JP3906604B2

JP3906604B2 - 車両の駆動制御装置

Info

Publication number: JP3906604B2
Application number: JP13192999A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000320582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の出力側に入力クラッチを備えている車両の駆動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、地球規模の環境保全やエネルギ節減に着目されるようになってきており、それに伴って車両からの排気ガスを低減し、また燃費を向上させることが強く要求されるようになってきている。このような要請を背景に、動力源として内燃機関と併せて電動機を搭載したハイブリッド車が開発され、実用化されている。
【０００３】
この種のハイブリッド車では、内燃機関を最も燃焼効率の良い状態で運転し、発進時や大きい駆動トルクが要求される場合には、バッテリの電力や内燃機関によって駆動される発電機からの電力で電動機を駆動し、さらに減速時には車両の有している走行慣性力によって発電機を駆動してエネルギの回生をおこなうことにより、排ガスの削減および燃費の向上と動力性能とを両立させるようにしている。さらに最近では、車両の一時的な停止時においても内燃機関の運転を止めるいわゆるエコラン制御が実行されるようになってきており、これにより燃料消費量および排ガスの発生量を抑制している。
【０００４】
これらのハイブリッド車やエコラン制御の効果を更に向上させるには、摩擦によるエネルギの消費を削減することが好ましく、そのためには内燃機関を駆動系統から選択的に遮断するクラッチを設けることが有効である。例えば、モータ・ジェネレータを動力源として走行する場合や減速時にエネルギの回生をおこなう場合に内燃機関を駆動系統から遮断すれば、モータ・ジェネレータの出力する動力で内燃機関を不必要に回転させたり、あるいは車両の有する走行慣性力で内燃機関を不必要に回転させることがなくなるので、内燃機関での摩擦による動力の損失（フリクションロス）が低減されて燃費を向上させることができる。また、燃料の消費が少ない分、排ガスの発生量を少なくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、減速時にモータ・ジェネレータによってエネルギの回生をおこなえば、モータ・ジェネレータを強制的に回転させることに伴う抵抗力が、車両に対して制動力として作用し、ブレーキを効かせることができる。その制動力は、モータ・ジェネレータでの発電量（回生量）に応じて変化するが、内燃機関を主たる動力源とするハイブリッド車ではモータ・ジェネレータが内燃機関に対して相対的に小型であり、またモータ・ジェネレータで発生した電力を受け入れるバッテリやキャパシタなどの蓄電手段には充電量の制限があるから、上記のように入力クラッチを解放することにより内燃機関を駆動系統から遮断した状態では制動力が不足する場合がある。また、モータ・ジェネレータを有さない車両では、入力クラッチを解放すると、制動力が全く発生しない。
【０００６】
すなわち、いわゆる機敏な走行をする場合には、相対的に大きい変速比を設定して加速性を高くすると同時に、迅速かつ大きい制動力が要求されるが、そのような制動力に対してモータ・ジェネレータのみでのブレーキ力では制動力の不足傾向が強くなる。また、蓄電手段の充電量が高い状態から更に充電すると、蓄電手段の耐用寿命が低下するので、所定の充電量以上では蓄電手段に対する充電を制限することになり、それに伴ってモータ・ジェネレータでの発電を制約することになるから、回生制動力が不足することになる。このように、前記入力クラッチを設けることにより、フリクションロスを防止するなどの利点が生じる反面、モータ・ジェネレータによる車両の制動性能に影響が生じ、ドライバビリティが損なわれる可能性があった。さらに、制動力が不足している状態を検出し、それに基づいて内燃機関を駆動系統に連結することにより制動力を生じさせることが考えられるが、そのためには内燃機関を駆動系統に連結するための制御が制動制御に介在することになるので、制動制御の応答性が低下する可能性がある。
【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、内燃機関の出力側に入力クラッチを有する車両のドライバビリティを向上させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、減速時における車両の状態に応じて入力クラッチの係合状態を制御することにより、内燃機関を選択的に強制的に回転させ、その抵抗力を制動力とするように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、内燃機関の出力側に入力クラッチを有する車両の駆動制御装置であって、手動操作によって変速比を選択することのできる変速モードを設定可能な変速機と、前記手動操作によって変速比を選択できる変速モードが設定されることを判定する判定手段と、前記手動操作によって変速比を選択できる変速モードが設定されることが判定された場合には、減速時における前記入力クラッチの係合度合いを高くして前記内燃機関を強制的に回転させることに伴う抵抗力を制動力として作用させる制御手段とを備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【０００９】
また、請求項２の発明は、内燃機関の出力側に入力クラッチを有する車両の駆動制御装置において、検出された車速が目標車速となるように車速を制御する車速制御システムと、前記車速制御システムが動作状態であることを判定する判定手段と、前記車速制御システムが動作状態であることが判定された場合には、減速時における前記入力クラッチの係合度合いを高くして前記内燃機関を強制的に回転させることに伴う抵抗力を制動力として作用させる制動制御手段とを備えていることを特徴とする車両の駆動制御装置である。
