JP2006118590A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両のモータジェネレータを小型化、軽量化する。
【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジン１と、駆動輪１３に接続される車両駆動軸１１と、第１の変速機７１及び第２の変速機７２と、第１のクラッチ１８及び第２のクラッチ１９と、第１の変速機７１の入力軸１４に接続されるモータジェネレータ３とを備える。第１の変速機７１は少なくとも第１、第３、第５の変速段を有し、第２の変速機７２は少なくとも第２、第４、第６の変速段を有し、第６の変速段の減速比は第１及び第２の変速機７１、７２が有する変速段の中で最も小さく、かつ、第１ないし第６の変速段の減速比は第１の変速段、第２の変速段、第３の変速段、第４の変速段、第５の変速段、第６の変速段の順に小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動力源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車両に関する。

特許文献１のハイブリッド車両では、駆動輪に接続される１つの車両駆動軸に対して第１及び第２の入力軸を平行に設け、第１の入力軸と駆動軸の間に第２、第４、第６の変速段を構成するギヤ列、第２の入力軸と駆動軸の間に第１、第３、第５の変速段を構成するギヤ列をそれぞれ配置している。各変速段の減速比は、変速段に付けられた番号の順に小さくなる。また、第１の入力軸にはモータジェネレータが接続されるとともに、クラッチを介してエンジンが接続され、エンジンは別のクラッチを介して第２の入力軸にも接続されている。

このような構成により、エンジンの駆動力を第１ないし第６のいずれかの変速段を介して駆動軸に伝達可能にし、また、モータジェネレータの駆動力を第１、第３、第５のいずれかの変速段を介して駆動軸に伝達可能にしている。
特開２００２−８９５９４公報

しかしながら、上記構成のハイブリッド車両においては、モータジェネレータのみで車両を発進させる場合、減速比が最大ではない第２の変速段を介してモータジェネレータの駆動力を駆動軸に伝達するので、十分な発進加速性能を確保するためには、高トルク型のモータジェネレータを用意する必要があった。

また、第６の変速段を使用して高速走行する状態（エンジン、モータジェネレータ共に第１の入力軸接続）を考えると、エンジンをその最高回転速度以上で回転させることができないことから、モータジェネレータの最高回転速度がエンジンの最高回転速度によって制限され、また、モータジェネレータの駆動力が減速比の最も小さな第６の変速段を介して駆動輪に伝達されることから、小型のモータジェネレータを高速回転させて駆動力を確保することができず、十分な駆動力を得るためにはモータジェネレータを大型化して対応する必要があった。

また、コースト走行状態からアクセルペダルを踏み込んで再加速する場合は、コースト走行時に使用していた変速段からアクセルペダル踏込み後に変速マップを参照して新たに設定されるマップ参照変速段まで変速段を１段ずつ落としていくことで変速する必要があり、マップ参照変速段に到達するまでにクラッチの切換えが多く発生し、変速時間が長引いて加速性能を低下させ、運転者に違和感を与えるという問題もあった。

図１１は第６の変速段を使用してコースト走行しているときにアクセルペダルが踏み込まれ、再加速するときの様子を示したものである。アクセルペダルの踏込みにより、再加速時のマップ参照変速段は第６の変速段から第３の変速段に変更されるが、第３の変速段まで変速するためには、トルク抜けを防止するために第５の変速段への変速、第４の変速段への変速を先に行う必要があり、その度にクラッチの掛け換えが発生して加速タイムラグが大きくなる。

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、モータジェネレータを小型化、軽量化すること、さらには、コースト走行状態から再加速する場合のクラッチの切換え回数を減らし、変速時間、すなわち加速タイムラグを短縮することを目的とする。

本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン（１）と、駆動輪（１３）に接続される車両駆動軸（１１）と、エンジン（１）の回転速度を変速して車両駆動軸（１１）に伝達する第１の変速機（７１）と、エンジン（１）の回転速度を変速して車両駆動軸（１１）に伝達する第２の変速機（７２）と、エンジン（１）と第１の変速機（７１）の間に介装される第１のクラッチ（１８）と、エンジン（１）と第２の変速機（７２）の間に介装される第２のクラッチ（１９）と、第１の変速機（７１）の入力軸（１４）に接続されるモータジェネレータ（３）と備える。そして、第１の変速機（７１）は少なくとも第１、第３、第５の変速段を有し、第２の変速機（７２）は少なくとも第２、第４、第６の変速段を有し、第６の変速段の減速比は第１及び第２の変速機（７１、７２）が有する変速段の中で最も小さく、かつ、第１ないし第６の変速段の減速比は第１の変速段、第２の変速段、第３の変速段、第４の変速段、第５の変速段、第６の変速段の順に小さい。

