(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源と駆動輪との間に設けられているクラッチのトルク伝達力を、所定条件に基づき制御するとともに、このクラッチのトルク伝達力の制御にともない変化する車両の速度に関連する物理量を、前記クラッチとは別に設けられている挙動制御装置により調整する車両の制御装置において、
前記挙動制御装置の車速制御機能を判断する機能判断手段と、
前記所定条件および前記機能判断手段の判断結果に基づいて、前記クラッチのトルク伝達力を制御するトルク伝達力制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記所定条件には、前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられている変速機の変速制御が含まれ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。
【請求項３】
前記機能判断手段により判断される前記挙動制御装置の車速調整機能に基づいて、前記変速機の変速制御の基準となる車速を選択する変速車速選択手段を、更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記挙動制御装置は、モータ・ジェネレータを有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記挙動制御装置は、前記車両の走行時における運動エネルギを蓄積し、かつ、蓄積されている運動エネルギを車輪に伝達することにより、前記車速を調整するフライホイールを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記車輪からフライホイールに伝達される運動エネルギを電気エネルギに変換して保持する機能と、保持されている電気エネルギを運動エネルギに変換し、かつ、この運動エネルギを前記フライホイールを経由させて前記車輪に伝達する機能とを有するエネルギ変換装置が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の駆動力または制動力の少なくとも一方を制御する車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の駆動力源と駆動輪との間に配置する変速機として、同期噛み合い機構や摩擦係合装置などの係合装置の係合・解放状態を制御することにより、変速比を切り換える有段式の変速機が知られている。このような有段式の変速機と駆動力源との間に、摩擦式のクラッチまたは電磁式のクラッチを有する車両においては、変速にともないクラッチのトルク伝達力を低下させる制御がおこなわれる。このように、変速にともないクラッチのトルク伝達力を低下させると、駆動力源から駆動輪に伝達されるトルクが低下する。その結果、車両の加速性能が低下して、乗員が違和感を持つ可能性がある。
【０００３】
一方、車両が惰力走行し、かつ、車輪の運動エネルギを駆動力源に伝達して、いわゆるエンジンブレーキ力を発生させている場合に、前記変速が実行され、かつクラッチのトルク伝達力が低下されると、変速時のみ、一時的にエンジンブレーキ力が弱められて、車両の乗員が違和感を持つ可能性がある。このような各種の不具合を回避することのできる車両の制御装置が知られており、その一例が特開２０００−３０８２０６号公報に記載されている。
【０００４】
この公報に記載されている車両は、エンジンの動力が変速機および駆動軸を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。また、駆動軸に対してモータ・ジェネレータが接続されており、バッテリの電力をモータ・ジェネレータに供給してモータ・ジェネレータを駆動し、モータ・ジェネレータのトルクが駆動軸を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。変速機は、同期噛み合い機構を有する有段式の変速機であり、同期噛み合い機構の切換により、その変速が達成される。
【０００５】
そして、変速機の変速動作時、エンジンのトルクが駆動輪に伝達されない場合は、モータ・ジェネレータのトルクを駆動輪に伝達することで、加速度の低下を抑制することができる。これに対して、車両の惰力走行時に変速機の変速をおこなう場合は、モータ・ジェネレータの回生制動力を強めることで、車両に作用する制動力が低下することを抑制できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の公報に記載されているようなモータ・ジェネレータは、モータ・ジェネレータ自体の温度、バッテリの温度、バッテリの充電量、バッテリの電圧などの条件により、出力可能なトルクもしくは回生トルクが変化するため、これらの条件によっては、変速機の変速に際して必要な目標出力トルク、または目標回生トルクを発生させることができない。その結果、変速により制動力または駆動力が変化して、車両の乗員が違和感を持つ可能性があった。
【０００７】
この発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、クラッチのトルク伝達力を制御する場合に、挙動制御装置の機能が低下している場合でも、車両の駆動力または制動力の少なくとも一方の変化量が増加することを抑制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。
【０００８】
【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に請求項１の発明は、駆動力源と駆動輪との間に設けられているクラッチのトルク伝達力を、所定条件に基づき制御するとともに、このクラッチのトルク伝達力の制御にともない変化する車両の車速に関連する物理量を、前記クラッチとは別に設けられている挙動制御装置により調整する車両の制御装置において、前記挙動制御装置の車速調整機能を判断する機能判断手段と、前記所定条件および前記機能判断手段の判断結果に基づいて、前記クラッチのトルク伝達力を制御するトルク伝達力制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明によれば、クラッチのトルク伝達力を低下させる際に、挙動制御装置による車速調整機能が低下している場合でも、車速の変化が制御される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記所定条件には、前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられている変速機の変速制御が含まれていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、変速機の変速にともないクラッチのトルク伝達力が低下される場合に、請求項１の発明と同様の作用が生じる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記機能判断手段により判断される前記挙動制御装置の車速調整機能に基づいて、前記変速機の変速制御の基準となる車速を選択する変速車速選択手段を、更に備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項２の作用と同様の作用が生じるほかに、挙動制御装置の車速調整機能が低下している場合でも、車速が高車速であれば駆動力源回転数が増加して車両加速度を増大させれば、挙動制御装置の車速調整機能の低下が、車両の挙動には影響しにくい。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記挙動制御装置は、モータ・ジェネレータを有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じるほかに、モータ・ジェネレータにより駆動力が調整される。