【００１５】
したがってこの発明では、手動操作によって変速比を選択できる変速モードが設定されていること、あるいは目標車速となるように車速を制御する車速制御システムが動作状態であることに基づいて高い制動性能が要求される状態では、入力クラッチが半係合状態を含む係合状態に制御され、内燃機関がその出力側の駆動系統に連結される。その結果、減速時には車両の走行慣性力によって内燃機関を強制的に回転させることになるので、内燃機関で生じる抵抗力が制動力として直ちに作用し、充分な制動力が迅速に得られるなど制動性能に対する要求を満たし、車両のドライバビリティが良好なものとなる。
【００１６】
【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はこの発明で対象とする車両の駆動系統およびその制御系統の一例を示しており、内燃機関１の出力側に入力クラッチ２を介して電動機３が接続されている。さらにその電動機３の出力側にトルクコンバータ４を介して自動変速機５が連結されている。なお、電動機３はリターダとして機能するものであるが、この発明では、油圧ポンプや摩擦材あるいはフライホイールなどを電動機３に替わるリターダとして使用することができる。
【００１７】
その内燃機関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、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。したがってエンジン１は、外力によって強制的に回転させ、その際の抵抗力を制動力として作用させることができ、また強制的に回転させた状態で燃料を供給することにより始動するように構成されている。さらに、出力を電気的に制御できるようにするために、エンジン１には電子スロットルバルブ７が設けられている。
【００１８】
エンジン１の出力側に設けられている入力クラッチ２は、エンジン１の出力を電動機３もしくはトルクコンバータ４に選択的に伝達するためのものである。言い換えれば、入力クラッチ２は、エンジン１を電動機３以降の駆動系統から選択的に遮断するためのものであり、乾式あるいは湿式のクラッチや単板もしくは多板のクラッチを採用することができ、さらにまた電磁クラッチなどの電気的に係合・解放を制御することのできるクラッチを採用することができる。なお、単板式あるいは多板式のクラッチであっても、電気的に制御できるアクチュエータ（図示せず）によって係合・解放の制御をおこなうように構成することができる。
【００１９】
また、電動機３は、要は、電力が供給されてトルクを出力する動力装置であり、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３をモータ・ジェネレータ３と記す。このモータ・ジェネレータ３を入力クラッチ２およびトルクコンバータ４に連結する構造は、入力クラッチ２の出力側の部材にトルクコンバータ４の入力軸などの入力側の部材を連結し、そのトルクコンバータ４の入力側の部材に、モータ・ジェネレータ３のロータを一体に回転するように連結した構成とすればよい。
【００２０】
自動変速機５の入力側に配置されているトルクコンバータ４は、流体を介してトルクの伝達をおこなう伝動機構であって、その入力側の部材と出力側の部材との速度比（回転数の比）に応じて入力トルクが増幅されて出力される。また、その入力側の部材と出力側の部材とを直接、機械的に連結するロックアップクラッチ８が内蔵されている。このロックアップクラッチ８は、いわゆる摩擦クラッチであり、滑りのない完全な係合状態と滑りを伴ってトルクを伝達するいわゆる半係合状態とに制御することができる。そしてこのロックアップクラッチ８が半係合状態を含めて係合している状態では、流体を介したトルクの伝達が減じられるので、その分、トルクの増幅作用が少なくなり、もしくは皆無となる。
【００２１】
自動変速機５は、要は、車両の走行状態に応じて変速比を自動的に設定する変速機であって、トルクの伝達経路を変更して変速比を所定の値に設定する歯車変速機部９と、その歯車変速機部９および前記トルクコンバータ４を制御する油圧制御部１０とを備えている。その歯車変速機部９は、複数組の遊星歯車機構を主体として構成されているギヤトレーンにおけるトルクの伝達経路を替えて複数段の変速比を設定する構成のもの、常時噛み合っている複数対のギヤ対を選択的に入力軸と出力軸とに連結して所定の変速比を設定する構成のものなどを採用することができる。
【００２２】
これらトルクコンバータ４および自動変速機５を駆動および制御するための油圧は、従来の自動変速機と同様に、主に、トルクコンバータ４と歯車変速機部９との間に配置された油圧ポンプ１１を、トルクコンバータ４の入力側の部材と共に回転させることにより発生させるように構成されている。したがってこの油圧ポンプ１１をエンジン１もしくはモータ・ジェネレータ３によって駆動することになるが、これらエンジン１およびモータ・ジェネレータ３が停止している場合であっても所定の油圧を発生させるために電動オイルポンプ１２が設けられている。これは、例えばトルクコンバータ４の外周側で油圧制御部１０に接近した位置に配置されている。
【００２３】
エンジン１の前端側（前記入力クラッチ２とは反対側）に伝動機構１３が設けられ、この伝動機構１３によって動力を伝達されて回転する第２のモータ・ジェネレータ１４が、エンジン１の先端側の側部に取り付けられている。その伝動機構１３は、例えば一対のプーリーとこれらに巻き掛けたベルトとからなる巻き掛け伝動機構や互いに噛合した複数の歯車からなる歯車伝動機構などからなるものであって、その駆動側の部材がクラッチ１５を介してエンジン１のクランクシャフト（図示せず）に連結されている。
【００２４】
