JP2009165289A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両減速時に回生を実現する電動機と自動変速機とが搭載された車両において、パワＯＦＦアップシフト変速時（ニュートラル変速時）に違和感のない駆動力制御を実現する。
【解決手段】電動機及び自動変速機が搭載され、電動機と駆動輪との間に自動変速機が直列に配置されているとともに、駆動輪から入力されるトルクによって前記電動機を駆動して回生を行う車両において、パワＯＦＦアップシフト変速時に回生要求が発生した場合、変速後の回生上乗せのトルクを徐々に変化させながら出力するとともに、そのトルク出力勾配を、回生要求発生時から変速終了時（クラッチ係合終了時）までの時間に応じて、その回生要求発生時から変速終了までの時間が長いほど小さく設定することで違和感のない駆動力制御を実現する。
【選択図】図９

Description

本発明は、例えば内燃機関と電動機とが駆動源として搭載されたハイブリッド車などの車両の制御装置に関する。

近年、環境保護の観点から、車両に搭載された内燃機関（以下、エンジンともいう）からの排気ガスの排出量低減と燃料消費率（燃費）の向上が望まれており、これを満足する車両として、ハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車が実用化されている。

ハイブリッド車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンと、エンジンの出力により発電またはバッテリの電力により駆動する電動機（例えばモータジェネレータまたはモータ）とを備え、エンジン及び電動機のいずれか一方または双方を走行駆動源としている。

この種のハイブリッド車においては、車速及びアクセル開度に基づいて、エンジン及び電動機の運転領域（具体的には駆動または停止）が制御される。例えば、発進時や低速走行時のようにエンジン効率が低くなる領域では、エンジンを停止させて電動機のみの動力で駆動輪を駆動し、通常走行時には、エンジンを駆動して、そのエンジンの動力で駆動輪を駆動するという制御を行う。さらに、全開加速等の高負荷時には、エンジンの動力に加えて、バッテリから電動機に電力を供給して電動機による動力を補助動力として追加するという制御を行う。また、車両減速時には、電動機を発電機として作動させ、駆動輪から電動機に伝達された機械的動力（運動エネルギ）を電力に変換することで、駆動輪に制動力を生じさせて車両を減速するとともに、変換した電力をバッテリに回収する、いわゆる「回生制動」を行っている。

ハイブリッド車の駆動装置の１つとして、サンギヤ、キャリヤ及びリングギヤによって３つの要素が構成された機構であって、エンジンの出力を第１電動機及び伝達部材（リング軸）へ分配する動力分配機構と、その動力分配機構の伝達部材と駆動輪との間に設けられた有段式の自動変速機と、動力分配機構の伝達部材と駆動輪との間に設けられた第２電動機とを備えた車両用駆動装置が知られている（例えば特許文献１）。

このような車両用駆動装置では、動力分配機構が差動機構として機能し、その差動作用によりエンジンからの動力の主部を駆動輪に機械的に伝達し、そのエンジンからの動力の残部を第１電動機から第２電動機への電気パスを用いて電気的に伝達することにより、電気的に変速比が変更される変速機として機能する。これによってエンジンを最適な作動状態に維持しつつ車両を走行させることができ、燃費の向上をはかることができる。

こうした車両用駆動装置に用いられる自動変速機としては、摩擦係合要素であるクラッチやブレーキと遊星歯車装置とを用いてギヤ段（変速段）を設定する遊星歯車式変速機が適用されている。例えば、摩擦係合要素として２個のブレーキを備え、一方のブレーキを係合し他方のブレーキを解放する変速段（例えば低速段）と、他方のブレーキを係合し一方のブレーキを解放する変速段（例えば高速段）との切り替えを行うようにしている。この場合、変速時に係合側の摩擦係合要素の係合と、解放側の摩擦係合要素の解放とを同時に行う、いわゆるクラッチツウクラッチ変速が行われることになる。

