JP2017115945A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ツインクラッチ式の変速機を備えるハイブリッド車両において、プレシフト段が頻繁に切り替わることでモータによる回転数合わせが短時間に多数回繰り返されることを回避してバッテリ（蓄電器）の残容量の低下を防止する。【解決手段】アクセル開度検出手段（３１）で検出されたアクセル開度（ＡＰ）の所定量以上の変化が所定時間内に所定回数以上繰り返され、且つ、プレシフト段検出手段（３７）で検出されたプレシフト用の変速段が走行変速段（６速段）の上段側の変速段（７速段）と下段側の変速段（５速段）との間で所定時間内に所定回数以上切り替わるときに、プレシフト用の変速段の切替操作を禁止して該プレシフト用の変速段を固定するプレシフト段切替禁止制御を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、駆動源としての内燃機関及び電動機と、奇数変速段側の変速軸と偶数変速段側の変速軸の２系統に分けられた有段式の変速機とを備えるハイブリッド車両において、駆動源及び変速機の動作を制御するハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、駆動源としてのエンジン（内燃機関）及びモータ（電動機）を備えたハイブリッド車両がある。このようなハイブリッド車両では、複数の変速段を切り替えて設定することで内燃機関と電動機の少なくともいずれかの駆動力を駆動輪に伝達可能な有段式の変速機を備えるものがある。

また、上記のようなハイブリッド型の車両に用いる変速機として、例えば、特許文献１に示すように、奇数段（１，３，５速段など）の変速段で構成される第１変速機構の入力軸と内燃機関の機関出力軸とを断接可能な第１クラッチ（奇数段クラッチ）と、偶数段（２，４，６速段など）の変速段で構成される第２変速機構の入力軸と機関出力軸とを断接可能な第２クラッチ（偶数段クラッチ）とを備え、これら２つのクラッチを交互につなぎ替えることで変速を行うツインクラッチ式の変速機がある。また、このようなツインクラッチ式の変速機には、第１変速機構の入力軸に電動機（モータ）の回転軸を連結した構成のものがある。

そして、このようなツインクラッチ式の自動変速機では、クラッチが締結して動力伝達している一方の変速機構の変速段の他に、クラッチが締結していない他方の変速機構の変速段を選択すること（プレシフト）が一般的に行われている。このプレシフトでは、車両の車速・アクセル開度（アクセルペダル開度）・減速度などにより、目標プレシフト段をクラッチが締結している走行変速段に対して一段上の変速段（加速中）か、一段下の変速段（減速中）に選択している。

また、上記のようなツインクラッチ式の自動変速機では、モータを駆動又は回生することによって、モータが接続された第１変速機構の入力軸の回転数と第１変速機構の駆動ギヤなどの回転数（変速機の出力軸を介して当該入力軸に伝達される回転数）との差を所定以下にする回転数合わせを行ってから変速段を切り替えることで、当該変速段にかかる同期装置の各部の摩耗を抑制することが行われている。特に第１変速機構の入力軸はモータが接続されているためにイナーシャ（慣性質量）が大きい。そのため、第１変速機構のプレシフトを行う場合には、そのたびにモータの駆動による上記の回転数合わせを行う必要がある。

特開２０１２−１６６５７４号公報

上記のようなツインクラッチ式の自動変速機において、第２変速機構の一の変速段（例えば６速段）での走行時に第１変速機構のプレシフト段がアクセルペダル開度に応じて走行変速段の上段側の変速段（例えば７速段）と下段側の変速段（例えば５速段）との間で切り替わるが、その際に上記の回転数合わせをするためにモータが作動する。そのため、車両が軽い加減速を繰り返すと、第１変速機構における上段側の変速段へのプレシフトと下段側の変速段へのプレシフト（例えば５速／７速プレシフト）が頻繁に繰り返されることでバッテリ（蓄電器）の電力が消費し、バッテリの残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下するという問題があった。特に、比較的高速での車両の走行中に運転者による小刻みなアクセルペダルの操作が行われた場合には、プレシフト段が上段側と下段側とで頻繁に切り替わることでバッテリの残容量の低下が顕著になるという問題が生じる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ツインクラッチ式の変速機を備えるハイブリッド車両において、プレシフト段が頻繁に切り替わることでモータによる回転数合わせが短時間に多数回繰り返されることを回避でき、バッテリ（蓄電器）の残容量の低下を防止することができるハイブリッド車両の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の本発明は、車両の駆動源としての内燃機関（２）と電動機（３）を備えると共に、前記電動機（３）に接続されると共に第１クラッチ（Ｃ１）を介して選択的に前記内燃機関（２）の機関出力軸（２ａ）に接続される第１入力軸（ＩＭＳ）と、第２クラッチ（Ｃ２）を介して選択的に前記内燃機関（２）の機関出力軸（２ａ）に接続される第２入力軸（ＳＳ）と、駆動輪（ＷＲ，ＷＬ）側に動力を出力する出力軸（ＣＳ）と、前記第１入力軸（ＩＭＳ）と前記出力軸（ＣＳ）との間に配置されて奇数変速段と偶数変速段のいずれか一方を選択可能な第１変速機構（Ｇ１）と、前記第２入力軸（ＳＳ）と前記出力軸（ＣＳ）との間に配置されて奇数変速段と偶数変速段のいずれか他方を選択可能な第２変速機構（Ｇ２）と、を有する変速機（４）と、前記電動機（３）との間で電力の授受が可能な蓄電器（３０）と、前記車両のアクセル開度（ＡＰ）を検出するアクセル開度検出手段と、前記第２変速機構（Ｇ２）の一の変速段を走行変速段として前記車両が走行しているときに前記第１変速機構（Ｇ１）で選択されるプレシフト用の変速段を検出するプレシフト段検出手段と、前記内燃機関（２）及び前記電動機（３）による車両の駆動、及び前記電動機（３）と前記蓄電器（３０）との電力の授受を制御するための制御手段（１０）と、を備えるハイブリット車両の制御装置であって、前記制御手段（１０）は、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度（ＡＰ）の所定量以上の変化が所定時間内に所定回数以上繰り返され、且つ、前記プレシフト段検出手段で検出された前記プレシフト用の変速段が前記走行変速段の上段側の変速段と下段側の変速段との間で所定時間内に所定回数以上切り替わるときに、前記プレシフト用の変速段の切替操作を禁止して該プレシフト用の変速段を固定するプレシフト段切替禁止制御を行うことを特徴とする。