なお、理解を容易にするために括弧内に実施例の対応する構成の参照符号を記載しているが、本発明の技術的範囲を実施例の構成に限定する趣旨ではない。

本発明に係るハイブリッド車両においては、モータジェネレータで車両を発進させる際には、減速比が最も大きくなる第１の変速段を介してモータジェネレータの駆動力を駆動輪へと伝達できるので、モージェネレータに要求されるトルクを小さくすることができる。また、エンジンの駆動力を第６の変速段を介して車両駆動軸に伝達し高速走行するときにおいても、モータジェネレータを第６の変速段よりも減速比の大きな第５の変速段を介して車両駆動軸に接続することができ、エンジンの最高回転速度によってモータジェレータの最高回転速度が制限されることもないので、従来よりもトルクの小さな高回転型のモータジェネレータを用いることができる。したがって、本発明によれば、ハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータを小型化、軽量化し、車両への搭載性を高めることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１に示されるように本発明に係るハイブリッド車両は駆動力源としてエンジン１とモータ３を備えている。エンジン１はガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関であり、モータジェネレータ３は例えば三相交流式の電動機である。エンジン１には、スタータモータと発電機の機能を有するスタータジェネレータ２が接続されており、エンジン１はスタータジェネレータ２を力行させることで始動される。また、モータジェネレータ３にはインバータ４を介してバッテリ５が接続されており、バッテリ５の電力をモータジェネレータ３に供給すればモータジェネレータ３を力行させて電動機として機能させることができ、また、モータジェネレータ３が発電機として機能するときはその発電電力でバッテリ５を充電することもできる。

この車両のパワートレインについて説明すると、終減速装置１２を介して駆動輪１３に接続される車両駆動軸１１に対して平行に第１の入力軸１４、第２の入力軸１５が設けられており、第１の入力軸１４の一端にはモータジェネレータ３が接続されている。エンジン１は第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９を介して第１の入力軸１４、第２の入力軸１５のいずれにも接続することができる。第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９は図示しない油圧供給回路から供給される油圧で締結／解放状態、締結力を切り換えることができる摩擦板式クラッチであるが、これに代えて供給電流によって締結／解放状態、締結力を切り換えることができる電磁クラッチ等、別の機構のクラッチを用いても構わない。

第１の入力軸１４にはギヤ４１ないし４３が第１の入力軸１４と相対回転可能に設けられている。これらのギヤの間に配置されるドグクラッチ６１あるいは６２を軸方向に移動させてギヤ４１ないし４３のいずれかに噛み合せば、噛み合ったギヤが第１の入力軸１４に固定され、第１の入力軸１４と一体となって回転する。同様に第２の入力軸１５にはギヤ４４ないし４７が第２の入力軸１５と相対回転可能に設けられている。これらのギヤの間に配置されるドグクラッチ６３あるいは６４を軸方向に移動させてギヤ４４ないし４７のいずれかに噛み合せば、噛み合ったギヤが第２の入力軸１５に固定され、第２の入力軸１５と一体となって回転する。

車両駆動軸１１には、ギヤ５１ないし５７が固定され、車両駆動軸１１と一体となって回転する。ギヤ５２、５４、５６はそれぞれ第１の入力軸１４に設けられているギヤ４１ないし４３とそれぞれ噛み合っており、ギヤ５１、５３、５５はそれぞれ第２の入力軸１５に設けられているギヤ４４ないし４６と噛み合っている。ギヤ５７はカウンターギヤ５８を介して第２の入力軸１５に設けられているギヤ４７と噛み合っており、ギヤ５７、５８、４７は後進用のギヤ列を構成する。

図中にギリシア数字で示すように、ギヤ４１とギヤ５２からなるギヤ列を第１の変速段、ギヤ４４とギヤ５１からなるギヤ列を第２の変速段、ギヤ４２とギヤ５４からなるギヤ列を第３の変速段、ギヤ４５とギヤ５３からなるギヤ列を第４の変速段、ギヤ４３とギヤ５６からなるギヤ列を第５の変速段、ギヤ４６とギヤ５５からなるギヤ列を第６の変速段とする。各ギヤ列のギヤ比は各変速段の減速比（変速比）が変速段の番号が大きくなるほど小さくなるように選択される。第１、第３及び第５の変速段が第１の変速機７１、第２、第４及び第６の変速段が第２の変速機７２をそれぞれ構成し、エンジン１の回転は第１、第２の変速機７１、７２で変速されて車両駆動軸１１に伝達される。第１の変速機７１、第２の変速機７２の変速段の変更は、ドグクラッチ６１ないし６４を軸方向に変位させることで行われる。

