JP2013035457A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機のダウンシフト時における違和感の発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】専ら電動機ＭＧを走行用の駆動源とする走行モードから自動変速機１８のダウンシフトが行われる場合であってエンジン１２の始動が併行して実行される場合には、そのエンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて電動機ＭＧの回転速度上昇が抑制させられることから、その電動機ＭＧのトルクのうち変速進行のために分配されるトルクが減らされてエンジン始動にその分のトルクが用いられることで、クラッチＫ０のスリップが低減されてエンジン始動に要するトルク及び時間が低減されると共に、変速中も駆動輪側へ駆動力が伝達されることからダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンと電動機との間の動力伝達経路にクラッチを備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、自動変速機のダウンシフト時における違和感の発生を抑制するための改良に関する。

エンジン及び電動機を選択的に走行用の駆動源として用いるハイブリッド車両の一例として、エンジンと電動機との間の動力伝達経路に、係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチを備えると共に、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機を備えたハイブリッド車両が知られている。斯かるハイブリッド車両において、駆動力の応答性向上とエンジン始動のレスポンス向上を実現するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置がそれである。この技術によれば、専ら電動機を動力源として走行するＥＶモードでの走行中にアクセル開度が所定値以上となった場合、変速機のダウンシフト中にエンジンを始動することで、駆動力の応答性向上とエンジン始動のレスポンス向上を両立させることができるとされている。

特開２００８−２０７６４３号公報 特開平１１−０８２２６０号公報 特開２００６−３０６２１０号公報 特開２０１０−０３０４８６号公報 特開２０１０−１１１１４４号公報

しかし、前記従来の技術により自動変速機のダウンシフト中にエンジンを始動する場合、ショックの発生を抑制するために車両の駆動力が低下させられ好適には０とされるが、通常であれば前記自動変速機のダウンシフトにより駆動力が大きくなるにも関わらず、前記エンジンの始動と併行して行われるダウンシフトでは駆動力が抜けるように感じるため、運転者に違和感を与えるおそれがあった。このような課題は、ハイブリッド車両のドライバビリティ向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、自動変速機のダウンシフト時における違和感の発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、エンジンと電動機との間の動力伝達経路に、係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチを備えると共に、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、専ら前記電動機を走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジンの始動が併行して実行される場合には、そのエンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が抑制させられることを特徴とするものである。

このようにすれば、専ら前記電動機を走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジンの始動が併行して実行される場合には、そのエンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が抑制させられることから、その電動機のトルクのうち変速進行のために分配されるトルクが減らされてエンジン始動にその分のトルクが用いられることで、前記クラッチのスリップが低減されてエンジン始動に要するトルク及び時間が低減されると共に、変速中も駆動輪側へ駆動力が伝達されることからダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。すなわち、自動変速機のダウンシフト時における違和感の発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両に係る駆動系統の構成を概念的に示す図である。 図１のハイブリッド車両に備えられた自動変速機の構成の一例を示す骨子図である。 図２の自動変速機の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図１のハイブリッド車両における電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図１のハイブリッド車両において専ら電動機を駆動源とする走行状態とエンジンを駆動する走行状態とを切り替えるための判定に用いられる関係の一例を示す図である。 エンジンの始動を伴わない自動変速機のダウンシフトに際しての各関係値の経時変化を例示するタイムチャートである。 自動変速機のダウンシフトとエンジンの始動制御が同期して実行される場合であって、本実施例の制御が行われない従来の制御における各関係値の経時変化を例示するタイムチャートである。 自動変速機のダウンシフトとエンジンの始動制御が同期して実行される場合であって、本実施例の制御が行われる場合における各関係値の経時変化を例示するタイムチャートである。 図１のハイブリッド車両に備えられた電子制御装置によるエンジン始動制御の要部を説明するフローチャートである。

本発明において、好適には、専ら前記電動機を走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジンの始動が併行して実行される場合であり、且つ、前記クラッチの係合が完了していない場合（クラッチの係合前）には、前記エンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が抑制させられるものである。このようにすれば、前記クラッチにスリップが発生し易い係合前の段階において、そのクラッチのスリップが低減されてエンジン始動に要するトルク及び時間が低減されると共に、変速中も駆動輪側へ駆動力が伝達されることからダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。

また、本発明において、好適には、専ら前記電動機を走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジンの始動が併行して実行される場合であり、且つ、前記クラッチの係合が完了している場合（クラッチの係合後）には、前記エンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が早められるものである。このようにすれば、エンジン始動直後は定常時よりもエンジントルクが大きくなるので、そのエンジンの回転速度すなわち前記電動機の回転速度の上昇を早めることができ、変速の完了を早くすることができる。

