JP3890824B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行状態、例えば駆動力源に対する負荷や車速などに基づいて変速比を制御することのできる変速機を搭載した車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、車両には内燃機関や電動機などの駆動力源が搭載されている。しかしながら、内燃機関や電動機などの出力特性と、車両の発進から高速走行に到る各走行状態で要求される出力とは必ずしも一致しない。そこで、駆動力源の出力側に変速機を配置して駆動力を増大させたり、あるいは駆動力源の回転数を低下させるなどの制御をおこなっている。その変速機として、最近では、車両の走行状態に応じて自動的に変速が実行される自動変速機が多用されている。また、動力源の出力特性の改善や燃費の低減要求などに伴って、設定可能な最小変速比を“１”より小さい値とすることにより、高速走行時の駆動力源の回転数を一層低下させることができるようになっている。
【０００３】
このような背景の下に、有段式の自動変速機の多段化が図られており、その一例が特開平８−１７７９９４号公報に記載されている。この公報に記載された自動変速機は、３組の遊星歯車機構を主体として構成され、第５速と第６速とがオーバードライブ段となり、かつ、その第６速において回転要素の回転数を抑制するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された自動変速機では、最高速段での変速比が、前進５段の変速段を設定可能な自動変速機に比較して小さくなるから、高速走行時のエンジン回転数を低下させて燃費を向上させることができる。また回転要素が過剰に高回転数になることを防止できるので、この点でも燃費や耐久性の点で有利である。しかしながら、例えば最高速段である第６速での変速比が小さいことにより、第６速での走行時の駆動力が小さくなる。そのため、第６速は、エンジン負荷（スロットル開度もしくはアクセル開度）が小さく、かつ、車速がかなり高車速となる走行状態で設定される。
【０００５】
したがって、自動変速機で第６速が設定された状態で車両が走行している際に、車両が登坂路に進入して車速がわずかに低下したり、あるいはアクセルペダルが踏み込まれてエンジン負荷がわずかに増大した場合であっても、自動変速機が第５速の領域に入り、その結果、ダウンシフトが生じることになる。またその後、車速が増大したり、あるいはそれに伴ってアクセルペダルが戻されてエンジン負荷が低下すると、走行状態が第６速の領域に入り、アップシフトが生じることになる。
【０００６】
このように自動変速機の変速段を多段化することに伴って燃費などの点で有利になる反面、走行状態に基づいた変速段領域が細分化される。その結果、走行状態の僅かな変化によってアップシフトやダウンシフトが頻繁に発生し、いわゆるビジーシフトによる違和感が生じる可能性があった。
【０００７】
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、車両の走行状態の変化に基づく頻繁な変速、いわゆるビジーシフトを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。
【０００８】
【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に、請求項１の発明は、車輪に対してトルク伝達可能に接続された第１の駆動力源および第２の駆動力源と、少なくとも一方の駆動力源と前記車輪との間のトルク伝達経路に設けられ、かつ、車両の走行状態に基づいて変速比が制御される変速機とを有する車両の制御装置において、前記第１の駆動力源および前記第２の駆動力源のトルクを前記車輪に伝達するとともに車速とアクセル開度とで決まる変速比を設定して走行する場合に、前記第２の駆動力源のトルクを、前記変速機の変速比が変更されても車両の駆動力の変化が抑制されるように変更するトルク変更手段を備え、前記トルク変更手段には、前記変速機の変速比が小さいほど、前記第２の駆動力源のトルクを増加する機能が含まれていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明によれば、変速機の変速比の変更にともない、第２の駆動力源から出力されるトルクが変更されるため、変速比が変更されても車両の駆動力の変化が抑制される。したがって、変速にともない車両の走行状態が変化しにくくなり、頻繁な変速が抑制される。
【００１２】
また、請求項１の発明によれば、変速機の変速比が小さいほど第２の駆動力源のトルクが増加されるため、変速機の変速比が小さくなることにともなう車両の駆動力の低下が抑制される。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第２の駆動力源には電動機が含まれており、この電動機のエネルギー源が燃料電池であることを特徴とするものである。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、燃料電池の燃料があれば電動機に電気エネルギを供給することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記燃料電池の燃料が所定量以下である場合は、前記変速機の変速比が可及的に大きくなるように制御する変速比制御手段を備えていることを特徴とするものである。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、電動機のトルクにより、第１の駆動力源のトルクを補助することができない場合は、変速比が可及的に大きく制御されるため、車両の駆動力の低下を抑制することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記変速機が、前進段における増速段として２段以上の変速段を設定することができることを特徴とするものである。請求項４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、変速段の多段化により増速段が設定された場合は、第１の駆動力源が低回転数に抑制されて燃費が向上する。
