JP3952650B2 - 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、変速機の変速時に車両の駆動力が低下することを、電動機のトルクにより抑制することのできる車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動力源から変速機に至るトルクの伝達経路に、自動的に係合・解放されるクラッチが設けられている同期噛み合い式の変速機がある。このような変速機には、運転者の手動操作により変速をおこなうとともに、この変速に連動してクラッチの係合・解放を自動的におこなうセミオート式と、自動的変速をおこない、かつ、変速に連動してクラッチの係合・解放を自動的におこなうフルオート式とがある。前記セミオート式の場合には、運転者が自分の意志で変速操作をおこなうために、変速時にクラッチが解放されて駆動力が低下したとしても、違和感にはならない。これに対して、フルオート式の場合は、運転者の意志とは無関係に変速がおこなわれるため、変速時にクラッチが解放されることにともなう駆動力の低下により、運転者が違和感をもつ可能性がある。
【０００３】
このように、運転者が違和感をもつことを抑制することのできる自動車用変速機の一例が、特開平１１−１４１６６５号公報に記載されている。この公報に記載された変速機は入力軸と出力軸とを有しており、この入力軸および出力軸ならびにその近傍には、前進段の第１速ないし第５速と、後進段とを設定するための各種のギヤが設けられている。また、各種の歯車と入力軸および出力軸との間におけるトルクの伝達経路を接続・遮断するために、複数の同期噛み合い機構が設けられている。さらに、出力軸に対してトルク伝達可能に接続された電動機が設けられている。また、エンジンのクランク軸と変速機の入力軸との間にはクラッチが設けられている。さらにまた、エンジン、同期噛み合い機構、クラッチ、電動機などを制御するコントローラが設けられており、コントローラに対して、シフトポジションセンサの信号、アクセル開度センサの信号、車速センサの信号などが入力されるように構成されている。
【０００４】
上記公報に記載された自動車用変速機においては、エンジントルクが車輪に伝達されて車両が走行している際に、アクセル開度および車速などの情報に基づいて、コントローラから変速信号が出力される。すると、エンジンと変速機との間に設けられているクラッチが解放されるとともに、電動機が駆動されてそのトルクが出力軸に伝達される。また、クラッチが解放されることにともない、同期噛み合い機構が動作して変速がおこなわれる。その後、クラッチが係合されるとともに電動機が停止され、エンジントルクが車輪に伝達される状態に復帰する。このように、上記公報に記載された自動車用変速機においては、変速時にクラッチが解放されてエンジントルクが車輪に伝達されなくなる間、電動機のトルクを車輪に伝達することにより駆動力の低下が抑制され、変速にともなう運転者の違和感を回避している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載された自動車用変速機においては、バッテリ（蓄電装置）の電力により電動機を駆動しているため、バッテリの充電量が低下した場合は、変速時に電動機から車輪に対して伝達するべきトルクを確保することができなくなる現象、いわゆるトルク抜けが生じて駆動力の低下を招き、運転者が違和感をもつ可能性があった。
【０００６】
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、車輪にトルクを伝達する電動機に供給する電力の低下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。
【０００７】
【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請求項１の発明は、駆動力源から変速機に至るトルクの伝達経路にクラッチが設けられており、前記変速機の変速にともない前記クラッチを解放し、かつ、車輪に伝達するトルクを電動機によってアシストする車両の制御装置において、前記電動機用の蓄電装置の充電状態に基づいて、前記変速機の変速時に前記電動機から前記車輪に対して所定トルクを出力することが可能であるか否かを判断する充電状態判断手段と、前記充電状態判断手段により、前記変速機の変速時に前記電動機から前記車輪に対して所定トルクを出力することが不可能であると判断された場合に、前記変速機の変速中に、前記駆動力源により発電機を駆動させて電力を発生させ、この電力を前記電動機に供給する電力供給手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、変速機の変速時に車輪に伝達するべき所定トルクを、電動機から出力することが不可能である場合は、変速機の変速中に、駆動力源により発電機を駆動させて電力を発生させ、この電力が電動機に供給される。