【００１６】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られるほかに、モータ・ジェネレータにより駆動力および制動力が調整される。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項ないし３のいずれかの構成に加えて、前記挙動制御装置は、前記車両の走行時における運動エネルギを蓄積し、かつ、蓄積されている運動エネルギを車輪に伝達することにより、前記車速を調整するフライホイールを有することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じるほかに、車両の走行時における運動エネルギがフライホイールに蓄積され、その運動エネルギが車輪に伝達されて車速が調整される。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の構成に加えて、前記車輪からフライホイールに伝達される運動エネルギを電気エネルギに変換して保持する機能と、保持されている電気エネルギを運動エネルギに変換し、かつ、この運動エネルギを前記フライホイールを経由させて前記車輪に伝達する機能とを有するエネルギ変換装置が設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明と同様の作用が生じるほかに、フライホイールに蓄積される運動エネルギは、空気抵抗により徐々に減少するが、フライホイールの運動エネルギが電気エネルギに変換されていれば、フライホイールに蓄積されている運動エネルギが低下していた場合でも、電気エネルギを運動エネルギに変換することができる。各請求項に記載されている機能的手段は、電子制御装置などのコントローラにより達成される。
【００２１】
上記の各請求項において、“クラッチのトルク伝達力”には、クラッチにより伝達されるトルクという意味と、クラッチにより伝達されるトルクを制御するアクチュエータから、クラッチに与えられる力（油圧、電磁力など）という意味とが含まれる。なお、“クラッチのトルク伝達力”は、“クラッチのトルク容量”と言い換えることもできる。また、各請求項における“車速制御機能”には、駆動力調整機能および制動力調整機能が含まれる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【第１の実施例】
この第１の実施例は、請求項１ないし請求項４の発明に対応するものである。以下、図面を参照しながら具体的に説明する。図２は車両の一例を示す概念図である。図２に示す車両Ａ１は、前輪１および後輪２を有している。まず、前輪１に対応するパワートレーンの構成を説明する。車両Ａ１の前部にはエンジン３が設けられている。エンジン３は、燃料の燃焼により動力を出力する形式の装置であり、エンジン３としては、内燃機関、より具体的には、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンなどを用いることができる。
【００２３】
エンジン３のクランクシャフト４と、変速機５の入力軸６との間には、クラッチ７が設けられている。また、変速機５は、入力軸６の回転速度と出力軸（図示せず）の回転速度との比、すなわち変速比を制御する係合装置８を有している。この係合装置８としては、例えば、同期噛み合い機構または摩擦係合装置などを用いることができる。変速機５の出力軸にはデファレンシャル３４が接続され、デファレンシャル３４の出力側には、ドライブシャフト９を経由して前輪１が接続されている。なお、クランクシャフト４にはオルタネータ１０が接続されている。
【００２４】
つぎに、後輪２に対応するパワートレーンを説明する。車両Ａ１の後部にはモータ・ジェネレータ１１およびデファレンシャル１２が設けられている。モータ・ジェネレータ１１は、力行機能および回生機能の両方を兼備している。モータ・ジェネレータ１１の出力側にデファレンシャル１２が接続されており、デファレンシャル１２にはアクスルシャフト１３を介して後輪２が接続されている。
【００２５】
このように、車両Ａ１は、前輪１および後輪２の少なくとも一方に対して、トルクを伝達して駆動力を発生させることのできる車両、いわゆる四輪駆動車である。車両Ａ１の後部には、蓄電装置１４が設けられている。蓄電装置１４としては、バッテリまたはキャパシタを用いることができる。この蓄電装置１４には、インバータ１５を介してモータ・ジェネレータ１１が接続されている。また、前記オルタネータ１０も蓄電装置１４に接続されている。
【００２６】
さらに、車両Ａ１の全体を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１６が設けられている。電子制御装置１６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）、入出力インタ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３のように、電子制御装置１６に対しては、加速要求検知センサ１７の信号、制動要求検知センサ１７Ａの信号、モータ・ジェネレータ１１の状態を検知するＭＧセンサ１８の信号、エンジン回転数センサ１９の信号、蓄電装置１４の状態を検知するセンサ２０の信号、エンジン３の排気系統に設けられている触媒温度センサ２１の信号、車速センサ（変速機５の出力軸の回転数センサ）２２の信号、シフトポジションセンサ２３の信号、前輪１および後輪２の回転数を検知する車輪回転数センサ３２の信号、変速機５の入力軸６の回転数を検知する入力回転数センサ６８の信号などが入力される。
【００２７】
前記ＭＧセンサ１８により、モータ・ジェネレータ１１の温度、モータ・ジェネレータ１１の回転数および回転角度などが検知される。センサ２０により蓄電装置１４の充電量（ＳＯＣ）、電圧、温度などが検知される。シフトポジションセンサ２３により、変速機５を制御するためシフト装置（図示せず）の操作により選択されるシフトポジションが検知される。加速要求検知センサ１７は、例えばアクセルペダル（図示せず）の操作状態を検知するものである。制動要求検知センサ１７Ａは、例えばブレーキペダル（図示せず）の操作状態を検知するものである。
【００２８】
これに対して、電子制御装置１６からは、スロットルバルブ２５の開度を制御する信号、燃料噴射装置２６を制御する信号、点火装置２８を制御する信号、スタータモータ２７を制御する信号、オルタネータ１０を制御する信号、クラッチ７のトルク伝達力を制御するアクチュエータ２９を制御する信号、係合装置８の動作を制御するアクチュエータ３０を制御する信号、バイパスバルブ３３を制御する信号、インバータ１５を制御する信号などが出力される。アクチュエータ２９，３０としては、油圧式または電磁式などが挙げられる。
【００２９】
上記のスロットルバルブ２５は、吸入空気量を制御するバルブである。バイパスバルブ３３は、排気系統の触媒の上流側と下流側とを接続し、かつ、触媒に対して並列に配置されたバイパス排気路を開閉するバルブである。
【００３０】
図２および図３に示す車両においては、電子制御装置１６に入力されるセンサの信号および電子制御装置１６に記憶されているデータに基づいて、エンジン３の出力、変速機５の変速比、クラッチ７のトルク伝達力、モータ・ジェネレータ１１の出力などが制御される。そして、エンジン３のトルクが変速機５を経由して前輪１に伝達されて駆動力が発生する。また、車両Ａ１の惰力走行時には、前輪１の運動エネルギが変速機５を経由してエンジン３に伝達され、エンジンブレーキ力が発生する。
【００３１】
また、加速要求検知センサ１７の信号、車速センサ２２の信号、電子制御装置１６に記憶されている変速マップに基づいて、変速機５の変速比が制御される。変速機５の変速には、変速前の変速比よりも変速後の変速比の方が小さくなるアップシフト、および変速前の変速比よりも変速後の変速比の方が大きくなるアップシフトの両方が含まれる。アップシフトは、例えば、車速の上昇過程（加速時）でおこなわれる。ダウンシフトは、例えば、車速の低下過程（減速時）でおこなわれる。
【００３２】
変速機５の変速比を変更する判断が成立すると、変速比を変更する判断が成立する前よりも、クラッチ７のトルク伝達力が低下される。そして、係合装置８の切換がおこなわれた後、クラッチ７のトルク伝達力が増加される。このように、変速機５の変速制御に際して、クラッチ７のトルク伝達力が一時的に低下する。このため、前輪１の駆動力が低下して、車両の加速度が低下する。
【００３３】
そこで、“変速機５の変速比の切り換えにともない加速度が低下すること”を抑制するため、以下の制御をおこなうことができる。すなわち、エンジン３から前輪１に伝達されるトルクの低下分に対応するトルクを、モータ・ジェネレータ１１を電動機として駆動させてトルクを発生させ、そのトルクを後輪２に伝達することで、車両Ａ１の駆動力の低下を抑制する制御である。つまり、エンジントルクの不足分を、モータ・ジェネレータ１１のトルクによりアシストするのである。
【００３４】
一方、車両Ａ１の惰力走行中は、前輪１の運動エネルギがエンジン３に伝達されて、エンジンブレーキ力が発生する。また、車両Ａ１の走行中に制動要求が増加すると、制動装置３１の機能により、制動力が発生する。この制動装置３１は、マスターシリンダ、ホイールシリンダなどを有する公知のもの、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤの構造を有している。この制動装置３１は、車両Ａ１の駆動力源としては機能しない。
