(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動軸と第２の駆動軸とを備えた車両において、
エンジンと自動変速機との間に介装された第１のモータジェネレータと、
前記自動変速機に連結された前記第１の駆動軸と、
第２のモータジェネレータに連結された前記第２の駆動軸と、
前記第１または第２モータジェネレータによって充電されるバッテリと、
車両の運転状態とバッテリの充電状態に応じて、前記エンジンと第１モータジェネレータの駆動力を制御するとともに、前記バッテリまたは第１モータジェネレータの発電によって第２モータジェネレータを駆動する駆動力制御手段とを備え、
前記自動変速機は、エンジンブレーキ側のトルクを選択的に伝達、遮断する摩擦締結要素を有し、前記駆動力制御手段は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段を有し、前記アクセルペダルが解放されたときには、バッテリの充電状態に応じて前記摩擦締結要素を解放するとともに、前記第２モータジェネレータによって回生を行い、この回生が行われている間、前記第１モータジェネレータによりエンジンを回転させる、
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記駆動力制御手段は、バッテリの充電状態が飽和状態のときには、前記摩擦締結要素を締結するとともに、エンジンブレーキを作用させることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記摩擦締結要素は、エンジンブレーキ作動制御用摩擦締結要素であって、ワンウェイクラッチと並列的に配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記駆動力制御手段は、運転状態に応じた自動変速機の変速段が、エンジンブレーキ側のトルクが前記エンジンブレーキ作動制御用摩擦締結要素を通過しない変速段に設定されたときには、高速側の変速段へアップシフトさせることを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記駆動力制御手段は、エンジンの出力トルクを検出するエンジントルク検出手段と、第１モータジェネレータが発生または消費するトルクを検出する第１モータジェネレータトルク検出手段と、これらのトルクに基づいて自動変速機の入力トルクを演算する入力トルク演算手段と、この入力トルクをエンジンのみで発生するときのアクセルペダル操作量相当値を演算し、前記アクセルペダル操作量相当値に基づいて自動変速機の変速制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載の車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関とモータジェネレータ及び自動変速機を組み合わせたハイブリッド車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気エミッションを低減するため、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて、いずれか一方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両が知られており、例えば、特開平１０−２４６１３４号公報などが知られている。
【０００３】
これは、エンジンと自動変速機にモータジェネレータを組み合わせるとともに、センターディファレンシャルギアを設けて４輪駆動車両を構成したものである。
【０００４】
モータジェネレータで回生を行う際には、自動変速機のフォワードクラッチを解放して、モータジェネレータからの回生量を増大させる技術が開示されている。
【０００５】
さらに、上記従来例の第２実施例においては、回生の際にフォワードクラッチを締結したまま燃料カットを行うとともに、スロットルを全開にしてエンジンのフリクションを低減する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、自動変速機のフォワードクラッチを解放して回生を行うため、回生中はエンジン単体で回転を維持する必要があるため燃料カットを実施することができず、エンジンがアイドル回転数を維持するための燃料供給が必要となってしまい、回生量の増大は達成できるものの、燃費が低下する場合があった。
【０００７】
一方、フォワードクラッチを締結したまま燃料カットを行って回生を行う場合では、車両に加わるエンジンブレーキ力は、エンジンを駆動するトルクと、モータジェネレータを駆動するトルクの両方が作用するため、適切なエンジンブレーキ力に制御するのが難しいという問題があり、さらに、エンジンと駆動輪の間の動力伝達経路をつないだままで減速を行うため、自動変速機の入力軸回転数がエンジンのアイドル回転数未満となるような極低車速まで回生を行うことができないという問題がある。
【０００８】