したがって、変速時にクラッチが解放されても、車輪に伝達するべきトルクの低下が抑制される。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記発電機は、車両に搭載されている補機装置を駆動する補機駆動用電動機としての機能を備えており、前記電力供給手段は、前記発電機を駆動させて電力を発生させる際に、前記発電機により前記補機装置を駆動することを禁止する機能を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
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に、発電機を駆動させて電力を発生させる際には、発電機により補機装置を駆動することが禁止される。したがって、電動機に供給される電力の発電効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面に基づいて説明する。図２は、この発明を適用した四輪駆動車の概略構成を示す平面図、図３は、図２に示す四輪駆動車の前輪に対応するパワープラントおよびその制御系統を示すブロック図、図４は、図３に示されたパワープラントの具体的な構成を示すスケルトン図である。車両の前部にはエンジン１が搭載されており、このエンジン１としては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンを用いることができる。
【００１６】
以下の説明においては、エンジン１としてガソリンエンジンを用いた場合について説明する。このエンジン１は、吸気・排気装置（図示せず）、燃料噴射装置（図示せず）、点火装置（図示せず）、冷却装置（図示せず）などを備えた公知の構造のものである。エンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ（図示せず）が設けられているとともに、この電子スロットルバルブの開度を制御する電子スロットルアクチュエータ２が設けられている。
【００１７】
また、エンジン１のクランクシャフト３は車両の幅方向に沿って配置されており、クランクシャフト３には、クラッチ４を介してモータ・ジェネレータ（ＭＧ）５がトルク伝達可能に接続されている。このモータ・ジェネレータ５は、発電機としての機能と、補機駆動用電動機としての機能とを備えている。また、このモータ・ジェネレータ５には、クラッチ６を介して補機装置７がトルク伝達可能に接続されている。この補機装置７としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、デフォッガ、冷却ファンなどが挙げられる。さらに、モータ・ジェネレータ５は、インバータ（図示せず）を介してバッテリ８に電気的に接続されている。バッテリ８は、電槽と極板と電解液とを有する公知のものである。
【００１８】
前記エンジン１の出力側には、変速機９が設けられている。この変速機９は相互に平行に配置され、かつ、車両の幅方向に配置された入力軸１０および出力軸１１とを備えている。この入力軸１０には、第１速用入力ギヤ１２と第２速用入力ギヤ１３と第５速用入力ギヤ１４と後進段用入力ギヤ１５とが、入力軸１０と一体回転するように形成されている。入力軸１０には、この入力軸１０と相対回転可能な中空軸１６，１７が取り付けられている。中空軸１６には第３速用入力ギヤ１８およびギヤ１９が形成され、中空軸１７には第４速用入力ギヤ２０およびギヤ２１が形成されている。また、入力軸１０における中空軸１６と中空軸１７との間には、入力軸１０と一体回転し、かつ、入力軸１０の軸線方向に移動可能なスリーブ２２が取り付けられている。このスリーブ２２の内周にはギヤ（図示せず）が形成されている。なお、入力軸１０の外周には、スリーブ２２のギヤとギヤ１９，２１との噛み合いを円滑におこなうために、同期噛み合い機構（図示せず）が設けられている。
【００１９】
前記出力軸１１には、第３速用出力ギヤ２３と第４速用出力ギヤ２４とが、出力軸１１と一体回転するように形成されている。また出力軸１１には、この出力軸１１と相対回転可能な中空軸２５，２６，２７，２８が取り付けられている。中空軸２５には第１速用出力ギヤ２９およびギヤ３０が形成され、中空軸２６には第２速用出力ギヤ３１およびギヤ３２が形成されている。
【００２０】
また、出力軸１１における中空軸２５と中空軸２６との間には、出力軸１１と一体回転し、かつ、出力軸１１の軸線方向に移動可能なスリーブ３３が取り付けられている。このスリーブ３３の内周にはギヤ（図示せず）が形成されている。さらに、第１速用出力ギヤ２９と第１速用入力ギヤ１２とが噛合され、第２速用出力ギヤ３１と第２速用入力ギヤ１３とが噛合されている。また、第３速用出力ギヤ２３と第３速用入力ギヤ１８とが噛合され、第４速用出力ギヤ２４と第４速用入力ギヤ２０とが噛合されている。