【００３５】
また、制動要求検知センサ１７Ａの信号および予め記憶されているデータに基づいて、目標制動要求が判断されるとともに、制動装置３１による制動力と、モータ・ジェネレータ１１による回生制動力との相対関係が制御される。すなわち、車両Ａ１の惰力走行により発生する運動エネルギ（言い換えれば慣性エネルギ）を、後輪２からデファレンシャル１２を経由してモータ・ジェネレータ１１に伝達し、モータ・ジェネレータ１１を発電機として機能させることにより回生制動力を発生させ、目標制動要求に対する回生制動力の不足分を、制動装置３１により補うことができる。
【００３６】
ところで、変速機５の変速時に、上記のようにモータ・ジェネレータ１１によりトルクのアシストをおこなう場合、アシストに必要な目標トルクを、モータ・ジェネレータ１１から出力することができないとすれば、駆動力不足が発生する可能性がある。また、目標制動力に対応してモータ・ジェネレータ１１の回生制動力を制御する場合でも、蓄電装置１４の充電量が高いと、制動装置３１で負担する制動力が増加する可能性がある。
【００３７】
そこで、この実施例では、図１に示すような制御をおこない、駆動力および制動力を調整することができる。すなわち、モータ・ジェネレータ１１による駆動力または制動力の調整機能が判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１にいおては、目標トルクと、モータ・ジェネレータ１１から出力可能なトルクとを比較して、モータ・ジェネレータ１１による駆動力調整機能を判断することができる。また、ステップＳ１においては、目標回生制動力と、モータ・ジェネレータ１１で実際に発生可能な回生制動力とを比較して、モータ・ジェネレータ１１による制動力調整機能が判断される。
【００３８】
そして、目標トルクをモータ・ジェネレータ１１から出力できないと推定された場合は、ステップＳ１で、“モータ・ジェネレータ１１による駆動力調整機能が低下している”と判断される。さらに、目標回生制動力を、モータ・ジェネレータ１１により発生できないと推定された場合は、モータ・ジェネレータ１１による制動力調整機能が低下していると判断される。なお、目標トルクおよび目標回生制動力の算出方法は、第３の実施例で説明する。
【００３９】
上記ステップＳ１についで、変速機５の変速比を変更する判断が成立した場合は、ステップＳ１の判断結果に基づく制御がおこなわれ（ステップＳ２）、この制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１の制御は、変速機５の変速比を切り換える判断が成立する前、または変速比を切り換える制御が成立した後であって、変速が開始される前のいずれでおこなってもよい。
【００４０】
以下、ステップＳ１およびステップＳ２の内容を、加速要求がある場合と、制動要がある場合とに分けて具体的に説明する。
［加速要求がある場合］
【００４１】
まず、加速要求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１１のトルクによりアシストする場合の制御を説明する。ステップＳ１ではモータ・ジェネレータ１１による駆動力調整機能、言い換えれば、モータ・ジェネレータ１１の可能出力が判断される。モータ・ジェネレータ１１の可能出力を判断する条件としては、モータ・ジェネレータ１１の温度や、モータ・ジェネレータ１１に電力を供給する蓄電装置１４の可能出力（電流、電圧）が挙げられる。なお、蓄電装置１４の可能出力は、蓄電装置１４の温度、充電状態（ＳＯＣ）で変化するため、これらに基づいて判断する。
【００４２】
このようにして、ステップＳ１でモータ・ジェネレータ１１の可能出力を判断した後、ステップＳ２では変速機５の変速車速が選択される。つまり、モータ・ジェネレータ１１は、蓄電装置１４の出力制限から、その回転数の増加にともない、出力トルクの最大値が低下するという特性を備えている。このため、ステップＳ１でモータ・ジェネレータ１１の可能出力が低下していると判断されるということは、この出力トルクの最大値自体の低下を意味する。このような状況において、低車速でクラッチ７のトルク伝達力が低下され、かつ、変速機５の変速が実行されるとすれば、モータ・ジェネレータ１１で負担するべき必要トルクを確保することができず、変速時の駆動トルクが減り、ショックが発生する可能性がある。
【００４３】
そこで、変速機５の変速比を小さくする基準となる変速車速（アップシフト基準または変速点）を、モータ・ジェネレータ１１の可能出力が所定値を越えている場合の変速車速よりも、モータ・ジェネレータ１１の可能出力が所定値未満である場合の変速車速を低車速に設定する。
【００４４】
このような制御をステップＳ２で実行すると、変速にともない駆動トルクが低下し、加速度が減少する。そこで、変速の開始後にエンジントルクを増加する補正をおこない、クラッチ７を半係合状態（滑り状態）に制御する。このような制御により駆動トルクが高められる。つまり、車両Ａ１の加速度の低下を抑制し、かつ、変速機５の変速を完了させることができる。すなわち、早期変速にともなう加速性の低下をなるべく抑制することができ、かつ、車両Ａ１の乗員の違和感を最小限に止めることができる。
【００４５】
つぎに、ステップＳ１において、蓄電装置１４の充電量不足によりモータ・ジェネレータ１１の可能出力が低下していると判断された場合に、ステップＳ２でおこなうことのできる制御例を説明する。まず、エンジン３の動力によりオルタネータ１０を発電機として駆動させ、発生した電力をモータ・ジェネレータ１１に供給する。この制御をおこなうことにより、モータ・ジェネレータ１１の出力トルクの低下を抑制でき、変速時における車両Ａ１の加速度の低下を抑制できる。なお、モータ・ジェネレータ１１に供給する電力を、元々蓄電装置１４にある電力と、オルタネータ１０の発電により得られる電力とで分担する場合、オルタネータ１０の分担量は、オルタネータ１０の界磁電流を増減して発電電圧を可変にすることにより、調整できる。
【００４６】
［制動要求がある場合］
ところで、モータ・ジェネレータ１１に供給する電力の不足分を、オルタネータ１０の発電電力により補うと、エンジン３の燃費が悪化する。そこで、制動要求がある場合、例えば、ブレーキペダルが踏まれて制動装置３１が動作して減速中である場合、または加速要求がなくなって（アクセルオフ）、車両Ａ１が惰力走行中である場合は、後輪２からモータ・ジェネレータ１１に伝達される運動エネルギにより、回生制動をおこなうことができる。ここでは、エンジンブレーキ力と、制動装置３１による制動力と、モータ・ジェネレータ１１による回生制動力との和を、車両Ａ１の乗員が違和感を持たない範囲に制御する必要がある。なお、エンジンブレーキ力と、制動装置３１による制動力と、モータ・ジェネレータ１１による回生制動力との和は、車両Ａ１の走行抵抗を除いて算出する。
【００４７】
つぎに、制動要求があり、かつ、変速機５の変速比を変更する判断が成立し、かつ、ステップＳ１でモータ・ジェネレータ１１による制動力調整機能が低下していると判断された場合に、ステップＳ２でおこなうことのできる制御例を説明する。モータ・ジェネレータ１１の制動力調整機能が低下する場合としては、蓄電装置１４の充電量が所定値以上である場合が挙げられる。なお、この制御例では、クラッチ７が係合される第１のモードと、クラッチ７が解放される第２のモードと、クラッチ７がスリップする第３のモードとを選択的に切り換えることができる。クラッチ７の係合とは、クラッチ７を構成する摩擦部材同士が一体回転する状態を意味し、クラッチ７の解放とは、クラッチ７を構成する摩擦部材同士が非接触であり、かつ、摩擦部材同士が相対回転可能な状態を意味し、クラッチ７のスリップとは摩擦部材同士が接触した状態で相対回転可能な状態を意味している。
【００４８】
▲１▼クラッチ７が係合される場合
制動要求がある場合は、ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて目標制動力を演算し、目標制動力が発生するように、回生制動力を制御する。ここで、回生制動力により目標制動力を達成できない場合は、制動装置３１を作動させて、目標制動力を達成する。ここで、目標回生制動力は、詳しくは、目標制動力、車速、変速機５の変速比、前輪１の回転数、クラッチ７のストローク、エンジン回転数、クラッチ７のトルク伝達力などに基づいて判断される。
【００４９】
エンジンブレーキ力を制御する場合、燃料供給を停止する場合と、燃料供給を継続させる場合とがある。まず、燃料供給を停止する制御を実行すると、エンジンブレーキ力が最大となる。モータ・ジェネレータ１１により回生制動力を発生させる場合は、スロットルバルブ２５を制御してエンジンブレーキ力を低減し、目標制動力とエンジンブレーキ力との差を、モータ・ジェネレータ１１により負担する。