また、上記従来例のように、機械的なセンターディファレンシャルギアを用いて４輪駆動のハイブリッド車両を構成すると、構成が複雑になるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、４輪駆動のハイブリッド車両を簡易な構成で実現するとともに、回生量を増大しながらも最適なエンジンブレーキを実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、第１の駆動軸と第２の駆動軸とを備えた車両において、エンジンと自動変速機との間に介装された第１のモータジェネレータと、前記自動変速機に連結された前記第１の駆動軸と、第２のモータジェネレータに連結された前記第２の駆動軸と、前記第１または第２モータジェネレータによって充電されるバッテリと、車両の運転状態とバッテリの充電状態に応じて、前記エンジンと第１モータジェネレータの駆動力を制御するとともに、前記バッテリまたは第１モータジェネレータの発電によって第２モータジェネレータを駆動する駆動力制御手段とを備え、前記自動変速機は、エンジンブレーキ側のトルクを選択的に伝達、遮断する摩擦締結要素を有し、前記駆動力制御手段は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段を有し、前記アクセルペダルが解放されたときには、バッテリの充電状態に応じて前記摩擦締結要素を解放するとともに、前記第２モータジェネレータによって回生を行い、この回生が行われている間、前記第１モータジェネレータによりエンジンを回転させる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力制御手段は、バッテリの充電状態が飽和状態のときには、前記摩擦締結要素を締結するとともに、エンジンブレーキを作用させる。
【００１４】
また、第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記摩擦締結要素は、エンジンブレーキ作動制御用摩擦締結要素であって、ワンウェイクラッチと並列的に配置される。
【００１５】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記駆動力制御手段は、運転状態に応じた自動変速機の変速段が、エンジンブレーキ側のトルクが前記エンジンブレーキ作動制御用摩擦締結要素を通過しない変速段に設定されたときには、高速側の変速段へアップシフトさせる。
【００１６】
また、第５の発明は、前記第１ないし第４の発明のいずれかひとつにおいて、前記駆動力制御手段は、エンジンの出力トルクを検出するエンジントルク検出手段と、第１モータジェネレータが発生または消費するトルクを検出する第１モータジェネレータトルク検出手段と、これらのトルクに基づいて自動変速機の入力トルクを演算する入力トルク演算手段と、この入力トルクをエンジンのみで発生するときのアクセルペダル操作量相当値を演算し、前記アクセルペダル操作量相当値に基づいて自動変速機の変速制御を行う。
【００１７】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、エンジンと自動変速機の間に第１モータジェネレータを介装し、自動変速機に連結された第１の駆動軸を設け、第２のモータジェネレータに連結された第２の駆動軸とを設けることで、ハイブリッド式の４輪駆動車両を構成でき、センターディファレンシャルギアなどの複雑な駆動力分配機構を設ける必要がないので、構成を簡易にすることができ、製造コストの上昇を抑制できる。
【００１８】
また、エンジンに連結された第１モータジェネレータの発電によっても、第２モータジェネレータを駆動できるため、バッテリの充電量が低いときであっても、４輪駆動走行を行うことができる。
【００１９】
また、アクセルペダルが解放状態となってバッテリの充電状態が充電可能であれば、第２駆動軸と連結された第２モータジェネレータによって回生を行う一方、第１駆動軸と連結された自動変速機は、予め設定した摩擦締結要素（例えば、エンジンブレーキ作動制御用摩擦締結要素）を解放することで、第１モータジェネレータにエンジンブレーキトルクが加わるのを遮断でき、このとき、エンジンを第１モータジェネレータで駆動（空転）させておき、例えば、燃料噴射カットを行うことにより、大きな回生量を得ながらも燃費性能の向上を図ることができる。
【００２０】
さらに、第２駆動軸と連結された第２モータジェネレータによって回生を行い、エンジンブレーキ側のトルク第２モータジェネレータの発電によって発生させるので、エンジンブレーキトルクが自動変速機のシフト位置または変速段の影響を受けることがなくなって、最適なエンジンブレーキとなるように任意に制御できるという利点がある。
【００２１】
また、アクセルペダルが解放状態となってバッテリの充電状態が充電可能であれば、第２駆動軸と連結された第２モータジェネレータによって回生を行い、回生中では、予め設定した摩擦締結要素を解放して、第１モータジェネレータでエンジンを回転させておくようにしたため、エンジン回転数が再始動を考慮した任意の回転数に設定でき、再始動を容易かつ円滑に行えるとともに、第２モータジェネレータによる回生は、エンジンストールの心配がないので、極低速まで回生を行いながら燃料噴射カットを実行できるため、燃費性能を向上できる。
【００２２】
また、第２の発明は、バッテリの充電量が飽和状態であれば、摩擦締結要素を締結して通常のエンジンブレーキを作動させて回生を中止するようにしたので、エンジンブレーキの確保とバッテリの過充電を防止できる。
【００２３】
また、第３の発明は、摩擦締結要素を、自動変速機に従来から配設されて、ワンウェイクラッチと並列的に配置されたエンジンブレーキ作動制御用摩擦締結要素としたので、ハイブリッド車両を構成するにあたって、電磁クラッチなどの特別なクラッチを設ける必要がなくなって、既存の自動変速機を流用することで、製造コストを大幅に低減できるのである。
