本発明の車両の減速度制御装置は、例えばエンジンおよび電動機を車両の駆動輪との間で動力伝達可能に備えている車両に好適に適用されるが、エンジンのみ或いは電動機のみ車両の駆動輪との間で動力伝達可能に備えているものなど種々の車両に適用され得る。電動機は、電気エネルギーを回転運動に変換する電動モータや、回転運動を電気エネルギーに変換する発電機、或いはその両方の機能を備えているものである。
本発明は、エンジンのみを動力源とするエンジン駆動車両や、電動機のみを動力源とする電気自動車、エンジンおよび電動機の両方を動力源とするハイブリッド車両、エンジンや電動機以外の原動機を動力源として備えている車両、或いは3つ以上の原動機を備えている車両など、種々の車両に適用され得る。ハイブリッド車両には、エンジンの動力を直接駆動輪に伝達可能なパラレルハイブリッド車両と、エンジンからの動力は発電にのみ使用され駆動輪には直接伝達されないシリーズハイブリッド車両がある。
エンジンおよび電動機を車両の駆動輪との間で動力伝達可能に備えている車両においては、例えば(a) そのエンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機が設けられるとともに、(b) 前記ブレーキ制御手段は、前記自動変速機の変速比を変更してエンジンブレーキ力を制御するとともに前記電動機のトルクを制御して所定のブレーキ力を発生させるように構成される。
ブレーキ制御手段によるブレーキ力の制御は、自動変速機の変速比の変更によるエンジンブレーキ制御や、電動機の回生制動トルク、逆回転方向の力行トルクによるブレーキ力の増大、或いは正回転方向の力行トルクによるブレーキ力の低減等により、所定のブレーキ力を発生するように行われるが、このような動力源ブレーキの他に、車輪に設けられたホイールブレーキ等の他の制動装置を用いてブレーキ力を制御することもできる。エンジンの種類によっては、吸排気バルブの開閉タイミングやリフト量、或いはスロットル弁開度などを制御してエンジンブレーキ力を制御することもできるなど、種々の態様が可能である。電動機としては、電動モータや発電機(ジェネレータ)、或いはその両方の機能を有するものを用いることができる。
上記自動変速機としては、遊星歯車式や平行軸式等の有段変速機に限らず、ベルト式、トロイダル型等の無段変速機を用いることもできる。
減速度設定手段は、例えばシフトレバーの所定の操作ポジションや、ステアリングホイール、ステアリングコラム、インストルメントパネル等、運転席近傍の種々の部位に配設することが可能で、例えば、シフトレバーの操作で増減指示する第1減速度設定手段と、ステアリングホイール或いはその近傍にシフトレバーとは別個に配設される第2減速度設定手段とを有して構成される。シフトレバーは、ステアリングコラムに配設されるものでも、運転席横のセンターコンソール部分に配設されるものでも良いが、ステアリングホイールまたはその近傍に第2減速度設定手段が設けられる場合には、運転席横のセンターコンソール部分に配設することが望ましい。
減速度設定手段は、例えば自動的に原位置に復帰する自動復帰型のスイッチが用いられ、押釦式やレバー式など種々の態様が可能で、例えば1回のON操作毎に目標減速度が1段階ずつアップダウンされるが、ON操作の継続時間によって目標減速度が2段階以上連続的に変化したり飛び越して変化したりするようにしても良い。ON操作の継続時間に応じて目標減速度が連続的に増減されるようにしても良い。1つの減速度設定手段は、例えば目標減速度を大きくするDecel用、および目標減速度を小さくするCan−Decel用の一対のスイッチで構成される。
減速度設定手段とは別に、減速度制御モードをON(実行)、OFF(解除)する減速度制御モード選択手段(ON−OFFスイッチなど)が設けられる。
減速度制御モード選択スイッチ等により減速度制御モードが選択された場合だけ減速度制御モードが成立し、減速度設定手段の操作が有効になるようにしても良いが、減速度制御モードが選択されていない場合でも、ステアリングホイール等に設けられた減速度設定手段により目標減速度をアップする方向の操作が為された場合には、そのまま減速度制御モードとして減速度制御を開始するようにしても良く、減速度制御の操作が容易になる。
減速度設定手段により減速度制御モードへ切り換えられた場合、例えば減速度設定手段により目標減速度が低減(ダウン)されて減速度制御モードの解除時と同じになった場合や、減速度制御モード選択手段がON、OFF操作された場合等に、減速度制御モードが解除されるように構成される。
有段変速機の変速制御と電動機のトルク制御を併用してブレーキ力を制御する場合、減速度設定手段の操作に従って目標減速度制御手段により目標減速度を段階的に変化させる時の変化量は、有段変速機の変速によって達成される減速度の変化量よりも小さく、電動機のトルク制御と変速制御との組合せにより、ブレーキ力がきめ細かく制御されるようにすることが望ましい。目標減速度制御手段によって増減設定される目標減速度の増大側の変化量と減少側の変化量は同じであっても良いが、増大側と減少側の変化量を相違させることもできる。
目標減速度に応じてブレーキ力を制御するブレーキ制御手段は、目標減速度が得られる必要ブレーキ力を予め定められた演算式やデータマップなどから求め、動力源ブレーキなどでその必要ブレーキ力を発生させるように構成されるが、必要ブレーキ力は路面勾配や車両重量(乗車人数など)等の運転環境によって変化するため、その運転環境をパラメータとして必要ブレーキ力を求めることが望ましい。減速度を検出して、目標減速度となるようにブレーキ力をフィードバック制御することも可能である。