エンジン１にはその回転速度を検出するセンサ８１が取り付けられており、また、車両駆動軸１１にはその回転速度を検出するセンサ８２が取り付けられている。また、車両には運転者のアクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサ８３、バッテリ５の充電状態を検出するセンサ８４が設けられている。コントローラ９０には、これらセンサ８１ないし８４の検出信号の他、エンジン１の冷却水温、油温、吸入空気量、スロットル開度等を示す信号が入力され、コントローラ９０は、入力された信号に基づき車両の運転状態を判断し、エンジン１の吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射時期を制御し、また、第１の変速機７１、第２の変速機７２の変速制御（クラッチ１８、１９、ドグクラッチ６１ないし６４の切換え制御）を行う。

特に、本発明に係るハイブリッド車両では、走行中にアクセルペダルが離されて車両がコースト走行状態（惰性走行状態）になると、クラッチ１８、１９をともに解放してエンジン１を車両駆動軸１１から切り離し、エンジン１が連れ回ることによる損失をなくし、さらにこのとき、モータジェネレータ３を回生動作させてエネルギを回収する。

回生時、第１の変速機７１の変速段は、モータジェネレータ３の回生効率がよくなるような変速段、具体的には、モータジェネレータ３の回転速度が高効率で回生を行うことができる回転速度の上限よりも低くなるように変更される。また、モータジェネレータ３の回生量は、それによる減速力が、変速マップを参照して得られるマップ参照変速段を介してエンジン１と車両駆動力１１を接続したときに得られるエンジンブレーキによる減速力と等しくなるように設定される。

また、コースト走行状態で車速とアクセル操作量から図３ステップＳ１１に示すような変速マップを参照して得られる変速段（マップ参照変速段）が第６の変速段あるいは第４の変速段であるときは、第２の変速機７２の変速段を隣のより減速比が大きな変速段に変更する。すなわち、マップ参照変速段が第６の変速段のときはドグクラッチ６４を中立状態にするとともに、ドグクラッチ６３をギヤ４５に噛み合わせて第２の変速機７２の変速段を予め第４の変速段に変更する。同様に、マップ参照変速段が第４の変速段のときは、ドグクラッチ６４を中立状態のままとし、ドグクラッチ６３をギヤ４４に噛み合わせて第２の変速機７２の変速段を予め第２の変速段に変更する。

これにより、アクセルペダルが踏み込まれてコースト走行が終了し、新たに設定されるマップ参照変速段まで変速を行うときに、この新たに設定された変速段が予め変速しておいた第２の変速機７２の変速段以下の場合は、従来よりも変速時のクラッチの掛け換えが１回少なくなり、変速時間を短縮して加速性能を向上させることができる。

例えば、コースト走行状態でのマップ参照変速段が第６の変速段で、第２の変速機７２の変速段を予め第４の変速段に変更しているときに、アクセルペダルが踏み込まれて目標変速段が第３の変速段となったときは、第２クラッチ１９を締結して第４の変速段に変速し、この状態で第１の変速機７１の変速段を第３の変速段に変更し、第１のクラッチ１８と第２のクラッチの掛け換えを実行すれば、第３の変速段への変速が完了する。従来のように、変速段を一段ずつ落として第３の変速段に変速する必要がないので、変速時間がその分短くなる。

また、コースト走行状態から再加速する際には、新たに設定されるマップ参照変速段に応じて第１のクラッチ１８あるいは第２のクラッチ１９が締結されるが、エンジン１が車両駆動軸１１に接続されて慣性モーメントが変化することによる駆動力変動、ドグクラッチ掛け換え時の回転速度差による駆動力変動は、いずれもモータジェネレータ３でアシストすることで吸収し、運転者に違和感を与えないようにする。

図２は、車両がコースト状態に入り、その後、アクセルペダルが踏み込まれて再加速するまでのコントローラ９０の制御内容を示したフローチャートである。以下、フローチャートを参照しながらコースト走行時の制御、コースト走行終了後の変速制御について説明する。