また、この第２のモータ・ジェネレータ１４は、電流が供給されてトルクを出力する電動機としての機能と、エンジン１によって回転させられて起電力を生じる発電機としての機能とを備えたものであって、前述したモータ・ジェネレータ３と同様に、固定永久磁石型同期モータなどが採用されている。したがってこの第２のモータ・ジェネレータ１４は、エンジン１をモータリングして始動するスタータとしての機能と、エアコンなどの補機類を駆動するための電動機としての機能とを備えている。
【００２５】
つぎに制御のためのシステムについて説明すると、前記エンジン１を制御するために電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）１６が設けられている。この電子制御装置１６は、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体として構成されており、エンジン回転数やアクセル開度、変速信号、エンジン水温、始動のための信号などの入力信号に基づいて演算をおこない、エンジン１の始動のための信号や電子スロットルバルブ７のスロットル開度信号、燃料噴射信号、点火時期信号、吸気バルブあるいは排気バルブ（それぞれ図示せず）のバルブタイミング信号などの制御信号を出力するように構成されている。
【００２６】
また、前記入力クラッチ２の係合・解放を制御するための入力クラッチ用電子制御装置（ＣＬ−ＥＣＵ）１７が設けられている。この入力クラッチ用電子制御装置１７は、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体として構成されたものであって、エンジン回転数信号や車速信号、アクセル開度信号などの適宜の入力信号に基づいて、入力クラッチ２を係合もしくは解放させる制御信号を出力するように構成されている。なお、その制御は、入力クラッチ２の完全解放と完全係合との制御以外に、トルクの伝達を制限した滑りを伴ういわゆる半係合状態での制御も含む。
【００２７】
前記モータ・ジェネレータ３には、交流−直流の変換およびモータ・ジェネレータ３に供給する電流や周波数、モータ・ジェネレータ３で発生した電力の制御などをおこなうインバータ１８が接続され、さらにこのインバータ１８に蓄電手段であるバッテリ１９が接続されている。そしてこれらのインバータ１８やバッテリ１９を制御するための電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２０が設けられている。すなわちこの電子制御装置２０は、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体として構成されたものであって、モータ・ジェネレータ３についての上記の制御に加え、バッテリ１９の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge ）を制御するように構成されている。なお、この発明における蓄電手段としては上記のバッテリ１９以外にキャパシタなどの電力を蓄える機能のあるものを適宜に採用することができる。
【００２８】
さらに、前記自動変速機５を制御するために、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体とする自動変速機用電子制御装置（Ａ／Ｔ−ＥＣＵ）２１が設けられている。この電子制御装置２１は、車速やアクセル開度、エンジン回転数、油温などの入力信号に基づいて演算をおこない、走行状態に応じた変速比の設定やエンジンブレーキ状態の設定、ロックアップクラッチ８の係合・解放ならびにスリップ状態の制御などをおこなうように構成されている。
【００２９】
前記電動オイルポンプ１２には、インバータ２２を介してバッテリ２３が接続されており、これらのインバータ２２およびバッテリ２３を制御するためのマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体とした電子制御装置（Ｏ／Ｐ−ＥＣＵ）２４が設けられている。すなわち、エンジン１およびモータ・ジェネレータ３が停止している状態で前記歯車変速機部９での摩擦係合装置を係合させ、あるいはロックアップクラッチ８を解放させるなどのために必要とする油圧を、電動オイルポンプ１２によって発生させるように構成されている。
【００３０】
そして、前記第２のモータ・ジェネレータ１４にインバータ２５を介してバッテリ２６が接続され、さらにこれらのインバータ２５およびバッテリ２６を制御するために、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体とした電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）２７が設けられている。そしてこの電子制御装置２７によって、第２のモータ・ジェネレータ１４の出力トルクや回転数あるいは起電力やバッテリ２５に対する充電電力などを制御するように構成されている。なお、この電子制御装置２７によって前記伝動機構１３におけるクラッチ１５の係合・解放の制御を実行することができる。
【００３１】
上述したエンジン１やモータ・ジェネレータ３および自動変速機５などを含む駆動系統は、全体として相互に関連させて制御され、そのために上記の各電子制御装置１６，１７，２０，２１，２４，２７が、総合制御装置（Ｇ−ＥＣＵ）２８に接続され、かつ相互にデータを送受信できるようになっている。この総合制御装置２８はマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体として構成されたものであって、走行のための動力源の選択や減速時のエネルギの回生などのハイブリッド車としての制御に加えて、一時的な停車時におけるエンジン１の停止およびその後のエンジン１の始動などのいわゆるエコラン走行のための制御をおこなうように構成されている。
【００３２】
