JP2014234064A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダウンシフト制御における加速応答を改善する制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンと、電動機と、前記エンジンにより発生させられた駆動力および前記電動機により発生させられた駆動力に基づいて回転駆動する駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた無段変速機と、を有する車両を制御する制御装置に、前記動力伝達経路に設けられたクラッチの状態に関する状態情報を取得する状態取得部と、前記状態取得部により取得された前記状態情報に応じて、加速時のダウンシフト制御における前記無段変速機の変速比の変化速度を制御する変速比制御部と、を設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両における変速シフトを制御する制御装置に関する。

近日、エンジンおよび電動機の双方を駆動源として有するハイブリッド車両の普及が進んでいる。ハイブリッド車両は、駆動源に専らエンジンを用いるエンジン走行モード、駆動源にエンジンおよび電動機の双方を用いるハイブリッド走行モード、または駆動源に専ら電動機を用いるモータ走行モードで走行することが可能である。

このようなハイブリッド車両においても、ドライバーがアクセルペダルを踏込みこんだ場合、変速比の増加により車両の加速度を高めるためのキックダウンと呼ばれるダウンシフト制御が行われる。なお、下記特許文献１には、ガソリン車両のキックダウンにおける変速制御ついて記載されている。

特開２００４−１１２１８８号公報

上述したように、ハイブリッド車両は、エンジン走行モードまたはハイブリッド走行モードにおいてはエンジンの駆動力を用いて走行するが、モータ走行モードにおいてはエンジンが停止している。このため、ハイブリッド車両では、モータ走行モードでドライバーがアクセルペダルを踏込みこんだ場合に行われるダウンシフト制御が、駆動力の確保のためにエンジンの再始動を伴う場合がある。

しかし、エンジンの再始動を伴うダウンシフト制御では、エンジンの再始動のために相応の時間が費やされるので、エンジンの再始動を伴わないダウンシフト制御と比較して加速応答が悪くなってしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ダウンシフト制御における加速応答を改善することが可能な、新規かつ改良された制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンと、電動機と、前記エンジンから発生した駆動力および前記電動機から発生した駆動力に基づいて回転駆動する駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた無段変速機と、を有する車両を制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記動力伝達経路に設けられたクラッチの状態に関する状態情報を取得する状態取得部と、前記状態取得部により取得された前記状態情報に応じて、加速時のダウンシフト制御における前記無段変速機の変速比の変化速度を制御する変速比制御部と、を備えることを特徴とする。ここで、無段変速機の回転数が変化する際に加速度に影響を与える慣性トルクの大きさは、動力伝達経路に設けられたクラッチの状態に応じて異なる。また、変速比の変化に伴って無段変速機の回転数が変化する。このため、動力伝達経路に設けられたクラッチの状態に応じて変速比の変化速度を適応的に制御することにより、ダウンシフト制御における加速応答を改善することが可能である。

前記変速比制御部は、前記状態情報が前記クラッチの解放状態を示すか否かに応じて前記ダウンシフト制御における変速比の変化速度を異ならせてもよい。

より具体的には、前記状態情報に関する所定の条件が満たされる場合、前記状態情報が前記クラッチの締結状態を示す場合よりも、前記ダウンシフト制御における変速比の増加速度を速くしてもよい。ここで、前記所定の条件は、前記状態情報が前記クラッチの解放状態を示すことを含んでもよい。また、前記所定の条件は、前記エンジンが停止状態であることを含んでもよい。

また、前記制御装置は、前記ダウンシフト制御を開始するか否かを判断するダウンシフト開始判断部をさらに備え、前記変速比制御部は、前記ダウンシフト開始判断部により前記ダウンシフト制御を開始すると判断された時の前記状態情報に応じて前記変速比の変化速度を制御してもよい。

ここで、前記クラッチは、前記無段変速機の入力側回転体と前記エンジンと間に設けられるロックアップクラッチであり、前記制御装置は、前記ロックアップクラッチを制御するクラッチ制御部、および、前記エンジンを制御するエンジン制御部、をさらに備え、前記ロックアップクラッチが解放されている状態で前記ダウンシフト制御が開始された場合、前記エンジン制御部が前記エンジンの回転数を上昇させ、前記クラッチ制御部は、前記エンジンの回転数が前記入力側回転体の回転数を上回った後に、前記ロックアップクラッチを締結状態に切替えてもよい。

さらに、前記動力伝達経路には、前記エンジンから発生した駆動力の伝達と遮断を切り替える入力クラッチが前記ロックアップクラッチとは別に設けられ、前記入力クラッチは、前記入力クラッチが解放された状態で前記ダウンシフト制御が開始された場合、前記ロックアップクラッチの締結状態への切替前に、締結状態に切替えられてもよい。

前記無段変速機の入力側に前記エンジンおよび前記電動機が設けられ、前記クラッチは、前記無段変速機の入力側回転体と前記エンジンとの間の動力伝達経路に設けられてもよい。

前記クラッチは、前記エンジンから発生した駆動力の伝達と遮断を切り替える入力クラッチであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、ダウンシフト制御における加速応答を改善することが可能である。

本発明の実施形態によるハイブリッド車両の基本構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による駆動装置の概略構成を示した説明図である。 ハイブリッド車両が行うキックダウン制御の一例を示した説明図である。 ハイブリッド車両が行うキックダウン制御の他の例を示した説明図である。 制御装置の一例であるハイブリッドコントローラおよびＴＣＵの構成を示した機能ブロック図である。 変速シフトマップの概念図である。 ロックアップクラッチの状態と変速比の増加速度との関係を示す変速速度マップの一例である。 ハイブリッドコントローラにより行われる制御を示したフローチャートである。 ロックアップクラッチが締結状態である場合のキックダウン制御を示したタイミングチャートである。 ロックアップクラッチが解放状態である場合のキックダウン制御を示したタイミングチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