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかの発明において、前記トルク変更手段は、前記変速機でアップシフトした場合にアップシフト後における車両の駆動力不足を抑制するように前記第２の駆動力源のトルクを変更する手段を含むことを特徴とする車両の制御装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図２はこの発明の一実施例であるハイブリッド車のパワープラントを示している。図３は、図２に示すパワープラントのスケルトン図である。図２には、いわゆるＦＲ（エンジン前置き後輪駆動）形式のパワープラントが示されている。すなわち、車両の前部には、内燃機関１が搭載されており、内燃機関５１の出力側に電動機（ＭＧ）５２が接続されている。また、電動機５２の出力側にはトルクコンバータ５３を介して自動変速機５４が設けられている。そして、自動変速機５４の出力側に車輪（具体的には後輪）６Ａがトルク伝達可能に接続されている。したがって、この実施形態においては、内燃機関１または電動機５２少なくとも一方のトルクを車輪６Ａに伝達することができる。
【００１８】
前記内燃機関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エンジンなどを採用することができる。またその形式は、レシプロタイプのもの以外にタービン型のエンジンであってもよい。なお、以下の説明では、内燃機関１をエンジン１と記す。このエンジン１は、電子スロットルバルブ５５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ている。
【００１９】
また、電動機５２は、要は、電力が供給されてトルクを出力する装置であり、直流モータや交流モータを採用することができ、さらには固定永久磁石型同期モータなどの発電機能を兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータを使用することができる。なお、以下の説明では、電動機５２をモータ・ジェネレータ５２と記す。さらに、エンジン５１のクランクシャフト５６とトルクコンバータ５３との間のトルク伝達経路には、入力クラッチ５７が設けられている。この入力クラッチ５７は、複数のクラッチディスクおよびクラッチプレートならびにクラッチピストンさらには油圧シリンダなどを備えている。
【００２０】
一方、エンジン１のクランクシャフト５６に対して、駆動装置５８を介してモータ・ジェネレータ（ＭＧ）５９が連結されている。モータ・ジェネレータ５９は、エンジン５１に動力を伝達する機能と、エアコン用コンプレッサなどの補機を駆動する機能と、エンジン５１の動力により駆動される発電機としての機能とを有している。この駆動装置５８は減速装置（図示せず）を備えている。この減速装置は、遊星歯車機構（図示せず）、およびこの遊星歯車機構によるトルク伝達状態を切り換える摩擦係合装置（図示せず）ならびに一方向クラッチ（図示せず）などを有している。また駆動装置５８は、エンジン５１とモータ・ジェネレータ５９との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ機構を備えている。
【００２１】
そして、モータ・ジェネレータ５２，５９に電力を供給する機能を有する燃料電池システム６０および２次電池システム６１が設けられている。この燃料電池システム６０は、化学的な発電システムであり、燃料電池６０Ａおよび改質器（図示せず）ならびにインバータ（図示せず）などを備えている。燃料電池６０Ａは、燃料極および空気極ならびに電解質を有し、かつ、電気を発生するものである。改質器は、天然ガスなどの燃料を水蒸気改質し、かつ、燃料電池６０Ａに燃料ガスを供給するものである。インバータは、燃料電池６０Ａで発生した直流電流を交流電流に変換するものである。
【００２２】
２次電池システム６１は、２次電池本体（図示せず）およびインバータ（図示せず）を備えている。２次電池本体は、電槽および極板などを備えており、電気エネルギを化学エネルギに変換して貯蔵し、かつ、必要に応じて電気エネルギとして取り出すことができる。なお、２次電池システム６１の電圧は、例えば３６Ｖ〜２８８Ｖに設定される。
【００２３】
そして、モータ・ジェネレータ５２に対して燃料電池システム６０および２次電池システム６１が並列に接続され、モータ・ジェネレータ５９に対して燃料電池システム６０および２次電池システム６１が並列に接続されている。モータ・ジェネレータ５２と燃料電池システム６０および２次電池システム６１との間の回路には、電源切り換えスイッチ６２が設けられている。また、モータ・ジェネレータ５９と燃料電池システム６０および２次電池システム６１との間の回路には、電源切り換えスイッチ６３が設けられている。
【００２４】
したがって、電源切り換えスイッチ６２の切り換えにより、燃料電池システム６０または２次電池システム６１のいずれか一方の電力を、モータ・ジェネレータ５２に供給することができる。また、電源切り換えスイッチ６３の切り換えにより、燃料電池システム６０または２次電池システム６１のいずれか一方の電力を、モータ・ジェネレータ５９に供給することができる。
【００２５】
さらに、上記電源の他に、１２Ｖの２次電池システム６４が設けられており、この２次電池システム６４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６５を介して燃料電池システム６０および２次電池システム６１に接続されている。そして、燃料電池システム６０または２次電池システム６１の電圧を変換して、２次電池システム６４に充電することができる。なお、２次電池システム６４は後述する電子制御装置などのような小電力負荷に使用される。
【００２６】
前記自動変速機５４は、歯車変速機構６６および油圧制御装置６７を有している。ここに示す歯車変速機構６６は、主変速部Ｇ１と副変速部Ｇ２とを備えている。この主変速部Ｇ１は、２組のシングルピニオン型遊星歯車機構および１組のダブルピニオン型遊星歯車機構と、複数の摩擦係合手段とを主体として構成されている。また副変速部Ｇ２は、１組のシングルピニオン型遊星歯車機構と複数の摩擦係合手段とを主体として構成されている。そして、主変速部Ｇ１および副変速部Ｇ２によって、前進６段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００２７】
先ず、主変速部Ｇ１について説明すると、第１の遊星歯車機構１は、アウターギヤであるサンギヤＳ１と、このサンギヤＳ１と同心円上に配置されたインナーギヤであるリングギヤＲ１と、これらのサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛合するピニオンギヤＰ１を自転かつ公転自在に保持しているキャリヤＣ１とを備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
