JP3991538B2

JP3991538B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP3991538B2
Application number: JP34382599A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: US20010003109A1; JP2001158249A; DE10059696B4; US6540642B2; DE10059696A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変速機の変速にともないクラッチが解放されて、車輪に伝達される第１の駆動力源のトルクが低下した場合に、車輪に伝達する第２の駆動力源のトルクを増加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設けられている電動機は、変速時に車輪に伝達されるトルクの低下を抑制することのみを目的として設けられたものである。したがって、このように単一の目的のために格別の駆動力源を新規に搭載すると、車両の製造コストが上昇し、かつ、車両の重量が増加する問題があった。
【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、格別の駆動力源を新規に車両に搭載することなく、変速時に車輪に伝達されるトルク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、第１の駆動力源のトルクが変速機を経由して第１の車輪に伝達されるように構成され、前記第１の駆動力源から前記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が解放される車両の制御装置において、前記第１の駆動力源のトルクを伝達することのできない第２の車輪が設けられており、第２の駆動力源のトルクを前記変速機を経由せずに第２の車輪に伝達して、この車輪を駆動できるように構成されているとともに、
「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、前記第２の駆動力源から前記第２の車輪に伝達されるトルクを増加する際に、前記変速機の変速時に前記第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合と、前記変速機の変速時に前記第１の車輪および前記第２の車輪にトルクが伝達されている場合とで、前記変速機の変速にともない前記第２の駆動力源から前記第２の車輪に伝達されるトルクの増加程度を異ならせるトルク増加手段」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、変速機の変速時にクラッチが解放されて、第１の駆動力源から第１の車輪に伝達されるトルクが低下するが、第２の駆動力源から第２の車輪に伝達されるトルクが増加され、車両全体に作用する駆動力の低下が抑制される。つまり、車両に予め搭載されている第２の駆動力源が、変速時に車両全体に作用する駆動力の低下を抑制するために活用される。
【００１０】
また、請求項１の発明によれば、第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合と、第１の車輪および第２の車輪にトルクが伝達されている場合とで、変速にともない第２の駆動力源から第２の車輪に対して伝達されるトルクの増加程度を異ならせられる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記トルク増加手段は、前記変速機の変速にともない前記第２の駆動力源から前記第２の車輪に伝達するトルクを増加する際に、前記第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合のトルク増加程度よりも、前記第１の車輪および前記第２の車輪にトルクが伝達されている場合のトルク増加程度の方を小さく設定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他に、変速にともない第２の駆動力源から第２の車輪に伝達するトルクを増加する際に、第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合のトルク増加程度よりも、第１の車輪および第２の車輪にトルクが伝達されている場合のトルク増加程度の方が小さく設定される。したがって、変速以外のトルク出力要求に基づいて第２の駆動力源のトルクが第２の車輪に伝達されている際に、変速が生じて第２の車輪に伝達されるトルクが増加される場合でも、第２の車輪のトルクが過大になることが抑制される。
【００１３】
【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１は、この発明が適用される四輪駆動車の概略構成を示す平面図、図２は、図１に示す四輪駆動車に搭載されるエンジン１および変速機９ならびにモータ・ジェネレータ４８などのシステムの制御系統を示すブロック図、図３は、図２に示された変速機９の具体的な構成を示すスケルトン図である。前記エンジン１は車両の前部に搭載されており、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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いる。そして、エンジン１のクランクシャフト３と相互にトルク伝達可能に接続されたモータ・ジェネレータ（ＭＧ）５が設けられている。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。したがって、バッテリ８の電力をモータ・ジェネレータ５に供給してモータ・ジェネレータ５を電動機として駆動させ、そのトルクによりエンジン１を始動することができる。これに対して、エンジントルクをモータ・ジェネレータ５に伝達して発電させ、その電力をバッテリ８に充電することもできる。
【００１６】
上記エンジン１の出力側に前記変速機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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
ところで、前記クランクシャフト３と入力軸１０との間にクラッチ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。
【００２４】
一方、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４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。
【００２５】
