KISHIKAWA MASATOSHI (JP)
OHKUBO GO (JP)
KISHIKAWA MASATOSHI (JP)
| JP2007255566A | 2007-10-04 | |||
| JP2004231035A | 2004-08-19 | |||
| JP2007120587A | 2007-05-17 | |||
| JP2005329926A | 2005-12-02 | |||
| JP2003252072A | 2003-09-09 |
| エンジンと、 バッテリーから供給される電力によりモータとして作動する電動機と、 上記エンジン及び/又は電動機の駆動力が入力され、選択されている変速段に対応したギヤを用いて変換した駆動力を、駆動部材を介して車輪に与える平行軸式自動変速機とを備え、 車両の減速時には、上記電動機が発電機として作動して回生制動を行う際に発電した電力を上記バッテリーに蓄積可能なハイブリッド電気自動車の減速制御装置において、 上記駆動部材に制動力を付与可能な制動手段と、 上記車両の減速時において上記自動変速機が変速段をシフトダウンしているときに、上記駆動部材に制動力を付与するべく上記制動手段を制御する制御手段と を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の減速制御装置。 |
| 上記制御手段は、上記自動変速機が変速段をシフトダウンしているときには、上記シフトダウン終了後の上記車両の減速度合よりも小さい減速度合を得る制動力が上記駆動部材に付与されるように上記制動手段を制御することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の減速制御装置。 |
| 上記制動手段は、上記自動変速機内に設けられ、上記車両の駐車時に上記駆動部材に制動力を付与するための駐車ブレーキであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の減速制御装置。 |
| 上記車両はトラックであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の減速制御装置。 |
本発明は、本発明は、自動変速機を備え ハイブリッド電気自動車の減速制御装置に する。
従来より、エンジンと電動機とを駆動源 するハイブリッド電気自動車の多くには、 ンジンのみを駆動源とする通常の車両と同 に、自動変速機が用いられている。この自 変速機が搭載されたハイブリッド電気自動 においては、運転者により操作されるアク ルペダルの操作量や、車速などの走行状態 応じて、例えば予め設定された変速マップ 基づいて変速段が決定される。決定された 速段に基づき、変速段の切り換えが必要で ると判断された場合には、自動変速機にお て変速段のシフトダウン又はシフトアップ 行われる。
特にトラックやバスなどの大型車両の場 には、一般的な乗用車に搭載されているよ な遊星歯車式自動変速機を大型化するため コストの増大を考慮して、平行軸式変速機 アクチュエータを組み込んだ機械式自動変 機が用いられている。このように、機械式 動変速機が搭載されたハイブリッド電気自 車は、例えば日本国特開2003-252072号公報に 示されている。機械式自動変速機では、複 の変速段に対応して組み合わされた複数組 ギヤが設けられ、これらのギヤの中から選 された1組のギヤを介して動力の伝達が行わ る。
ところで、ハイブリッド電気自動車にお ては、例えば、運転者がアクセルペダルを まない状態で、車両を惰性によって走行さ ている場合、車輪の回転力が、アクスルシ フト、プロペラシャフト、自動変速機内の ウトプットシャフト等の駆動部材を介して 動機に伝達される。電動機は、伝達された 転力を用いて回生電力を発生し、発生した 生電力がバッテリーに蓄積される。このと の回生電力の発生により、車両には回生制 力が作用し、あたかもエンジンブレーキが 両に作用しているかのごとく、車両が減速 る。
搭載されている変速機が上述の機械式自 変速機である場合、従来の変速制御装置は 車速の減速に伴い、変速マップに基づいて 速段のシフトダウンが必要であると判断す と、シフトダウン前の変速段に対応したギ が選択された状態から、シフトダウン後の 速段に対応したギヤが選択された状態に切 換える。このように一方のギヤを選択した 態から他方のギヤを選択した状態に切り換 っている間(即ち、変速段切換中)は、変速 がニュートラル状態となる。上記したよう 、変速機においていずれかのギヤが選択さ ているときには、電動機で発生する回生制 力によって車両が減速する。しかし、この うな変速段切換中においては、変速機がニ ートラル状態となることによって回生制動 による車両の減速は行われないため、車両 空走状態となる。
