JPH09277847A - ハイブリッド車両のエンジンブレーキ制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両のエンジンブレーキ制御装置

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JPH09277847A
JPH09277847A JP8089440A JP8944096A JPH09277847A JP H09277847 A JPH09277847 A JP H09277847A JP 8089440 A JP8089440 A JP 8089440A JP 8944096 A JP8944096 A JP 8944096A JP H09277847 A JPH09277847 A JP H09277847A
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JP
Japan
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engine
vehicle
engine brake
power
braking force
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Application number
JP8089440A
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English (en)
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Tsuyoshi Mikami
強 三上
Yutaka Taga
豊 多賀
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンブレーキレベル選択操作手段の選択
操作に従って所定のエンジンブレーキ力が速やかに得ら
れるようにする。 【解決手段】 エンジンブレーキレベル選択操作手段に
よって選択されたエンジンブレーキレベルに応じてモー
タジェネレータ１２の発電力を制御することにより、自
動変速機２６を変速制御することなく、そのモータジェ
ネレータ１２の発電力に応じたエンジンブレーキ力が車
両に作用させられるようにした。蓄電装置が過充電の場
合は、エンジン１０の強制回転および自動変速機２６の
変速制御で所定レベルのエンジンブレーキ力を発生させ
る一方、モータジェネレータ１２の発電制御によるエン
ジンブレーキ制御では、エンジン１０および自動変速機
２６の変速制御によるエンジンブレーキ制御の場合と略
同程度のエンジンブレーキ力が得られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド車両に
係り、特に、発電機を用いて車両制動力を作用させるエ
ンジンブレーキ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、蓄電装置
に蓄えられた電気エネルギーで作動する電動モータとを
車両走行時の動力源として備えている一方、(b) 前記エ
ンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速
比を変更可能な自動変速機と、(c) 複数のエンジンブレ
ーキレベルを選択できるエンジンブレーキレベル選択操
作手段と、(d) そのエンジンブレーキレベル選択操作手
段によって選択されたエンジンブレーキレベルに応じて
前記自動変速機の変速比を変更し、前記エンジンが車両
の運動エネルギーで回転駆動されることによりその変速
比に応じた制動力をその車両にを作用させるエンジンブ
レーキ用変速制御手段とを有するハイブリッド車両のエ
ンジンブレーキ制御装置が知られている。特開平６−５
５９４１号公報に記載されている装置はその一例で、エ
ンジンとモータジェネレータとの間に自動変速機が配設
され、シフトレバー（エンジンブレーキレベル選択手
段）が「２」レンジの時には自動変速機を第２変速段と
し、「Ｌ」レンジの時には自動変速機を第１変速段とす
ることにより、シフトレンジに応じたエンジンブレーキ
力が得られるようになっている。エンジンによる車両制
動力は、エンジンのポンプ作用やフリクションロスなど
によって得られるため、回転速度が大きくなる程制動力
は大きくなり、変速比（入力回転速度／出力回転速度）
が大きい低速側の変速段程大きな制動力が得られる。
【０００３】また、モータジェネレータが車両の運動エ
ネルギーで回転駆動される際には、発電力に応じた回生
制動トルクがモータジェネレータに発生させられ、その
回生制動トルクに対応する制動力が車両に作用させられ
る。この制動力でも、上記エンジンによる制動作用と同
様の効果が得られるため、上記従来例では、エンジンブ
レーキ時にモータジェネレータを最大トルクで発電させ
るようにしている。
【０００４】なお、本明細書で「エンジンブレーキ」と
いう時は、エンジンのポンプ作用等による車両制動作用
のみならず、モータジェネレータ或いは発電機の回生制
動トルクによる車両制動作用も含む。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに自動変速機の変速段を切り換えてエンジンブレーキ
力を制御する場合には、変速段の切換えに時間がかかる
ため応答性が悪いという問題があった。
【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、エンジンブレーキレ
ベル選択操作手段の選択操作に従って所定のエンジンブ
レーキ力が速やかに得られるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、燃料の燃焼によって作動するエンジ
ンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走
行時の動力源として備えている一方、前記エンジンと駆
動輪との間の動力伝達経路に変速比を変更可能な変速機
が配設されたハイブリッド車両において、(a) 複数のエ
ンジンブレーキレベルを選択できるエンジンブレーキレ
ベル選択操作手段と、(b) 車両の運動エネルギーで回転
駆動されることにより発電するとともにその車両に発電
力に応じた制動力を作用させる発電機と、(c) 前記エン
ジンブレーキレベル選択操作手段によって選択されたエ
ンジンブレーキレベルに応じて前記発電機の発電力を制