【００２１】
さらにまた、出力軸１１における中空軸２７と中空軸２８との間には、出力軸１１と一体回転し、かつ、出力軸１１の軸線方向に移動可能なスリーブ３４が取り付けられている。このスリーブ３４の内周にはギヤ（図示せず）が形成されている。前記中空軸２７には第３速用出力ギヤ３５およびギヤ３６が形成され、中空軸２８には後進段用出力ギヤ３７およびギヤ３８が形成されている。そして、第５速用出力ギヤ３５と第５速用入力ギヤ１４とが噛合され、後進段用出力ギヤ３７および後進段用入力ギヤ１５とアイドラギヤ３９とが噛合されている。なお、各スリーブ２２，３３，３４の動作を別個に制御する変速用アクチュエータ４０が設けられている。
【００２２】
上記のように構成された変速機９においては、スリーブ３３が出力軸１１の軸線方向に移動して、スリーブ３３のギヤとギヤ３０とが噛合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第１速用入力ギヤ１２および第１速用出力ギヤ２９によりトルク伝達可能に連結され、第１速が設定される。また、スリーブ３３が出力軸１１の軸線方向に移動して、スリーブ３３のギヤとギヤ３２とが噛合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第２速用入力ギヤ１３および第２速用出力ギヤ３１によりトルク伝達可能に連結され、第２速が設定される。
【００２３】
さらに、スリーブ２２が入力軸１０の軸線方向に移動して、スリーブ２２のギヤとギヤ１９とが噛合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第３速用入力ギヤ１８および第３速用出力ギヤ２３によりトルク伝達可能に連結され、第３速が設定される。さらにまた、スリーブ２２が入力軸１０の軸線方向に移動して、スリーブ２２のギヤとギヤ２１とが噛合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第４速用入力ギヤ２０および第４速用出力ギヤ２４によりトルク伝達可能に連結され、第４速が設定される。
【００２４】
また、スリーブ３４が出力軸１１の軸線方向に移動して、スリーブ３４のギヤとギヤ３６とが噛合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、第５速用入力ギヤ１４および第５速用出力ギヤ３５によりトルク伝達可能に連結され、第５速が設定される。さらに、スリーブ３４が出力軸１１の軸線方向に移動して、スリーブ３４のギヤとギヤ３８とが噛合することにより、入力軸１０と出力軸１１とが、後進段用入力ギヤ１５およびアイドラギヤ３９ならびに後進段用出力ギヤ３７によりトルク伝達可能に連結され、後進段が設定される。
【００２５】
ところで、前記クランクシャフト３と入力軸１０とは同心状に配置されており、そのトルク伝達経路にクラッチ４１が設けられている。また、このクラッチ４１の係合・解放を制御するクラッチアクチュエータ４１Ａが設けられている。さらに、出力軸１１の出力側には、フロントデファレンシャル４２およびフロントドライブシャフト４３を介して左右の前輪４４がトルク伝達可能に接続されている。
【００２６】
さらに、変速機９に隣接してモータ・ジェネレータ（ＭＧ）４５が設けられている。このモータ・ジェネレータ４５は、発電機としての機能と電動機としての機能とを備えている。このモータ・ジェネレータ４５の出力ギヤ４６と第４速用入力ギヤ２０とが噛合されている。このモータ・ジェネレータ４５は、インバータ（図示せず）を介して前記バッテリ８に電気的に接続されているとともに、モータ・ジェネレータ４５は前記モータ・ジェネレータ５に対して電気的に接続されている。さらにまた、モータ・ジェネレータ５により発電した電力を、モータ・ジェネレータ４５に直接供給すること、またはモータ・ジェネレータ５の駆動により発生した電力をバッテリ８に充電することのいずれかを選択することのできるスイッチ（図示せず）が設けられている。
【００２７】
さらに、車両の室内側には、運転者により操作されるシフトレバー４７が設けられている。図５は、シフトレバー４７の操作により選択されるシフトポジションの一例を平面的に示す概念図である。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ポジションの各シフトポジションを、ここに示す順序で相互に切り換えることができる。
【００２８】