＜１．ハイブリッド車両の概略構成＞
本発明の実施形態によるハイブリッド車両は、エンジンおよび電動機の双方を駆動源として有し、駆動源に専らエンジンを用いるエンジン走行モード、駆動源にエンジンおよび電動機の双方を用いるハイブリッド走行モード、または駆動源に専ら電動機を用いるモータ走行モードで走行することが可能である。以下では、まず、このような本発明の実施形態によるハイブリッド車両の基本構成について図１を参照して説明する。

［１−１．基本構成］
図１は、本発明の実施形態によるハイブリッド車両１の基本構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施形態によるハイブリッド車両１は、各種センサ、各種センサからの入力に基づいた制御を行う制御装置、制御装置からの駆動制御に従って駆動力として回転トルクを発生させる駆動装置、および駆動装置により発生させられた回転トルクに基づいて回転駆動する駆動輪４８を備える。図１においては、各種センサの一例としてアクセル開度センサ１２、速度センサ１４および加速度センサ１６を示し、制御装置の一例としてハイブリッドコントローラ（ＨＥＶ ＣＵ）１０、トランスミッション制御ユニット（以下、ＴＣＵ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、とも称する。）２０、エンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、とも称する）３０、およびモータ制御ユニット（以下、ＭＣＵ：Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、とも称する。）４０を示し、駆動装置の一例としてエンジン３２、電動機４２および変速機５０を示している。

（各種センサ）
アクセル開度センサ１２は、ドライバーによるアクセルペダルの操作量を検出するセンサである。速度センサ１４は、駆動輪４８の回転速度に応じた車速パルス信号を出力する。この車速パルス信号に基づいて例えばＥＣＵ３０によりハイブリッド車両１の速度が演算される。加速度センサ１６は、車体に作用する加速度を検出するセンサである。例えば、加速度センサ１６は、車体の前後方向の加速度や、車体の横方向の加速度を検出する。

（ハイブリッドコントローラ１０）
ハイブリッドコントローラ１０は、各種センサからの入力に基づき、ＴＣＵ２０、ＥＣＵ３０およびＭＣＵ４０を制御する。例えば、本発明の実施形態によるハイブリッドコントローラ１０は、アクセル開度センサ１２により検出されたアクセル開度および速度センサ１４からの出力に基づいて演算されたハイブリッド車両１の速度の関係に基づき、加速のためのダウンシフト制御、すなわち変速比の増加を伴うキックダウン制御を行うか否かを判断する。そして、ハイブリッドコントローラ１０は、キックダウン制御を行う場合、ＴＣＵ２０、ＥＣＵ３０およびＭＣＵ４０の各々にキックダウン制御を行うための制御信号を出力する。

なお、ハイブリッドコントローラ１０は、入力信号が入力される入力回路と、入力信号に基づいて制御演算処理を実行する１または２以上のマイクロコンピュータ（またはコア）と、マイクロコンピュータによる演算結果である出力信号を出力する出力回路と、を備える。さらに、ハイブリッドコントローラ１０は、マイクロコンピュータにより実行される演算処理に用いられる各種情報を記憶する記憶部を備えてもよい。後述するＴＣＵ２０、ＥＣＵ３０およびＭＣＵ４０も同様に、上記入力回路、１または２以上のマイクロコンピュータ、出力回路、および記憶部を備え得る。

（ＴＣＵ２０）
ＴＣＵ２０は、ハイブリッドコントローラ１０から入力される制御信号に基づいて変速機５０を制御する。例えば、ＴＣＵ２０は、ハイブリッドコントローラ１０から入力される目標変速比を示す制御信号に基づき、変速機５０に設けられたバリエータ（図２の符号６０）による変速比を制御する。また、ＴＣＵ２０は、変速機５０に設けられた各クラッチの状態を制御する機能も担う。

（ＥＣＵ３０）
ＥＣＵ３０は、ハイブリッドコントローラ１０から入力される制御信号に基づいてエンジン３２を制御する。例えば、ＥＣＵ３０は、ハイブリッドコントローラ１０からエンジントルク要求値の入力を受けると、エンジン３２の実出力トルクがエンジントルク要求値に近づくように、スロットル開度、燃料噴射量、吸排気バルブタイミング、および点火時期などを制御する。

（ＭＣＵ４０）
ＭＣＵ４０は、ハイブリッドコントローラ１０から入力される制御信号に基づいて電動機４２を制御する。例えば、ＭＣＵ４０は、ハイブリッドコントローラ１０からモータトルク要求値の入力を受けると、電動機４２の実出力トルクがモータトルク要求値を満たすように電動機４２の駆動を制御する。

（駆動装置）
駆動装置は、上述したようにエンジン３２、変速機５０および電動機４２を含む。エンジン３２はＥＣＵ３０からの制御に従って回転トルクを発生させ、電動機４２はＭＣＵ４０からの制御に従って回転トルクを発生させる。そして、変速機５０は、エンジン３２および電動機４２により発生させられた回転トルクを駆動輪４８へ伝達する。以下、このような駆動装置の構成について図２を参照してより詳細に説明する。

［１−２．駆動装置の構成］
図２は、本発明の実施形態による駆動装置の概略構成を示した説明図である。本発明の実施形態による駆動装置は、図２に示すように、エンジン３２および電動機４２と共に、バリエータ６０（無段変速機）、トルクコンバータ７０、油圧制御装置８０、ロックアップクラッチ８２、入力クラッチ８６およびオイルポンプ８８を有する変速機５０を備える。