なお、車両減速時の回生に関する技術として下記の特許文献２及び３がある。

特許文献２に記載の技術では、回生制動力を発生する回生機構が入力側に連結されている変速機の制御装置であって、前記回生機構を使用した回生制動時の減速度に基づいて前記変速機での変速の判断を成立させる変速点を変更することで、変速時のショック等を防止している。また、特許文献３に記載の技術では、変速中の車両減速度をメカブレーキ（ホイールブレーキ）で分担させ、変速後の減速度を電動機の回生トルクで分担している。
特開２００５−２６４７６２号公報 特開２００４−２０４９５８号公報 特開２００５−３２９９２６号公報

ところで、動力分配機構の伝達部材（リング軸）と駆動輪との間に自動変速機が配置された車両において、ブレーキが踏み込まれた際には、回生トルクを出力して充電したいが、自動変速機の摩擦係合要素（以下、摩擦係合要素を単に「クラッチ」という場合もある）を解放しているときに回生トルクは出力不可である。

具体的には、動力分配機構と駆動輪との間に自動変速機を直列に配置した車両では、パワＯＦＦアップシフト変速時には、自動変速機への入力トルクで変速を進行させているため、回転変化中は自動変速機のクラッチが解放状態（ニュートラル状態）となり、動力分配機構のリング軸がフリー状態となるので、クラッチ係合まで回生トルクを出力することはできない。このため、負トルク出力が変速後（クラッチ係合完了後）のタイミングとなってしまい、負トルクを出力する際にドライバが違和感を感じる場合がある。すなわち、ドライバがパワＯＦＦ（アクセルＯＦＦ）操作を行った直後ではなく、アクセルＯＦＦを操作を行った後、しばらくしてから負トルクが出力されると、ドライバが予期しないときに回生制動（減速度）を感じてしまい、違和感を覚える可能性がある。

なお、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｒａｋｅ）システムが装備された車両では、パワＯＦＦアップシフト変速中に、動力分配機構のリング軸がフリー状態になっても、ドライバ要求の車両減速度を通常走行時と同じように、メカブレーキで分担することができ、変速後の減速度の分担をメカブレーキから電動機回生トルクに移行させることにより、違和感のない状態で駆動力を制御することは可能である（例えば、上記した特許文献３参照）。しかし、自動ブレーキが装備されていない車両、あるいは、ＥＣＢシステムが特殊状況下（故障等）で使用できない場合は、車両減速度をメカブレーキで分担することはできない。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、車両減速時に回生を実現する電動機と自動変速機とを備えた車両において、パワＯＦＦアップシフト変速時（ニュートラル変速時）に、違和感のない駆動力制御を実現することが可能な制御装置の提供を目的とする。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、パワＯＦＦアップシフト変速時（ニュートラル変速時）に回生要求が発生した場合、アップシフト変速後の回生上乗せのトルクを徐々に変化させながら出力するとともに、そのトルク出力勾配を、回生要求発生時から変速終了時（クラッチ係合終了時）までの時間に応じて可変に設定する点にある。このようなアップシフト変速後のトルク出力制御によりドライバビリティの向上をはかることができる。

−解決手段−
具体的に、本発明は、電動機及び自動変速機が搭載され、前記電動機と駆動輪との間に前記自動変速機が直列に配置されているとともに、前記駆動輪から入力されるトルクによって前記電動機を駆動して回生を行う車両の制御装置を前提としており、このような車両の制御装置において、パワＯＦＦアップシフト時に回生要求が発生したときに前記回生要求発生時から計時を開始し、前記パワＯＦＦアップシフトの変速終了時に計時を終了する計時手段と、前記パワＯＦＦアップシフトの変速後に回生トルクを出力する際にそのトルク出力を徐々に変化させるトルク出力制御手段と、前記計時手段によって計時された回生要求発生時から変速終了までの時間に応じて前記トルク出力変化の勾配を可変に設定するトルク出力勾配設定手段とを備えていることを特徴としている。

