JP3799866B2 - ハイブリッド車両の制動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車両の制動力制御装置に係り、特に、モータジェネレータによる回生制動が不可能な状態となったときにそれに代わる制動力を発生させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼によって作動するエンジンおよびモータジェネレータと、それらエンジンおよびモータジェネレータのうちの少なくともエンジンと駆動輪との間に配設され、予め定められた変速条件に従って変速比を変化させる自動変速機と、車両の運動エネルギーで前記モータジェネレータが回転駆動されることにより、その発電力に応じた所定の回生制動力或いは回生制動トルクをその車両に作用させる回生制動手段とを有するハイブリッド車両の制動力制御装置が知られている。このようなハイブリッド車両においては、回生制動手段によって、減速走行時或いは制動走行時の車両の運動エネルギーでモータジェネレータを回転駆動させ、そのモータジェネレータの発電電力に応じた所定の回生制動力を車両に作用させることができるので、その回生制動力すなわち回生制動トルクを制御することにより車両の制動力を滑らかに変化させることができる。
【０００３】
ところで、回生制動手段による回生制動はいつでも可能ではなく、電池が予め設定された満充電状態となったような場合には回生制動が不可能となることがある。これに対し、自動変速機をダウン変速させて制動力を増加させて回生制動力に代えることが提案されている。たとえば、特開平１０−７３１６１号公報に記載された装置がそれである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のハイブリッド車両の制動力制御装置によれば、連続的に変化させられる回生制動力（トルク）に代えて、自動変速機のダウン変速によって段階的に変化させられるエンジンブレーキトルクが用いられるので、制動時に違和感が発生するという不都合があった。また、自動変速機によるダウン変速は、変速よりエンジンブレーキトルクが増大するまでの時間を要し、一時的に制動力が不足して違和感が発生するという不具合もあった。この変速の応答遅れは自動変速機として有段変速機を用いた車両だけでなく、無段変速機（ＣＶＴ）を用いた車両でも同じことが言える。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、回生制動が不可能となっても違和感のない制動力が得られるハイブリッド車両の制動力制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、燃料の燃焼によって作動するエンジンおよびモータジェネレータと、それらエンジンおよびモータジェネレータのうちの少なくともエンジンと駆動輪との間に配設され、予め定められた変速条件に従って変速比を変化させる自動変速機と、車両の運動エネルギーで前記モータジェネレータが回転駆動されることにより、その発電力に応じた所定の回生制動力をその車両に作用させる回生制動手段とを有するハイブリッド車両の制動力制御装置であって、(a) 前記回生制動手段による回生制動中にその回生制動が不可能な状態となったか否かを判定する回生制動不可判定手段と、(b) その回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、先ず、前記モータジェネレータによる回生制動トルクに代えて前記ハイブリッド車両の車輪ブレーキによる制動トルクを一時的に発生させ、次いで、その車輪ブレーキによる制動の開始から所定時間が経過すると、前記自動変速機のダウン変速による制動トルクを発生させる制動力制御手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】
このようにすれば、制動力制御手段により、回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、モータジェネレータによる回生制動トルクに代えて、先ず、応答性の良い車輪ブレーキによる制動トルクが一時的に発生させられ、次いで、その車輪ブレーキによる制動の開始から所定時間が経過すると、自動変速機のダウン変速による制動トルクが発生させられることから、回生制動トルクと同様の大きさの制動トルクが代替的に発生させられるとともにその制動トルクが車速或いはエンジン回転速度の減少とともに減少させられるので、たとえ回生制動が不可能となっても違和感のない制動力が応答性よく得られる。また、回生制動トルクに代わる制動トルクが車輪ブレーキだけで発生させられる場合に比較して、その耐久性が高められる。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記自動変速機は予め定められた変速条件に従って変速比を段階的に変化させる有段変速機であり、前記制動力制御手段は、変速に先立ってエンジン回転速度をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させる等速ダウン変速で前記自動変速機をダウン変速させるダウン変速手段を含むものである。このようにすれば、回転差が殆どない状態でダウン変速後のギヤ段を達成する係合装置が滑らかに係合させられるので、自動変速機のダウン変速時においてエンジン回転速度の強制的引き上げに起因する変速ショックが好適に緩和される。
【０００９】
また、好適には、前記制動力制御手段は、前記制動トルク発生後の自動変速機のダウン変速による制動トルクの段階的変化が発生しないように、そのダウン変速を実行させると同時に前記モータジェネレータから付加トルクを出力させる付加トルク出力手段を含むものである。このようにすれば、回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合において実行されるダウン変速による制動トルクの段階的変化が好適に解消され、違和感が一層緩和される。
【００１０】
また、好適には、前記制動力制御手段は、前記車輪ブレーキによる制動トルクが一時的に発生させられた後、所定時間後にすなわち予め設定された遅れ時間だけ時間経過したか否かを判定する時間経過判定手段を含み、この時間経過判定手段により予め設定された遅れ時間だけ時間経過したと判定された後にダウン変速させるものである。この遅れ時間は、応答性の良い車輪ブレーキが有効な状態とされた後でダウン変速による制動トルクが有効とされて車両の制動トルクの急変が緩和されるように予め実験的に求められたものである。これにより、回生制動が不可能となったときにおいて、車両の制動トルクの急変が一層緩和される。
【００１１】
また、好適には、前記回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態であると判定され、且つ車両停止判定手段により車両停止中であると判定された場合には、次回の走行時における自動変速機の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させる高速ギヤ段使用制限手段が設けられる。このようにすれば、既に回生制動不可となっている車両の制動トルクすなわち駆動力源ブレーキトルクが同じ走行で変わるのが防止される。
【００１２】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である制動力制御装置を備えているハイブリッド車両の動力伝達装置１０の骨子図である。このハイブリッド車両は、エンジン１２およびモータジェネレータ１４を車両の駆動源或いは原動機として備えている。
【００１３】
図１において、上記ハイブリッド車両の動力伝達装置１０はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１２と、たとえば交流同期型のモータジェネレータ１４と、トルクコンバータ１６と、自動変速機１８と、出力軸１９とを車両の前後方向に沿って直列的に順次備えており、図５に示すように、その出力軸１９からプロペラシャフト２１、差動歯車装置２３などを介して左右の駆動輪（後輪）２５へ駆動力を伝達する。モータジェネレータ１４は、機械エネルギと電気エネルギとの間で相互に変換を行う機能、すなわち、電動機としての機能（力行機能）と発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。
【００１４】
上記トルクコンバータ１６は、エンジン１２およびモータジェネレータ１４からの出力トルクが入力されるポンプ翼車１６P と、そのポンプ翼車１６P からの作動油を受けることにより動力が伝達されるタービン翼車１６T と、トルク増幅のために位置固定部材に対して一方向クラッチを介して設けられた固定翼車１６S と、上記ポンプ翼車１６P およびタービン翼車１６T を相互に連結或いは直結し或いは相互に解放するロックアップクラッチＣL とを備え、それらポンプ翼車１６P 、タービン翼車１６T 、固定翼車１６S は作動油が封入されたカバー内に収容されている。
【００１５】
なお、上記トルクコンバータ１６では、惰行走行或いはエンジンブレーキ走行などにおいて、タービン翼車１６T 側のトルクがロックアップクラッチＣL を介してポンプ翼車１６P 側に伝達されるようになっている。
【００１６】
自動変速機１８は、前置式オーバードライブプラネタリギヤユニットから構成される副変速機２０と、単純連結３プラネタリギヤユニットから構成される前進４段、後進１段の主変速機２２とを組み合わせたものである。