そして、前記制御手段（１０）は、前記プレシフト段の切り替えを行うときに、前記第１入力軸（ＩＭＳ）側と前記出力軸（ＣＳ）側との回転数差が所定以上の場合には、前記電動機（３）の駆動又は回生により前記第１入力軸（ＩＭＳ）の回転数を上昇又は下降させる回転数合わせを行ってから前記プレシフト段の切り替えを行うものであってよい。

また、この場合、前記制御手段は、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度（ＡＰ）が所定値以上の状態と全閉状態とが所定時間内に所定回数以上繰り返されたときに前記プレシフト段切替禁止制御を行うようにしてよい。

本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置によれば、アクセル開度（ＡＰ）の所定量以上の変化が所定時間内に所定回数以上繰り返され、且つ、プレシフト用の変速段が走行変速段の上段側の変速段と下段側の変速段との間で所定時間内に所定回数以上切り替わるときに、プレシフト用の変速段の切替操作を禁止して該プレシフト用の変速段を固定するプレシフト段切替禁止制御を行うようにしたことで、プレシフトに伴う電動機による回転数合わせやシフトアクチュエータなどの作動による電力消費を回避することができ、蓄電器の残容量（ＳＯＣ）の低下を防止することができる。

すなわち、第２変速機構の一の変速段を走行変速段とする車両の走行時に、運転者によるアクセルペダルの操作（アクセル開度の変化）に応じて第１変速機構で選択されるプレシフト段が走行変速段に対して上段側の変速段（７速段）と下段側の変速段（５速段）とで切り替わるが、その際に第１回転軸と変速段選択用のギヤなどとの回転数合わせするために第１変速機構に繋がっている電動機（モータ）が作動する。そのため、アクセルペダルの小刻みな操作などによって車両が軽い加減速を繰り返すと、当該プレシフト段の切り替えが頻繁に繰り返されることで蓄電器の電力を消費して残容量（ＳＯＣ）が減少する。そこで、小刻みなアクセルペダルの操作などがされた場合には、第１変速機構におけるプレシフト段の切り替えを禁止し、プレシフト段を固定することによって、蓄電器の残容量の低下を回避するようにした。

また、上記ハイブリッド車両の制御装置では、前記制御手段は、前記プレシフト段切替禁止制御において、前記プレシフト用の変速段を前記走行変速段の下段側の変速段に固定するようにしてよい。

この構成によれば、プレシフト段切替禁止制御において、プレシフト用の変速段を走行変速段の下段側の変速段に固定することで、運転者によるアクセルペダルの急激な踏み込みなどによる急加速（いわゆるキックダウン）があった場合にそれに対する加速応答性を確保することができる。なお、仮にプレシフト用の変速段を走行変速段の上段側の変速段に固定すると、アクセル開度の小刻みな変化の終了時に下段側の変速段に対応するアクセル開度に収束する場合、車両の駆動力が不足して良好な走行状態を維持できないおそれがある。また、万一の場合にエンストが発生する懸念もある。これに対して、上記のようにプレシフト用の変速段を走行変速段の下段側の変速段に固定すれば、かかる問題を回避することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明の一実施形態にかかる制御装置を備えたハイブリッド車両の構成例を示す概略図である。 図１に示す変速機の詳細構成を示すスケルトン図である。 図２に示す変速機の各シャフトの係合関係を示す概念図である。 プレシフト段切替禁止制御の手順を説明するためのフローチャートである。 プレシフト段切替禁止制御における各値の変化を示すタイミングチャートである。 通常制御（従来制御）における各値の変化を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。本実施形態の車両１は、図１に示すように、駆動源としての内燃機関２及び電動機３を備えたハイブリッド自動車の車両であって、さらに、トランスミッション（変速機）４と、ディファレンシャル機構５と、左右のドライブシャフト６Ｒ，６Ｌと、左右の駆動輪ＷＲ，ＷＬとを備えると共に、電動機３を制御するためのパワードライブユニット（ＰＤＵ）２０と、高圧バッテリ（高圧蓄電器）３０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ（変圧器）２１と、１２Ｖバッテリ（低圧蓄電器）２２と、車載補機からなる電気負荷（低圧電気負荷）２３とを備える。