御するエンジンブレーキ用発電制御手段とを有すること
を特徴とする。
【０００８】第２発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動
するエンジンと、蓄電装置に蓄えられた電気エネルギー
で作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備
えている一方、(b) 前記エンジンと駆動輪との間の動力
伝達経路に配設された変速比を変更可能な自動変速機
と、(c) 複数のエンジンブレーキレベルを選択できるエ
ンジンブレーキレベル選択操作手段と、(d) そのエンジ
ンブレーキレベル選択操作手段によって選択されたエン
ジンブレーキレベルに応じて前記自動変速機の変速比を
変更し、前記エンジンが車両の運動エネルギーで回転駆
動されることによりその変速比に応じた制動力をその車
両に作用させるエンジンブレーキ用変速制御手段とを有
するハイブリッド車両のエンジンブレーキ制御装置にお
いて、(e)車両の運動エネルギーで回転駆動されること
により発電して前記蓄電装置を充電するとともにその車
両に発電力に応じた制動力を作用させる発電機と、(f)
前記エンジンブレーキレベル選択操作手段によって選択
されたエンジンブレーキレベルに応じて、それぞれ前記
エンジンブレーキ用変速制御手段による変速制御で得ら
れる車両制動力と略等しい車両制動力が得られるように
前記発電機の発電力を制御するエンジンブレーキ用発電
制御手段と、(g) 前記エンジンブレーキ用変速制御手段
および前記エンジンブレーキ用発電制御手段を前記蓄電
装置の蓄電量に基づいて選択的に使い分けるエンジンブ
レーキ源設定手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】このようなハイブリッド車両のエンジン
ブレーキ制御装置においては、エンジンブレーキレベル
選択操作手段によって選択されたエンジンブレーキレベ
ルに応じて発電機の発電力が制御され、その発電力に対
応する制動力（エンジンブレーキ力）が車両に作用させ
られるため、変速機の変速段（変速比）を変更してエン
ジンブレーキ力を制御する場合に比較して優れた応答性
が得られる。
【００１０】第２発明では、上記発電機による車両制動
作用とエンジンによる車両制動作用とを蓄電装置の蓄電
量に基づいて使い分けるようになっているため、例えば
蓄電装置が過充電状態で発電機による車両制動作用が得
られない場合でも、エンジンによる車両制動作用によっ
て良好な車両制動力を得ることができる。また、エンジ
ンブレーキ用発電制御手段は、エンジンブレーキ用変速
制御手段による変速制御で得られる車両制動力と略等し
い車両制動力が得られるように、エンジンブレーキレベ
ルに応じて発電機の発電力を制御するため、エンジンブ
レーキ源の相違に拘らず同程度の車両制動力が得られる
ようになり、エンジンブレーキ源の相違に起因して運転
者に違和感を生じさせることが抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】ここで、本発明は、例えばクラッ
チにより動力伝達を接続、遮断することによって動力源
を切り換える切換タイプや、遊星歯車装置などの合成、
分配機構によってエンジンおよび電動モータの出力を合
成したり分配したりするミックスタイプ、電動モータを
補助的に使うアシストタイプなど、エンジンと電動モー
タとを車両走行時の動力源として備えている種々のタイ
プのハイブリッド車両に適用され得る。駆動輪毎に電動
モータが配設されている場合であっても良い。
【００１２】第１発明の変速機は、手動でも自動であっ
ても差し支えない。自動変速機としては、変速比が異な
る複数の変速段で変速制御される遊星歯車式、平行２軸
式などの有段の自動変速機が好適に用いられるが、変速
比を連続的に変化させるベルト駆動式、トロイダル型な
どの無段変速機を用いることも可能である。この自動変
速機は、例えばエンジンおよび発電機と駆動輪との間の
共通の動力伝達経路に配設される。
【００１３】発電機の配設位置は適宜設定され、電動モ
ータと兼用するモータジェネレータを用いることもでき
る。エンジンおよび発電機と駆動輪との間の共通の動力
伝達経路に自動変速機が配設されている場合に、発電機
によって車両制動力を得る際には、自動変速機を所定の
変速比（変速段）に固定して発電力を制御するようにす
れば良い。エンジンブレーキレベル選択操作手段が例え
ばカウント式などで、発電機によって得ることが可能な
車両制動力よりも大きなエンジンブレーキレベルが要求
された場合には、発電機による車両制動力からエンジン
による車両制動力に切り換えるか、発電機およびエンジ
ンの両方の車両制動力が得られるようにすることが望ま
しい。発電機の回生制動トルクの最大値は回転速度をパ
ラメータとして定まり、一般に回転速度が所定値以上に
なると最大トルクは低下するため、車輪との間の動力伝
達経路に自動変速機が存在する場合には、車両の高速走
行時には自動変速機の変速比を小さくして発電機の回転
速度を小さくすることが望ましい。
【００１４】第２発明のエンジンブレーキ源設定手段
は、蓄電量が予め定められた所定値（最大蓄電量など）
を越えた過充電状態ではエンジンブレーキ用変速制御手
段によってエンジンによる車両制動力が得られるように
し、その所定値より少ない場合にはエンジンブレーキ用
発電制御手段によって発電機による車両制動力が得られ
るようにすることが望ましい。上記所定値は、蓄電量の
増加によって充電、放電効率が著しく低下したり蓄電装
置が損傷したりすることを回避できるように設定され
る。
【００１５】第２発明において、例えば高速走行時など
車両の走行状態によっては、発電機の回生制動トルクで
はエンジンと同程度の車両制動力が得られない場合が存
在し得るが、その場合には不足分をエンジンによる車両
制動力で補うか、発電機による車両制動を中止してエン
ジンによる車両制動に切り換えることが望ましい。エン
ジンによる車両制動力は、スロットル弁開度や燃料噴射
量などによって制御することが可能である。
【００１６】また、本発明が好適に適用されるハイブリ
ッド車両は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジン
と、(b) 電気エネルギーを蓄積する蓄電装置に接続され
たモータジェネレータと、(c) 前記エンジンに第１クラ
ッチを介して連結される第１回転要素、前記モータジェ