このように、変速段のシフトダウンが行 れる際には、車両の運転状態が、シフトダ ン前の変速段に対応した制動力による減速 ら、空走状態を経てシフトダウン後の変速 に対応した制動力による減速へと切り換わ 、それによって所謂トルク抜けが発生する このため、変速段のシフトダウンの際には 運転者が大きな違和感を持つという問題が る。
ハイブリッド電気自動車の場合、上記の り、電動機で発生する回生制動力により減 感が発生し、減速の度合は車速などの車両 走行状態によって変化する。このため、シ トダウン前の状態から、変速段切換中の状 への移行に伴って発生するトルク抜けの感 も一定ではない。つまり、シフトダウン前 減速度合が小さいときは、その後のトルク け感は少なめとなる一方、シフトダウン前 減速度合が大きいときは、その後のトルク け感も大きく感じられる。また、場合によ てはエンジンが発生するエンジンブレーキ 電動機の回生制動力と併用することも考え れ、その際のトルク抜け感はより一層顕著 ものとなってしまう。
本発明は、このような課題に鑑みてなされ たものであり、その目的とするところは、シ フトダウン時の運転フィリングを改善するこ とが可能なハイブリッド電気自動車の減速制 御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため本発明のハイ リッド電気自動車の減速制御装置は、エン ンと、バッテリーから供給される電力によ モータとして作動する電動機と、上記エン ン及び/又は電動機の駆動力が入力され、選 択されている変速段に対応したギヤを用いて 変換した駆動力を、駆動部材を介して車輪に 与える平行軸式自動変速機とを備え、車両の 減速時には、上記電動機が発電機として作動 して回生制動を行う際に発電した電力を上記 バッテリーに蓄積可能なハイブリッド電気自 動車の減速制御装置において、上記駆動部材 に制動力を付与可能な制動手段と、上記車両 の減速時において上記自動変速機が変速段を シフトダウンしているときに、上記駆動部材 に制動力を付与するべく上記制動手段を制御 する制御手段とを備える。
このように構成されたハイブリッド電気 動車の減速制御装置によれば、車両が減速 態にあるとき、電動機が発電機として作動 ることにより回生制動力を発生する。この き、平行軸式自動変速機が変速段をシフト ウンしている場合には、制御手段が制動手 を制御することにより駆動部材に制動力が 与される。従って、減速時のシフトダウン 際におけるトルク抜け感の発生を良好に防 することが可能となる。
好ましくは、上記ハイブリッド電気自動 の減速制御装置において、上記制御手段は 上記自動変速機が変速段をシフトダウンし いるときには、上記シフトダウン終了後の 記車両の減速度合よりも小さい減速度合を る制動力が上記駆動部材に付与されるよう 上記制動手段を制御してもよい。
このように制御手段が制動手段を制御す 場合、減速時におけるシフトダウンの際に 動部材に付与される制動力が適切な大きさ なり、ドライバビリティを一層向上させる とができる。
例えば、上記ハイブリッド電気自動車の 速制御装置において、上記制動手段は、上 自動変速機内に設けられ、上記車両の駐車 に上記駆動部材に制動力を付与するための 車ブレーキであってもよい。
この場合には、従来から自動変速機に設 られている駐車ブレーキをそのまま使うこ ができるので、本発明のために新たな制動 段を用いる必要がない。従って、減速制御 置全体の大型化を抑制することができると に、コストの増大を抑制することができる
例えば、上記ハイブリッド電気自動車の 速制御装置において、上記車両はトラック あってもよい。
この場合、積荷などの量が多く、仮に車 の総重量が大きい場合でも、減速時におけ シフトダウンの際のの空走感を防止するこ ができる。従って、車両の安全性をより向 させることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形 に係るハイブリッド電機自動車の減速制御 置について説明する。図1は本実施形態の減 速制御装置のシステム構成図であり、図2は 速制御装置の各部の作動状態を示すタイム ャートである。