ここで、電動機３は、モータでありモータジェネレータを含み、高圧バッテリ３０は、蓄電器でありキャパシタを含む。また、内燃機関２は、エンジンであり、ディーゼルエンジンやターボエンジンなどを含む。内燃機関（以下、「エンジン」と記す。）２と電動機（以下、「モータ」と記す。）３の回転駆動力は、変速機４、ディファレンシャル機構５およびドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して左右の駆動輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。

図１に示すように、変速機４は、モータ３に接続されると共に第１クラッチ（後述する奇数段クラッチ）Ｃ１を介して選択的にエンジン２のクランク軸２ａに接続される第１入力軸（後述する内側メインシャフト）ＩＭＳと、第２クラッチ（後述する偶数段クラッチ）Ｃ２を介して選択的にエンジン２のクランク軸２ａに接続される第２入力軸（後述する外側メインシャフト又はセカンダリシャフト）ＯＭＳ（ＳＳ）と、駆動輪ＷＲ，ＷＬ側に動力を出力する出力軸ＣＳと、第１入力軸ＩＭＳと出力軸ＣＳとの間に配置されて最低変速段から奇数番目に属する複数の変速段（１，３，５速段など）を選択可能な第１変速機構Ｇ１と、第２入力軸ＯＭＳ（ＳＳ）と出力軸ＣＳとの間に配置されて最低変速段から偶数番目に属する複数の変速段（２，４，６速段など）を選択可能な第２変速機構Ｇ２とを備えて構成されている。なお、図１では、変速機４の構成を簡略化したものを示しているが、変速機４が備える詳細な構成は、図２に示すスケルトン図に表されている。

また、車両１は、エンジン２、モータ３、変速機４、ディファレンシャル機構５、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１および高圧バッテリ３０、１２Ｖバッテリ２２などを制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０を備える。電子制御ユニット１０は、１つのユニットとして構成されるだけでなく、例えばエンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ、モータ３やＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御するためのモータジェネレータＥＣＵ、高圧バッテリ３０を制御するためのバッテリＥＣＵ、変速機４を制御するためのＡＴ−ＥＣＵなど複数のＥＣＵから構成されてもよい。本実施形態の電子制御ユニット１０は、エンジン２及びモータ３を制御するとともに、高圧バッテリ３０、ＰＤＵ２０、１２Ｖバッテリ２２の電力授受の制御や、変速機４による変速動作の制御などを行う。

電子制御ユニット１０は、各種の運転条件に応じて、モータ３のみを動力源とするモータ単独走行（ＥＶ走行）をするように制御したり、エンジン２のみを動力源とするエンジン単独走行をするように制御したり、エンジン２とモータ３の両方を動力源として併用する協働走行（ＨＥＶ走行）をするように制御する。

また、電子制御ユニット１０には、制御パラメータとして、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ３１からのアクセルペダル開度ＡＰ、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ３２からのブレーキペダル開度、ギヤ段（変速段）を検出するシフトポジションセンサ３３からのシフト位置、高圧バッテリ３０の残容量（ＳＯＣ）を測定する残容量検出器３４からの残容量、車速を検出する車速センサ（車速検出手段）３５からの車速Ｖなどの各種信号が入力されるようになっている。また、第１変速機構Ｇ１及び第２変速機構Ｇ２による変速段の選択状態（シンクロメッシュ機構の位置情報）を検出するためのギヤ段センサ３７が設けられており、当該ギヤ段センサ３７からの検出信号も電子制御ユニット１０に入力されるようになっている。なお、ギヤ段センサ３７によるギヤ段（変速段）の検出で、後述する第２変速機構Ｇ２で選択されるプレシフト段の検出が行われる。

また、図示は省略するが、電子制御ユニット１０には、さらに、車両１に搭載されたカーナビゲーションシステムなどから、車両１が現在走行している道路の状況（例えば、平坦路、上り坂、下り坂の別など）に関するデータが入力されるようになっていてもよい。

エンジン２は、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両１を走行させるための駆動力を発生する内燃機関である。モータ３は、エンジン２とモータ３との協働走行やモータ３のみの単独走行の際には、高圧バッテリ３０の電気エネルギーを利用して車両１を走行させるための駆動力を発生するモータとして機能するとともに、車両１の減速時には、回生により電力を発電する発電機（ジェネレータ）として機能する。モータ３の回生時には、高圧バッテリ３０は、モータ３により発電された電力（回生エネルギー）により充電される。

