JP2019093811A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン及び電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備えるハイブリッド車両において、アクセルペダルのキックダウン操作が行われた際に、エンジンの始動が必要もしくは不要のいずれにおいても適切な中間段を選択する制御装置を提供する。【解決手段】アクセルペダル７８のアクセル開度Ａｃｃの時間変化が大きい場合は、小さい場合に比べて変速遅延時間ｔｄを長くするとともに低速側の変速段を中間段とし、エンジン１４の始動が必要な場合は、エンジン１４の始動が不要な場合と比べて変速遅延時間ｔｄを長くするとともに低速側の変速段を中間段に設定する。これにより、エンジン１４の始動、非始動のいずれにおいてもアクセルペダル７８の踏込み速度に対応して加速の開始時間および応答性が良好に調整される。【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチを備える車両の制御装置に関するものである。

エンジンを駆動力源とする車両において、運転者によってアクセルペダルが大きく踏込まれる操作例えばキックダウン操作が行われ、変速段が２段以上離れたギヤ段への変速が必要とされた場合、運転者による加速操作量の大きさと運転者が感じる加速停滞感の許容量とに基づいて中間ギヤ段を設定することによって、運転者の期待する加速応答性への要求すなわち変速の遅れが少なく、均一で連続的な加速度を選択する技術が、特許文献１に開示されている。また、エンジンと電動機とを駆動源とするハイブリッド車両において、モータ走行からハイブリッド走行への移行における前記エンジンの始動と変速機のダウンシフトとの２つの要求が重なって生じた場合、変速機のダウンシフト、すなわち変速を遅延させる技術が、特許文献２に開示されている。

特開２０１７−４８９１６号公報 特開２０１２−２５２２８号公報

特許文献１においては、エンジンと電動機とを駆動力源とするハイブリッド車両における中間ギヤ段の選択方法については言及されていない。また、特許文献２における場合、すなわちハイブリッド車両においてモータ走行からエンジンの駆動をともなうハイブリッド走行への移行において、変速を単に遅延させる場合には、駆動力の応答性が低下する虞が生じる。したがって、ハイブリッド車両において、モータ走行中に運転者によってアクセルペダルが大きく踏込まれる操作例えばキックダウン操作が行われた場合に生じることがある、エンジンの起動要求と変速段が離れたダウンシフトへの変速要求とが同時に生じた場合に、運転者に与える加速応答性を改善する中間段の選択方法については十分に検討されていない。

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、ハイブリッド車両のエンジンの始動をともなわないダウンシフトにおいて運転者に違和感を与えにくい適切な中間ギヤ段を設定するとともに、エンジン始動をともなうダウンシフトにおいても適切な中間ギヤ段を設定することの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。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、前記電動機に動力伝達可能に連結されて前記走行用駆動力源からの動力を駆動輪側へ伝達する４段以上の変速段を有する自動変速機とを備え、前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行と前記エンジンおよび前記電動機を駆動力源とするハイブリッド走行との切替えが可能であり、前記クラッチを係合して前記電動機の動力による前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御が可能なハイブリッド車両の制御装置であって、（ｂ）前記車両への加速度要求量の時間当りの変化量が大きい場合は、前記加速度要求量の時間当りの変化量が小さい場合に比べて、変速遅延時間を長くする又はダウンシフトにおける変速段数を大きくするとともに低速側の変速段を中間段とし、前記エンジンの始動要求と前記自動変速機のダウンシフト要求とが重なる場合は、重ならない場合に比べて、変速遅延時間を長くするとともに低速側の変速段を中間段とすることを特徴とする。