本発明は、例えば、減速度制御モード選択手段として、シフトレバーとは別個にON−OFFスイッチが設けられ、シフトレバーが前進走行ポジションへ操作されてフルレンジ自動変速モードが成立した状態で減速度制御モード選択手段がON操作されることにより、フルレンジ自動変速モードから減速度制御モードへ切り換えられるとともに、減速度制御モード選択手段がON操作された後にシフトレバーがN(ニュートラル)等の動力伝達遮断ポジションから前進走行ポジションへ操作された場合には、フルレンジ自動変速モードを経由することなく直ちに減速度制御モードが成立させられ、減速度制御が行われる。上記シフトレバーは変速モード選択手段に相当する。
前進走行ポジションに隣接して動力伝達遮断ポジションおよび変速範囲が限定された下位の自動変速モードを選択する下位レンジ走行ポジションが設けられている場合には、上記減速度制御モード選択手段がON操作された後にシフトレバーが動力伝達遮断ポジションから前進走行ポジションへ操作されるか、下位レンジ走行ポジションから前進走行ポジションへ操作されることにより、フルレンジ自動変速モードを経由することなく減速度制御モードが成立させられるが、本発明はそのどちらの場合にも適用され、フルレンジ自動変速モードにおける減速度を基準として目標減速度の初期値が設定される。その場合に、下位レンジ走行ポジションから前進走行ポジションへ操作された場合には、動力伝達遮断ポジションから前進走行ポジションへ操作された場合よりも大きな目標減速度が設定されるようにしても良い。
第3発明では、フルレンジ自動変速モードを経由することなく減速度制御モードが成立した場合に設定される目標減速度が、フルレンジ自動変速モードから減速度制御モードへ切り換えられた場合に設定される目標減速度と同じ大きさであるが、他の発明の実施に際しては、異なる目標減速度が設定されるようにしても良い。例えば、フルレンジ自動変速モードを経由することなく減速度制御モードが成立した場合には、フルレンジ自動変速モードにおける減速度と略同じ大きさの目標減速度が設定され、フルレンジ自動変速モードから減速度制御モードへ切り換えられた場合には、フルレンジ自動変速モードにおける減速度より少し大き目の目標減速度が設定されるようにしても良い。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1の(a) は、本発明が適用されたハイブリッド車両用の駆動装置8の骨子図で、、(b) は、駆動装置8に設けられた自動変速機10の複数のギヤ段を成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。車両用駆動装置8は、燃料の燃焼によって動力を発生するエンジン30、第1電動機MG1、第2電動機MG2、および自動変速機10を、その順番で同軸上に備えており、車両の前後方向(縦置き)に搭載するFR車両に好適に用いられる。そして、主としてエンジン30および第2電動機MG2が走行用の動力源として使用され、第1電動機MG1は、主としてエンジン始動用および発電用として用いられる。また、第1電動機MG1は、図示しないダンパを介してエンジン30に接続されているとともに、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間にはクラッチCiが設けられ、エンジン30および第1電動機MG1と第2電動機MG2との間の動力伝達を遮断できるようになっている。なお、電動機MG1、MG2、自動変速機10は中心線に対して略対称的に構成されており、図1(a) では中心線の下半分が省略されている。
自動変速機10は、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置12を主体として構成されている第1変速部14と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16およびダブルピニオン型の第3遊星歯車装置18を主体として構成されている第2変速部20とを同軸線上に有し、入力軸22の回転を変速して出力軸24から出力する。入力軸22は入力部材に相当するもので、第2電動機MG2のロータに一体的に連結されており、出力軸24は出力部材に相当するもので、プロペラシャフトや差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。
図2は、上記自動変速機10の第1変速部14および第2変速部20の各回転要素(サンギヤS1〜S3、キャリアCA1〜CA3、リングギヤR1〜R3)の回転速度を直線で表すことができる共線図で、下の横線が回転速度「0」で、上の横線が回転速度「1.0」すなわち入力軸22と同じ回転速度であり、クラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態(係合、解放)に応じて第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」の8つの前進ギヤ段が成立させられるとともに、第1後進ギヤ段「Rev1」および第2後進ギヤ段「Rev2」の2つの後進ギヤ段が成立させられる。図1の(b) の作動表は、上記各ギヤ段とクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態との関係をまとめたもので、「○」は係合を表している。各ギヤ段の変速比は、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、および第3遊星歯車装置18の各ギヤ比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められ、図1(b) に示す変速比は、ρ1=0.463、ρ2=0.463、ρ3=0.415の場合である。なお、図1(a) の符号26はトランスミッションケースである。