【００２８】
また、第２遊星歯車機構２は、アウターギヤであるサンギヤＳ２と、このサンギヤＳ２と同心円上に配置されたインナーギヤであるリングギヤＲ２と、そのサンギヤＳ２に噛合したピニオンギヤＰ２およびこのピニオンギヤＰ２とリングギヤＲ２とに噛合したピニオンギヤＰ２とを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤＣ２とを備えたダブルピニオン型の遊星歯車機構である。
【００２９】
さらに、第３の遊星歯車機構３は、アウターギヤであるサンギヤＳ３と、このサンギヤＳ３と同心円上に配置されたインナーギヤであるリングギヤＲ３と、これらのサンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛合するピニオンギヤＰ３を自転かつ公転自在に保持しているキャリヤＣ３とを備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
【００３０】
これらの遊星歯車機構１，２，３における回転要素同士が以下のように連結されている。すなわち各遊星歯車機構１，２，３は同一軸線上に、ここに挙げた順序で配列されており、その第１遊星歯車機構１におけるキャリヤＣ１と第２遊星歯車機構２におけるキャリヤＣ２とが、互いに一体となって回転するように連結されている。また、第１遊星歯車機構１のリングギヤＲ１と第２遊星歯車機構２のリングギヤＲ２と第３遊星歯車機構３のキャリヤＣ３との三者が、互いに一体となって回転するように連結されている。さらに、第２遊星歯車機構２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構３のサンギヤＳ３とが、互いに一体となって回転するように連結されている。
【００３１】
つぎに主変速部Ｇ１における摩擦係合手段について説明すると、上記の第１遊星歯車機構１側には、第１遊星歯車機構１と同一軸線上に中空軸もしくは中実軸などからなる中間軸４が配置されており、この中間軸４と、互いに一体的に連結された前記第２遊星歯車機構２のサンギヤＳ２および第３遊星歯車機構３のサンギヤＳ３とを選択的に連結する第１クラッチＫ１が設けられている。また、中間軸４と第１遊星歯車機構１のサンギヤＳ１とを選択的に連結する第２クラッチＫ２が設けられている。
【００３２】
さらに、中間軸４と、互いに連結されている第１遊星歯車機構１のキャリヤＣ１および第２遊星歯車機構２のキャリヤＣ２とを選択的に連結する第３クラッチＫ３が設けられている。これらのクラッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３は、要は、選択的にトルクを伝達することのできるものであればよく、油圧によって係合・解放させられる多板クラッチや乾式の単板クラッチ、もしくはこれらと一方向クラッチを組み合わせた構成のものなどを適宜に使用することができる。
【００３３】
また、第１遊星歯車機構１のサンギヤＳ１の回転を選択的に止めるバンドブレーキである第１ブレーキＢ１が設けられている。さらに、そのサンギヤＳ１の特定の方向の回転を選択的に止めるための互いに直列に配列された一方向クラッチＦ１と多板ブレーキである第２ブレーキＢ２とが、サンギヤＳ１とケーシングなどの固定部５との間に配置されている。そして、互いに連結された第１遊星歯車機構１のキャリヤＣ１および第２遊星歯車機構２のキャリヤＣ２の回転を選択的に止める多板ブレーキからなる第３ブレーキＢ３が、第１遊星歯車機構１のキャリヤＣ１と固定部５との間に設けられている。
【００３４】
またさらに、第３遊星歯車機構３のリングギヤＲ３の回転を選択的に止める多板ブレーキからなる第３ブレーキＢ３が、このリングギヤＲ３と固定部５との間に配置されている。この第３ブレーキＢ３と並列に第２の一方向クラッチＦ２が設けられ、リングギヤＲ３の特定の方向の回転をこの第２の一方向クラッチＦ２によって阻止するようになっている。そして、出力軸６が、第３遊星歯車機構３におけるキャリヤＣ３に一体となって回転するように連結されている。
【００３５】
一方、副変速部Ｇ２は、１組のシングルピニオン型遊星歯車機構７を主体にして、高低２段の変速状態に設定できるように構成されている。すなわちキャリヤＣ０が入力要素になっていてこのキャリヤＣ０に入力軸８が連結されている。またキャリヤＣ０とキャリヤＣ０によって保持しているピニオンギヤＰ０が噛合するアウターギヤであるサンギヤＳ０との間には、多板クラッチＫ０と一方向クラッチＦ０とが、互いに並列の関係となるように配置されている。なお、この一方向クラッチＦ０は、サンギヤＳ０がキャリヤＣ０に対して正回転方向に相対的に回転しようとする際に係合するよう構成されている。さらに、サンギヤＳ０を選択的に固定するための多板ブレーキＢ０が、サンギヤＳ０とハウジングなどの固定部５との間に設けられている。そして、リングギヤＲ０が、主変速部Ｇ１を構成している歯車変速機構における中間軸４に連結されている。
【００３６】
さらに、副変速部Ｇ２の入力側にロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ５３が設けられている。このトルクコンバータ５３は、従来知られている構成のものであって、フロントカバー１０とポンプインペラ１１のシェルとによって密閉容器が形成され、その内部にオイル（ＡＴフルード）が封入されている。また、その容器の内部でポンプインペラ１１に対向する位置にタービンランナ１２が配置され、そのタービンランナ１２が前記入力軸８に一体的に連結されている。
【００３７】
さらに、これらポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間でその回転中心側の部分には、一方向クラッチ１３で保持したステータ１４が配置されている。そして、ロックアップクラッチ１５は、入力側の部材と出力側の部材とを直接連結するためのものであって、フロントカバー１０の内面に対向しかつ接触・離隔自在に配置されており、さらにタービンランナ１２もしくはこれが取り付けられた部材に一体回転するように連結されている。なお、歯車変速機構６６の入力回転数としてタービン回転数を検出するための回転数センサ１６と、出力回転数を検出するための回転数センサ１７とが設けられている。
【００３８】