第１発明によれば、走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、前記電動機に動力伝達可能に連結されて前記走行用駆動力源からの動力を駆動輪側へ伝達する４段以上の変速段を有する自動変速機とを備え、前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行と前記エンジンおよび前記電動機を駆動力源とするハイブリッド走行との切替えが可能であり、前記クラッチを係合して前記電動機の動力による前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御が可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記車両への加速度要求量の時間当りの変化量が大きい場合は、前記加速度要求量の時間当りの変化量が小さい場合に比べて、変速遅延時間を長くする又はダウンシフトにおける変速段数を大きくするとともに低速側の変速段を中間段とし、前記エンジンの始動要求と前記自動変速機のダウンシフト要求とが重なる場合は、重ならない場合に比べて、変速遅延時間を長くするとともに低速側の変速段を中間段とする。これによって、前記エンジンの始動をともなわないダウンシフトにおいては、変速段の切替を素早く実行することによって変速にともなうショックが低減された直線性の良い加速変化が実現される。また、前記エンジンの始動をともなうダウンシフトにおいては、前記エンジンの始動中は前記電動機のトルクの一部は前記エンジンの回転速度の上昇に用いられ、前記エンジンの回転速度の上昇に用いられたトルクは前記自動変速機の駆動力として伝達されないため、前記自動変速機への駆動力が減少する。このため、変速遅延時間を長くして前記エンジンから前記自動変速機にトルクの供給が可能となった時点で変速を実施し、より大きな駆動力を短時間に出力する。これによって加速応答性が改善され、運転者に与えるドライバビリティを向上させることが可能となる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の構成の一例を模式的に説明する概略図であるとともに、アクセルペダルが大きく踏込まれるキックダウン操作が行われた場合に変速制御を適切に実行するために設けられた電気的な制御系統を説明するブロック線図である。 図１の車両用動力伝達装置における自動変速機の一例を具体的に説明する骨子図である。 図２の自動変速機の複数の前進ギヤ段と摩擦係合要素の係合解放状態との関係を説明する作動表を示す図である。 図１の車両のモータ走行からハイブリッド走行に移行する場合の、電動機およびエンジンの回転速度と出力トルクとを示す図である。 図１の車両の制御装置に備えられた、遅延時間の設定方法を説明する図である。 アクセルペダルの踏込み速度と変速要求の開始に基づいて、変速開始時間と変速段とが設定された一例を示した図である。 アクセルペダルの踏込み速度と変速要求の開始に基づいて、変速開始時間と変速段とを設定するフローチャートである。 図１の車両の制御装置に備えられた、他の変速段の設定方法を説明する図である。 図８の変速段の設定方法を用い、変速要求ギヤ段の変化からの経過時間に基づいて、変速開始時間と変速段とを設定する一例を示したフローチャートである。 図８の変速段の設定方法を用い、エンジン始動の遅延時間の経過後に変速段を決定する一例を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）を構成するエンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、走行用駆動力源として機能するエンジン１４の出力制御、自動変速機１８の変速制御、電動機ＭＧの駆動制御などの為に車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。

図１において、車両用動力伝達装置１２（以下、動力伝達装置１２という）は、車体にボルト止め等によって取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース２０（以下、ケース２０という）内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０（動力伝達経路を断接するクラッチに対応し、以降エンジン断接用クラッチＫ０という）、電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、オイルポンプ２２、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１２は、自動変速機１８の出力回転部材である出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、そのプロペラシャフト２６に連結された差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２８、その差動歯車装置２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型の車両１０に好適に用いられるものである。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力は、エンジン断接用クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４とエンジン断接用クラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３２から、エンジン断接用クラッチＫ０、トルクコンバータ１６、変速機入力軸３６（タービン軸）、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。

トルクコンバータ１６は、ポンプ翼車１６ａに入力された駆動力を自動変速機１８側へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。このポンプ翼車１６ａは、エンジン断接用クラッチＫ０とエンジン連結軸３２とを順次介してエンジン１４に連結されており、エンジン１４からの駆動力が入力され且つ軸心回りに回転可能な入力側回転要素である。トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂは、トルクコンバータ１６の出力側回転要素であり、自動変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸３６にスプライン嵌合等によって相対回転不能に連結されている。また、トルクコンバータ１６は、ロックアップクラッチ３８を備えている。このロックアップクラッチ３８は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間に設けられた直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは解放状態とされる。

電動機ＭＧは、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、電動機ＭＧは、動力源であるエンジン１４の代替として、或いはそのエンジン１４と共に走行用の駆動力を発生させる走行用駆動力源として機能し得る。また、エンジン１４により発生させられた駆動力や駆動輪３４側から入力される被駆動力（機械的エネルギー）から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギをインバータ６２を介して蓄電装置６４に蓄積する等の作動を行う。電動機ＭＧは、ポンプ翼車１６ａに連結されており、電動機ＭＧとポンプ翼車１６ａとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機ＭＧは、エンジン１４と同様に、変速機入力軸３６に動力伝達可能に連結されている。

オイルポンプ２２は、ポンプ翼車１６ａに連結されており、自動変速機１８を変速制御したり、ロックアップクラッチ３８のトルク容量を制御したり、エンジン断接用クラッチＫ０の係合・解放を制御したり、車両１０の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりする為の作動油圧をエンジン１４（或いは電動機ＭＧ）により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプである。