図3は、上記自動変速機10やエンジン30、電動機MG1、MG2などを制御するために車両に設けられた制御系統の概略を説明するブロック線図で、アクセルペダル50の操作量Accがアクセル操作量センサ52により検出されるようになっている。アクセルペダル50は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Accは出力要求量に相当する。エンジン30の吸気配管には、スロットルアクチュエータ54によって開き角(開度)θTHが制御される電子スロットル弁56が設けられている。また、エンジン30の回転速度NEを検出するためのエンジン回転速度センサ58、エンジン30の吸入空気量Qを検出するための吸入空気量センサ60、上記電子スロットル弁56の全閉状態(アイドル状態)およびその開度θTHを検出するためのアイドルスイッチ付スロットル弁開度センサ62、車速V(出力軸24の回転速度Nout に対応)を検出するための車速センサ64、第1電動機MG1の回転速度NM1を検出するためのMG1回転速度センサ66、第2電動機MG2の回転速度NM2(=入力軸22の回転速度Nin)を検出するためのMG2回転速度センサ68、シフトレバー72の操作ポジション(操作位置)PSHを検出するためのレバーポジションセンサ74、減速度制御モードを選択する際に運転者によってON操作されるEモード選択スイッチ76、電動機MG1、MG2に接続されたバッテリ77の残容量SOCを検出するためのSOCセンサ78、第1Decelスイッチ80、第1Can−Decelスイッチ81、第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83などが設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度NE、吸入空気量Q、スロットル弁開度θTH、車速V、第1モータ回転速度NM1、第2モータ回転速度NM2、シフトレバー72の操作ポジションPSH、Eモード選択スイッチ76のON、OFF、残容量SOC、第1Decel指令Decel1、第1Can−Decel指令Can−Decel1、第2Decel指令Decel2、第2Can−Decel指令Can−Decel2などを表す信号が電子制御装置90に供給されるようになっている。
前記電子制御装置90は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン30の出力制御や自動変速機10の変速制御、電動機MG1、MG2の力行/回生制御などを行い、エンジン30や電動機MG1、MG2の作動状態が異なる複数の運転モードで走行する。図5は、運転モードの一例で、エンジン走行モードでは、クラッチCiを係合させてエンジン30を接続し、そのエンジン30により駆動力を発生させて走行する。エンジン30に余裕がある場合など、必要に応じて第1電動機MG1を回生制御してバッテリ77を充電することもできる。エンジン+モータ走行モードでは、クラッチCiを係合させてエンジン30を接続し、そのエンジン30および第2電動機MG2により駆動力を発生させて走行する。モータ走行モードでは、クラッチCiを解放してエンジン30を遮断し、第2電動機MG2により駆動力を発生させて走行する。残容量SOCが少ない場合など、必要に応じてエンジン30を作動させるとともに第1電動機MG1を回生制御してバッテリ77を充電する。減速度制御モードでは、クラッチCiを係合させてエンジン30を接続し、フューエルカットによりエンジン30に対する燃料供給を遮断してエンジンブレーキを発生させるとともに、第2電動機MG2を力行或いは回生制御することにより、所定の動力源ブレーキを発生させる。第1電動機MG1についても、第2電動機MG2と同様に力行或いは回生制御して、動力源ブレーキの調整に使用することができる。
また、上記電子制御装置90による自動変速機10の変速制御は、シフトレバー72の操作ポジションPSHに応じて行われる。シフトレバー72は運転席の左側近傍(センターコンソール部分)に配設され、図6に示すシフトパターン120に従って移動操作されるようになっており、シフトパターン120には、「P(パーキング)」、「R(リバース)」、「N(ニュートラル)」、「D(ドライブ)」、「7」、「6」、・・・「L」の操作ポジションが車両の前後方向に沿って設けられている。「P」ポジションは駐車位置で、自動変速機10は動力伝達遮断状態とされるとともに、例えばシフトレバー72の移動操作に従ってパーキングロック機構などにより機械的に出力軸24、すなわち駆動輪が回転不能に固定される。「R」ポジションは後進走行を行なう後進走行位置で、例えばシフトレバー72の移動操作に従って油圧制御回路98(図3参照)のマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機10は前記後進ギヤ段「Rev1」または「Rev2」が成立させられる。「N」ポジションは動力伝達遮断位置で、例えばシフトレバー72の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機10はクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の全部が解放されて動力伝達遮断状態とされる。