自動変速機５４は、アクセル開度やスロットル開度によって判断されるエンジン負荷や、車速あるいはタービン回転数などに基づいて定まる走行状態に応じて電気的に変速段を制御し、また、手動操作に基づいて変速段を制御することができるように構成されている。すなわち、油圧の給排が電気的に制御される油圧制御装置６７が設けられているとともに、油圧制御装置６７の油圧の給排状態や供給経路を変更して走行ポジションや非走行ポジションなどを選択するシフト装置６８が設けられている。このシフト装置６８は、油圧制御装置６７におけるマニュアルバルブなどの特定のバルブに機械的に連結される一方、そのシフト装置６８に設けられたスイッチなどのセンサが電子制御装置（ＥＣＵ）７０に電気的に接続されている。
【００３９】
そして、電子制御装置７０の出力信号によって油圧制御装置６７を制御することにより、自動変速機５４の変速段が制御される。この電子制御装置７０は、従来の自動変速機用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ており、車速Ｖやスロットル開度θなどの走行状態を示す入力信号と、予め記憶している変速線図（変速マップ）とに基づいて変速段を判断するようになっている。また併せて、ロックアップクラッチ１５の係合・解放ならびに半係合（スリップを伴う係合状態）の制御をおこなうようになっている。
【００４０】
自動変速機５４における各変速段は、シフト装置６８によって前進走行ポジションを選択した状態で、電子制御装置７０から出力される信号によって油圧制御装置６７が動作し、前述した摩擦係合手段を適宜に係合・解放させることにより設定される。その走行ポジションや、停止状態を維持するためのパーキング（Ｐ）ポジション、後進走行のためのリバース（Ｒ）ポジション、ならびにニュートラル（Ｎ）ポジションなどの各ポジションは、シフト装置６８によって選択するようになっている。各ポジションおよび変速段を設定するために電子制御装置７０によって制御される各摩擦係合手段の係合・解放の状態をまとめて示せば図４のとおりである。
【００４１】
図４において、Ｐ，Ｎ，Ｒの各符号は、シフト装置６８によって選択されるパーキング、ニュートラル、リバースの各ポジションであり、また１ｓｔから６ｔｈは、前進走行のためのポジションが選択されている場合に設定される変速段を示す。また、図４において、〇印は摩擦係合装置が係合されることを意味しており、◎印はエンジンブレーキ時に摩擦係合装置が係合されることを意味しており、△印は摩擦係合装置が係合されても動力の伝達に関与しないこと、空欄は摩擦係合装置が解放されることをそれぞれ示している。
【００４２】
この図４に示すように、上記の自動変速機５４は、前進６段の変速段を設定することができ、その前進段のうち第１速ないし第４速および第６速は、副変速部Ｇ２を低速段、すなわちクラッチＣ０を係合させた直結状態とし、かつ主変速部Ｇ１の各摩擦係合手段を適宜に係合・解放させることにより設定される。また、第５速は、主変速部Ｇ１を直結状態（主変速部Ｇ１の全体が一体となって回転する状態）とし、かつ副変速部Ｇ２を高速段として設定される。そして、その第５速および第６速の変速比は、“１”より小さくなり、これらの変速段が共にいわゆるオーバードライブ段（言い換えれば増速段）となっている。
【００４３】
つまり、自動変速機５４は、前進段において、変速比が“１”以下の変速段を設定することができ、かつ、前進段において、変速比が“１”以下の変速段を２つ以上設定する前進段で６段以上の変速段を設定でき、さらには、前進段で設定される６つの変速段のうち、“１”より小さい変速比の変速段が２段以上設定できるように構成されているのである。
【００４４】
また、シフト装置６８の操作により選択することのできるシフトポジションが、図５に示すように配列して設けられている。すなわち図５の上側が車両の前方側もしくは車両の上下方向での上側であって、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）の各ポジションが、ここに挙げた順序で直線的に配列されている。そのドライブポジションに対して車両の横方向（幅方向）に隣接する位置に“５”ポジションが設けられ、その“５”ポジションに対して車両の後ろ方向もしくは下側に“４”ポジションが配置されている。この“４”ポジションに対して斜め後方もしくは斜め下側に“３”ポジションと“２”ポジションとが順に配列されている。そしてその“２”ポジションに対して車両の横方向（幅方向）に隣接する位置にＬポジションが設けられている。
【００４５】
上記の各シフトポジションは、設定可能な変速段の範囲、すなわちシフトレンジを選択するためのものであり、各ポジション毎のシフトレンジは図６に示すように構成されている。先ず、ドライブポジションは、シフト装置６８をこのポジションに移動させることにより設定され、このドライブポジションで設定可能な変速段は前進第１速ないし第６速の６つの変速段である。
【００４６】
また、“５”ポジションでは第１速ないし第５速、“４”ポジションでは第１速ないし第４速、“３”ポジションでは第１速ないし第３速、“２”ポジションでは第１速および第２速、Ｌポジションでは第１速がそれぞれ設定される。これらのポジションで設定可能な変速段は、エンジン負荷や車速などの走行状態に基づいて電子制御装置７０によって決定され、その変速段への変速が実行される。したがってこれらのポジションでの変速は、シフト装置６８をそれぞれのポジションに固定した状態で走行状態に応じてのみ実行される変速となる。
【００４７】
各ポジションのうち、Ｄポジション、５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、Ｒポジションは、自動変速機５４において、入力軸８と出力軸６との間でトルク伝達が可能な状態になる、いわゆる走行ポジションである。これに対して、Ｎポジション、Ｐポジションは、自動変速機５４において、入力軸８と出力軸６との間でトルク伝達が不可能な状態になる、いわゆる非走行ポジションである。
【００４８】
さらに、自動変速機５４の各種の摩擦係合装置やロックアップクラッチ１５に作用する油圧、または自動変速機５４の潤滑系統に供給する油圧の元圧を発生させるために、オイルポンプ７１，７２が設けられている。機械式オイルポンプ７１は歯車変速機構６６とトルクコンバータ５３との間に設けられており、エンジン１またはモータ・ジェネレータ５２の動力により、機械式オイルポンプ７１が駆動されるように構成されている。また、電動オイルポンプ７２は、基本的には機械式オイルポンプ７１の機能を補完するためのもので、電動オイルポンプ７２は電動機（図示せず）により駆動されるように構成されている。
【００４９】
