JP5174127B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は電動機と内燃機関とを備えたハイブリッド車両に関する。

自動変速機としていわゆるデュアルクラッチ式変速機が知られている（特許文献１及び２）。デュアルクラッチ式変速機は、異なる変速段を実現する２つの変速機構を備え、この２つの変速機構と内燃機関とを断続することで、変速時に駆動輪への動力伝達の途切れを抑制することが可能である。また、このようなデュアルクラッチ式変速機を適用したハイブリッド車両も提案されている（特許文献１及び２）。特許文献１及び２に記載のハイブリッド車両では、変速機構の一方に電動機（モータ）を接続し、この電動機により減速回生（回生制動）を行うことができる。

特開２００９−１７９２０８号公報 特開２０１０−８９５３７号公報

一般に変速段の切り替えは、車速といった車両の走行状態に基づき行われる。しかし、運転者のブレーキ操作を契機として減速回生を行っている場合に、走行状態に基づきシフトダウンが行われると、電動機と駆動輪との動力伝達が一時的に途切れることにより制動力が一時的に抜けた状態となって運転者に違和感を与える場合がある。また、電動機と駆動輪との動力伝達が一時的に途切れることにより、電力の回収漏れが生じ得る。

本発明の目的は、減速回生中のシフトダウンに関し、運転者の違和感を減少し、また、電力の回収漏れを抑制することにある。

本発明によれば、第１及び第２変速機構と、前記第１変速機構に接続された電動機と、前記第１及び第２変速機構と断続される内燃機関と、を備えたハイブリッド車両において、運転者の制動要求中、前記電動機による減速回生を行う減速回生制御手段と、運転者の制動要求により前記減速回生制御手段が前記減速回生を行っている場合であって、前記第１変速機構により実現される所定の変速段を選択中に、前記制動要求に係る制動要求量が所定量減少した場合はシフトダウンを決定し、前記第１変速機構により実現される、前記所定の変速段よりも低速側の変速段に切り替える一方、減少しない場合は前記所定の変速段を維持するシフト制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両が提供される。

この構成によれば、運転者の制動要求量が減少した場合は制動力の減少を運転者が予定している。よって、これを契機としてシフトダウンを行って制動力が一時的に抜けた状態となっても運転者が余り違和感を感じないことになる。そして、運転者の制動要求量が減少しない場合は変速段を維持することで、減速回生を継続でき、電力の回収漏れを抑制することができる。

本発明においては、前記ハイブリッド車両を減速する、ブレーキバイワイヤ式の摩擦ブレーキ装置と、前記摩擦ブレーキ装置を制御するブレーキ制御手段と、を備えてもよい。

ブレーキバイワイヤ式の摩擦ブレーキ装置を備えたことで、制動時の摩擦ブレーキ装置と減速回生との分配を任意に制御でき、減速回生を優先した制御が可能となる。このため、電力の回収漏れを抑制することができる。

また、本発明においては、前記ブレーキ制御手段は、運転者の制動要求により前記減速回生制御手段が前記減速回生を行っている場合であって、前記シフト制御手段が前記第１変速機構により実現される、前記所定の変速段よりも高速側の変速段から、該高速側の変速段よりも低速側の変速段へシフトダウンする場合に、前記ハイブリッド車両の減速加速度が所定値を超える場合は前記摩擦ブレーキ装置を作動し、超えない場合は非作動としてもよい。

相対的に高速側の変速段においては、シフトダウンに伴って制動力が一時的に抜けた状態となっても、運転者が違和感を感じ難いところ、減速加速度が大きい状態にあっては制動力の抜けが大きくなって運転者が違和感を感じるおそれがあることから、摩擦ブレーキ装置を作動することで、制動力の抜けを補い、運転者の違和感を減少できる。

また、本発明においては、前記電動機が発電した電力を蓄電する蓄電器を備え、前記蓄電器の蓄電量が規定量を超える場合、運転者の制動要求により、前記ブレーキ制御手段は前記摩擦ブレーキ装置を作動させる一方、前記減速回生制御手段は前記減速回生を行わなくてもよい。

蓄電量が多い場合は、減速回生による蓄電が適当でないことから摩擦ブレーキ装置を優先させることで、必要な制動力を確保できる。

また、本発明においては、前記電動機が発電した電力を蓄電する蓄電器を備え、前記蓄電器の蓄電量が前記規定量を超える場合、運転者の制動要求により、前記内燃機関と、前記第１及び第２変速機構のうち、選択中の変速段を実現する変速機構とを接続状態としてもよい。

蓄電量が多い場合は、減速回生による蓄電が適当でないことからエンジンブレーキを活用して、必要な制動力を確保できる。

また、本発明においては、前記シフト制御手段は、運転者の制動要求があった場合に、選択中の変速段が前記第２変速機構で実現される変速段である場合に、前記第１変速機構で実現される変速段に変速段を切り替えてもよい。

電動機が接続された第１変速機構を優先的に利用することで、電力の回収漏れを抑制することができる。

また、本発明においては、前記シフト制御手段は、前記制動要求量が前記所定量減少しないことにより前記所定の変速段を維持したまま、前記ハイブリッド車両が停止した場合には、最低段に変速段を切り替えてもよい。

次の発進を円滑なものとすることができ、運転者の操作感を向上できる。

また、本発明においては、前記所定の変速段が、所定の車速以下の場合に選択される変速段であってもよい。或いは、前記所定の変速段が、前記第１変速機構により実現される変速段のうち、低速側から２つ目の変速段であってもよい。