【００２４】
また、第４の発明は、予め設定したエンジンブレーキ作動制御用の摩擦締結要素でエンジンブレーキ側のトルクを遮断できない変速段またはシフト位置で回生を行う際には、高速側へアップシフトさせておくことで、第２モータジェネレータによる回生量を増大させながらエンジンブレーキが過大になるのを防止できる。
【００２５】
また、第５の発明は、エンジンの出力トルクと、第１モータジェネレータが発生または消費するトルクに基づいて、自動変速機の入力トルクを求め、さらにこの入力トルクをエンジンのみで発生するときのアクセルペダル操作量相当値を求めて、このアクセルペダル操作量相当値に基づいて自動変速機の変速制御を行うようにしたため、従来の自動変速機の変速マップなどを流用して、容易にハイブリッド車両を構成することができ、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明を適用可能なハイブリッド車両の一例を示し、エンジンまたはモータジェネレータのいずれか一方、または、双方の駆動力を用いて走行するものである。
【００２８】
図１に示す車両のパワートレーンは、エンジン２と自動変速機５（図中ＡＴ）との間にモータジェネレータ４（図中Ｍ／Ｇ１）が連結され、自動変速機５の出力軸に連結されたリアディファレンシャルギア６を介して後輪７が連結された第１の動力駆動軸に加え、モータジェネレータ１（図中Ｍ／Ｇ２）と前輪１７を、フロントディファレンシャルギア１６を介して連結した第２の駆動軸から構成された４輪駆動車両である。
【００２９】
エンジン２の出力軸とモータジェネレータ４の出力軸及び自動変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００３０】
このパワートレーンでは、後輪７がエンジン２またはモータジェネレータ４からのトルクによって駆動され、前輪１７がモータジェネレータ１からのとるくによって駆動される。
【００３１】
そして、減速時には、前輪１７に連結したモータジェネレータ１と、後輪７に連結したモータジェネレータ４がそれぞれ独立して電力を回生する。
【００３２】
モータジェネレータ１は、前輪１７の駆動と前輪１７からの回生を行い、モータジェネレータ４は、車両の推進と後輪７からの回生を行うとともに、エンジン２の始動と発電に用いられ、バッテリ８の充電量が低下したときは、モータジェネレータ４の発電によって充電が行われる。
【００３３】
ここで、モータジェネレータ１、４は交流機で構成され、それぞれインバータ９を介してバッテリ８に接続されており、インバータ９はモータジェネレータ制御コントローラ１３によって制御される。
【００３４】
また、エンジン２はエンジン制御コントローラ１１によって制御され、自動変速機５は変速制御コントローラ１２によってそれぞれ制御され、これら各コントローラ１１〜１３は、運転状態に応じて駆動力を決定する駆動力制御コントローラ１０からの指令に基づいて、それぞれ制御を行うものである。なお、エンジン制御コントローラ１１は、所定の運転状態、例えば、アクセルペダルの解放時などでは、基本的に燃料噴射カットを行う。
【００３５】
駆動力制御コントローラ１０は、図２に示すように、車速センサ２１からの車速ＶＳＰ、アクセル開度センサ２２からのアクセルペダル操作量ＡＰＳ（またはスロットル開度）、エンジン回転数センサ２３からのエンジン回転数Ｎｅ、アイドルスイッチ２４からの信号、バッテリ充電状態センサ２５からはバッテリ８の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）がそれぞれ入力される。
【００３６】
そして、駆動力制御コントローラ１６は、これら各センサ等からの信号に基づいて運転状態を判定し、図２に示すように、車両の運転状態に応じた目標駆動力を演算し、運転状態とバッテリ８の充電状態ＳＯＣに基づいてモータジェネレータ１、４の目標駆動力と、エンジン２の目標駆動力を決定し、また、これら目標駆動力を実現するための変速比（または変速段）を決定して、エンジン制御コントローラ１１、変速制御コントローラ１２及びモータジェネレータ制御コントローラ１３に指令を送る。
【００３７】
次に、自動変速機５は、図３に示すように、３つの遊星歯車機構Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を主体にした有段の自動変速機で、例えば、特開平１０−３０６８８号公報などに開示されるものと同様にして、前進５段、後退１段の自動変速機で５ある。
【００３８】
図３において、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は第１〜第３の遊星歯車機構を示し、Ｍ１、Ｍ２は連結メンバ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はクラッチ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４はブレーキ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はワンウェイクラッチ、ＩＮは入力軸、ＯＵＴは出力軸である。
【００３９】
第１遊星歯車機構Ｇ１は、第１サンギアＳ１と、第１リングギアＲ１と、両ギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンを支持する第１キャリヤＰＣ１から構成されるシングルピニオン型である。
【００４０】