エンジン断接用クラッチＫ０は、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の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ２２が発生する油圧を元圧とし動力伝達装置１２に設けられた油圧制御回路５０によって係合解放制御される。そして、その係合解放制御においてはエンジン断接用クラッチＫ０の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断接用クラッチＫ０の係合力が、油圧制御回路５０内のリニアソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断接用クラッチＫ０は、それの解放状態において相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチハブ及びクラッチドラム）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ）はエンジン連結軸３２に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム）はトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断接用クラッチＫ０は、係合状態では、エンジン連結軸３２を介してポンプ翼車１６ａをエンジン１４と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断接用クラッチＫ０の係合状態では、エンジン１４からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断接用クラッチＫ０の解放状態では、ポンプ翼車１６ａとエンジン１４との間の動力伝達が遮断される。また、前述したように、電動機ＭＧはポンプ翼車１６ａに連結されているので、エンジン断接用クラッチＫ０は、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチとして機能する。また、前述したロックアップクラッチ３８は、電動機ＭＧと自動変速機１８との間の動力伝達経路を断接する第２クラッチとして機能する。

自動変速機１８は、エンジン断接用クラッチＫ０を介することなく電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて、エンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）からの動力を駆動輪３４側へ伝達する。自動変速機１８は、例えば複数の係合装置例えばクラッチＣやブレーキＢ等の油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と解放とにより）変速が実行されて複数の変速段（ギヤ段）が選択的に成立させられる有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式多段変速機である。すなわち、自動変速機１８は、公知の車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機であり、変速機入力軸３６の回転を変速して出力軸２４から出力する。また、この変速機入力軸３６は、トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂによって回転駆動されるタービン軸でもある。そして、自動変速機１８では、クラッチＣ及びブレーキＢのそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて所定のギヤ段（変速段）が成立させられる。

図２は、自動変速機１８の構成を示している。自動変速機１８は、トルクコンバータ１６のタービン軸に連結された変速機入力軸３６の回転を多段階で変速して出力軸２４から出力するもので、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置５２、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置５４、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置５６、およびシングルピニオン型の第４遊星歯車装置５８の、計４つの遊星歯車装置を備えて構成されている。第１遊星歯車装置５２および第２遊星歯車装置５４は、所謂ラビニヨ型の遊星歯車列を構成している。この自動変速機１８はまた、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４および２つのブレーキＢ１、Ｂ２（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）を備えており、それ等のクラッチＣおよびブレーキＢが図３の作動表に示すように個別に係合、解放制御されることにより、その係合解放状態の組み合わせによって変速比γ（＝変速機入力回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が異なる前進１０速のギヤ段（第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第１０速ギヤ段「１０ｔｈ」）が成立させられる。変速機入力回転速度ＮＩＮは変速機入力軸３６の回転速度で、出力軸回転速度ＮＯＵＴは出力軸２４の回転速度であり、出力軸回転速度ＮＯＵＴは車速Ｖに対応する。

上記クラッチＣやブレーキＢは、公知の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式の摩擦係合装置であって、油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のクラッチやブレーキ、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などにより構成される。このように構成されたクラッチＣ及びブレーキＢは、油圧制御回路５０によってそれぞれ係合解放制御され、その油圧制御回路５０内のリニアソレノイドバルブ等の調圧によりそれぞれのトルク容量すなわち係合力が例えば連続的に変化させられて、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結する。

図１に戻り、車両１０には、例えばハイブリッド駆動制御などに関連する制御装置を含む電子制御装置１００が備えられている。本発明の制御装置に対応する電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、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はＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに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車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１４の出力制御、電動機ＭＧの回生制御を含む電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、ロックアップクラッチ３８のトルク容量制御、エンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。

電子制御装置１００には、例えばエンジン回転速度センサ６６により検出されたエンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、タービン回転速度センサ６８により検出された自動変速機１８の入力回転速度としてのトルクコンバータ１６のタービン回転速度ＮＴすなわち変速機入力軸３６の回転速度である変速機入力回転速度ＮＩＮを表す信号、出力軸回転速度センサ７０により検出された車速Ｖやプロペラシャフト２６の回転速度等に対応する出力軸２４の回転速度である変速機出力回転速度ＮＯＵＴを表す信号、電動機回転速度センサ７２により検出された電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度ＮＭＧを表す信号、スロットルセンサ７４により検出された不図示の電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θＴＨを表す信号、アクセル開度センサ７６により検出された運転者による車両１０に対する加速度要求量としてのアクセルペダル７８の操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、フットブレーキセンサ８０により検出された運転者による車両１０に対する制動力要求量（ドライバ要求減速度）としてのブレーキペダル８２の操作量であるブレーキ操作量Ｂraを表す信号、シフトポジションセンサ８４により検出された公知の「Ｐ」，「Ｎ」，「Ｄ」，「Ｒ」，「Ｓ」ポジション等のシフトレバー８６のレバーポジション（シフト操作位置、シフトポジション、操作ポジション）ＰＳＨを表す信号、バッテリセンサ８８により検出された蓄電装置６４のバッテリ温度ＴＨＢＡＴやバッテリ入出力電流（バッテリ充放電電流）ＩＢＡＴやバッテリ電圧ＶＢＡＴを表す信号などが、それぞれ供給される。尚、電子制御装置１００は、例えば上記バッテリ温度ＴＨＢＡＴ、バッテリ充放電電流ＩＢＡＴ、及びバッテリ電圧ＶＢＡＴなどに基づいて蓄電装置５４の充電状態（充電容量）ＳＯＣを逐次算出する。