相対的に低速段では、シフトダウンに伴って制動力が一時的に抜けた状態となった場合に運転者が違和感を感じ易いことから、上記の制御による運転者の違和感解消が効果的に現れる。

本発明によれば、減速回生中のシフトダウンに関し、運転者の違和感を減少し、また、電力の回収漏れを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系の概略を示す図。 制御部のブロック図。 減速回生時のシフト制御、ブレーキ制御の説明図。 減速回生時のシフト制御、ブレーキ制御のタイミングチャート。 （Ａ）は減速回生制御のフローチャート、（Ｂ）は蓄電量の規定量の説明図。 シフト制御のフローチャート。 ブレーキ制御のフローチャート。 クラッチ制御のフローチャート。 本発明の他の実施形態に係るハイブリッド車両の概略を示す図。

＜第１実施形態＞
＜構成の概略＞
図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系の概略を示す図であり、特に、スケルトン図で示した変速機１周辺の構成を示している。概説すると、内燃機関Ｅｇ或いは電動機Ｍから出力される駆動力は、変速機１、終減速装置２を介して駆動軸３に伝達され、駆動輪ＤＷを回転してハイブリッド車両の推進力を得て該車両を加速させる。また、電動機Ｍによる減速回生やブレーキ装置４によりハイブリッド車両の制動力を得て該車両を減速させる。

内燃機関Ｅｇは例えばガソリンエンジンであり、その出力軸（クランク軸）には発進デバイスとしてクラッチＣ１、Ｃ２が接続されている。クラッチＣ１は変速機１の第１変速機構１０、特に主軸１１と内燃機関Ｅｇとを断続し、クラッチＣ２は変速機１の第２変速機構２０、特に主軸２１と内燃機関Ｅｇとを断続する。クラッチＣ１及びＣ２は例えば摩擦式ディスククラッチである。

電動機Ｍは、例えば、３相ブラシレスモータであり、回転子Ｍｒと固定子Ｍｓとを備える。電動機ＭはインバータＩＴを介して蓄電器ＢＴに蓄電された電力の供給を受けて駆動力を出力し（力行）、また、発電機として機能してインバータＩＴを介して蓄電器ＢＴに電力を蓄電する（回生）。回生時の回転子Ｍｒに生じる回転抵抗を利用して制動力を得ることができる。蓄電器ＢＴは例えば二次電池である。

本実施形態の場合、電動機Ｍは第１変速機構１０に接続されている。詳細には、電動機Ｍは第１変速機構１０の主軸１１と同軸上に配置され、電動機Ｍの回転子Ｍｒが第１変速機構１０の主軸１１の端部に固定されており、回転子Ｍｒが主軸１１と同軸上で回転する。このため、主軸１１の回転力は常時回転子Ｍｒに伝達される。本実施形態では、主軸１１と回転子Ｍｒとを固定する構成としたが、主軸１１の回転力が電動機Ｍに常時伝達される任意の構成を採用可能である。

終減速装置２は駆動軸３、３と接続された差動機構を備え、変速機１の出力ギヤＧｆを介して変速機１との間で動力伝達する。ブレーキ装置４は、摩擦式のブレーキ装置であり、図１の例では車体側のキャリパと、駆動輪ＤＷないし駆動軸３側のブレーキディスクと、を備えたディスクブレーキを想定している。しかし、ドラムブレーキ等の他の摩擦式のブレーキ装置も採用可能である。

本実施形態の場合、ブレーキ装置４はブレーキバイワイヤ式であり、運転者の制動要求は、後述する制御部４０を常に介在するものとなる。ブレーキ装置４をブレーキバイワイヤ式とすることで、制動時のブレーキ装置４と電動機Ｍによる減速回生との分配を任意に制御でき、減速回生を優先した制御が可能となる。このため、電動機Ｍによる電力の回収漏れを抑制することができる。

＜変速機の構成＞
変速機１は、前進７段、後進１段の変速段を有する変速機であり、奇数段を実現する第１変速機構１０及びクラッチＣ１と、偶数段及び後進段を実現する第２変速機構２０及びクラッチＣ２と、を主要な構成としたデュアルクラッチ式変速機である。

第１変速機構１０は、一方端部がクラッチＣ１に、他方端部が電動機Ｍの回転子Ｍｒに、それぞれ固定された主軸１１を備える。主軸１１には後進段用の駆動ギヤＧｒと常時噛み合う従動ギヤＧｒ’が固定されている。

主軸１１の他方端部には、また、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＰＧｓが固定されている。遊星歯車機構ＰＧは主軸１１と同軸上に配置され、サンギヤＰＧｓ、リングギヤＰＧｒ、サンギヤＰＧｓ及びリングギヤＰＧｒに噛合するピニオンギヤＰＧｐ、及び、ピニオンギヤＰＧｐを回転自在に支持すると共に主軸１１回りに回転自在なキャリアＰＧｃ、を備える。

キャリアＰＧｃは、主軸１１と同軸の筒体であって、主軸１１と同軸上で回転自在に支持された連結軸１４により支持されている。連結軸１４には３速用の駆動ギヤＧ３が固定されており、連結軸１４、キャリアＰＧｃ及びピニオンギヤＰＧｐ、並びに、駆動ギヤＧ３は、主軸１１と同軸上で一体的に回転自在となっている。