（エンジン３２）
エンジン３２は、ＥＣＵ３０からの制御に従って駆動力として回転トルクを発生させる内燃機関である。エンジン３２により発生させられた回転トルクは、クランク軸３４およびトルクコンバータ７０を介してバリエータ６０のプライマリ軸６３に伝達される。

（トルクコンバータ７０、ロックアップクラッチ８２）
トルクコンバータ７０は、バリエータ６０のプライマリプーリ６２およびエンジン３２の間に設けられ、エンジン３２により発生させられた回転トルクをバリエータ６０のプライマリ軸６３に伝達する。より詳細に説明すると、トルクコンバータ７０は、図２に示したように、フロントカバー７２、クランク軸３４にフロントカバー７２を介して連結されるポンプインペラ７３、フロントカバー７２とポンプインペラ７３の間でポンプインペラ７３に対向して配置されたタービンランナ７４、およびタービンランナ７４に連結されたタービン軸７５を備える。

また、フロントカバー７２とタービンランナ７４の間には、クランク軸３４とタービン軸７５との連結関係を切り替えるロックアップクラッチ８２が組み込まれている。より詳細に説明すると、ロックアップクラッチ８２は、タービンランナ７４に連結されるクラッチプレート８３を有する。このクラッチプレート８３により、フロントカバー７２とタービンランナ７４の間は、クラッチプレート８３のタービンランナ７４側のアプライ室７６およびクラッチプレート８３のフロントカバー７２側のリリース室７８に区画される。

油圧制御装置８０がこのアプライ室７６に作動油を供給してリリース室７８から作動油を排出すると、クラッチプレート８３がフロントカバー７２に押圧され、ロックアップクラッチ８２がクランク軸３４とタービン軸７５を直結させる締結状態となる。このロックアップクラッチ８２の締結状態においては、フロントカバー７２とタービンランナ７４が一体的に回転するので、クランク軸３４の回転トルクがタービン軸７５に直接伝達される。

一方、油圧制御装置８０がリリース室７８に作動油を供給してアプライ室７６から作動油を排出すると、クラッチプレート８３がフロントカバー７２から引き離され、ロックアップクラッチ８２がクランク軸３４とタービン軸７５を切り離す解放状態となる。このロックアップクラッチ８２の解放状態においては、クランク軸３４の回転トルクがフロントカバー７２を介してポンプインペラ７３に伝達されると、トルクコンバータ７０を満たしている作動油が、ポンプインペラ７３の回転によりポンプインペラ７３からタービンランナ７４へと循環する。これにより、ポンプインペラ７３の回転トルクが流体である作動油を介してタービンランナ７４に伝達され、タービンランナ７４に連結されたタービン軸７５が回転する。

（入力クラッチ８６）
入力クラッチ８６は、油圧制御装置８０からの制御に従い、エンジンにより発生させられた回転トルクの伝達と遮断と切り替える。すなわち、入力クラッチ８６は、締結状態においてはタービン軸７５とプライマリ軸６３を直結させ、解放状態においてはタービン軸７５とプライマリ軸６３とを切り離す。なお、エンジン走行モードまたはハイブリッド走行モードにおいてはエンジン３２からの回転トルクを用いるために入力クラッチ８６は締結状態に設定され、モータ走行モードにおいては入力クラッチ８６は解放状態に設定される。

（電動機４２）
電動機４２は、ステータ４４およびロータ４６からなるモータを有する。ステータ４４は、ＭＣＵ４０からの制御信号に従って例えば磁界を発生させるコイルを含む。ロータ４６は、ステータ４４により発生させられる磁界に基づいて回転する。なお、ロータ４６とバリエータ６０とはプライマリ軸６３により直結されている。このため、バリエータ６０のプライマリプーリ６２は、ロータ４６と等しい回転数で回転する。

（バリエータ６０）
バリエータ６０は、図２に示すように、駆動チェーン６１、プライマリプーリ６２、プライマリプーリ６２の回転軸であるプライマリ軸６３、プライマリ油室６４、セカンダリプーリ６６、セカンダリプーリ６６の回転軸であるセカンダリ軸６７、およびセカンダリ油室６８を有する。

駆動チェーン６１は、プライマリプーリ６２およびセカンダリプーリ６６の間に動力伝達要素として掛け渡されている。このため、プライマリプーリ６２の回転トルクは、駆動チェーン６１を介してセカンダリプーリ６６に伝達され、セカンダリ軸６７から出力される。

ここで、プライマリプーリ６２への駆動チェーン６１の巻き掛け径をＲｐ、セカンダリプーリ６６への駆動チェーン６１の巻き掛け径をＲｓとすると、プライマリプーリ６２からセカンダリプーリ６６に対する変速比は、Ｒｓ／Ｒｐと表現される。また、プライマリプーリ６２の溝幅は、油圧制御装置８０がプライマリ油室６４に供給する油圧を制御することにより変化し、プライマリプーリ６２の巻き掛け径Ｒｐは、このプライマリプーリ６２の溝幅の変化を通じて調整される。同様に、セカンダリプーリ６６の溝幅は、油圧制御装置８０がセカンダリ油室６８に供給する油圧を制御することにより変化し、セカンダリプーリ６６の巻き掛け径Ｒｓは、このセカンダリプーリ６６の溝幅の変化を通じて調整される。従って、バリエータ６０は、油圧制御装置８０による制御に基づいてプライマリプーリ６２およびセカンダリプーリ６６の溝幅を変化させることにより、Ｒｓ／Ｒｐで表現される変速比を無段階に調整することが可能である。