「D」ポジションは、自動変速機10の前進ギヤ段を自動的に切り換えて前進走行する前進走行モードを成立させる前進走行ポジションで、例えばシフトレバー72の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、総ての前進ギヤ段「1st」〜「8th」を成立させることが可能とされ、それ等の総ての前進ギヤ段「1st」〜「8th」を用いて自動的に変速する最上位のDレンジ(フルレンジ自動変速モード)が成立させられる。すなわち、シフトレバー72が「D」ポジションへ操作されると、そのことをレバーポジションセンサ74の信号から判断してDレンジを電気的に成立させ、第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」の総ての前進ギヤ段を用いて変速制御を行う。具体的には、油圧制御回路98に設けられた複数のソノレイド弁やリニアソレノイド弁のATソレノイド99の励磁、非励磁を制御することにより油圧回路を切り換え、図1(b) に示すようにクラッチC1〜C4およびブレーキB1、B2の作動状態を変化させて、第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」の何れかの前進ギヤ段を成立させるのである。この変速制御は、例えば図8に示すように車速Vおよびアクセル操作量Accをパラメータとして予め記憶された変速マップ等の変速条件に従って行われ、車速Vが低くなったりアクセル操作量Accが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の前進ギヤ段を成立させる。
「7」〜「L」ポジションは、予め定められた複数の変速レンジを手動操作で切り換える下位レンジ走行ポジションで、それ等の走行ポジション「7」、「6」、・・・「L」に応じて図9に示す7、6、・・・Lの各変速レンジが成立させられる。図9は、変速レンジとその変速範囲を示す図で、ギヤ段の欄の数字「1」〜「8」は第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」を表しており、変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段は何れも第1速前進ギヤ段「1st」で、最高速前進ギヤ段が1つずつ変化している。また、各変速レンジでは、第1速前進ギヤ段「1st」からその最高速前進ギヤ段までの範囲で、前記Dレンジと同じ変速条件に従って自動的に変速が行なわれる。したがって、例えば下り坂などでシフトレバー72が「D」ポジションから、「7」ポジション、「6」ポジション、「5」ポジション、・・・へ順次切換操作されると、変速レンジがD→7→6→5→・・・へ切り換えられ、第8速前進ギヤ段「8th」から第7速前進ギヤ段「7th」、第6速前進ギヤ段「6th」、第5速前進ギヤ段「5th」・・・へ順次ダウンシフトされることになる。
前記「D」ポジションの左右両側には、減速度制御モードにおける目標減速度を大きくするための「Decel」位置、および目標減速度を小さくするための「Can−Decel」位置が設けられており、シフトレバー72がそれ等の「Decel」位置または「Can−Decel」位置へ操作されると、そのことが前記第1Decelスイッチ80、第1Can−Decelスイッチ81によって検出され、第1Decel指令Decel1、第1Can−Decel指令Can−Decel1を表す減速指示信号が電子制御装置90に供給される。これにより、動力源ブレーキによって減速度を制御する減速度制御モードにおける目標減速度が変更され、減速度を増したい場合、すなわち急激な制動を行いたい場合には、シフトレバー72を運転席と反対の左側(「Decel」位置側)へ倒せば良く、減速度を低減したい場合、すなわち緩やかな制動を行いたい場合には、シフトレバー72を運転席側である右側(「Can−Decel」位置側)へ倒せば良い。なお、この「Decel」位置、「Can−Decel」位置は、左右反対に設けても良いなど適宜設定できる。
シフトレバー72は、左右方向に連続的にスライドするのではなく、節度感を持って動く。すなわち、シフトレバー72は、中立状態、左側へ倒した状態、右側へ倒した状態の3つのうち何れかの状態を採る。運転者がシフトレバー72に加える力を緩めれば、シフトレバー72はスプリング等の付勢手段により直ちに中立位置すなわち「D」ポジションへ戻されるようになっており、第1Decelスイッチ80および第1Can−Decelスイッチ81はそれぞれスプリング等の付勢手段により自動的にOFF状態に復帰する。これ等の第1Decelスイッチ80および第1Can−Decelスイッチ81をON操作するシフトレバー72は第1の減速度設定手段である。