また、本発明において、好適には、専ら前記電動機を走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジンの始動が併行して実行される場合において、そのダウンシフトの目標変速段が一方向クラッチの係合により成立させられる変速段である場合には、前記クラッチの係合前に前記エンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が抑制させられる制御、及び、前記クラッチの係合後に前記エンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が早められる制御の少なくとも一方が実行されるものである。このようにすれば、前記電動機の回転速度が目標変速段の同期回転速度を上回ることでショックが発生し易い傾向にある、一方向クラッチの係合により成立させられる変速段を目標変速段とするダウンシフトに関して、そのダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。

また、本発明は、好適には、前記エンジンのクランク軸が前記クラッチを介して前記電動機のロータに接続されると共に、そのロータと駆動輪との間の動力伝達経路にトルクコンバータ及び自動変速機を備えたハイブリッド車両に好適に適用される。また、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路にトルクコンバータを介することなく自動変速機を備えたハイブリッド車両に本発明が適用されても構わない。

また、本発明は、好適には、専ら電動機を走行用の駆動源とするＥＶ走行モードから前記エンジン及び電動機を共に駆動源とするＥＨＶモード（ハイブリッド走行モード）への移行時におけるエンジン始動制御と、自動変速機のダウンシフトが併行して実行される場合に好適に適用される。

また、本発明において、前記自動変速機のダウンシフトと併行して前記エンジンの始動が行われるとは、好適には、前記自動変速機の変速指令とエンジンの始動指令とが略同時に出力される場合をいうが、前記エンジンの始動制御と前記自動変速機のダウンシフト制御とが少なくとも一部において時間的に重複するものであればよく、必ずしもそれらの制御の開始時点及び終了時点が一致しなくともよい。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。この図１に示すハイブリッド車両１０は、駆動源として機能するエンジン１２及び電動機ＭＧを備えており、それらエンジン１２及び電動機ＭＧにより発生させられた駆動力は、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、差動歯車装置２０、及び左右１対の車軸２２をそれぞれ介して左右１対の駆動輪２４へ伝達されるように構成されている。また、上記電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、及び自動変速機１８は、何れもトランスミッションケース３６（以下、ケース３６という）内に収容されている。このケース３６は、例えばアルミダイキャスト製の分割式ケースであり、車体等の非回転部材に固定されている。斯かる構成から、上記ハイブリッド車両１０は、上記エンジン１２及び電動機ＭＧの少なくとも一方を走行用の駆動源として駆動される。すなわち、上記ハイブリッド車両１０においては、専ら上記エンジン１２を走行用の駆動源とするエンジン走行モード、専ら上記電動機ＭＧを走行用の駆動源とするＥＶ走行（モータ走行）モード、及び上記エンジン１２及び電動機ＭＧを走行用の駆動源とするＥＨＶ走行（ハイブリッド走行）モード等、複数の走行モード等が選択的に成立させられる。

上記エンジン１２は、例えば、燃料が燃焼室内に直接噴射される筒内噴射型のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記エンジン１２の駆動（出力トルク）を制御するために、電子スロットル弁を開閉制御するスロットルアクチュエータ、燃料噴射制御を行う燃料噴射装置、及び点火時期制御を行う点火装置等を備えた出力制御装置１４が設けられている。この出力制御装置１４は、後述する電子制御装置５０から供給される指令に従ってスロットル制御のために上記スロットルアクチュエータにより上記電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射制御のために上記燃料噴射装置による燃料噴射を制御し、点火時期制御のために上記点火装置による点火時期を制御する等して上記エンジン１２の出力制御を実行する。

前記トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐとタービン翼車１６ｔとの間には、それらポンプ翼車１６ｐ及びタービン翼車１６ｔが一体的に回転させられるように直結するロックアップクラッチＬＵが設けられている。このロックアップクラッチＬＵは、油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてその係合状態が係合（完全係合）、スリップ係合、乃至開放（完全開放）の間で制御されるようになっている。また、前記トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐには機械式の油圧ポンプ２８が連結されており、そのポンプ翼車１６の回転に伴いその油圧ポンプ２８により発生させられた油圧が油圧制御回路３４に元圧として供給されるようになっている。

図２は、前記自動変速機１８の構成の一例を示す骨子図である。なお、斯かる自動変速機１８は、その軸心に対して対称的に構成されているため、図２の骨子図においてはその下側が省略されている。この図２に示すように、前記自動変速機１８は、前記トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｔに連結された入力軸３８と、前記差動歯車装置２０に連結された出力軸４０との間の動力伝達経路に、例えばシングルピニオン型の遊星歯車装置４２、４４を主体として構成され、予め定められた複数の変速段（変速比）の何れかが選択的に成立させられる有段式の自動変速機構である。上記遊星歯車装置４２、４４は、それぞれサンギヤＳ１、Ｓ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２、それら遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ１、ＣＡ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を介してサンギヤＳ１、Ｓ２と噛み合うリングギヤＲ１、Ｒ２を備えている。