また、電子制御装置１００からは、例えばエンジン１４の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号ＳＥ、電動機ＭＧの作動を制御する為の電動機制御指令信号ＳＭ、エンジン断接用クラッチＫ０や自動変速機１８のクラッチＣ及びブレーキＢの油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路５０に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）等を作動させる為の油圧指令信号ＳＰなどが、それぞれ出力される。

図１において、矩形の実線で囲まれた電子制御装置１００の内部には、車両１０に設けられた電気的な制御系等の要部を説明する機能ブロックが示されている。変速要求判定手段１０２は、例えば車速Ｖとアクセル開度Ａcc（或いは変速機出力トルク等）とを変数として予め記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて、自動変速機１８の変速を実行すべきか否かを判断する。エンジン始動判定手段１０４は、変速要求判定手段１０２によって判断された、例えば大きなアクセルペダル７８の踏込みであるキックダウン操作、すなわちアクセル開度Ａｃｃの大きな入力によってダウンシフトが判定された場合に、モータ走行中であればエンジン１４の始動が必要であるか否かの判定と必要であればエンジン始動の指示とを行う。遅延時間判定手段１０６は、たとえば、エンジン１４の始動が必要な場合とエンジン１４の始動を必要としない場合において、それぞれ予め設定されている遅延時間を設定する。遅延時間判定手段１０６によって設定された遅延時間ｔｄの経過後、変速要求判定手段１０２は、運転者の要求するギヤ段である運転者要求ギヤ段Ｇｄを判定し、判定されたギヤ段を変速が許可されたギヤ段、すなわち変速出力許可ギヤ段Ｇｐとして、変速制御手段１０８に変速制御を指示する信号を出力する。変速制御手段１０８は、これに基づいて油圧制御回路５０へ油圧指令信号Ｓｐを出力し、自動変速機１８のギヤ段の変更を行う。

図４の上側の図は、ハイブリッド車両１０がモータ走行で走行中に、たとえばキックダウン操作すなわちアクセルペダル７８の大きな踏込み操作が行われ、且つエンジン１４が起動された場合の、エンジン１４のエンジン回転速度ＮＥと電動機ＭＧの電動機回転速度ＮＭＧとの時間変化を示している。また、図４の下側の図は、変速機入力軸３６に入力される入力軸入力トルクＴｉｎの時間変化が示されている。ｔ０時点において、アクセルペダル７８の踏込みが行われ電動機ＭＧによる入力軸入力トルクＴｉｎの増加が開始している。この時点における電動機回転速度ＮＭＧは、Ｎｉｎ１を示しており、エンジン回転速度ＮＥは、略零を示している。ｔ１時点において、エンジン１４の始動が開始される。エンジン１４の始動時において、電動機ＭＧによってエンジン１４のエンジン回転速度ＮＥを引き上げる公知のエンジン始動制御が開始される。このためｔ１時点からｔ２時点すなわちエンジン回転速度ＮＥが電動機回転速度ＮＭＧに達する時点まで電動機ＭＧの出力トルクは、エンジン回転速度ＮＥを立ち上げるために使用され、変速機入力軸３６への入力トルクは急速には上昇しない。このため、実線に示す自動変速機１８の入力軸入力トルクＴｉｎは、ｔ１時点のＴｉｎ１からｔ２時点のＴｉｎ２へと緩やかにしか上昇しない。図４に示されたｔ１時点からｔ２時点までの斜線の領域は、電動機ＭＧのトルクが、エンジン１４の始動に用いられるトルクを示している。ｔ２時点において、エンジン１４のエンジン回転速度ＮＥが電動機回転速度ＮＭＧすなわちＮｉｎ１に達すると始動が完了する。これによって電動機ＭＧとエンジン１４との出力トルクが変速機入力軸３６への入力トルクとなるため、入力軸入力トルクＴｉｎは、Ｔｉｎ２へと増加する。このため、モータ走行において、エンジン１４の立ち上げが必要となるキックダウン操作が行われた場合、入力軸入力トルクＴｉｎの立ち上がりが遅れることによって、運転者に加速応答性への不満を感じさせる可能性が生じていた。