シフトレバー72の近傍には前記Eモード選択スイッチ76が配設されており、シフトレバー72が「D」ポジションへ操作された状態でEモード選択スイッチ76がON操作されると、Dレンジ(フルレンジ自動変速モード)から減速度制御モードに切り換えられ、図4の減速度制御モード実行手段110により目標減速度に応じて動力源ブレーキが制御されるとともに、シフトレバー72による上記第1Decelスイッチ80、第2Can−Decelスイッチ81のON操作が有効となって目標減速度が増減させられる。Eモード選択スイッチ76がON操作された状態でシフトレバー72が「N」ポジションや「7」ポジションから「D」ポジションへ操作された場合も、減速度制御モードが成立させられて減速度制御モード実行手段110により動力源ブレーキで減速度制御が行われる。Eモード選択スイッチ76は減速度制御モード選択手段に相当し、本実施例では押圧操作されることによってON、OFFが切り換わるON−OFFスイッチが用いられている。また、シフトレバー72は変速モード選択手段に相当する。
減速度制御モードではまた、上述したシフトレバー72の操作の他、図6に示すようにステアリングホイール84の近傍のステアリングコラム86に配設された第2Decelスイッチ82および第2Can−Decelスイッチ83が矢印で示すように回動操作(ON操作)されることによっても、目標減速度が増減させられる。すなわち、第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83がON操作されると、これ等の第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83から前記電子制御装置90に第2Decel指令Decel2、第2Can−Decel指令Can−Decel2を表す減速指示信号が出力され、目標減速度が増減させられるのである。また、Eモード選択スイッチ76がOFFでシフトレバー72が「D」ポジションへ操作されたDレンジ(フルレンジ自動変速モード)において、第2Decelスイッチ82がON操作されると、Dレンジ(フルレンジ自動変速モード)から減速度制御モードに切り換えられ、前記減速度制御モード実行手段110により動力源ブレーキで減速度制御が行われる。第2Decelスイッチ82および第2Can−Decelスイッチ83は、何れも運転者によりON操作される自動復帰型のスイッチで、それぞれスプリング等の付勢手段により自動的に原位置(OFF状態)まで戻り回動させられる。また、運転者がステアリングホイール84を回転操作している最中でも、右手或いは左手の人指し指で容易に操作できる場所に設けられている。これ等の第2Decelスイッチ82および第2Can−Decelスイッチ83は第2の減速度設定手段である。
減速度制御モードによる減速度制御は、前記電子制御装置90が機能的に備えている図4の減速度制御モード実行手段110によって実行され、上記シフトレバー72が「Decel」位置または「Can−Decel」位置へ操作されることによって出力される第1Decel指令Decel1や第1Can−Decel指令Can−Decel1、および前記ステアリングコラム86に配設された第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83の操作で出力される第2Decel指令Decel2や第2Can−Decel指令Can−Decel2に応じて動力源ブレーキを制御する。減速度制御モード実行手段110は、目標減速度制御手段112および動力源ブレーキ制御手段114を有し、図10および図11のフローチャートに従って信号処理を行うようになっている。図10のステップS4、S5、S7〜S11は目標減速度制御手段112によって実行され、そのうちのステップS5は初期設定手段に相当する。ステップS6は動力源ブレーキ制御手段114によって実行され、図11は、そのステップS6の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。また、図15は、図10、図11のフローチャートに従って減速度制御が行われた場合のタイムチャートの一例である。
図10のステップS1では、シフトレバー72が「D」ポジションへ操作されているか否かが判断され、「D」ポジションへ操作されている場合にはステップS2以下を実行する。ステップS2では、シフトレバー72が「N」ポジションまたは「7」ポジションから「D」ポジションへ切換操作されたか否かを判断し、前から「D」ポジションであった場合にはステップS7以下を実行し、新たに「D」ポジションへ切換操作された場合はステップS3以下を実行する。
ステップS3では、Eモード選択スイッチ76がONか否かを判断し、ONでなければステップS14でDレンジすなわちフルレンジ自動変速モードによる自動変速制御を行いながらアクセル操作量Accに応じて動力源を出力制御して前進走行する。図10のフローチャートはアクセルペダル50の踏込み操作の有無(ON、OFF)に拘らず実行されるが、ステップS1で「D」ポジションで且つアクセルOFFか否かを判断し、アクセルONの場合は減速度制御を行うことなく、別のフローでDレンジ(フルレンジ自動変速モード)による駆動制御が行われるようにしても良い。
Eモード選択スイッチ76がONの場合は、ステップS3に続いてステップS4を実行し、減速度制御モードを設定する。すなわち、予めEモード選択スイッチ76がON操作されている場合には、Dレンジを経由することなく直接減速度制御モードが成立させられることになる。そして、次のステップS5で目標減速度が設定され、ステップS6では、その目標減速度で減速するように動力源ブレーキ、すなわち自動変速機10の変速制御によるエンジンブレーキ制御および第2電動機MG2のトルク制御を行うとともに、減速度制御モードを実行中であることを表すフラグをONにする。
