JP3780717B2

JP3780717B2 - 車両用回生制動装置

Info

Publication number: JP3780717B2
Application number: JP31763398A
Authority: JP
Inventors: 淳田端; 豊多賀; 隆次茨木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP2000152407A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ・ジェネレータをロックアップクラッチ付き流体継手を有する変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼によって作動するエンジンとモータ・ジェネレータとを車両走行時の動力源として備えるとともに、これら動力源と駆動輪との間に変速比を変更可能な自動変速機を配設したハイブリッド車がいろいろと開示されている。この様なハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギでモータ・ジェネレータが回転駆動されることにより、発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可能である。
【０００３】
この様なハイブリッド車両においてモータ・ジェネレータによる回生制動時に有段の自動変速機の変速段が変更されると、エンジンの回転抵抗によるエンジンブレーキ力のみならず回生制動力も減速比の増減により増減され、車両全体の制動力が急変してショックが生じる。そこで、特開平１０−７３１６１号公報では回生制動時には自動変速機の変速を禁止することが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報は回生制動中には原則的に変速を禁止し、ダウンシフトによる減速が必要なときはそれを許可することを開示している。しかしながら、ダウンシフトが許可されダウンシフトしたときに発生するショックを防止する方法は開示していない。すなわち、回生制動中にはショックを小さくしてダウンシフトをおこなうことはできない。
本発明は上記問題に鑑み、回生制動中のダウンシフトによるショックを小さくし、かつ連続した減速感の確保をおこなうことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、モータ・ジェネレータはロックアップクラッチ付き流体継手を介して変速機に連結されていて、ロックアップクラッチを係合しておこなう回生制動中にダウンシフトがおこなわれる場合はロックアップクラッチを解放もしくは半係合状態にし、モータ・ジェネレータの回転を増速してモータ・ジェネレータの回転数を変速機の入力軸の回転数に同期させるようにした装置が提供される。
この様に構成された車両用回生制動装置では回生制動中にダウンシフトがおこなわれる場合に、ロックアップクラッチを解放もしくは半係合状態にし、モータ・ジェネレータの回転を増速してモータ・ジェネレータの回転数を変速機の入力軸の回転数に同期させるのでショックが発生しない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。車両の動力源であるエンジン１としては、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンまたはガスタービンエンジン等の内燃機関が用いられる。この実施の形態のエンジン１は、燃料噴射装置および吸排気装置ならびに点火装置等を備えた公知の構造のものである。
【０００７】
また、エンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ１Ｂが設けられており、電子スロットルバルブ１Ｂの開度が電気的に制御されるように構成されている。エンジン１から出力されるトルクの一方の伝達経路にはエンジン１とトルクコンバータ２の間にモータ・ジェネレータ３が配置され、歯車変速機構４の入力側にトルクコンバータ２が接続されこれらエンジン１とモータ・ジェネレータ３とトルクコンバータ２と歯車変速機構４とが直列に配置されている。さらに、エンジン１から出力されるトルクの他方の伝達経路には、チェーン、スプロケットなどの駆動装置５を介して別のモータ・ジェネレータ６が配置されている。モータ・ジェネレータ３、６としては、例えば交流同期型のものが適用される。
【０００８】
まず、一方のトルク伝達経路の構成について具体的に説明する。図３はトルクコンバータ２および歯車変速機構４の構成を示すスケルトン図である。このトルクコンバータ２および歯車変速機構４を内蔵したケーシングの内部には、作動油としてオートマチック・トランスミッション・フルードが封入されている。