【００１７】
具体的には、副変速機２０はシングルピニオン型の遊星歯車装置３２と、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のクラッチＣ0 、ブレーキＢ0 と、一方向クラッチＦ0 とを備えて構成されている。また、主変速機２２は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置３４、３６、３８と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる複数の油圧式摩擦係合装置すなわちクラッチＣ1 , Ｃ2 、ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 と、一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 とを備えて構成されている。
【００１８】
そして、図２に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路４０が切り換えられたり、シフトレバー４２に連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられたりすることにより、クラッチＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 、ブレーキＢ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 がそれぞれ係合、解放制御され、図３に示されているようにニュートラル（Ｎ）と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒｅｖ）の各変速段が成立させられる。なお、上記トルクコンバータ１６や自動変速機１８は、中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。なお、上記図３のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合を表し、「◎」はシフトレバー４２がエンジンブレーキレンジたとえば「３」、「２」、及び「Ｌ」レンジ等の低速レンジへ操作された場合や、所定のエンジンブレーキモード及び回生制動モードが選択された場合の係合を表し、「△」は係合および解放にいずれでもよいことすなわちトルク伝達には無関係であることを表し、空欄は非係合を表している。
【００１９】
上記図３のニュートラルＮ、後進走行レンジＲ、及びエンジンブレーキレンジ３、２、Ｌは、シフトレバー４２に機械的に連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、前進変速段の１ｓｔ〜５ｔｈの相互間の変速およびエンジンブレーキモード、回生制動モードでの係合制御はソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４によって電気的に行われる。
【００２０】
図３の前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈとなるに従って段階的に小さくなり、４ｔｈの変速比ｉ4 ＝１であり、５ｔｈの変速比ｉ5 は、副変速機２０の遊星歯車装置３２のギヤ比をρ（＝サンギヤの歯数ＺS ／リングギヤの歯数ＺR ＜１）とすると１／（１＋ρ）となる。後進変速段Ｒｅｖの変速比ｉR は、遊星歯車装置３６、３８のギヤ比をそれぞれρ2 、ρ3 とすると１−１／ρ2 ・ρ3 である。
【００２１】
図４は、図２に表されるシフトレバー４２の操作位置を示している。図において、車両の前後方向の７つの操作位置と車両の左右方向の３つの操作位置との組み合わせにより、シフトレバー４２を８通りの操作位置へ操作可能に支持する図示しない支持装置によってシフトレバー４２が支持されている。シフトレバー４２がマニアルシフトレンジすなわちＭレンジへ操作されると、図６に示すステアリングホイール４３の左右に設けられた１対の手動シフト操作釦４５が有効化され、その手動シフト操作釦４５の操作に応答して自動変速機１８の変速が行われる。たとえば、手動シフト操作釦４５が上方へ向かって操作されると自動変速機１８のアップ変速が行われ、下方へ向かって操作されると自動変速機１８のダウン変速が行われるようになっている。
【００２２】
ハイブリッド車両の動力伝達装置１０には、図２に示されるように、相互の信号を授受するための通信回線で接続されたハイブリッド制御用コントローラ５０及び自動変速制御用コントローラ５２を備えている。これらのコントローラ５０、５２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、シフトポジションセンサ４４からシフトレバー４２の操作レンジ、入力軸回転数センサ４６から入力軸回転数ＮI 、車速センサ４８から車速Ｖ（出力軸回転数ＮO に対応）を表す信号が供給される他、アクセル操作量θAC、エンジントルクＴE 、モータトルクＴM 、エンジン回転数ＮE 、モータ回転数ＮM 、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ等の各種の情報を算出し或いは読み込むと共に、予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号の処理を行う。
【００２３】
上記エンジントルクＴE は、たとえば予め記憶された関係から実際の吸入空気量、スロットル弁開度、或いは燃料噴射量とエンジン回転速度ＮE とに基づいて算出される。上記モータトルクＴM は、たとえば予め記憶された関係から実際のモータ電流などに基づいてから算出される。また、上記蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣは、たとえばモータジェネレータ１４がジェネレータとして機能する充電時のモータ電流すなわち充電電流や充電効率などから求められる。
【００２４】
前記エンジン１２は、ハイブリッド制御用コントローラ５０によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、車両の運転状態に応じて出力が制御される。
【００２５】
図５に示すように、前記モータジェネレータ１４は、Ｍ／Ｇ制御器（インバータ）５６を介してバッテリー等の蓄電装置５８に接続されており、ハイブリッド制御用コントローラ５０により、その蓄電装置５８から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１４自体の電気的な制動トルク）によりジェネレータとして機能して蓄電装置５８に電気エネルギーを充電する充電状態と、モータジェネレータ１４が自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。
【００２６】
前記自動変速機１８は、自動変速制御用コントローラ５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、リニアソレノイドバルブＳＬＵ、ＳＬＴ、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、予め定められた変速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、アクセル操作量θACなどのエンジン負荷を示す軸と車速Ｖを示す軸とからなる二次元座標において種々のギヤ段からの変速方向毎に設定された変速線から成る変速線図から実際のエンジン負荷および車速Ｖにより表される車両状態に基づいて決定される。例えば、予め記憶された変速線図から実際のアクセル操作量θACなどのエンジン負荷および車速Ｖに基づいて変速判断が行われ、判断された変速が実行されるように変速出力が行われるのである。
【００２７】
上記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、例えば予め設定された複数の運転モードの１つを選択し、その選択したモードでエンジン１２の運転、蓄電装置５８の作動、及びロックアップクラッチＣL の作動をそれぞれ制御する。たとえば、減速（惰行）走行時或いは制動走行時に選択される回生制動モードにおける回生制御では、ロックアップクラッチＣL が係合されてモータジェネレータ１４が充電状態とされる。これにより、車両の運動エネルギーでモータジェネレータ１４が回転駆動されてその発電電力により蓄電装置５８が充電されるとともにその車両にエンジンブレーキのような回生制動トルクが作用させられるため、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。このとき、自動変速機１８のギヤ段に応じて設定された関係から車速Ｖが低くなるほどそのモータジェネレータ１４の発電電力を小さくしてそれに応じた回生制動トルクを車両に作用させて車両の制動トルクを滑らかに変化させる。たとえば、減速走行時では、図９に示すように、減速度設定スイッチ６０により手動設定された減速度とするために必要な目標制動トルクからそのときのギヤ段によるエンジンブレーキトルクを差し引いた値を回生制動トルクとして算出し、この回生制動トルクが得られるようにモータジェネレータ１４の発電電力が調節される。本実施例では、上記ハイブリッド制御用コントローラ５０がモータ制御装置或いはモータ制御手段に対応している。
【００２８】