本実施例において、電子制御装置１００の変速要求判定手段１０２は、車速Ｖ及びアクセルペダル７８の踏込みに基づいて変速、すなわちダウンシフトすべきか否かを判断する。また、変速すべきであると判定した場合は、変速すべき変速段についても判定を行う。変速要求判定手段１０２によって変速が必要と判断されると、エンジン始動判定手段１０４は、エンジン１４の始動が必要か否かを判定する。エンジン１４の始動が不要と判断された場合、遅延時間判定手段１０６は、変速要求判定手段１０２によって変速が必要と判定された時点から第１所定時間Ｔ１経過するまで変速を遅延させる。遅延時間判定手段１０６が、第１所定時間Ｔ１の経過を判断すると、変速判定手段１０２が変速段を確定させる。変速制御手段１０８は、確定された変速段への移行に関して予め記憶された油圧制御回路への指示、すなわちマップに基づく変速機１８の変速の指示を行う。なお、エンジン始動判定手段１０４によって、エンジン１４の始動が必要と判定された場合については後述する。

図５は、ギヤ段の時間変化の一例が示されており、ギヤ段の設定要求から第１所定時間Ｔ１の経過後に選択される、ギヤ段が示されている。実線は変速出力ギヤ段Ｇｏすなわち自動変速機１６によって保持されている変速段が示されており、ｔ１１時点からｔ１２時点まで第８速段（８ｔｈ）に保持されている（以降、例えば第８速段から第３速段を、８ｔｈから３ｒｄとする）。図中の破線は、アクセルペダル７８の踏込みと車速Ｖとに基づいて変速要求判定手段１０２によって判断された運転者要求ギヤ段Ｇｄ、すなわち運転者の要求する加速特性に対応するギヤ段が示されている。運転者要求ギヤ段Ｇｄは、アクセルペダル７８の時間的な変化とともに変動する。ｔ１１時点においてアクセルペダル７８の踏込みが行われ、運転者要求ギヤ段Ｇｄが８ｔｈから６ｔｈへと変化している。ｔ１１時点以降も、アクセルペダルの踏込みに対応して、運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化している。ｔ１２時転移おいて、遅延時間判定手段１０６が変速要求の開始、すなわち運転者によってアクセルペダル７８の操作が開始されたと判断された時点から第１所定時間Ｔ１が経過し、変速要求判定手段１０２によって、変速許可ギヤ段Ｇｐが確定されている。また、変速要求判定手段１０２は、これに基づいて、変速制御手段１０８によって、油圧制御回路５０が制御され、自動変速機１８の変速が実行される。

図１の電子制御装置１００の制御機能の要部を示す機能ブロック図において、変速要求判定手段１０２が、車速Ｖ及びアクセルペダル７８の踏込みに基づいて変速すべきであると判定し、さらにエンジン始動判定手段１０４が、エンジン１４の始動が必要と判断した場合、遅延時間判定手段１０６は、変速要求判定手段１０２によって変速が必要と判定された時点から変速を第２所定時間Ｔ２遅延させる。なお、第２所定時間Ｔ２は、第１所定時間Ｔ１より長く設定されるとともに、エンジン１４の始動開始から始動完了、すなわち電動機ＭＧの回転速速度ＮＭＧにエンジン１４の回転速度ＮＥが達することのできる時間に設定されている。変速要求開始、すなわちアクセルペダル７８の踏込みに基づいて変速すべきであると判定された時点から第２所定時間Ｔ２の経過した時点において、変速要求判定手段１０２は変速段を確定させる。変速制御手段１０８は、確定された変速段への移行に関して予め記憶された油圧制御回路への指示、すなわちマップに基づく変速機１８の変速の指示を行う。

図６には、アクセルペダル７８の大きな踏込み操作であるキックダウン操作が行われ、８ｔｈから３ｒｄへの変速が実行された場合の一例が示されている。ダウンシフトが必要と判定され、エンジン始動判定手段１０４によって、エンジン１４の始動が不要と判断された場合が実線で示され、エンジン１４の始動が必要と判断された場合が破線で示されている。変速においては、変速時に発生するショックを軽減するための公知の技術である中間ギヤ段を経由しての変速、すなわち係合装置である４つのクラッチＣ１〜Ｃ４および２つのブレーキＢ１、Ｂ２のいずれか１つの係合装置の解放と１つの係合装置の係合とによってなされるギヤ段を経由した変速が用いられている。また、アクセルペダル７８の踏込み操作量すなわちアクセル開度Ａｃｃに基づいて、移行する変速段が選択されている。