第２遊星歯車機構Ｇ２は、第２サンギアＳ２と、第２リングギアＲ２と、両ギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンを支持する第２キャリヤＰＣ２から構成されるシングルピニオン型である。
【００４１】
同様に、第３遊星歯車機構Ｇ３は、第３サンギアＳ３と、第３リングギアＲ３と、両ギアＳ３、Ｒ３に噛み合うピニオンを支持する第３キャリヤＰＣ３から構成されるシングルピニオン型である。
【００４２】
また、第１連結メンバＭ１は、第１キャリヤＰＣ１と第３リングギアＲ３とを一体的に連結するメンバで、第２連結メンバＭ２は、第２リングギアＲ２と第３キャリヤＰＣ３とを一体的に連結するメンバである。
【００４３】
第１クラッチＣ１は、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とを選択的に締結、解放するクラッチである。
【００４４】
第２クラッチＣ２は、第２サンギアＳ２と第３サンギアＳ３とを選択的に締結、解放するクラッチで、この第２クラッチＣ２には、第１ワンウェイクラッチＦ１が並列的に設けられている。
【００４５】
第３クラッチＣ３は、第３キャリヤＰＣ３と第３サンギアＳ３とを選択的に拘束するクラッチである。
【００４６】
第１ブレーキＢ１は、第２連結メンバＭ２の回転を選択的に停止させるブレーキで、第２ブレーキＢ２は、第１サンギアＳ１の回転を選択的に停止させるブレーキで、この第２ブレーキＢ２には、並列に第２ワンウェイクラッチＦ２が設けられている。
【００４７】
第３ブレーキＢ３は、第２サンギアＳ２の回転を選択的に停止させるブレーキで、この第３ブレーキＢ３には、並列に第４ブレーキＢ４及び第３ワンウェイクラッチＦ３（ブレーキＢ４とワンウェイクラッチＦ３は直列配置）が設けられている。
【００４８】
一方、入力軸ＩＮは、第１リングギアＲ１に連結されて、エンジンからの駆動力を図示しないトルクコンバータを介して入力し、出力軸ＯＵＴは、第２キャリヤＰＣ２に連結され、伝達されたトルクを図示しないファイナルギア等を介して駆動輪に伝達する。
【００４９】
前記各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４には、各変速段にて締結圧や解放圧を作り出す油圧制御装置が接続されている。
【００５０】
上記のような構成の自動変速機５では、シフト位置に応じて図４のマップに示すように摩擦締結要素の締結を行い、この図４において、白丸は駆動側で動力を伝達するために締結が必要な要素を示し、図中黒丸は減速状態でエンジンブレーキを作用させる際や、アクセルペダルの踏み込み量が所定値以下となってエンジンブレーキを作用させる際に締結が必要な要素を示す。なお、シフト位置は、セレクトレバー（図示せず）で設定された運転レンジと車速及びアクセルペダル操作量などから決定されるものである。
【００５１】
以下、各シフト位置における摩擦締結要素の状態について説明する。
【００５２】
＜第１速＞
第１速の駆動側では、図４において、第１ワンウェイクラッチＦ１の作動または第２クラッチＣ２の締結により第２サンギアＳ２と第３サンギアＳ３が連結され、さらに、第４ブレーキＢ４の締結と第３ワンウェイクラッチＦ３の作動または第３ブレーキＢ３の締結により両サンギアＳ２、Ｓ３はケースに固定される。
【００５３】
したがって、駆動側の第１速では、第２ワンウェイクラッチＦ２の作動により、第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の解放により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが切り離される
出力軸ＯＵＴの回転は、第２遊星歯車機構Ｇ２において、第２リングギアＲ２の回転（第１連結メンバＭ１の回転より低回転）と第２サンギアＳ２の固定により規定され、入力回転が大幅に減速された第１速が得られる。
【００５４】
一方、減速時にエンジンブレーキを作用させる際には、図４の黒丸で示すように、上記駆動側で締結する摩擦締結要素に加えて、第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２と第３ブレーキＢ３の締結により得られる。
【００５５】
エンジンブレーキ作動時の第１速では、第２ブレーキＢ２の締結により、第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の解放により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが切り離される。
【００５６】
＜第２速＞
第２速の駆動側では、第１足の状態から、第３クラッチＣ３を締結することにより得られる。
【００５７】
この第２速は、第２ワンウェイクラッチＦ２の作動により第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の解放により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが切り離される。また、第２クラッチＣ２の解放と第３クラッチＣ３の締結により、第３遊星歯車機構Ｇ３はブロックとなって一体的に回転し、さらに、第４ブレーキＢ４の締結と第３ワンウェイクラッチＦ３の作動により第２サンギアＳ２はケースに固定される。
【００５８】
したがって、出力軸ＯＵＴの回転は、第２遊星歯車機構Ｇ２において、第２リングギアＲ２の回転（第１連結メンバＭ１と同回転）と第２サンギアＳ２の停止により規定され、入力回転が減速された第２速が得られる。