【００５０】
なお、燃料供給を停止すると、排気ガス中の触媒温度が低下するため、排気系統に設けられている触媒の排気浄化性能の低下が懸念される。そこで、燃料供給を停止し、かつ、点火制御を停止した後に、触媒温度が所定の閾値（温度）よりも低くなった場合に、バイパスバルブ３３を開弁して、エンジン３から排出される冷えた排気ガスが触媒に流入しないように制御することにより、触媒温度の低下を回避することができる。さらに、燃料をカットしている場合のエンジン回転数が、自立可能な回転数以上であれば、制動要求が低下して加速要求が発生した場合に、燃料の供給および点火制御の開始すれば、エンジン回転数を目標回転数に迅速に近づけることができる。これに対して、燃料供給を継続し、かつ、点火制御を継続してエンジンブレーキ力を低減し、エンジンブレーキ力の低下分をモータ・ジェネレータ１１の回生制動力で補ってもよい。
【００５１】
▲２▼クラッチ７が解放される場合
変速機５の変速にともないクラッチ７を解放する場合は、エンジンブレーキ力が発生せず、ステップＳ１において、モータ・ジェネレータ１１により達成可能な回生制動力が判断される。この場合に、エンジン３の点火制御および燃料噴射制御を停止すると、前輪１から運動エネルギがエンジン３に伝達されなくなるため、エンジン回転数が低下し、かつ、停止する。
【００５２】
この時、加速要求が発生した場合は、スタータモータ２７を駆動してエンジン３をクランキングし、燃料噴射および点火制御をおこなう必要がある。したがって、エンジン回転数が自立回転数以上である場合に比べて、始動性が低下し、乗員が違和感を持つ可能性がある。このため、エンジン出力が所定値まで上昇するまでの間、モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させ、そのトルクを後輪２に伝達して、加速度の低下を抑制するという、アシストをおこなってもよい。
【００５３】
▲３▼クラッチ７がスリップ（半係合）される場合
変速機５の変速時にクラッチ７を半クラッチ状態に制御する場合は、エンジンブレーキ力が発生する。そして、
エンジン回転数＜前輪１の回転数×変速機５の変速比×デファレンシャル３４の変速比
となるように、変速機５の変速比を制御する。そして、エンジン回転数がアイドル回転数よりも若干高い回転数となるように、クラッチ７のトルク伝達力を制御する。ここで、クラッチ７のトルク伝達力は、前輪１の動力が伝達されるエンジン３の回転数が、低回転のアイドル回転数を維持できる程度のトルク伝達力に制御される。このとき、クラッチ７を構成する摩擦部材同士の回転数差が小さいほど、クラッチ７における動力の伝達損失が小さくなるので、摩擦部材同士の回転数差が最小となるように、変速機５の変速比を制御する。
【００５４】
上記動作中、モータ・ジェネレータ１１は、減速時の目標制動力から、エンジン３をアイドル回転数に維持するために必要なトルクを減じた制動力を回生する。このようにして、エンジン３に燃料を供給することなく、エンジン回転数を自立可能な回転数以上に維持しておけば、加速要求が発生した場合でもに、点火制御および燃料噴射制御により、エンジン出力を迅速に高めることができる。しかし、車速が高いと、クラッチ７の摩擦材同士の相対回転数差が大きくなる。
【００５５】
このように、クラッチ７を係合する第１のモードと、クラッチ７を解放する第２のモードと、クラッチ７を半係合状態とする第３のモードとを選択可能であり、これらのモードを、車速、蓄電装置１４の充電状態などに基づいて選択的に使い分ける。各モードの選択例を説明する。
【００５６】
例えば、蓄電装置１４の充電量が所定値以下である場合は、第２のモードが選択される。この第２のモードが選択された場合は、エンジンブレーキ力が発生しない。このため、モータ・ジェネレータ１１の発電による回生量が最も多くなる。一方、蓄電装置１４の充電量が所定値以上であれば、第３のモードが選択される。
【００５７】
さらに、第１のモードが選択されている際に、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも低くなった場合について説明する。この場合は、クラッチ７を解放し、第１の制御または第２の制御を選択することができる。第１の制御とは、燃料噴射および点火制御をおこない、エンジン３をアイドリング回転させる制御である。第２の制御とは、燃料噴射および点火制御を停止し、エンジン３を停止させる制御である。
【００５８】
さらに、蓄電装置１４の充電量が所定値を越えており、追加充電可能な電力が少ない場合について説明する。この場合は、第１のモードと第３のモードとを選択的に切り換えて、第２のモードは選択しない。さらにまた、蓄電装置１４の充電量がほぼ満充電状態であり、受け入れ電力がわずかである場合は、第１のモードが維持される。
【００５９】
なお、図１に基づいて説明した制御例、すなわち、加速要求に基づいて駆動力を調整する制御、および制動要求に基づいて制動力を調整する制御は、図４に示す構成の車両Ａ１に対しても適用可能である。この車両Ａ１は前輪１または後輪２のいずれか一方に対して、エンジン３およびモータ・ジェネレータ１１が動力伝達可能に連結された車両、いわゆる二輪駆動車である。
【００６０】
図４に示す車両Ａ１においては、モータ・ジェネレータ１１の配置位置として、２つのレイアウトを選択することができる。第１のレイアウトは、デファレンシャル１２（またはデファレンシャル３４）と、後輪２（または前輪１）との間の動力伝達経路に、モータ・ジェネレータ１１を動力伝達可能に配置するレイアウトである。第２のレイアウトは、変速機５の内部の任意の出力軸（図示せず）に対して、モータ・ジェネレータ１１を接続するレイアウトである。
【００６１】
図４においては、いずれか一方のモータ・ジェネレータ１１に対して、インバータ１５Ａを介して蓄電装置１４Ａが接続されている。また、蓄電装置１４Ａには、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６を介して補機装置６７が接続されている。蓄電装置１４Ａの電力が、所定の電圧に降圧されて補機装置６７に供給される。なお、蓄電装置１４Ａからモータ・ジェネレータ１１に印可される電圧（例えば２８８Ｖ）よりも、蓄電装置１４Ａから補機装置６７に印可される電圧（例えば１２Ｖ）の方が低い。さらに、図４に示す車両Ａ１に対しても、図３に示す制御系統を用いることができる。
【００６２】
ここで、図２および図３に示す車両Ａ１に適用される図１の機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ１がこの発明の機能判断手段に相当し、ステップＳ２がトルク伝達力制御手段および変速車速選択手段に相当する。
【００６３】
また図１ないし図４に基づいて説明した事項と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン３が、この発明の駆動力源に相当し、前輪１がこの発明の駆動輪に相当し、エンジンブレーキ力が、この発明の制動力に相当し、モータ・ジェネレータ１１、インバータ１５、蓄電装置１４が、この発明の挙動制御装置に相当し、駆動力および制動力が、この発明の車両の速度に関連する物理量に相当し、駆動力調整機能および制動力調整機能が、この発明の車速制御機能に相当し、アップシフト車速が、この発明の「変速制御の基準となる車速」に相当し、変速機の変速制御が、この発明の所定条件に相当する。
【００６４】
【第２の実施例】
この第２の実施例は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項５、請求項６の発明に対応するものである。以下、第２の実施例に対応する車両の一例を、図５に基づいて説明する。図５において、図２の構成と同じ構成については、図２の符号と同じ符号を付して、その説明を省略する。図５に示す車両Ａ１においては、デファレンシャル１２のリングギヤ（図示せず）に連結されたドライブピニオンシャフト４０が設けられている。また、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）４１が設けられている。
【００６５】
ベルト式無段変速機４１は、第１のプーリ４２および第２のプーリ４３と、第１のプーリ４２および第２のプーリ４３に巻き掛けられたベルト４４とを有している。第１のプーリ４２は第１のシャフト４５に取り付けられており、第２のプーリ４３は第２のシャフト４６に取り付けられている。第１のプーリ４２および第２のプーリ４３には、ベルト４４が巻き掛けられる溝（図示せず）がそれぞれ形成されており、各プーリの溝幅を別個に制御することができる。さらに、第２のシャフト４６とドライブピニオンシャフト４０との間のトルク伝達力を制御するクラッチ４７が設けられている。