上記Ｄポジションが選択されている場合は、変速機９の変速比を、前進段の第１速ないし第５速のいずれかに自動的に制御することができる。４ポジションでは、前進段の第１速ないし第４速のいずれかを自動的に設定することができる。３ポジションでは、前進段の第１速ないし第３速のいずれかを自動的に設定することができる。２ポジションでは、前進段の第１速または第２速を自動的に設定することができる。Ｌポジションでは前進段の第１速に固定される。
【００２９】
一方、車両の後部にはモータ・ジェネレータ４８が搭載されている。このモータ・ジェネレータ４８は、発電機および電動機（駆動力源）として機能させることができる。このモータ・ジェネレータ４８には、インバータ（図示せず）を介してバッテリ４９が電気的に接続されている。このモータ・ジェネレータ４８には、リヤデファレンシャル５０およびリヤドライブシャフト５１を介して左右の後輪５２がトルク伝達可能に接続されている。さらに、前輪４４および後輪５２にはそれぞれホイールシリンダなどのブレーキ装置５３が設けられている。
【００３０】
そして、車両全体を制御するコントローラとしての電子制御装置（ＥＣＵ）５４が設けられている。この電子制御装置５４は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入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。図６には、電子制御装置５４に入力される信号と、電子制御装置５４から出力される信号とが示されている。
【００３１】
この電子制御装置５４に対しては、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータの信号、四輪駆動状態と二輪駆動状態とを切り換える４ＷＤマニュアルスイッチの信号、エンジン回転数を示す信号、エンジン水温を示す信号、イグニッションスイッチの信号、バッテリ８，４９の充電量（ＳＯＣ；State of charge）を示す信号、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号（出力軸回転数センサ５５の信号）、クラッチ油温の信号、シフトレバー４７の操作を検出するシフトポジションセンサ５６の信号、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキ５７の操作を検出するフットブレーキセンサ５８の信号、触媒（排気浄化触媒）温度、アクセルペダル５９の操作を検出するアクセル開度センサ６０の信号、カム角センサの信号、変速機９により設定されている変速段を示す信号、車両加速度センサの信号などが入力される。
【００３２】
また、電子制御装置５４からの出力信号の例を挙げると、点火装置に対する制御信号、燃料噴射装置に対する制御信号、クラッチ４，４１の係合・解放を制御するクラッチコントロールソレノイド（つまりクラッチアクチュエータ４１Ａ）に対する信号、モータ・ジェネレータ５，４５，４８を制御する信号、電子スロットルバルブを制御する電子スロットルアクチュエータ２に対する信号、変速アクチュエータ４０を制御する信号、ＡＢＳアクチュエータを制御する信号、クラッチ６および補機装置７を制御する信号などである。
【００３３】
ここで、この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１がこの発明の駆動力源に相当し、クラッチ４１がこの発明のクラッチに相当し、モータ・ジェネレータ４５，４８がこの発明の電動機に相当し、モータ・ジェネレータ５がこの発明の発電機に相当し、前輪４４および後輪５２がこの発明の車輪に相当し、バッテリ８がこの発明の蓄電装置に相当する。
【００３４】
つぎに、上記構成を有する四輪駆動車の制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、４ＷＤマニュアルスイッチにより二輪駆動状態が選択されている場合を例として説明する。イグニッションスイッチの操作によりシステムが起動されると、電子制御装置５４において、入力信号の処理がおこなわれるとともに（ステップＳ１）、運転者の始動操作に基づいてクラッチ４が係合され、かつ、バッテリ８の電力によりモータ・ジェネレータ５が駆動される。すると、モータ・ジェネレータ５の動力がクランクシャフト３に伝達されてエンジン１が始動する。そして、運転者の操作によりシフトレバー４７がＮポジションからＤポジションに切り換えられると、このシフトレバー４７の操作がシフトポジションセンサ５６により検出され、つぎのようにして車両の発進制御がおこなわれる。
【００３５】