上記のハイブリッド車は、エンジン１の出力を電気的に制御して車速を目標値に維持するクルーズコントロールシステムを備えている。その一例が、運転者によって設定された目標車速に実車速が一致するようにエンジン１の出力を制御し、それに伴って自動変速機５での変速比を制御するシステムである。また他の例は、レーザービームレーダやミリ波レーダによって前方の車両との車間距離や前方の車両の車速などを検出し、その検出結果に基づいて前方車両に所定の間隔をあけた追従するように車速を制御するシステムである。その制御をおこなうための電子制御装置（クルーズ−ＥＣＵ）２９が設けられている。この電子制御装置２９も上述した各電子制御装置と同様にマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を主体として構成され、前記総合制御装置２８にデータ通信可能に接続されている。
【００３３】
図３に上記の自動変速機５の具体的な構成を示し、また図４にその各変速段を設定するための摩擦係合装置の係合・解放の作動表を示してある。図３において、トルクコンバータ４は、入力クラッチ２における出力側の部材もしくはモータ・ジェネレータ３のロータに連結されたフロントカバー４０と一体のポンプインペラ４１を備えており、このポンプインペラ４１とフロントカバー４０との間にポンプインペラ４１と対向してタービンランナ４２が配置されている。これらポンプインペラ４１とタービンランナ４２との間でその回転中心側の部分には、一方向クラッチ４３によって保持されたステータ４４が配置されている。
【００３４】
さらに、タービンランナ４２とフロントカバー４０との間には、フロントカバー４０の内面に向けて押圧されてフロントカバー４０に係合するロックアップクラッチ８が配置され、このロックアップクラッチ８は、タービンランナ４２を取り付けてあるハブに一体化されている。そしてこのフロントカバー４０およびポンプインペラ４１によって形成される密閉容器の内部に、作動油としてオートマチック・トランスミッション・フルード（以下、ＡＴＦと略記する）が封入されている。
【００３５】
したがってポンプインペラ４１がフロントカバー４０と共に回転してＡＴＦの螺旋流を生じさせ、これがタービンランナ４２に作用してタービンランナ４２を回転させ、このようにして両者の間でトルクを伝達するようになっている。すなわちポンプインペラ４１が入力要素として機能し、またタービンランナ４２が出力要素として機能する。さらに、ロックアップクラッチ８が係合することにより、ＡＴＦを介さずにタービンランナ４２に対して直接動力を伝達するようになっている。なお、ロックアップクラッチ８を所定の係合圧で滑らせるスリップ制御をおこなうことも可能である。
【００３６】
自動変速機５における歯車変速機部は、副変速部４６および主変速部４７から構成されている。副変速部４６は、オーバドライブ用の遊星歯車機構４８を備えており、前記トルクコンバータ４におけるタービンランナ４２と一体となって回転する入力軸５０が、遊星歯車機構４８のキャリヤ４９に連結されている。この遊星歯車機構４８を構成するキャリヤ４９とサンギヤ５１との間には、多板クラッチＣ0 と一方向クラッチＦ0 とが設けられている。
【００３７】
この一方向クラッチＦ0 は、サンギヤ５１がキャリヤ４９に対して相対的に正回転、つまり、入力軸５０の回転方向に回転した場合に係合するようになっている。そして、副変速部４６の出力要素であるリングギヤ５２が、主変速部４７の入力要素である中間軸５３に接続されている。また、サンギヤ５１の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。
【００３８】
したがって、副変速部４６は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態で遊星歯車機構４８の全体が一体となって回転する。このため、中間軸５３が入力軸５０と同速度で回転し、低速段となる。また、ブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ５１の回転を止めた状態では、リングギヤ５２が入力軸５０に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００３９】
他方、主変速部４７は、三組の遊星歯車機構５４，５５，５６を備えており、三組の遊星歯車機構５４，５５，５６を構成しているそれぞれの回転要素が、以下のように連結されている。すなわち、第１遊星歯車機構５４のサンギヤ５７と、第２遊星歯車機構５５のサンギヤ５８とが互いに一体的に連結されている。また、第１遊星歯車機構５４のリングギヤ５９と、第２遊星歯車機構５５のキャリヤ６０と、第３遊星歯車機構５６のキャリヤ６１とが連結されている。さらに、キャリヤ６１に出力軸６２が連結されている。さらにまた、第２遊星歯車機構５５のリングギヤ６３が、第３遊星歯車機構５６のサンギヤ６４に連結されている。
【００４０】
この主変速部４７の歯車列においては、後進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまりクラッチおよびブレーキが、以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、リングギヤ６３およびサンギヤ６４と、中間軸５３との間に第１クラッチＣ1 が設けられている。また、互いに連結されたサンギヤ５７およびサンギヤ５８と、中間軸５３との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００４１】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構５４のサンギヤ５７、および第２遊星歯車機構５５のサンギヤ５８の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ５７，３８とケーシング６５との間には、第１一方向クラッチＦ1 と、多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されている。第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ５７，３８が逆回転、つまり入力軸５０の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合するようになっている。