【００５９】
一方、第２速のエンジンブレーキ作動時では、上記駆動側の摩擦締結要素に加えて、第２ブレーキＢ２の締結により第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の解放により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが切り離される。また、第２クラッチＣ２の解放と第３クラッチＣ３の締結により、第３遊星歯車機構Ｇ３はブロックとなって一体的に回転し、さらに、第４ブレーキＢ４の締結と第３ブレーキＢ３の締結により第２サンギアＳ２はケースに固定される。
【００６０】
＜第３速＞
第３速の駆動側では、上記第２速の駆動側の状態から、第２クラッチＣ２を締結することにより得られる。
【００６１】
この第３速では、第２ワンウェイクラッチＦ２の作動により第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の解放により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが切り離される。また、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３の締結により第２遊星歯車機構Ｇ２と第３遊星歯車機構Ｇ３とはブロックとなって一体に回転する。
【００６２】
したがって、出力軸ＯＵＴの回転は、第２遊星歯車機構Ｇ２において、第２リングギアＲ２の回転（第１連結メンバＭ１と同回転）と第２サンギアＳ２の回転（第１連結メンバＭ１と同回転）により第１連結メンバＭ１と同回転に規定され、入力回転が第１遊星歯車機構Ｇ１のみにより減速されて第３速が得られる。
【００６３】
一方、減速時にエンジンブレーキを作用させる際には、図４の黒丸で示すように、上記駆動側で締結する摩擦締結要素に加えて、第２ブレーキＢ２の締結により第１サンギアＳ１がケースに固定される。
【００６４】
＜第４速＞
次に、第４速は、図４の白丸に示すように、第３速の駆動側の状態から、第１クラッチＣ１を締結することにより得られる。
【００６５】
この第４速では、第１クラッチＣ１の締結により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが連結される。また、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３の締結により第２遊星歯車機構Ｇ２と第３遊星歯車機構Ｇ３とはブロックとなって一体に回転する。
【００６６】
したがって、入力軸ＩＮと出力軸ＯＵＴとは直結状態となり、入力回転と出力回転が同一回転によるギア比１の第４速が得られる。
【００６７】
この第４速では、常時エンジンブレーキが作用する。
【００６８】
＜第５速＞
第５速は、図４の白丸で示すように、第４速での第３クラッチＣ３を解放し、第２ブレーキＢ２を締結することにより得られる。
【００６９】
この第５速では、第２ブレーキＢ２の締結または第２ワンウェイクラッチＦ２の作動により第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の締結により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが連結される。また、第１ワンウェイクラッチＦ１の作動または第２クラッチＣ２の締結と第３クラッチＣ３の解放により第２サンギアＳ２と第３サンギアＳ３が連結される。
【００７０】
したがって、出力軸ＯＵＴの回転は、第２遊星歯車機構Ｇ２において、第２リングギアＲ２の回転（入力回転）と第２サンギアＳ２の回転（入力回転より高回転）により規定され、入力回転より増速となる第５速が得られる。
【００７１】
この第５速も、常時エンジンブレーキが作用する。
【００７２】
前進側の第１速〜第５速では、エンジンブレーキを作動させるクラッチとして、第２ブレーキＢ２と第４ブレーキＢ４が寄与している。
【００７３】
＜後退＞
後退レンジ（Ｒｅｖ）は、図４に示すように、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２を締結することにより得られる。
【００７４】
後退レンジは、第２ワンウェイクラッチＦ２の作動または第２ブレーキＢ２の締結により第１サンギアＳ１がケースに固定され、第１クラッチＣ１の解放により第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが切り離される。また、第１ワンウェイクラッチＦ１の作動または第２クラッチＣ２の締結により第２サンギアＳ２と第３サンギアＳ３が連結され、第１ブレーキＢ１の締結により第２連結メンバＭ２が固定される。
【００７５】
したがって、出力軸ＯＵＴの回転は、第２遊星歯車機構Ｇ２において、第２リングギアＲ２の固定と第２サンギアＳ２の逆回転により規定され、入力回転とは逆回転による後退レンジが得られる。
【００７６】
ここで、上記駆動力制御コントローラ１０と変速制御コントローラ１２による変速制御は、図５に示すように、車速センサ２１からの車速ＶＳＰ、アクセル開度センサ２２からのアクセルペダル操作量ＡＰＳ（またはスロットル開度）、エンジン回転数センサ２３からのエンジン回転数Ｎｅに基づいて行われる。
【００７７】