前記自動変速機１８は、複数の油圧式摩擦係合装置を備え、それら係合装置の係合乃至解放の組み合わせに応じて予め定められた複数の変速段を選択的に成立させる変速機構である。すなわち、前記自動変速機１８においては、上記サンギヤＳ１がブレーキＢ１を介して前記ケース３６に選択的に連結されるようになっている。また、上記キャリアＣＡ１とリングギヤＲ２とが一体的に連結され、第２ブレーキＢ２を介して前記ケース３６に選択的に連結されるようになっていると共に、一方向クラッチＦ１を介してそのケース３６に対する一方向の回転が許容されつつ逆方向の回転が阻止されるようになっている。また、上記サンギヤＳ２が第１クラッチＣ１を介して上記入力軸３８に選択的に連結されるようになっている。また、一体的に連結された上記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２が第２クラッチＣ２を介して上記入力軸３８に選択的に連結されるようになっている。また、上記リングギヤＲ１とキャリアＣＡ２とが一体的に連結されると共に上記出力軸４０に連結されている。

前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと表す）は、何れも従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本又は２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキ等により構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するための装置である。

図３は、前記自動変速機１８の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。この図３に示すように、前記自動変速機１８においては、前記第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比γ１が最大値例えば「３．２０」程度である第１速ギヤ段が成立させられる。なお、第２速ギヤ段（或いは第３速ギヤ段）から第１速ギヤ段へのダウン変速時には、前記一方向クラッチＦ１により前記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の前記ケース３６に対する相対回転が阻止されるため、前記第２ブレーキＢ２は係合させられなくともよい。また、前記第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比γ２が第１速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．７２」程度である第２速ギヤ段が成立させられる。また、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合により変速比γ３が第２速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．００」程度である第３速ギヤ段が成立させられる。また、前記第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．６７」程度である第４速ギヤ段が成立させられる。また、前記第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比γＲが例えば「３．２０」程度である後進ギヤ段（後進変速段）が成立させられる。また、前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。

図１に示すように、前記電動機ＭＧは、前記ケース３６により軸心まわりの回転可能に支持されたロータ３０と、そのロータ３０の外周側において前記ケース３６に一体的に固定されたステータ３２とを、備えており、駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータである。この電動機ＭＧは、インバータ５６を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電装置５８に接続されており、後述する電子制御装置５０によりそのインバータ５６を介してコイルに供給される駆動電流が調節されることにより、前記電動機ＭＧの駆動が制御されるようになっている。換言すれば、上記インバータ５６を介しての制御により前記電動機ＭＧの出力トルクが増減させられるようになっている。

また、前記エンジン１２と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路には、係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチＫ０が設けられている。すなわち、前記エンジン１２の出力部材であるクランク軸２６は、斯かるクラッチＫ０を介して前記電動機ＭＧのロータ３０に選択的に連結されるようになっている。また、その電動機ＭＧのロータ３０は、前記トルクコンバータ１６の入力部材であるフロントカバーに連結されている。このクラッチＫ０は、例えば、油圧アクチュエータによって係合制御される多板式の油圧式摩擦係合装置であり、前記油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてその係合状態が係合（完全係合）、スリップ係合、乃至開放（完全開放）の間で制御されるようになっている。すなわち、前記油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてそのトルク容量が制御されるようになっている。上記クラッチＫ０が係合されることにより、上記クランク軸２６とトルクコンバータ１６のフロントカバーとの間の動力伝達経路における動力伝達が行われる（接続される）一方、上記クラッチＫ０が開放されることにより、上記クランク軸２６とトルクコンバータ１６のフロントカバーとの間の動力伝達経路における動力伝達が遮断される。また、上記クラッチＫ０がスリップ係合されることにより、上記クランク軸２６とトルクコンバータ１６のフロントカバーとの間の動力伝達経路においてそのクラッチＫ０のトルク容量（伝達トルク）に応じた動力伝達が行われる。

また、前記ハイブリッド車両１０は、図１に例示するような制御系統を備えている。この図１に示す電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記エンジン１２の駆動制御、前記電動機ＭＧの駆動制御、前記自動変速機１８の変速制御、前記クラッチＫ０の係合力制御、及び前記ロックアップクラッチＬＵの係合制御等の各種制御を実行する。なお、この電子制御装置５０は、必要に応じて前記エンジン１２の制御用、前記電動機ＭＧの制御用、前記自動変速機１８の制御用といったように、複数の制御装置に分けて構成され、相互に情報の通信が行われることで各種制御を実行するものであってもよい。

図１に示すように、上記電子制御装置５０には、前記ハイブリッド車両１０に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、図示しないアクセルペダルの踏込量に対応してアクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCを表す信号、エンジン回転速度センサ６４により検出される前記エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎ_Eを表す信号、タービン回転速度センサ６６により検出される前記トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｔの回転速度（タービン回転速度）Ｎ_Tを表す信号、電動機回転速度センサ６８により検出される前記電動機ＭＧの回転速度（電動機回転速度）Ｎ_MGを表す信号、電動機温度センサ７０により検出される前記電動機ＭＧの温度Ｔ_MGを表す信号、車速センサ７２により検出される車速Ｖを表す信号、水温センサ７４により検出される前記エンジン１２の冷却水温Ｔ_Wを表す信号、吸入空気量センサ７６により検出される前記エンジン１２の吸入空気量Ｑ_Aを表す信号、及びＳＯＣセンサ７８により検出される蓄電装置５８の蓄電量（残容量、充電量）ＳＯＣを表す信号等が上記電子制御装置５０に入力される。