【００４２】
また、第１遊星歯車機構５４のキャリヤ６９とケーシング６５との間に、多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 が設けられている。そして第３遊星歯車機構５６はリングギヤ６６を備えており、リングギヤ６６の回転を止めるブレーキとして、多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と、第２一方向クラッチＦ2 とが設けられている。第４ブレーキＢ4 および第２一方向クラッチＦ2 は、ケーシング６５とリングギヤ６６との間に相互に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ６６が逆回転しようとする際に係合するように構成されている。さらに、歯車変速機部の入力回転数を検出する入力回転数センサ（タービン回転数センサ）６７と、出力軸６２の回転数を検出する出力回転数センサ（車速センサ）６８とが設けられている。
【００４３】
上記のように構成された自動変速機５においては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を、図４の係合作動表に示すように係合・解放することにより、前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図４おいて○印は摩擦係合装置が係合することを示し、◎印は、エンジンブレーキ時に摩擦係合装置が係合することを示し、△印は摩擦係合装置が係合・解放のいずれでもよいこと、言い換えれば、摩擦係合装置が係合されてもトルクの伝達には無関係であることを示し、空欄は摩擦係合装置が解放されることを示している。
【００４４】
図４に示すＰ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進段）、Ｎ（ニュートラル）ならびに第１速（１ｓｔ）ないし第５速（５ｔｈ）の各シフト状態は、図示しないシフト装置のレバーをマニュアル操作することにより設定される。そのシフトレバーによって設定される各シフトポジションの配列は、図５に示すとおりであり、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）ポジションが、ここに挙げた順序で車両の前後方向に沿って配列され、そのＤポジションに対して車両の幅方向に隣接する位置に“４”ポジションが配置され、その“４”ポジションに対して車両後方側に隣接して“３”ポジションが配置され、さらにこの“３”ポジションの位置から車両の斜め後方に“２”ポジションおよびＬポジションが順に配列されている。
【００４５】
ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また“４”ポジションは、第１速ないし第４速、“３”ポジションは第１速ないし第３速、“２”ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、“３”ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００４６】
また、上記の自動変速機５は手動操作によって変速段を選択するマニュアルシフトモードを設定できるように構成されている。その一例が、ＤポジションないしＬポジションのいずれかをシフトレバーによって選択することにより、そのポジションに応じた変速段を設定するモードである。すなわち、マニュアル操作によって変速段を設定する変速モードであって、これがスポーツモードである。このスポーツモードを選択するスポーツモードスイッチ７０がインストルメントパネルもしくはセンターコンソール（それぞれ図示せず）などに設けられている。このスイッチ７０をオン操作した状態で、シフトレバーをＤポジションに設定すると前進第５速となり、また“４”ポジションに設定すると前進第４速、“３”ポジションに設定すると前進第３速、“２”ポジションに設定すると前進第２速、Ｌポジションに設定すると前進第１速の各変速段が設定される。
【００４７】
他のマニュアルシフトモードの例がステアマチックモードである。このモードは、要は、ステアリングホイールに設けられたスイッチを手動操作することによって変速を実行するモードであり、そのスイッチの一例を図６に示してある。すなわちステアリングホイール７１の表面側の左右二箇所にプッシュボタン式のダウンスイッチ７２が設けられている。また、これらのダウンスイッチ７２に対して背面側の位置にアップスイッチ７３が設けられている。なお、図６ではこのアップスイッチ７３を破線で示してある。そして、ダウンスイッチ７２を１回オン操作するごとに、その時点の変速段に対して１段低速段側の変速段へのダウンシフト信号が出力され、またアップスイッチ７３を１回オン操作するごとに、その時点の変速段に対して１段高速段側の変速段へのアップシフト信号が出力されるようになっている。その場合、これらのスイッチ７２，７３で選択された変速段の全てでエンジンブレーキが効くように制御される。具体的には図４に◎印を付してある摩擦係合装置が係合させられる。
【００４８】
なお、ステアマチックモードは、上記の例とは異なり、シフトポジションをスイッチ操作で切り換えるように構成することもできる。すなわち上記のスポーツモードスイッチに類する可能化（アクティベーション）スイッチ（図示せず）を設けておき、これをシフトレバーによってオン動作させた状態（可能状態）で上記のアップスイッチもしくはダウンスイッチをオン操作するごとにシフトポジションが図５に示すＤポジションからＬポジションの範囲で１段ずつアップもしくはダウンするように構成することができる。この制御は、ＤポジションないしＬポジションのいずれかのポジションに対するシフトレバーの手動切換操作に替わる制御であり、したがって設定可能な上限の変速段が切り替わるのみであるから、それぞれのポジションで設定可能な上限の変速段でエンジンブレーキが効き、他の変速段ではエンジンブレーキが効かないように制御される。