本発明によれば、パワＯＦＦアップシフト変速終了時（クラッチ係合終了時）に、負トルクを一気に出力するのではなく、回生要求発生時から変速終了までの時間（回生出力遅れ時間）の長さを考慮して負トルクを所定の勾配で徐々に変化させながら出力するので、ドライバが回生制動を感じないように負トルクを出力することが可能になる。

より具体的には、ドライバがアクセルＯＦＦ操作を行ってから長い時間が経過すればするほど、回生制動による違和感（駆動力変動）を感じやすくなる点を考慮し、回生要求発生時からパワＯＦＦアップシフト変速終了までの時間が長いほど、トルク出力勾配を小さく設定して負トルク出力（回生制動）による駆動力変動が現れないようにすることで、ドライバが感じる違和感をより効果的に低減する。

このように、本発明では、駆動側の制御（パワＯＦＦアップシフト変速終了後の負トルク出力方法の工夫）により違和感のない駆動力制御を実現することできるので、ＥＣＢシステムが装備されていない車両であっても、パワＯＦＦアップシフト変速時におけるドライバビリティの向上をはかることができる。しかも、違和感のない駆動力制御を実現しつつ、回生トルクの出力による充電が可能になるので、燃費の向上をはかることができる。

本発明を適用する車両の具体的な例として、エンジンの出力を第１電動機及び伝達部材（リング軸）へ分配する動力分配機構と、前記伝達部材と駆動輪との間に設けられた有段式の自動変速機と、前記伝達部材と該駆動輪との間に設けられた第２電動機とが搭載されたハイブリッド車を挙げることができ、このようなハイブリッド車の制御に本発明を適用することで、パワＯＦＦアップシフト変速時におけるドライバビリティの向上をはかることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

この例では、２つのモータ・ジェネレータを備え、かつＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車として構成されたハイブリッド車に対して本発明を適用した場合について説明する。なお、この例では、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）システムが装備されていないのハイブリッド車を対象としている。

図１は本発明を適用するハイブリッド車の一例を示す概略構成図である。

この例のハイブリッド車ＨＶは、エンジン１、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２、自動変速機（ＡＴ）３、インバータ４、ＨＶバッテリ５、デファレンシャルギヤ６、駆動輪７、油圧制御回路３００（図４及び図５参照）、及び、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００などを備えている。

これらエンジン１、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、動力分配機構２、自動変速機３、及び、ＥＣＵ１００の各部について以下に説明する。

−エンジン−
エンジン（駆動源）１は、例えばガソリンエンジンであって、スロットル開度（吸気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。また、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１の回転数（エンジン回転数）はエンジン回転数センサ２０１によって検出される。このエンジン１はＥＣＵ１００によって駆動制御される。

−モータジェネレータ−
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は交流同期電動機であって、電動機（駆動源）として機能するとともに発電機としても機能する。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はインバータ４を介してＨＶバッテリ５に接続されている。インバータ４はＥＣＵ１００によって制御され、そのインバータ４の制御により、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生または力行（アシスト）が設定される。その際の回生電力はＨＶバッテリ５にインバータ４を介して充電される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動用電力はＨＶバッテリ５からインバータ４を介して供給される。なお、上記ＨＶバッテリ５は、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。また、ＨＶバッテリ５に代わる蓄電装置として、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることも可能である。

−動力分配機構−
動力分配機構２は、外歯歯車のサンギヤＳ２１と、このサンギヤＳ２１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤＲ２１と、上記サンギヤＳ２１に噛み合うとともに、リングギヤＲ２１に噛み合う複数のピニオンギヤＰ２１と、この複数のピニオンギヤＰ２１を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣＡ２１とを備え、これらサンギヤＳ２１、リング
ギヤＲ２１及びキャリアＣＡ２１を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構で構成されている。

この動力分配機構２のキャリアＣＡ２１にはエンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１が連結されている。また、動力分配機構２のサンギヤＳ２１には第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸が連結されている。さらに、動力分配機構２のリングギヤＲ２１にはリング軸２１が連結されている。このリング軸２１には第２モータジェネレータＭＧ２の回転軸が連結されている。そして、このような動力分配機構２と駆動輪７との間に有段式の自動変速機３が直列に連結されている。