アクセルペダル操作量ＡＰＳとエンジン回転数Ｎｅからエンジントルク演算部１０１は、エンジン２が発生するエンジントルクを演算し、モータジェネレータトルク演算部１０２は、モータジェネレータ４が発生または消費するトルクを演算する。
【００７８】
そして、これらエンジントルクとモータジェネレータトルクの和とエンジン回転数Ｎｅから、仮想スロットル開度演算部１０３では、図６に示すマップに基づいて、仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯを演算する。
【００７９】
そして、変速制御部１２１では、通常の変速制御に用いるマップにおいて、従来からのアクセルペダル操作量ＡＰＳに代わって仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯを用い、この仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯと車速ＶＳＰに応じたシフト位置（変速段）を求めて、自動変速機５の変速比を制御する。
【００８０】
ここで、変速制御に用いる仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯは、図７、図８に示すように、実際のアクセルペダル操作量ＡＰＳとモータジェネレータ４の発電量または駆動トルク（出力）とエンジン回転数Ｎｅに基づいて決定される。
【００８１】
モータジェネレータ４が発電を行う場合では、図７に示すように、実際のアクセルペダル操作量ＡＰＳが８／８とすると、エンジン２はＡＰＳ＝８／８の出力を発生するが、エンジン２と自動変速機５の間に介装されたモータジェネレータ４は、発電によってエンジントルクを吸収し、この発電によってトルクが吸収されるため実際に自動変速機５へ入力されるトルクがＡＰＳ＝４／８となったと仮定すると、このときの仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯは４／８となる。
【００８２】
一方、モータジェネレータ４が駆動を行う場合では、図８に示すように、実際のアクセルペダル操作量ＡＰＳが４／８と仮定すると、エンジン２はＡＰＳ＝４／８の出力を発生するが、エンジン２と自動変速機５の間に介装されたモータジェネレータ４の駆動トルクがエンジントルクに加算される。
【００８３】
このモータジェネレータ４の駆動によってトルクが加算されるため、実際に自動変速機５へ入力されるトルクはＡＰＳ＝８／８となったとすると、このときの仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯは８／８となる。
【００８４】
こうして、エンジン２に連結されたモータジェネレータ４の発電、駆動による自動変速機５へ実際に入力されるトルクの増減を、仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯを用いて補正することで、円滑な変速制御を行うことができる。
【００８５】
次に、駆動力制御コントローラ１０で行われる駆動力制御の一例について、図９〜図１２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８６】
図９のステップＳ１では、上記各種センサの出力を読み込み、ステップＳ２では、アイドルスイッチ２４の信号に基づいて、モータジェネレータ１の駆動状態を決定する。すなわち、アイドルスイッチ２４がＯＮとなるアクセルペダルの解放状態であれば、ステップＳ３に進む一方、アイドルスイッチ２４がＯＦＦとなるアクセルペダルを踏み込んだ状態では、ステップＳ４に進む。
【００８７】
アイドルスイッチ２４がＯＮとなったアクセルペダルの解放状態では、ステップＳ３で、前輪１７を介してモータジェネレータ１（Ｍ／Ｇ２）で発電を行う回生電力を演算する。
【００８８】
一方、アイドルスイッチ２４がＯＦＦとなるアクセルペダルを踏み込んだ状態では、ステップＳ４において、モータジェネレータ１の駆動トルクを車両の運転状態に基づいて決定する。
【００８９】
そして、ステップＳ３またはステップＳ４で、モータジェネレータ１の回生電力または駆動トルクを演算した後には、駆動力制御コントローラ１０は、モータジェネレータ制御コントローラ１３を介してインバータ９の制御を行う。
【００９０】
次に、上記ステップＳ４で行われるモータジェネレータ１の駆動トルク演算は、図１０に示すサブルーチンに基づいて実行される。
【００９１】
まず、ステップＳ１０では、バッテリ８の充電状態ＳＯＣから、充電量が十分であるか否かを判定する。
【００９２】
バッテリ８の充電量（充電状態ＳＯＣ）が十分である場合には、ステップＳ１１へ進んで、運転状態に応じたトルクでモータジェネレータ１を駆動する一方、バッテリ８の充電量が不足している場合には、ステップＳ１２へ進んで、エンジン２に連結されたモータジェネレータ４で発電を行って、バッテリ８を充電する。
【００９３】
また、上記ステップＳ３で行われるモータジェネレータ１の回生電力（回生量）演算は、図１１のサブルーチンに示すように実行される。なお、図１１のフローチャートは、１０ｍｓｅｃなどの所定時間毎に実行される。
【００９４】
まず、図１１のステップＳ２０では、バッテリ８の充電状態ＳＯＣから、充電可能であるか否かを判定し、充電可能であればステップＳ２１へ進む一方、充電不能（＝充電量が十分ある場合など）では、ステップＳ２５へ進む。
【００９５】