【００４９】
エンジンによって走行する場合、車速が低いほど、またアクセル開度が大きいほど、エンジンの回転が不安定になって排ガスの悪化や燃費の悪化が生じる傾向が強くなる。そのため、エンジンとモータ・ジェネレータとを搭載しているハイブリッド車では、発進時およびその直後はモータ・ジェネレータによって走行し、車速が増大するに従って動力源をエンジンに切り換える制御を実行する。エンジン１とモータ・ジェネレータ３との運転領域は、基本的には上記のように設定されているが、エンジン回転数は自動変速機５で設定されている変速比によって異なるので、上記のシフトポジションごとにエンジン１とモータ・ジェネレータ３との運転領域が設定されている。その例を図７ないし図１０に模式的に示してある。
【００５０】
図７は、Ｄポジションが設定されている場合に使用されるマップであって、横軸に車速を採り、縦軸にアクセル開度を採ってあり、低アクセル開度側および低車速側に実線で囲んだ領域がモータ・ジェネレータ３を運転して駆動力源とする領域であり、そのモータ・ジェネレータ領域の外側がエンジン１によって走行するエンジン領域である。また、破線は、変速段の領域を示している。したがってこれらの各シフトポジションでは、第３速までは、低車速側でモータ・ジェネレータ３によって走行し、第４速以上では、エンジン１を駆動力源として走行をおこなうことになる。
【００５１】
以下同様に、図８は“２”ポジションが選択された場合に設定されるマップを示し、図９はＬポジションが選択された場合に使用されるマップを示し、さらに図１０はＲポジションが選択された場合に使用されるマップを示している。これらの図から知られるように、低車速側のシフトポジションほど、モータ・ジェネレータ領域が低車速側に設定され、またＲポジションでは低アクセル開度側にモータ・ジェネレータ領域が設定されている。
【００５２】
また、前述したようにエンジン１をモータ・ジェネレータ３もしくはトルクコンバータ４に選択的に連結する入力クラッチ２が設けられており、この入力クラッチ２が電気的に制御されるようになっている。そのための油圧回路の一例を図１１に示してある。オイルパン８０からオイルを吸引かつ加圧するオイルポンプ１１の吐出側にプライマリーレギュレータバルブ８１が接続されている。このプライマリーレギュレータバルブ８１は、従来の自動変速機におけるプライマリーレギュレータバルブと同様であって、エンジン出力あるいはモータ・ジェネレータ３の出力に応じたライン圧を発生させるように構成されている。
【００５３】
このプライマリーレギュレータバルブ８１から吐出されたライン圧がマニュアルバルブ８２に入力されている。このマニュアルバルブ８２は、シフトレバー８３によって切り換えられるバルブであって、シフトレバー８３を前述した各シフトポジションに設定することにより、各シフトポジションに応じたポートからライン圧を出力させるように構成されている。そのライン圧の供給箇所の一例が前述した歯車変速機部９における第１クラッチＣ1 および第２クラッチＣ2 であり、シフトレバー８３がＲポジションに設定されている場合には、第１クラッチＣ1 にはライン圧が供給されず、ＰポジションとＮポジションとの非走行ポジションでは、いずれのクラッチＣ1 ，Ｃ2 にもライン圧が供給されず、さらにＤポジションなどの走行のためのためのポジションに設定されている場合には、変速段に応じて第１クラッチＣ1 と第２クラッチＣ2 とにライン圧が供給されるようになっている。
【００５４】
一方、入力クラッチ２を制御するためのソレノイドバルブ８４が設けられており、前記プライマリーレギュレータバルブ８１から吐出したライン圧をこのソレノイドバルブ８４を介して入力クラッチ２に供給するようになっている。そのソレノイドバルブ８４は、オン／オフの二位置に切り換えられる単純な切換バルブであってもよいが、好ましくは、出力圧を連続的に変化させることのできるリニアソレノイドバルブあるいはデューティソレノイドバルブである。この種の出力圧を連続的に変化させることのできるソレノイドバルブを使用することにより、入力クラッチ２の係合圧すなわち伝達トルクを連続的に変化させ、入力クラッチ２をいわゆるスリップ制御することができる。なお、入力クラッチ２に供給する係合油圧を調圧する調圧弁を設け、前記ソレノイドバルブ８４の出力圧をその調圧弁のパイロット圧とすることにより、入力クラッチ２の係合圧を制御するように構成してもよい。また、前記プライマリーレギュレータバルブ８１には、前述した電動オイルポンプ１２が接続されており、オイルポンプ１１が停止しかつライン圧を必要とする場合に、電動オイルポンプ１２が発生させた油圧をプライマリーレギュレータバルブ８１に供給するようになっている。
【００５５】
上述した車両におけるハイブリッド走行およびエコラン走行の各制御は、それぞれの電子制御装置１６，１７，２０，２１，２４，２７，２９の間で前記総合制御装置（Ｇ−ＥＣＵ）２８を介してデータ送信しつつ実行される。またその総合制御装置２８が所定の電子制御装置１６，１７，２０，２１，２４，２７，２９に制御信号を出力する。
【００５６】
そこで、この総合制御装置２８に入出力される信号を例示すれば、図１２のとおりである。先ず、入力信号の例を挙げれば、ミリ波レーダからの信号、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE 、エンジン水温、イグニッションスイッチからの信号、バッテリＳＯＣ（State of Charge：充電状態）、スポーツシフトモードでのアップ信号、スポーツシフトモードでのダウン信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機（ＡＴ）油温、シフトポジション、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）温度、アクセル開度、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号（マニュアルシフトモード信号）、車両加速度センサからの信号、駆動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサからの信号、レゾルバ信号などである。なお、第１番目に挙げたミリ波レーダとは、ミリ波によって前方の車両を検出し、その前方の車両に追従して走行する制御をおこなうためのレーダである。いわゆるレーダクルーズ制御のためのシステムである。また、最後に挙げてあるレゾルバ信号は、モータ・ジェネレータ３におけるロータの回転方向での位置を検出するためのレゾルバから出力される信号である。