上記ステップS5で設定される目標減速度の初期値は、例えば図12に実線で示すように車速Vをパラメータとして高車速程大きな値が設定される。これは、Dレンジすなわちフルレンジ自動変速モードによる自動変速制御の実行時にアクセルOFFの惰性走行で、フューエルカット状態のエンジンブレーキのみが作用している場合の減速度(図12の破線)を基準として、それより所定量だけ大きい減速度を定めたものである。DレンジにおけるアクセルOFF時の減速度は、ギヤ段の切換位置に凹凸ができるが、図12の破線はその凹凸を平滑化して示したものであり、初期値やその後の減速度制御モードで増減設定される目標減速度は、図12に実線や一点鎖線で示すようにそのような凹凸の無いデータマップ或いは演算式に従って設定される。図15の時間t1 は、Eモード選択スイッチ76が予めON操作された状態でシフトレバー72が「N」ポジションから「D」ポジションへ移動操作され、ニュートラル状態から直接減速度制御モードが成立させられて目標減速度(初期値)が設定され、その目標減速度に応じて第2電動機MG2の回生トルク制御が開始された時間である。なお、図15における目標減速度=0は、DレンジにおけるアクセルOFF時に特別な減速度制御を行うことなく得られる減速度で、自動変速機10のギヤ段に基づいて車速Vに応じて発生するエンジンブレーキ力によって得られる基準値(図12の破線)を意味している。
前記ステップS2の判断がNO(否定)の場合、すなわちシフトレバー72が元から「D」ポジションに保持されている場合には、ステップS7で減速度制御モードを実行中か否かを、例えば実行中であることを表すフラグなどで判断する。減速度制御モードを実行中の場合はステップS8以下を実行するが、実行中でない場合はステップS12でEモード選択スイッチ76がON操作されたか否かを判断し、Eモード選択スイッチ76がON操作された場合には前記ステップS4以下を実行する。また、Eモード選択スイッチ76がON操作されていない場合には、ステップS13でステアリングコラム86の第2Decelスイッチ82がON操作されたか否かを判断し、第2Decelスイッチ82がON操作された場合も前記ステップS4以下を実行する。これ等の場合は、Dレンジ(フルレンジ自動変速モード)から減速度制御モードに切り換えられるが、ステップS5では、Dレンジを経由することなく減速度制御モードが成立させられた場合と同様に、前記図12の実線に従って目標減速度の初期値が設定され、ステップS6でその目標減速度に従って動力源ブレーキが制御される。
上記ステップS13では、Eモード選択スイッチ76がOFFのままでも、ステアリングコラム86に配設された第2Decelスイッチ82がON操作されると減速度制御モードが選択されたものと判断し、ステップS4以下を実行するため、簡単操作で減速度制御モードへ移行できる。第2Decelスイッチ82がON操作された場合は、誤操作によって減速度制御モードへ移行することを防止するため、減速度制御モード実行中にステップS9でON操作されたか否かを判断する場合よりも長い時間継続してON操作された場合だけ、減速度制御モードが選択されたものと判断するようになっている。なお、第2Can−Decelスイッチ83がON操作された場合は、それ以上減速度を小さくすることはできないため、減速度制御モードへ移行することなく前記ステップS14を実行する。ステップS12、S13の判断が何れもNO(否定)の場合もステップS14を実行する。
前記ステップS7の判断がYESの場合、すなわち既に減速度制御モードを実行中の場合には、ステップS8で現在の目標減速度を読み込むとともに、ステップS9で、減速度の増減指示があったか否かを判断する。本実施例では、シフトレバー72が「Decel」位置または「Can−Decel」位置へ操作されることによって出力される第1Decel指令Decel1および第1Can−Decel指令Can−Decel1と、ステアリングコラム86に配設された第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83の操作で出力される第2Decel指令Decel2および第2Can−Decel指令Can−Decel2とを区別することなく処理し、それ等の何れか1つでも予め定められた一定時間以上継続して供給されたか否かを判断する。そして、Decel指令Decel1またはDecel2が供給された場合には、ステップS10で目標減速度を予め定められた一定の変化量β(図12参照)だけ増大させる一方、Can−Decel指令Can−Decel1またはCan−Decel2が供給された場合には、同じくステップS10で目標減速度を変化量βだけ減少させた後、ステップS6で動力源ブレーキ制御を実施し、何れの信号も供給されなかった場合には、ステップS11で現在の目標減速度を維持したままステップS6を実行する。本実施例では変化量βが一定値であるが、車速V等をパラメータとして可変設定されるようにしても良いし、目標減速度の増加側と減少側とで異なる値としても良い。また、Decel指令Decel1、Decel2やCan−Decel指令Can−Decel1、Can−Decel2の継続時間に応じて変化量βを連続的に変化させ、目標減速度を連続的に増減させるようにすることもできる。