【０００９】
トルクコンバータ２は、駆動側部材のトルクを流体により従動側部材に伝達するものである。このトルクコンバータ２は、ポンプインペラ７に一体化させたフロントカバー８と、タービンランナ９を一体に取付けたハブ１０と、ロックアップクラッチ１１とを有している。そして、ポンプインペラ７のトルクが流体を介してタービンランナ９に伝達される。また、ロックアップクラッチ１１は、フロントカバー８とハブ１０とを選択的に係合・解放するためのものである。なお、ロックアップクラッチ１１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。
【００１０】
フロントカバー８はエンジン１のクランクシャフト１２に連結されている。このフロントカバー８にはモータ・ジェネレータ３の出力トルクが入力可能とされると共に、エンジン１の出力トルクがモータ・ジェネレータ３の回転軸（図示せず）に入力可能となっている。また、ポンプインペラ７およびタービンランナ９の内周側には、ステータ１３が設けられている。このステータ１３は、ポンプインペラ７からタービンランナ９に伝達されるトルクを増大するためのものである。さらに、ハブ１０には歯車変速機構４の入力軸１４が接続されている。したがって、エンジン１のクランクシャフト１２からの出力トルクはトルクコンバータ２またはロックアップクラッチ１１を介して歯車変速機構４の入力軸１４に伝達される。また、エンジン１のトルクをモータ・ジェネレータ３に入力する制御と、モータ・ジェネレータ３のトルクをクランクシャフト１２に伝達する制御とをおこなうことも可能である。
【００１１】
前記歯車変速機構４は、副変速部１５および主変速部１６から構成されている。副変速部１５は、オーバドライブ用の遊星歯車機構１７を備えており、遊星歯車機構１７のキャリヤ１８に対して入力軸１４が連結されている。この遊星歯車機構１７を構成するキャリヤ１８とサンギヤ１９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。この一方向クラッチＦ０は、サンギヤ１９がキャリヤ１８に対して相対的に正回転、つまり、入力軸１４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１５の出力要素であるリングギヤ２０が、主変速部１６の入力要素である中間軸２１に接続されている。また、サンギヤ１９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。
【００１２】
したがって、副変速部１５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１７の全体が一体となって回転する。このため、中間軸２１が入力軸１４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１９の回転を止めた状態では、リングギヤ２０が入力軸１４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００１３】
他方、主変速部１６は、三組の遊星歯車機構２２、２３、２４を備えており、三組の遊星歯車機構２２、２３、２４を構成する回転要素が、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２２のサンギヤ２５と、第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６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２２のリングギヤ２７と、第２遊星歯車機構２３のキャリヤ２９と、第３遊星歯車機構２４のキャリヤ３１とが連結されている。さらに、キャリヤ３１に出力軸３２が連結されている。この出力軸３２はトルク伝達装置（図示せず）を介して車輪３２Ａに接続されている。さらにまた、第２遊星歯車機構２３のリングギヤ３３が、第３遊星歯車機構２４のサンギヤ３４に連結されている。
【００１４】
この主変速部１６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３３およびサンギヤ３４と、中間軸２１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２５およびサンギヤ２６と、中間軸２１との間に第２クラッチＣ２が設けられている。