まず、クラッチ４１が解放されるとともに、スリーブ３３が出力軸１１の軸線方向に移動して、第１速用出力ギヤ２９と出力軸１１とが連結され、第１速が設定される。ついで、アクセルペダル５９が踏み込まれると電子スロットルバルブの開度が増加してエンジン回転数が上昇するとともに、クラッチ４１が徐々に係合される。つまり、エンジン１のトルクが前輪４４に伝達されて駆動力が発生する。
【００３６】
一方、電子制御装置５４には、変速機９の変速比を制御するために変速マップが記憶されており、その変速マップの一例と駆動力源制御マップの一例とが図７に総括して示されている。図７の変速マップは、シフトレバー４７の操作によりＤポジションが選択されている場合において、変速機９により設定することのできる第１速ないし第５速の各領域を示している。この変速マップによれば、アクセル開度および車速を基準として、破線で示すアップシフト点により、第１速ないし第５速の各領域が区画されている。そして、車速およびアクセル開度が、第１速に対応する領域から第２速に対応する領域に変化すると、変速機９の変速段を第１速から第２速にアップシフトするための変速信号が電子制御装置５４から出力される。ここで、変速動作は、アクセルペダル５９が踏み込まれた状態のままおこなわれる。なお、駆動力源制御マップについては後述する。
【００３７】
電子制御装置５４から変速信号が出力されると、クラッチ４１が解放されるとともに、電子スロットルアクチュエータ２の動作により電子スロットルバルブが閉じられてエンジン回転数が低下する。これと同時に、モータ・ジェネレータ４５が駆動され、そのトルクが第４速用入力ギヤ２０および第４速用出力ギヤ２４を介して出力軸１１に伝達される。ここで、モータ・ジェネレータ４５から出力するべきトルクは、アクセル開度に基づいて算出され、その算出結果に対応するトルクがモータ・ジェネレータ４５から出力されるように、その電流値が制御される。具体的には、アクセルペダル５９の踏み込み量が大きいほど、大きな電流値となるように制御される。このため、変速中にモータ・ジェネレータ４５の駆動により発生する車両の加速力は、運転者の意志に適合したものとなる。したがって、変速中に運転者がアクセルペダル５９の踏み込み量を変更した場合は、モータ・ジェネレータ４５のトルクもそれに応じて変更される。
【００３８】
このように、変速時にはクラッチ４１が解放されて、エンジントルクが入力軸１０に伝達されない状態になるが、モータ・ジェネレータ４５のトルクが、出力軸１１およびフロントデファレンシャル４２を経由して前輪４４に伝達される（つまりトルクのアシストがおこなわれる）ため、変速中も前輪４４による駆動力が生じることになる。
【００３９】
ところで、クラッチ４１の解放に並行して、変速アクチュエータ４０の動作によりスリーブ３３が出力軸１１の軸線方向に移動し、出力軸１１と第２速用出力ギヤ３１とがトルク伝達可能に連結される。その後、クラッチ４１が係合されるとともに、エンジン１の電子スロットルバルブが、アクセル開度に応じた開度に制御され、エンジン１のトルクが変速機９に伝達される。これと同時にモータ・ジェネレータ４５の駆動が停止され、エンジン１による車両の駆動状態に移行する。
【００４０】
以上の説明は、第１速から第２速へのアップシフトにともなう制御の説明であるが、第２速ないし第５速における相互のアップシフトについても同様の制御がおこなわれる。このように、車両の駆動力の中断をともなうことなく、変速機９の変速制御をおこなうことができる。したがって、加速中のアップシフト時において、前輪４４に伝達されるトルクが低下する、いわゆるトルク抜けが防止され、運転者が違和感をもつことを抑制することができる。
【００４１】
なお、後進段を設定する場合は、スリーブ３４を出力軸１１の軸線方向に移動することにより、入力軸１０のトルクが、後進段用入力ギヤ１５およびアイドラギヤ３９ならびに後進段用出力ギヤ３７を介して出力軸１１に伝達することのできる状態に制御される他は、前述の第１速により車両を発進させる場合と同様の制御がおこなわれる。
【００４２】
このように、図２ないし図４に示す変速機９は、変速マップに基づいて変速判断がおこなわれるとともに、変速にともなうスリーブ２２，３３，３４の動作、およびクラッチ４１の係合・解放が自動的におこなわれる、いわゆるフルオート式の自動変速機である。なお、エンジン１の運転中においては、補機装置７の駆動要求に基づいて、クラッチ６を係合させてエンジントルクを補機装置７に伝達し、補機装置７を駆動することができる。
【００４３】