連結軸１２、１３は、主軸１１と同軸の筒体であって、主軸１１と同軸上で回転自在に支持されている。連結軸１２には５速用の駆動ギヤＧ５が、連結軸１３には７速用の駆動ギヤＧ７が、それぞれ固定されており、連結軸１２と駆動ギヤＧ５、連結軸１３と駆動ギヤＧ５は、それぞれ、主軸１１と同軸上で一体的に回転自在となっている。

１速及び後進段用のシフタＳＦ１ｒは、遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＰＧｒと変速機ケース１ａとの接続・解放を行う。３速及び７速用のシフタＳＦ３７は、主軸１１と連結軸１４（駆動ギヤＧ３）との接続・解放、及び、主軸１１と連結軸１３（駆動ギヤＧ７）の接続・解放を行う。５速用のシフタＳＦ５は、主軸１１と連結軸１２（駆動ギヤＧ５）の接続・解放を行う。これらのシフタはドグクラッチ／ブレーキ等の係合機構である。

第２変速機構２０は、主軸１１と同軸の筒体であって、主軸１１と同軸上で回転自在に支持された主軸２１を備える。主軸２１の一方端部にはクラッチＣ２が、他方端部にはギヤＧａが、それぞれ固定されている。

第２変速機構２０は、また、主軸１１と平行に、回転自在に設けられたアイドル軸２６、中間軸２２を備える。アイドル軸２６にはギヤＧａと常時噛み合うアイドルギヤＧｉが固定されている。中間軸２２にはアイドルギヤＧｉと常時噛み合うギヤＧｂが固定されている。

連結軸２３乃至２５は、中間軸２２と同軸の筒体であって、中間軸２２と同軸上で回転自在に支持されている。連結軸２３には４速用の駆動ギヤＧ４が、連結軸２４には６速用の駆動ギヤＧ６が、連結軸２５には２速用の駆動ギヤＧ２が、それぞれ固定され、これらは、それぞれ、中間軸２２と同軸上で一体的に回転自在となっている。

２速及び６速用のシフタＳＦ２６は、中間軸２２と連結軸２５（駆動ギヤＧ２）との接続・解放、及び、中間軸２２と連結軸２４（駆動ギヤＧ６）の接続・解放を行う。４速用のシフタＳＦ４は、中間軸２２と連結軸２３（駆動ギヤＧ４）の接続・解放を行う。これらのシフタはドグクラッチ等の係合機構である。

第２変速機構２０は、また、主軸１１と平行に、回転自在に設けられた中間軸２７を備える。中間軸２７にはギヤＧｂと常時噛み合うギヤＧｃが固定されている。連結軸２８は、中間軸２７と同軸の筒体であって、中間軸２７と同軸上で回転自在に支持されている。連結軸２８には後進段用の駆動ギヤＧｒが固定されている。後進段用のシフタＳＦｒは、中間軸２７と連結軸２８（駆動ギヤＧｒ）との接続・解放を行う。このシフタＳＦｒはドグクラッチ等の係合機構である。

変速機１は、主軸１１と平行に、回転自在に設けられたカウンタ軸３０を備える。カウンタ軸３０には、終減速装置２の差動機構と常時噛み合う出力ギヤＧｆと、パーキングロック機構を構成するパーキングギヤＧｐと、４速・５速用の従動ギヤＧ４５と、６速・７速用の従動ギヤＧ６７と、２速・３速用の従動ギヤＧ２３と、が固定されている。

従動ギヤＧ４５は、駆動ギヤＧ４及びＧ５と常時噛み合っている。従動ギヤＧ６７は、駆動ギヤＧ６及びＧ７と常時噛み合っている。従動ギヤ２３は、駆動ギヤＧ２及びＧ３と常時噛み合っている。

係る構成からなる変速機１の、内燃機関Ｅｇを駆動源とした場合の各変速段選択時の態様について説明する。まず、１速、３速、５速、７速の場合について説明する。これらの変速段を選択する場合は、クラッチＣ１を接続状態とし、クラッチＣ２を解放状態とする。

１速の場合、シフタＳＦ１ｒにより遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＰＧｒと変速機ケース１ａとを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・サンギヤＰＧｓ→ピニオンギヤＰＧｐ・キャリアＰＧｃ・連結軸１４・駆動ギヤＧ３→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、１速が実現される。

３速の場合、シフタＳＦ３７により、主軸１１と連結軸１４とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・連結軸１４・駆動ギヤＧ３→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、３速が実現される。

５速の場合、シフタＳＦ５により、主軸１１と連結軸１２とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・連結軸１２・駆動ギヤＧ５→従動ギヤＧ４５・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、５速が実現される。

７速の場合、シフタＳＦ３７により、主軸１１と連結軸１３とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・連結軸１３・駆動ギヤＧ７→従動ギヤＧ６７・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、７速が実現される。

２速、４速、６速の変速段を選択する場合は、クラッチＣ１を解放状態とし、クラッチＣ２を接続状態とする。

２速の場合、シフタＳＦ２６により、中間軸２２と連結軸２５とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ・中間軸２２・連結軸２５・駆動ギヤＧ２→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、２速が実現される。

４速の場合、シフタＳＦ４により、中間軸２２と連結軸２３とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ・中間軸２２・連結軸２３・駆動ギヤＧ４→従動ギヤＧ４５・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、４速が実現される。