【００６６】
また、フライホイール４８が設けられており、フライホイール４８がシャフト４９に取り付けられている。シャフト４９と第１のシャフト４５との間のトルク伝達力を制御するクラッチ５０が設けられている。図５に示す車両Ａ１の制御系統を図６に基づいて説明する。図６において、図３の構成と同じ構成については、図３と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
電子制御装置１６に対しては、ドライブピニオンシャフト４０の回転数を検知するデファレンシャル回転数センサ５１の信号、第２のシャフト４６の回転数を検知する第２のシャフト回転数センサ５２の信号、第１のシャフト４５の回転数を検知する第１のシャフト回転数センサ５３の信号、クラッチ４７で伝達されるトルクを検知するトルクセンサ５４の信号などが入力される。電子制御装置１６からは、第１のプーリ４２および第２のプーリ４３の溝幅を別個に制御するアクチュエータ５５を制御する信号、クラッチ４７のトルク伝達力を制御するアクチュエータ５６を制御する信号、クラッチ５０のトルク伝達力を制御するアクチュエータ５７を制御する信号などが出力される。
【００６８】
図５に示す車両Ａ１において、図２に示す車両Ａ１と同じ構成については、図２の車両Ａ１と同様の機能が発生する。また、図５に示す車両Ａ１においても、加速要求に対するエンジントルクの不足分、または制動要求に対するエンジンブレーキ力および制動装置３１の制動力の不足分を、フライホイール４８の機能により補う制御を実行することができる。以下、目標制動力に対する実制動力をフライホイール４８の機能により調整する制御と、目標加速力に対する実加速力をフライホイール４８の機能により調整する制御と、そのほかの制御とを、順次説明する。
【００６９】
［目標制動力を調整する制御］
車両Ａ１の走行中に制動要求があり、かつ、変速機５の変速比を変更する要求がない場合は、クラッチ４７およびクラッチ５０のトルク伝達力を所定値以上に高める。すると、後輪２の運動エネルギが、デファレンシャル１２、クラッチ４７、ベルト式無段変速機４１を経由してフライホイール４８に伝達される。ここで、クラッチ４７のトルク伝達力は、車両Ａ１の制動力に対応するトルクをドライブピニオンシャフト４０から第２のシャフト４６に伝達する際に、クラッチ４７を構成する摩擦材同士がスリップできる（相対回転できる）値に制御される。また、クラッチ５０のトルク伝達力は、第１のシャフト４２の回転数とシャフト４９の回転数とが一致する値に制御される。
【００７０】
ここで、ドライブピニオンシャフト４０の回転数Ｎｏと、第２のシャフト４６の回転数Ｎｉとの対応関係が、
Ｎｏ＞Ｎｉ＋α
となるように、ベルト式無段変速機４１の変速比を制御する。なお、“α”は係数である。ベルト式無段変速機４１の変速比とは、第１のプーリ４２の回転速度と、第２のプーリ４３の回転速度との比を意味している。図５においては、第１のプーリ４２および第２のプーリ４３に対するベルト４４の巻き掛け半径を調整することにより、ベルト式無段変速機４１の変速比が制御される。
【００７１】
上記の制御により、車両Ａ１の制動力に対応するトルクが、クラッチ４７、ベルト式無段変速機４１を経由してフライホイール４８に伝達される。つまり、車両Ａ１の慣性エネルギが、フライホイール４８に貯蔵される。ところで、ベルト式無段変速機４１の変速比を一定に制御していると、
Ｎｏ＝Ｎｉ
となった時点で、フライホイール４８の回転数の増加が終了し、フライホイール４８に対するエネルギの貯蔵が終了することになる。これを防止するために、フライホイール４８の回転数が増加した場合でも、
Ｎｏ＞Ｎｉ＋α
が維持されるように、ベルト式無段変速機４１の変速比を制御する。
【００７２】
さらに、上記係数αを所定数以上に大きくすると、ドライブピニオンシャフト４０の回転数と第２のシャフト４６との回転数差が大きくなり、クラッチ４７のスリップによる動力損失が増加する可能性がある。そこで、この不都合を回避するため、係数αの大きさは、第２のシャフト４６の回転数の１０％ないし２０％の範囲内に設定する。なお、ベルト式無段変速機４１の変速比を切り換える応答速度の方が、フライホイール４８の回転数の変化速度よりも速い場合は、係数αをなるべく小さく設定することが望ましい。
【００７３】
一方、フライホイール４８に伝達するトルクの大きさは、クラッチ４７のトルク伝達力を調整して制御することができる。クラッチ４７のトルク伝達力が大きいほど、フライホイール４８に伝達されるトルクが大きくなり、短時間でフライホイール４８にエネルギが貯蔵される。このようにして、後輪２の運動エネルギをフライホイール４８にエネルギを貯蔵する作用に基づき、後輪２に負のトルク、言い換えれば制動力が発生する。つまり、制動要求検知センサ１７Ａの信号、および電子制御装置１６に記憶されているデータに基づく目標制動要求に対する実制動力を、フライホイール４８の機能により補い、車両Ａ１の減速状態を制御することができる。
【００７４】
このように、フライホイール４８の機能により、後輪２に制動力を付与して車両Ａ１が減速走行し、かつ、運動エネルギをオルタネータ１０に伝達して回生発電する場合、または、車両Ａ１が降坂走行するときの位置エネルギをオルタネータ１０に伝達して回生発電する場合などにおいて、車両Ａ１の走行抵抗と、フライホイール４８の機能により発生する制動力とをバランスさせ、前輪と後輪との制動力分担を制御でき、車両挙動を安定させることができる。
【００７５】
ところで、車両Ａ１が惰力走行してエンジンブレーキ力が発生している場合に、クラッチ７のトルク伝達力を低下させ、かつ、変速機５の変速比を変更し、その後、クラッチ７のトルク伝達力を増加する制御がおこなわれる場合がある。このように、クラッチ７のトルク伝達力を低下させている間は、エンジンブレーキ力が弱められるため、車両Ａ１の乗員が違和感を持つ可能性がある。
【００７６】
そこで、クラッチ７のトルク伝達力を低下させる際に、クラッチ４７のトルク伝達力を増加させて、フライホイール４８の機能により後輪２に制動力を付与することにより、車両Ａ１全体に作用する制動力を調整すれば、前記不都合を回避することができる。しかし、フライホイール４８による制動力調整機能が低下している場合は、変速機５の変速時にフライホイール４８の機能により負担するべき制動力を達成できない可能性がある。このような不都合を、図１に示す制御例により解消することができる。
【００７７】
まず、ステップＳ１において、フライホイール４８による制動力調整機が判断される。例えば、フライホイール４８の回転数が上限回転数に近い場合は、それ以上フライホイール４８の回転数を上昇させることができず、フライホイール４８による制動力調整機能が低下する。ついで、ステップＳ２では、ステップＳ１の判断結果に基づいて、変速機５の変速車速を変更する制御がおこなわれる。このように、フライホイール４８による制動力調整機能が低下している場合でも、車両Ａ１に付与される制動力が急激に変化することを抑制でき、乗員が違和感を持つことを回避できる。
【００７８】
［目標加速力を調整する場合］
上記のようにして、車両Ａ１が走行し、かつ、エンジントルクが前輪１に伝達され、かつ、変速機５の変速にともないクラッチ７のトルク伝達力が低下された場合は、目標加速力に対して実加速力が不足する可能性がある。このような場合に、フライホイール４８にエネルギが貯蔵されていれば、フライホイール４８に貯蔵されているエネルギを後輪２に伝達することにより、加速力を調整する制御をおこなうことができる。
【００７９】
すなわち、変速機５の変速にともないクラッチ７のトルク伝達力を低下させる際に、クラッチ５０，４７のトルク伝達力を所定値以上に高める。すると、フライホイール４８に蓄積されているエネルギに対応するトルクが、ベルト式無段変速機４１およびデファレンシャル１２を経由して後輪２に伝達される。ここで、Ｎｏ＋α＜Ｎｉ
となるように、ベルト式無段変速機４１の変速比が制御される。
【００８０】
また、変速機５の変速時に、フライホイール４８から後輪２に伝達するべき目標トルクが求められる。そして、目標トルクに基づいて、クラッチ４７の係合圧が制御される。この場合、クラッチ４７の実伝達トルクをトルクセンサ５４により検知し、その検知結果と、クラッチ４７の目標伝達トルクとを比較し、その偏差が少なくなるように、クラッチ４７の係合圧をフィードバック制御することができる。なお、ベルト式無段変速機４１の変速比の変化可能速度の方が、フライホイール４８の回転数の変化速度よりも速い場合は、係数αをなるべく小さく設定することが望ましい。
【００８１】