充電可能と判定されたステップＳ２１では、現在のシフト位置または変速段が最も高速側の第５速にあるか否かを判定し、第５速であればステップＳ２２へ進んで、第５速のときでは、上記したように第４ブレーキＢ４と第１クラッチＣ１が締結されて、エンジンブレーキが必ず作動してしまうため、モータジェネレータ１による回生量（発電量）を低減するように補正して、エンジンブレーキが過大になるのを防止する。
【００９６】
一方、充電可能で、シフト位置または変速段が第５速以外のときでは、ステップＳ２３、２４へ進んで、モータジェネレータ１で回生を行うとともに、エンジンブレーキを制御する摩擦締結要素（第１速〜第３速であれば第２ブレーキＢ４）を解放して、自動変速機５からモータジェネレータ４（Ｍ／Ｇ１）へのトルクの伝達を遮断しておき、エンジン２の燃料噴射カット（図中ＦＣ）を実行しながらモータジェネレータ４でエンジン２を駆動する。
【００９７】
なお、このとき、モータジェネレータ４は、燃料噴射カット終了後、直ちにエンジン２の始動が可能なエンジン回転数Ｎｅとなるように、エンジン２を駆動する。特に、バッテリ８の充電量が飽和状態に近い場合等では、燃料噴射カット終了後、自動変速機５の摩擦締結要素が相対回転のない状態で再度締結できるようなエンジン回転数Ｎｅにするのが望ましい。
【００９８】
一方、上記ステップＳ２０で充電不能と判定された場合のステップＳ２５、Ｓ２６では、モータジェネレータ１による回生を禁止するとともに、モータジェネレータ４の駆動を停止するとともに、燃料噴射カットを禁止して、エンジンブレーキ制御用の摩擦締結要素（第１速〜第３速であれば第２ブレーキＢ４）を締結させて、エンジンブレーキを作動させる。
【００９９】
次に、変速段制御について、図１２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャートも、１０ｍｓｅｃなどの所定時間毎に実行されるものである。
【０１００】
まず、ステップＳ３０では、車速ＶＳＰと仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯを読み込み、ステップＳ３１において、上記変速制御部１２１の変速マップから減殺の運転状態に対応する変速段ｉ（シフト位置）を求める。
【０１０１】
そして、ステップＳ３２では、変速段ｉが第４速であるかを判定し、第４速以外であれば変速段ｉとなるように自動変速機５のシフト位置を制御してから処理を終了する一方、第４速であれば、ステップＳ３３に進んで、回生中であるかを判定する。
【０１０２】
回生中でなければ、そのまま処理を終了する一方、回生中の場合ではステップＳ３４に進んで、第５速へアップシフトを行う。
【０１０３】
これにより、第４速では、上記第５速と同様に第４ブレーキＢ４と第１クラッチＣ１が締結されて、エンジンブレーキが必ず作動してしまうため、高速側の第５速へアップシフトさせることにより、モータジェネレータ１の回生制動によってエンジンブレーキが過大になるのを防止できる。
【０１０４】
なお、モータジェネレータ４、１とエンジン２の駆動力の配分は、上記の回生制御の他では、例えば、通常走行では、自動変速機５を介してエンジン２の出力が後輪７を駆動し、バッテリ８の充電状態ＳＯＣが低下したときなどでは、エンジン出力の一部は必要に応じてモータジェネレータ４を発電機として機能させ、バッテリ８の充電を行う。
【０１０５】
そして、  強い加速が必要な場合は、モータジェネレータ４とエンジン２の両方で後輪７の駆動を行い、さらに、大きな駆動力が必要な場合には、モータジェネレータ１が前輪１７を駆動して駆動力を補助する。また、積雪路等の低μ路で、後輪７が空転した場合などでは、モータジェネレータ１が前輪１７を駆動する４輪駆動走行を行うものである。
【０１０６】
なお、４輪駆動走行時のモータジェネレータ１の発生トルクの制御は、図１３に示すように、後輪７と前輪１７の回転数差をΔＶＷとすると、ｍａｐ１で回転数差ΔＶＷに応じたトルクＴ１を演算し、ｍａｐ２からアクセルペダル操作量ＡＰＳに応じたトルクＴ２を演算する。そして、駆動力決定部Ｔｃでは、トルクＴ１、Ｔ２のうち、大きい方のトルクを用いて駆動を行えばよい。
【０１０７】
以上のように、エンジン２と自動変速機５との間にモータジェネレータ４を介装して後輪７を駆動し、これとは別に、モータジェネレータ１によって前輪１７の駆動、回生（制動）を行うようにしたため、従来の自動変速機５を用いてハイブリッド式４輪駆動車両を簡易に構成することが可能となって、従来の４輪駆動車両のように、センターディファレンシャルギアなどの駆動力分配機構を設ける必要がないので、構成を簡易にすることができ、製造コストの上昇を抑制できる。
【０１０８】
また、エンジン２に連結されたモータジェネレータ４の発電によっても、モータジェネレータ１を駆動できるため、バッテリ８の充電量が低いときであっても、４輪駆動を行うことができる。
【０１０９】
なお、２輪駆動車両で、エンジンとモータジェネレータを組み合わせたものとして、特開平１０−３３９１８２号公報があるが、エンジンのクランクシャフトの変速機側とは反対にモータジェネレータを有しているため、モータジェネレータの取付構造が複雑になってしまうのに対し、本発明のように従来のエンジン２と自動変速機５の間にモータジェネレータ４を介装することで、容易にハイブリッド式４輪駆動車両を構成することができる。
【０１１０】