６速の場合、シフタＳＦ２６により、中間軸２２と連結軸２４とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ・中間軸２２・連結軸２４・駆動ギヤＧ６→従動ギヤＧ６７・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、６速が実現される。

以上により１速から７速までが実現できる。変速段を１段ずつシフトアップする場合やシフトダウンする場合は、クラッチＣ１、Ｃ２の接続・解放の切り替え前に、シフタによる次段の切り替えを行って待機することができるので、変速時間を短縮できる。

後進段を選択する場合は、クラッチＣ１を解放状態とし、クラッチＣ２を接続状態とする。そして、シフタＳＦｒにより、中間軸２７と連結軸２８とを接続状態とし、また、シフタＳＦ１ｒにより、遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＰＧｒと変速機ケース１ａとを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ→ギヤＧｃ・中間軸２７・連結軸２８・駆動ギヤＧｒ→従動ギヤＧｒ’・主軸１１・サンギヤＰＧｓ→ピニオンギヤＰＧｐ・キャリアＰＧｃ・連結軸１４・駆動ギヤＧ３→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、後進段が実現される。

＜制御部＞
次に、本実施形態のハイブリッド車両の駆動系の制御部の構成について説明する。図２は制御部４０のブロック図である。制御部４０は、ＣＰＵ等の処理部４１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部４２と、外部デバイスと処理部４１とをインターフェースするインターフェース部４３と、を備える。

処理部４１は記憶部４２に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ５０の検出結果に基づいて、各種のアクチュエータ６０、インバータＩＴを制御する。各種のセンサ５０には、後述する制御例との関係では、例えば、ブレーキペダルセンサ５１、車速センサ５２、加速度センサ５３、蓄電量センサ５４、等が含まれる。

ブレーキペダルセンサ５１は、運転者によるブレーキペダルの操作及び操作量を検出するセンサであり、本実施形態の場合、操作検出中は運転者の制動要求があるものとし、操作量（踏み込み量）に比例して制動要求量とする。

車速センサ５２は車両の車速を検出し、加速度センサ５３は車両の加速度、特に減速加速度を検出する。なお、車速や加速度の検出には、直接的に検出する方法のほかに、他のデータから演算する方法も採用可能である。蓄電量センサ５４は蓄電器ＢＴの蓄電量（残容量）を検出する。蓄電量センサ５４としては、例えば、蓄電器ＢＴから充放電される電流を検出するセンサを挙げることができ、充放電量の積算値から蓄電量を演算可能である。

アクチュエータ６０には、変速機１のクラッチＣ１、Ｃ２を駆動するアクチュエータ、各シフタを駆動するアクチュエータ、ブレーキ装置４を駆動するアクチュエータ等が含まれ、例えば、モータ、制御弁、ソレノイド等である。

記憶部４２には、処理部４１が実行するプログラムのほか、各種のデータが記憶される。図２には、その一例として変速機のシフトタイミングを規定した変速マップ４２ａが図示されている。変速マップ４２ａは車両の状態等に応じて複数種類用意される。シフトタイミングは、車両の走行状態に基づき設定されており、本実施形態の場合、基本的には車速と駆動軸トルクとの関係で規定される。駆動軸トルクは駆動軸３のトルクであり、センサにより直接検出する他、内燃機関Ｅｇや電動機Ｍ、ブレーキ装置４の状態から演算することも可能である。

＜制御例＞
変速機１のシフト制御及びこれに関連する制御について説明する。変速機１のシフト制御は、基本的に、変速マップ４２ａを参照して走行状態を基準とする。そして、シフトアップであるのであれば、１速→２速→３速→．．．７速と１段ずつ行い、シフトダウンも同様に、７速→６速→５速→．．．１速と１段ずつ行うことを基本とする。

一方、本実施形態の変速機１は、第１変速機構１０に電動機Ｍが接続された構成である。したがって、減速回生中は第１変速機構１０の変速段である、７速、５速、３速、１速を積極的に採用することで、より多くの電力を回収できる。但し、変速段を切り替える場合には、ギヤの掛け替えを行う必要がある。その際、シフタを作動させることから、一時的に電動機Ｍと駆動輪ＤＷないし駆動軸３との動力伝達が途切れて制動力が抜ける。また、回転数合わせのために電動機Ｍを力行させる場合もあり、制動力が抜ける。これは運転者に違和感を与える場合がある。

図４（Ａ）は５速から３速へシフトダウンする場合の、ブレーキ装置４のブレーキトルク、電動機Ｍのトルク、駆動軸３のトルクの変化のタイミングチャートである。同図の例ではブレーキ装置４を作動させず、電動機Ｍの減速回生により制動力を得ている状態でシフトダウンする場合を示している（Ｎはニュートラル）。

５速から３速へのシフトダウンが決定されると、電動機Ｍの減速回生による制動力を徐々に落として０にしてからギヤの掛け替えを開始する。同図の例では、その間、回転数合わせのために電動機Ｍを力行させている。これらの間、減速側で駆動軸トルクが減少し、制動力が抜ける。その後、３速が確立して、再び、電動機Ｍの減速回生による制動力を増していくことで、制動力が復帰する。

このような制動力が抜けた状態は相対的に低速側の変速段において大きくでやすく、運転者に違和感を与える場合がある。但し、相対的に高速側の変速段においても、減速加速度が大きい状態にあっては大きくでて運転者に違和感を与える。