（油圧制御装置８０）
油圧制御装置８０は、ＴＣＵ２０からの制御信号に従い、バリエータ６０、ロックアップクラッチ８２、および入力クラッチ８６などに油圧を供給する。例えば、油圧制御装置８０は、ＴＣＵ２０からの制御信号に従って複数の電磁弁を作動させることにより、ロックアップクラッチ８２などへの油圧の供給を制御する。なお、油圧制御装置８０には、エンジン３２によって駆動されるオイルポンプ８８および図示しない電動オイルポンプなどから油圧が供給され得る。

［１−３．本発明の実施形態に至る経緯］
以上、本発明の実施形態によるハイブリッド車両１の概略構成を説明した。続いて、本発明の実施形態によるハイブリッド車両１の創作に至った背景を説明する。

エンジンのみを駆動源とするガソリン車両と同様に、一般的なハイブリッド車両においても、アクセルペダルの踏込みに基づいてバリエータの変速比を増加させるキックダウン制御が行われる。以下、ハイブリッド車両がエンジン走行モードで走行している際に行われるキックダウン制御について、図３および図４を参照して説明する。

図３は、ハイブリッド車両が行うキックダウン制御の一例を示した説明図である。より詳細には、図３は、ハイブリッド車両がエンジン走行モードで走行しており、かつ、ロックアップクラッチが締結状態である場合に行われるキックダウン制御例を示している。図３に示すように、ハイブリッド車両がキックダウン制御を開始すると、バリエータの変速比の増加に伴い、プライマリ軸の回転数が増加する。ここで、ロックアップクラッチが締結状態であるので、エンジンの回転数もプライマリ軸の回転数と等しく増加する。

しかし、ロックアップクラッチの締結状態においては、ロックアップクラッチよりエンジン側に位置する部材（例えば、フロントカバー、ポンプインペラ、および、エンジンの部材として挙げられるクランク軸、ピストン、およびピストンコネクティングロッドなど）の慣性トルクがバリエータのプライマリ軸に直接伝わる。このため、ロックアップクラッチの締結状態において変速比と共にプライマリ軸回転数が急速に増加すると、図３に示したように、プライマリ軸に直接伝わる慣性トルクに起因して車両前後方向の加速度が一時的に低下する。この加速度の一時的な低下は、ドライバビリティの観点から好ましくない。

図４は、ハイブリッド車両が行うキックダウン制御の他の例を示した説明図である。より詳細には、図４は、ハイブリッド車両がエンジン走行モードで走行しており、かつ、ロックアップクラッチが締結状態である場合に行われるキックダウン制御の他の例を示している。図４に示した例によるキックダウン制御は、図３に示した例と比較して、バリエータの変速比を緩やかに増加させる。このため、図４に示したように、プライマリ軸回転数およびエンジン回転数の増加も比較的緩やかになるので、プライマリ軸に伝わるロックアップクラッチよりエンジン側に位置する回転部材の慣性トルクの影響も減少する。結果、図４に示したキックダウン制御によれば、加速度の一時的な低下を生じさせることなく加速度を増加させることが可能である。

ところで、ハイブリッド車両は、エンジン走行モードまたはハイブリッド走行モードにおいてはエンジンにより発生させられた回転トルクを用いて走行するが、モータ走行モードにおいてはエンジンが停止している。このため、ハイブリッド車両では、モータ走行モードでドライバーがアクセルペダルを踏込みこんだ場合に行われるキックダウン制御が、回転トルクの確保のためにエンジンの再始動を伴う場合がある。

しかし、エンジンの再始動を伴うキックダウン制御では、エンジンの再始動のために相応の時間が費やされる。このため、エンジンの再始動を伴うキックダウン制御において、図４に示したエンジンの再始動を伴わないキックダウン制御と同じ速度で変速比を緩やかに増加させた場合、加速応答が悪くなってしまう。

そこで、本件発明者は、上記事情を一着眼点にして本発明の実施形態を創作するに至った。本発明の実施形態によるハイブリッド車両１は、適応的にキックダウン制御を行うことによりキックダウン制御における加速応答を改善することが可能である。以下、本発明の実施形態によるハイブリッド車両１において上記のような効果を実現するための制御装置の構成および動作について順次詳細に説明する。

＜２．制御装置の構成＞
図５は、制御装置の一例であるハイブリッドコントローラ１０およびＴＣＵ２０の構成を示した機能ブロック図である。図５に示したように、ハイブリッドコントローラ１０は、キックダウン開始判断部１１０、エンジン状態取得部１２０、クラッチ状態取得部１３０、およびキックダウン制御部１４０を有する。また、ＴＣＵ２０は、回転数情報取得部２１０、ロックアップクラッチ制御部２２０、入力クラッチ制御部２３０、およびバリエータ制御部２４０を有する。

（キックダウン開始判断部１１０）
キックダウン開始判断部１１０は、キックダウン制御の開始条件が満たされるか否かの判断として、ドライバーにより急加速を意図したアクセルペダルの踏み込みが行われたか否かを判断する。そして、キックダウン開始判断部１１０は、急加速を意図したアクセルペダルの踏み込みが行われたと判断される場合、キックダウン制御部１４０に対するキックダウン制御の開始指示を出力する。以下、キックダウン開始判断部１１０による上記の判断の手法についてより具体的に説明する。

キックダウン開始判断部１１０は、アクセル開度センサ１２により検出されたアクセル開度、および速度センサ１４からの出力に基づいて演算されたハイブリッド車両１の速度（車速）の入力を受ける。そして、キックダウン開始判断部１１０は、車速、アクセル開度、および図６に示す変速シフトマップに基づいて、急加速を意図したアクセルペダルの踏み込みが行われたか否かを判断する。