まず、ステップＳ１では、アクセル操作量センサ８３からの信号に基づき、アクセルペダルが離されたかどうかを判断し、アクセルペダルが離されたと判断するとステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９への供給油圧を減少させて両クラッチを解放し、モータジェネレータ３による回生を開始する。第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９を共に解放するのは、エンジン１が連れ回ることによる損失を低減するためであり、モータジェネレータ３を回生動作させるのは、エネルギを回生することで車両の燃費効率を向上させることに加え、エンジンブレーキ相当の減速力をモータジェネレータ３の回生によって発生させ、エンジンブレーキが作用する車両に慣れた運転者に違和感を与えないようにするためである。

ステップＳ３ではコースト回生時の変速制御ルーチンを実行し、ステップＳ４でアクセルペダルが踏み込まれたことが判定されるまで同ルーチンを繰り返す。第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９がともに解放されていて第１の入力軸１４、第２の入力軸１５にはトルクが入力されず、ギヤ−入力軸間に反力が発生しないことから、このコースト回生時の変速制御では、ドググラッチ６１ないし６４を変位させれば、第１の変速機７１、第２の変速機７２の変速段を自由に変更することができる。コースト回生時の変速制御は具体的には図３から図５に示されるフローチャートに従って行われ、これについては後述する。

ステップＳ４でアクセルペダルが踏み込まれたと判定されるとステップＳ５に進み、モータジェネレータ３による回生を中止する。

ステップＳ６では、アクセルペダル踏込み後のアクセルペダル操作量と車両駆動軸１１の回転速度から求められる車速に基づき、図３のステップＳ１１に示すような変速マップを参照して新たに得られるマップ参照変速段に応じて、第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９のいずれかを締結する。特に、新たに得られたマップ参照変速段がコースト状態終了時の第２の変速機７２の変速段以下の変速段になるときは、第２のクラッチ１９を締結する。例えば、コースト走行時の第２の変速機７２の変速段が第４の変速段となっており、あるセルペダル踏込み後のマップ参照変速段が第３の変速段である場合である。また、このとき、エンジン１が車両駆動軸１１に接続されて慣性モーメントが変化するので、これによる駆動力変動をモータジェネレータ３でアシストすることで吸収する。

ステップＳ７ではコースト回生終了後の変速制御を実行する。コースト回生後の変速制御は図６に示されるフローチャートに従って行われ、これについては後述する。

図３は図２のステップＳ３で実行されるコースト回生時変速制御のメインルーチンである。

これによると、まず、ステップＳ１１では、アクセル操作量と車速に基づき、所定の変速マップを参照してマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧを設定する。車速は検出される車両駆動軸１１の回転速度から求めることができる。

ステップＳ１２では、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧを介してエンジン１を車両駆動軸１１に接続した場合にエンジンブレーキによって生じる減速力（エンジンブレーキ相当減速力）ＤＦ＿ＴＧを所定の減速力マップを参照して求める。減速力マップは、アクセル操作量ゼロの状態での車速と減速力の関係を各変速段について規定したもので、実験あるいは演算によって求められる。

ステップＳ１３ではマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧが第４の変速段、第６の変速段であるか、あるいは、これら以外の変速段であるかが判断される。マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧが第４の変速段あるいは第６の変速段であるときはステップＳ１４に進み、そうでないときはステップＳ１９に進む。

ステップＳ１４では、エンジンブレーキ相当減速力ＤＦ＿ＴＧをしきい値ＲＢ＿ＴＨと比較し、エンジンブレーキ相当減速力ＤＦ＿ＴＧをモータジェネレータ３を回生動作させることによって発生させることができるかどうかを判断する。しきい値ＲＢ＿ＴＨはモータジェネレータ３の回生量を最大としたときに得られる減速力である。バッテリ５の充電状態が低いときはそれだけ多くの電力をバッテリ５に受け入れることができるので、モータジェネレータ３の回生量を大きくして大きな減速力を発生することができることから、しきい値ＲＢ＿ＴＨはセンサ８４で検出されるバッテリ５の充電状態に応じて設定され、バッテリ５の充電状態が低いほど大きな値が設定されるＦ。

