペダル６０が踏み込まれてシフトレバー５１が１速に動かされた場合等に成立したと判定される。始動条件が不成立と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、始動条件が成立したと判定した場合はステップＳ３３に進み、車両制御装置４０はエンジン２を始動するエンジン始動制御を実行する。このエンジン始動制御では、車両制御装置４０は第１クラッチＣ１を第１係合状態に切り替えるとともにエンジンクラッチ９を係合状態に切り替える。これにより駆動輪２４の動力がエンジン２に入力されてエンジン２の出力軸２ａが回転駆動され、エンジン２が始動される。また、車両制御装置４０は、この際に車両の速度低下が抑制されるようにＭＧ３から出力される動力を増加させる。具体的には、差動機構２５からエンジン２に伝達される動力が補償されるようにＭＧ３の出力を増加させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

以上に説明したように、本発明の駆動制御装置によれば、シフトレバー５１がニュートラル位置Ｎ以外の位置にある場合には回生発電が許可されるので、アクセル開度が０になったときに回生発電によって車両が減速される。一方、シフトレバー５１がニュートラル位置Ｎにある場合には回生発電が禁止されるので、アクセル開度を０にすることにより車両をコースト走行させることができる。このように本発明の駆動制御装置では、アクセル開度を０にしたときに車両を減速させるかコースト走行させるかを運転者が選択できるので、ドライバビリティの悪化を抑制できる。また、シフトレバー５１がニュートラル位置Ｎ以外の位置にある場合にはＭＧ３で回生発電が行われるので、車両の運動エネルギを電気エネルギにして回収できる。そのため、車両のエネルギ効率を改善できる。

本発明の駆動制御装置では、上述したように車両の走行中にアクセル開度が０になったときにシフトレバー５１がニュートラル位置Ｎ以外の位置にある場合は、ＭＧ走行位置ＥＶよりも１速〜５速のいずれかにある場合の方が車両の減速度が大きくなるようにＭＧ３の動作を制御する。また、シフトレバー５１が１速〜５速のいずれかにある場合には低速段側であるほど車両の減速度が大きくなるようにＭＧ３の動作を制御する。周知のようにエンジンの動力を手動で操作する変速機を介して駆動輪に伝達して車両を駆動する車両、いわゆるマニュアル車では、変速機の変速段が低速段側であるほどエンジンブレーキの効きが強くなる。本発明の駆動制御装置においてもこのような車両のエンジンブレーキと同様に車両が減速されるので、運転者が違和感なく車両を運転できる。そのため、ドライバビリティの悪化をさらに抑制できる。

この駆動制御装置では、車速が判定速度以上になるとＭＧクラッチ３０が解放状態に切り替えられるので、ＭＧ３を回転させるために動力が消費されることを防止できる。そのため、高速運転時におけるエネルギ効率を改善できる。また、このようにＭＧクラッチ３０を制御することによりＭＧ３に要求される最高回転数を抑えることができ、これにより動力伝達機構２７における減速比を大きくできる。そのため、ＭＧ３に要求される最高トルクを低減できる。また、これによりＭＧ３を小型化できる。

この駆動制御装置では、駆動装置１ＡがＭＧ走行モードで動作中に始動条件が成立した場合は差動機構２５から出力される動力を利用してエンジン２を始動するので、スタータ５を動作させることなくエンジン２を始動できる。また、この始動時には車両の速度低下が抑制されるようにＭＧ３から出力される動力を増加させるので、車両が急に減速することを防止できる。そのため、ドライバビリティの悪化を抑制できる。

なお、始動制御ルーチンにおいて実行されるエンジン始動制御の制御内容は、上述したものに限定されない。例えば、以下に示す制御内容が実行されてもよい。他のエンジン始動制御では、まず、第１クラッチＣ１を第１係合状態に切り替えるとともにエンジンクラッチ９を係合状態に切り替える。次にエンジン２の気筒内において燃料が最初に爆発した初爆が検出されるとエンジンクラッチ９を解放状態に切り替える。なお、初爆は、エンジン２の出力軸２ａの回転速度に基づいて検出する等周知の方法で検出すればよい。その後、エンジン２の回転数が所定の判定回転数、例えばアイドリング回転数以上になった場合にエンジンクラッチ９を再度係合状態に切り替える。

このエンジン始動制御では、初爆後のエンジン２の回転数が上昇するときにエンジン２と駆動輪２４とを切り離すので、駆動輪２４に伝達される動力が急に変動することを防止できる。そのため、ドライバビリティの悪化をさらに防止できる。

図６は、本発明の駆動制御装置が適用される他の駆動装置１Ｂの全体構成を模式的に示している。なお、この図において上述した形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したようにこの駆動装置１Ｂでは、エンジン２で前輪２４を駆動し、ＭＧ３で後輪７０を駆動する点が異なり、それ以外は上述した形態と同じである。このように駆動装置１Ｂは、前輪２４及び後輪７０の両方が駆動されるので４輪駆動（４ＷＤ）方式の車両として構成されている。この駆動装置１Ｂでは、後輪７０に連結された後輪用差動機構７１が設けられている。後輪用差動機構７１のケースにはリングギア７２が設けられており、中間ギア３３はこのリングギア７２と噛み合っている。なお、この駆動装置１Ｂにおいては、前輪２４、変速機構２５、リングギア２６、後輪７０、後輪用差動機構７１、及びリングギア７２が本発明の駆動部に相当する。