図６は、変速シフトマップの概念図である。図６に示すように、変速シフトマップにおいては、キックダウンを行うか否かの境界線Ｔｈを規定するように車速ごとにアクセル開度が設定されている。キックダウン開始判断部１１０は、この変速シフトマップの境界線Ｔｈをハイブリッド車両１のアクセル開度と速度の関係が超えた場合、急加速を意図したアクセルペダルの踏み込みが行われた、すなわち、キックダウン制御の開始条件が満たされたと判断する。例えば、図６に示したように、車速Ｖにおいてアクセル開度がＡ１から境界線Ｔｈを上回るＡ２に増加した場合、キックダウン開始判断部１１０は、キックダウン制御の開始条件が満たされたと判断する。

なお、本明細書においては、加速時のダウンシフト制御の一例として、アクセルペダルの踏込みに基づくキックダウン制御を主に説明するが、本発明の実施形態が適用される場面はアクセルペダルの踏込みに基づくキックダウン制御に限られない。すなわち、上述したキックダウン開始判断部１１０はダウンシフト開始判断部の一例であり、加速を意図した他の操作に基づくダウンシフト制御にも本発明の実施形態を適用可能である。加速を意図した他の操作としては、運転モードの切替操作（ノーマルモードから、ノーマルモードよりダウンシフトの境界線が低いスポーツモードへの切替操作）や、目標変速比や目標速度などを指定する手動の操作などが挙げられる。

（エンジン状態取得部１２０）
エンジン状態取得部１２０は、ＥＣＵ３０からエンジン３２の各種状態を示すエンジン状態情報を取得する。エンジン状態情報は、例えば、エンジン３２が停止状態であるか否かを示す情報、エンジン３２の回転数を示す情報、冷却水温を示す情報などを含む。

（クラッチ状態取得部１３０）
クラッチ状態取得部１３０は、エンジン３２と駆動輪４８との間の動力伝達経路に設けられたロックアップクラッチ８２および入力クラッチ８６の状態を示す情報を取得する。具体的に説明すると、クラッチ状態取得部１３０は、ロックアップクラッチ８２が解放状態または締結状態のいずれの状態であるかを示すロックアップクラッチ状態情報をＴＣＵ２０のロックアップクラッチ制御部２２０から取得する。また、クラッチ状態取得部１３０は、入力クラッチ８６が解放状態または締結状態のいずれの状態であるかを示す入力クラッチ状態情報をＴＣＵ２０の入力クラッチ制御部２３０から取得する。

（キックダウン制御部１４０）
キックダウン制御部１４０は、キックダウン開始判断部１１０からのキックダウン制御の開始指示に基づき、キックダウン制御を実行する。このキックダウン制御部１４０の機能は、図５に示したように、クラッチ切替指示部１４２、エンジントルク指示部１４４、モータトルク指示部１４６および変速比制御部１４８の機能に細分化される。クラッチ切替指示部１４２は、入力クラッチ８６の状態の切替を指示する機能であり、エンジントルク指示部１４４（エンジン制御部）は、ＥＣＵ３０にエンジントルク要求値を指示する機能であり、モータトルク指示部１４６はＭＣＵ４０にモータトルク要求値を指示する機能であり、変速比制御部１４８はＴＣＵ２０に目標変速比を指示する機能である。

ところで、「１−３．本発明の実施形態に至る経緯」において説明したように、エンジン３２の再始動を伴うキックダウン制御では、エンジン３２の再始動のために相応の時間が費やされる。このため、エンジン３２の再始動を伴うキックダウン制御において、エンジン３２の再始動を伴わないキックダウン制御と同じ速度で変速比を緩やかに増加させた場合、加速応答が悪くなってしまう。

この点に関し、キックダウン制御がエンジン３２の再始動を伴う場合、すなわちエンジン３２が停止状態である場合には、ロックアップクラッチ８２が解放状態にある。ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合には、ロックアップクラッチ８２よりエンジン３２側に位置する回転部材の慣性トルク（慣性モーメント）がトルクコンバータ７０内の作動油を介してバリエータ６０に伝わる。このため、ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合にバリエータ６０に伝わる上記慣性トルクの影響は、上記慣性トルクがバリエータ６０に直接伝わる締結状態における影響と比較して小さい。すなわち、ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合には、ロックアップクラッチ８２が締結状態である場合よりもプライマリ軸回転数の増加に伴う車両前後方向の加速度の低下が起きにくい。

上記に鑑みてなされた本発明の実施形態によるキックダウン制御部１４０は、クラッチ状態取得部１３０により取得されたロックアップクラッチ８２の状態が解放状態であるか否かに応じて、キックダウン制御の方法を変化させる。特に、変速比制御部１４８は、ロックアップクラッチ８２の状態が解放状態であるか否かに応じて、キックダウン制御における変速比の変化速度を異ならせる。以下、この点について図７を参照して具体的に説明する。

図７は、ロックアップクラッチ８２の状態と変速比の増加速度との関係を示す変速速度マップの一例である。変速比制御部１４８は、図７に一例として示した変速速度マップに従い、ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合には、ロックアップクラッチ８２が締結状態である場合よりも、変速比の増加速度を速くする。ここで、ロックアップクラッチ８２の解放状態においては、上述したように、バリエータ６０に伝わる慣性トルクの影響が緩和される。このため、ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合には、上記のように変速比の増加速度を速くしても、図３に示したような加速度の一時的な低下の発生を防止することが可能であり、結果、キックダウン制御の加速応答を改善することができる。当該加速応答の改善は、エンジン３２が停止状態である場合に行われるエンジン３２の再始動を伴うキックダウン制御において特に顕著に現れる。