ところで、目標加速力の不足分をフライホイール４８の機能によりアシストする場合に、図１の制御例を適用することができる。すなわち、ステップＳ１において、フライホイール４８の加速力調整機能が判断される。例えば、フライホイール４８に貯蔵されているエネルギと、フライホイール４８から後輪２に伝達するべき目標トルクとに基づいて、加速力調整機能が判断される。そして、ステップＳ２では、ステップＳ１の判断結果に基づいて、クラッチ７のトルク伝達力の制御、または変速機５の変速車速の選択がおこなわれる。
【００８２】
ステップＳ１で加速力調整機能が低下していると判断された場合に、ステップＳ２で選択される変速機５の変速車速は、ステップＳ１で加速力調整機能が低下していないと判断された場合に、ステップＳ２で選択される変速機５の変速車速よりも低車速に設定される。また、ステップＳ１で加速力調整機能が低下していると判断された場合は、ステップＳ２では、加速力の低下を抑制するように、クラッチ７を半係合状態に制御する。
【００８３】
［そのほかの制御］
目標制動力または目標加速力を、フライホイール４８の機能により補う必要がない場合は、クラッチ４７を完全に解放させる。ところで、フライホイール４８にエネルギが蓄積されている状態においては、クラッチ５０を係合していると、クラッチ４７を完全に解放したとしても、ベルト式無段変速機４１でエネルギ損失が発生する。エネルギ損失には、第１のプーリ４２および第２のプーリ４３の回転による風損（空気抵抗による損失）、ベルト４４と第１のプーリ４２および第２のプーリ４３との摩擦損失、第１のシャフト４５の軸受部分の摩擦損失、第２のシャフト４６の軸受部分の摩擦損失、シャフト４９を支持する軸受部分の摩擦損失のなどが含まれる。そこで、クラッチ４７を完全に解放する場合は、クラッチ５０を完全に解放させて、フライホイール４８のエネルギ散逸を抑制することができる。なお、図５の車両Ａ１において、クラッチ５０を設けない構成を採用することもできる。
【００８４】
ここで、図５に示す構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、フライホイール４８、クラッチ５０、シャフト４９、第１のシャフト４５、第１のプーリ４２、ベルト４４、第２のプーリ４３、第２のシャフト４６、クラッチ４７が、この発明の挙動制御装置に相当し、後輪２がこの発明の車輪に相当し、また、加速力がこの発明の車両の速度に関連する物理量に相当し、加速力調整機能および制動力調整機能が、この発明の車速制御機能に相当する。なお、図５および図６のそのほかの構成と、この発明との対応関係は、図２および図３の構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。
【００８５】
［そのほかの構造例］
ところで、上記のようにして、クラッチ５０を完全に解放させた場合でも、フライホイール４８の機械損（風損およびベアリング損）を回避することはできない。そこで、図５の構成において、フライホイール４８の機械損のうちの風損を抑制する構成例を図７に示す。図７においては、真空容器５８内に、フライホイール４８およびシャフト４９が設けられている。シャフト４９の一端は真空容器５８の外部に配置されており、その一端と第１のシャフト４５との間にクラッチ５０が設けられている。また、シャフト４９を回転可能に支持する軸受５９が設けられている。軸受５９は、セラミック製のボールベアリングをグリースで潤滑する構造のもの、または潤滑液を滴下する構造のものを用いることで、潤滑液の撹拌損失を大幅に抑制することができる。さらに、真空容器５８内を減圧する真空ポンプ６０が設けられている。また、真空容器５８の軸穴の内周面と、シャフト４９との間をシールするラビリンスシール、または磁性流体シールなどが設けられている。
【００８６】
一方、図７とは別の構造例を図１４に示す。図１４において、図７と同じ構成については図７と同じ符号を付してその説明を省略する。図１４においては、第１のシャフト４５とクラッチ５０を介して接続・遮断される第３のシャフト１０３が設けられている。第３のシャフト１０３は、真空容器５８の外部に配置されている。そして、シャフト４９は真空容器４８の内部にのみ配置され、シャフト４９と第３のシャフト１０３との間で動力伝達をおこなう磁気カップリング１００が設けられている。磁気カップリング１００は、シャフト４９側に設けられたプレート１０１と、第３のシャフト１０３側に設けられたプレート１０２とを有している。この磁気カップリング１００によれば、磁力により動力伝達がおこなわれるため、真空容器５８として、磁力に影響が及ばないような材質が選択される。
【００８７】
このように、フライホイール４８を真空容器５８の内部に配置すれば、エネルギを蓄積したフライホイール４８が回転する場合において、フライホイール４８の回転にともなう風損の増加を抑制することができる。また、図１４の実施例によれば、真空容器５８の真空度を高め易いため、真空ポンプ６０の駆動に必要な電力を大幅に低減させることができる。
【００８８】
一方、図５ないし図７、および図１４のシステムによれば、フライホイール５８のエネルギにより、目標加速力をアシストすることができるが、シャフト４９の軸受５９部分の摩擦損失があり、フライホイール４８に貯蔵されているエネルギが徐々に減少する。このため、目標加速力をフライホイール４８のエネルギによりアシストする必要が発生した時に、フライホイール４８にエネルギが貯蔵されていない可能性もある。
【００８９】
このような不都合に対処することのできる構造例が、図８および図９に示されている。すなわち、シャフト４９の軸線方向において、フライホイール４８とモータ・ジェネレータ６１とが並べられている。モータ・ジェネレータ６１は、固定巻き線６２および籠型ロータ６３を有し、固定巻き線６２は真空容器５８に取り付けれられ、籠型ロータ６３はフライホイール４８に取り付けられている。固定巻き線６３には３相結線が形成され、その結線がインバータ６５が接続されている。
【００９０】
モータ・ジェネレータ６１は、いわゆる３相籠型の誘導モータである。インバータ６５には蓄電装置１４が電気的に接続され、電子制御装置１６とインバータ６５とが、信号通信可能に接続されている。そして、インバータ６５によりＶＶＶＦやベクトル制御などにより、モータ・ジェネレータ６１のトルクが制御される。ＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency の略）とは可変電圧・可変周波数制御であり、モータ・ジェネレータ６１のトルクがある関数（電圧、周波数などの関数）で決まることを利用した制御である。ベクトル制御とは、籠型ロータ６３の誘導電圧を発生する固定子６２の磁束を、所定の状態（角度、大きさ）に維持して、ＤＣモータと同様の制御をおこなう制御である。なお、モータ・ジェネレータ６１として、ＰＭ（永久磁石形）モータ、ＳＹＲ（シンクロナンスリラクタンス）モータ、ＳＲ（スイッチドリラクタンス）モータを用いることもできる。
【００９１】
図８のそのほかの構成は図２および図５の構成と同じであり、図９のその他の構成は図７と同じである。また、図８および図９の制御系統は、前述した図６において、電子制御装置１６からインバータ６５を制御する信号が出力される他は、前述の説明の構成と同じである。
【００９２】
図８に示す車両Ａ１において、図２、図３、図５、図７の構成と同様の構成については、図２、図３、図５、図７の作用効果を得られる。また、図８および図９においては、クラッチ４７，５０のトルク伝達力を所定値以上に高めることにより、車両Ａ１が惰力走行している場合に、後輪２の運動エネルギをベルト式無段変速機４１を経由させて、フライホイール４８に蓄積することができる。さらに、フライホイール４８の回転時に、モータ・ジェネレータ６１を発電機として機能させ、発生した電力をインバータ６５を経由させて蓄電装置１４に充電することもできる。
【００９３】
ところで、フライホイール４８に蓄積されているエネルギが低下しており、目標加速力をフライホイール４８に貯蔵されているエネルギにより補うことができない場合について説明する。この場合は、蓄電装置１４の電力を、インバータ６５を経由させてモータ・ジェネレータ６１に供給することにより、モータ・ジェネレータ６１を電動機として機能させる。
【００９４】
すると、モータ・ジェネレータ６１のトルクがフライホイール４８に伝達されて、フライホイール４８で分担するべき目標トルクの不足分を、モータ・ジェネレータ６１のトルクにより補うことができる。つまり、後輪２にトルクを伝達して加速力を調整する場合、フライホイール４８に蓄積されているエネルギに対応するトルクと、モータ・ジェネレータ６１から出力されるトルクとを、共に後輪２に伝達することができる。したがって、車両Ａ１の加速度の低下を一層確実に抑制できる。