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。
【００２６】
一方、前記モータ・ジェネレータ４８は車両の後部に搭載されている。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８が電気的に接続されている。モータ・ジェネレータ４８とモータ・ジェネレータ５とが電気的に接続されている。さらに、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。上記のように、前輪４４および後輪５１に対して、異なるトルク伝達経路が接続されている。
【００２７】
したがって、バッテリ８の電力によりモータ・ジェネレータ４８を電動機として駆動させ、そのトルクを後輪５２に伝達することができる。また、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に直接供給してモータ・ジェネレータ４８を電動機として駆動させ、そのトルクを後輪５２に伝達することもできる。つまり、モータ・ジェネレータ４８のトルクが変速機９を経由することなく、後輪５２に伝達されるように構成されている。なお、エンジン１のトルクを後輪５２に伝達することはできない。これに対して、モータ・ジェネレータ４８を発電機として機能させ、その電力をバッテリ８に充電することもできる。なお、前輪４４および後輪５２には、それぞれホイールシリンダおよび車輪回転速度センサなどにより構成されたブレーキ装置５３が設けられている。
【００２８】
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５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。
【００２９】
この電子制御装置５４に対しては、ブレーキ装置５３を制御するＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータの信号、車両の四輪駆動状態と二輪駆動状態とを相互に切り換える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。
【００３０】
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５，４８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などである。
【００３１】
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１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４８がこの発明の第２の駆動力源に相当し、前輪４４がこの発明の第１の車輪に相当し、後輪５２がこの発明の第２の車輪に相当し、フロントデファレンシャル４２、フロントドライブシャフト４３、リヤデファレンシャル５０、リヤドライブシャフト５１がこの発明のトルク伝達経路に相当する。
【００３２】
つぎに、上記構成を有する四輪駆動車の制御例を、図６のフローチャートに基づいて説明する。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、バッテリ８の電力によりモータ・ジェネレータ５が電動機として駆動され、そのトルクによりエンジン１が始動される。そして、シフトレバー４７の操作により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。
【００３３】
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。
【００３４】
一方、電子制御装置５４には、車速およびアクセル開度に基づいて、変速機９の変速を制御するための変速マップが記憶されており、その変速マップに基づいて変速判断がおこなわれる。この変速マップの一例が図７に示されている。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。
【００３５】
そして、図７の変速マップに基づいて変速要求の有無が判断され（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る。これに対して、例えば、車速の上昇により車両の走行状態が、変速マップの第１速に対応する領域から第２速に対応する領域に変化した場合は、ステップＳ２で肯定的に判断されて、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。
【００３６】
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が解放されて、エンジントルクが入力軸１０に伝達されなくなるとともに、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。また、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。なおこれらの変速制御は、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。
【００３７】
以上の説明は、第１速から第２速にアップシフトする際の制御の説明であるが、第２速ないし第５速において、相互の変速段同士でアップシフトする際にも同様の制御がおこなわれる。これに対して、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。
【００３８】
このように、図１ないし図３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、変速のためのスリーブ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。
【００３９】
ところで、上記のように、図１ないし図３に示すシステムにおいては、変速に際してクラッチ４１が解放されるため、エンジントルクが前輪４４に伝達されなくなる、いわゆるトルク抜けが生じて運転者が違和感をもつ可能性がある。そこで、この実施形態においては、上記のアップシフト制御に並行して、以下のような制御がおこなわれる。
【００４０】
まず、４ＷＤマニュアルスイッチの信号に基づいて、現在、車両が四輪駆動状態で走行中か否かが判断される（ステップＳ３）。ステップＳ３で肯定的に判断された場合は、現在、モータ・ジェネレータ４８が駆動されており、そのトルクが後輪５２に伝達されているため、モータ・ジェネレータ４８のトルクを、後輪５３がスリップしない範囲で若干増加する制御をおこない（ステップＳ４）、リターンされる。後輪５３のスリップの有無は、ＡＢＳコンピュータの信号に基づいて判断することができる。
【００４１】