−自動変速機−
自動変速機３は、図２に示すように、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構３１、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構３２、及び、２つのブレーキ（摩擦係合要素）Ｂ１，Ｂ２などを備えた遊星歯車式の変速機であって、入力軸３０が動力分配機構２のリング軸２１（図１を参照）に連結されている。また、自動変速機３の出力軸３３はデファレンシャルギヤ６及び一対の車軸等を介して駆動輪７に連結されている。

第１遊星歯車機構３１は、外歯歯車のサンギヤＳ３１と、このサンギヤＳ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤＲ３１と、サンギヤＳ３１に噛み合う複数の第１ピニオンギヤＰ３１ａと、この第１ピニオンギヤＰ３１ａに噛み合うとともに、リングギヤＲ３１に噛み合う複数の第２ピニオンギヤＰ３１ｂと、これら複数の第１ピニオンギヤＰ３１ａ及び複数の第２ピニオンギヤＰ３１ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリアＣＡ３１とを備えている。

第１遊星歯車機構３１のキャリアＣＡ３１は第２遊星歯車機構３２のキャリアＣＡ３２に一体的に連結されている。そして、第１遊星歯車機構３１のサンギヤＳ３１はブレーキＢ１を介して非回転部材であるハウジングＨに選択的に連結されており、ブレーキＢ１の係合によってサンギヤＳ３１の回転が阻止される。

第２遊星歯車機構３２は、外歯歯車のサンギヤＳ３２と、このサンギヤＳ３２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤＲ３２と、サンギヤＳ３２に噛み合うとともに、リングギヤＲ３２に噛み合う複数のピニオンギヤＰ３２と、複数のピニオンギヤＰ３２を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣＡ３２とを備えている。この第２遊星歯車機構３２のサンギヤＳ３２は上記入力軸３０に連結されており、キャリアＣＡ３２は上記出力軸３３に連結されている。さらに、第２遊星歯車機構３２のリングギヤＲ３２はブレーキＢ２を介してハウジングＨに選択的に連結されており、ブレーキＢ２の係合によりリングギヤＲ３２の回転が阻止される。

そして、以上の如く構成された自動変速機３の入力軸３０の回転数（入力軸回転数Ｎｉｎ）は入力軸回転数センサ２０３によって検出される。また、自動変速機３の出力軸３３の回転数（出力軸回転数Ｎｏｕｔ）は出力軸回転数センサ２０４によって検出される。これら入力軸回転数センサ２０３及び出力軸回転数センサ２０４の出力信号から得られる回転数の比（出力軸回転数Ｎｏｕｔ／入力回転数Ｎｉｎ）に基づいて、自動変速機３の現状ギヤ段を判定することができる。

自動変速機３は運転者がシフトレバー等のレンジ切換え手段を操作することにより、例えばＰレンジ（パーキングレンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）、Ｄレンジ（前進走行レンジ）等に切り変えることができる。

以上の自動変速機３では、摩擦係合要素であるブレーキＢ１，Ｂ２を所定の状態に係合または解放することによってギヤ段（変速段）が設定される。自動変速機３のブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放状態を図３の作動表に示す。図３の作動表において「○」は「係合」を表し、「空欄」は「解放」を表している。

この例の自動変速機３において、ブレーキＢ１，Ｂ２の双方を解放することにより、入力軸３０（リング軸２１及び第２モータジェネレータＭＧ２の回転軸）と出力軸３３とを切り離すことができる（ニュートラル状態）。

また、変速ギヤ段の１速（１ｓｔ）は、ブレーキＢ２を係合し、ブレーキＢ１を解放することによって設定される。ブレーキＢ２が係合すると、第２遊星歯車機構３２のリングギヤＲ３２の回転が固定され、その回転が固定されたリングギヤＲ３２と、第２モータジェネレータＭＧ２によって回転するサンギヤＳ３２とによって、キャリアＣＡ３２つまり出力軸３３が低速回転する。