ネレータに連結される第２回転要素、および出力部材に
連結される第３回転要素を有して、それ等の間で機械的
に力を合成、分配する合成分配機構と、(d) 該合成分配
機構の２つの回転要素を連結して該合成分配機構を一体
回転させる第２クラッチと、(e) 前記出力部材と駆動輪
との間の動力伝達経路に配設された変速比を変更可能な
自動変速機と、(f) 前記第１クラッチを解放し、前記第
２クラッチを係合し、車両の運動エネルギーで前記モー
タジェネレータが回転駆動されることにより発電して前
記蓄電装置を充電するとともに該車両に発電力に応じた
制動力を作用させる回生制動モード制御手段と、(g) 前
記第１クラッチを係合し、前記第２クラッチを係合し、
前記モータジェネレータを無負荷状態とし、前記エンジ
ンが車両の運動エネルギーで回転駆動されることにより
該車両に制動力を作用させるエンジン制動モード制御手
段とを有して構成される。
【００１７】上記合成分配機構は、遊星歯車装置や傘歯
車式の差動装置など、作動的に連結されて相対回転させ
られる３つの回転要素を有して、機械的に力の合成，分
配を行うことができるものであり、例えばエンジン出力
およびモータジェネレータ出力を合成して出力部材に出
力したり、エンジン出力をモータジェネレータおよび出
力部材に分配して充電走行を行ったりすることが可能で
あるが、必ずしも合成および分配の両方の態様で使用さ
れることを前提とするものではない。エンジン制動モー
ド制御手段は、エンジンの作動を停止させるようにして
も良いが、アイドル運転させるものでも良い。
【００１８】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は、本発明の一実施例であるエン
ジンブレーキ制御装置を備えているハイブリッド車両の
駆動装置８の骨子図である。この駆動装置８はＦＦ車両
用、すなわち車両の幅方向と略平行に配置される横置き
のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエ
ンジン１０と、電動モータおよび発電機として機能する
モータジェネレータ１２と、シングルピニオン型の遊星
歯車装置１４とを備えている。遊星歯車装置１４は、機
械的に力を合成、分配する合成分配機構であり、第１ク
ラッチ１６を介してエンジン１０に連結される第１回転
要素としてのリングギヤ１４ｒと、モータジェネレータ
１２のロータ軸１２ｒに連結された第２回転要素として
のサンギヤ１４ｓと、出力部材としてのスプロケット１
８が一体的に設けられた第３回転要素としてのキャリア
１４ｃとを備えており、サンギヤ１４ｓおよびキャリア
１４ｃは第２クラッチ２０によって連結されるようにな
っている。なお、エンジン１０の出力は、回転変動やト
ルク変動を抑制するためのフライホイール２２およびス
プリング，ゴム等の弾性部材によるダンパ装置２４を介
して第１クラッチ１６に伝達される。また、第１クラッ
チ１６および第２クラッチ２０は、何れも油圧アクチュ
エータによって係合，解放される摩擦式の多板クラッチ
である。
【００１９】上記スプロケット１８は、自動変速機２６
の入力部材であるドリブンスプロケット２８にチェーン
３０を介して連結されている。自動変速機２６は平行２
軸式変速機で、ドリブンスプロケット２８が設けられた
第１軸（入力軸）３２と平行に第２軸（出力軸）３４を
備えており、互いに噛み合わされた前進用の４組の歯車
対と、後進用アイドル歯車を介して連結された後進用歯
車対とを有するもので、油圧アクチュエータによって摩
擦係合させられる油圧式クラッチ３６，３８、および油
圧アクチュエータによって切り換えられる噛合い式クラ
ッチ４０，４２がそれぞれ係合、解放制御されることに
より、動力伝達を遮断するニュートラルと前進４速の変
速段が成立させられ、油圧アクチュエータによって摩擦
係合させられる油圧式クラッチ４４によって後進段が成
立させられる。上記第２軸３４には出力歯車４６が設け
られ、傘歯車式の差動装置４８の入力部材であるリング
ギヤ５０と噛み合わされており、一対の出力軸５２，５
４を経て左右の駆動輪（前輪）に動力が分配される。な
お、図１における第２軸３４の下側半分は、上側と略対
称的に構成されているため、出力歯車４６を除いて省略
してある。
【００２０】図２は、上記駆動装置８の制御系統を説明
するブロック線図で、機械的な結合関係は太い実線で示
され、電気的な結合関係は細線で示されている。電気ト
ルコン５８は前記モータジェネレータ１２、遊星歯車装
置１４、第１クラッチ１６、および第２クラッチ２０に
よって構成されており、減速機６０は前記差動装置４８
などによって構成されており、車両駆動手段６２は駆動
輪などである。
【００２１】エンジン１０は、コントローラ６４によっ
て燃料噴射制御用アクチュエータ６６、スロットル制御
用アクチュエータ６８、点火時期制御用アクチュエータ
７０、吸排気バルブ制御用アクチュエータ７２がそれぞ
れ制御されることにより、その作動状態が制御される。
モータジェネレータ１２は、モータジェネレータ制御装
置（インバータなど）７４を介してバッテリやコンデン
サ等の蓄電装置７６に接続されており、そのモータジェ
ネレータ制御装置７４がコントローラ６４によって制御
されることにより、蓄電装置７６から電気エネルギーが
供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態
と、回生制動（モータジェネレータ１２自体の電気的な
制動トルク）により発電機として機能することにより蓄
電装置７６に電気エネルギーを充電する充電状態と、モ
ータ軸１２ｒが自由回転することを許容する無負荷状態
とに切り換えられる。また、第１クラッチ１６および第
２クラッチ２０は、コントローラ６４により電磁弁等の
クラッチ制御用アクチュエータ７８を介して油圧回路が
切り換えられることにより、それぞれ係合、解放状態が
切り換えられ、エンジン１０とリングギヤ１４ｒとの
間、サンギヤ１４ｓとキャリア１４ｃとの間が、それぞ
れ接続、遮断される。
【００２２】自動変速機２６は、運転者によってシフト
レバー８０が操作され、そのシフトレバー８０に機械的
に連結されたマニュアルシフトバルブなどの切換えアク
チュエータ８２によって油圧回路が切り換えられること
により、前進段（ＦＷＤ）、ニュートラル（Ｎ）、後進
段（ＲＥＶ）が切り換えられる。シフトレバー８０は、
図３に示すように「Ｐ（パーキング）」，「Ｒ（リバー