また、前記電子制御装置５０から、前記ハイブリッド車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、前記エンジン１２の駆動制御のためにそのエンジン１２の出力制御装置１４に供給される信号、前記電動機ＭＧの駆動制御のために前記インバータ５６に供給される信号、前記自動変速機１８の変速制御のために前記油圧制御回路３４における複数の電磁制御弁に供給される信号、前記クラッチＫ０の係合制御のために前記油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号、前記ロックアップクラッチＬＵの係合制御のために前記油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号、及びライン圧制御のために前記油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号等が、前記電子制御装置５０から各部へ供給される。

図４は、前記電子制御装置５０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。なお、この図４に示す各制御部は、好適には、前記電子制御装置５０に機能的に備えられたものであるが、それぞれ個別の制御部として構成されると共に相互に情報の通信を行うことで以下に詳述する各種機能を実行するものであってもよい。この図４に示す電動機作動制御部８０は、基本的には、前記インバータ５６を介して前記電動機ＭＧの作動を制御する。具体的には、前記インバータ５６を介して前記蓄電装置５８から前記電動機ＭＧへ電気エネルギを供給することによりその電動機ＭＧにより必要な出力すなわち目標電動機出力が得られるように制御したり、その電動機により発電された電気エネルギを前記インバータ５６を介して前記蓄電装置５８に蓄積する等の制御を行う。

変速制御部８２は、前記自動変速機１８による変速を制御する。例えば、予め定められた関係（変速マップ）から車両の走行状態例えば前記アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル操作量Ａ_CC及び前記車速センサ７２により検出される車速Ｖ等に基づいて前記自動変速機１８において成立させられるべき変速段を判定し、判定された変速段が成立させられるように前記油圧制御回路３４を介して前記自動変速機１８におけるクラッチＣ及びブレーキＢの係合乃至解放を制御する。すなわち、各クラッチＣ乃至ブレーキＢに対応して前記油圧制御回路３４に備えられた電磁制御弁の出力圧を制御することにより、各クラッチＣ及びブレーキＢにそれぞれ供給される油圧を制御することで斯かる変速制御を行う。

エンジン始動制御部８４は、前記エンジン１２を始動させるエンジン始動制御を行う。例えば、専ら前記電動機ＭＧを駆動源として用いる前記ＥＶ走行モードから、前記エンジン１２を駆動源として用いる前記エンジン走行モード或いはハイブリッド走行モードへの移行に際して、前記クラッチＫ０を係合させることにより前記エンジン１２を始動させる。すなわち、後述するクラッチ係合制御部８６を介して前記クラッチＫ０をスリップ係合乃至完全係合させることにより、そのクラッチＫ０を介して伝達されるトルクにより前記エンジン１２を回転駆動させる。斯かる回転駆動によりエンジン回転速度Ｎ_Eが引き上げられると共に、前記出力制御装置１４を介してエンジン点火や燃料供給が開始されることで前記エンジン１２の自律運転が開始される。

図５は、前記ハイブリッド車両１０において専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行状態と前記エンジン１２を駆動する走行状態とを切り替えるための判定に用いられる関係の一例を示す図である。この図５に示すように、前記ハイブリッド車両１０においては、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行状態である前記ＥＶ走行モード（モータ走行領域）と、前記エンジン１２を駆動する走行状態である前記エンジン走行モード或いはハイブリッド走行モード等（エンジン走行領域）との切り替えを判定する判定線Ａが、電動機回転速度Ｎ_MGと電動機トルク上限Ｔ_MGLとに基づいて定められて記憶されている。上記エンジン始動制御部８４は、この図５に示すような関係から、前記電動機回転速度センサ６８により検出される電動機回転速度Ｎ_MG及び要求駆動力（要求出力トルク）等の車両状態に基づいて、モータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断して前記エンジン１２の始動制御を行う。すなわち、モータ走行領域からエンジン走行領域への移行に際して前記エンジン１２の始動制御を行う。なお、図５から明らかなように、前記ハイブリッド車両１０におけるモータ走行制御は、一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルク域、或いは車速Ｖの比較的低車速域すなわち低負荷域で実行される。