これに対して、ステップＳ３で否定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ４８から後輪５２に対してトルクが伝達されていない。そこで、バッテリ８の電力、またはモータ・ジェネレータ５を発電機として機能させることにより発生する電力をモータ・ジェネレータ４８に供給して電動機として駆動させ、そのトルクを後輪５２に伝達する制御をおこない（ステップＳ５）、リターンされる。このステップＳ５において、後輪５２に伝達されるトルクは、後輪５２がスリップしない程度に制御される。ここで、図６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ないしステップＳ５がこの発明のトルク増加手段に相当する。
【００４２】
図８は、アップシフト制御にともなう各システムの状態を示すタイムチャートである。なお、このタイムチャートでは、アップシフトにともないモータ・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に供給してそのトルクを増加する場合を示している。図８のタイムチャートにおいては、四輪駆動走行時におけるシステムの状態が実線で示され、非四輪駆動走行時（つまり二輪駆動走行）におけるシステムの状態が破線で示されている。
【００４３】
まず、時刻ｔ１において、４ＷＤ走行判定が成立すると、モータ・ジェネレータ５の発電量が増加し、かつ、モータ・ジェネレータ４８から出力されるトルクが増加する。この時点では、変速判定が成立していないため、クラッチ４１がＯＮ（係合）されている。
【００４４】
そして、時刻ｔ１から所定時間が経過した時刻ｔ２以降は、モータ・ジェネレータ５の発電量がほぼ一定に制御され、かつ、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクもほぼ一定に制御されている。その後、時刻ｔ３において変速判定（アップシフト判定）が成立すると、クラッチ４１の解放が開始されるとともに、モータ・ジェネレータ５の発電量が増加されるとともに、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクが増加される。その後、時刻ｔ４以降は、モータ・ジェネレータ５の発電量が、変速判定成立前の状態よりもＷ１分増加したほぼ一定の状態に制御され、かつ、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクが、変速判定成立前の状態よりもＮ１分増加した一定の状態に制御される。
【００４５】
ついで、時刻ｔ５において変速終了判断が成立すると、クラッチ４１の係合が開始され、かつ、モータ・ジェネレータ５の発電量が減少し始め、かつ、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクが低下し始める。そして、時刻ｔ６においてクラッチ４１の係合が完了するとともに、モータ・ジェネレータ５の発電量およびモータ・ジェネレータ４８の出力トルクが、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間とほぼ同じ状態に制御される。
【００４６】
一方、時刻ｔ１以降も４ＷＤ判定が成立しない場合は、時刻ｔ３で変速判定が成立した時点で、モータ・ジェネレータ５の発電量が増加し始め、かつ、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクも増加し始める。その後、時刻ｔ４以降は、モータ・ジェネレータ５の発電量が、変速判定成立前の状態よりもＷ２分増加したほぼ一定値に制御され、かつ、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクが、変速判定成立前の状態よりもＮ２分増加したほぼ一定値に制御される。
【００４７】
そして、時刻ｔ５において、モータ・ジェネレータ５の発電量が減少し始め、かつ、モータ・ジェネレータ４８の出力トルクが低下し始める。そして、時刻ｔ６以降は、モータ・ジェネレータ５の発電量およびモータ・ジェネレータ４８の出力トルクが、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間とほぼ同じ状態に制御される。このように、四輪駆動走行に対応するモータ・ジェネレータ５の発電量およびモータ・ジェネレータ４８の出力トルクは、二輪駆動走行に対応するモータ・ジェネレータ５の発電量およびモータ・ジェネレータ４８の出力トルクよりも多い（または高い）状態に制御される。
【００４８】
以上のように、この実施形態においては、アップシフトにともないクラッチ４１が解放されて、前輪４４に伝達されるトルクが低下する際に、モータ・ジェネレータ４８から後輪５２に伝達されるトルクを増加することにより、車両全体に作用する駆動力の低下を抑制している。したがって、変速にともなうトルク抜けが低減され、運転者が違和感をもつことを防止することができる。
【００４９】
また、モータ・ジェネレータ４８は、変速機９の変速以外のトルク出力要求、具体的には四輪駆動走行が選択された場合に、後輪５２にトルクを伝達するために、予め車両に搭載されている。したがって、アップシフト時のトルク抜けを抑制するための目的で、格別の駆動力源を新規に設ける必要が無く、車両の製造コストの上昇および車両の重量増加を防止することができる。
【００５０】
また、この実施形態においては、二輪駆動状態において、モータ・ジェネレータ４８から後輪５２に伝達されるトルクの増加程度（言い換えれば増加割合、増加量、増加率）と、四輪駆動状態において、後輪５２に伝達されるトルクのトルク増加程度とが異ならせられる。
【００５１】
したがって、変速前と変速途中とにおける車両の走行性能の変化が抑制される。具体的には二輪駆動状態において、モータ・ジェネレータ４８から後輪５２に伝達されるトルクの増加程度よりも、四輪駆動状態において、後輪５２に伝達されるトルクのトルク増加程度の方が小さく（または少なく）設定されている。したがって、車両が四輪駆動走行している際に、アップシフトが生じて後輪５２に伝達されるトルクを増加する場合でも、後輪５２のトルクが過大になることが抑制され、そのスリップを回避することができる。
【００５２】
なお、図７には、Ｄポジションに適用される変速マップが示されているが、４ポジション、３ポジション、２ポジションの各ポジションに適用される変速マップ（図示せず）に基づいてアップシフトをおこなう場合も、図６の制御を適用することができる。
【００５３】
上記制御例において、変速時にモータ・ジェネレータ４８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４８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４８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４８のトルクもそれに応じて変更される。