【００１５】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ１はハンドブレーキであって、第１遊星歯車機構２２のサンギヤ２５、および第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６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２５、２６とケーシング３５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２５、２６が逆回転、つまり入力軸１４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。
【００１６】
また、第１遊星歯車機構２２のキャリヤ３７とケーシング３５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２４はリングギヤ３８を備えており、リングギヤ３８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３５とリングギヤ３８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３８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、歯車変速機構４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）４Ａと、歯車変速機構４の出力軸３２の回転数を検出する出力回転数センサ（車速センサ）４Ｂとが設けられている。
【００１７】
上記のように構成された歯車変速機構４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の作動係合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において○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。
【００１８】
また、この実施の形態では、シフトレバー４Ｃのマニュアル操作により、図５に示すような各種のシフトレバーポジションを設定することが可能である。すなわち、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、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌ（ロー）ポジションの各ポジションを設定可能になっている。ここで、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションが前進ポジションである。そして、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジションが設定されている状態においては、複数の変速段同士の間で変速可能である。これに対して、Ｌポジション、または後進ポジションであるＲポジションが設定されている状態においては、単一の変速段に固定される。
【００１９】
また、図２に示された油圧制御装置３９により、歯車変速機構４における変速段の設定または切り換え制御、ロックアップクラッチ１１の係合・解放やスリップ制御、油圧回路のライン圧の制御、摩擦係合装置の係合圧の制御などがおこなわれる。この油圧制御装置３９は電気的に制御されるもので、歯車変速機構４の変速を実行するための第１ないし第３のシフトソレノイドバルブＳ１、〜Ｓ３と、エンジンブレーキ状態を制御するための第４ソレノイドバルブＳ４とを備えている。
【００２０】
さらに、油圧制御装置３９は、油圧回路のライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳＬＴと、歯車変速機構４の変速過渡時におけるアキュームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳＬＮと、ロックアップクラッチ１１や所定の摩擦係合装置の係合圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳＬＵとを備えている。
【００２１】
図６は、モータ・ジェネレータ３およびモータ・ジェネレータ６の制御系統を示すブロック図である。
モータ・ジェネレータ３は入力軸１４に接続されており、このモータ・ジェネレータ３は、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能と、電気エネルギを機械エネルギに変換する機能とを備えている。言い換えれば、モータ・ジェネレータ３は、発電機または電動機として機能することが可能である。
【００２２】