図15の時間t2 は、シフトレバー72が「D」ポジションで「Decel」位置へ操作されて第1Decel指令Decel1が供給されることにより、目標減速度が更に1段階(β)増加させられた時間で、時間t4 は、ステアリングコラム86の第2Decelスイッチ82が操作されて第2Decel指令Decel2が供給されることにより、目標減速度が更に1段階(β)増加させられた時間である。また、時間t5 は、ステアリングコラム86の第2Can−Decelスイッチ83が操作されて第2Can−Decel指令Can−Decel2が供給されることにより、目標減速度が1段階(β)減少させられた時間で、時間t6 は、シフトレバー72が「Can−Decel」位置へ操作されて第1Can−Decel指令Can−Decel1が供給されることにより、目標減速度が更に1段階(β)減少させられた時間である。変化量βは、自動変速機10の変速によって達成される減速度の変化量よりも小さく、第2電動機MG2の回生トルク制御と変速制御との組合せによってブレーキ力がきめ細かく制御されるようになっており、時間t4 では、自動変速機10が第8速前進ギヤ段「8th」から第7速前進ギヤ段「7th」へダウンシフトされるとともに、第2電動機MG2の回生トルクが1段階だけ小さくされることにより、目標減速度の変化量βに対応する所定量だけ動力源ブレーキが増大させられる。
また、前記ステップS9では、前回のON操作からの時間間隔TDが予め定められたOFF時間よりも短い場合には、短時間の連続操作によって減速度が大きく変化することを回避するため、そのON操作を無効とするようになっており、図15の時間t3 は、シフトレバー72の「Decel」位置への操作に拘らずステップS9の判断がNO(否定)となり、ステップS11で現在の目標減速度が維持された場合である。このOFF時間は、シフトレバー72の「Can−Decel」位置への操作や第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83についても同様に適用され、急な減速度の変化が防止されるが、Decel側すなわち目標減速度の増大側のみ制限し、目標減速度を低減するCan−Decel側については連続操作を有効とするなど、種々の態様が可能である。この他、減速度制御による自動変速機10のダウンシフトでエンジン回転速度NEがオーバー回転になったり、駆動力変化で車両の挙動が不安定になったりする場合等も、動力源ブレーキの増減制御がキャンセルされる。
次に、ステップS6の動力源ブレーキ制御を図11のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。図11のステップR1では、前記ステップS5、S10、またはS11で設定された目標減速度に応じて必要ブレーキトルクを算出する。これは、例えば図13に実線で示すように、目標減速度が大きくなる程必要ブレーキトルクが大きくなるように予め定められたデータマップや演算式に従って求められるが、路面勾配を考慮して例えば図13に破線で示すように、下り勾配では水平な平坦路よりも大きな必要ブレーキトルクが算出されるようにしても良い。この他、車両重量(乗車人数など)についても、車両重量が大きくなる程必要ブレーキトルクが大きくなるようにすることが望ましい。前記ステップS5やS10で目標減速度を設定する段階で、路面勾配や車両重量を考慮して目標減速度が設定されるようにすることもできる。なお、上記必要ブレーキトルクは、フットブレーキ操作の有無やフットブレーキ力とは関係なく定められ、フットブレーキ操作の変化によって動力源ブレーキが変化することはない。
ステップR2では、バッテリ77の残容量SOCが予め定められた上限値α以下か否かを判断し、SOC≦αであればバッテリ77の充電が可能であるため、ステップR3で、必要ブレーキトルクを発生させることができる範囲で高速側の前進ギヤ段を設定するとともに、ステップR4で第2電動機MG2を回生制御し、エンジンブレーキ力および回生トルクの両方で目的とするブレーキトルクが得られるようにする。また、SOC>αの場合には、バッテリ77の充電が不可であるため、ステップR5で、必要ブレーキトルクを発生させることができる範囲で低速側の前進ギヤ段を設定するとともに、ステップR6で第2電動機MG2を力行制御し、その力行トルクでエンジンブレーキ力を低減することにより目的とするブレーキトルクが得られるようにする。
すなわち、動力源ブレーキトルクは、自動変速機10のギヤ段に応じて得られるエンジンブレーキトルクと第2電動機MG2の力行トルク或いは回生トルクとを加算したものであるため、図14に実線で示す各前進ギヤ段におけるエンジンブレーキトルクを中心として、第2電動機MG2を回生制御すれば、その回生トルクに応じて動力源ブレーキトルクをそれぞれ破線で示す範囲まで増大させることができる。また、第2電動機MG2を力行制御すれば、その力行トルクに応じて動力源ブレーキトルクを一点鎖線で示す範囲まで減少させることが可能で、各ギヤ段において得られる動力源ブレーキトルクの範囲が互いにオーバーラップさせられているのである。例えば、第7速前進ギヤ段「7th」で第2電動機MG2を回生制御することによって得られる動力源ブレーキトルクの範囲と、第6速前進ギヤ段「6th」で第2電動機MG2を力行制御することによって得られる動力源ブレーキトルクの範囲は、互いに重複している。したがって、基本的には第2電動機MG2を回生制御してバッテリ77を充電しつつ目的とするブレーキトルクを発生させるが、バッテリ77が満充電で充電不可の場合には、ギヤ段を下げてエンジンブレーキトルクを増大させるとともに、第2電動機MG2を力行制御してブレーキトルクを低下させることにより、目的とするブレーキトルクを得ることができるのである。