クラッチ係合制御部８６は、前記油圧制御回路３４に備えられたリニアソレノイド弁を介して前記クラッチＫ０の係合制御を行う。すなわち、そのリニアソレノイド弁に対する指令値（ソレノイドに供給される電流）を制御することにより、そのリニアソレノイド弁から前記クラッチＫ０に備えられた油圧アクチュエータへ供給される油圧を制御する。斯かる油圧制御により、そのクラッチＫ０の係合状態を前述のように係合（完全係合）、スリップ係合、乃至開放（完全開放）の間で制御する。例えば、前記エンジン始動制御部８４による前記エンジン１２の始動制御に際して、前記クラッチＫ０を係合させる制御を行う。このクラッチ係合制御部８６の制御により前記リニアソレノイド弁から前記クラッチＫ０へ供給される油圧に応じてそのクラッチＫ０のトルク容量（伝達トルク）が制御される。すなわち、上記クラッチ係合制御部８６は、換言すれば、前記油圧制御回路３４に備えられたリニアソレノイド弁を介して前記クラッチＫ０のトルク容量を制御するクラッチトルク容量制御部である。

クラッチ係合判定部８８は、前記クラッチＫ０が係合したか否かを判定する。好適には、前記クラッチＫ０が完全係合したか否かを判定するものであるが、そのクラッチＫ０のトルク容量が予め定められた閾値以上となったか否かを判定するものであってもよい。上記クラッチ係合判定部８８は、例えば、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eと前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGの差ΔＮ（＝Ｎ_MG−Ｎ_E）が予め定められた閾値未満となった場合に前記クラッチＫ０が係合したと判定する。好適には、その差ΔＮが略０となった場合に前記クラッチＫ０が係合したと判定する。また、前記油圧制御回路３４において、前記クラッチＫ０に対応する油圧アクチュエータへ供給される油圧を検出する油圧センサを備えた構成においては、その油圧センサにより検出される油圧が予め定められた閾値以上となった場合に前記クラッチＫ０が係合したと判定するものであってもよい。

前記電動機作動制御部８０は、前記変速制御部８２による前記自動変速機１８のダウンシフト（すなわち変速後の変速段に対応する変速比がその時点における変速比よりも大きい変速）と、前記エンジン始動制御部８４による前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合において、通常のダウンシフト時すなわち前記エンジン１２の始動が同期して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇を抑制する。すなわち、専ら前記電動機ＭＧを走行用の駆動源とする走行モードである前記ＥＶ走行モードから前記自動変速機１８のダウンシフトが行われる場合であって、前記エンジン１２の始動が併行して実行される場合には、そのエンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇を抑制する。例えば、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が併行して実行される場合には、通常のダウンシフト時よりも前記電動機ＭＧの回転速度上昇レート（単位時間あたりの回転速度上昇率）を小さくすることにより、その電動機ＭＧの回転速度の上昇を遅らせる。具体的には、前記アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCに対応する前記電動機ＭＧの出力トルクＴ_MGを、通常のダウンシフト時に比べて小さくする（低減する）制御を実行する。

前記電動機作動制御部８０は、好適には、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合において、前記クラッチＫ０の係合が完了する前は、前記エンジン１２の始動が同期して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇を抑制する。すなわち、前記自動変速機１８のダウンシフトと、前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合において、前記クラッチ係合判定部８８の判定が否定される間は、上述のように通常のダウンシフト時に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇を抑制する制御（上昇レートを小さくする制御）を実行する。

また、前記電動機作動制御部８０は、好適には、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合において、前記クラッチＫ０の係合が完了した後は、前記エンジン１２の始動が同期して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇を早める制御を行う。すなわち、前記自動変速機１８のダウンシフトと、前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合において、前記クラッチ係合判定部８８の判定が肯定される場合には、通常のダウンシフト時に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇を早める制御を実行する。例えば、通常のダウンシフト時よりも前記電動機ＭＧの回転速度上昇レートを大きくすることにより、その電動機ＭＧの回転速度の上昇を早める。具体的には、前記アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCに対応する前記電動機ＭＧの出力トルクＴ_MGを、通常のダウンシフト時に比べて大きくする（増大させる）制御を実行する。

また、前記電動機作動制御部８０は、好適には、前記自動変速機１８のダウンシフト後の変速段すなわちそのダウンシフトの目標変速段が、その自動変速機１８において前記一方向クラッチＦ１の係合により成立させられる変速段である場合に、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合における本実施例の制御を実行する。すなわち、前記自動変速機１８がダウンシフトした先の目標変速段が前記一方向クラッチＦ１の係合により成立させられる変速段である場合に限って、前記クラッチＫ０の係合前に前記電動機ＭＧの回転速度上昇を抑制する制御を行う。また、斯かる場合に限って、前記クラッチＫ０の係合後に前記電動機ＭＧの回転速度上昇を早める制御を行う。換言すれば、前記自動変速機１８がダウンシフトした先の目標変速段が前記一方向クラッチＦ１の係合により成立させられる変速段ではない場合には、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合における本実施例の制御を非実行とする。なお、前記自動変速機１８においては、図３に示すように例えば前記第２クラッチＣ２の解放及び一方向クラッチＦ１の係合により成立する第３速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウンシフト、或いは前記第１ブレーキＢ１の解放及び一方向クラッチＦ１の係合により成立する第２速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウンシフトが、ダウンシフト後の変速段が前記一方向クラッチＦ１の係合により成立させられるダウンシフトに相当する。