車両には、図５に示すように、ブレーキペダル６２および図示しないポンプによってブレーキ用油圧を発生させるブレーキ油圧源６４と、そのブレーキ油圧源６４から発生させられたブレーキ用油圧を調整して各車輪に設けられた車輪ブレーキ（ホイールブレーキ）６６へ分配する油圧調整装置６８と、それらブレーキ油圧源６４および油圧調整装置６８を制御するブレーキ用コントローラ７０とが設けられている。このブレーキ用コントローラ７０も、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を有するマイクロコンピュータから構成されており、各車輪の回転を検出する車輪回転センサ７２からの信号が入力されている。このブレーキ用コントローラ７０は、車輪回転センサ７２からの各入力信号に基づいて車体速度および各車輪速度を算出し、その車体速度および各車輪速度に基づいて車輪のスリップ率を算出し、車輪の摩擦係数が最大領域内となる範囲内にスリップ率が入るようにブレーキ用油圧を車輪毎に調整することにより、低μ路走行時における車輪のロックや車体のスピンを防止する制御（所謂ＡＢＳ制御）や、旋回走行時のオーバステア或いはアンダーステアを防止するためにブレーキ油圧を車輪毎に調整する制御（所謂ＶＳＣ制御）などを実行する。また、ブレーキ用コントローラ７０は、通信回線を介してハイブリッド制御用コントローラ５０と接続されており、回生制動時においては、そのハイブリッド制御用コントローラ５０からの指令に従って車輪ブレーキ６６を作動させ、回生制動時の車両の制動トルクを得るために回生制動トルクに上乗せする制動トルクを発生させる。
【００２９】
図７は、前記ハイブリッド制御用コントローラ５０の制御機能の要部すなわちモータ特性変更制御機能を説明する機能ブロック線図である。図７において、回生制動中判定手段７４は、ハイブリッド制御用コントローラ５０により減速走行時にモータジェネレータ１４を発電機として用い蓄電装置５８を充電する回生制動制御（回生制動モード）の制御が行われているか否かを判定する。回生制動不可判定手段７６は、回生制動モードが選択されているにも拘らず回生制動が不可である状態たとえば蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣがたとえば８０％程度に予め設定された満充電値すなわち最大蓄電量Ａを越えるなどの状態であるか否かを判定する。車両停止判定手段７８は、車両が停止中であるか否かをたとえば車速Ｖに基づいて判定する。
【００３０】
制動力制御手段８０は、上記回生制動中判定手段７４により回生制動中であると判定され、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態となったと判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中ではないと判定された場合には、モータジェネレータ１４による回生制動を中止させるとともにそれに代えて、その回生制動トルクと同様の大きさの車輪ブレーキ６６による制動トルクを一時的に発生させるとともに、自動変速機１８のダウン変速を実行させてそのダウン変速による制動トルクを発生させる。
【００３１】
上記制動力制御手段８０は、上記回生制動中判定手段７４により回生制動中であると判定され、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態となったと判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中ではないと判定された場合に、モータジェネレータ１４による回生制動を中止させる回生制動中止手段８２と、その回生制動の中止と同時に車輪ブレーキ６６を作動させ、図９に示すようにそれまでの回生制動トルクと同様の大きさのブレーキ制動トルクを発生させる車輪ブレーキ制動手段８４と、その車輪ブレーキ６６の作動開始時からの経過時間が予め設定された遅れ時間だけ経過したか否かを判定する時間経過判定手段８６と、その時間経過判定手段８６により上記経過時間が予め設定された遅れ時間だけ経過したと判定された場合に、自動変速機１８をたとえば第５速ギヤ段から第４速ギヤ段へダウン変速、好ましくは等速ダウン変速させるダウン変速手段８８と、そのダウン変速と同時に、図９に示すように、そのダウン変速したギヤ段により得られるエンジンブレーキトルクから目標制動トルクへ車両の制動トルクが減少するようにモータジェネレータ１４から付加トルクを出力させる付加トルク出力手段９０とを含む。
【００３２】
上記予め設定された遅れ時間は、応答性の良い車輪ブレーキ６６が有効な状態とされた後でダウン変速後のギヤ段によるエンジンブレーキが有効とされて車両の制動トルクの急変が緩和されるように予め実験的に求められたものである。また、上記ダウン変速手段８８による等速ダウン変速は、変速に先立ってエンジン回転速度をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させるものである。たとえば、第５速ギヤ段から第４速ギア段へのダウン変速時では、第４速ギヤ段が成立したときの回転速度となるようにエンジン回転速度ＮE が予め高められた後、その第４速ギヤ段を達成するための係合装置が係合させられる。
【００３３】
高速ギヤ段使用制限手段９２は、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態であると判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中であると判定された場合には、次回の走行時における自動変速機１８の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させるようにする。既に回生制動不可となっているため、車両の制動トルクすなわち駆動力源ブレーキトルクが同じ走行で変わるのを防止するためである。なお、その駆動力源ブレーキトルクを一定に保持するために、モータジェネレータ１４から付加トルクを出力させてもよいし、エンジン出力トルクをスロットル弁の開度調整、エンジンのバルブタイミングの調整により変化させてもよい。
【００３４】
図８は、前記ハイブリッド制御用コントローラ５０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図８のステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１の入力信号処理では、種々の入力信号が読み込まれる。次いで、前記回生制動中判定手段７４に対応するＳＡ２では、回生制動中であるか否かが判断される。このＳＡ２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、肯定される場合は、前記回生制動不可判定手段７６に対応するＳＡ３において、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた判断基準値Ａ（％）以上であるか否かが判断される。この判断基準値Ａはたとえば蓄電装置５８の最大蓄電量に相当する値である。このＳＡ３の判断が否定される場合は、ＳＡ４において回生制動が継続される。しかし、ＳＡ３の判断が肯定される場合は、前記車両停止判定手段７８に対応するＳＡ５において車両が停止中であるか否かが判断される。
【００３５】
上記ＳＡ５の判断が否定される場合すなわち車両の走行中である場合は、前記回生制動中止手段８２に対応するＳＡ６において回生制動が中止され、前記車輪ブレーキ制動手段８４に対応するＳＡ７において車輪ブレーキ６６による制動が、ＳＡ３の判断が肯定される前に行われていたそれまでの回生制動に代えて行われる。この車輪ブレーキ６６による制動は、図９に示すように、それまでの回生制動トルクと同等の値の制動トルクが発生するように行われる。次いで、前記時間経過判定手段８６に対応するＳＡ８において、上記車輪ブレーキ６６による制動の開始からの経過時間が予め設定された遅れ時間だけ経過したか否かが判断される。当初はこのＳＡ８の判断が否定されて本ルーチンが繰り返し実行されることにより、車輪ブレーキ６６による制動が継続される。
【００３６】
車輪ブレーキ６６による制動が継続されるうち、上記ＳＡ８の判断が肯定されると、前記ダウン変速手段８８および付加トルク出力手段９０に対応するＳＡ９において、等速ダウン変速が実行され、たとえば自動変速機１８が第５速ギヤ段から第４速ギヤ段へ切り換えられると同時に、車両の制動トルクをそれまでの惰行走行中の目標制動トルクに略維持するために、その第４速ギヤ段のエンジンブレーキトルクと目標制動トルクとの差に略対応する大きさの付加トルクがモータジェネレータ１４から出力される。これにより、車両の制動トルクとして、ダウン変速により発生させられた第４速ギヤ段のエンジンブレーキトルクから上記付加トルク分だけ引下げられる。同時に、ＳＡ１０では、車輪ブレーキ６６による制動が停止させられる。
【００３７】
前記ＳＡ５において車両が停止中であると判定された場合は、ＳＡ１１において回生制動が中止された後、前記高速ギヤ段使用制限手段９２に対応するＳＡ１２において、次回の走行時における自動変速機１８の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させるようにする。
【００３８】
なお、本明細書では、エンジンの回転抵抗（引き擦り抵抗やポンプ作用）によって車両に作用する制動トルクをエンジンブレーキトルクといい、発電時のモータジェネレータ１４の回転抵抗によって車両に作用する制動トルクを回生制動トルクといい、その両方を含めて車両全体の制動トルクを車両の制動トルク或いは動力源ブレーキトルクという。