ＰＤＵ２０には、モータ３と電力の授受を行う高圧バッテリ３０が接続されている。ここで授受される電力には、例えば、モータ３の駆動またはアシスト動作時にモータ３に供給される供給電力や、回生作動または昇圧駆動によるモータ３の発電時にモータ３から出力される出力電力がある。そして、ＰＤＵ２０は、電子制御ユニット１０からの制御指令を受けてモータ３の駆動および発電を制御する。例えば、モータ３の駆動時には、電子制御ユニット１０から出力されるトルク指令に基づき、高圧バッテリ３０から出力される直流電力を３相交流電力に変替してモータ３へ供給する。一方、モータ３の発電時には、モータ３から出力される３相交流電力を直流電力に変替して、高圧バッテリ３０を充電する。

また、各種補機類からなる電気負荷２３を駆動するための１２Ｖバッテリ（低圧バッテリ）２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（変圧器）２１を介して、ＰＤＵ２０および高圧バッテリ３０に対して並列に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、例えば双方向のＤＣ−ＤＣコンバータであって、高圧バッテリ３０の端子間接続、あるいはモータ３の回生作動または昇圧駆動した際のＰＤＵ２０の端子間電圧を、所定の電圧値まで降圧して１２Ｖバッテリ２２を充電すると共に、高圧バッテリ３０の残容量（ＳＯＣ）が低下している場合には、１２Ｖバッテリ２２の端子間電圧を昇圧して高圧バッテリ３０を充電可能である。また、電気負荷２３を構成する各種補機類としては、車両１に搭載されたデフロスタユニット、電子制御ユニット１０用の通信及び送電機器類、カーオーディオ及びその附属機器類、ヒータユニット、ライト（照明類）などが挙げられる。

次に、本実施形態の車両１が備える変速機４の詳細構成例について説明する。図２は、図１に示す変速機４の詳細構成例を示すスケルトン図である。図３は、図２に示す変速機４の各シャフトの係合関係を示す概念図である。変速機４は、前進７速、後進１速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のツインクラッチ式変速機（デュアルクラッチトランスミッション）である。

変速機４には、エンジン２のクランク軸（機関出力軸）２ａ及びモータ３に接続される内側メインシャフト（第１入力軸）ＩＭＳと、この内側メインシャフトＩＭＳの外筒をなす外側メインシャフト（第２入力軸）ＯＭＳと、内側メインシャフトＩＭＳにそれぞれ平行なセカンダリシャフト（第２入力軸）ＳＳ、アイドルシャフトＩＤＳ、リバースシャフト（リバース軸）ＲＶＳと、これらのシャフトに平行で出力軸をなすカウンタシャフトＣＳとが設けられる。

これらのシャフトのうち、外側メインシャフトＯＭＳがアイドルシャフトＩＤＳを介してリバースシャフトＲＶＳおよびセカンダリシャフトＳＳに常時係合し、カウンタシャフトＣＳがさらにディファレンシャル機構５（図１参照）に常時係合するように配置される。

また、変速機４は、奇数段クラッチ（第１クラッチ）Ｃ１と、偶数段クラッチ（第２クラッチ）Ｃ２とを備える。奇数段クラッチＣ１及び偶数段クラッチＣ２は乾式のクラッチである。奇数段クラッチＣ１は、内側メインシャフトＩＭＳに結合される。偶数段クラッチＣ２は、外側メインシャフトＯＭＳ（第２入力軸の一部）に結合され、外側メインシャフトＯＭＳ上に固定されたギヤ４８からアイドルシャフトＩＤＳを介してリバースシャフトＲＶＳおよびセカンダリシャフトＳＳ（第２入力軸の一部）に連結される。

内側メインシャフトＩＭＳのモータ３寄りの所定箇所には、プラネタリギヤ機構７０のサンギヤ７１が固定配置される。また、内側メインシャフトＩＭＳの外周には、図２において左側から順に、プラネタリギヤ機構７０のキャリア７３と、３速駆動ギヤ４３と、７速駆動ギヤ４７と、５速駆動ギヤ４５が配置される。なお、３速駆動ギヤ４３は、１速駆動ギヤとしても兼用されるものである。３速駆動ギヤ４３、７速駆動ギヤ４７、５速駆動ギヤ４５は、それぞれ内側メインシャフトＩＭＳに対して相対的に回転可能であり、３速駆動ギヤ４３はプラネタリギヤ機構７０のキャリア７３に連結している。更に、内側メインシャフトＩＭＳ上には、３速駆動ギヤ４３と７速駆動ギヤ４７との間に３−７速シンクロメッシュ機構８１が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、５速駆動ギヤ４５に対応して５速シンクロメッシュ機構８２が軸方向にスライド可能に設けられる。所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段が内側メインシャフトＩＭＳに連結される。内側メインシャフトＩＭＳに関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、奇数段の変速段を実現するための第１変速機構Ｇ１が構成される。なお、上記の駆動ギヤ４３，４５，４７は、本発明にかかる奇数段ギヤであり、上記のシンクロメッシュ機構８１，８２は、本発明にかかる第１同期結合装置である。第１変速機構Ｇ１の各駆動ギヤ４３，４５，４７は、カウンタシャフトＣＳ上に設けられた対応する従動ギヤ（出力ギヤ）５１，５２，５３に噛み合い、カウンタシャフトＣＳを回転駆動する。