【００５４】
また、変速中にモータ・ジェネレータ４８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４８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４８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４８のトルクとなるように設定される。
【００５５】
ところで、この実施形態においては、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をおこなうことができる。このような制御と同時に、後輪５２から入力される動力をモータ・ジェネレータ４８に伝達することにより、モータ・ジェネレータ４８を発電機として機能させることで、車両全体に作用する制動力を向上させるとともに、モータ・ジェネレータ４８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。
【００５６】
つまり、従来は車両の惰力走行時に、車輪から入力される動力が、動力伝達系統の回転抵抗などにより熱エネルギに変換されて捨てられていたが、この実施形態においては、車両の惰力走行時に車輪５２から入力される動力を、モータ・ジェネレータ４８の発電機能により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４８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。
【００５７】
なお、図６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。
【００５８】
このように、図１の実施形態は、エンジン１のトルクを伝達することのできる車輪と、モータ・ジェネレータ４８のトルクを伝達することのできる車輪とが異なる構成の車両に用いられる。
【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、変速機の変速時にはクラッチが解放されて第１の駆動力源から第１の車輪に伝達されるトルクが低下するが、第２の駆動力源から第２の車輪に伝達されるトルクが増加されて、車両全体としての駆動力の低下が抑制される。したがって、変速時に車輪に伝達されるトルクの低下を抑制することを目的として格別の駆動力源を新規に車両に搭載する必要がなく、車両の製造コストの上昇を抑制し、かつ、車両の重量増加を防止することができる。
【００６１】
また、請求項１の発明によれば、第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合と、第１の車輪および第２の車輪にトルクが伝達されている場合とで、変速にともない第２の駆動力源から第２の車輪に対して伝達されるトルクの増加程度を異ならせられる。したがって、車両の駆動状態に応じて、変速時に第２の駆動力源から第２の車輪に伝達されるトルクを制御することができ、変速前と変速途中とにおける車両の走行性能の変化を抑制することができる。
【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他に、変速にともない第２の駆動力源から第２の車輪に伝達するトルクを増加する際に、第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合のトルク増加程度よりも、第１の車輪および第２の車輪にトルクが伝達されている場合のトルク増加程度の方が小さく設定される。したがって、変速とは関係なく第２の駆動力源のトルクが第２の車輪に伝達されている際に、変速が生じて第２の車輪に伝達されるトルクが増加される場合でも、第２の車輪のトルクが過大になることが抑制され、第２の車輪のスリップを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の制御がおこなわれ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２】図１に示す四輪駆動車の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３】図２に示す変速機のスケルトン図である。
【図４】図２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５】図１，図２の電子制御装置における入出力信号を示す図である。
【図６】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７】図６の制御で用いられる変速マップである。
【図８】図６の制御に対応するタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、９…変速機、４１…クラッチ、４２…フロントデファレンシャル、４３…フロントドライブシャフト、４４…前輪、４８…モータ・ジェネレータ、５０…リヤデファレンシャル、５１…リヤドライブシャフト、５２…後輪。

Claims

第１の駆動力源のトルクが変速機を経由して第１の車輪に伝達されるように構成され、前記第１の駆動力源から前記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が解放される車両の制御装置において、
前記第１の駆動力源のトルクを伝達することのできない第２の車輪が設けられており、第２の駆動力源のトルクを前記変速機を経由せずに第２の車輪に伝達して、この車輪を駆動できるように構成されているとともに、
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、前記第２の駆動力源から前記第２の車輪に伝達されるトルクを増加する際に、前記変速機の変速時に前記第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合と、前記変速機の変速時に前記第１の車輪および前記第２の車輪にトルクが伝達されている場合とで、前記変速機の変速にともない前記第２の駆動力源から前記第２の車輪に伝達されるトルクの増加程度を異ならせるトルク増加手段を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
前記トルク増加手段は、前記変速機の変速にともない前記第２の駆動力源から前記第２の車輪に伝達するトルクを増加する際に、前記第１の車輪のみにトルクが伝達されている場合のトルク増加程度よりも、前記第１の車輪および前記第２の車輪にトルクが伝達されている場合のトルク増加程度の方を小さく設定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。