【００３９】
上述のように、本実施例によれば、制動力制御手段８０（ＳＡ６乃至ＳＡ１０）により、回生制動不可判定手段７６（ＳＡ３）により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、モータジェネレータ１４による回生制動トルクに代えて、先ず、応答性の良い車輪ブレーキ６６による制動トルクが一時的に発生させられるとともに、自動変速機１８のダウン変速による制動トルクが発生させられることから、回生制動トルクと同様の大きさの制動トルクが代替的に発生させられるとともにその制動トルクが車速或いはエンジン回転速度の減少とともに減少させられるので、たとえ回生制動が不可能となっても違和感のない制動力が応答性よく得られる。また、回生制動トルクに代わる制動トルクが車輪ブレーキだけで発生させられる場合に比較して、その耐久性が高められる。
【００４０】
また、本実施例によれば、制動力制御手段８０は、変速に先立ってエンジン回転速度ＮE をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させる等速ダウン変速で自動変速機１８をダウン変速させるダウン変速手段８８（ＳＡ９）を含むものであることから、回転差が殆どない状態でダウン変速後のギヤ段を達成する係合装置たとえば４→３ダウン変速ではブレーキＢ1 が滑らかに係合させられるので、自動変速機１８のダウン変速時においてエンジン回転速度ＮE の強制的引き上げに起因する変速ショックが好適に緩和される。
【００４１】
また、本実施例によれば、制動力制御手段８０は、車輪ブレーキ６６による制動トルク発生後の自動変速機１８のダウン変速による車両の制動トルクの段階的変化が発生しないように、そのダウン変速を実行させると同時に前記モータジェネレータ１４から付加トルクを出力させる付加トルク出力手段９０（ＳＡ９）を含むものであることから、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合において実行されるダウン変速による制動力の段階的変化が好適に解消され、違和感が一層緩和される。
【００４２】
また、本実施例によれば、制動力制御手段８０は、車輪ブレーキ６６による制動トルクが一時的に発生させられた後、所定時間後にすなわち予め設定された遅れ時間だけ時間経過したか否かを判定する時間経過判定手段８６（ＳＡ８）を含み、この時間経過判定手段８６により予め設定された遅れ時間だけ時間経過したと判定された後にダウン変速させるものであって、その遅れ時間は、応答性の良い車輪ブレーキが有効な状態とされた後でダウン変速による制動トルクが有効に発生させられて車両の制動トルクの急変が緩和されるように予め実験的に求められたものであるので、回生制動が不可能となったときにおいて、車両の制動トルクの急変が一層緩和される。
【００４３】
また、本実施例によれば、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態であると判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中であると判定された場合には、次回の走行時における自動変速機１８の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させる高速ギヤ段使用制限手段９２（ＳＡ１２）が設けられていることから、既に回生制動不可となっている車両の制動トルクすなわち駆動力源ブレーキトルクが同じ走行で変わるのが防止される。
【００４４】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４５】
例えば、前述のハイブリッド車両は、クラッチにより動力伝達を接続、遮断することによって動力源を切り換える切換タイプや、遊星歯車装置などの合成分配機構によってエンジンおよびモータジェネレータの出力を合成したり分配したりするミックスタイプ、モータジェネレータ（電動モータ）およびエンジンの一方を補助的に使うアシストタイプなど、種々のタイプのハイブリッド車両であってもよい。
【００４６】
また、前述の自動変速機１８は、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせによって変速段が選択される遊星歯車式自動変速機であったが、変速アクチュエータによって同期装置付噛合クラッチが選択的に係合させられることによって変速段が選択される常時噛合型平行２軸式変速機などの有段の自動変速機が好適に用いられる。後者の場合には、前述のダウン変速手段８８による等速ダウン変速により上記同期装置付噛合クラッチが速やかに且つ滑らかに係合させられる。また、上記自動変速機１８は、変速比が無段階に変化させられる無段変速機であってもよい。
【００４７】
また、前述の実施例においては、後進１段および前進５段の変速段を有する自動変速機１８が用いられていたが、副変速機２０を省略して前記主変速機２２のみから自動変速機を構成し、前進４段および後進１段で変速制御を行うようにすることも可能である。
【００４８】
また、前述の自動変速機１８は、エンジン１２およびモータジェネレータ１４と駆動輪２５との間の共通の動力伝達経路に配設されていたが、少なくともエンジンと駆動輪との間に配設されれば良い。
【００４９】
また、前述の制動力制御手段８０により実行される自動変速機１８のダウン変速は必ずしも等速ダウン変速でなくてもよい。
【００５０】
また、前述の制動力制御手段８０により実行されるダウン変速時にモータジェネレータ１４による付加トルク出力も必ずしも行われなくてもよい。
【００５１】
また、前述の実施例では、回生制動時の減速度を設定するための減速度設定スイッチ６０が設けられていたが、回生制動時の減速度を固定することによりその減速度設定スイッチ６０が除去されてもよい。
【００５２】
また、前述の実施例において、第５速ギヤ段での回生制動制御では、ロックアップクラッチＣL が係合させられることによりエンジンブレーキトルクが発生させられていたが、そのロックアップクラッチＣL がスリップ状態とされていてもよい。
【００５３】
また、前述の実施例の時間経過判定手段８６（ＳＡ８）では、ダウン変速の開始条件として、予め設定された所定の遅れ時間だけ時間経過したか否かが判定されていたが、ダウン変速によるエンジンブレーキトルクが発生させられるための遅れ時間が比較的長い場合には、上記時間経過判定手段８６により予め設定された所定の遅れ時間だけ時間経過したか否かの判断が行われずに直ちにダウン変速させられてもよい。
【００５４】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である制動力制御装置を備えているハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の実施例のハイブリッド車両に備えられている制御系統を説明する図である。
【図３】図１の自動変速機において、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとそれにより成立させられる変速段との関係を説明する図である。
【図４】図２のシフトレバーの操作位置を説明する図である。
【図５】図１の実施例のハイブリッド車両に備えられているハイブリット制御用コントローラおよびブレーキ用コントローラによる制御系統を説明する図である。
【図６】シフトレバーがＭレンジに操作されたときに有効化される、ステアリングホイールに設けられた手動変速操作釦を説明する図である。
【図７】図２或いは図５のハイブリッド制御用コントローラ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８】図２或いは図５のハイブリッド制御用コントローラの制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図９】図２或いは図５のハイブリッド制御用コントローラによる回生制動時の車両の制動トルクの内容を説明する図である。
【符号の説明】
１２：エンジン
１４：モータジェネレータ
１８：自動変速機
５０：ハイブリッド制御用コントローラ（回生制動手段）
７６：回生制動不可判定手段
８０：制動力制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車両の制動力制御装置に係り、特に、モータジェネレータによる回生制動が不可能な状態となったときにそれに代わる制動力を発生させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼によって作動するエンジンおよびモータジェネレータと、それらエンジンおよびモータジェネレータのうちの少なくともエンジンと駆動輪との間に配設され、予め定められた変速条件に従って変速比を変化させる自動変速機と、車両の運動エネルギーで前記モータジェネレータが回転駆動されることにより、その発電力に応じた所定の回生制動力或いは回生制動トルクをその車両に作用させる回生制動手段とを有するハイブリッド車両の制動力制御装置が知られている。このようなハイブリッド車両においては、回生制動手段によって、減速走行時或いは制動走行時の車両の運動エネルギーでモータジェネレータを回転駆動させ、そのモータジェネレータの発電電力に応じた所定の回生制動力を車両に作用させることができるので、その回生制動力すなわち回生制動トルクを制御することにより車両の制動力を滑らかに変化させることができる。