エンジンブレーキ相当減速力ＤＦ＿ＴＧがしきい値ＲＢ＿ＴＨよりも小さいときはステップＳ１５、Ｓ１６に進み、後述する第２の変速機７２の要求変速段設定ルーチン（図４）、第１の変速機７１の要求変速段設定ルーチン（図５）を実行する。特に、第２の変速機７２の要求変速段設定ルーチンでは、第２の変速機７２の要求変速段が、マップ参照変速段よりも減速比の大きな変速段に設定される。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６で設定された第２の変速機７２、第１の変速機７１の変速段がそれぞれステップＳ１５、Ｓ１６で設定された要求変速段となるように、図示しない油圧供給回路を介してドグクラッチ６１ないし６４を切り換える。

一方、ステップＳ１４でエンジンブレーキ相当減速力ＤＦ＿ＴＧがしきい値ＲＢ＿ＴＨよりも大きいと判断されたときは、モータジェネレータ３を回生動作させてもエンジンブレーキ相当の減速力を発生させることができないので、ステップＳ１８に進み、ステップＳ１１で設定されたマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧを介してエンジン１が車両駆動軸１１に接続され、エンジン１のエンジンブレーキが車両に作用するように、クラッチ１８、１９、ドグクラッチ６１ないし６４を制御する（通常変速段設定ルーチン）
また、ステップＳ１３でマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧが第４の変速段、第６の変速段以外の変速段であるときはステップＳ１９に進み、エンジンブレーキ相当減速力ＤＦ＿ＴＧをしきい値ＲＢ＿ＴＨと比較し、エンジンブレーキ相当減速力ＤＦ＿ＴＧがしきい値ＲＢ＿ＴＨよりも小さいときはステップＳ２０に進んで第１の変速機７１の要求変速段設定ルーチン（図５）を実行し、そうでないときはステップＳ１８に進んで通常変速段設定ルーチンを実行する。

図４は図３のステップＳ１５で実行される第２の変速機７２の要求変速段設定ルーチンである。

これによると、まず、ステップＳ２１ではマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧから２を引いた値がゼロ以下であるか判断する。ゼロ以下の場合は、ステップＳ２５に進み、第２の変速段７２の要求変速段をマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧとする。

マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧから２を引いた値がゼロよりも大きい場合はステップＳ２２に進み、第２の変速機７２の変速段をマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧよりも２段低い変速段Ｓ＿ＴＧ−２に変速した場合のエンジン１の回転速度Ｎｅ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ−２）を演算する。この値は、変速段Ｓ＿ＴＧ−２のギヤ比Ｇｒ（Ｓ＿ＴＧ−２）と車両駆動軸１１の回転速度Ｎｔ＿ｏｕｔから演算する。

ステップＳ２３では、演算されたＮｅ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ−２）がしきい値Ｎｅ＿ＡＣよりも大きいかどうかを判定し、大きい場合はステップＳ２５に進んで第２の変速段７２の要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧをマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧとし、そうでない場合はステップＳ２４に進んで第２の変速段７２の要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧをマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧよりも２段低い変速段とする。しきい値Ｎｅ＿ＡＣはエンジン１が加速するのに最適な回転速度の上限、例えば、エンジン１のエンジントルクマップにおいてトルクの落ち込みが始まる回転速度に設定される。しきい値Ｎｅ＿ＡＣは運転者の運転特性、好みに応じて変更するようにしてもよく、しきい値Ｎｅ＿ＡＣを大きくすればそれだけエンジン１が高回転で使用されることになる。

したがって、第２の変速機７２の要求変速段としては、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧよりも２段低い変速段でクラッチ１８を締結したとしても、エンジン１の回転速度が加速に適した回転速度の上限であるしきい値Ｎｅ＿ＡＣを超えることがない場合は、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧよりも２段低い変速段が設定され、超える場合はマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧに設定される。

図５は図３のステップＳ１６、Ｓ２０で実行される第１の変速段７１の要求変速段設定ルーチンである。

これによると、ステップＳ３１では、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧが２以上かを判断する。２以上であるときはステップＳ３３に進み、２未満であるときはステップＳ３２に進んで第１の変速段７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧを第１の変速段に設定する。

ステップＳ３３では、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧが偶数の変速段か判断する。偶数の変速段でない場合はステップＳ３４に進み、そうである場合はステップＳ３８に進む。

ステップＳ３４では、第１の変速段７１の変速段をマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧとした場合のモータジェネレータ３の回転速度Ｎｍｇ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ）をマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧのギヤ比Ｇｒ（Ｓ＿ＴＧ）に車両駆動軸１１の回転速度Ｎｔ＿ｏｕｔを掛けることで演算する。