エンジン１４の始動が必要とされない、ゆっくりとしたアクセルペダル７８の踏込みが行われた場合、ｔ２１時点においてエンジン１４の始動が不要と判断され、第１所定時間Ｔ１の遅経過後のｔ２２時点において、８ｔｈから６ｔｈへの変速が実行される。６ｔｈは、第１所定時間Ｔ１の経過時点における運転者要求ギヤ段Ｇｄであり、また２つのブレーキＢ１、Ｂ２のいずれか１つの係合装置の解放と１つの係合装置の係合とによってなされるギヤ段である。ギヤ段の変更が実行後、アックセルペダル７８の踏込みが継続されると、第１所定時間Ｔ１の経過後、再度ギヤ段の変更が行われ、ｔ２５時点において６ｔｈから４ｔｈへの変速が実施され、さらにｔ２７時点において４ｔｈから３ｒｄへの変速が行われ８ｔｈから３ｒｄへの変速が完了している。これらの動作によって、アクセルペダル７８がゆっくり、かつ大きく踏みこまれた場合、変速段の切替のタイミングを直線的な上昇に近づけることを目的として８ｔｈから中間ギヤ段である６ｔｈへの変速が早いタイミングで実行され、これによって変速にともなうショックが低減された直線性の良い加速度の変化が実現される。エンジンの始動が必要とされる、アクセルペダル７８の大きくかつ素早い踏込みが行われた場合、ｔ２３時点まで８ｔｈが維持された後、第２所定時間Ｔ２の経過後のｔ２４時点において８ｔｈから５ｔｈへの変速が実施され、ｔ２６時点において５ｔｈから３ｒｄへの変速が行われ、８ｔｈから３ｒｄへの変速が完了している。したがって、電動機ＭＧによるエンジン１４のエンジン始動制御が行われることによって自動変速機１８への入力トルクＴｉｎが減少している時点においては変速を遅延させ、エンジン１４の始動が完了することによって自動変速機１８への入力軸トルクＴｉｎを増加することが可能な時点において、５ｔｈを経由する８ｔｈから３ｒｄの変速を短時間で行うことによって加速応答性が改善され、運転者に与えるドライバビリティが改善される。

図７は、電子制御装置１００の要部すなわちハイブリッド車両１０のモータ走行において、アクセルペダル７８が大きく踏込まれるキックダウン操作が行われた場合、エンジン１４の始動がともなう場合、ともなわない場合のいずれにおいても適切な変速段の切替のタイミングと切替段の選択とが実施される制御作動の要部を説明するフローチャートである。

図７において、変速要求判定手段１０２に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、ダウンシフトへの要求があるか否かが判定される。このＳ１０判定が否定された場合、Ｓ１０からの判定が繰返される。またＳ１０の判定が肯定された場合、エンジン始動判定手段１０４に対応するＳ２０において、エンジン１４の始動が必要か否かが判定される。このＳ２０判定が否定された場合、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ４０において、変速が必要と判定された時点から第１所定時間Ｔ１が経過するまで変速が遅延される。第１所定時間Ｔ１が経過すると、変速要求判定手段１０２と変速制御手段１０８とに対応するＳ５０において、ダウンシフト後に移行する変速段が確定され、変速が実行される。また、Ｓ１０において、Ｓ１０の判定が肯定され、Ｓ２０においてエンジン１４の始動が必要と判断された場合、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ３０において、変速が必要と判定された時点から第２所定時間Ｔ２が経過するまで変速が遅延される。第２所定時間Ｔ２が経過すると、変速要求判定手段１０２と変速制御手段１０８とに対応するＳ５０において、ダウンシフト後に移行する変速段が確定され、変速が実行される。