なお、図７に示したように、解放状態において適用される変速速度と、締結状態において適用される変速速度との差分は、車速が速いほど小さくなる。また、図７においてはエンジン３２および電動機４２に対する特定の要求出力における変速比の増加速度のみを抜粋して示しているが、解放状態において適用される変速速度と、締結状態において適用される変速速度との差分は、要求出力が低いほど小さくなる。要求出力が低い場合または車速が速い場合には、急激に変速比を変化させると回転数の変化の大きさがドライバーに違和感を与えかねないので、上記構成により、ドライバーへの違和感を軽減し、ドライバビリティを向上することが可能である。

以上、キックダウン制御部１４０の変速比制御部１４８に着目した説明を行った。キックダウン制御部１４０のクラッチ切替指示部１４２、エンジントルク指示部１４４、およびモータトルク指示部１４６も、変速比制御部１４８と同様に、ロックアップクラッチ８２が解放状態であるか否かに応じて異なるキックダウン制御を行う。これらクラッチ切替指示部１４２、エンジントルク指示部１４４、およびモータトルク指示部１４６によるキックダウン制御については、図８〜図１０を参照して後述する。

（回転数情報取得部２１０）
図５に示したＴＣＵ２０の回転数情報取得部２１０は、変速機５０から各軸の回転数を示す情報を取得する。例えば、回転数情報取得部２１０は、バリエータ６０のプライマリ軸６３の回転数（プライマリ軸回転数）を示す情報や、セカンダリ軸６７の回転数（セカンダリ軸回転数）を示す情報などを取得する。

（ロックアップクラッチ制御部２２０）
ロックアップクラッチ制御部２２０は、ロックアップクラッチ８２の状態切替を制御する。具体的には、ロックアップクラッチ制御部２２０は、ロックアップクラッチ８２の状態を変化させる油圧供給を指示する制御信号を油圧制御装置８０に出力する。当該制御信号に従って油圧制御装置８０がアプライ室７６またはリリース室７８に油圧を供給することにより、ロックアップクラッチ８２の状態が解放状態、締結状態およびスリップ状態の間で切り替えられる。

（入力クラッチ制御部２３０）
入力クラッチ制御部２３０は、ハイブリッドコントローラ１０のクラッチ切替指示部１４２から出力される制御信号に従い、入力クラッチ８６の状態切替を制御する。具体的には、入力クラッチ制御部２３０は、入力クラッチ８６の状態を変化させる油圧供給を指示する制御信号を油圧制御装置８０に出力する。当該制御信号に従って油圧制御装置８０が入力クラッチ８６へ油圧を供給することにより、入力クラッチ８６の状態が解放状態、締結状態およびスリップ状態の間で切り替えられる。

（バリエータ制御部２４０）
バリエータ制御部２４０は、ハイブリッドコントローラ１０の変速比制御部１４８から出力される目標変速比に従い、バリエータ６０のプライマリプーリ６２およびセカンダリプーリ６６の溝幅を制御する。具体的には、バリエータ制御部２４０は、プライマリプーリ６２およびセカンダリプーリ６６の溝幅を変化させる油圧供給を指示する制御信号を油圧制御装置８０に出力する。当該制御信号に従って油圧制御装置８０がプライマリ油室６４およびセカンダリ油室６８に油圧を供給することにより、プライマリプーリ６２およびセカンダリプーリ６６の溝幅および駆動チェーン６１の巻き掛け径が調整され、結果、無段階の変速比制御が実現される。

＜３．制御フロー＞
以上、本発明の実施形態によるハイブリッドコントローラ１０およびＴＣＵ２０の構成を説明した。続いて、図８を参照し、ハイブリッドコントローラ１０により行われる制御の流れを説明する。図８は、ハイブリッドコントローラ１０により行われる制御を示したフローチャートである。

（キックダウン制御開始判断：Ｓ３１０）
まず、図８に示したように、キックダウン開始判断部１１０が、アクセルペダルの踏み込みに基づくキックダウン制御の開始条件が満たされるか否かを判断する。当該判断は、例えば、車速、アクセル開度、および所定の変速シフトマップに基づいて行われる。キックダウン制御の開始条件が満たされない間はＳ３１０の判断が繰り返され、キックダウン制御の開始条件が満たされると判断された場合にはＳ３２０の判断が行われる。なお、アクセルペダルの踏込みは加速を意図した操作の一例に過ぎず、当該Ｓ３１０の判断は、加速を意図した他の操作に基づくダウンシフト制御の開始条件が満たされるか否かの判断にも置換可能である。

（ロックアップクラッチの状態判断：Ｓ３２０）
Ｓ３１０においてキックダウン制御の開始条件が満たされると判断された場合、キックダウン制御部１４０は、クラッチ状態取得部１３０により取得されたロックアップクラッチ状態情報が解放状態を示すか締結状態を示すかを判断する。

なお、エンジン３２の停止状態においては、バリエータ６０に影響を与える慣性トルクを小さくするために、入力クラッチ８６は解放状態に制御される。入力クラッチ８６の解放状態においては、通常、ロックアップクラッチ８２も解放状態に制御される。このため、エンジン３２が停止状態である場合、および入力クラッチ８６が解放状態である場合の各々においては、ロックアップクラッチ８２が解放状態である。すなわち、エンジン状態情報、および入力クラッチ状態情報は、ロックアップクラッチ８２の状態に関する状態情報とも言える。