すなわち、モータ・ジェネレータ３は、クランクシャフト１２から入力されるトルクにより発電をおこない、その電気エネルギをインバータ４０を介してバッテリ４１に充電することが可能に構成されている。また、モータ・ジェネレータ３から出力されたトルクをクランクシャフト１２に伝達して、エンジン１から出力されたトルクを補助することも可能である。さらにまた、インバータ４０およびバッテリ４１にはコントローラ４２が接続されている。このコントローラ４２は、バッテリ４１からモータ・ジェネレータ３に供給される電流値と、モータ・ジェネレータ３により発電される電流値とを検出する機能を備えている。また、コントローラ４２は、モータ・ジェネレータ３の回転数を制御する機能と、バッテリ４１の充電状態（ＳＯＣ：state of charge ）を検出および制御する機能と、モータ・ジェネレータ３のフェール状態や温度を検出する機能とを備えている。
【００２３】
続いて、モータ・ジェネレータ６の制御系統について説明する。
駆動装置５は減速装置４３を備えており、この減速装置４３がエンジン１およびモータ・ジェネレータ６に接続されている。減速装置４３は、同心状に配置されたリングギヤ４４およびサンギヤ４５と、このリングギヤ４４およびサンギヤ４５に噛み合わされた複数のピニオンギヤ４６とを備えている。この複数のピニオンギヤ４６はキャリヤ４７により保持されており、キャリヤ４７には回転軸４８が連結されている。また、エンジン１のクランクシャフト１２と同心状に回転軸４９が設けられており、回転軸１２とクランクシャフト１２とを接続・遮断するクラッチ５０が設けられている。そして、回転軸４９と回転軸４８との間で相互にトルクを伝達するチェーン５１が設けられている。なお、回転軸４８には、チェーン４８Ａを介してエアコンプレッサなどの補機４８Ｂが接続されている。
【００２４】
また、モータ・ジェネレータ６は回転軸５２を備えており、回転軸５２に前記サンギヤ４５が取り付けられている。また、駆動装置５のハウジング５３には、リングギヤ４４の回転を止めるブレーキ５３が設けられている。さらに、回転軸５２の周囲には一方向クラッチ５４が配置されており、一方向クラッチ５４の内輪が回転軸５２に連結され、一方向クラッチ５４の外輪がリングギヤ４４に連結されている。上記構成の減速装置４３により、エンジン１とモータ・ジェネレータ６との間のトルク伝達、または減速がおこなわれる。そして、一方向クラッチ５４はエンジン１から出力されたトルクがモータ・ジェネレータ６に伝達される場合に係合する構成になっている。
【００２５】
上記モータ・ジェネレータ６は、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能と、電気エネルギを機械エネルギに変換する力行機能とを備えている。言い換えれば、モータ・ジェネレータ６は、発電機または電動機として機能することが可能である。具体的には、エンジン１を始動させるスタータとしての機能と、発電機（オルタネータ）としての機能と、エンジン１の停止時に補機４８Ｂを駆動する機能とを兼備している。
【００２６】
そして、モータ・ジェネレータ６をスタータとして機能させる場合は、クラッチ５０およびブレーキ５３が係合され、一方向クラッチ５４が解放される。また、モータ・ジェネレータ６をオルタネータとして機能させる場合は、クラッチ５０および一方向クラッチ５４が係合され、ブレーキ５３が解放される。さらに、モータ・ジェネレータ６により補機４８Ｂを駆動させる場合は、ブレーキ５３が係合され、クラッチ５０および一方向クラッチ５４が解放される。
【００２７】
すなわち、エンジン１から出力されたトルクをモータ・ジェネレータ６に入力して発電をおこない、その電気エネルギをインバータ５５を介してバッテリ５６に充電することが可能である。また、モータ・ジェネレータ６から出力されるトルクを、エンジン１または補機４８Ｂに伝達することが可能である。さらに、インバータ５５およびバッテリ５６にはコントローラ５７が接続されている。このコントローラ５７は、バッテリ５６からモータ・ジェネレータ６に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ６により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ５７は、モータ・ジェネレータ６の回転数を制御する機能と、バッテリ５６の充電状態（ＳＯＣ：state of charge ）を検出および制御する機能とを備えている。