【００５７】
また、出力信号の例を挙げると、点火信号、噴射（燃料の噴射）信号、入力クラッチ用ソレノイドバルブに対する信号、モータ・ジェネレータ３の電子制御装置２０に対する信号、ＡＴソレノイドへの信号、ＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、スポーツモード（マニュアルシフトモード）インジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、ＡＴロックアップコントロールソレノイドバルブへの信号、ＡＴ電動オイルポンプへの信号などである。
【００５８】
上述したハイブリッド車は、エンジン１をその出力側の駆動系統に対して入力クラッチ２によって連結・遮断することができるので、その機能を有効に利用してドライブビリティを向上させるように構成されている。その制御例を図１に示してある。
【００５９】
図１は、減速時の原動機ブレーキ力（エンジンブレーキ力）を制御する制御例を示している。先ず、データの読み込みなどの入力信号の処理がおこなわれる（ステップＳ１）。ついでコースト状態（車両が動力源から駆動力を受けずに走行する状態）か否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で否定判断された場合、すなわちコースト状態でなければ、エンジン１が出力する駆動力で車両が走行することになるので、入力クラッチ２を係合させてエンジン１をその出力側の駆動系統に連結する（ステップＳ３）。
【００６０】
これに対してコースト状態であることによりステップＳ２で肯定判断された場合には、入力クラッチ２を解放するための他の条件が成立しているか否かが判断される。すなわちシフト装置によってエンジンブレーキ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Ｓ４）。ここでエンジンブレーキポジションとは、前述した“４”ポジション、“３”ポジション、“２”ポジションおよびＬポジションであって、シフトレバーをこれらのいずれかのポジションに移動させることによって設定される。そしてこれらの各ポジションでは、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうちで最も高速側の変速段でエンジンブレーキ（原動機ブレーキ）が効くように制御される。
【００６１】
したがってエンジンブレーキポジションが設定されていることによりステップＳ４で肯定判断された場合には、ステップＳ３に進んで入力クラッチ２が係合させられる。すなわちコースト状態でエンジン１をその出力側の駆動系統に連結する。その結果、車両の有する走行慣性力によってモータ・ジェネレータ３のみならずエンジン１をも強制的に回転させることになる。そのため、エンジン１を回転させることに伴う摩擦力などの抵抗力が制動力として作用する。したがってエンジンブレーキの効きがよくなり、エンジンブレーキポジションを選択していることにより表されている運転者の制動要求に即した制動性能が生じ、ドライバビリティが良好になる。
【００６２】
また、ステップＳ４で否定判断された場合には、変速モードとしてマニュアルシフトモードが設定されているか否かが判断される（ステップＳ５）。これは、前述したスポーツモードスイッチがオン操作されてシフトレバーによって変速段が選択されるモード、もしくはステアリングホイールに設けられているアップスイッチおよびダウンスイッチが有効化されているモードなどの手動操作によって変速を実行できるモードが設定されているか否かの判断である。これらのモードは、変速比を手動操作によって変化させて車両の駆動力を運転者の意図するように変化させるためのものであるから、これらのモードが選択されていることによりステップＳ５で肯定判断された場合には、エンジンブレーキ力を増大させるために、あるいは意図するエンジンブレーキ力を生じさせるために、ステップＳ３に進んで入力クラッチ２を係合させる。したがって要求される駆動力のみならず制動性能も要求に即したものとなるので、ドライバビリティが向上する。
【００６３】
さらに、ステップＳ５で否定判断された場合には、クルーズコントロールモードが設定されているか否かが判断される（ステップＳ６）。クルーズコントロールは、前述したように、設定した目標車速に実車速を維持する制御もしくは前方車両に追従して走行する制御をおこなう走行形態であり、その制御をおこなう場合には、相対的に機敏な車両の挙動が必要である。そのため、この走行モードが設定されていることにより（クルーズコントロールシステムがオン状態であることにより）、ステップＳ６で肯定判断された場合には、ステップＳ３に進んで入力クラッチ２を係合させる。したがってコースト状態でエンジン１がその出力側の駆動系統に連結されるので、車両の走行慣性力に対する負荷が増大し、エンジンブレーキ性能が高くなり、ドライバビリティが向上する。
【００６４】
これに対してステップＳ６で否定判断された場合には、蓄電手段としてのバッテリ１９（もしくはキャパシタ）のＳＯＣが予め定めた基準値Ｆu ％以上か否かが判断される（ステップＳ７）。コースト状態では自動変速機５の出力側から入力される走行慣性力によってモータ・ジェネレータ３が強制的に回転させられて発電をおこない、その電力がバッテリ１９に充電される。その場合、バッテリ１９のＳＯＣが高い場合、それ以上に充電すると、バッテリ１９の劣化が進行して耐用寿命が低下する。したがってバッテリ１９のＳＯＣが所定値Ｆu ％以上であることによりステップＳ７で肯定判断された場合には、ステップＳ３に進んで入力クラッチ２を係合させる。このように制御することにより、バッテリ１９に対する充電すなわちモータ・ジェネレータ３による発電が制約されても、エンジン１がその出力側の駆動系統に接続されて制動力を生じるので、全体としてのエンジンブレーキ力が低下することがなく、その結果、車両のドライバビリティが維持され、あるいは向上する。