【０００３】
ところで、回生制動手段による回生制動はいつでも可能ではなく、電池が予め設定された満充電状態となったような場合には回生制動が不可能となることがある。これに対し、自動変速機をダウン変速させて制動力を増加させて回生制動力に代えることが提案されている。たとえば、特開平１０−７３１６１号公報に記載された装置がそれである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のハイブリッド車両の制動力制御装置によれば、連続的に変化させられる回生制動力（トルク）に代えて、自動変速機のダウン変速によって段階的に変化させられるエンジンブレーキトルクが用いられるので、制動時に違和感が発生するという不都合があった。また、自動変速機によるダウン変速は、変速よりエンジンブレーキトルクが増大するまでの時間を要し、一時的に制動力が不足して違和感が発生するという不具合もあった。この変速の応答遅れは自動変速機として有段変速機を用いた車両だけでなく、無段変速機（ＣＶＴ）を用いた車両でも同じことが言える。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、回生制動が不可能となっても違和感のない制動力が得られるハイブリッド車両の制動力制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、燃料の燃焼によって作動するエンジンおよびモータジェネレータと、それらエンジンおよびモータジェネレータのうちの少なくともエンジンと駆動輪との間に配設され、予め定められた変速条件に従って変速比を変化させる自動変速機と、車両の運動エネルギーで前記モータジェネレータが回転駆動されることにより、その発電力に応じた所定の回生制動力をその車両に作用させる回生制動手段とを有するハイブリッド車両の制動力制御装置であって、(a) 前記回生制動手段による回生制動中にその回生制動が不可能な状態となったか否かを判定する回生制動不可判定手段と、(b) その回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、先ず、前記モータジェネレータによる回生制動トルクに代えて前記ハイブリッド車両の車輪ブレーキによる制動トルクを一時的に発生させ、次いで、その車輪ブレーキによる制動の開始から所定時間が経過すると、前記自動変速機のダウン変速による制動トルクを発生させる制動力制御手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】
このようにすれば、制動力制御手段により、回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、モータジェネレータによる回生制動トルクに代えて、先ず、応答性の良い車輪ブレーキによる制動トルクが一時的に発生させられ、次いで、その車輪ブレーキによる制動の開始から所定時間が経過すると、自動変速機のダウン変速による制動トルクが発生させられることから、回生制動トルクと同様の大きさの制動トルクが代替的に発生させられるとともにその制動トルクが車速或いはエンジン回転速度の減少とともに減少させられるので、たとえ回生制動が不可能となっても違和感のない制動力が応答性よく得られる。また、回生制動トルクに代わる制動トルクが車輪ブレーキだけで発生させられる場合に比較して、その耐久性が高められる。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記自動変速機は予め定められた変速条件に従って変速比を段階的に変化させる有段変速機であり、前記制動力制御手段は、変速に先立ってエンジン回転速度をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させる等速ダウン変速で前記自動変速機をダウン変速させるダウン変速手段を含むものである。このようにすれば、回転差が殆どない状態でダウン変速後のギヤ段を達成する係合装置が滑らかに係合させられるので、自動変速機のダウン変速時においてエンジン回転速度の強制的引き上げに起因する変速ショックが好適に緩和される。
【０００９】
また、好適には、前記制動力制御手段は、前記制動トルク発生後の自動変速機のダウン変速による制動トルクの段階的変化が発生しないように、そのダウン変速を実行させると同時に前記モータジェネレータから付加トルクを出力させる付加トルク出力手段を含むものである。このようにすれば、回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合において実行されるダウン変速による制動トルクの段階的変化が好適に解消され、違和感が一層緩和される。
【００１０】
また、好適には、前記制動力制御手段は、前記車輪ブレーキによる制動トルクが一時的に発生させられた後、所定時間後にすなわち予め設定された遅れ時間だけ時間経過したか否かを判定する時間経過判定手段を含み、この時間経過判定手段により予め設定された遅れ時間だけ時間経過したと判定された後にダウン変速させるものである。この遅れ時間は、応答性の良い車輪ブレーキが有効な状態とされた後でダウン変速による制動トルクが有効とされて車両の制動トルクの急変が緩和されるように予め実験的に求められたものである。これにより、回生制動が不可能となったときにおいて、車両の制動トルクの急変が一層緩和される。
【００１１】
また、好適には、前記回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態であると判定され、且つ車両停止判定手段により車両停止中であると判定された場合には、次回の走行時における自動変速機の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させる高速ギヤ段使用制限手段が設けられる。このようにすれば、既に回生制動不可となっている車両の制動トルクすなわち駆動力源ブレーキトルクが同じ走行で変わるのが防止される。
【００１２】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である制動力制御装置を備えているハイブリッド車両の動力伝達装置１０の骨子図である。このハイブリッド車両は、エンジン１２およびモータジェネレータ１４を車両の駆動源或いは原動機として備えている。
【００１３】
図１において、上記ハイブリッド車両の動力伝達装置１０はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１２と、たとえば交流同期型のモータジェネレータ１４と、トルクコンバータ１６と、自動変速機１８と、出力軸１９とを車両の前後方向に沿って直列的に順次備えており、図５に示すように、その出力軸１９からプロペラシャフト２１、差動歯車装置２３などを介して左右の駆動輪（後輪）２５へ駆動力を伝達する。モータジェネレータ１４は、機械エネルギと電気エネルギとの間で相互に変換を行う機能、すなわち、電動機としての機能（力行機能）と発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。
【００１４】
上記トルクコンバータ１６は、エンジン１２およびモータジェネレータ１４からの出力トルクが入力されるポンプ翼車１６P と、そのポンプ翼車１６P からの作動油を受けることにより動力が伝達されるタービン翼車１６T と、トルク増幅のために位置固定部材に対して一方向クラッチを介して設けられた固定翼車１６S と、上記ポンプ翼車１６P およびタービン翼車１６T を相互に連結或いは直結し或いは相互に解放するロックアップクラッチＣL とを備え、それらポンプ翼車１６P 、タービン翼車１６T 、固定翼車１６S は作動油が封入されたカバー内に収容されている。
【００１５】
なお、上記トルクコンバータ１６では、惰行走行或いはエンジンブレーキ走行などにおいて、タービン翼車１６T 側のトルクがロックアップクラッチＣL を介してポンプ翼車１６P 側に伝達されるようになっている。
【００１６】
自動変速機１８は、前置式オーバードライブプラネタリギヤユニットから構成される副変速機２０と、単純連結３プラネタリギヤユニットから構成される前進４段、後進１段の主変速機２２とを組み合わせたものである。
【００１７】
具体的には、副変速機２０はシングルピニオン型の遊星歯車装置３２と、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のクラッチＣ0 、ブレーキＢ0 と、一方向クラッチＦ0 とを備えて構成されている。また、主変速機２２は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置３４、３６、３８と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる複数の油圧式摩擦係合装置すなわちクラッチＣ1 , Ｃ2 、ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 と、一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 とを備えて構成されている。
【００１８】