また、モータ・ジェネレータ６の回転軸５２とは反対側の回転軸５２Ａにはクラッチ９０を介して電動オイルポンプ９１が結合されている。これは、エンジン１を作動させないでモータ・ジェネレータ３で走行する場合には、歯車変速機構４内のオイルポンプ（図示せず）が作動しなくなり、歯車変速機構４内の各要素を作動させる油圧の供給源がなくなってしまうためである。
【００２８】
この実施の形態における自動変速機は、通常のノーマルモードの他にスポーツモードを選択することができる。
図７に示されるのはこのスポーツモードを選択するためのスポーツモードスィッチ６９であって、ドライバが操作し易い場所に設置されていて、例えば、押し込んだ時にＯＮになるようにされている。
【００２９】
一方、図８の（Ａ）に示すようにステアリングホイールの表と裏に片方の手で操作できるダウンシフト用のダウンスィッチ７０ａとアップシフト用のアップスィッチ７０ｂが設けられている。前記スポーツモードスィッチ６９をＯＮにした状態でこのダウンスィッチとアップスィッチを操作することにより図８の（Ｂ）に示すようにＤからＬの各レンジに１段づつ切り換えることができ、より手動変速機に近いスポーティな走行が可能となる。そして、各レンジで使用可能なギヤ段は以下の通りである。
Ｄレンジ：１st、２nd、３rd、４th、５th
４レンジ：１st、２nd、３rd、４th
３レンジ：１st、２nd、３rd
２レンジ：１st、２nd
Ｌレンジ：１st
【００３０】
図９は、図２および図６に示されたシステムの制御回路を示すブロック図である。電子制御装置（ＥＣＵ）５８は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００３１】
この電子制御装置５８には、トルクコンバータ２のタービン回転数センサ４Ａの信号、車速センサ４Ｂの信号、バッテリ４１、５６の充電状態ＳＯＣを示す信号を含むＭＧコントローラ４２、５７からの信号、エンジン回転数センサ５９の信号、エンジン水温センサ６０の信号、イグニッションスイッチ６１の信号、クランクシャフト１２の回転位置を検出するクランク位置センサ６２の信号、オートマチック・トランスミッション・フルードの温度を検出する油温センサ６３の信号、シフトレバー４Ｃの操作位置を検出するシフトポジションセンサ６４の信号、運転者の停車意図を検出するサイドブレーキスイッチ６５の信号、運転者の減速意図または制動意図を検出するフットブレーキスイッチ６６の信号、車両加速度センサ６７の信号、アクセルペダル１Ａの踏み込み量を示すアクセル開度センサ６８の信号、スポーツモードスィッチ６９の信号、ステアリングホイールに設けられたダウンシフトスイッチ７０ａ、アップシフトスイッチ７０ｂ、後述する減速力設定スィッチ７１の信号、その他、排気管（図示せず）の途中に設けられた触媒温度センサ７２の信号、ヘッドライトスィッチ７３、エアコンスィッチ７４、デフォッガスィッチ７５の信号等が入力される。
【００３２】
この電子制御装置５８からは、自動変速機の歯車変速機構４の油圧制御装置３９を制御する信号、ＭＧコントローラ４２、５７を制御する信号、モータ・ジェネレータ６の駆動装置５のクラッチ５０およびブレーキ５３を制御する信号、エンジン１の点火装置８０を制御する信号、エンジン１の燃料噴射装置８１を制御する信号、エンジン１を自動停止した時に車両を停止させるＡＢＳアクチュエータ８２を制御する信号、エンジン１で駆動していることを示すエンジン駆動インジケータ８３への制御信号、モータ・ジェネレータ３で駆動していることを示すＭＧ駆動インジケータ８４への制御信号、スポーツモードの選択を表示するインジケータ８５の制御信号、電動オイルポンプ９１へのモータ・ジェネレータ６の駆動トルクの伝達を制御するクラッチ９０への制御信号などが出力されている。このようにして、電子制御装置５８に入力される各種の信号に基づいて、エンジン１の動作およびモータ・ジェネレータ３、６の動作ならびに歯車変速機構４の動作が制御される。具体的には、エンジン１の始動・停止、または出力の制御は、シフトポジションセンサ６４の信号、イグニッションスイッチ６１の信号、アクセル開度センサ６８の信号、モータ・ジェネレータ３、６によるバッテリ４１の充電量を示す信号などに基づいておこなわれる。
【００３３】
ここで、電子制御装置５８による歯車変速機構４および油圧制御装置３９ならびにロックアップクラッチ１１の制御内容を具体的に説明する。電子制御装置５８には、歯車変速機構４の変速比を制御する変速線図（変速マップ）が記憶されている。この変速線図には、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速（アップシフトまたはダウンシフト）するための変速点が設定されている。
【００３４】