以上の点に鑑みた本実施形態の制御内容を図３を参照して説明する。図３は運転者の制動要求により減速回生を行う場合の、シフト制御とブレーキ制御の内容を示す。

まず、運転者から制動要求があり、かつ、減速回生が可能な場合において、第２変速機構２０の変速段（２、４、６）を選択中である場合には、第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）に変速段を切り替える。同図の例では、１段低い変速段に切り替える例を示している。その後は第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）間でシフトダウンしていく。電動機Ｍが接続された第１変速機構１０を優先的に利用することで、電力の回収漏れを抑制することができる。

なお、運転者から制動要求があり、かつ、減速回生が可能な場合において、第２変速機構２０の変速段（２、４、６）を選択中である場合に、変速マップ４２ａを参照し走行状態を基準として第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）に切り替え、その後に減速回生を開始し、以降は第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）間でシフトダウンしていく手法も採用可能である。但し、上記のように直ちに第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）に切り替える方が電力の回収効率が高い。

また、運転者から減速要求、加速要求のいずれもなく、惰性走行中において、第２変速機構２０の変速段（２、４、６）を選択中である場合には第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）に切り替えてもよい。次に減速要求がなされる可能性があるため、事前に第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）に切り替えておく趣旨である。その場合、シフトアップでもシフトダウンでもよい。

引き続き図３を参照して、第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）が選択されたことが確認されると減速回生を開始する。シフトダウンは、基本的に７速→５速→３速→１速の順で行う。７速→５速への切り替え、及び、５速→３速の切り替えは、変速マップ４２ａを参照し走行状態を基準とする。

その際、上述した制動力の抜けが生じるが減速加速度が小さい場合は左程大きく抜けが生じないと考えられることから、何もしない。一方、減速加速度が大きい場合はブレーキ装置４を作動する。例えば、減速加速度が０．１５Ｇを超える場合である。この場合のブレーキ装置４の作動は、制動力が一定となるよう、電動機Ｍの減速回生と協調的に行う。図４（Ｂ）は一例として、５速から３速へシフトダウンする場合にブレーキ装置４を協調的に作動させた場合の、ブレーキ装置４のブレーキトルク、電動機Ｍのトルク、駆動軸３のトルクの変化のタイミングチャートである。

５速から３速へのシフトダウンが決定されると、電動機Ｍの減速回生による制動力を徐々に落として０にしてからギヤの掛け替えを開始するが、電動機Ｍによる制動力の変化に協調的にブレーキ装置４の減速トルクを増加させることで、駆動軸トルクは一定となっている。これにより、制動力の抜けを補い、運転者の違和感を減少できる。

図３に戻り、３速→１速の切り替えについて説明する。３速→１速の切り替えは、変速マップ４２ａを参照せず、運転者の制動要求量が所定量減少した場合（ブレーキペダルが一定量戻された場合）に行う。運転者の制動要求量が減少した場合は制動力の減少を運転者が予定している。よって、これを契機としてシフトダウンを行って制動力が一時的に抜けた状態となっても運転者が余り違和感を感じないことになる。制動要求量が所定量減少しない場合は３速を維持する。これにより減速回生を継続でき、電力の回収漏れを抑制することができる。制動要求量が所定量減少しない状態が継続すれば、３速のまま車両が停止し、電力を最大限回収できる。

判定の閾値となる所定量は固定値としてもよいし、可変値としてもよい。可変値とする場合、例えば、今回の制動要求量の最大値に対する割合で定めることができる。いずれの場合であっても、運転者の制動力減少の意図が確実であるレベルであることが好ましく、例えば、ペダルストロークの３割から４割程度を基準としてもよい。

この運転者の制動要求量の減少に基づくシフトダウン制御は、３速→１速の場合のみならず、５速→３速の場合等にも採用可能である。しかし、相対的に低速段では、シフトダウンに伴って制動力が一時的に抜けた状態となった場合に運転者が違和感を感じ易いことから、低速段でのシフトダウン制御に特に有効であり、運転者の違和感解消が効果的に現れる。

このため、対象とする変速段は、変速マップ４２ａ基準でいけば所定の車速以下（例えば４０ｋｍ以下好ましくは３０ｋｍ以下）の場合に選択される変速段が好ましく、また、本実施形態のように、電動機Ｍが接続された変速機構で実現される変速段のうち、低速側から２つ目の変速段であることが好ましい。

なお、例えば、第２変速機構２０に電動機Ｍを接続した構成の場合も同様の制御が可能であり、この場合、例えば、６速→４速は変速マップ４２ａ基準でシフトダウンし、かつ、減速加速度が大きい場合はブレーキ装置４を作動する方式（上記の７速→５速、５速→３速の場合と同様。）とし、４速→２速は制動要求量の減少に基づくシフトダウン制御とすることができる。また、本実施形態では、第１変速機構１０が奇数段を、第２変速機構２０が偶数段を、それぞれ受け持つ形態としたが、変速段の割当てを異ならせた場合であっても、上記の制御は採用可能である。