【００９５】
また、フライホイール４８の回転数が上限回転数にあり、後輪２から伝達される運動エネルギを、フライホイール４８にそれ以上貯蔵できない場合について説明する。この場合は、モータ・ジェネレータ６１により回生発電をおこない、その電力を蓄電装置１４に蓄電する。さらに、車両Ａ１が走行中に保有している運動エネルギを電気エネルギに変換して蓄電装置１４に充電すると、後輪２からフライホイール４８に伝達されたエネルギを、軸受による摩擦損失、風損などにより熱エネルギとして浪費せずに蓄電装置１４に充電し、車両Ａ１が停止している場合でも、そのまま保持される。
【００９６】
ここで、図８に示す構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、モータ・ジェネレータ６１、インバータ６５、蓄電装置１４がこの発明のエネルギ変換装置に相当する。なお、図８のそのほかの構成と、この発明の構成との対応関係は、図２および図５の構成とこの発明の構成との対応関係と同じである。
【００９７】
【第３の実施例】
この第３の実施例は、図１のステップＳ１でおこなわれるモータ・ジェネレータ１１の目標トルクおよび目標回生制動力の算出方法の一例を示すものである。この第３の実施例は、例えば、図４に示す車両Ａ１に対して適用できる。
【００９８】
以下、第３実施例における制御の概略を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１１において、車両Ａ１の状態が判断される。このステップＳ１１では、▲１▼エンジン３の発生トルク、▲２▼クラッチ７の伝達係数、▲３▼エンジントルクにより確保される車両Ａ１の駆動力、が算出される。上記▲１▼の事項は、エンジン回転数、吸入空気量に基づいて算出される。上記▲２▼の事項は、クラッチ７のトルク伝達力（係合圧）、クラッチ７を構成する摩擦材の摩擦係数などに基づいて算出される。上記▲３▼の事項は、上記▲１▼の事項と、上記▲２▼の事項と、エンジン３と前輪１（または後輪２）との間における減速比と、を乗算して算出される。エンジン３と前輪１（または後輪２）との間における減速比には、変速機５の変速比、デファレンシャル１２（またはデファレンシャル３４）の減速比が含まれる。
【００９９】
前記ステップＳ１１についで、変速機５の変速比を切り換える要求があるか否かが判断される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判断は、車速、アクセル開度、シフトポジションなどに基づいておこなわれる。なお、ステップＳ１２おこなわれる判断は、加速時におけるアップシフトおよび減速時におけるダウンシフトのいずれであってもよい。
【０１００】
このステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、“▲４▼変速機５の変速比を、現在の変速比から他の変速比に切り換える制御が完了する時点における車両Ａ１の駆動力”が推定される（ステップＳ１３）。このステップＳ１３においては、車速、変速後の変速比、加速要求程度（例えばアクセルペダルの踏み込み量）などに基づいて、変速完了時のエンジントルクに対応する車両Ａ１の駆動力が推定される。
【０１０１】
このステップＳ１３についで、“▲５▼車両Ａ１の目標駆動力”が算出される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４では、具体的には、現在の車両Ａ１の駆動力を、前記▲４▼の車両駆動力に近づけるように、前輪１（または後輪２）に伝達するべき目標トルクが算出される。なお、この目標トルクの算出パラメータに、“変速機５の変速途中に発生する加速要求の変化”を含ませることもできる。
【０１０２】
ステップＳ１５では、上記ステップＳ１１ないしステップＳ１４に基づき、モータ・ジェネレータ１１の制御状態を算出し、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１５においては、“▲６▼車両Ａ１の駆動力のうち、モータ・ジェネレータ１１の出力により負担するべき駆動力”と、“▲７▼前記▲６▼の事項に対応するモータ・ジェネレータ１１のトルク”とが算出される。▲６▼の事項は、▲５▼の事項から▲３▼の事項を減算して求められる。▲７▼の事項は、▲６▼の事項を、モータ・ジェネレータ１１から前輪１（または後輪２）に至る経路における減速装置の減速比で除算して求められる。なお、ステップＳ１２で否定的に判断された場合は、前記▲３▼の事項と▲４▼の事項と▲５▼の事項とが等しく設定され、かつ、前記▲６▼の事項および▲７▼の事項が“零”に設定され（ステップＳ１６）、この制御ルーチンを終了する。
【０１０３】
上記図１０の制御例は、加速時または減速時のいずれにも適用できる。加速時にアップシフトする条件が成立すると、スロットルバルブ２５の開度の増加を制限することにより、エンジン出力が制限される。これに対して、減速時にダウンシフトする場合の内容を補足する。通常、減速時にアクセル開度が全閉になっており、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上である場合は、エンジン３に対する燃料の供給がおこなわれない。したがって、前輪１の動力がエンジン３に伝達されてエンジンブレーキ力が発生する。そして、クラッチ７が解放され、かつ、ダウンシフトがおこなわれ、その後、クラッチ７が係合される。
【０１０４】
つまり、クラッチ７の解放にともない、一旦、エンジンブレーキ力がなくなり、クラッチ７の係合によりエンジンブレーキ力が再度発生する。このようにして車両Ａ１の減速度が変化する。特に、マニュアルダウンシフト時には、減速度の変化が大きい。そこで、図１０の制御例では、ダウンシフト時におけるエンジンブレーキ力の低下を、モータ・ジェネレータ１１の回生制動力により補い、車両Ａ１の減速度の変化を抑制している。
【０１０５】
なお、低車速であり、かつ、エンジン回転数がアイドリング回転数付近にある場合は、クラッチ７が解放された状態に継続されるため、車速に応じてモータ・ジェネレータ１１の回生制動トルクの制限と、減衰補正とが必要となる。減衰補正とは、エンジンブレーキ力に相当する回生制動トルクを、時間の経過にともない徐々に減少させる制御である。エンジン回転数がアイドリング回転数付近とは、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも低い場合を意味しているが、エンジン３の回転安定性を確保するため、アイドリング回転数よりも少し高い場合もある。
【０１０６】
図１１に、アクセル開度がほぼ一定の状態で、アップシフトがおこなわれる場合のタイムチャートの一例を示す。このタイムチャートにおいては、クラッチ７のストローク、エンジン回転数、目標変速比（言い換えれば目標変速段）、モータ・ジェネレータ１１のトルク、エンジントルク、アクセル開度、エンジントルクに対応する車両Ａ１の駆動力の経時変化が示されている。クラッチストロークは、図１１の上方に変位するほど、トルク伝達力が高いことを意味する。エンジン回転数は、図１１の上方に変位するほど、高回転数であることを意味する。モータ・ジェネレータ１１のトルクは、図１１の上方に変位するほど、高トルクであることを意味する。エンジントルクは、図１１の上方に変位するほど、高トルクであることを意味する。アクセル開度は、図１１の上方に変位するほど、高開度であることを意味する。車両駆動力は、図１１の上方に変位するほど、高駆動力であることを意味している。
【０１０７】
まず、時刻ｔ１においては、目標変速段が第１速であり、クラッチ７が係合されている。また、車速の上昇にともない、エンジン回転数は上昇している。そして、時刻ｔ２で、車速、アクセル開度などにもとずいて、目標変速段が第１速から第２速に変更されて、アップシフトが開始される。また、クラッチ７のトルク伝達力が低下されるとともに、エンジン回転数およびエンジントルクが低下し、かつ、エンジントルクに対応する駆動力も低下する。これに対して、モータ・ジェネレータ１１のトルクは増加し、その後低下する。なお、エンジントルクは増加し始める。そして、時刻ｔ３でアップシフトが完了すると、車速の上昇にともないエンジン回転数は再度上昇する。さらに、モータ・ジェネレータ１１のトルクは低トルクに維持される。
【０１０８】
ついで、時刻ｔ４で目標変速段が第２速から第３速に変更されると、エンジントルクが低下され、かつ、クラッチ７のトルク伝達力が低下され、かつ、アップシフトが開始され、かつ、モータ・ジェネレータ１１のトルクが増加される。また、アップシフトの進行にともないエンジン回転数が低下し、エンジントルクに対応する駆動力も低下する。
【０１０９】