ところで、電子制御装置５４においては、前記ステップＳ１についで、バッテリ８のＳＯＣが所定値Ｌｏ％以下であるか否かが判断される（ステップＳ２）。前述のように、変速時には、入力軸１０とエンジン１との間のトルク伝達経路を遮断するとともに、モータ・ジェネレータ４５のトルクにより駆動力の低下を補う制御がおこなわれている。この所定値Ｌｏ％は、現在設定されている変速段から所定の変速段にアップシフトする際に、駆動力の低下を補うために必要な所定トルクをモータ・ジェネレータ４５から出力するための電力量、すなわち、必要最低限の電力量に相当する。このため、バッテリ８のＳＯＣが所定値Ｌｏ％以下になることは好ましくないが、連続的な変速などが生じた場合には、バッテリ８の電力が低下してこのような状態になる可能性もある。なお、所定の変速段からから所定の変速段にアップシフトする場合に必要な電力量である所定値Ｌｏ％は、各変速段ごとに電子制御装置５４に記憶されている。
【００４４】
ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、図７に示す変速マップに基づいて、変速がおこなわれるか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、上記のように変速を実行するとともに、クラッチ４を係合してエンジントルクによりモータ・ジェネレータ５を発電状態とし、その電力を直接モータ・ジェネレータ４５に供給してモータ・ジェネレータ４５を駆動する（ステップＳ４）。
【００４５】
ここで、前述のように、変速時にはクラッチ４１が解放されているため、エンジントルクがモータ・ジェネレータ５の駆動に供されても、車両の駆動力に悪影響がおよぶことはない。これに対して、クラッチ４１が係合され、かつ、車両の加速中にエンジントルクの一部がモータ・ジェネレータ５に伝達された場合は、加速性能が低下するため、エンジントルクによりモータ・ジェネレータ５を発電機として駆動させる制御はおこなわない。なお、ステップＳ４においては、モータ・ジェネレータ５の発電により得られた電力を、直接モータ・ジェネレータ４５に供給することなく、バッテリ８を経由してモータ・ジェネレータ４５に供給することもできる。
【００４６】
また、上記のように、モータ・ジェネレータ５により発電する場合は、クラッチ６を解放してモータ・ジェネレータ５により補機装置７を駆動することを一時的に禁止し（ステップＳ５）、リターンする。この禁止には、駆動している補機装置７の駆動を中止する制御と、駆動していない駆動装置７を駆動させる信号が生じた場合でも、その駆動を禁止する制御とが例示される。このように、モータ・ジェネレータ５を発電機としてのみ機能させることにより、その発電効率を向上させることができる。なお、ステップＳ５で駆動が禁止される補機装置７としては、一時的にその機能が停止しても問題のないエアコン、デフォッガ、冷却ファンなどが例示される。これに対して、ステップＳ５で駆動が禁止される補機装置７には、ヘッドライトやステレオなどは含まれない。
【００４７】
ところで、ステップＳ３で否定的に判断された場合は、車両が被駆動状態（言い換えれば惰力走行状態）または停止状態にあるか否かが判断される（ステップＳ６）。このステップＳ６は、変速がおこなわれる以前にバッテリ８に充電する際に、エンジントルクをモータ・ジェネレータ５に伝達しても支障がない状態、要はエンジントルクにより車両が駆動される状態にないことを判断するためのものである。そして、ステップＳ６で肯定的に判断された場合は、エンジントルクによりモータ・ジェネレータ５が発電をおこない、その電力をバッテリ８に充電して（ステップＳ７）、リターンされる。この場合、エンジン１の出力を、モータ・ジェネレータ５を、非発電状態から発電状態に切り換える分に対応して増加させる必要があるため、電子スロットルバルブの開度を増加させ、エンジントルクを上昇させる。これに対して、ステップＳ６で否定的に判断された場合は、例えば車両の加速中などにおいて、エンジントルクの一部がモータ・ジェネレータ５の発電に供されて加速性能が低下する可能性があるため、そのままリターンされる。
【００４８】
前記ステップＳ２で否定的に判断された場合は、図７の変速マップに基づいて変速がおこなわれ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、変速と同時にバッテリ８の電力によりモータ・ジェネレータ４５を駆動し、そのトルクを前輪４４に伝達して駆動力の低下を抑制する。
【００４９】
ここで、図１のフローチャート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。すなわち、ステップＳ２がこの発明の充電状態判断手段に相当し、ステップＳ３ないしステップＳ５がこの発明の電力供給手段に相当する。
【００５０】
以上のように、図１の制御例によれば、変速機９の変速に備えて、具体的には、変速中、または変速中以外の状態において、モータ・ジェネレータ４５に供給される電力が増加される。このため、変速時にモータ・ジェネレータ４５から車輪４４に伝達するべきトルクの低下、いわゆるトルク抜けが抑制される。したがって、変速にともなう駆動力の低下を回避することができ、運転者が違和感をもつことを防止することができる。