ス）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライ
ブ）」、および「Ｂ（エンジンブレーキ）」の計５つの
シフトレンジを備えており、「Ｒ」レンジで上記後進段
が成立させられ、「Ｎ」レンジでニュートラルが成立さ
せられ、「Ｄ」レンジで前進段が成立させられる。ま
た、それ等のシフト位置ＳH を表す信号がシフトポジシ
ョンスイッチ８４からコントローラ６４に供給され、
「Ｄ」レンジでは、変速用ソレノイドバルブなどの変速
比制御アクチュエータ８６が制御されて油圧回路が切り
換えられることにより、前記油圧式クラッチ３６，３８
の係合，解放状態や噛合い式クラッチ４０，４２の噛合
い状態が切り換えられ、例えばアクセル操作量θACおよ
び車速Ｖをパラメータとして予め定められた変速マップ
などの変速条件に従って前進４速の変速段が切り換えら
れる。
【００２３】上記「Ｂ」レンジは「Ｄ」レンジに近接し
て設けられており、その「Ｂ」レンジではシフト方向と
略直角な方向（図の左右方向）へシフトレバー８０を操
作することが可能で、そのシフトレバー８０の左右操作
がアップダウンスイッチ８８により検出され、操作毎に
アップダウン信号がコントローラ６４に供給される。こ
のアップダウンスイッチ８８はエンジンブレーキレベル
を切り換えるためのもので、シフトレバー８０はエンジ
ンブレーキレベル選択操作手段を兼ねている。なお、パ
ーキングシフトアクチュエータ９０は、駐車時に車軸の
回転を固定するためものである。
【００２４】コントローラ６４は、ＣＰＵやＲＡＭ，Ｒ
ＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成さ
れ、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行う
ことにより、例えば図４に示すフローチャートに従って
図５に示す９つの運転モードの１つを選択し、その選択
したモードで作動させる。コントローラ６４には、エン
ジントルクＴE やモータトルクＴM 、エンジン回転速度
ＮE 、モータ回転速度Ｎ M 、自動変速機１６の入力回転
速度Ｎi 、出力回転速度（車速Ｖに対応）ＮO 、アクセ
ル操作量θAC、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキ
のＯＮ，ＯＦＦ、ブレーキ踏力、シフトレバー８０のシ
フト位置ＳH 、アップダウン信号等に関する情報が、種
々の検出手段などから供給されるようになっている。エ
ンジントルクＴE はスロットル弁開度や燃料噴射量など
から求められ、モータトルクＴM はモータ電流などから
求められ、蓄電量ＳＯＣはモータジェネレータ１２がジ
ェネレータとして機能する充電時のモータ電流や充電効
率などから求められる。
【００２５】図４において、ステップＳ１ではエンジン
始動要求があったか否かを、例えばエンジン１０を動力
源として走行したりエンジン１０によりモータジェネレ
ータ１２を回転駆動して蓄電装置７６を充電したりする
ために、エンジン１０を始動すべき旨の指令があったか
否かなどにより判断し、始動要求があればステップＳ２
でモード９を選択する。モード９は、前記図５から明ら
かなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）し、第２ク
ラッチ２０を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１２
により遊星歯車装置１４を介してエンジン１０を回転駆
動するとともに、燃料噴射などのエンジン始動制御を行
ってエンジン１０を始動する。このモード９は、車両停
止時には前記自動変速機２６をニュートラルにして行わ
れ、モード１のように第１クラッチ１６を解放してモー
タジェネレータ１２のみを動力源とする走行時には、第
１クラッチ１６を係合するとともに走行に必要な要求出
力以上の出力でモータジェネレータ１２を作動させ、そ
の要求出力以上の余裕出力でエンジン１０を回転駆動す
ることによって行われる。車両走行時であっても、一時
的に自動変速機２６をニュートラルにしてモード９を実
行することも可能である。このようにモータジェネレー
タ１２によってエンジン１０が始動させられることによ
り、始動専用のスタータ（電動モータなど）が不要とな
り、部品点数が少なくなって装置が安価となる。
【００２６】ステップＳ１の判断がＮＯの場合、すなわ
ちエンジン始動要求がない場合には、ステップＳ３で回
生制動／エンジンブレーキ判断を行う。この判断は例え
ば図６のフローチャートに従って行われ、先ずステップ
Ｒ１においてアクセルＯＦＦ、すなわちアクセル操作量
θACが略０の所定値以下か否かを判断し、アクセルＯＦ
ＦであればステップＲ２以下を実行するが、アクセルペ
ダルが踏込み操作されているアクセルＯＮの場合には図
４のステップＳ５へ進む。ステップＲ２ではブレーキＯ
Ｎ、すなわちブレーキペダルが踏込み操作されているか
否かをブレーキスイッチからの信号などによって判断
し、ブレーキＯＮであればステップＲ３以下を実行する
が、ブレーキペダルが踏込み操作されていないブレーキ
ＯＦＦの場合にはステップＲ５を実行する。ステップＲ
５では、シフトレバー８０のシフト位置ＳH が「Ｂ（エ
ンジンブレーキ）」レンジか否かを判断し、「Ｂ」レン
ジであれば図４のステップＳ４−２のエンジンブレーキ
制御へ進むが、「Ｂ」レンジでなければステップＳ５へ
進む。
【００２７】ブレーキＯＮの場合に実行するステップＲ
３では、シフトレバー８０のシフト位置ＳH が「Ｄ」ま
たは「Ｂ」レンジか否かを判断し、「Ｄ」または「Ｂ」
レンジでなければステップＳ５へ進むが、「Ｄ」または
「Ｂ」レンジであればステップＲ４を実行し、蓄電装置
７６の蓄電量ＳＯＣが予め定められた最大蓄電量Ａ２よ
り少ないか否かを判断する。そして、ＳＯＣ＜Ａ２であ
れば図４のステップＳ４−１の回生制動制御へ進むが、
Ａ２≦ＳＯＣの場合にはステップＳ５へ進む。最大蓄電
量Ａ２は、蓄電装置７６に電気エネルギーを充電するこ
とが許容される最大の蓄電量であり、蓄電装置７６の充
放電効率（充電効率や放電効率）などに基づいて例えば
８０％程度の値が設定される。
【００２８】ステップＳ４−１の回生制動制御は、例え
ば図７のフローチャートに示すように行われ、ステップ
Ｑ１−１でモード６を選択するとともに、ステップＱ１
−２でブレーキ踏力に対応した発電制御を行う。モード
６は、図５から明らかなように第１クラッチ１６を解放