そして、この変速線図に基づいて変速判断がおこなわれ、この変速判断が成立した場合は、電子制御装置５８から制御信号が出力され、この制御信号が油圧制御装置３９に入力される。その結果、所定のソレノイドバルブが動作し、所定の摩擦係合装置に作用する油圧が変化して、摩擦係合装置の係合・解放がおこなわれて変速が実行される。ここで、エンジントルクは、スロットル開度およびエンジン回転数をパラメータとしてマップ化され、そのマップが電子制御装置５８に記憶されている。そして、変速を実行する摩擦係合装置の係合・解放のタイミング、および摩擦係合装置に作用する油圧が、エンジントルクに基づいて制御される。このように、歯車変速機構４および油圧制御装置３９により、いわゆる有段式の自動変速機が構成されている。
【００３５】
前記ロックアップクラッチ１１は、アクセル開度、車速、変速段などの条件に基づいて制御される。このため、電子制御装置５８には、ロックアップクラッチ１１の動作を制御するロックアップクラッチ制御マップが記憶されている。このロックアップクラッチ制御マップには、アクセル開度および車速をパラメータとして、ロックアップクラッチ１１を係合または解放する領域、もしくはスリップ制御（中間状態）する領域が設定されている。また、シフトレバー４ＣがＤポジションまたは４ポジションに設定され、かつ、歯車変速機構４で所定の高速段が設定されている場合に、ロックアップクラッチ１１を係合もしくはスリップさせる制御がおこなわれる。
【００３６】
上記ハイブリッド車の制御内容を簡単に説明する。イグニッションスイッチ６がオン操作されると、モータ・ジェネレータ６が作動して電動オイルポンプ９１が作動する。電動オイルポンプ９１の作動によって歯車変速機構４の制御油の油圧が上昇し、歯車変速機構４の油圧制御が可能な状態となる。一方モータ・ジェネレータ６のトルクがトルク伝達手段５を介してエンジン１に伝達され、エンジン１が始動する。この時エンジン１を始動する必要がない場合があるので、この場合はクラッチ５０がオフされてモータ・ジェネレータ６が始動してもエンジン１が始動しない。
【００３７】
そして、アクセルペダル１Ａが踏み込まれると、モータ・ジェネレータ３のトルクがトルクコンバータ２を介して歯車変速機構４に伝達され、車両が発進する。車両の発進時および低速走行時のように、エンジン効率が低い領域においては、燃料噴射をおこなわず、モータ・ジェネレータ３の出力のみにより車両が走行する。また通常走行時には、自動的にエンジン１が始動され、エンジン出力により車両が走行する。高負荷走行時には、エンジン１の出力およびモータ・ジェネレータ３の出力により車両が走行することが可能である。
【００３８】
車両の走行に必要なトルクは、アクセル開度および車速に基づいて演算される。そして、予め電子制御装置５８に記憶されている最適燃費線に基づいてエンジン回転数が演算される。さらに、電子スロットルバルブ１Ｂの開度制御をおこなうとともに、歯車変速機構４の変速比に基づいてモータ・ジェネレータ３の回転数を求め、エンジン回転数を制御する。これと同時に、必要な駆動力に対して、モータ・ジェネレータ３が分担するトルクが演算される。
【００３９】
車両の減速時または制動時には、車輪３２Ａから入力されたトルクが歯車変速機構４およびトルクコンバータ２を介してクランクシャフト１２に伝達される。すると、このトルクによりモータ・ジェネレータ３が発電機として機能し、発電した電気エネルギをバッテリ４１に充電する。また、バッテリ４１、５６は、充電量が所定の範囲になるように制御されており、充電量が少なくなった場合は、エンジン出力を増大させ、その一部をモータ・ジェネレータ３またはモータ・ジェネレータ６に伝達して発電させる。なお、車両の停止時には自動的にエンジン１が停止される。
そして、モータ・ジェネレータ３が発電機として機能するときに回生制動トルクを発生して車両の車輪に制動力があたえられるのである。この回生制動はロックアップクラッチ１１を係合しておこなわれ、ダウンシフト時に前述したようなショックが発生するので、それを防止するために、本発明による後述の制御がおこなわれる。
【００４０】
次に、以上のように構成され作動するこの実施の形態の本発明に係わる制御について説明する。
図１がこの制御のフローチャートであって、まずステップ２０で入力信号の処理をおこなってからステップ３０に進み回生制動中であるか否かを判定する。ステップ３０で肯定判定された場合はステップ４０に進んでダウンシフトするか否かを判定する。
なお、回生制動はロックアップクラッチ１１を係合しておこなうことを前提としており、ステップ３０で肯定判定されたということは当然ロックアップクラッチ１１が係合中であることを意味している。
【００４１】