変速ギヤ段の２速（２ｎｄ）は、ブレーキＢ１を係合し、ブレーキＢ２を解放することによって設定される。ブレーキＢ１が係合すると、第１遊星歯車機構３１のサンギヤＳ３１の回転が固定され、その回転が固定されたサンギヤＳ３１と、第２モータジェネレータＭＧ２によって回転するサンギヤＳ３２（リングギヤ３１）の回転とによって、キャリアＣＡ３２（キャリアＣＡ３１）つまり出力軸３３が高速回転する。

以上の自動変速機３において、１速（１ｓｔ）から２速（２ｎｄ）へのアップ変速は、ブレーキＢ２を解放すると同時にブレーキＢ１を係合するクラッチツウクラッチ変速制御によって達成される。また、２速（２ｎｄ）から１速（１ｓｔ）へのダウン変速は、ブレーキＢ１を解放すると同時にブレーキＢ２を係合するクラッチツウクラッチ変速制御によって達成される。これらブレーキＢ１，Ｂ２の係合時または解放時の油圧は油圧制御回路３００（図４参照）によって制御される。

−油圧制御回路−
油圧制御回路３００には、リニアソレノイドバルブ及びオンオフソレノイドバルブなどが設けられており、それらソレノイドバルブの励磁・非励磁を制御して油圧回路を切り替えることによって自動変速機３のブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放を制御することができる。油圧制御回路３００のリニアソレノイドバルブ及びオンオフソレノイドバルブの励磁・非励磁は、ＥＣＵ１００からのソレノイド制御信号（指示油圧信号）によって制御される。

図４は、上記油圧制御回路３００の概略構成を示している。この図４に示すように、油圧制御回路３００は、エンジン１の回転により駆動され、かつ、ブレーキＢ１，Ｂ２を作動させるのに十分な圧送性能をもってオイル（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）をオイル用流路３０１に圧送する機械式ポンプＭＰと、機械式ポンプＭＰからオイル用流路３０１に圧送されたオイルのライン油圧ＰＬを調整する３ウェイソレノイドバルブ３０２及びプレッシャコントロールバルブ３０３と、ライン油圧ＰＬを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を調整するリニアソレノイドバルブ３０４，３０５やコントロールバルブ３０６，３０７、アキュムレータ３０８，３０９とから構成されている。

この油圧制御回路３００では、ライン油圧ＰＬは、３ウェイソレノイドバルブ３０２を駆動してプレッシャコントロールバルブ３０３の開閉を制御することにより調整することができる。

また、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合力は、リニアソレノイドバルブ３０４，３０５に印加する電流を制御することによりライン油圧ＰＬをブレーキＢ１，Ｂ２に伝達させるコントロールバルブ３０６，３０７の開閉を制御することにより調節することができる。

さらに、この油圧制御回路３００では、機械式ポンプＭＰから圧送されたオイルのうちブレーキＢ１，Ｂ２の作動に用いられなかった余剰のオイルと、ブレーキＢ１，Ｂ２の作動に用いられた後のプレッシャコントロールバルブ３０３からの戻りのオイルとを潤滑油としてオイル用流路３１０を介して動力分配機構２などに供給する。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図５に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２には、ハイブリッド車ＨＶの基本的な運転に関する制御のほか、ハイブリッド車ＨＶの走行状態に応じて自動変速機３のギヤ段を設定する変速制御を実行するためのプログラムを含む各種プログラムなどが記憶されている。この変速制御の具体的な内容については後述する。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０６を介して互いに接続されるとともに、インターフェース１０５と接続されている。なお、ＥＣＵ１００は、後述する「回生要求発生時からアップシフト変速終了までの時間Ｔ」を含む各種時間を計測するためのタイマ１１０を備えている。