従って、上記ではロックアップクラッチ状態情報が解放状態を示すという所定の条件が満たされるか否かを判断する例を説明したが、当該所定の条件は、エンジン状態情報が停止状態を示すという条件、または、入力クラッチ状態情報が解放状態を示すという条件に置換可能である。さらに、所定の条件は、ロックアップクラッチ状態情報が解放状態を示すこと、エンジン状態情報が停止状態を示すこと、および入力クラッチ状態情報が解放状態を示すこと、のうちの複数の条件の組み合わせに置換することも可能である。

（キックダウン制御：Ｓ３３０、Ｓ３４０）
Ｓ３２０においてロックアップクラッチ８２の状態が締結状態であると判断された場合、キックダウン制御部１４０は、締結状態用の変速パラメータを用いてキックダウン制御を行う（Ｓ３３０）。一方、Ｓ３２０においてロックアップクラッチ８２の状態が解放状態であると判断された場合、キックダウン制御部１４０は、解放状態用の変速パラメータを用いてキックダウン制御を行う（Ｓ３４０）。以下、図９および図１０を参照して、Ｓ３３０で行われるキックダウン制御、およびＳ３４０で行われるキックダウン制御についてより詳細に説明する。

＜４．キックダウン制御＞
（ロックアップクラッチが締結状態である場合のキックダウン制御）
図９は、第１のキックダウン制御例を示したタイミングチャートである。図９に示した例では、キックダウン制御を開始するタイミングｔ１１においてロックアップクラッチ８２の状態が締結状態であるので、締結状態用の変速パラメータを用いたキックダウン制御が行われる。具体的には、まず、モータトルク指示部１４６がＭＣＵ４０に電動機４２のモータトルクを増加させる。かかる構成により、加速度が上昇を開始する。

そして、タイミングｔ１２において、変速比制御部１４８がバリエータ制御部２４０に変速比の増加制御を開始させる。変速比の増加制御により、セカンダリ軸回転数の増加量を上回ってエンジン回転数およびプライマリ軸回転数が増加し、バリエータ６０から出力されるトルクも増加するので、加速度が上昇を続ける。

ここで、変速比制御部１４８は、図７を参照して説明したように、ロックアップクラッチ８２の解放状態時よりも変速比の増加速度が緩やかになるようにバリエータ制御部２４０を制御する。かかる構成により、変速比を急激に増加させた場合に慣性トルクに起因して生じる加速度の一時的な低下が抑制されるので、キックダウン制御におけるドライバビリティを向上することが可能である。

（ロックアップクラッチが解放状態である場合のキックダウン制御）
図１０は、第２のキックダウン制御例を示したタイミングチャートである。図１０に示した例では、キックダウン制御を開始するタイミングｔ２１においてロックアップクラッチ８２の状態が解放状態であるので、解放状態用の変速パラメータを用いたキックダウン制御が行われる。

具体的には、タイミングｔ２１においては、モータトルク指示部１４６がＭＣＵ４０に電動機４２のモータトルクを増加させる。これにより、加速度が上昇を開始する。また、エンジントルク指示部１４４が、ＥＣＵ３０にエンジン３２の再始動指示を出力し、この再始動指示に従い、ＥＣＵ３０がエンジン３２を再始動させ、エンジン３２の回転数を増加させる。さらに、入力クラッチ制御部２３０が、クラッチ切替指示部１４２からの指示に従い、入力クラッチ８６の状態を締結状態に切替える。

そして、タイミングｔ２２において、変速比制御部１４８がバリエータ制御部２４０に変速比の増加制御を開始させる。変速比の増加制御により、セカンダリ軸回転数の増加量を上回ってプライマリ軸回転数が増加するので、バリエータ６０から出力される回転トルクおよび加速度が増加する。さらに、入力クラッチ８６が締結状態に切替えられた後は、エンジン回転数がプライマリ軸回転数を上回った量に応じたエンジン３２由来の回転トルクが、トルクコンバータ７０を介してバリエータ６０に加えられるので、加速度の増加に寄与する。一方、ＭＣＵ４０はモータトルク指示部１４６からの制御に従って電動機４２のモータトルクを徐々に減少させる。

その後、プライマリ軸回転数がエンジン回転数に概ね到達すると（例えば、双方の回転数の差分が所定値以下となった場合）、ロックアップクラッチ制御部２２０がロックアップクラッチ８２を締結状態に切替える。ロックアップクラッチ８２が締結状態に切替えられたタイミングｔ２３以降は、エンジン回転数とプライマリ軸回転数が一致する。

ここで、変速比制御部１４８は、図７を参照して説明したように、ロックアップクラッチ８２の締結状態時よりも変速比の増加速度が速くなるようにバリエータ制御部２４０を制御する。ロックアップクラッチ８２の解放状態においては、上述したように、ロックアップクラッチ８２よりエンジン３２側に位置する回転部材の慣性トルクがトルクコンバータ７０内の作動油を介してバリエータ６０に伝わるので、バリエータ６０に伝わる慣性トルクが緩和される。さらに、ロックアップクラッチ８２が解放状態である間はエンジン３２の回転数を図１０に示したようにプライマリ軸回転数より高く保つことができる。このため、ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合には、上記のように変速比の増加速度を速くすることにより、図３に示したような加速度の一時的な低下の発生を防止しつつ、キックダウン制御の加速応答を改善することが可能である。