ステップ４０で肯定判定された場合はステップ５０に進みロックアップクラッチ１１を非係合にする指令を発し、さらにステップ６０に進んでダウンシフトを実行する信号を出力する。ダウンシフトは具体的には歯車変速機構４の油圧制御装置３９内の該当するシフトソレノイドを切り換える。ステップ３０、４０で否定判定された場合は何もせずステップ１００に飛びリターンする。ステップ５０の非係合指令は解放または半解放、すなわち、半係合で、運転状況に応じて予め定めておく。
【００４２】
ステップ７０ではモータ・ジェネレータ３の回転数を増加させる信号をコントローラ４２に向けて出力する。これが本発明の制御のポイントであってダウンシフトにより変速後にモータ・ジェネレータ３の回転数は変速前の回転数よりも高くなるが、これをダウンシフト後に変速機側から駆動輪のトルクで強制的に引き上げられる前にモータ・ジェネレータ３側で上げてしまうのである。このようにすることにより、モータ・ジェネレータ３の出力軸と変速機の入力軸が係合する時の回転数差が解消されダウンシフトによるショックの発生が防止される。
【００４３】
そして、ステップ８０でモータ・ジェネレータ３の回転数が変速後の変速機の入力軸の回転数に同期したのを確認してからステップ９０に進みロックアップクラッチ１１を再係合してからステップ１００に進みリターンする。
図１２が上記の制御を説明するタイムチャートであって、ステップ５０で半解放にした場合を示していて、実線が本発明の制御をした場合、一点鎖線が本発明の制御をしない場合を示している。
本発明の制御の場合ロックアップクラッチ１１で機械的に連結状態とされていないのでダウンシフトに伴なうショックをトルクコンバータで緩和できる。
本発明の制御によれば、モータ・ジェネレータ３の回転数を上げるのに時間がかからずしかも同期回転数まで上げることができるので、ショック無く、且つ減速感の途切れ時間を短くすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、モータ・ジェネレータはロックアップクラッチ付き流体継手を介して変速機に連結されていて、ロックアップクラッチを係合しておこなう回生制動中にダウンシフトがおこなわれる場合は、ロックアップクラッチを解放もしくは半係合状態にしてモータ・ジェネレータの回転を増速してモータ・ジェネレータの回転数を変速機の入力軸の回転数に同期せしめるので、減速感の途切れ時間を短くしながらダウンシフトのショックの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御のフローチャートである。
【図２】本発明が適用されたハイブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示された歯車変速機構およびトルクコンバータの構成を示すスケルトン図である。
【図４】図３に示された歯車変速機構で各変速段を設定するための摩擦係合装置の作動状態を示す図である。
【図５】図２に示された歯車歯車変速機構を手動操作するシフトセレクタのシフトポジションを示す図である。
【図６】図２に示されたモータ・ジェネレータ３、６と他のハード構成との関係を示すブロック図である。
【図７】スポーツモードを選択するためのスポーツモードスィッチを示す図である。
【図８】（Ａ）スポーツモードが選択された時にダウンシフト、アップシフトをおこなうためのステアリングホイールに設けられたスィッチを示す図である。
（Ｂ）（Ａ）のスィッチで切り換えられるシフトポジションを示す図である。
【図９】ＥＣＵ５８に入出力される信号を示す図である。
【図１０】車速に対する回生制動トルクの変化を異なる変速段について示した図である。
【図１１】減速度設定スィッチを示す図である。
【図１２】本発明による制御を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン
２…トルクコンバータ
３、６…モータ・ジェネレータ
４…歯車変速機構
１２…クランクシャフト
３２…出力軸
３２Ａ…タイヤ
９１…電動オイルポンプ

Claims

モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、
モータ・ジェネレータはロックアップクラッチ付き流体継手を介して変速機に連結されていて、ロックアップクラッチを係合しておこなう回生制動中にダウンシフトがおこなわれる場合はロックアップクラッチを解放もしくは半係合状態にし、モータ・ジェネレータの回転を増速してモータ・ジェネレータの回転数を変速機の入力軸の回転数に同期させることを特徴とする車両用回生制動装置。
前記ダウンシフトは自動変速機の変速制御によっておこなわれる、請求項１に記載の車両用回生制動装置。