以下、処理部４１が実行する制御の具体例を説明する。

＜減速回生制御＞
図５（Ａ）は減速回生制御の例を示すフローチャートであり、主に減速回生の実行開始の判定処理に関する。

Ｓ１では、運転者の制動要求開始時か否かを判定する。ブレーキペダルセンサ５１による運転者のブレーキペダルの操作の検出結果が、非検出状態から検出状態に変化した場合に制動要求開始時と判定する。該当する場合はＳ２へ進み、該当しない場合はＳ８へ進む。Ｓ８ではその他の処理を行う。ここでは、例えば、減速回生実行中の処理や、制動要求の終了による減速回生の終了に関わる処理、或いは、制動要求以外の条件による減速回生の実行の判定等の処理を行う。

Ｓ２では蓄電器ＢＴの蓄電量が第１規定量を超えているか否かを判定する。該当する場合はＳ７へ進み、該当しない場合はＳ３へ進む。Ｓ３では蓄電器ＢＴの蓄電量が第２規定量を超えているか否かを判定する。該当する場合はＳ６へ進み、該当しない場合はＳ４へ進む。

図５（Ｂ）は蓄電量の規定量の説明図である。本実施形態では、第１規定量は満充電に近く、これ以上の充電が適切でない蓄電量に相当し、第２規定量は、必要な蓄電量には達しているが、未だ充電の余地がある蓄電量に想定する場合を想定している。

Ｓ４では、Ｓ５の減速回生制御実行の準備として、シフト待ちを行う。ここでは、現在選択されている変速段が第２変速機構２０の変速段（２、４、６）である場合に、図３に示したように第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）に切り替えるための時間だけ処理を遅延させる処理を行う。現在選択されている変速段が第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）の場合は待たずにＳ５へ進む。

Ｓ５ではインバータＩＴに対して制御命令を出力して電動機Ｍによる減速回生制御を実行する。減速回生中の制動力は、運転者の制動要求量に応じたものであることが好ましい。Ｓ６では自然回収を行う。蓄電量が第２規定値を超えているため、充電量が限られる。このため、ここではインバータＩＴにより、蓄電器ＢＴと電動機Ｍとが電気的に接続された状態のみとし、回転子Ｍｒの回転により自然に発電した電気を蓄電器ＢＴに充電する。第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）が選択された場合は、この自然回収により蓄電器ＢＴが充電される場合がある。Ｓ７では非回収とする。蓄電量が第１規定値を超えているため、充電は望ましくない。このため、ここではインバータＩＴにより、蓄電器ＢＴと電動機Ｍとを電気的に切り離した状態とする。以上により一単位の処理が終了する。

＜シフト制御＞
次に、図６を参照してシフト制御について説明する。図６はシフト制御のフローチャートであり、主に、減速回生実行中のシフト制御に関する。

Ｓ１１では、運転者が制動要求中か否かを判定する。ブレーキペダルセンサ５１による運転者のブレーキペダルの操作の検出結果が検出状態の場合は制動要求中と判定する。該当する場合はＳ１２へ進み、該当しない場合はＳ２５へ進む。Ｓ２５ではその他の処理を行う。ここでは、例えば、加速要求時等のシフト制御を変速マップ４２ａに基づき行う。

Ｓ１２では、運転者の制動要求開始時か否かを判定する。ブレーキペダルセンサ５１による運転者のブレーキペダルの操作の検出結果が、非検出状態から検出状態に変化した場合に制動要求開始時と判定する。該当する場合はＳ１３へ進み、該当しない場合はＳ１６へ進む。Ｓ１３では現在選択中の変速段が、第２変速機構２０の変速段（２、４、６）の変速段か否かを判定する。該当する場合は、Ｓ１４へ進み、該当しない場合は現在選択中の変速段が第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）であるため、一単位の処理を終了する。

Ｓ１４では、蓄電器ＢＴの蓄電量が第２規定量を超えているか否かを判定する。該当する場合（減速回生が開始される場合（Ｓ５））はＳ１５へ進み、該当しない場合は一単位の処理を終了する。Ｓ１５では第１変速機構１０の変速段（１、３、５、７）を選択して一単位の処理が終了する。この後、上記のＳ５の処理で減速回生が開始されることになる。

Ｓ１６では、減速回生を実行中か否かを判定する。該当する場合はＳ１８へ進み、該当しない場合（自然回収、非回収）はＳ１７へ進む。Ｓ１７では変速マップ４２ａに基づきシフト制御を行う。Ｓ１８では、現在選択中の変速段が３速か否かを判定する。該当する場合はＳ２１へ進み、該当しない場合はＳ１９へ進む。Ｓ１９では現在選択中の変速段が５速又は７速か否かを判定する。該当する場合はＳ２０へ進み、該当しない場合（１速の場合）は一単位の処理を終了する。Ｓ２０では変速マップ４２ａに基づきシフト制御を行う。

Ｓ２１では、運転者の制動要求量の減少量が所定量以上か否かを判定する。該当する場合はＳ２２へ進み、該当しない場合（減速回生中で３速維持）はＳ２３へ進む。Ｓ２２では３速から１速にシフトダウンし、一単位の処理が終了する。Ｓ２３では車両が停止したか否かを判定する。車速センサ５２の検出結果が車速０ｋｍである場合は車両が停止したと判定する。該当する場合はＳ２４へ進み、該当しない場合（減速回生中で３速維持）は一単位の処理を終了する。

Ｓ２４に至った場合、減速回生中で３速維持のまま、車両が停止し、これ以上の電力の回収は無い。よって、最低段の変速段（１速）にシフトダウンする。つまり、３速から１速へシフトダウンすることになる。次の発進を円滑なものとすることができ、運転者の操作感を向上できる。以上で一単位の処理を終了する。