＜５．むすび＞
以上説明したように、本発明の実施形態によるハイブリッドコントローラ１０は、ロックアップクラッチ８２の状態が解放状態であるか否かに応じて、キックダウン制御の方法を変化させる。特に、ハイブリッドコントローラ１０は、ロックアップクラッチ８２が解放状態である場合、ロックアップクラッチ８２が締結状態である場合よりも、キックダウン制御における変速比の増加速度を速くする。かかる構成によれば、ロックアップクラッチ８２の状態が締結状態および解放状態のいずれである場合にも、回転数の増加に伴って慣性トルクに起因して生じる加速度の一時的な低下を抑制しつつ、キックダウン制御の加速応答を改善することが可能となる。当該加速応答の改善は、ロックアップクラッチ８２が解放状態でありエンジン３２が停止状態である場合に行われるエンジン３２の再始動を伴うキックダウン制御において特に効果的である。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本明細書のハイブリッドコントローラ１０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。変形例として、図８に示したＳ３１０の判断とＳ３２０の判断の順序は逆であってもよいし、Ｓ３１０の判断とＳ３２０の判断は並列的に処理されてもよい。

また、上記実施形態では、バリエータ６０のプライマリ軸６３の一側にエンジン３２が配置され、他側に電動機４２が配置される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、エンジン３２および電動機４２がプライマリ軸６３の同一側に配置される構成にも同様に本発明を適用可能である。この場合、電動機４２がトルクコンバータ７０とエンジン３２に間に位置し、入力クラッチ８６がロックアップクラッチ８２よりもエンジン３２側に位置してもよい。

さらに、電動機４２が、バリエータ６０のセカンダリプーリ６６と駆動輪４８との間に設けられる構成にも同様に本発明を適用可能である。この場合、入力クラッチ８６は電動機４２とセカンダリプーリ６６の間に位置してもよい。かかる構成においては、入力クラッチ８６の解放によりバリエータ６０からエンジン３２までの構成を駆動輪４８から切り離すことができるので、入力クラッチ８６の解放時に加速度に影響を与える慣性トルクを一層軽減することが可能である。

また、ハイブリッドコントローラ１０などの制御装置に上述した各機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

１ ハイブリッド車両
１０ ハイブリッドコントローラ（ＨＥＶ ＣＵ）
１２ アクセル開度センサ
１４ 速度センサ
１６ 加速度センサ
２０ トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）
３０ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
３２ エンジン
３４ クランク軸
４０ モータ制御ユニット（ＭＣＵ）
４２ 電動機
４８ 駆動輪
５０ 変速機
６０ バリエータ
６１ 駆動チェーン
６２ プライマリプーリ
６３ プライマリ軸
６６ セカンダリプーリ
６７ セカンダリ軸
７０ トルクコンバータ
７２ フロントカバー
７３ ポンプインペラ
７４ タービンランナ
７５ タービン軸
８０ 油圧制御装置
８２ ロックアップクラッチ
８６ 入力クラッチ
１１０ キックダウン開始判断部
１２０ エンジン状態取得部
１３０ クラッチ状態取得部
１４０ キックダウン制御部
１４２ クラッチ切替指示部
１４４ エンジントルク指示部
１４６ モータトルク指示部
１４８ 変速比制御部
２１０ 回転数情報取得部
２２０ ロックアップクラッチ制御部
２３０ 入力クラッチ制御部
２４０ バリエータ制御部

Claims (10)

1. エンジンと、電動機と、前記エンジンから発生した駆動力および前記電動機から発生した駆動力に基づいて回転駆動する駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた無段変速機と、を有する車両を制御する制御装置であって、
   前記動力伝達経路に設けられたクラッチの状態に関する状態情報を取得する状態取得部と、
   前記状態取得部により取得された前記状態情報に応じて、加速時のダウンシフト制御における前記無段変速機の変速比の変化速度を制御する変速比制御部と、
   を備えることを特徴とする、制御装置。
2. 前記変速比制御部は、前記状態情報が前記クラッチの解放状態を示すか否かに応じて前記ダウンシフト制御における変速比の変化速度を異ならせることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記変速比制御部は、前記状態情報に関する所定の条件が満たされる場合、前記状態情報が前記クラッチの締結状態を示す場合よりも、前記ダウンシフト制御における変速比の増加速度を速くすることを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記所定の条件は、前記状態情報が前記クラッチの解放状態を示すことを含むことを特徴とする、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記所定の条件は、前記エンジンが停止状態であることを含むことを含むことを特徴とする、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御装置は、前記ダウンシフト制御を開始するか否かを判断するダウンシフト開始判断部をさらに備え、
   前記変速比制御部は、前記ダウンシフト開始判断部により前記ダウンシフト制御を開始すると判断された時の前記状態情報に応じて前記変速比の変化速度を制御することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記クラッチは、前記無段変速機の入力側回転体と前記エンジンと間に設けられるロックアップクラッチであり、
   前記制御装置は、
   前記ロックアップクラッチを制御するクラッチ制御部、および、
   前記エンジンを制御するエンジン制御部、
   をさらに備え、
   前記ロックアップクラッチが解放されている状態で前記ダウンシフト制御が開始された場合、前記エンジン制御部が前記エンジンの回転数を上昇させ、前記クラッチ制御部は、前記エンジンの回転数が前記入力側回転体の回転数を上回った後に、前記ロックアップクラッチを締結状態に切替えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記動力伝達経路には、前記エンジンから発生した駆動力の伝達と遮断を切り替える入力クラッチが前記ロックアップクラッチとは別に設けられ、
   前記入力クラッチは、前記入力クラッチが解放された状態で前記ダウンシフト制御が開始された場合、前記ロックアップクラッチの締結状態への切替前に、締結状態に切替えられることを特徴とする、請求項７に記載の制御装置。
9. 前記無段変速機の入力側に前記エンジンおよび前記電動機が設けられ、
   前記クラッチは、前記無段変速機の入力側回転体と前記エンジンとの間の動力伝達経路に設けられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記クラッチは、前記エンジンから発生した駆動力の伝達と遮断を切り替える入力クラッチであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
    
    

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