ＥＣＵ１００のインターフェース１０５には、エンジン回転数センサ２０１、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ２０２、入力軸回転数センサ２０３、出力軸回転数センサ２０４、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ２０５、及び、シフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ２０６などが接続されており、これらの各センサの出力信号、つまり、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θｔｈ、自動変速機３の入力軸回転数Ｎｉｎ及び出力軸回転Ｎｏｕｔ、アクセル開度Ａｃｃ、シフトレバー位置情報に関する信号などがＥＣＵ１００に入力される。

ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットル開度（吸気量）制御、燃料噴射制御及び点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

また、ＥＣＵ１００は、自動変速機３の油圧制御回路３００にソレノイド制御信号（ブレーキ油圧指令信号）を出力する。このソレノイド制御信号に基づいて、油圧制御回路３００のリニアソレノイドバルブ３０４，３０５やコントロールバルブ３０６，３０７などが制御され、所定のギヤ段（１速または２速）を構成するように、ブレーキＢ１，Ｂ２が所定の状態に係合または解放される。

さらに、ＥＣＵ１００は下記の「変速制御」及び「パワＯＦＦアップシフト変速時のトルク出力制御」を実行する。

−変速制御−
この例の変速制御に用いる変速マップについて図６を参照して説明する。

図６に示す変速マップは、車速及びスロットル開度をパラメータとし、それら車速及びスロットル開度に応じて、適正なギヤ段（最適な燃費となるギヤ段）を求めるための２つ領域（１速及び２速の領域）が設定されたマップであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。変速マップの各領域は変速線（ギヤ段の切り替えライン）によって区画されている。

なお、図６に示す変速マップにおいて、シフトアップ線（変速線）を実線で示し、シフトダウン線（変速線）を破線で示している。また、シフトアップ及びシフトダウンの各切り替え方向を図中に数字と矢印とを用いて示している。

次に、変速制御の基本動作について説明する。

ＥＣＵ１００は、出力軸回転数センサ２０４の出力信号に基づいて車速Ｖを算出するとともに、アクセル開度センサ２０５の出力信号からアクセル開度Ａｃｃを読み込み、それら車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃに基づいて、図６に示す変速マップを参照して目標ギヤ段を算出するとともに、入力軸回転数センサ２０３及び出力軸回転数センサ２０４の出力信号から得られる回転数の比（出力軸回転数Ｎｏｕｔ／入力軸回転数Ｎｉｎ）に基づいて、自動変速機３の現状ギヤ段を判定し、それら目標ギヤ段と現状ギヤ段とを比較して変速操作が必要であるか否かを判定する。

その判定結果により、変速の必要がない場合（目標ギヤ段と現状ギヤ段とが同じで、ギヤ段が適切に設定されている場合）には、現状ギヤ段を維持するソレノイド制御信号（ブレーキ油圧指令信号）を自動変速機３の油圧制御回路３００に出力する。

一方、目標ギヤ段と現状ギヤ段とが異なる場合には変速制御を行う。例えば、自動変速機３のギヤ段が「１速」の状態で走行している状況から、ハイブリッド車ＨＶの走行状態が変化（例えば要求トルク（アクセル開度Ａｃｃ）が変化）して、例えば図６に示す点Ａから点Ｂに変化した場合、前記変速マップから算出される目標ギヤ段が「２速」となり、その２速のギヤ段を設定するソレノイド制御信号（ブレーキ油圧指令信号）を自動変速機３の油圧制御回路３００に出力して、摩擦係合要素であるブレーキＢ２を解放すると同時にブレーキＢ１を係合することにより、１速のギヤ段から２速のギヤ段への変速（１ｓｔ→２ｎｄアップ変速）を行う。