セカンダリシャフトＳＳ（第２入力軸）の外周には、図２において左側から順に、２速駆動ギヤ４２と、６速駆動ギヤ４６と、４速駆動ギヤ４４とが相対的に回転可能に配置される。更に、セカンダリシャフトＳＳ上には、２速駆動ギヤ４２と６速駆動ギヤ４６との間に２−６速シンクロメッシュ機構８３が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、４速駆動ギヤ４４に対応して４速シンクロメッシュ機構８４が軸方向にスライド可能に設けられる。この場合も、所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段がセカンダリシャフトＳＳ（第２入力軸）に連結される。セカンダリシャフトＳＳ（第２入力軸）に関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、偶数段の変速段を実現するための第２変速機構Ｇ２が構成される。なお、上記の駆動ギヤ４２，４４，４６は、本発明にかかる偶数段ギヤであり、上記のシンクロメッシュ機構８３，８４は、本発明にかかる第２同期結合装置である。第２変速機構Ｇ２の各駆動ギヤも、カウンタシャフトＣＳ上に設けられた対応する従動ギヤ５１，５２，５３に噛み合い、カウンタシャフトＣＳを回転駆動する。なお、セカンダリシャフトＳＳに固定されたギヤ４９はアイドルシャフトＩＤＳ上のギヤ５５に結合しており、該アイドルシャフトＩＤＳから外側メインシャフトＯＭＳを介して偶数段クラッチＣ２に結合される。

リバースシャフトＲＶＳの外周には、リバースギヤ５８が相対的に回転可能に配置される。また、リバースシャフトＲＶＳ上には、リバースギヤ５８に対応してリバースシンクロメッシュ機構（リバース用同期係合装置）８５が軸方向にスライド可能に設けられ、また、アイドルシャフトＩＤＳに係合するギヤ５０が固定されている。リバースシャフトＲＶＳに関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、リバース段を実現するためのリバース変速機構ＧＲが構成される。車両１を後進（リバース走行）させる場合は、シンクロメッシュ機構８５のシンクロを入れて、偶数段クラッチＣ２を係合することにより、偶数段クラッチＣ２の回転が外側メインシャフトＯＭＳ及びアイドルシャフトＩＤＳを介してリバースシャフトＲＶＳに伝達され、リバースギヤ５８が回転される。リバースギヤ５８は内側メインシャフトＩＭＳ上のギヤ５６に噛み合っており、リバースギヤ５８が回転するとき内側メインシャフトＩＭＳは前進時とは逆方向に回転する。内側メインシャフトＩＭＳの逆方向の回転はプラネタリギヤ機構７０に連結した３速駆動ギヤ４３を介してカウンタシャフトＣＳに伝達される。

カウンタシャフトＣＳ上には、図２において左側から順に、２−３速従動ギヤ５１と、６−７速従動ギヤ５２と、４−５速従動ギヤ５３と、パーキング用ギヤ５４と、ファイナル駆動ギヤ５５とが固定的に配置される。ファイナル駆動ギヤ５５は、ディファレンシャル機構５のディファレンシャルリングギヤ（図示せず）と噛み合うようになっており、これにより、カウンタシャフトＣＳの回転がディファレンシャル機構５の入力軸（つまり車両推進軸）に伝達される。また、プラネタリギヤ機構７０のリングギヤ７５には、該リングギヤ７５の回転を停止するためのブレーキ４１が設けられる。

上記構成の変速機４では、２−６速シンクロメッシュ機構８３のシンクロスリーブを左方向にスライドすると、２速駆動ギヤ４２がセカンダリシャフトＳＳに結合され、右方向にスライドすると、６速駆動ギヤ４６がセカンダリシャフトＳＳに結合される。また、４速シンクロメッシュ機構８４のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、４速駆動ギヤ４４がセカンダリシャフトＳＳに結合される。このように偶数の駆動ギヤ段を選択した状態で、偶数段クラッチＣ２を係合することにより、変速機４は偶数の変速段（２速、４速、又は６速）に設定される。