この駆動装置１Ｂにおいても車両制御装置４０が上述した図３〜図５の制御ルーチンをそれぞれ実行する。これによりこの駆動装置１Ｂにおいても上述した形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される駆動装置のエンジンクラッチは、運転者によるクラッチペダルの操作量に応じてエンジンクラッチの係合部材間のストロークを制御可能なものであってもよい。また、このようなマニュアル的な制御と車両制御装置による自動制御とに切り替え可能であり、運転者がこれらの制御の切り替えを選択することが可能なものでもよい。さらに、車両制御装置が制御する自動制御式のものに限定されず、クラッチペダルと動力伝達可能に連結されたいわゆるマニュアル式のものであってもよい。上述した形態では、ニュートラルモードにおいてＭＧクラッチを係合状態に切り替えたが、このニュートラルモードにおいてもＭＧクラッチを解放状態に切り替えてもよい。また、本発明が適用される駆動装置の変速機には、後進のためのギア対が設けられていてもよい。

１Ａ、１Ｂ駆動装置
２内燃機関
３モータ・ジェネレータ（電動機）
９エンジンクラッチ（内燃機関クラッチ手段）
１０変速機
２４駆動輪（駆動部）
２５差動機構（駆動部）
２６リングギア（駆動部）
３０ＭＧクラッチ（ＭＧクラッチ手段）
４０車両制御装置（回生制御手段、減速度制御手段、機関制御手段、ＭＧクラッチ制御手段）
５０シフト操作装置（シフト操作手段）
５１シフトレバー（シフト操作部材）
６１アクセルペダル
７０後輪（駆動部）
７１後輪用差動機構（駆動部）
７２リングギア（駆動部）
Ｎニュートラル位置
ＥＶＭＧ走行位置（電動機走行位置）

Claims

内燃機関と、車両を駆動する駆動部と、前記内燃機関から前記駆動部に至る動力伝達経路中に設けられて互いに大きさが異なる複数の変速比に切り替え可能な変速機と、前記変速機を介することなく前記駆動部と動力伝達可能に接続され、かつ前記駆動部から入力されるエネルギにて回生発電することが可能なモータ・ジェネレータと、を備え、前記変速機の動作を制御することにより複数の変速段に変速可能な車両の駆動装置に適用され、
運転者によって操作され、ニュートラル位置及び前記駆動装置の複数の変速段に対応する複数のシフト位置を含むシフトパターンを移動可能に設けたシフト操作部材を有するシフト操作手段と、前記車両の走行中に前記車両のアクセルペダルの踏み込みが解除されたとき、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置の場合には前記モータ・ジェネレータによる回生発電を禁止し、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置以外のシフト位置にある場合には前記モータ・ジェネレータによる回生発電を許可する回生制御手段と、を備えている駆動制御装置。
前記駆動装置は、前記モータ・ジェネレータから出力された動力のみで前記駆動部を駆動するＭＧ走行モードで動作可能であり、
前記シフトパターンには、前記駆動装置に対して前記ＭＧ走行モードで動作することを指示するＭＧ走行位置が設けられ、
前記車両の走行中に前記車両のアクセルペダルの踏み込みが解除されたとき、前記シフト操作部材が各変速段に対応するシフト位置にある場合には前記シフト操作部材が前記ＭＧ走行位置にある場合よりも前記車両の減速度が大きくなるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御する減速度制御手段をさらに備えている請求項１に記載の駆動制御装置。
前記減速度制御手段は、前記車両の走行中に前記アクセルペダルの踏み込みが解除されたときに前記シフト操作部材が各変速段に対応するシフト位置にある場合、前記シフト操作部材の位置が低速段側であるほど前記車両の減速度が大きくなるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御する請求項２に記載の駆動制御装置。
前記内燃機関と前記変速機との間に設けられ、前記内燃機関と前記変速機との間で動力が伝達される係合状態と、前記内燃機関と前記変速機との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な内燃機関クラッチ手段と、前記駆動装置が前記ＭＧ走行モードで動作している場合は前記内燃機関を停止させるとともに前記内燃機関クラッチ手段を前記解放状態に切り替える機関制御手段と、をさらに備え、
前記機関制御手段は、前記駆動装置が前記ＭＧ走行モードで動作しているときに前記内燃機関を始動させるべき所定の始動条件が成立した場合は、前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替えるとともに、前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替えたときに前記車両の速度が低下することが抑制されるように前記モータ・ジェネレータから出力される動力を増加させる請求項２又は３に記載の駆動制御装置。
前記機関制御手段は、前記駆動装置が前記ＭＧ走行モードで動作しているときに前記始動条件が成立した場合、まず前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替え、次に前記内燃機関の気筒内において燃料が最初に爆発した初爆が検出されると前記内燃機関クラッチ手段を前記解放状態に切り替え、その後前記内燃機関の回転数が所定の判定回転数以上になると前記内燃機関クラッチ手段を前記係合状態に切り替える請求項４に記載の駆動制御装置。
前記モータ・ジェネレータと前記駆動部との間に設けられ、前記モータ・ジェネレータと前記駆動部との間で動力が伝達される係合状態と、前記モータ・ジェネレータと前記駆動部との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能なＭＧクラッチ手段と、前記車両の速度が所定の判定速度以上の場合に、前記クラッチ手段を前記解放状態に切り替えるＭＧクラッチ制御手段と、をさらに備えている請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動制御装置。