ステップＳ３５では、演算されたＮｍｇ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ）を所定のしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐと比較し、しきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐよりも高い場合は、ステップＳ３７に進んでマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧに２を加えた値を第１の変速段７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧに設定する。但し、２を加えた値が第１の変速段７１の最高変速段である５を超える場合は、要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧを第５の変速段に制限する。Ｎｍｇ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ）が所定のしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐよりも低い場合はステップＳ３６に進んでマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧを第１の変速段７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧに設定する。

しきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐは、モータジェネレータ３が高効率で回生できる回転速度の上限に設定され、回生中、モータジェネレータ３の回転速度がしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐを超えない範囲に収まるように、第１の変速段７１の要求変速段が設定される。しきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐは運転者の運転特性等に応じて変更するようにしてもよい。

一方、ステップＳ３３でマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧが偶数段であると判断されて進むステップＳ３８では、第１の変速段７１の変速段をＳ＿ＴＧ−１とした場合のモータジェネレータ３の回転速度Ｎｍｇ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ−１）を変速段Ｓ＿ＴＧ−１のギヤ比Ｇｒ（Ｓ＿ＴＧ−１）に車両駆動軸１１の回転速度Ｎｔ＿ｏｕｔを掛けることで演算する。

ステップＳ３９では、演算されたＮｍｇ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ−１）を所定のしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐと比較し、所定のしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐよりも高い場合は、ステップＳ４１に進んでマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧに１を加えた値を第１の変速段７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧに設定する。但し、１を加えた値が第１の変速段７１の最高変速段である５を超える場合は、要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧを第５の変速段に制限する。これに対し、演算されたＮｍｇ＿ＥＳ（Ｓ＿ＴＧ−１）が所定のしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐよりも低い場合はステップＳ４０に進み、Ｓ＿ＴＧ−１を第１の変速段７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧに設定する。

したがって、第１の変速機７１の変速段は、モータジェネレータ３の回転速度がしきい値Ｎｍｇ＿Ｕｐｐを超えない範囲でマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧに最も近い変速段となるように設定され、モータジェネレータ３は常に回生効率の高い回転速度で回転する。

図６は図２のステップＳ７で実行されるコースト回生終了後の変速制御ルーチンである。このルーチンにより、アクセルペダル踏込み後に新たに設定されるマップ参照変速段までの変速と、それに伴う第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９の掛け換えが行われる。

これについて説明すると、まず、ステップＳ５１では、第１の変速機７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧあるいは第２の変速機７２の要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧのいずれかがアクセルペダル踏込み後に新たに設定されるマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧとなっているかどうか判断する。いずれかの要求変速段がマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧになっているときはそのまま処理を終了し、そうでないときはステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２では第１のクラッチ１８が締結されているか判断し、締結されているときはステップＳ５３に進む。

ステップＳ５３では、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧから第２の変速機７２の要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧを減じた値が正かどうかを判断し、正である場合はステップＳ５４で要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧに１を加えた値を新たな要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧとし、負である場合はステップＳ５５で要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧから１を減じた値を新たな要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧとする。

ステップＳ５６では、第２の変速機７２の変速段が要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧに変更されるようにドグクラッチ６３、６４を変更し、ステップＳ５７では第１のクラッチ１８への供給油圧を減少させてその締結力を低下させるとともに、第２のクラッチ１９への供給油圧を増大させてその締結力を増大させて、クラッチの掛け換えを行う。

ステップＳ５８では、第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９への供給油圧の制御がいずれも完了したか判定し、いずれも完了しているときは処理を終了する。

一方、ステップＳ５２で第１のクラッチ１８が解放されていると判断されて進むステップＳ５９では、第２のクラッチ１９が締結されているか判断する。第２のクラッチ１９が解放されていると判断されたときは処理を終了し、第２のクラッチ１９が締結されていると判断されたときは、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、マップ参照変速段Ｓ＿ＴＧから第１の変速機７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧを減じた値が正かどうかを判断し、正である場合はステップＳ６１で要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧに１を加えた値を新たな要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧとし、負である場合はステップＳ６２で要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧから１を減じた値を新たな要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧとする。

ステップＳ６３では、第１の変速機７１の変速段が要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧに変更されるようにドグクラッチ６１、６２を変更し、ステップＳ６４では第２のクラッチ１９への供給油圧を減少させてその締結力を低下させるとともに、第１のクラッチ１８への供給油圧を増大させてその締結力を増大させて、クラッチの掛け換えを行う。