その後、モータ・ジェネレータ１１のトルクが低下され、かつ、クラッチ７のトルク伝達力が増加され、かつ、エンジントルクが高められる。時刻ｔ５において、エンジン回転数が、第３速に対応する回転数に同期してアップシフトが完了する。以後、エンジントルクがほぼ一定に制御されて、エンジントルクに対応する駆動力も一定になり、モータ・ジェネレータ１１のトルクもほぼ一定に制御される。
【０１１０】
図１２は、加速時にアップシフトがおこなわれる場合において、車両Ａ１の駆動力の変化を示すタイムチャートである。図１２において、第１速が選択されている場合は、エンジントルクにより正の駆動力（言い換えれば加速力）が確保されており、モータ・ジェネレータのトルクは発生していない。時刻ｔ１において、第１速から第２速にアップシフトする判断が成立すると、エンジントルクが低下する一方、モータ・ジェネレータのトルクが増加される。すなわち、車両駆動力は、エンジントルクおよびモータ・ジェネレータ１１のトルクにより確保される。さらに時刻ｔ２でクラッチ７が完全に解放されると、エンジントルクは前輪１には伝達されない。したがって、モータ・ジェネレータ１１のトルクにより、車両駆動力が確保される。
【０１１１】
その後、時刻ｔ３において、モータ・ジェネレータ１１のトルクが低下し始め、かつ、クラッチ７のトルク伝達力が増加して、エンジントルクが前輪１に伝達され始める。すなわち、車両の駆動力は、モータ・ジェネレータ１１のトルクおよびエンジントルクにより確保される。ついで、時刻ｔ４でモータ・ジェネレータ１１のトルクが所定値以下（零）に制御され、エンジントルクのみにより、車両駆動力が確保される。なお、図１２で説明した時刻と、図１１で説明した時刻との対応関係はない。
【０１１２】
図１３は、減速時にアクセル開度全閉でダウンシフトがおこなわれる場合において、車両Ａ１の駆動力の変化を示すタイムチャートである。図１３において、第４速が選択されている場合は、エンジンブレーキ力により、負の駆動力（言い換えれば減速力もしくは制動力）が確保されており、モータ・ジェネレータの負のトルク（言い換えれば、回生制動トルク）は発生していない。
【０１１３】
時刻ｔ１において、第４速から第３速にダウンシフトする判断が成立すると、クラッチ７のトルク伝達力が低下されて、エンジンブレーキ力が弱められる一方、モータ・ジェネレータ１１の回生制動トルクが増加される。すなわち、車両の制動力は、エンジンブレーキ力およびモータ・ジェネレータ１１の回生制動力により確保される。また、クラッチ７が完全に解放されている状態では、エンジンブレーキ力は発生しない。したがって、モータ・ジェネレータ１１の回生制動力により、車両の制動力が確保される。
【０１１４】
その後、時刻ｔ２において、モータ・ジェネレータ１１の回生制動トルクが低下し始め、かつ、クラッチ７のトルク伝達力が増加して、エンジンブレーキ力が強められる。すなわち、車両の制動力は、モータ・ジェネレータ１１の回生制動力およびエンジンブレーキ力により確保される。ついで、時刻ｔ３でモータ・ジェネレータ１１の回生制動トルクが所定値以下（零）に制御され、エンジンブレーキ力のみにより、車両の制動力が確保される。なお、図１３で説明した時刻と、図１１および図１２で説明した時刻との対応関係はない。
【０１１５】
なお、図１０ないし図１３で説明した制御は、図２，図３，図５，図６，図８の車両にも適用可能である。また、図１０で説明したステップＳ１１ないしステップＳ１５は、この発明の機能判断手段の一部を構成する。また、図３、図６に記載した車両Ａ１においては、車両Ａ１全体を単一の電子制御装置１６により制御する構成となっているが、エンジン制御用電子制御装置、変速機制御用電子制御装置、モータ・ジェネレータ制御用電子制御装置をそれぞれ別個に設け、各電子制御装置同士を、相互に信号通信可能に接続した制御回路を採用することもできる。すなわち、電子制御装置は単数であっても複数であってもよい。
【０１１６】
さらに、各請求項に記載されている機能判断手段およびトルク伝達力制御手段を、機能判断器およびトルク伝達力制御器と言い換えることもできる。さらに、各請求項に記載されている機能判断手段およびトルク伝達力制御手段を、第１のコントローラおよび第２のコントローラと言い換えることもできる。さらに、各請求項の発明は、各請求項に記載されている機能的手段を、制御ステップとして把握した車両の制御方法であるとも言える。
【０１１７】
【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、所定条件に基づきクラッチのトルク伝達力を低下する際に、挙動制御装置による車速調整機能が低下している場合でも、車速の変化量の増加を制御できる。したがって、車速の変化を抑制でき、乗員が違和感を持つことを回避できる。
【０１１８】
請求項２の発明によれば、変速機の変速にともないクラッチのトルク伝達力が低下する場合に、請求項１の発明と同様の効果を得られる。
【０１１９】
請求項３の発明によれば、請求項２の作用と同様の効果を得られるほかに、挙動制御装置の車速調整機能が低下している場合でも、変速車速を低車速に設定すれば、変速時に“加速度の抜けによる違和感を運転者が持つこと”を防止できる。したがって、加速度の低下を一層確実に防止できる。
【０１２０】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られるほかに、モータ・ジェネレータにより車速が調整される。モータ・ジェネレータは、力行機能および回生機能を備えているため、駆動力調整装置および制動力調整装置を別個に設ける必要がなく、部品点数および製造工数の低減に寄与できる。
【０１２１】
請求項５の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られるほかに、車両の走行時における運動エネルギがフライホイールに蓄積される。そして、加速要求が増加した場合は、蓄積されている運動エネルギを車輪に伝達して車速を調整することができる。したがって、車速を調整する場合に、車両の外部からエネルギを供給する必要がなく、経済的である。
【０１２２】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明と同様の効果を得られるほかに、フライホイールに蓄積されている運動エネルギが低下していた場合でも、電気エネルギを運動エネルギに変換して、その運動エネルギをフライホイールを経由させて車輪に伝達することができる。したがって、車速を調整する機能が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の車両の制御装置の一例を示すフローチャートである。
【図２】  図１のフローチャートを適用できる車両の一例を示す概念図である。
【図３】  図２に示す車両の制御系統を示すブロック図である。
【図４】  図１のフローチャートを適用できる車両の他の例を示す概念図である。
【図５】  図１のフローチャートを適用できる車両の他の例を示す概念図である。
【図６】  図５に示す車両の制御系統を示すブロック図である。
【図７】  図５に示すフライホイールの他の構造例を示す断面図である。
【図８】  図１のフローチャートを適用できる車両の他の例を示す概念図である。
【図９】  図８に示すフライホイールおよびモータ・ジェネレータの構成を示す断面図である。
【図１０】  車両の制御装置の一例を示すフローチャートである。
【図１１】  図１１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【図１２】  図１１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【図１３】  図１１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【図１４】  図５に示すフライホイールの他の構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…前輪、  ２…後輪、  ３…エンジン、  ５…変速機、  ７…クラッチ、  １１…モータ・ジェネレータ、  １４…蓄電装置、  １５，６５…インバータ、１６…電子制御装置、  ４１…ベルト式無段変速機、  ４２…第１のプーリ、４３…第２のプーリ、  ４４…ベルト、  ４５…第１のシャフト、  ４６…第２のシャフト、  ４７…クラッチ、  ４８…フライホイール、  ４９…シャフト、  ６１…モータ・ジェネレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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