（ＯＦＦ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、エ
ンジン１０を停止し、モータジェネレータ１２を充電状
態とするもので、車両の運動エネルギーでモータジェネ
レータ１２が回転駆動されることにより、蓄電装置７６
を充電するとともにその車両に発電力に応じた制動力を
作用させるため、運転者によるブレーキ操作が軽減され
て運転操作が容易になる。また、第１クラッチ１６が解
放されてエンジン１０が遮断されているため、そのエン
ジン１０の引き擦りによるエネルギー損失がないととも
に、蓄電量ＳＯＣが最大蓄電量Ａ２より少ない場合（図
６のＲ４がＹＥＳ）に実行されるため、蓄電装置７６の
蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損な
うことがない。ステップＱ１−２の発電制御は、ブレー
キ踏力が大きい程大きな発電力が得られるように発電電
流を制御するもので、モータジェネレータ１２にはその
発電力に対応する回生制動トルクが発生し、その回生制
動トルクに基づいて車両に制動力が加えられる。
【００２９】ステップＳ４−２のエンジンブレーキ制御
は、例えば図８のフローチャートに示すように行われ、
先ずステップＱ２−１で蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが
最大蓄電量Ａ２より少ないか否かを判断する。そして、
ＳＯＣ＜Ａ２であれば充電可能であるため、ステップＳ
２−２以下を実行してモータジェネレータ１２の発電制
御（回生制動）で車両制動力を発生させるが、Ａ２≦Ｓ
ＯＣの場合はそれ以上充電できないため、ステップＱ２
−７以下を実行してエンジン１０により車両制動力を発
生させる。コントローラ６４による一連の信号処理のう
ちステップＱ２−１を実行する部分は請求項２のエンジ
ンブレーキ源設定手段である。
【００３０】ステップＱ２−２では、前記Ｑ１−１の場
合と同様にモード６を選択し、ステップＱ２−３では自
動変速機２６を所定の変速段、例えば損失が少なくモー
タ回転使用域の適切な第３変速段（３ｒｄ）、或いは
「Ｄ」レンジで走行中の変速段から１つダウンシフト
（変速比が大きい低速段側への変速）した変速段などに
固定する。ステップＱ２−４では、前記アップダウンス
イッチ８８から供給されるアップダウン信号に基づいて
アップダウンの操作回数（シフトレバー８０のＴＩＰ）
をカウントし、ステップＱ２−５で、そのカウント数に
対応する回生制動トルクマップを選択するとともに、そ
のトルクマップからモータ回転速度ＮM に応じて回生制
動トルクを求め、ステップＱ２−６でその回生制動トル
クが得られるように発電電流を制御する。
【００３１】上記回生制動トルクマップは、例えば図９
に示すように４種類用意されており、それぞれモータ回
転速度ＮM をパラメータとして定められている。４種類
のトルクマップは、エンジン１０によって得られる車両
制動力と略同程度の制動力が得られるように自動変速機
２６の各変速段に対応して定められており、図９(a)の
Ｍａｐ１は変速比が最も小さい第４変速段（４ｔｈ）に
対応し、図９(b) のＭａｐ２は変速比が２番目に小さい
第３変速段（３ｒｄ）に対応し、図９(c) のＭａｐ３は
変速比が３番目に小さい第２変速段（２ｎｄ）に対応
し、図９(d) のＭａｐ４は変速比が最も大きい第１変速
段（１ｓｔ）に対応する。そして、例えばステップＱ２
−３で自動変速機２６の変速段が３ｒｄに固定される場
合、シフトレバー８０が−方向へ２回ＴＩＰされるとＭ
ａｐ４（１ｓｔ相当）が選択され、その状態から＋方向
へ１回ＴＩＰされるとＭａｐ３（２ｎｄ相当）が選択さ
れる。上記４種類のトルクマップは、自動変速機２６が
一定の変速段（３ｒｄ）に固定される場合を前提として
定められたもので、予め記憶手段などに記憶されている
が、自動変速機２６が３ｒｄ以外に固定される場合は、
変速比の相違に応じてマップのモータ回転速度ＮM を補
正すれば良い。また、これ等のマップの一点鎖線は最大
回生制動トルクである。
【００３２】コントローラ６４による一連の信号処理の
うちステップＱ２−２に従ってモード６を実行する部分
は回生制動モード制御手段で、ステップＱ２−４、Ｑ２
−５およびＱ２−６を実行する部分は請求項１，２のエ
ンジンブレーキ用発電制御手段である。
【００３３】ステップＱ２−７ではモード８を選択す
る。このモード８は、図５から明らかなように第１クラ
ッチ１６を係合（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を係合
（ＯＮ）し、モータジェネレータ１２を無負荷状態と
し、エンジン１０を停止状態すなわちスロットル弁を閉
じるとともに燃料噴射量を０とするものであり、エンジ
ン１０が車両の運動エネルギーによって強制回転させら
れることにより、エンジン１０のポンプ作用や引き擦り
回転による制動力、すなわちエンジンブレーキが車両に
作用させられ、運転者によるブレーキ操作が軽減されて
運転操作が容易になる。また、モータジェネレータ１２
は無負荷状態とされ、自由回転させられるため、蓄電装
置７６の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性
能を損なうことが回避される。コントローラ６４による
一連の信号処理のうちステップＱ２−７に従ってモード
８を実行する部分はエンジン制動モード制御手段であ
る。
【００３４】ステップＱ２−８では、前記ステップＱ２
−４と同様にしてアップダウンの操作回数（シフトレバ
ー８０のＴＩＰ）をカウントし、ステップＱ２−９でカ
ウント数に対応する変速段を選択し、ステップＱ２−１
０で、自動変速機２６の変速段を切換え制御する。エン
ジン１０による車両制動力は、エンジン回転速度ＮEが
大きくなる程大きくなるため、変速比が大きい低速側の
変速段程大きな制動力が得られ、アップダウンの操作回
数に従って自動変速機２６の変速段が切り換えられるこ
とにより、所望する大きさの車両制動力が得られる。コ
ントローラ６４による一連の信号処理のうちステップＱ
２−８，Ｑ２−９，Ｑ２−１０を実行する部分は請求項
２のエンジンブレーキ用変速制御手段である。
【００３５】図４に戻って、ステップＳ５ではエンジン
発進が要求されているか否かを、例えばモード３などエ
ンジン１０を動力源とする走行中の車両停止時か否か、
すなわち車速Ｖに対応する出力回転速度ＮO ＝０か否か