図７には、電子制御装置７０における入出力信号が示されている。この電子制御装置７０に対しては、燃料電池６０Ａの温度信号、燃料電池６０Ａの燃料残量信号、２次電池６１のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）信号、２次電池６１の温度信号、エンジン水温の信号、イグニッションスイッチの信号、エンジン回転数ＮE の信号、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）コンピュータの信号、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（出力軸回転数）信号、自動変速機（ＡＴ）５４の油温信号、シフトポジションセンサの信号、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）の温度信号、アクセル開度の信号、カム角センサの信号、スポーツシフトスイッチの信号、パターンセレクトスイッチの信号、駆動力源ブレーキ力スイッチの信号、タービン回転数ＮT センサの信号、モータ・ジェネレータ５２の回転数および回転角度を検出するレゾルバの信号などが入力される。
【００５０】
また、電子制御装置７０から出力される信号としては、電子スロットルバルブ５５に対する信号、点火装置に対する信号、噴射（燃料の噴射）装置に対する信号、入力クラッチ５７を制御する入力クラッチコントロールソレノイドに対する信号、モータ・ジェネレータ５２，５９を制御するコントローラとしての信号、駆動装置５８の減速装置に対する信号、ＡＴライン圧コントロールソレノイドに対する信号、ＡＢＳアクチュエータに対する信号、スポーツモードインジケータに対する信号、ＡＴソレノイドに対する信号、ＡＴロックアップコントロールバルブに対する信号、電動オイルポンプ７２を制御する信号、電源切り換えスイッチ６２，６３に対する信号、２次電池システム６１，６４に対する信号、燃料電池システム６０に対する信号などが挙げられる。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５１がこの発明の第１の駆動力源に相当し、モータ・ジェネレータ５２がこの発明の第２の駆動力源に相当し、自動変速機５４がこの発明の変速機に相当する。
【００５１】
つぎにこの発明の制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、電子制御装置７０において入力信号の処理がおこなわれる（ステップＳ１）。この入力信号および予め設定されているデータに基づいて、エンジン１およびモータ・ジェネレータ５２の駆動・停止、および自動変速機５４の変速比が、例えば図８，９のように制御される。図８，９には、各シフトポジションに対応する駆動力源切り換えマップの一例と、各シフトポジションで設定する変速段を制御するための変速マップ（変速線図）の一例とが総括的に示されている。これらの駆動力源切り換えマップにおいては、車両の走行状態、具体的には車速およびアクセル開度をパラメータとし、かつ、実線で示す状態を境界として、エンジン駆動領域（運転領域）とモータ・ジェネレータ駆動領域とが設定され、車速およびアクセル開度をパラメータとして、破線で示す状態を境界として、自動変速機５４の変速点（変速線）が設定されている。
【００５２】
この図８の駆動力源切り換えマップは、Ｄポジションに対応している。すなわち、車速Ｖ５以下であり、かつ、所定のアクセル開度以下の範囲に、モータ・ジェネレータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。このモータ・ジェネレータ駆動領域においては、自動変速機５４が第１速〜第３速のいずれかの変速段に制御される。具体的には車速零〜車速Ｖ１の領域では第１速が設定され、車速Ｖ１〜車速Ｖ３の領域では第２速が設定され、車速Ｖ３〜車速Ｖ５の領域では第３速が設定される。なお、車速Ｖ５は車速Ｖ３よりも高速であり、車速Ｖ３は車速Ｖ１よりも高速である。これに対して、エンジン駆動領域においては、自動変速機５４が第１速〜第６速のうちのいずれかの変速段に制御される。
【００５３】
また、図９の駆動力源切り換えマップは、２ポジションに対応するものであり、この駆動力源切り換えマップにおいては、車速Ｖ４以下であり、かつ、所定のアクセル開度以下の範囲に、モータ・ジェネレータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。このモータ・ジェネレータ駆動領域においては、自動変速機５４が第１速または第２速のいずれかの変速段に制御される。具体的には車速零〜車速Ｖ１の領域では第１速が設定され、車速Ｖ１〜車速Ｖ４の領域では第２速が設定される。なお、車速Ｖ４は前記車速Ｖ３よりも高速であり、かつ、前記車速Ｖ５よりも低速である。これに対して、エンジン駆動領域においては、自動変速機３が第１速または第２速のいずれかの変速段に制御される。
【００５４】
さらに、ステップＳ１の入力信号の処理に基づいて、自動変速機５４の変速制御を、図１０に示す変速線図に基づいておこなうこともできる。図１０は、車速Ｖおよびスロットル開度θをパラメータとして、自動変速機５４の変速段を制御するための変速線図である。この図１０には、第４速〜第６速の相互の変速段同士におけるアップシフト線およびダウンシフト線が示されている。図１０において、各数字は自動変速機５４の変速段を意味しており、各数字同士の間に示されている矢印は、所定の変速段から所定の変速段にアップシフトまたはダウンシフトすることを意味している。図１０においては、第４速から第５速にアップシフトするためのアップシフト線と、第５速から第６速にアップシフトするためのアップシフト線とが実線で示されている。
【００５５】
これに対して、第６速から第５速にダウンシフトするためのダウンシフト線と、第５速から第４速にダウンシフトするためのダウンシフト線とが破線で示されている。そして、第４速から第５速にアップシフトするためのアップシフト線よりも、第５速から第６速にアップシフトするためのアップシフト線の方が、高車速側に設定されている。また、第６速から第５速にダウンシフトするためのダウンシフト線よりも、第５速から第４速にダウンシフトするためのダウンシフト線の方が低車速側に設定されている。
【００５６】