そして、図２に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路４０が切り換えられたり、シフトレバー４２に連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられたりすることにより、クラッチＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 、ブレーキＢ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 がそれぞれ係合、解放制御され、図３に示されているようにニュートラル（Ｎ）と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒｅｖ）の各変速段が成立させられる。なお、上記トルクコンバータ１６や自動変速機１８は、中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。なお、上記図３のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合を表し、「◎」はシフトレバー４２がエンジンブレーキレンジたとえば「３」、「２」、及び「Ｌ」レンジ等の低速レンジへ操作された場合や、所定のエンジンブレーキモード及び回生制動モードが選択された場合の係合を表し、「△」は係合および解放にいずれでもよいことすなわちトルク伝達には無関係であることを表し、空欄は非係合を表している。
【００１９】
上記図３のニュートラルＮ、後進走行レンジＲ、及びエンジンブレーキレンジ３、２、Ｌは、シフトレバー４２に機械的に連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、前進変速段の１ｓｔ〜５ｔｈの相互間の変速およびエンジンブレーキモード、回生制動モードでの係合制御はソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４によって電気的に行われる。
【００２０】
図３の前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈとなるに従って段階的に小さくなり、４ｔｈの変速比ｉ4 ＝１であり、５ｔｈの変速比ｉ5 は、副変速機２０の遊星歯車装置３２のギヤ比をρ（＝サンギヤの歯数ＺS ／リングギヤの歯数ＺR ＜１）とすると１／（１＋ρ）となる。後進変速段Ｒｅｖの変速比ｉR は、遊星歯車装置３６、３８のギヤ比をそれぞれρ2 、ρ3 とすると１−１／ρ2 ・ρ3 である。
【００２１】
図４は、図２に表されるシフトレバー４２の操作位置を示している。図において、車両の前後方向の７つの操作位置と車両の左右方向の３つの操作位置との組み合わせにより、シフトレバー４２を８通りの操作位置へ操作可能に支持する図示しない支持装置によってシフトレバー４２が支持されている。シフトレバー４２がマニアルシフトレンジすなわちＭレンジへ操作されると、図６に示すステアリングホイール４３の左右に設けられた１対の手動シフト操作釦４５が有効化され、その手動シフト操作釦４５の操作に応答して自動変速機１８の変速が行われる。たとえば、手動シフト操作釦４５が上方へ向かって操作されると自動変速機１８のアップ変速が行われ、下方へ向かって操作されると自動変速機１８のダウン変速が行われるようになっている。
【００２２】
ハイブリッド車両の動力伝達装置１０には、図２に示されるように、相互の信号を授受するための通信回線で接続されたハイブリッド制御用コントローラ５０及び自動変速制御用コントローラ５２を備えている。これらのコントローラ５０、５２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、シフトポジションセンサ４４からシフトレバー４２の操作レンジ、入力軸回転数センサ４６から入力軸回転数ＮI 、車速センサ４８から車速Ｖ（出力軸回転数ＮO に対応）を表す信号が供給される他、アクセル操作量θAC、エンジントルクＴE 、モータトルクＴM 、エンジン回転数ＮE 、モータ回転数ＮM 、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ等の各種の情報を算出し或いは読み込むと共に、予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号の処理を行う。
【００２３】
上記エンジントルクＴE は、たとえば予め記憶された関係から実際の吸入空気量、スロットル弁開度、或いは燃料噴射量とエンジン回転速度ＮE とに基づいて算出される。上記モータトルクＴM は、たとえば予め記憶された関係から実際のモータ電流などに基づいてから算出される。また、上記蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣは、たとえばモータジェネレータ１４がジェネレータとして機能する充電時のモータ電流すなわち充電電流や充電効率などから求められる。
【００２４】
前記エンジン１２は、ハイブリッド制御用コントローラ５０によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、車両の運転状態に応じて出力が制御される。
【００２５】
図５に示すように、前記モータジェネレータ１４は、Ｍ／Ｇ制御器（インバータ）５６を介してバッテリー等の蓄電装置５８に接続されており、ハイブリッド制御用コントローラ５０により、その蓄電装置５８から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１４自体の電気的な制動トルク）によりジェネレータとして機能して蓄電装置５８に電気エネルギーを充電する充電状態と、モータジェネレータ１４が自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。
【００２６】
前記自動変速機１８は、自動変速制御用コントローラ５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、リニアソレノイドバルブＳＬＵ、ＳＬＴ、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、予め定められた変速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、アクセル操作量θACなどのエンジン負荷を示す軸と車速Ｖを示す軸とからなる二次元座標において種々のギヤ段からの変速方向毎に設定された変速線から成る変速線図から実際のエンジン負荷および車速Ｖにより表される車両状態に基づいて決定される。例えば、予め記憶された変速線図から実際のアクセル操作量θACなどのエンジン負荷および車速Ｖに基づいて変速判断が行われ、判断された変速が実行されるように変速出力が行われるのである。
【００２７】
上記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、例えば予め設定された複数の運転モードの１つを選択し、その選択したモードでエンジン１２の運転、蓄電装置５８の作動、及びロックアップクラッチＣL の作動をそれぞれ制御する。たとえば、減速（惰行）走行時或いは制動走行時に選択される回生制動モードにおける回生制御では、ロックアップクラッチＣL が係合されてモータジェネレータ１４が充電状態とされる。これにより、車両の運動エネルギーでモータジェネレータ１４が回転駆動されてその発電電力により蓄電装置５８が充電されるとともにその車両にエンジンブレーキのような回生制動トルクが作用させられるため、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。このとき、自動変速機１８のギヤ段に応じて設定された関係から車速Ｖが低くなるほどそのモータジェネレータ１４の発電電力を小さくしてそれに応じた回生制動トルクを車両に作用させて車両の制動トルクを滑らかに変化させる。たとえば、減速走行時では、図９に示すように、減速度設定スイッチ６０により手動設定された減速度とするために必要な目標制動トルクからそのときのギヤ段によるエンジンブレーキトルクを差し引いた値を回生制動トルクとして算出し、この回生制動トルクが得られるようにモータジェネレータ１４の発電電力が調節される。本実施例では、上記ハイブリッド制御用コントローラ５０がモータ制御装置或いはモータ制御手段に対応している。
【００２８】
車両には、図５に示すように、ブレーキペダル６２および図示しないポンプによってブレーキ用油圧を発生させるブレーキ油圧源６４と、そのブレーキ油圧源６４から発生させられたブレーキ用油圧を調整して各車輪に設けられた車輪ブレーキ（ホイールブレーキ）６６へ分配する油圧調整装置６８と、それらブレーキ油圧源６４および油圧調整装置６８を制御するブレーキ用コントローラ７０とが設けられている。このブレーキ用コントローラ７０も、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を有するマイクロコンピュータから構成されており、各車輪の回転を検出する車輪回転センサ７２からの信号が入力されている。このブレーキ用コントローラ７０は、車輪回転センサ７２からの各入力信号に基づいて車体速度および各車輪速度を算出し、その車体速度および各車輪速度に基づいて車輪のスリップ率を算出し、車輪の摩擦係数が最大領域内となる範囲内にスリップ率が入るようにブレーキ用油圧を車輪毎に調整することにより、低μ路走行時における車輪のロックや車体のスピンを防止する制御（所謂ＡＢＳ制御）や、旋回走行時のオーバステア或いはアンダーステアを防止するためにブレーキ油圧を車輪毎に調整する制御（所謂ＶＳＣ制御）などを実行する。また、ブレーキ用コントローラ７０は、通信回線を介してハイブリッド制御用コントローラ５０と接続されており、回生制動時においては、そのハイブリッド制御用コントローラ５０からの指令に従って車輪ブレーキ６６を作動させ、回生制動時の車両の制動トルクを得るために回生制動トルクに上乗せする制動トルクを発生させる。