＜ブレーキ制御＞
次に、図７を参照してブレーキ装置４の制御について説明する。図７はブレーキ制御のフローチャートであり、主に、減速回生実行中のシフト制御に関する。

Ｓ３１では、運転者が制動要求中か否かを判定する。ブレーキペダルセンサ５１による運転者のブレーキペダルの操作の検出結果が検出状態の場合は制動要求中と判定する。該当する場合はＳ３２へ進み、該当しない場合はＳ３８へ進む。Ｓ３８ではその他の処理を行う。ここでは、例えば、車両の姿勢制御のためのブレーキ装置４の制御等を行う。

Ｓ３２では減速回生実行中か否かを判定する。該当する場合はＳ３４へ進み、該当しない場合（自然回収、非回収）はＳ３３へ進む。Ｓ３３ではブレーキ装置４を作動させる。蓄電器ＢＴの蓄電量が多い場合は、減速回生による蓄電が適当でないことからブレーキ装置４を優先させることで、必要な制動力を確保できる。この場合、ブレーキ装置４の制動力は、運転者の制動要求量に応じたものであることが好ましい。

Ｓ３４では、減速加速度が所定値を超えているか否かを判定する。減速加速度は加速度センサ５３の検出結果に基づく。該当する場合はＳ３５へ進み、該当しない場合はＳ３７へ進む。Ｓ３５では、７速→５速又は５速→３速のシフトダウン中か否かを判定する。該当する場合はＳ３６へ進み、該当しない場合はＳ３７へ進む。Ｓ３７ではブレーキ装置４を作動しない。

Ｓ３６ではブレーキ装置４を作動する。この場合は図３で「作動」と示した場合に相当する。よって、電動機Ｍによる制動力の変化に協調的にブレーキ装置４の減速トルクを制御する。以上により一単位の処理が終了する。

＜クラッチ制御＞
次に、図８を参照してクラッチＣ１、Ｃ２の制御について説明する。図８はクラッチ制御のフローチャートであり、主に、制動中の内燃機関Ｅｇによるエンジンブレーキの利用の有無に関する。

Ｓ４１では、運転者が制動要求中か否かを判定する。ブレーキペダルセンサ５１による運転者のブレーキペダルの操作の検出結果が検出状態の場合は制動要求中と判定する。該当する場合はＳ４２へ進み、該当しない場合はＳ４７へ進む。Ｓ４７ではその他の処理を行う。

Ｓ４２では蓄電器ＢＴの蓄電量が第１規定量を超えているか否かを判定する。該当する場合はＳ４６へ進み、該当しない場合はＳ４３へ進む。Ｓ４３では蓄電器ＢＴの蓄電量が第２規定量を超えているか否かを判定する。該当する場合はＳ４５へ進み、該当しない場合はＳ４４へ進む。

Ｓ４４へ至った場合は減速回生中となるので、クラッチを解放する。減速回生中は第１変速機構１０の変速段が選択されるので、クラッチＣ１を解放状態とする。エンジンブレーキを効かさないことで、電動機Ｍにより減速回生による発電効率を高められる。

Ｓ４５へ至った場合は自然回収中となる。この場合は、運転者の制動要求量に応じてクラッチの接続、解放を選択する。制動要求量が所定量より大きい場合はクラッチを接続してエンジンブレーキを利かせる。接続するクラッチは、第１変速機構１０の変速段を選択している場合はクラッチＣ１、第２変速機構の変速段を選択している場合はクラッチＣ２となる。制動要求量が所定量以下の場合はクラッチを解放し、自然回収を可能とする。

Ｓ４６へ至った場合は非回収中となる。この場合は、電動機Ｍによる制動力が全く無いので、クラッチを接続してエンジンブレーキを利かせる。蓄電量が多い場合は、減速回生による蓄電が適当でないことからエンジンブレーキを活用して、必要な制動力を確保できる。接続するクラッチは、第１変速機構１０の変速段を選択している場合はクラッチＣ１、第２変速機構の変速段を選択している場合はクラッチＣ２となる。以上により一単位の処理が終了する。

＜第２実施形態＞
第１実施形態の変速機１とは異なる変速機に対しても、上記の各制御は適用可能である。例えば、変速機１では、主軸１１と、主軸２１とを同軸の多重構造としたが、平行に配置した構成等も採用可能である。

また、変速段数も変速機１のものに限られない。図９は本発明の他の実施形態に係るハイブリッド車両の概略を示す図である。図９の変速機１’は前進５段、後進１段の変速段を有する変速機であるが、図１の変速機１と基本的な構成は共通している。よって、変速機１の構成に対応する構成については同じ符号を付して説明を割愛し、異なる構成についてのみ説明する。

変速機１’では、変速機１の駆動ギヤＧ６、Ｇ７、従動ギヤＧ６７、シフタＳＦ３７、ＳＦ５、ＳＦ４、ＳＦ２６、連結軸１３、１４が無い。逆に、変速機１’は、３速及び５速用のシフタＳＦ３５、２速及び４速用のＳＦ２４を備える。シフタＳＦ３５は、主軸１１と連結軸１４（駆動ギヤＧ３）との接続・解放、及び、主軸１１と連結軸１２（駆動ギヤＧ５）の接続・解放を行う。シフタＳＦ２４は、中間軸２２と連結軸２５（駆動ギヤＧ２）との接続・解放、及び、中間軸２２と連結軸２３（駆動ギヤＧ４）の接続・解放を行う。