３−７速シンクロメッシュ機構８１のシンクロスリーブを左方向にスライドすると、３速駆動ギヤ４３が内側メインシャフトＩＭＳに結合されて３速の変速段が選択され、右方向にスライドすると、７速駆動ギヤ４７が内側メインシャフトＩＭＳに結合されて７速の変速段が選択される。また、５速シンクロメッシュ機構８２のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、５速駆動ギヤ４５が内側メインシャフトＩＭＳに結合されて５速の変速段が選択される。シンクロメッシュ機構８１、８２がいずれのギヤ４３、４７、４５も選択していない状態（ニュートラル状態）では、プラネタリギヤ機構７０の回転がキャリア７３に連結したギヤ４３を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、１速の変速段が選択されることになる。このように奇数の駆動ギヤ段を選択した状態で、奇数段クラッチＣ１を係合することにより、変速機４は奇数の変速段（１速、３速、５速、又は７速）に設定される。

変速機４で実現すべき変速段の決定及び該変速段を実現するための制御（第１変速機構Ｇ１及び第２変速機構Ｇ２における変速段の選択、すなわちシンクロの切り替え制御と、奇数段クラッチＣ１及び偶数段クラッチＣ２の係合及び係合解除の制御等）は、公知のように、運転状況に従って、電子制御ユニット１０によって実行される。

ここで、モータ３の駆動による変速段の切替時の回転数合わせ制御について説明する。ここでいう変速段の切替時の回転数合わせとは、偶数段（２速段、４速段、６速段）で走行中にプレシフト段の選択のために１速側連結状態、３速側連結状態、５速側連結状態、７速側連結状態のいずれかとするときに、内側メインシャフト（第１回転軸）ＩＭＳに連結されたモータ３を駆動させることで、内側メインシャフトＩＭＳの回転数をカウンタシャフトＣＳ上の従動ギヤ５１〜５３によって空転している３速駆動ギヤ４３又は５速駆動ギヤ４５又は７速駆動ギヤ４７の回転数に合わせることである。このとき、１速又は３速側連結状態にするときは３速駆動ギヤ４３の回転数、５速側連結状態にするときは５速駆動ギヤ４５の回転数、７速側連結状態にするときは７速駆動ギヤ４７の回転数に合わせる。

内側メインシャフトＩＭＳの回転数と３速駆動ギヤ４３又は５速駆動ギヤ４５又は７速駆動ギヤ４７の回転数とが合っていない状態で第１変速機構Ｓ１（シンクロメッシュ機構８１，８２）による同期結合を行うと、伝達過渡状態において、同期に伴う摩擦力によって両者の回転数が合ってから接続が完了する。このときの摩擦力によってシンクロメッシュ機構８１，８２の各部が摩耗する恐れがある。これに対して、上記のようにモータ３による回転数合わせを行ってから変速段を切り替えるようにすれば、同期装置の各部の摩耗を抑制することができる。

そして、本実施形態の変速機４の制御では、アクセルペダルセンサ（アクセル開度検出手段）３１で検出されたアクセルペダル開度（アクセル開度）ＡＰの所定量以上の変化が所定時間内に所定回数以上繰り返され、且つ、ギヤ段センサ（プレシフト段検出手段）３７で検出された第１変速機構Ｇ１のプレシフト用の変速段が走行変速段の上段側の変速段と下段側の変速段との間で所定時間内に所定回数以上切り替わるときに、プレシフト用の変速段の切替操作を禁止して該プレシフト用の変速段を固定するプレシフト段切替禁止制御を行うようにしている。以下、このプレシフト段切替禁止制御について詳細に説明する。

図４は、プレシフト段切替禁止制御の手順を説明するためのフローチャートである。また、図５は、プレシフト段切替禁止制御を説明するためのタイミングチャートで、図６は、プレシフト段切替を実施しない場合の通常制御（従来制御）を説明するためのタイミングチャートである。すなわち、図５及び図６はそれぞれ、プレシフト段切替制御を行う場合と行わない場合の車速Ｖ、アクセルペダル開度ＡＰ、バッテリ（高圧バッテリ）の残容量ＳＯＣ、トランスミッション４で選択される変速段ＴＭの各値の変化を示すタイミングチャートである。図５及び図６では、横軸に経過時間Ｔをとっている。