【００２９】
図７は、前記ハイブリッド制御用コントローラ５０の制御機能の要部すなわちモータ特性変更制御機能を説明する機能ブロック線図である。図７において、回生制動中判定手段７４は、ハイブリッド制御用コントローラ５０により減速走行時にモータジェネレータ１４を発電機として用い蓄電装置５８を充電する回生制動制御（回生制動モード）の制御が行われているか否かを判定する。回生制動不可判定手段７６は、回生制動モードが選択されているにも拘らず回生制動が不可である状態たとえば蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣがたとえば８０％程度に予め設定された満充電値すなわち最大蓄電量Ａを越えるなどの状態であるか否かを判定する。車両停止判定手段７８は、車両が停止中であるか否かをたとえば車速Ｖに基づいて判定する。
【００３０】
制動力制御手段８０は、上記回生制動中判定手段７４により回生制動中であると判定され、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態となったと判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中ではないと判定された場合には、モータジェネレータ１４による回生制動を中止させるとともにそれに代えて、その回生制動トルクと同様の大きさの車輪ブレーキ６６による制動トルクを一時的に発生させるとともに、自動変速機１８のダウン変速を実行させてそのダウン変速による制動トルクを発生させる。
【００３１】
上記制動力制御手段８０は、上記回生制動中判定手段７４により回生制動中であると判定され、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態となったと判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中ではないと判定された場合に、モータジェネレータ１４による回生制動を中止させる回生制動中止手段８２と、その回生制動の中止と同時に車輪ブレーキ６６を作動させ、図９に示すようにそれまでの回生制動トルクと同様の大きさのブレーキ制動トルクを発生させる車輪ブレーキ制動手段８４と、その車輪ブレーキ６６の作動開始時からの経過時間が予め設定された遅れ時間だけ経過したか否かを判定する時間経過判定手段８６と、その時間経過判定手段８６により上記経過時間が予め設定された遅れ時間だけ経過したと判定された場合に、自動変速機１８をたとえば第５速ギヤ段から第４速ギヤ段へダウン変速、好ましくは等速ダウン変速させるダウン変速手段８８と、そのダウン変速と同時に、図９に示すように、そのダウン変速したギヤ段により得られるエンジンブレーキトルクから目標制動トルクへ車両の制動トルクが減少するようにモータジェネレータ１４から付加トルクを出力させる付加トルク出力手段９０とを含む。
【００３２】
上記予め設定された遅れ時間は、応答性の良い車輪ブレーキ６６が有効な状態とされた後でダウン変速後のギヤ段によるエンジンブレーキが有効とされて車両の制動トルクの急変が緩和されるように予め実験的に求められたものである。また、上記ダウン変速手段８８による等速ダウン変速は、変速に先立ってエンジン回転速度をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させるものである。たとえば、第５速ギヤ段から第４速ギア段へのダウン変速時では、第４速ギヤ段が成立したときの回転速度となるようにエンジン回転速度ＮE が予め高められた後、その第４速ギヤ段を達成するための係合装置が係合させられる。
【００３３】
高速ギヤ段使用制限手段９２は、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態であると判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中であると判定された場合には、次回の走行時における自動変速機１８の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させるようにする。既に回生制動不可となっているため、車両の制動トルクすなわち駆動力源ブレーキトルクが同じ走行で変わるのを防止するためである。なお、その駆動力源ブレーキトルクを一定に保持するために、モータジェネレータ１４から付加トルクを出力させてもよいし、エンジン出力トルクをスロットル弁の開度調整、エンジンのバルブタイミングの調整により変化させてもよい。
【００３４】
図８は、前記ハイブリッド制御用コントローラ５０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図８のステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１の入力信号処理では、種々の入力信号が読み込まれる。次いで、前記回生制動中判定手段７４に対応するＳＡ２では、回生制動中であるか否かが判断される。このＳＡ２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、肯定される場合は、前記回生制動不可判定手段７６に対応するＳＡ３において、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた判断基準値Ａ（％）以上であるか否かが判断される。この判断基準値Ａはたとえば蓄電装置５８の最大蓄電量に相当する値である。このＳＡ３の判断が否定される場合は、ＳＡ４において回生制動が継続される。しかし、ＳＡ３の判断が肯定される場合は、前記車両停止判定手段７８に対応するＳＡ５において車両が停止中であるか否かが判断される。
【００３５】
上記ＳＡ５の判断が否定される場合すなわち車両の走行中である場合は、前記回生制動中止手段８２に対応するＳＡ６において回生制動が中止され、前記車輪ブレーキ制動手段８４に対応するＳＡ７において車輪ブレーキ６６による制動が、ＳＡ３の判断が肯定される前に行われていたそれまでの回生制動に代えて行われる。この車輪ブレーキ６６による制動は、図９に示すように、それまでの回生制動トルクと同等の値の制動トルクが発生するように行われる。次いで、前記時間経過判定手段８６に対応するＳＡ８において、上記車輪ブレーキ６６による制動の開始からの経過時間が予め設定された遅れ時間だけ経過したか否かが判断される。当初はこのＳＡ８の判断が否定されて本ルーチンが繰り返し実行されることにより、車輪ブレーキ６６による制動が継続される。
【００３６】
車輪ブレーキ６６による制動が継続されるうち、上記ＳＡ８の判断が肯定されると、前記ダウン変速手段８８および付加トルク出力手段９０に対応するＳＡ９において、等速ダウン変速が実行され、たとえば自動変速機１８が第５速ギヤ段から第４速ギヤ段へ切り換えられると同時に、車両の制動トルクをそれまでの惰行走行中の目標制動トルクに略維持するために、その第４速ギヤ段のエンジンブレーキトルクと目標制動トルクとの差に略対応する大きさの付加トルクがモータジェネレータ１４から出力される。これにより、車両の制動トルクとして、ダウン変速により発生させられた第４速ギヤ段のエンジンブレーキトルクから上記付加トルク分だけ引下げられる。同時に、ＳＡ１０では、車輪ブレーキ６６による制動が停止させられる。
【００３７】
前記ＳＡ５において車両が停止中であると判定された場合は、ＳＡ１１において回生制動が中止された後、前記高速ギヤ段使用制限手段９２に対応するＳＡ１２において、次回の走行時における自動変速機１８の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させるようにする。
【００３８】
なお、本明細書では、エンジンの回転抵抗（引き擦り抵抗やポンプ作用）によって車両に作用する制動トルクをエンジンブレーキトルクといい、発電時のモータジェネレータ１４の回転抵抗によって車両に作用する制動トルクを回生制動トルクといい、その両方を含めて車両全体の制動トルクを車両の制動トルク或いは動力源ブレーキトルクという。
【００３９】
上述のように、本実施例によれば、制動力制御手段８０（ＳＡ６乃至ＳＡ１０）により、回生制動不可判定手段７６（ＳＡ３）により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、モータジェネレータ１４による回生制動トルクに代えて、先ず、応答性の良い車輪ブレーキ６６による制動トルクが一時的に発生させられるとともに、自動変速機１８のダウン変速による制動トルクが発生させられることから、回生制動トルクと同様の大きさの制動トルクが代替的に発生させられるとともにその制動トルクが車速或いはエンジン回転速度の減少とともに減少させられるので、たとえ回生制動が不可能となっても違和感のない制動力が応答性よく得られる。また、回生制動トルクに代わる制動トルクが車輪ブレーキだけで発生させられる場合に比較して、その耐久性が高められる。
【００４０】