−パワＯＦＦアップシフト変速時のトルク出力制御−
まず、この例のハイブリッド車ＨＶは、動力分配機構２のリング軸２１と駆動輪７との間に自動変速機３が直列に配置されており、さらに、自動変速機３の１速（１ｓｔ）から２速（２ｎｄ）へのアップ変速が、上記したように、ブレーキＢ２を解放すると同時にブレーキＢ１を係合するクラッチツウクラッチ変速制御によって達成されるため、パワＯＦＦアップシフト変速中に自動変速機３がニュートラル状態となり、動力分配機構２のリング軸２１がフリー状態となってしまい、係合側のブレーキＢ１が係合するまで回生トルクを出力することはできない。このため、負トルク出力が変速後（ブレーキＢ１係合後）のタイミングとなってしまい、負トルクを出力する際にドライバが違和感を覚える場合がある。

なお、この例の車両では、ＥＣＢシステムが装備されていないので、パワＯＦＦアップシフト変速時の減速度の分担をメカブレーキから電動機回生トルクに移行させることはできない。

そのような点を考慮し、この例では、パワＯＦＦアップシフト変速時（ニュートラル変速時）に回生要求が発生した場合、アップシフト変速終了時（ブレーキＢ１係合終了時）に、負トルクを一気に出力するのではなく、負トルクを徐々に変化させながら出力する（図９参照）。しかも、そのトルク出力勾配を、回生要求発生時から変速終了時までの時間（回生出力遅れ時間）に応じて可変に設定することで、パワＯＦＦアップシフト変速時のドライバビリティの向上をはかる点に特徴がある。

そのパワＯＦＦアップシフト変速時のトルク出力制御の具体的な例を、図７のフローチャートを参照して説明する。図７の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間毎に繰り返して実行される。

ステップＳＴ１では、パワＯＦＦアップシフト変速を開始したか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ２に進む。具体的には、ハイブリッド車ＨＶが、１速（１ｓｔ）で走行している状況で、ドライバの操作によりアクセルＯＦＦ（アクセル開度センサ２０５が「０」）となり、図６の変速線［１ｓｔ→２ｎｄ］を跨いだときにアップシフト変速が開始されるので、そのアップシフト変速開始時点でステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ１の判定結果が否定判定である場合はリターンする。

ステップＳＴ２では、回生要求発生（回生モード開始）であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ３に進み、ＥＣＵ１００内部のタイマ１１０をスタートする（回生要求発生時からの計時開始）。ステップＳＴ２の判定結果が否定判定である場合はリターンする。

なお、回生要求発生の判定は、駆動輪７に作用する駆動力（例えば自動変速機３の入力トルク及び自動変速機３の変速比に基づいて算出）が「０」または「０近傍の値（０以下も含む）」にまで低下したときに「回生要求発生」と判定する。

ステップＳＴ４においては、アップシフト変速が終了（ブレーキＢ１係合終了）した否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ５に進む。

なお、「アップシフト変速終了」の判定中に、例えばドライバによるアクセルＯＮ操作などによって回生要求（回生モード）が解消された場合（ステップＳＴ１１の判定結果が肯定判定となった場合）は、タイマ１１０をリセットした後（ステップＳＴ１２）にリターンする。

ステップＳＴ５では、タイマ１１０による計時を終了（タイマ終了）し、この時点までの計測時間つまり回生要求発生時からアップシフト変速終了までの時間Ｔを採取する。

次に、ステップＳＴ６において、回生要求発生時からアップシフト変速終了までの時間（回生出力遅れ時間）Ｔに基づいて、図８のマップを参照して変速後の回生上乗せのトルク出力勾配αを算出し、その算出したトルク出力勾配αに基づいて回生トルク（負トルク）を徐々に出力する（ステップＳＴ７）。

図８に示すマップは、回生要求発生時からアップシフト変速終了までの時間Ｔをパラメータとし、アップシフト変速後における車両減速度の影響（変速後に現れる車両減速度によるドライバの違和感）をできるだけ小さくしながら、減速後に可能な限り多くの回生量をより短い時間で回生できるようなトルク出力勾配α（回生スイープ率）を、予め実験・計算等によって経験的に求めた値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２に記憶されている。この図８に示すマップにおいて、回生要求発生時からアップシフト変速終了までの時間Ｔが長いほど、トルク出力勾配αが小さな値となるように設定されている。