例えばトラックとして構成されるハイブ ッド電気自動車1は、図1に示されるように 行用の動力源としてエンジン2及び電動機4を 備える。エンジン2の出力側にはクラッチ3が けられ、更にクラッチ3の出力側に電動機4 設けられている。更に、電動機4の出力側に 自動変速機5が設けられている。従って、自 動変速機5へは、エンジン2と電動機4のいずれ か一方又は両方からの駆動力が、車両の走行 状態や運転者の操作状態に応じて伝達される 。また、エンジン2と電動機4との間の動力の 達は、クラッチ3によって遮断することがで きるようになっている。
自動変速機5は、トラックやバス等の大型 車で一般的に使われている平行軸式変速機に アクチュエータ(図示せず)が組み込まれた機 式自動変速機である。即ち自動変速機5では 、複数の変速段に対応して組み合わされた複 数組のギヤが設けられており、これらのギヤ の中から選択された1組のギヤを介して動力 伝達が行われる。
自動変速機5において変速段を切り換える 際には、まず、クラッチ3が切断され、現在 変速段に対応したギヤの選択が解除される その後、変速後の変速段に対応したギヤが 択され、更にクラッチ3が接続されることに り、自動変速機5における変速操作が完了す る。
自動変速機5の出力軸(図示せず)から出力 れた動力は、プロペラシャフト6、ディファ レンシャル7、アクスルシャフト8を介して左 の駆動輪9に伝達される。なお、これら自動 変速機5から左右の駆動輪9までの各要素によ 駆動部材が構成される。
電動機4には、インバータ10を介してバッ リー11が接続されている。電動機4が発生す 動力によりハイブリッド電気自動車1を走行 させる場合には、バッテリー11からインバー 10を介して供給される電力により電動機4が ータ作動し、電動機4の発生する動力が自動 変速機5に伝達される。自動変速機5に伝達さ た動力は、選択されているギヤを介して自 変速機5から出力され、上述のようにして左 右の駆動輪9に伝達される。
一方、運転者がアクセルペダル(図示せず )を踏まずに、ハイブリッド電気自動車1を惰 走行させる場合、或いは運転者がブレーキ ダルを踏んでハイブリッド電気自動車1を減 速させている場合には、電動機4を発電機作 させることによって、電動機4が回生電力を 生する。この回生電力がインバータ10を介 てバッテリー11に蓄積されると共に、電動機 4の発電機作動によって生じる回生制動力が イブリッド電気自動車1に作用することによ 、ハイブリッド電気自動車1が減速する。こ のとき、更にクラッチ3が接続され、エンジ 2によるエンジンブレーキもハイブリッド電 自動車1に作用させる場合がある。この場合 には、エンジン2のエンジンブレーキと電動 4の回生制動力とにより、強力なハイブリッ 電気自動車1の減速を得ることができる。
本実施形態において自動変速機5には、ハ イブリッド電気自動車1を駐車する際に自動 速機5の出力軸を制動するための駐車ブレー (制動手段)12が設置されている。この駐車ブ レーキ12は、ギヤ噛み合い式ではなく、例え 2枚の摩擦板の一方を自動変速機5の出力軸 に連結し、他方を自動変速機5のケーシング どの固定部材側に連結して構成される。駐 ブレーキ12では、これら摩擦板の相互の係 度合をアクチュエータ(図示せず)により調整 することで、自動変速機5の出力軸に対する 動力を連続的に変更可能としている。本実 形態において駐車ブレーキ12のアクチュエー タは、例えば排気ブレーキ(図示せず)の作動 に用いている既存のバキュームタンクの負 を用いて作動させることができる。
なお、本実施形態の駐車ブレーキ12に代 て、左右の駆動輪9のそれぞれに設けられて る一般的なディスクブレーキやドラムブレ キなどの制動装置を採用することも可能で る。また、プロペラシャフト6、ディファレ ンシャル7、或いはアクスルシャフト8などの 動部材に、これを制動する装置を本発明の 動手段として設置することも可能である。
本実施形態において、これらインバータ1 0、クラッチ3、自動変速機5、及び駐車ブレー キ12は電子制御ユニット(制御手段)13により制 御される。
次に、本実施形態の減速制御装置の各部 作動状態について、図2のタイムチャートに 基づき詳細に説明する。図2には、例として 運転者がアクセルペダルを解放し、ハイブ ッド電気自動車1を惰性走行させている場合 、自動変速機5の変速段が4速から3速にシフ ダウンされる際の、車速の推移が実線で示 れると共に、従来の装置の場合の車速の推 が比較例として一点鎖線で示されている。 た図2には、このときの駐車ブレーキ12の作 状態が示されている。