等によって判断し、ＹＥＳであればステップＳ６を実行
する。ステップＳ６ではアクセルがＯＮか否か、すなわ
ちアクセル操作量θACが略０の所定値より大きいか否か
を判断し、アクセルＯＮの場合にはステップＳ７でモー
ド５を選択し、アクセルがＯＮでなければステップＳ８
でモード７を選択する。
【００３６】上記ステップＳ７で選択されるモード５
は、図５から明らかなように第１クラッチ１６を係合
（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を解放（ＯＦＦ）し、エ
ンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２の
回生制動トルクを制御することにより、車両を発進させ
るものである。具体的に説明すると、遊星歯車装置１４
のギヤ比（サンギヤ１４ｓの歯数／リングギヤ１４ｒの
歯数）をρとすると、エンジントルクＴE ：遊星歯車装
置１４の出力トルク：モータトルクＴM ＝１：（１＋
ρ）：ρとなるため、例えばギヤ比ρを一般的な値であ
る０．５程度とすると、エンジントルクＴE の半分のト
ルクをモータジェネレータ１２が分担することにより、
エンジントルクＴE の約１．５倍のトルクがキャリア１
４ｃから出力される。すなわち、モータジェネレータ１
２のトルクの（１＋ρ）／ρ倍の高トルク発進を行うこ
とができるのである。また、モータ電流を遮断してモー
タジェネレータ１２を無負荷状態とすれば、ロータ軸１
２ｒが逆回転させられるだけでキャリア１４ｃからの出
力は０となり、車両停止状態となる。すなわち、この場
合の遊星歯車装置１４は発進クラッチおよびトルク増幅
装置として機能するのであり、モータトルク（回生制動
トルク）ＴM を０から徐々に増大させて反力を大きくす
ることにより、エンジントルクＴE の（１＋ρ）倍の出
力トルクで車両を滑らかに発進させることができるので
ある。
【００３７】ここで、本実施例では、エンジン１０の最
大トルクの略ρ倍のトルク容量のモータジェネレータ、
すなわち必要なトルクを確保しつつできるだけ小型で小
容量のモータジェネレータ１２が用いられており、装置
が小型で且つ安価に構成される。また、本実施例ではモ
ータトルクＴM の増大に対応して、スロットル弁開度や
燃料噴射量を増大させてエンジン１０の出力を大きくす
るようになっており、反力の増大に伴うエンジン回転速
度ＮE の低下に起因するエンジンストール等を防止して
いる。
【００３８】ステップＳ８で選択されるモード７は、図
５から明らかなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）
し、第２クラッチ２０を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１
０を運転状態とし、モータジェネレータ１２を無負荷状
態として電気的にニュートラルとするもので、モータジ
ェネレータ１２のロータ軸１２ｒが逆方向へ自由回転さ
せられることにより、キャリア１４ｃからの出力が零と
なる。これにより、モード３などエンジン１０を動力源
とする走行中の車両停止時に一々エンジン１０を停止さ
せる必要がないとともに、前記モード５のエンジン発進
が実質的に可能となる。
【００３９】ステップＳ５の判断がＮＯの場合、すなわ
ちエンジン発進の要求がない場合にはステップＳ９を実
行し、要求出力Ｐｄが予め設定された第１判定値Ｐ１以
下か否かを判断する。要求出力Ｐｄは、走行抵抗を含む
車両の走行に必要な出力で、アクセル操作量θACやその
変化速度、車速Ｖ（出力回転速度ＮO ）、自動変速機２
６の変速段などに基づいて、予め定められたデータマッ
プや演算式などにより算出される。また、第１判定値Ｐ
１は、エンジン１０のみを動力源として走行する中負荷
領域とモータジェネレータ１２のみを動力源として走行
する低負荷領域の境界値であり、エンジン１０による充
電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や
燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等に
よって定められている。そして、要求出力Ｐｄが第１判
定値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１０で蓄電量ＳＯ
Ｃが予め設定された最低蓄電量Ａ１以上か否かを判断
し、ＳＯＣ≧Ａ１であればステップＳ１１でモード１を
選択し、ＳＯＣ＜Ａ１であればステップＳ１２でモード
３を選択する。最低蓄電量Ａ１は、モータジェネレータ
１２を動力源として走行する場合に蓄電装置７６から電
気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量
であり、蓄電装置７６の充放電効率などに基づいて例え
ば７０％程度の値が設定される。
【００４０】上記モード１は、前記図５から明らかなよ
うに第１クラッチ１６を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッ
チ２０を係合（ＯＮ）し、エンジン１０を停止し、モー
タジェネレータ１２を要求出力Ｐｄで回転駆動させるも
ので、モータジェネレータ１２のみを動力源として車両
を走行させる。第１クラッチ１６が解放されてエンジン
１０が遮断されるため引き擦り損失が少なく、自動変速
機２６を適当に変速制御することにより効率の良いモー
タ駆動制御が可能である。このモード１は、要求出力Ｐ
ｄが第１判定値Ｐ１以下の低負荷領域で且つ蓄電装置７
６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１以上の場合に実行さ
れるため、エンジン１０を動力源として走行する場合よ
りもエネルギー効率が優れていて燃費や排出ガスを低減
できるとともに、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄
電量Ａ１より低下して充放電効率等の性能を損なうこと
がない。
【００４１】ステップＳ１２で選択されるモード３は、
図５から明らかなように第１クラッチ１６および第２ク
ラッチ２０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を運転
状態とし、モータジェネレータ１２を回生制動により充
電状態とするもので、エンジン１０の出力で車両を走行
させながら、モータジェネレータ１２によって発生した