図４のフローチャートに示すように、プレシフト段切替禁止制御は車両の走行中（前進走行中）に実施される（ステップＳＴ１）。なお、車両が高速（一例として時速８０ｋｍ以上）で走行しているときにのみ実施するようにしてもよい。まず、走行変速段が第２変速機構Ｇ２で選択される偶数変速段か否かを判断する（ステップＳＴ２）。その結果、偶数変速段で無ければ（ＮＯ）、プレシフト段切替禁止制御を行わずに通常制御を実施する（ステップＳＴ３）。一方、走行変速段が偶数変速段の場合（ＹＥＳ）は、アクセルペダルの所定量以上の踏み込みと全閉が所定時間以内に所定回数以上繰り返されたか否か、すなわちアクセルペダル操作がビジー状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。その結果、アクセルペダルの所定量以上の踏み込みと全閉が所定時間以内に所定回数以上繰り返されていない場合（ＮＯ）は、プレシフト段切替禁止制御を行わずに通常制御を実施し（ステップＳＴ３）、アクセルペダルの所定量以上の踏み込みと全閉が所定時間以内に所定回数以上繰り返された場合、すなわちアクセルペダル操作がビジー状態の場合（ＹＥＳ）は、さらに奇数変速段のプレシフトが所定時間内に所定回数以上繰り返されたか否かを判断する（ステップＳＴ５）。その結果、奇数変速段のプレシフトが所定時間内に所定回数以上繰り返されていない場合（ＮＯ）は、プレシフト段切替禁止制御を行わずに通常制御を実施し（ステップＳＴ３）、奇数変速段のプレシフトが所定時間内に所定回数以上繰り返された場合（ＹＥＳ）は、所定時間内の奇数変速段の連続プレシフトを禁止し、走行変速段に対して下段側のプレシフト段で待機するプレシフト段切替禁止制御を実施する（ステップＳＴ６）。なお、ステップＳＴ５の奇数変速段のプレシフトが所定時間内に所定回数以上繰り返されたか否かの判断は、各種の手法で検出した値を用いて行うことが可能であるが、一例として電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０によるプレシフトの指令値を用いて判断することができる。

車両の比較的高速での走行中に６速段から５速段へのキックダウン線の手前でのアクセルペダルの軽い踏み込みの繰り返しなどが行われた場合、図５に示すように、アクセルペダルの所定量（アクセル開度ＡＰ１）以上の踏み込みと全閉（アクセル開度０）が所定時間以内に所定回数以上繰り返される。これによって、時刻Ｔ１にアクセルペダル操作がビジー状態と判断されると、それ以降時刻Ｔ２までの間プレシフト段切替禁止制御が実施される。このプレシフト段切替禁止制御の実施中はプレシフト段の切替が禁止され、プレシフト段が走行変速段である６速段（６ｔｈ）の下段側の５速段（５ｔｈ）に固定される。これにより、モータ３による回転数合わせやシンクロメッシュ機構８１，８２の動作が抑制されることで、図６に示す通常制御の場合と比較して、バッテリ（高圧バッテリ）３０の残容量ＳＯＣの低下を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置では、アクセルペダル開度（ＡＰ）の所定量以上の変化が所定時間内に所定回数以上繰り返され、且つ、プレシフト用の変速段が走行変速段（６速段）の上段側の変速段（７速段）と下段側の変速段（５速段）との間で所定時間内に所定回数以上切り替わるときに、プレシフト用の変速段の切替操作を禁止して該プレシフト用の変速段を固定するプレシフト段切替禁止制御を行うようにした。これにより、プレシフトに伴うモータ３による回転数合わせやシンクロメッシュ機構（シフトアクチュエータ）８１，８２などの作動による無駄な電力消費を回避することができ、バッテリ（高圧バッテリ）３０の残容量（ＳＯＣ）の低下を防止することができる。

すなわち、第２変速機構Ｇ２の一の変速段（６速段）を走行変速段とする車両の走行時に、運転者によるアクセルペダルの操作（アクセル開度の変化）に応じて第１変速機構Ｇ１で選択されるプレシフト段が走行変速段（６速段）の上段側の変速段（７速段）と下段側の変速段（５速段）とで切り替わるが、その際に内側回転軸（第１入力軸）ＩＭＳと５速駆動ギヤ４５又は７速駆動ギヤ４７などとの回転数合わせするために第１変速機構Ｇ１に繋がっているモータ３が作動する。そのため、アクセルペダルの小刻みな操作によって車両が軽い加減速を繰り返すと、当該プレシフト段の切り替えが頻繁に繰り返されることでバッテリ３０の電力を消費して残容量（ＳＯＣ）が減少する。そこで、小刻みなアクセルペダルの操作がされた場合には、第１変速機構Ｇ１におけるプレシフト段の切り替えを禁止し、下段側のプレシフト段（５速段）で待機（プレシフト段を固定）することによって、バッテリ３０の残容量ＳＯＣの低下を回避するようにした。

また、本実施形態では、上記のプレシフト段切替禁止制御において、プレシフト用の変速段を走行変速段（６速段）の下段側の変速段（５速段）に固定することで、運転者によるアクセルペダルの急激な踏み込みなどによる急加速（いわゆるキックダウン）があった場合にそれに対する加速応答性を確保することができる。なお、仮にプレシフト用の変速段を走行変速段（６速段）の上段側の変速段（７速段）に固定すると、アクセルペダル開度の小刻みな変化の終了時に下段側の変速段（５速段）に対応するアクセル開度に収束する場合、車両の駆動力が不足して良好な走行状態を維持できないおそれがある。また、万一の場合にエンストが発生する懸念もある。これに対して、上記のようにプレシフト用の変速段を走行変速段（６速段）の下段側の変速段（５速段）に固定すれば、かかる問題を回避することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、図２及び図３に示す変速機の詳細構成は一例であり、本発明にかかる変速機（ツインクラッチ式の変速機）は、少なくとも図１に示す基本的な構成を備えた変速機であれば、その詳細な構成は、図２及び図３に示すものには限定されず、他の構成を備えたものであってもよい。