ステップＳ６５では、第１のクラッチ１８、第２のクラッチ１９への供給油圧の制御がいずれも完了したか判定し、いずれも完了しているときは処理を終了する。

この図６のルーチンはステップＳ５１で第１の変速機７１の要求変速段Ｓ＿ＭＧ＿ＴＧあるいは第２の変速機７２の要求変速段Ｓ＿Ｅｎｇ＿ＴＧのいずれかがマップ参照変速段Ｓ＿ＴＧとなったことが判定するまで続けられ、これにより、マップ参照変速段への変速が実現される。

続いて、上記制御を行うことによる作用をタイムチャートを参照しながら説明する。

図７は、コースト回生中のマップ参照変速段が第６の変速段で、アクセルペダルが踏み込まれて再加速する時にマップ参照変速段が第３の変速段に変更される場合のタイムチャートを示す。

走行中、アクセルペダルが離されると、第１のクラッチ１８と第２のクラッチ１９が解放され、モータジェネレータ３はエンジンブレーキ相当の減速力を発生させる回生制動を開始する（時刻ｔ１）。第１のクラッチ１８と第２のクラッチ１９を解放したことにより、エンジン１が連れ回ることによる損失が抑えられ、また、モータジェネレータ３が回生することでエンジンブレーキ相当の減速力を車両に作用させる。

このとき、変速マップを参照して得られるマップ参照変速段は第６の変速段であるが、第２の変速段７２の変速段としては、マップ参照変速段よりも２速下の段である第４の変速段が選択される（時刻ｔ２）。第１の変速機７１の変速段はモータジェネレータ３の回生効率が最適となる回転速度となるように第５の変速段に設定される。

時刻ｔ３でアクセルペダルが踏み込まれると、マップ参照変速段が第６の変速段から３速段に変更され、第２のクラッチ１９が締結されて、車両は第４の変速段を使用して走行する状態となる。第４の変速段を使用して走行している間に第１の変速機７１の変速段を第３の変速段に変更し（時刻ｔ４）、その後、第２のクラッチ１９を解放するとともに第１のクラッチ１８を締結し（時刻５〜ｔ６）、第３の変速段への変速を短期間のうちに終了する。

コースト回生時、マップ参照変速段通りに第６の変速段を用いて走行していると、再加速時に変速を行おうとすると、駆動力抜けを防止するために第１のクラッチ１８を締結してまず第５の変速段を介してエンジン１の動力を伝達し、その間に第２の変速機７２の変速段を第４の変速段に変更しなくてはならない。これに対し、本発明によれば、コースト回生時に予めマップ参照変速段よりも２段低い第４の変速段に変更しておき、アクセルペダルが踏み込まれたら第５の変速段を経由することなく第４の変速段に変速することができ、第１のクラッチ１８の締結を一段省略して変速期間を短縮し、再加速時の加速性能を向上させることができる。

また、図８は、コースト回生中のマップ参照変速段が第６の変速段で、再加速時にマップ参照変速段が第４の変速段に変更される場合のタイムチャートである。

コースト回生中、第２の変速機７２の変速段はマップ参照変速段の６速段ではなく４速段にセットされる。そして、アクセルペダルが踏み込まれるとマップ参照変速段が第６の変速段から第４の変速段に変更される。この場合は、第２のクラッチ１９を締結するだけで駆動力抜けなく再加速でき、瞬時に変速を完了させることができる。これに対し、本発明を適用しない場合は、一旦第５の変速段を介してエンジン１の動力を伝達し、その後に第４の変速段への変速を行う必要があるので、第１のクラッチ１８の締結と解放を行わなければならず、その分変速時間が長くなる。

また、図９は、コースト回生中のマップ参照変速段が第６の変速段で、再加速時にマップ参照変速段が第５の変速段に変更される場合のタイムチャートである。

コースト回生中に第２の変速機７２の変速段はマップ参照変速段である６速段ではなく第４の変速段に変更され、第１の変速機７１の変速段は第５の変速段に変更される。アクセルペダルが踏み込まれると、第１のクラッチ１８を締結し、第５の変速段を介してエンジン１の動力を伝達する。アクセルペダルの踏込みと同時に第２の変速段７２の変速段を第６の変速段に変更しているのは、車速上昇により第５の変速段から第６の変速段へのシフトアップが行われることに備えたものである。