【００５１】
また、モータ・ジェネレータ５により発電する際には、モータ・ジェネレータ５により補機装置７を駆動することが禁止される。したがって、モータ・ジェネレータ５の発電効率が高められ、変速に備えてモータ・ジェネレータ４５の出力トルクを確保する機能が一層向上する。
【００５２】
ところで、この実施形態において、変速中にモータ・ジェネレータ４５を制御する電流値は、アクセルペダル５９の踏み込み量に応じて制御するほか、変速の種類によって電流値を異ならせることもできる。すなわち、一般に第１速から第２速に変速する場合よりも、第２速から第３速に変速する場合の方が車両の加速力が低下する。このため、変速中におけるモータ・ジェネレータ４５の出力トルクも、第１速から第２速に変速する場合よりも、第２速から第３速に変速する場合の方が低くてよいことになる。したがって、モータ・ジェネレータ４５を制御する電流値は、アクセルペダル５９の踏み込み量、変速前および変速後の変速段、車速などの情報に基づいて、変速直前の車両加速度をできるだけ維持することができるようなモータ・ジェネレータ４５のトルクとなるように設定される。
【００５３】
また、シフトレバー４７がＬポジションに操作され、かつ、アクセル開度が零になった場合は、例えば第４速から第３速に自動変速するなどのことにより、エンジンブレーキ力を強める制御がおこなわれる。このような制御と同時に、前輪４４から入力される動力を、出力軸１１を経由してモータ・ジェネレータ４５に伝達することにより、モータ・ジェネレータ４５を発電機として機能させることで、制動力を向上させるとともに、モータ・ジェネレータ４５の発電により得られた電気エネルギをバッテリ８に充電することができる。つまり、従来は車輪から入力される動力を熱エネルギに変換して捨てていたが、この実施形態においては、車輪から入力される動力の一部を、電気エネルギに変換してバッテリ８に充電する、いわゆるエネルギの回生がおこなわれる。なお、モータ・ジェネレータ４５を発電機として機能させる制御は、シフトレバー４７の操作とは別に、ブレーキセンサ５８の信号によりフットブレーキペダル５７が踏み込まれていることが検出されている場合に、自動的におこなうこともできる。
【００５４】
ところで、図２ないし図４に示された四輪駆動車においては、モータ・ジェネレータ４５を、車両の発進時の駆動力源として用いたり、加速時の駆動力補助として用いることもできる。具体的には、図７に示す駆動力源制御マップにおいて、車両の発進時、例えばアクセル開度および車速が“ＭＧ”で示す領域にある場合は、モータ・ジェネレータ４５のみを駆動させ、アクセル開度および車速が、“ＭＧ”以外の領域、つまり“エンジン”で示す領域にある場合は、エンジン１のみを駆動させることができる。
【００５５】
また、図７に示すエンジン駆動領域において、アクセルペダル５９の踏み込み量に応じて、モータ・ジェネレータ４５に電流を供給することにより、要求駆動力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４５のトルクにより補うこともできる。なお、このように変速時以外にもモータ・ジェネレータ４５を駆動力源として用いる場合は、バッテリ８の電力消費が大きくなるため、クラッチ４１が係合されている状態において、モータ・ジェネレータ４５を必要に応じて発電機に切り換えて、その電力をバッテリ８に充電することもできる。
【００５６】
ところで、図２ないし図４に示す四輪駆動車は、４ＷＤマニュアルスイッチの操作により四輪駆動状態を選択することができる。この場合は、モータ・ジェネレータ４８が電動機として駆動され、そのトルクがリヤデファレンシャル５０およびリヤドライブシャフト５１を介して後輪５２に伝達される。このように、図１ないし図４に示された四輪駆動車は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ４５，４８を駆動力源として用いることのできる、いわゆるハイブリッド車である。また、モータ・ジェネレータ５の発電により、その電気エネルギをバッテリ４９に充電したり、もしくはモータ・ジェネレータ４８に直接供給することができるように構成することもできる。
【００５７】
そして、この四輪駆動状態が選択されている場合、または前述した二輪駆動状態が選択されている場合に、変速時にクラッチ４１を解放する制御に並行して、モータ・ジェネレータ４８のトルクを増加させる制御をおこなうことにより、車両の駆動力の低下を補うこともできる。そして、変速時に必要な所定トルクをモータ・ジェネレータ４８から出力することができない場合、つまり、バッテリ４９の充電量が所定値以下であると判断された場合に、エンジントルクによりモータ・ジェネレータ５を発電機として機能させ、その電力をモータ・ジェネレータ４８に直接供給したり、バッテリ４９に充電したりすることにより、変速時のトルク抜けを防止することもできる。なお、車両の惰力走行時には、後輪５２の動力をリヤデファレンシャル５０を介してモータ・ジェネレータ４８に伝達して発電し、その電力をバッテリ４９に充電することもできる。