図６は、前記エンジン１２の始動を伴わない（エンジン１２の駆動が既に行われている場合の）前記自動変速機１８のダウンシフトに際しての各要素の回転速度、油圧、及びトルク等の関係値を例示するタイムチャートである。この図６においては、ダウンシフト後の変速段が前記一方向クラッチＦ１の係合により成立させられる場合を例示しており、例えば前記第２クラッチＣ２の解放及び一方向クラッチＦ１の係合により成立する第３速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウンシフト時における各関係値の経時変化を示している（後述する図７及び図８において同じ）。また、油圧Ｐ_CDは上記ダウンシフトにおける解放側係合要素である前記第２クラッチＣ２に対応する指示油圧を、油圧Ｐ_K0は前記クラッチＫ０に対応する指示油圧を、トルクＴ_MGは前記電動機ＭＧの出力トルクを、トルクＴ_SYSは前記自動変速機１８への出力トルク（入力軸３８の入力トルク）を、トルクＴ_Eはエンジントルクをそれぞれ示している（後述する図７及び図８において同じ）。また、上記トルクＴ_SYSは、ＥＶ走行モード時には前記電動機ＭＧのトルクに、前記クラッチＫ０の係合制御中（係合途中）では前記電動機ＭＧのトルクと前記クラッチＫ０のトルク容量との差（Ｔ_MG−Ｋ０トルク容量）に、エンジン始動後のＥＨＶ走行モード時等には前記電動機ＭＧのトルクとエンジントルクとの和（Ｔ_MG＋Ｔ_E）にそれぞれ相当する。

図６に示す例では、時点ｔ１１において、前記自動変速機１８のダウンシフト指令が出力される。すなわち、第３速ギヤ段から第１速ギヤ段への変速指令が出力される。この時点ｔ１１において、解放側係合要素である前記第２クラッチＣ２の解放が開始され、その第２クラッチＣ２の指示油圧に相当する油圧Ｐ_CDが低下させられる。また、斯かる解放側係合要素の油圧Ｐ_CDの低下及びエンジントルクＴ_Eの増加に伴い、時点ｔ１２において前記一方向クラッチＦ１が係合させられて第１速ギヤ段が成立するまで前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MG（＝エンジン回転速度Ｎ_E）が漸増させられて変速が進行し、第１速ギヤ段の同期回転速度に達する。ここで、図６に示す例においては、変速に要する時間は時点ｔ１１から時点ｔ１２までの時間（＝ｔ１２−ｔ１１）である。

図７は、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合であって、本実施例の制御が行われない従来の制御における各要素の回転速度、油圧、及びトルク等の関係値を例示するタイムチャートである。この図７に示す例では、時点ｔ２１において、前記自動変速機１８のダウンシフト指令が出力されると共に、前記エンジン１２の始動指令が出力される。すなわち、第３速ギヤ段から第１速ギヤ段への変速指令とエンジン１２の始動指令が同時に出力される。この時点ｔ２１において、解放側係合要素である前記第２クラッチＣ２の解放が開始され、その第２クラッチＣ２の指示油圧に相当する油圧Ｐ_CDが低下させられる。また、斯かる第２クラッチＣ２の解放制御が開始された後、前記クラッチＫ０の指示油圧に相当する油圧Ｐ_K0の上昇が開始される。ここで、前記第２クラッチＣ２が解放された後、前記一方向クラッチＦ１が係合されるまでの間、前記駆動輪２４側へ伝達される駆動力は一時的に０となる。これは、エンジン始動中はクランキングにより負トルクが発生するため、前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGが引き下げられて変速前の変速段の同期回転速度を下回る場合にショックが発生しないようにするためであり、また、解放側係合要素の油圧が残った状態では、クランキングに要するトルクと解放側係合要素のクラッチトルクとに打ち勝って変速を進行させるためには、前記電動機ＭＧのトルクＴ_MGが不十分となり変速が進行しなくなることを抑制するためである。また、従来の制御においては、時点ｔ２２において前記クラッチＫ０の係合が完了するまでの間、前記ＥＶ走行モードと同等に、アクセル開度Ａ_CC相当の駆動力を前記電動機ＭＧにより出力させる制御が行われる。