また、上記実施形態に示す変速機４は、奇数変速段を選択するための第１変速機構Ｇ１を設けた内側回転軸（第１入力軸）ＩＭＳにモータ３の回転軸が連結されている構成の変速機であるが、これ以外にも、図示は省略するが、偶数変速段を選択するための変速機構を設けた回転軸にモータの回転軸が連結された構成の変速機とすることも可能である。その場合は、上記プレシフト段切替禁止制御は、第１変速機構による奇数変速段での走行中に第２変速機構による偶数変速段のプレシフトを行う際に実施することができる。

また、上記では走行変速段が６速段でありプレシフト段が５速段と７速段である場合を例に本発明のプレシフト段切替禁止制御を説明したが、これ以外にも、走行変速段及びプレシフト段は他の変速段であってもよい。例えば、走行変速段が４速段でありプレシフト段が３速段と５速段であってもよい。

また、上記実施形態に示すツインクラッチ式の変速機４は、内側メインシャフト（第１入力軸）ＩＭＳと外側メインシャフト（第２入力軸）ＯＭＳの２本の入力軸からの駆動力が伝達される１本のカウンタシャフト（出力軸）ＣＳを備えた構成であるが、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置が備える変速機は、上記以外にも、２本の入力軸それぞれからの駆動力が伝達される２本の出力軸を備えた構成の変速機であってもよい。

１ 車両（ハイブリッド車両）
２ 内燃機関（エンジン）
３ モータ（電動機）
４ 変速機
５ ディファレンシャル機構
６Ｒ，６Ｌ ドライブシャフト
１０ 電子制御ユニット（制御手段）
２０ ＰＤＵ
２１ ＤＣ−ＤＣコンバータ（変圧器）
２２ １２Ｖ（低圧蓄電器）
２３ 電気負荷
３０ 高圧バッテリ（高圧蓄電器）
３１ アクセルペダルセンサ（アクセル開度検出手段）
３２ ブレーキペダルセンサ
３３ シフトポジションセンサ
３５ 車速センサ（車速検出手段）
３７ ギヤ段センサ（プレシフト段検出手段）
３９ 残容量検出器
４２，４４，４６ 駆動ギヤ（変速ギヤ）
４３，４５，４７ 駆動ギヤ（変速ギヤ）
７０ プラネタリギヤ機構
８１，８２ シンクロメッシュ機構（同期係合装置）
８３，８４，８５ シンクロメッシュ機構（同期係合装置）
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＣＳ カウンタシャフト（出力軸）
ＩＤＳ アイドルシャフト
ＩＭＳ 内側メインシャフト（第１入力軸、入力軸）
ＯＭＳ 外側メインシャフト（第２入力軸）
ＲＶＳ リバースシャフト
ＳＳ セカンダリシャフト
Ｇ１ 第１変速機構
Ｇ２ 第２変速機構

Claims (4)

1. 車両の駆動源としての内燃機関と電動機を備えると共に、
   前記電動機に接続されると共に第１クラッチを介して選択的に前記内燃機関の機関出力軸に接続される第１入力軸と、
   第２クラッチを介して選択的に前記内燃機関の機関出力軸に接続される第２入力軸と、
   駆動輪側に動力を出力する出力軸と、
   前記第１入力軸と前記出力軸との間に配置されて奇数変速段と偶数変速段のいずれか一方を選択可能な第１変速機構と、
   前記第２入力軸と前記出力軸との間に配置されて奇数変速段と偶数変速段のいずれか他方を選択可能な第２変速機構と、を有する変速機と、
   前記電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、
   前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   前記第２変速機構の一の変速段を走行変速段として前記車両が走行しているときに前記第１変速機構で選択されるプレシフト用の変速段を検出するプレシフト段検出手段と、
   前記内燃機関及び前記電動機による車両の駆動、及び前記電動機と前記蓄電器との電力の授受を制御するための制御手段と、を備えるハイブリット車両の制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度の所定量以上の変化が所定時間内に所定回数以上繰り返され、且つ、前記プレシフト段検出手段で検出された前記プレシフト用の変速段が前記走行変速段の上段側の変速段と下段側の変速段との間で所定時間内に所定回数以上切り替わるときに、前記プレシフト用の変速段の切替操作を禁止して該プレシフト用の変速段を固定するプレシフト段切替禁止制御を行う
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記プレシフト段切替禁止制御において、前記プレシフト用の変速段を前記走行変速段の下段側の変速段に固定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が所定値以上の状態と全閉状態とが所定時間内に所定回数以上繰り返されたときに前記プレシフト段切替禁止制御を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記プレシフト用の変速段の切り替えを行うときに、前記第１入力軸側と前記出力軸側との回転数差が所定以上の場合には、前記電動機の駆動又は回生により前記第１入力軸の回転数を上昇又は下降させる回転数合わせを行ってから前記プレシフト用の変速段の切り替えを行う
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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