なお、第2電動機MG2に加えて第1電動機MG1を力行或いは回生制御すれば、各前進ギヤ段における動力源ブレーキトルクの制御範囲を更に拡大することが可能で、必要ブレーキトルクに応じて3つ以上の前進ギヤ段の中から適当なギヤ段を選択して動力源ブレーキ制御を行うことができるようにすることもできる。第2電動機MG2のトルク容量が大きい場合も、同様に3つ以上の前進ギヤ段の中から選択できるようにすることができる。また、前記ステップR5、R6では、低速側の前進ギヤ段を設定するとともに第2電動機MG2を力行制御してブレーキトルクを低下させるようになっていたが、高速側の前進ギヤ段を設定するとともに第2電動機MG2に逆回転方向の力行トルクを加えてブレーキトルクを増大させるようにしても良い。
また、電動機MG1、MG2のフェールで回生トルクが得られない場合には、自動変速機10の変速制御によるエンジンブレーキ力のみで対応する。逆に、車速Vが低下してクラッチCiが解放された場合など、エンジンブレーキ力が得られない場合は、第2電動機MG2の回生制御のみで対応する。
また、減速度制御モードによる減速度制御の実行中にアクセルペダル50が踏込み操作された場合には、第2電動機MG2に対する減速度制御を中止するとともに、自動変速機10のギヤ段はそのままでエンジン30および/または第2電動機MG2の出力をアクセル操作量Accに応じて制御する。Eモード選択スイッチ76がOFF操作されて減速度制御モードが解除された場合は、減速度制御モードの総ての制御をキャンセルし、自動変速機10は図8等の変速条件に従って所定の前進ギヤ段が成立させられるとともに、エンジン30や電動機MG1、MG2はアクセル操作量Accに応じて制御される。Eモード選択スイッチ76がOFFのまま減速度制御モードが実行されている場合には、第2Can−Decelスイッチ83のON操作やシフトレバー72の「Can−Decel」位置への操作で目標減速度が減速度制御を行わない状態(図12の破線)まで低下させられた場合も、減速度制御モードが解除される。
ここで、本実施例の減速度制御装置においては、ステップS3の判断がYES(肯定)でフルレンジ自動変速モード(Dレンジ)を経由することなく減速度制御モードが成立させられた場合に、そのフルレンジ自動変速モードのアクセルOFF状態における減速度を基準としてそれより少し大き目の目標減速度が初期設定されるため、急に大きなブレーキ力が発生するなどして運転者に違和感を生じさせることが防止される。
また、本実施例では、シフトレバー72が「D」ポジションでフルレンジ自動変速モード(Dレンジ)で走行中に、Eモード選択スイッチ76がON操作されるか第2Decelスイッチ82がON操作されて減速度制御モードへ切り換えられた場合、すなわちステップS12またはS13の判断がYESになってステップS4以下が実行され、ステップS5で初期設定される目標減速度と、フルレンジ自動変速モードを経由することなく減速度制御モードが成立した場合、すなわちステップS3の判断がYESになってステップS4以下が実行され、ステップS5で初期設定される目標減速度とが同じ大きさであるため、フルレンジ自動変速モードを経由するか否かに拘らず同じ大きさの目標減速度が初期設定されることになり、運転者に違和感を生じさせることがない。
また、本実施例では、ステップS9で減速度増減指示の有無を判断する際に、シフトレバー72が「Decel」位置または「Can−Decel」位置へ操作されることによって出力される第1Decel指令Decel1および第1Can−Decel指令Can−Decel1と、ステアリングコラム86に配設された第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83の操作で出力される第2Decel指令Decel2および第2Can−Decel指令Can−Decel2とを区別することなく処理し、何れが操作された場合でも継続して目標減速度を増減設定して動力源ブレーキを制御するため、車両の運転状況等に応じてシフトレバー72および第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83を併用して操作した場合でも、その操作手段の相違に拘らず目標減速度が継続して増減させられ、目標減速度の設定操作の利便性が向上する。例えば高速直進時にはステアリングコラム86の第2Decelスイッチ82、第2Can−Decelスイッチ83で減速度を調整し、ステアリング操作しているコーナリング中はシフトレバー72で減速度を調整しても、目標減速度が連続的に増減させられて車両減速度が適切に制御されるのである。
また、自動変速機10のギヤ段を変更してエンジンブレーキ力を制御するとともに第2電動機MG2を力行または回生制御することにより、所定のブレーキ力を発生させるため、自動変速機10の変速制御によるエンジンブレーキ力だけで減速度を制御する場合に比較して、減速度をきめ細かく制御することができる。特に、各ギヤ段において得られる動力源ブレーキトルクが互いにオーバーラップさせられているため、基本的には第2電動機MG2を回生制御してバッテリ77を充電しつつ目的とするブレーキトルクを発生させることができる一方、バッテリ77が満充電で充電不可の場合には、ギヤ段を下げてエンジンブレーキトルクを増大させるとともに、第2電動機MG2を力行制御してブレーキトルクを低下させることにより、目的とするブレーキトルクを得ることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。