図７に示すような従来の制御において、前記自動変速機１８のダウンシフト中の電動機回転速度Ｎ_MGに関して本実施例の制御を適用しない場合、上述のようにアクセル開度Ａ_CC相当の駆動力を前記電動機ＭＧにより出力させる制御が行われ、変速の進行に伴い前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGが上昇する。このため、前記クラッチＫ０が係合する回転速度が上昇してしまい、そのクラッチＫ０の係合が完了するまでの時間、すなわち前記エンジン１２の始動制御が完了するまでの時間である時点ｔ２１から時点ｔ２２までの時間（＝ｔ２２−ｔ２１）が長くなってしまう。また、一般的には、変速の進行に伴い前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGが上昇すると、図５に示すようにその電動機ＭＧのトルクＴ_MGの上限は低下するため、変速初期に比べて変速後期では変速進行が遅くなる（ｔ２１〜ｔ２２の間）という弊害が生じる。更に、前記自動変速機１８のダウンシフトと併行して前記エンジン１２の始動制御を行うことで、前記クラッチＫ０の引き摺りトルク（エンジン１２の押し掛け分）のため変速進行に係る前記電動機ＭＧのトルクＴ_MGが目減りし、更に変速進行が遅れることが考えられる。一方、時点ｔ２２までエンジントルクＴ_Eは変速進行に寄与しないため、専ら前記電動機ＭＧのトルクＴ_MGにより変速を進行させる必要があり、結果として変速に要する時間である時点ｔ２１から時点ｔ２３までの時間（＝ｔ２３−ｔ２１）が長くかかってしまう。

図８は、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御が同期して実行される場合であって、本実施例の制御が行われる場合における各要素の回転速度、油圧、及びトルク等の関係値を例示するタイムチャートである。なお、図８の回転速度においては、前述した図７の制御における従来技術の電動機ＭＧの回転速度変化を細線で示している。この図８に示す例では、時点ｔ３１において、前記自動変速機１８のダウンシフト指令が出力されると共に、前記エンジン１２の始動指令が出力される。すなわち、第３速ギヤ段から第１速ギヤ段への変速指令とエンジン１２の始動指令が同時に出力される。この時点ｔ３１において、解放側係合要素である前記第２クラッチＣ２の解放が開始され、その第２クラッチＣ２の指示油圧に相当する油圧Ｐ_CDが低下させられる。また、斯かる第２クラッチＣ２の解放制御が開始された後、前記クラッチＫ０の指示油圧に相当する油圧Ｐ_K0の上昇が開始される。ここで、前記第２クラッチＣ２が解放された後、前記一方向クラッチＦ１が係合されるまでの間、前記駆動輪２４側へ伝達される駆動力は一時的に０となる。また、本実施例の制御においては、時点ｔ３２において前記クラッチＫ０の係合が完了するまでの間、細線で示す従来の制御による前記電動機ＭＧの回転上昇に比べて、その電動機ＭＧの回転上昇が抑制される。換言すれば、前記ＥＶ走行モード等に比べ、アクセル開度Ａ_CCに対する前記電動機ＭＧの出力トルクが低くなるように制御される。そして、時点ｔ３２において前記クラッチＫ０の係合が完了した後、時点ｔ３３において変速が完了するまでの間、細線で示す従来の制御による前記電動機ＭＧの回転上昇に比べて、その電動機ＭＧの回転上昇が早められる。換言すれば、前記ＥＶ走行モード等に比べ、アクセル開度Ａ_CCに対する前記電動機ＭＧの出力トルクが高くなるように制御される。

図８に示すような本実施例の制御によれば、時点ｔ３２において前記クラッチＫ０の係合が完了するまでの間、前記電動機ＭＧの回転上昇が従来の制御よりも抑制されることにより、図７に示す従来の制御に比べて前記クラッチＫ０の係合が早まる（ｔ２２−ｔ２１＞ｔ３２−ｔ３１）という効果が得られる。また、斯かる制御により前記電動機ＭＧのトルクＴ_MGのうち変速進行のために分配するトルクを減らすことにより、変速中の駆動力低下及びＥＨＶ走行モードにおけるダウンシフトとの応答性の差を抑制して運転者の違和感を緩和し、前記クラッチＫ０のスリップ量を低減させることで前記エンジン１２をクランキングするのに必要なパワー及び時間を低減することができる。ここで、時点ｔ３１から時点ｔ３２までの駆動力に関しては、前記油圧Ｐ_CDが支配的であるため、前記電動機ＭＧのトルクＴ_MGを低く抑えることにより車両全体としての駆動力が弱まることはない。

また、時点ｔ３２において前記クラッチＫ０の係合が完了した後、時点ｔ３３において前記自動変速機１８のダウンシフトが完了するまでの間、前記電動機ＭＧの回転上昇が従来の制御よりも早められることにより、その自動変速機１８のダウンシフトの完了が早められる。ここで、前記エンジン１２の始動直後は、定常運転時に比べてシリンダ内の新気が多いため、エンジントルクＴ_Eを大きくすることが可能であり、本実施例の制御においてはこれを利用してエンジントルクＴ_Eを大きくすることにより変速の進行を図７に示す従来の制御に比べて早めることができる。以上のような制御の結果、図８に示す制御において前記自動変速機１８の変速に要する時間である時点ｔ３１から時点ｔ３３までの時間（＝ｔ３３−ｔ３１）は、前述した図６に示すようなエンジン１２の始動を伴わない（既にエンジン１２の駆動が行われている）ダウンシフトと同等のものとでき、図７に示す従来の制御に比べてその変速に要する時間を短縮（ｔ２３−ｔ２１＞ｔ３３−ｔ３１）できる。従って、前記自動変速機１８のダウンシフトと前記エンジン１２の始動制御とが併行して行われる場合における運転者の違和感やヘジテーション感（アクセル操作に対する応答性）の低下を好適に抑制することができる。