続いて、内燃機関Ｅｇを駆動源とした場合の各変速段選択時の態様について説明する。まず、１速、３速、５速の場合について説明する。これらの変速段を選択する場合は、クラッチＣ１を接続状態とし、クラッチＣ２を解放状態とする。

１速の場合、シフタＳＦ１ｒにより遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＰＧｒと変速機ケース１ａとを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・サンギヤＰＧｓ→ピニオンギヤＰＧｐ・キャリアＰＧｃ・連結軸１４・駆動ギヤＧ３→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、１速が実現される。

３速の場合、シフタＳＦ３５により、主軸１１と連結軸１４とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・連結軸１４・駆動ギヤＧ３→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、３速が実現される。

５速の場合、シフタＳＦ３５により、主軸１１と連結軸１２とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ１→主軸１１・連結軸１２・駆動ギヤＧ５→従動ギヤＧ４５・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、５速が実現される。

２速、４速の変速段を選択する場合は、クラッチＣ１を解放状態とし、クラッチＣ２を接続状態とする。

２速の場合、シフタＳＦ２４により、中間軸２２と連結軸２５とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ・中間軸２２・連結軸２５・駆動ギヤＧ２→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、２速が実現される。

４速の場合、シフタＳＦ２４により、中間軸２２と連結軸２３とを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ・中間軸２２・連結軸２３・駆動ギヤＧ４→従動ギヤＧ４５・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、４速が実現される。

後進段を選択する場合は、クラッチＣ１を解放状態とし、クラッチＣ２を接続状態とする。そして、シフタＳＦｒにより、中間軸２７と連結軸２８とを接続状態とし、また、シフタＳＦ１ｒにより、遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＰＧｒと変速機ケース１ａとを接続状態とする。すると、内燃機関Ｅｇ→クラッチＣ２→主軸２１・ギヤＧａ→アイドルギヤＧｉ→ギヤＧｂ→ギヤＧｃ・中間軸２７・連結軸２８・駆動ギヤＧｒ→従動ギヤＧｒ’・主軸１１・サンギヤＰＧｓ→ピニオンギヤＰＧｐ・キャリアＰＧｃ・連結軸１４・駆動ギヤＧ３→従動ギヤＧ２３・カウンタ軸３０・出力ギヤＧｆ→終減速装置２の経路で動力伝達が行われて、後進段が実現される。

このように変速機１’は変速機１に比べて、６速、７速が無いが、この点を除いて変速機１を用いた上記第１実施形態と同様の制御を行うことができる。

Ｅｇ 内燃機関
Ｍ 電動機
１０ 第１変速機構
２０ 第２変速機構
４０ 制御部

Claims (9)

1. 第１及び第２変速機構と、
   前記第１変速機構に接続された電動機と、
   前記第１及び第２変速機構と断続される内燃機関と、
   を備えたハイブリッド車両において、
   運転者の制動要求中、前記電動機による減速回生を行う減速回生制御手段と、
   運転者の制動要求により前記減速回生制御手段が前記減速回生を行っている場合であって、前記第１変速機構により実現される所定の変速段を選択中に、前記制動要求に係る制動要求量が所定量減少した場合はシフトダウンを決定し、前記第１変速機構により実現される、前記所定の変速段よりも低速側の変速段に切り替える一方、減少しない場合は前記所定の変速段を維持するシフト制御手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記ハイブリッド車両を減速する、ブレーキバイワイヤ式の摩擦ブレーキ装置と、
   前記摩擦ブレーキ装置を制御するブレーキ制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記ブレーキ制御手段は、
   運転者の制動要求により前記減速回生制御手段が前記減速回生を行っている場合であって、前記シフト制御手段が前記第１変速機構により実現される、前記所定の変速段よりも高速側の変速段から、該高速側の変速段よりも低速側の変速段へシフトダウンする場合に、前記ハイブリッド車両の減速加速度が所定値を超える場合は前記摩擦ブレーキ装置を作動し、超えない場合は非作動とすることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記電動機が発電した電力を蓄電する蓄電器を備え、
   前記蓄電器の蓄電量が規定量を超える場合、運転者の制動要求により、前記ブレーキ制御手段は前記摩擦ブレーキ装置を作動させる一方、前記減速回生制御手段は前記減速回生を行わないことを特徴とする請求項２又は３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記電動機が発電した電力を蓄電する蓄電器を備え、
   前記蓄電器の蓄電量が前記規定量を超える場合、運転者の制動要求により、前記内燃機関と、前記第１及び第２変速機構のうち、選択中の変速段を実現する変速機構とを接続状態とすることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両。
6. 前記シフト制御手段は、
   運転者の制動要求があった場合に、選択中の変速段が前記第２変速機構で実現される変速段である場合に、前記第１変速機構で実現される変速段に変速段を切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
7. 前記シフト制御手段は、
   前記制動要求量が前記所定量減少しないことにより前記所定の変速段を維持したまま、前記ハイブリッド車両が停止した場合には、最低段に変速段を切り替えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
8. 前記所定の変速段が、所定の車速以下の場合に選択される変速段であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
9. 前記所定の変速段が、前記第１変速機構により実現される変速段のうち、低速側から２つ目の変速段であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。

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