電気エネルギーを蓄電装置７６に充電する。エンジン１
０は、要求出力Ｐｄ以上の出力で運転させられ、その要
求出力Ｐｄより大きい余裕動力分だけモータジェネレー
タ１２で消費されるように、そのモータジェネレータ１
２の電流制御（発電制御）が行われる。
【００４２】前記ステップＳ９の判断がＮＯの場合、す
なわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きい場合に
は、ステップＳ１３において第１判定値Ｐ１より大きい
第２判定値Ｐ２より小さいか否か、すなわちＰ１＜Ｐｄ
＜Ｐ２か否かを判断する。第２判定値Ｐ２は、エンジン
１０のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン
１０およびモータジェネレータ１２の両方を動力源とし
て走行する高負荷領域の境界値であり、エンジン１０に
よる充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガ
ス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実
験等によって予め定められている。そして、Ｐ１＜Ｐｄ
＜Ｐ２であればステップＳ１４でＳＯＣ≧Ａ１か否かを
判断し、ＳＯＣ≧Ａ１の場合にはステップＳ１５でモー
ド２を選択し、ＳＯＣ＜Ａ１の場合には前記ステップＳ
１２でモード３を選択する。また、Ｐｄ≧Ｐ２であれば
ステップＳ１６でＳＯＣ≧Ａ１か否かを判断し、ＳＯＣ
≧Ａ１の場合にはステップＳ１７でモード４を選択し、
ＳＯＣ＜Ａ１の場合にはステップＳ１５でモード２を選
択する。
【００４３】上記モード２は、前記図５から明らかなよ
うに第１クラッチ１６および第２クラッチ２０を共に係
合（ＯＮ）し、エンジン１０を要求出力Ｐｄで運転し、
モータジェネレータ１２を無負荷状態とするもので、エ
ンジン１０のみを動力源として車両を走行させる。モー
ド４は、第１クラッチ１６および第２クラッチ２０を共
に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を運転状態とし、モー
タジェネレータ１２を回転駆動するもので、エンジン１
０およびモータジェネレータ１２の両方を動力源として
車両を高出力走行させる。このモード４は、要求出力Ｐ
ｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域で実行されるが、
エンジン１０およびモータジェネレータ１２を併用して
いるため、エンジン１０およびモータジェネレータ１２
の何れか一方のみを動力源として走行する場合に比較し
てエネルギー効率が著しく損なわれることがなく、燃費
や排出ガスを低減できる。また、蓄電量ＳＯＣが最低蓄
電量Ａ１以上の場合に実行されるため、蓄電装置７６の
蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１より低下して充放電効率
等の性能を損なうことがない。
【００４４】上記モード１〜４の運転条件についてまと
めると、蓄電量ＳＯＣ≧Ａ１であれば、Ｐｄ≦Ｐ１の低
負荷領域ではステップＳ１１でモード１を選択してモー
タジェネレータ１２のみを動力源として走行し、Ｐ１＜
Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域ではステップＳ１５でモード２
を選択してエンジン１０のみを動力源として走行し、Ｐ
２≦Ｐｄの高負荷領域ではステップＳ１７でモード４を
選択してエンジン１０およびモータジェネレータ１２の
両方を動力源として走行する。また、ＳＯＣ＜Ａ１の場
合には、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２より小さい中低
負荷領域でステップＳ１２のモード３を実行することに
より蓄電装置７６を充電するが、要求出力Ｐｄが第２判
定値Ｐ２以上の高負荷領域ではステップＳ１５でモード
２が選択され、充電を行うことなくエンジン１０により
高出力走行が行われる。
【００４５】ステップＳ１５のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ
＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａ１の場合、或いは
Ｐｄ≧Ｐ２の高負荷領域で且つＳＯＣ＜Ａ１の場合に実
行されるが、中負荷領域では一般にモータジェネレータ
１２よりもエンジン１０の方がエネルギー効率が優れて
いるため、モータジェネレータ１２を動力源として走行
する場合に比較して燃費や排出ガスを低減できる。高負
荷領域では、モータジェネレータ１２およびエンジン１
０を併用して走行するモード４が望ましいが、蓄電装置
７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１より小さい場合に
は、上記モード２によるエンジン１０のみを動力源とす
る運転が行われることにより、蓄電装置７６の蓄電量Ｓ
ＯＣが最低蓄電量Ａ１よりも少なくなって充放電効率等
の性能を損なうことが回避される。
【００４６】ここで、本実施例のハイブリッド車両のエ
ンジンブレーキ制御では、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣ
が最大蓄電量Ａ２より少なければ、図８のステップＱ２
−２以下を実行することにより、モータジェネレータ１
２の回生制動に基づいて車両に制動力（エンジンブレー
キ力）を作用させるとともに、シフトレバー８０のＴＩ
Ｐ回数に応じて発電電流を制御することにより所望の車
両制動力が得られるようになっているため、自動変速機
２６の変速段を変更してエンジンブレーキ力を制御する
場合に比較して優れた応答性が得られる。
【００４７】また、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが最大
蓄電量Ａ２以上の過充電状態の場合には、図８のステッ
プＱ２−７以下を実行することにより、エンジン１０の
強制回転および自動変速機２６の変速制御で所定の車両
制動力を発生させるようにしているため、蓄電装置７６
の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損
なうことが回避される。特に、モータジェネレータ１２
の回生制動によるエンジンブレーキ制御では、エンジン
１０および自動変速機２６の変速制御によるエンジンブ