図９は、前記電子制御装置５０によるエンジン始動制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記エンジン１２の始動要求があったか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記クラッチＫ０を係合させる係合制御が行われ、それにより前記エンジン１２の始動制御が実行される。次に、Ｓ３において、前記クラッチＫ０の係合が完了したか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、Ｓ８以下の処理が実行されるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、前記自動変速機１８のダウンシフトが行われているか否かが判断される。このＳ４の判断が否定される場合には、Ｓ５において、前記エンジン１２のトルクアップ制御が終了させられた後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ４の判断が肯定される場合には、Ｓ６において、前記電動機ＭＧのトルクを、前記エンジン１２の始動を伴わない通常のダウンシフト時よりも抑制し、その電動機ＭＧの回転上昇を緩やかにするＭＧトルク抑制制御が終了させられる。次に、Ｓ７において、前記エンジン１２のトルクアップが可能であればそのエンジン１２のトルクアップ制御が実行され、前記電動機ＭＧ及びエンジン１２の回転上昇が早められて変速の進行が早められた後、本ルーチンが終了させられる。

Ｓ８においては、前記自動変速機１８のダウンシフトが行われているか否かが判断される。このＳ８の判断が肯定される場合には、Ｓ９において、前記電動機ＭＧのトルクを、前記エンジン１２の始動を伴わない通常のダウンシフト時よりも抑制し、その電動機ＭＧの回転上昇を緩やかにするＭＧトルク抑制制御が実行された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ８の判断が否定される場合には、Ｓ１０において、前記自動変速機１８のダウンシフトを伴わない通常のエンジン始動制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ６及びＳ９が前記電動機作動制御部８０の動作に、Ｓ４及びＳ８が前記変速制御部８２の動作に、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ１０が前記エンジン始動制御部８４の動作に、Ｓ２が前記クラッチ係合制御部８６の動作に、Ｓ３が前記クラッチ係合判定部８８の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、専ら前記電動機ＭＧを走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機１８のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジン１２の始動が併行して実行される場合には、そのエンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇が抑制させられることから、その電動機ＭＧのトルクのうち変速進行のために分配されるトルクが減らされてエンジン始動にその分のトルクが用いられることで、前記クラッチＫ０のスリップが低減されてエンジン始動に要するトルク及び時間が低減されると共に、変速中も駆動輪側へ駆動力が伝達されることからダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。すなわち、自動変速機１８のダウンシフト時における違和感の発生を抑制するハイブリッド車両１０の電子制御装置５０を提供することができる。

また、本実施例によれば、専ら前記電動機ＭＧを走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機１８のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジン１２の始動が併行して実行される場合であり、且つ、前記クラッチＫ０の係合が完了する前には、前記エンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇が抑制させられるものであるため、前記クラッチＫ０にスリップが発生し易い係合前の段階において、そのクラッチＫ０のスリップが低減されてエンジン始動に要するトルク及び時間が低減されると共に、変速中も駆動輪２４側へ駆動力が伝達されることからダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。

また、本実施例によれば、専ら前記電動機ＭＧを走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機１８のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジン１２の始動が併行して実行される場合であり、且つ、前記クラッチＫ０の係合が完了した後は、前記エンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇が早められるものであるため、エンジン始動直後は定常時よりもエンジントルクが大きくなるので、そのエンジン１２の回転速度Ｎ_Eすなわち前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGの上昇を早めることができ、変速の完了を早くすることができる。

また、本実施例によれば、専ら前記電動機ＭＧを走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機１８のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジン１２の始動が併行して実行される場合において、そのダウンシフトの目標変速段が一方向クラッチＦ１の係合により成立させられる変速段である場合には、前記クラッチＫ０の係合前に前記エンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇が抑制させられる制御、及び、前記クラッチＫ０の係合後に前記エンジン１２の始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機ＭＧの回転速度上昇が早められる制御の少なくとも一方が実行されるものであるため、前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGが目標変速段の同期回転速度を上回ることでショックが発生し易い傾向にある、一方向クラッチＦ１の係合により成立させられる変速段を目標変速段とするダウンシフトに関して、そのダウンシフトに係る運転者の違和感を好適に抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：ハイブリッド車両、１２：エンジン、１８：自動変速機、２４：駆動輪、５０：電子制御装置、Ｋ０：クラッチ、ＭＧ：電動機

Claims (1)

1. エンジンと電動機との間の動力伝達経路に、係合状態に応じて該動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチを備えると共に、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   専ら前記電動機を走行用の駆動源とする走行モードから前記自動変速機のダウンシフトが行われる場合であって前記エンジンの始動が併行して実行される場合には、該エンジンの始動が併行して実行されない場合に比べて前記電動機の回転速度上昇が抑制させられることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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