【００５８】
なお、この実施形態における蓄電装置としては、バッテリに代えてキャパシタを用いることもできる。このキャパシタは、相互に直列に接続された複数のコンデンサ（セル）と、相互に直列に配置された複数の抵抗とを有する公知のものである。また、この実施形態において、モータ・ジェネレータ４５に対して電力を供給する発電機としては、エンジン１により駆動されるモータ・ジェネレータ５またはオルタネータのほか、燃料電池（フューエルセル）などを用いることもできる。この燃料電池は、燃料極および電解質ならびに空気極などを有する公知のものであり、燃料ガスと空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電するシステムである。
【００５９】
また、図１の制御例は、セミオート式の変速機、つまり、シフトレバーの手動操作により変速をおこない、変速機とエンジンとの間に設けられているクラッチの係合・解放を自動的におこなう変速機を搭載した車両に対しても適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、変速時にともないクラッチが解放されて、駆動力源のトルクが車輪に伝達されなくなった場合に、変速機の変速中に、駆動力源により発電機を駆動させて電力を発生させることにより、この電力を電動機に供給することができ、車輪に伝達するトルクを電動機により確実にアシストすることができる。したがって、変速にともなう車両の駆動力の低下が抑制され、運転者の違和感を確実に防止することができる。
【００６２】
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、発電機を駆動させて電力を発生させる際には、発電機により補機装置を駆動することが禁止される。したがって、電動機に供給される電力の発電効率が向上し、変速時における電動機のトルクの低下を、一層確実に抑制することができる。
【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】 この発明の一実施形態である四輪駆動車の概略構成を模式的に示す平面図である。
【図３】 図２に示す四輪駆動車の前輪に対応するパワープラントおよびその制御系統を示す示すブロック図である。
【図４】 図３に示す四輪駆動車の前輪に対応するパワープラントのスケルトン図である。
【図５】 図３に示す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を示す概念図である。
【図６】 図２，図３の電子制御装置における入出力信号を示す図である。
【図７】 この発明において、変速機の変速マップと、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止制御領域とを総括的に示す図である。
【符号の説明】
１…駆動力源、 ５，４５，４８…モータ・ジェネレータ、 ７…補機装置、８，４９…バッテリ、 ９…変速機、 ４１…クラッチ、 ４４…前輪、 ５２…後輪。

Claims (2)

1. 駆動力源から変速機に至るトルクの伝達経路にクラッチが設けられており、前記変速機の変速にともない前記クラッチを解放し、かつ、車輪に伝達するトルクを電動機によってアシストする車両の制御装置において、
   前記電動機用の蓄電装置の充電状態に基づいて、前記変速機の変速時に前記電動機から前記車輪に対して所定トルクを出力することが可能であるか否かを判断する充電状態判断手段と、
   前記充電状態判断手段により、前記変速機の変速時に前記電動機から前記車輪に対して所定トルクを出力することが不可能であると判断された場合に、前記変速機の変速中に、前記駆動力源により発電機を駆動させて電力を発生させ、この電力を前記電動機に供給する電力供給手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記発電機は、車両に搭載されている補機装置を駆動する補機駆動用電動機としての機能を備えており、前記電力供給手段は、前記発電機を駆動させて電力を発生させる際に、前記発電機により前記補機装置を駆動することを禁止する機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。

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