ここで、変速後の回生上乗せトルクとは、例えば第２モータジェネレータＭＧ２（第１モータジェネレータＭＧ１を含む場合もある）が出力する負トルクのことであって、例えば図９に示すように、変速時から回生トルク（負トルク）を、図８のマップから求めた勾配αに応じて徐々に出力する。

以上説明したように、この例の制御によれば、パワＯＦＦアップシフト変速終了時（ブレーキＢ１係合終了時）に、負トルクを一気に出力するのではなく、回生要求発生時から変速終了までの時間の長さを考慮して負トルクを所定の勾配αで徐々に変化させながら出力するので、ドライバが回生制動（減速度）を感じないように負トルクを出力することが可能になる。これによって、パワＯＦＦアップシフト変速時における電力回生（燃費の向上）を達成しながら、ドライバビリティの向上をはかることができる。

−他の実施形態−
以上の例では、前進２段変速の自動変速機が搭載された車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば前進４段変速等の他の任意の変速段の遊星歯車式自動変速機が搭載された車両の制御にも適用可能である。

以上の例では、ガソリンエンジンを搭載した車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の制御にも適用可能である。さらに、本発明は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両に限れらることなく、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両や、４輪駆動車の制御にも適用できる。

以上の例では、２台のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が搭載されたハイブリッド車ＨＶに本発明を適用した例を示したが、これに限られることなく、１台もしくは３台以上のモータジェネレータが搭載されたハイブリッド車にも本発明は適用可能である。また、ハイブリッド車に限られることなく、駆動源として電動機のみが搭載され、その電動機と駆動輪との間に有段式の自動変速機が配置された電気自動車（ＥＶ）にも本発明を適用することができる。

本発明を適用するハイブリッド車の一例を示す概略構成図である。 図１のハイブリッド車に搭載される自動変速機の概略構成図である。 図１に示す自動変速機の作動表である。 自動変速機の油圧制御回路の一部を示す回路構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 変速制御に用いる変速マップの一例を示す図である。 ＥＣＵが実行するパワＯＦＦアップシフト変速時のトルク出力制御の一例を示すフローチャートである。 トルク出力勾配算出用のマップを示す図である。 パワＯＦＦアップシフト変速後に出力する負トルクの出力勾配を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 動力分配機構
２１ リング軸
３ 自動変速機
３０ 入力軸
３３ 出力軸
３００ 油圧制御回路
Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ（摩擦係合要素）
４ インバータ
５ ＨＶバッテリ
７ 駆動輪
ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ
１００ ＥＣＵ
１１０ タイマ
２０３ 入力軸回転数センサ
２０４ 出力軸回転数センサ
２０５ アクセル開度センサ

Claims (3)

1. 電動機及び自動変速機が搭載され、前記電動機と駆動輪との間に前記自動変速機が直列に配置されているとともに、前記駆動輪から入力されるトルクによって前記電動機を駆動して回生を行う車両の制御装置において、
   パワＯＦＦアップシフト時に回生要求が発生したときに前記回生要求発生時から計時を開始し、前記パワＯＦＦアップシフトの変速終了時に計時を終了する計時手段と、前記パワＯＦＦアップシフトの変速後に回生トルクを出力する際にそのトルク出力を徐々に変化させるトルク出力制御手段と、前記計時手段によって計時された回生要求発生時から変速終了までの時間に応じて前記トルク出力変化の勾配を可変に設定するトルク出力勾配設定手段とを備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１記載の車両の制御装置において、
   前記回生要求発生時から変速終了までの時間が長い場合は短い場合と比較して、前記トルク出力勾配を小さく設定することを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両の制御装置において、
   前記車両が、エンジンの出力を第１電動機及び伝達部材へ分配する動力分配機構と、前記伝達部材と駆動輪との間に設けられた有段式の自動変速機と、前記伝達部材と前記駆動輪との間に設けられた第２電動機とが搭載されたハイブリッド車であることを特徴とする車両の制御装置。

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