さらにまた、ステップＳ１の入力信号の処理に基づいて、ロックアップクラッチ１５の係合・解放を制御することもできる。図１１は、車速Ｖおよびスロットル開度θをパラメータとして、ロックアップクラッチ１５の係合（ＯＮ）・解放（ＯＦＦ）を制御するためのロックアップクラッチ制御マップである。この図１１には、自動変速機５４の第５速および第６速における、ロックアップクラッチ１５の制御内容が示されている。すなわち、ロックアップクラッチ１５を解放状態から係合状態に切り換えるための境界が実線で示され、ロックアップクラッチ１５を係合状態から解放状態に切り換えるための境界が破線で示されている。具体的には、第５速および第６速において、ロックアップクラッチ１５を解放状態から係合状態に切り換えるための境界の方が、ロックアップクラッチ１５を係合状態から解放状態に切り換えるための境界よりも高車速側に設定されている。
【００５７】
また、第５速において、ロックアップクラッチ１５を解放状態から係合状態に切り換えるための境界よりも、第６速において、ロックアップクラッチ１５を解放状態から係合状態に切り換えるための境界の方が高車速側に設定されている。さらに、第５速において、ロックアップクラッチ１５を係合状態から解放状態に切り換えるための境界よりも、第６速において、ロックアップクラッチ１５を係合放状態から解放状態に切り換えるための境界の方が高車速側に設定されている。この図１１において、自動変速機５４が第５速または第６速に設定されている場合に、車両の走行状態が、これらの線を横切って変化することによりロックアップクラッチ１５が係合され、あるいは解放されるようになっている。
【００５８】
上記ステップＳ１についで、シフト装置６８により走行ポジションが選択されているか否かが判断される（ステップＳ２）。ステップＳ２で否定的に判断された場合はそのままリターンされ、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は自動変速機５４の変速段が、現在、第６速に設定された状態で車両が走行しているか否かが判断される（ステップＳ３）。図８に示すように、第６速は、Ｄポジションに限り設定される変速段である。この第６速の設定領域は、高車速・低スロットル開度の領域として設定されている。そのため、高速走行時のエンジン回転数を低く抑えて高速燃費を向上させることができる。
【００５９】
しかしながら、前述したように第６速は、いわゆるオーバードライブ段であり、エンジン１のみを駆動力源として車両が走行した場合は、車両の走行抵抗に対する余裕駆動力が低下する。このため、自動変速機５４の変速段が第６速に設定された状態で、車両が登坂路などに進入した場合は、スロットル開度で表されるエンジン負荷がわずかに増大したり、車速がわずかに低下することにより、ダウンシフトが生じ易い。すると、ダウンシフト後の変速段では余裕駆動力により車速が上昇してアップシフトする。このようにダウンシフトとアップシフトとを頻繁に繰り返す、いわゆるビジーシフトが生じ易くなる。そこで、この制御例においては、以下のようにしてビジーシフトを回避している。
【００６０】
まず、ステップＳ３で肯定的に判断された場合は、燃料電池６０Ａのフューエルセル（ＦＣ）に所定量以上の燃料があるか否かが判断される（ステップＳ４）。ここで、燃料の所定量とは、モータ・ジェネレータ５２によりアシストするべきトルクを得られる程度の電力を発生することのできる値を意味している。ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、燃料電池６０Ａの電力によりモータ・ジェネレータ５２を駆動する。そして、エンジン１のトルクをモータ・ジェネレータ５２のトルクにより補助する制御、すなわち、アシスト制御がおこなわれ（ステップＳ５）、リターンされる。
【００６１】
図１２は、モータ・ジェネレータ５２のアシストがおこなわれる領域（つまりアシスト条件）を示す図であり、このアシスト領域は、アクセル開度および車速をパラメータとして設定されている。ここで、第５速および第６速の全領域（斜線で示す領域）において、モータ・ジェネレータ５２のアシストがおこなわれるように設定されている。つまり、アクセル開度が、低開度・中開度・高開度のいずれの状態であっても、モータ・ジェネレータ５２のアシスト制御がおこなわれる。
【００６２】
また、図１３は、エンジントルクに対するモータ・ジェネレータ５２のアシスト特性を示す線図である。この線図においては、加速要求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５２のトルクにより補助した場合、すなわち、エンジントルクとモータ・ジェネレータ５２のトルクとの和（言い換えればトータルトルク）を、自動変速機５４に対する入力トルクとして表している。図１３において、エンジントルクが破線で示され、第５速のトータルトルクが二点鎖線で示され、第６速のトータルトルクが実線で示されている。
【００６３】
図１３に示すように、アクセル開度の全領域において、第５速に相当するモータ・ジェネレータ５２のアシストトルク量よりも、第６速に相当するモータ・ジェネレータ５２のアシストトルク量の方が、多く設定されている。この特徴は、エンジン回転数が低くなる領域において、特に顕著である。
【００６４】
一方、前記ステップＳ４で否定的に判断された場合は、２次電池システム６１のＳＯＣが所定値以上あるか否かが判断される（ステップＳ６）。このステップＳ６で肯定的に判断された場合は、２次電池システム６１の電力によりモータ・ジェネレータ５２を駆動し、ステップＳ５の制御をおこなう。
【００６５】
また、ステップＳ６で否定的に判断された場合は、加速要求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５２のトルクにより補助することができない。このような条件下では、車両の走行抵抗に対する余裕駆動力がなく、現在の車速を維持することが困難になる。すると、運転者はアクセルペダルを踏み込んで車両の走行状態が変化し、第６速からダウンシフトするとともに、ビジーシフトが発生する可能性がある。そこで、自動変速機５４を第６速に設定することを禁止して強制的に第５速に制御し（ステップＳ７）、リターンする。なお、このステップＳ７においては、加速要求に対してエンジントルクが不足し、かつ、このトルクの不足分をモータ・ジェネレータ５２により補助する制御もおこなわれない。
【００６６】
一方、前記ステップＳ３で否定的に判断された場合は、現在、第５速が設定されているか否かが判断される（ステップＳ８）。このステップＳ８で肯定的に判断された場合は、燃料電池６０Ａに所定量以上の燃料があるか否かが判断される（ステップＳ９）。この判断基準はステップＳ４と同様である。ステップＳ９で肯定的に判断された場合は、燃料電池６０Ａの電力によりモータ・ジェネレータ５２を駆動する。そして、加速要求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５２のトルクにより補助するアシスト制御をおこない（ステップＳ１０）、リターンされる。