本実施例によれば、走行用駆動力源としてのエンジン１４及び電動機ＭＧと、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチＫ０と、電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて走行用駆動力源１４、ＭＧからの動力を駆動輪３４側へ伝達する４段以上の変速段を有する自動変速機１８とを備え、電動機ＭＧのみを駆動力源とするモータ走行とエンジン１４および電動機ＭＧを駆動力源とするハイブリッド走行との切替えが可能であり、クラッチＫ０係合して電動機ＭＧの動力によるエンジン１４の始動を行うエンジン始動制御が可能なハイブリッド車両１０の電子制御装置１００であって、車両１０への加速度要求量の時間当りの変化量が大きい場合は、前記加速度要求量の時間当りの変化量が小さい場合に比べて、変速遅延時間ｔｄを長くする又はダウンシフトにおける変速段数を大きくするとともに低速側の変速段を中間段とし、エンジン１４の始動要求と自動変速機１８のダウンシフト要求とが重なる場合は、重ならない場合に比べて、変速遅延時間ｔｄを長くするとともに低速側の変速段を中間段とする。これによって、エンジン１４の始動をともなわないダウンシフトにおいては、変速段の切替を素早く実行することによって変速にともなうショックが低減された直線性の良い加速変化が実現される。また、エンジン１４の始動をともなうダウンシフトにおいては、エンジン１４の始動中は電動機ＭＧのトルクの一部はエンジン１４の回転速度ＮＥの上昇に用いられ、エンジン１４の回転速度ＮＥの上昇に用いられたトルクは自動変速機１８の駆動力として伝達されないため、自動変速機１８への駆動力が減少する。このため、変速遅延時間ｔｄを長くしてエンジン１４から自動変速機１８にトルクの供給が可能となった時点で変速を実施し、より大きな駆動力を短時間に出力する。これによって加速応答性が改善され、運転者に与えるドライバビリティを向上させることが可能となる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図８に、変速要求判定手段１０２がダウンシフトを判定し、エンジン始動判定手段１０４がエンジン１４の始動が不要と判定した場合の遅延時間ｔｄすなわち第１所定時間Ｔ１の設定方法が示されている。実施例２は、第１所定時間Ｔ１と第２所定時間Ｔ２との開始時間を運転者要求ギヤ段Ｇｐの変化に基づいて判定することにおいて実施例１と異なっている。また、エンジン１４の始動をともなわない場合の遅延時間ｔｄの設定方法においても実施例１と異なっている。実線は、変速出力ギヤ段Ｇｏすなわち自動変速機１８によって保持されている変速段が示されており、ｔ３１時点からｔ３５時点まで８ｔｈに保持されている。図中の破線は、アクセルペダル７８の踏込みと車速Ｖとに基づいて変速要求判定手段１０２によって判断された運転者要求ギヤ段Ｇｄ、すなわち運転者の要求する加速特性に対応するギヤ段が示されている。運転者要求ギヤ段Ｇｄは、アクセルペダル７８の時間的な変化とともに変動する。ｔ３１時点においてアクセルペダル７８の踏込みが行われ、運転者要求ギヤ段Ｇｄが８ｔｈから６ｔｈへと変化している。この運転者要求ギヤ段Ｇｄの変化すなわち第１所定時間Ｔ１の経過前に運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化した場合、第１所定時間Ｔ１がクリアされ、再度第１所定時間Ｔ１の経過前に運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化するか否かが判定される。図８において、ｔ３２時点の以前において、６ｔｈから５ｔｈへ運転者要求ギヤ段Ｇｄの変化が生じており、この時点において第１所定時間Ｔ１がクリアされ、再度第１所定時間Ｔ１の経過中に運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化するか否かが判定される。ｔ３３時点の以前において５ｔｈから４ｔｈへの運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化生じており、またｔ３４時点の以前において４ｔｈから３ｒｄへの運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化生じており、ｔ３３時点およびｔ３４時転移おいて第１所定時間Ｔ１がクリアされ、第１所定時間Ｔ１の経過中に運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化するか否かが判定されている。ｔ３５時点において、第１所定時間Ｔ１以前に運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化していないことによって、３ｒｄが変速出力許可ギヤ段Ｇｐとされ、変速出力ギヤ段Ｇｏが３ｒｄへ変更されている。したがって、図８の遅延時間ｔｄの設定方法を用いた場合、アクセルペダル７８の早い踏込みが行われた場合、変速段の段数の大きい変速が設定され、アクセルペダル７８の緩やかな踏込みが行われた場合変速段の段数の小さい変速が設定される。

本実施例では、変速要求判定手段１０２が、車速Ｖ及びアクセルペダル７８の踏込みに基づいて変速すべきであると判定し、さらにエンジン始動判定手段１０４が、エンジン１４の始動が必要と判断した場合、遅延時間判定手段１０６は、変速要求判定手段１０２によって運転者要求ギヤ段Ｇｄが変化したと判定された時点から変速を第２所定時間Ｔ２遅延させる。なお、第２所定時間Ｔ２は、第１所定時間Ｔ１より長く設定されるとともに、エンジン１４の始動開始から始動完了、すなわち電動機ＭＧの回転速速度ＮＭＧにエンジン１４の回転速度ＮＥが達することのできる時間に設定されている。遅延時間判定手段１０６が第２所定時間Ｔ２の経過を判断すると、変速要求判定手段１０２が変速段を確定し、変速制御手段１０８は、油圧制御回路５０への油圧指令信号Ｓｐによって変速を制御する。また、変速要求判定手段１０２が、車速Ｖ及びアクセルペダル７８の踏込みに基づいて変速すべきであると判定し、さらにエンジン始動判定手段１０４が、エンジン１４の始動が不要と判断した場合、図８に示された方法に基づいて変速出力許可ギヤ段Ｇｐを決定し、ダウンシフトを実行する。