また、図１０は、コースト回生中のマップ参照変速段が第６の変速段で、再加速時のマップ参照変速段も第６の変速段である場合のタイムチャートを示す。

コースト回生中に第２の変速機の変速段はマップ参照変速段である第６の変速段ではなく第４の変速段に予め設定され、第１の変速機７１の変速段は第５の変速段に設定されている。アクセルペダルが踏み込まれると、第２の変速機７２の変速段が第６の変速段に戻され、第２のクラッチ１９が締結される。

第２の変速機７２の変速段が第４の変速段から第６の変速段に変更されると、第２の変速段の入力軸１５の回転速度が強制的に下げられ、また、第２のクラッチ１９を締結するとエンジン１が車両駆動軸１１に接続されて慣性モーメントが変化するので、これらを受けて駆動力が変動するが、このときの駆動力変動はモータジェネレータ３で駆動力アシストを行うことで駆動力の変動は吸収される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は本発明の技術的範囲をその構成に限定する趣旨ではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、例えば、上記実施形態は６つの変速段を有するものであるが、８つの変速段を有していても同様に本発明を適用することができる。また、上記実施形態では後輪あるいは前輪のみが駆動輪となるが、エンジン１、モータジェネレータ３の駆動力を４輪に配分するように構成することで４輪駆動車としても構わない。

本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 コントローラの制御内容を示したフローチャートである。 コースト回生時変速制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 第２の変速機の要求変速段設定ルーチンを示すフローチャートである。 第１の変速段の要求変速段設定ルーチンを示すフローチャートである。 コースト回生終了後の変速制御ルーチンを示すフローチャートである。 コースト走行状態から再加速する時にマップ参照変速段が第６の変速段から第３の変速段に変更される場合のタイムチャートである。 コースト走行状態から再加速する時にマップ参照変速段が第６の変速段から第４の変速段に変更される場合のタイムチャートである。 コースト走行状態から再加速する時にマップ参照変速段が第６の変速段から第５の変速段に変更される場合のタイムチャートである。 コースト走行状態から再加速する時にマップ参照変速段が第６の変速段から第６の変速段に変更される場合のタイムチャートである。 従来技術において、コースト走行状態から再加速する時にマップ参照変速段が第６の変速段から第３の変速段に変更される場合のタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
３ モータジェネレータ
１１ 車両駆動軸
１４ 第１の入力軸
１５ 第２の入力軸
１８ 第１のクラッチ
１９ 第２のクラッチ
７１ 第１の変速機
７２ 第２の変速機
８１ エンジン回転速度センサ
８２ 変速機出力回転速度センサ
８３ アクセル操作量センサ
８４ バッテリ充電状態センサ
９０ コントローラ

Claims (5)

1. エンジンと、
   駆動輪に接続される車両駆動軸と、
   前記エンジンの回転速度を変速して前記車両駆動軸に伝達する第１の変速機と、
   前記エンジンの回転速度を変速して前記車両駆動軸に伝達する第２の変速機と、
   前記エンジンと前記第１の変速機の間に介装される第１のクラッチと、
   前記エンジンと前記第２の変速機の間に介装される第２のクラッチと、
   前記第１の変速機の入力軸に接続されるモータジェネレータと、
   を備え、
   前記第１の変速機は少なくとも第１、第３、第５の変速段を有し、
   前記第２の変速機は少なくとも第２、第４、第６の変速段を有し、
   前記第６の変速段の減速比は前記第１及び第２の変速機が有する変速段の中で最も小さく、かつ、前記第１ないし第６の変速段の減速比は第１の変速段、第２の変速段、第３の変速段、第４の変速段、第５の変速段、第６の変速段の順に小さくなることを特徴とするハイブリッド車両。
2. アクセルペダルが離されて車両がコースト走行状態になると、前記第１及び第２のクラッチを解放し、変速マップを参照して求められるマップ参照変速段が前記第２の変速段を除く偶数の変速段であるときは、前記第２の変速機の変速段をマップ参照変速段よりも２段低い変速段に変更する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. アクセルペダルが踏み込まれてコースト走行状態が終了すると、変速マップを参照して新たに設定されるマップ参照変速段に応じて前記第１あるいは第２のクラッチを締結するとともに、前記第１あるいは第２のクラッチの締結が完了するまで前記モータジェネレータにより駆動力アシストを行うことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. アクセルペダルが離されて車両がコースト走行状態になると、前記第１及び第２のクラッチを解放し、前記モータジェネレータを回生動作させる手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載のハイブリッド車両。
5. 前記コースト走行状態での回生時、前記モータジェネレータの回転速度が所定の回転速度範囲に収まるように前記第１の変速機の変速段を変更することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両。

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