レーキ制御の場合と略同程度の車両制動力が得られるよ
うになっているため、エンジンブレーキ源の相違に起因
して運転者に違和感を生じさせることが抑制される。
【００４８】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。
【００４９】例えば、前記実施例のハイブリッド車両
は、エンジン１０およびモータジェネレータ１２の出力
を遊星歯車装置１４により合成したり分配したりするミ
ックスタイプであるが、図１０に示すように遊星歯車装
置１４を省略して、モータジェネレータ１２のロータ軸
１２ｒとエンジン１０とを直結したハイブリッド車両な
ど、他の種々の形態のハイブリッド車両にも本発明は同
様に適用され得る。
【００５０】また、前記実施例では４段階でエンジンブ
レーキレベルを変更できるようになっていたが、このレ
ベル数は適宜設定することが可能で、５段階以上のエン
ジンブレーキレベルを設定することもできる。モータジ
ェネレータ１２の回生制動によるエンジンブレーキで
は、回生制動トルクのマップをレベル数に応じて設定す
れば良いし、エンジン１０および自動変速機２６の変速
制御によるエンジンブレーキでは、例えばエンジン１０
の出力制御と自動変速機２６の変速制御とを組み合わせ
ることによってエンジンブレーキのレベル数を増やすこ
とができる。但し、モータジェネレータ１２を用いた場
合とエンジン１０を用いた場合のエンジンブレーキ力の
レベル数は必ずしも同じである必要はない。
【００５１】その他一々例示はしないが、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるエンジンブレーキ制御
装置を備えているハイブリッド車両の駆動系統を説明す
る骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド車両の制御系統を説明する
ブロック線図である。
【図３】図１のハイブリッド車両のシフトレバーの操作
レンジを説明する図である。
【図４】図１のハイブリッド車両の運転モード判断サブ
ルーチンを説明するフローチャートである。
【図５】図１のハイブリッド車両の複数の運転モードを
説明する図である。
【図６】図４におけるステップＳ３の内容を具体的に説
明するフローチャートである。
【図７】図４におけるステップＳ４−１の内容を具体的
に説明するフローチャートである。
【図８】図４におけるステップＳ４−２の内容を具体的
に説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップＱ２−５で選択する回生制動ト
ルクマップを説明する図である。
【図１０】本発明が好適に適用される別のハイブリッド
車両の駆動系統を説明する骨子図である。
【符号の説明】
１０：エンジン １２：モータジェネレータ（電動モータ，発電機） ２６：自動変速機 ６４：コントローラ ７６：蓄電装置 ８０：シフトレバー（エンジンブレーキレベル選択操作
手段） ステップＱ２−１：エンジンブレーキ源設定手段 ステップＱ２−４，Ｑ２−５，Ｑ２−６：エンジンブレ
ーキ用発電制御手段 ステップＱ２−８，Ｑ２−９，Ｑ２−１０：エンジンブ
レーキ用変速制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６０Ｔ 1/10 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｆ１６Ｄ 61/00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料の燃焼によって作動するエンジン
    と、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行
    時の動力源として備えている一方、前記エンジンと駆動
    輪との間の動力伝達経路に変速比を変更可能な変速機が
    配設されたハイブリッド車両において、 複数のエンジンブレーキレベルを選択できるエンジンブ
    レーキレベル選択操作手段と、 車両の運動エネルギーで回転駆動されることにより発電
    するとともに該車両に発電力に応じた制動力を作用させ
    る発電機と、 前記エンジンブレーキレベル選択操作手段によって選択
    されたエンジンブレーキレベルに応じて前記発電機の発
    電力を制御するエンジンブレーキ用発電制御手段とを有
    することを特徴とするハイブリッド車両のエンジンブレ
    ーキ制御装置。
  2. 【請求項２】 燃料の燃焼によって作動するエンジン
    と、蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーで作動する電
    動モータとを車両走行時の動力源として備えている一
    方、 前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に配設され
    た変速比を変更可能な自動変速機と、 複数のエンジンブレーキレベルを選択できるエンジンブ
    レーキレベル選択操作手段と、 該エンジンブレーキレベル選択操作手段によって選択さ
    れたエンジンブレーキレベルに応じて前記自動変速機の
    変速比を変更し、前記エンジンが車両の運動エネルギー
    で回転駆動されることにより該変速比に応じた制動力を
    該車両に作用させるエンジンブレーキ用変速制御手段と
    を有するハイブリッド車両のエンジンブレーキ制御装置
    において、 車両の運動エネルギーで回転駆動されることにより発電
    して前記蓄電装置を充電するとともに該車両に発電力に
    応じた制動力を作用させる発電機と、 前記エンジンブレーキレベル選択操作手段によって選択
    されたエンジンブレーキレベルに応じて、それぞれ前記
    エンジンブレーキ用変速制御手段による変速制御で得ら
    れる車両制動力と略等しい車両制動力が得られるように
    前記発電機の発電力を制御するエンジンブレーキ用発電
    制御手段と、 前記エンジンブレーキ用変速制御手段および前記エンジ
    ンブレーキ用発電制御手段を前記蓄電装置の蓄電量に基
    づいて選択的に使い分けるエンジンブレーキ源設定手段
    とを有することを特徴とするハイブリッド車両のエンジ
    ンブレーキ制御装置。
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