【００６７】
このステップＳ１０においては、図１２に示すように第５速の全領域でモータ・ジェネレータ５２のアシスト制御がおこなわれる。また、第５速に対応するモータ・ジェネレータ５２のアシストトルクおよびトータルトルクは、図１３に示すとおりである。第５速に対応するモータ・ジェネレータ５２のアシストトルク量は、アクセル開度が所定の高開度以上の領域において、多くなるように設定されている。なお、第４速に対応するモータ・ジェネレータ５２のアシスト領域およびアシストトルクは図示されていないが、第５速に対応するアシストトルクの方が、第４速に対応するアシストトルクよりも多く設定される。
【００６８】
前記ステップＳ９で否定的に判断された場合は、２次電池システム６１のＳＯＣが所定値以上あるか否かが判断され（ステップＳ１１）、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合は２次電池システム６１の電力によりモータ・ジェネレータ５２を駆動して、ステップＳ１０の制御をおこなう。これに対して、ステップＳ１１で否定的に判断された場合は、加速要求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５２のトルクにより補助することができない。
【００６９】
このような条件下では、車両の走行抵抗に対する余裕駆動力がなく、現在の車速を維持することが困難になり、前述と同様の理由により、ダウンシフトとアップシフトとを頻繁に繰り返すビジーシフトが発生する可能性がある。そこで、自動変速機５４を第５速に設定することを禁止して強制的に第４速に制御し（ステップＳ１２）、リターンする。なお、このステップＳ１２においては、加速要求に対してエンジントルクが不足し、かつ、このトルクの不足分をモータ・ジェネレータ５２により補助する制御もおこなわれない。
【００７０】
ところで、ステップＳ８で否定的に判断された場合は、その他のギヤ段（変速段）制御がおこなわれ（ステップＳ１３）、リターンされる。例えば図１４に示すように第４速においては、所定車速以上であり、かつ所定アクセル開度以上の範囲に、モータ・ジェネレータ５２のアシスト領域（斜線で示す領域）が設定されている。この第４速においては、アクセル開度の高開度または中開度に対応する範囲に、アシスト領域が設定されている。すなわち、第５速および第６速に対応するアシスト領域と、第４速にアシスト領域とが異なる。
【００７１】
この実施形態においでは、第４速、第５速、第６速でそれぞれアシストトルク量が相違する例を示しているが、仮に各変速比に対応するアシストトルク量を同じに設定しておき、アシスト領域を必要に応じて、例えばアクセル開度が高開度となった場合に限り、アシスト領域を異ならせるようにすることもできる。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る。ステップＳ１，〜Ｓ１２が、この発明のトルク変更手段およびアシスト領域変更手段に相当し、ステップＳ４，Ｓ６，Ｓ７およびステップＳ９，Ｓ１１，Ｓ１２がこの発明の変速比制御手段に相当する。
【００７２】
以上のようにこの実施形態によれば、自動変速機５４の第５速と第６速とでは、モータ・ジェネレータ５４のアシストトルク量が異なり、かつ、自動変速機５４の第４速と第５速とでは、モータ・ジェネレータ５４のアシストトルク量が異なる。また、第４速と第５速および第６速とでは、モータ・ジェネレータ５４のアシスト制御がおこなわれるための領域、つまりアシスト領域が異なる。このため、自動変速機５４が所定の変速段から所定の変速段にアップシフトした後において、車両の駆動力不足が抑制される。したがって、車両の走行状態が変化しにくくなり、自動変速機５４のビジーシフトが抑制され、運転者の違和感を未然に防止することができる。
【００７３】
また、自動変速機５４の変速比が小さいほどモータ・ジェネレータ５２のトルクが増加されるため、自動変速機５４の変速比が小さくなることにともなう車両の駆動力の低下が抑制される。さらに、自動変速機５４の変速比が小さくなるほどエンジン５１のトルクが、モータ・ジェネレータ５２のトルクにより補助され易くなり、自動変速機５４の変速比が小さくなることにともなう車両の駆動力の低下が抑制される。
【００７４】
さらに、燃料電池６０Ａの燃料がある限りにおいて、その発電およびモータ・ジェネレータ５２に対する電力の供給が可能であり、モータ・ジェネレータ５２によるトルクアシストを継続することができる。さらにまた、モータ・ジェネレータ５２により、エンジン５１のトルクを補助することができない場合は、自動変速機５４がダウンシフトされるため、車両の駆動力の低下を抑制することができる。自動変速機５４の変速段の多段化により、所定の高速段が設定された状態においけるエンジン回転数が可及的に抑制されて燃費が向上する。したがって、高車速領域において、燃費の向上と自動変速機５４のビジーシフトの抑制とを両立させることができる。
【００７５】
図１５は、この発明のパワートレーンの他の実施形態を示す図である。図１５においては、エンジン（第１の駆動力源）７３の出力側に自動変速機７４が設けられており、自動変速機７４の出力側にモータ・ジェネレータ（第２の駆動力源）７５が設けられている。そして、モータ・ジェネレータ７５の出力側に、プロペラシャフト７５Ａおよび差動装置７６ならびにドライブシャフト７６Ａを介して、車輪（後輪）７７がトルク伝達可能に接続されている。図１５のパワートレーンにおいては、エンジン７３のトルクが自動変速機７４を経由して車輪７７に伝達される。これに対して、モータ・ジェネレータ７５のトルクは自動変速機７５に伝達されることなく、車輪７７に伝達される。この図１５のパワートレーンに対しても、この発明を適用することができる。
【００７６】
図１６は、この発明のパワートレーンの他の実施形態を示す図である。図１６は、四輪駆動車のパワートレーンであり、エンジン（第１の駆動力源）７８の出力側にトランスアクスル７９が設けられている。このトランスアクスル７９は、変速機と最終減速機とが一体的に組み込まれたユニットである。そして、このトランスアクスル７９の出力側に、ドライブシャフト８０を経由して車輪（前輪）８１がトルク伝達可能に接続されている。また、第２の駆動力源としてのモータ・ジェネレータ８２が搭載されており、モータ・ジェネレータ８２の出力側が、差動装置８３およびドライブシャフト８４を経由して車輪（後輪）８５にトルク伝達可能に接続されている。図１６のパワートレーンにおいては、エンジン７８のトルクがトランスアクスル７８を経由して車輪８１に伝達される一方、モータ・ジェネレータ８２のトルクが差動装置８３を経由して車輪８５に伝達される。この図１６のパワートレーンに対しても、この発明を適用することができる。