【００６５】
そしてこのステップＳ７で否定判断された場合には、入力クラッチ２を解放し（ステップＳ８）、エンジン１をその出力側の駆動系統から遮断する。すなわち、バッテリ１９に対して充分充電をおなうことができる状態であるから、エンジン１を強制的に回転させることによるエネルギの無駄な消費を防止し、エネルギ効率を向上させる。
【００６６】
なお、上記のステップＳ３で入力クラッチ２を係合させる場合、入力クラッチ２を完全に係合させる以外に、制動性能の要求の度合いに応じて係合力を調整し、スリップを伴ういわゆる半係合状態に制御することとしてもよい。また、上記のステップＳ４ないしステップＳ７の判断過程は、上記の順序で実行する必要は特にはなく、その判断順序は制約されない。また、これらの判断を全ておこなう必要はなく、いずれかを選択しておこなってもよく、あるいは制動力の増大要求を表す更に他の条件を判断することとしてもよい。したがって上記のステップＳ４ないしステップＳ７を実行する機能的手段が、この発明における制動要求判定手段に相当し、またステップＳ３がこの発明における制動制御手段に相当する。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、減速時における車両の状態に応じて、すなわち手動操作で変速比を選択できる変速モードが設定されている場合、および目標車速となるように車速を制御する車速制御システムが動作状態である場合に、入力クラッチの係合状態を制御することにより、内燃機関を選択的に強制的に回転させ、その抵抗力を制動力とするように構成したので、これらの車両の状態では、入力クラッチが半係合状態を含む係合状態に制御されて内燃機関がその出力側の駆動系統に連結され、その結果、減速時には直ちに車両の走行慣性力によって内燃機関を強制的に回転させることになるので、内燃機関で生じる抵抗力が制動力として作用し、大きい制動力を得ることができ、また迅速に（すなわち応答性のよい）制動が実行されて制動制御に対する要求を満たし、車両のドライバビリティを良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明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】この発明で対象とする駆動系統および制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。
【図３】その自動変速機における歯車変速機部を主に示すスケルトン図である。
【図４】その自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図５】図２に示す自動変速機を制御する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の配列およびスポーツモードスイッチを示す概念図である。
【図６】変速段もしくはシフトポジションを切り換えるためのステアマチックモードで使用されるスイッチの配置位置の一例を示す図である。
【図７】Ｄポジションおよび“４”ポジションならびに“３”ポジションで使用される、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動領域を定めたマップである。
【図８】 “２”ポジションで使用される、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動領域を定めたマップである。
【図９】Ｌポジションで使用される、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動領域を定めたマップである。
【図１０】Ｒポジションで使用される、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動領域を定めたマップである。
【図１１】入力クラッチと自動変速機における入力のためのクラッチとに対する油圧の供給経路を概略的に示すブロック図である。
【図１２】この発明の一例で使用される総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…入力クラッチ、３，１４…モータ・ジェネレータ、５…自動変速機、１６，１７，２０，２１，２４，２７，２９…電子制御装置、２８…総合制御装置。

Claims

内燃機関の出力側に入力クラッチを有する車両の駆動制御装置において、
手動操作によって変速比を選択することのできる変速モードを設定可能な変速機と、
前記手動操作によって変速比を選択できる変速モードが設定されることを判定する判定手段と、
前記手動操作によって変速比を選択できる変速モードが設定されることが判定された場合には、減速時における前記入力クラッチの係合度合いを高くして前記内燃機関を強制的に回転させることに伴う抵抗力を制動力として作用させる制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の駆動制御装置。
内燃機関の出力側に入力クラッチを有する車両の駆動制御装置において、
検出された車速が目標車速となるように車速を制御する車速制御システムと、
前記車速制御システムが動作状態であることを判定する判定手段と、
前記車速制御システムが動作状態であることが判定された場合には、減速時における前記入力クラッチの係合度合いを高くして前記内燃機関を強制的に回転させることに伴う抵抗力を制動力として作用させる制動制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の駆動制御装置。