4速の変速段が選択されているときに、ア クセルペダルが解放状態にあると、前述した ように電動機4が発生する回生電力がバッテ ー11に蓄積される。このとき、図2に実線で されるとおり、電動機4の回生制動力によっ 時間T1まで車速が徐々に低下していく。そ て、3速の変速段へのシフトダウンが必要な ベルまで車速が低下すると、変速段の切り えが開始される。
このとき、まず電子制御ユニット13はク ッチ3を開放し、次いで自動変速機5において 4速の変速段に対応したギヤの選択を時刻T1で 解除する。これにより、自動変速機5はニュ トラル状態となる。
自動変速機5が、このように4速の変速段 対応するギヤの選択を解除しただけの状態 される従来の装置の場合は、ハイブリッド 気自動車1が空走状態となる。このため、図2 中に一点鎖線で示されるように、時刻T1以降 車速が横ばいになる。
しかしながら本実施形態では、変速段の り換えの際に自動変速機5がニュートラル状 態となっている間は、電子制御ユニット13が 車ブレーキ12を作動させて緩やかに車速を 速させる。従って、本実施形態においては 図2に実線で示されるように、車速は時刻T1 降も徐々に低下する。
なお、この駐車ブレーキ12による制動力 過大になってしまうと、3速の変速段が選択 れたときに得られる減速度合よりも、ハイ リッド電気自動車1の減速度合が大きくなっ てしまう場合がある。このような場合、4速 ら3速への変速段切換に際して、減速度合が →大→小のように変動するため、かえって ライバビリティが損なわれる。このため本 施形態において、駐車ブレーキ12の制動力 、3速の変速段が選択された場合の減速度合 りも小さい減速度合が得られるような大き に設定されている。
その後、時刻T2で、3速の変速段に対応し ギヤの選択が完了すると、自動変速機5のニ ュートラル状態が終了することから、電子制 御ユニット13は駐車ブレーキ12による制動を 了させる。
なお、ハイブリッド電気自動車1がトラッ クである場合、積み荷の量が多い場合には、 変速段切換中に所望の制動力をハイブリッド 電気自動車1に作用させるために、駐車ブレ キ12によって得られる制動力を大きく設定す る必要がある。
以上のように構成される本実施形態によ ば、ハイブリッド電気自動車1において、電 動機4が発生する回生制動力によって車両を 速しているときに、自動変速機5の変速段を フトダウンする場合には、自動変速機5がニ ュートラル状態となったときに、電子制御ユ ニット13が駐車ブレーキ12を制御して駆動部 に制動力を作用させる。これにより、ハイ リッド電気自動車1において顕著に発生する シフトダウン時におけるトルク抜け感の発 を良好に防止することができる。
また、変速段の切り換えの際に自動変速 5がニュートラル状態にあるときには、シフ トダウン完了後に得られる車両の減速度合よ りも小さい減速度合が得られる制動力が車両 に作用するように、電子制御ユニット13が駐 ブレーキ12を制御する。このため、自動変 機5がニュートラル状態にあるときに、車両 作用する制動力が過大になることがなくな 、ドライバビリティを向上させることがで る。
また、本発明の制動手段として、従来か 自動変速機5内に設けられている駐車ブレー キ12を用いることで、新たな制動装置を用い 必要がなくなる。これにより、減速制御装 全体の大型化の抑制が可能になると共に、 ストの増大を抑制することができる。
また、ハイブリッド電気自動車1がトラッ クである場合には、積み荷などの量が多く、 仮に車両の総重量が大きい場合でも、変速段 を切り換える際の空走感を防止することがで き、安全性をより向上させることができる。
また、変速段の切り換え中に駆動部材に 動力を作用させることにより、変速段の切 換えに伴って発生する自動変速機5やディフ ァレンシャル7におけるギヤなどのバックラ シュによるがたつきも同時に抑制すること 可能なため、より快適な減速感を得ること 可能となる。
なお、4速の変速段から3速の変速段への フトダウンが行われる場合を一例として上 実施形態を説明したが、上記実施形態では 車両の減速時に他の変速段についてのシフ ダウンが行われる場合にも、電子制御ユニ ト13が同様に駐車ブレーキ12を制御する。こ により、他の変速段についてのシフトダウ が行われる場合にも、上述した効果が同様 得られる。