【００７７】
なお、変速機として、変速比が無段階（連続的）に変化する無段変速機が搭載されている車両において、変速比に応じてアシスト量を変更した場合は、無段変速機の変速比が可及的に小さい状態に維持され易くなり、エンジン５１が低回転数に制御されて燃費を一層向上することができる。また、上記実施形態において、自動変速機が前進段で“１”より小さい変速比を２段以上設定することができるように、歯車変速機構および摩擦係合装置を構成することもできる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、変速機の変速比の変更にともない、第２の駆動力源から出力されるトルクが変更されるため、変速比が変更されても車両の駆動力の変化が抑制される。したがって、変速にともない車両の走行状態が変化しにくくなり、例えば、アップシフトとダウンシフトとを頻繁に繰り返す現象、いわゆるビジーシフトが抑制されて、運転者の違和感を未然に防止することができる。
【００８０】
また、請求項１の発明によれば、変速機の変速比が小さいほど第２の駆動力源のトルクが増加されるため、変速機の変速比が小さくなることにともなう車両の駆動力の低下が抑制される。
【００８２】
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、燃料電池の燃料があれば電動機に電気エネルギを供給することができる。
【００８３】
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、電動機のトルクにより、第１の駆動力源のトルクを補助することができない場合は、変速比が可及的に大きく制御されるため、車両の駆動力の低下を抑制することができる。
【００８４】
請求項４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、変速段の多段化により、増速段が設定された場合には、第１の駆動力源が可及的に低回転数に制御されて燃費が向上する。
請求項５の発明によれば、請求項１から４のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る車両の制御装置の一実施例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明が適用されたハイブリッド車のパワートレーンを示す図である。
【図３】 図２のパワートレーンを詳細に示すスケルトン図である。
【図４】 図３に示された自動変速機の摩擦係合装置の係合・解放を説明する図表である。
【図５】 図２に示したシフト装置のシフトポジションを示す説明図である。
【図６】 図５に示すシフトポジションと、各シフトポジションにより設定可能な変速段との関係を示す図表である。
【図７】 図２に示す電子制御装置における入出力信号を示す説明図である。
【図８】 図２に示すハイブリッド車において、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する駆動力源切り換えマップである。
【図９】 図２に示すハイブリッド車において、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する駆動力源切り換えマップである。
【図１０】 この発明の実施形態において、自動変速機の制御に適用される変速線図である。
【図１１】 この発明の実施形態において、ロックアップクラッチの制御に適用されるロックアップクラッチ制御マップである。
【図１２】 この発明の実施形態において、第５速および第６速に対応するモータ・ジェネレータのアシスト領域を示す線図である。
【図１３】 この発明の実施形態において、アクセル開度と自動変速機の入力トルクとの関係を示す線図である。
【図１４】 この発明の実施形態において、第４速に対応するモータ・ジェネレータのアシスト領域を示す図である。
【図１５】 この発明の実施形態の他のパワートレーンを示す図である。
【図１６】 この発明の実施形態の他のパワートレーンを示す図である。
【符号の説明】
６Ａ，７７，８５…車輪、 ５１，７３，７８…エンジン、 ５２，７５，８２…モータ・ジェネレータ、 ５４，７４…自動変速機、 ６０Ａ…燃料電池、
７０…電子制御装置、 ７９…トランスアクスル。

Claims (5)

1. 車輪に対してトルク伝達可能に接続された第１の駆動力源および第２の駆動力源と、少なくとも一方の駆動力源と前記車輪との間のトルク伝達経路に設けられ、かつ、車両の走行状態に基づいて変速比が制御される変速機とを有する車両の制御装置において、
   前記第１の駆動力源および前記第２の駆動力源のトルクを前記車輪に伝達するとともに車速とアクセル開度とで決まる変速比を設定して走行する場合に、前記第２の駆動力源のトルクを、前記変速機の変速比が変更されても車両の駆動力の変化が抑制されるように変更するトルク変更手段を備え、前記トルク変更手段には、前記変速機の変速比が小さいほど、前記第２の駆動力源のトルクを増加する機能が含まれていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記第２の駆動力源には電動機が含まれており、この電動機のエネルギー源が燃料電池であ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. 前記燃料電池の燃料が所定量以下である場合は、前記変速機の変速比が可及的に大きくなるように制御する変速比制御手段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。
4. 前記変速機が、前進段における増速段として２段以上の変速段を設定することができることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 前記トルク変更手段は、前記変速機でアップシフトした場合にアップシフト後における車両の駆動力不足を抑制するように前記第２の駆動力源のトルクを変更する手段を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両の制御装置。

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