また、本実施例によれば、制動力制御手段８０は、変速に先立ってエンジン回転速度ＮE をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させる等速ダウン変速で自動変速機１８をダウン変速させるダウン変速手段８８（ＳＡ９）を含むものであることから、回転差が殆どない状態でダウン変速後のギヤ段を達成する係合装置たとえば４→３ダウン変速ではブレーキＢ1 が滑らかに係合させられるので、自動変速機１８のダウン変速時においてエンジン回転速度ＮE の強制的引き上げに起因する変速ショックが好適に緩和される。
【００４１】
また、本実施例によれば、制動力制御手段８０は、車輪ブレーキ６６による制動トルク発生後の自動変速機１８のダウン変速による車両の制動トルクの段階的変化が発生しないように、そのダウン変速を実行させると同時に前記モータジェネレータ１４から付加トルクを出力させる付加トルク出力手段９０（ＳＡ９）を含むものであることから、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合において実行されるダウン変速による制動力の段階的変化が好適に解消され、違和感が一層緩和される。
【００４２】
また、本実施例によれば、制動力制御手段８０は、車輪ブレーキ６６による制動トルクが一時的に発生させられた後、所定時間後にすなわち予め設定された遅れ時間だけ時間経過したか否かを判定する時間経過判定手段８６（ＳＡ８）を含み、この時間経過判定手段８６により予め設定された遅れ時間だけ時間経過したと判定された後にダウン変速させるものであって、その遅れ時間は、応答性の良い車輪ブレーキが有効な状態とされた後でダウン変速による制動トルクが有効に発生させられて車両の制動トルクの急変が緩和されるように予め実験的に求められたものであるので、回生制動が不可能となったときにおいて、車両の制動トルクの急変が一層緩和される。
【００４３】
また、本実施例によれば、回生制動不可判定手段７６により回生制動が不可能な状態であると判定され、且つ車両停止判定手段７８により車両停止中であると判定された場合には、次回の走行時における自動変速機１８の高速ギヤ段たとえば第５速ギヤ段を禁止し、第１速ギヤ段から第４速ギヤ段までの範囲内で変速させる高速ギヤ段使用制限手段９２（ＳＡ１２）が設けられていることから、既に回生制動不可となっている車両の制動トルクすなわち駆動力源ブレーキトルクが同じ走行で変わるのが防止される。
【００４４】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４５】
例えば、前述のハイブリッド車両は、クラッチにより動力伝達を接続、遮断することによって動力源を切り換える切換タイプや、遊星歯車装置などの合成分配機構によってエンジンおよびモータジェネレータの出力を合成したり分配したりするミックスタイプ、モータジェネレータ（電動モータ）およびエンジンの一方を補助的に使うアシストタイプなど、種々のタイプのハイブリッド車両であってもよい。
【００４６】
また、前述の自動変速機１８は、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせによって変速段が選択される遊星歯車式自動変速機であったが、変速アクチュエータによって同期装置付噛合クラッチが選択的に係合させられることによって変速段が選択される常時噛合型平行２軸式変速機などの有段の自動変速機が好適に用いられる。後者の場合には、前述のダウン変速手段８８による等速ダウン変速により上記同期装置付噛合クラッチが速やかに且つ滑らかに係合させられる。また、上記自動変速機１８は、変速比が無段階に変化させられる無段変速機であってもよい。
【００４７】
また、前述の実施例においては、後進１段および前進５段の変速段を有する自動変速機１８が用いられていたが、副変速機２０を省略して前記主変速機２２のみから自動変速機を構成し、前進４段および後進１段で変速制御を行うようにすることも可能である。
【００４８】
また、前述の自動変速機１８は、エンジン１２およびモータジェネレータ１４と駆動輪２５との間の共通の動力伝達経路に配設されていたが、少なくともエンジンと駆動輪との間に配設されれば良い。
【００４９】
また、前述の制動力制御手段８０により実行される自動変速機１８のダウン変速は必ずしも等速ダウン変速でなくてもよい。
【００５０】
また、前述の制動力制御手段８０により実行されるダウン変速時にモータジェネレータ１４による付加トルク出力も必ずしも行われなくてもよい。
【００５１】
また、前述の実施例では、回生制動時の減速度を設定するための減速度設定スイッチ６０が設けられていたが、回生制動時の減速度を固定することによりその減速度設定スイッチ６０が除去されてもよい。
【００５２】
また、前述の実施例において、第５速ギヤ段での回生制動制御では、ロックアップクラッチＣL が係合させられることによりエンジンブレーキトルクが発生させられていたが、そのロックアップクラッチＣL がスリップ状態とされていてもよい。
【００５３】
また、前述の実施例の時間経過判定手段８６（ＳＡ８）では、ダウン変速の開始条件として、予め設定された所定の遅れ時間だけ時間経過したか否かが判定されていたが、ダウン変速によるエンジンブレーキトルクが発生させられるための遅れ時間が比較的長い場合には、上記時間経過判定手段８６により予め設定された所定の遅れ時間だけ時間経過したか否かの判断が行われずに直ちにダウン変速させられてもよい。
【００５４】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である制動力制御装置を備えているハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の実施例のハイブリッド車両に備えられている制御系統を説明する図である。
【図３】図１の自動変速機において、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとそれにより成立させられる変速段との関係を説明する図である。
【図４】図２のシフトレバーの操作位置を説明する図である。
【図５】図１の実施例のハイブリッド車両に備えられているハイブリット制御用コントローラおよびブレーキ用コントローラによる制御系統を説明する図である。
【図６】シフトレバーがＭレンジに操作されたときに有効化される、ステアリングホイールに設けられた手動変速操作釦を説明する図である。
【図７】図２或いは図５のハイブリッド制御用コントローラ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８】図２或いは図５のハイブリッド制御用コントローラの制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図９】図２或いは図５のハイブリッド制御用コントローラによる回生制動時の車両の制動トルクの内容を説明する図である。
【符号の説明】
１２：エンジン
１４：モータジェネレータ
１８：自動変速機
５０：ハイブリッド制御用コントローラ（回生制動手段）
７６：回生制動不可判定手段
８０：制動力制御手段
Claims (5)
- 燃料の燃焼によって作動するエンジンおよびモータジェネレータと、それらエンジンおよびモータジェネレータのうちの少なくともエンジンと駆動輪との間に配設され、予め定められた変速条件に従って変速比を変化させる自動変速機と、車両の運動エネルギーで前記モータジェネレータが回転駆動されることにより、その発電力に応じた所定の回生制動力を該車両に作用させる回生制動手段とを有するハイブリッド車両の制動力制御装置であって、
前記回生制動手段による回生制動中にその回生制動が不可能な状態となったか否かを判定する回生制動不可判定手段と、
該回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定された場合には、先ず、前記モータジェネレータによる回生制動トルクに代えて前記ハイブリッド車両の車輪ブレーキによる制動トルクを一時的に発生させ、次いで、該車輪ブレーキによる制動の開始から所定時間が経過すると、前記自動変速機のダウン変速による制動トルクを発生させる制動力制御手段と
を、含むことを特徴とするハイブリッド車両の制動力制御装置。 - 前記回生制動不可判定手段により回生制動が不可能な状態となったと判定されたときは次回の走行時において前記自動変速機の高速ギヤ段を禁止する高速ギヤ段禁止手段を含むことを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制動力制御装置。
- 前記制動力制御手段は、ダウン変速に先立ってエンジン回転速度をダウン変速後の回転速度に高め、その状態で変速後のギヤ段を成立させる等速ダウン変速で、前記自動変速機をダウン変速させるダウン変速手段を有するものであることを特徴とする請求項１または２のハイブリッド車両の制動力制御装置。
- 前記制動力制御手段は、前記自動変速機のダウン変速と同時に、そのダウン変速したギヤ段により得られるエンジンブレーキトルクから目標制動トルクへ車両の制動トルクが減少するように前記モータジェネレータから付加トルクを出力させる付加トルク出力手段を有するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかのハイブリッド車両の制動力制御装置。
- 前記車両の減速走行時における減速度は手動設定可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかのハイブリッド車両の制動力制御装置。
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