そして、回生時には、前輪１７と連結されたモータジェネレータ１によって発電を行う一方、後輪７と連結された自動変速機５は、エンジンブレーキ作動制御用の摩擦締結要素である第２ブレーキを解放することで、モータジェネレータ４にエンジンブレーキトルクが加わるのを遮断でき、このとき、エンジン２をモータジェネレータ４で駆動（空転）させて燃料噴射カットを行うことにより、大きな回生量を得ながらも燃費性能の向上を図ることができ、第２ブレーキＢ２を締結した場合に比して回生量を増大してバッテリ８の充電を迅速に行うことができるのに加え、エンジンブレーキ側のトルクを前輪１７と連結されたモータジェネレータ１の発電によって発生させるので、エンジンブレーキトルクがシフト位置または変速段の影響を受けることがなくなって、最適なエンジンブレーキに制御できるという利点がある。
【０１１１】
さらに、回生中では、エンジンブレーキ作動制御用の摩擦締結要素を解放して、モータジェネレータ４でエンジン２を回転させておくようにしたため、エンジン回転数Ｎｅが再始動を考慮した任意の回転数に設定でき、再始動を容易かつ円滑に行えるとともに、モータジェネレータ１による回生は、エンジンストールの心配がないので、極低速まで回生を行いながら燃料噴射カットを実行できるため、燃費性能を向上できる。
【０１１２】
また、バッテリ８の充電量が飽和状態であれば、摩擦締結要素を締結して通常のエンジンブレーキを作動させて回生を中止するようにしたので、エンジンブレーキの確保とバッテリ８の過充電を防止できる。
【０１１３】
また、摩擦締結要素を、自動変速機５に従来から配設されて、エンジンブレーキ作動制御用のワンウェイクラッチ（第２ワンウェイクラッチＦ２）と並列的に配置された第２ブレーキＢ２としたので、ハイブリッド車両を構成するにあたって、電磁クラッチなどの特別なクラッチを設ける必要がなくなって、既存の自動変速機５を流用することで、製造コストを大幅に低減できるのである。
【０１１４】
なお、前後進切り換え機構の前進クラッチをエンジンブレーキ作動制御用にした場合では、前進クラッチは一般的にセレクトレバーと連動するマニュアルバルブで制御されており、これを電子制御で遮断するには新たな機構が必要となって、製造コストの上昇を阻止できない。
【０１１５】
そして、エンジンブレーキ作動制御用の摩擦締結要素でエンジンブレーキ側のトルクを遮断できないシフト位置（第４速）で回生を行う際には、高速側へアップシフトさせておくことで、モータジェネレータ１による回生量を増大させながらエンジンブレーキが過大になるのを防止できる。
【０１１６】
さらに、エンジン２の出力トルクと、モータジェネレータ４が発生または消費するトルクに基づいて、自動変速機５の入力トルクを求め、この入力トルクをエンジン２のみで発生するときのアクセルペダル操作量相当値を仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯで表し、この仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯを変速制御で用いるようにしたので、従来の自動変速機５の変速マップを流用して、容易にハイブリッド車両を構成することができ、製造コストの上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の概略構成図。
【図２】同じくコントローラの概略構成図。
【図３】自動変速機の概略図。
【図４】シフト位置に応じた摩擦締結要素の制御マップで、白丸印が駆動側で作動し、黒丸印を締結すればエンジンブレーキの伝達が可能になることを示す。
【図５】仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯを用いた変速制御の概念図。
【図６】エンジン回転数Ｎｅと自動変速機の入力トルクに応じた仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯのマップ。駆動力Ｆｄをパラメータとした車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉの関係を示すマップである。
【図７】モータジェネレータ４が発電する場合の仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯのマップである。
【図８】モータジェネレータ４が駆動する場合の仮想スロットル開度Ｖ−ＴＶＯのマップである。
【図９】駆動力制御の一例を示すフローチャートで、そのメインルーチン。
【図１０】同じく、モータジェネレータ１の駆動状態を決定するサブルーチン。
【図１１】同じく、モータジェネレータ１の回生状態を決定するサブルーチン。
【図１２】変速段制御のフローチャート。
【図１３】駆動力決定の概念図。
【符号の説明】
１、４  モータジェネレータ
２  エンジン
５  自動変速機
８  バッテリ
１０  駆動力制御コントローラ
【図１】
0003593983.tif 000002
【図２】
0003593983.tif 000003
【図３】
0003593983.tif 000004
【図４】
0003593983.tif 000005
【図５】
0003593983.tif 000006
【図６】
0003593983.tif 000007
【図７】
0003593983.tif 000008
【図８】
0003593983.tif 000009
【図９】
0003593983.tif 000010
【図１０】
0003593983.tif 000011
【図１１】
0003593983.tif 000012
【図１２】
0003593983.tif 000013
【図１３】
0003593983.tif 000014