図９は、実施例２における第１所定時間の設定に基づいて行われる、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちハイブリッド車両１０のモータ走行において、アクセルペダル７８が大きく踏込まれるキックダウン操作が行われた場合、エンジン１４の始動がともなう場合、ともなわない場合のいずれにおいても適切な変速段の切替のタイミングと切替段の選択とを実施する制御作動を説明するフローチャートである。

図９において、変速要求判定手段１０２に対応するステップＳ１１０において、ダウンシフトへの要求があるか否かが判定される。このＳ１１０判定が否定された場合、Ｓ１１０からの判定が繰返される。またＳ１１０の判定が肯定された場合、エンジン始動判定手段１０４に対応するＳ１２０において、エンジン１４の始動が必要か否かが判定される。このＳ１２０判定が否定された場合、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ１４０において、変速が必要と判定された時点から第１所定時間Ｔ１が経過するまで変速が遅延される。第１所定時間Ｔ１が経過すると、変速要求判定手段１０２と変速制御手段１０８とに対応するＳ１５０において、ダウンシフト後に移行する変速段が確定され、変速が実行される。また、Ｓ１１０において、Ｓ１１０の判定が肯定され、Ｓ１２０においてエンジン１４の始動が必要と判断された場合、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ１３０において、変速が必要と判定された時点から第２所定時間Ｔ２が経過するまで変速が遅延される。第２所定時間Ｔ２が経過すると、変速要求判定手段１０２と変速制御手段１０８とに対応するＳ１５０において、ダウンシフト後に移行する変速段が確定され、変速が実行される。

本実施例によれば、走行用駆動力源としてのエンジン１４及び電動機ＭＧと、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチＫ０と、電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて走行用駆動力源１４、ＭＧからの動力を駆動輪３４側へ伝達する４段以上の変速段を有する自動変速機１８とを備え、電動機ＭＧのみを駆動力源とするモータ走行とエンジン１４および電動機ＭＧを駆動力源とするハイブリッド走行との切替えが可能であり、クラッチＫ０係合して電動機ＭＧの動力によるエンジン１４の始動を行うエンジン始動制御が可能なハイブリッド車両１０の制御装置１００であって、車両１０への加速度要求量の時間当りの変化量が大きい場合は、前記加速度要求量の時間当りの変化量が小さい場合に比べて、変速遅延時間ｔｄを長くする又はダウンシフトにおける変速段数を大きくするとともに低速側の変速段を中間段とし、エンジン１４の始動要求と自動変速機１８のダウンシフト要求とが重なる場合は、重ならない場合に比べて、変速遅延時間ｔｄを長くするとともに低速側の変速段を中間段とする。これによって、１４エンジンの始動をともなわないダウンシフトにおいては、変速段の切替を素早く実行することによって変速にともなうショックが低減された直線性の良い加速変化が実現される。また、エンジン１４の始動をともなうダウンシフトにおいては、エンジン１４の始動中は電動機ＭＧのトルクの一部はエンジン１４の回転速度ＮＥの上昇に用いられ、エンジン１４の回転速度ＮＥの上昇に用いられたトルクは自動変速機１８の駆動力として伝達されないため、自動変速機１８への駆動力が減少する。このため、変速遅延時間ｔｄを長くしてエンジン１４から自動変速機１８にトルクの供給が可能となった時点で変速を実施し、より大きな駆動力を短時間に出力する。これによって加速応答性が改善され、運転者に与えるドライバビリティを向上させることが可能となる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。

本実施例では、エンジン１４の始動が必要と判断された場合、第２所定時間Ｔ２の経過後、直ぐにダウンシフトを実施せずに、実施例２における第１所定時間Ｔ１の経過後ダウンシフトを実施することにおいてのみ実施例２と異なっており、その制御作動の要部を図１０のフローチャートを用いて説明する。

図１０において、変速要求判定手段１０２に対応するステップＳ２１０において、ダウンシフトへの要求があるか否かが判定される。このＳ２１０判定が否定された場合、Ｓ２１０からの判定が繰返される。またＳ２１０の判定が肯定された場合、エンジン始動判定手段１０４に対応するＳ２２０において、エンジン１４の始動が必要か否かが判定される。このＳ２２０判定が否定された場合、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ２４０において、変速が必要と判定された時点から第１所定時間Ｔ１が経過するまで変速が遅延される。第１所定時間Ｔ１が経過すると、変速要求判定手段１０２と変速制御手段１０８とに対応するＳ２５０において、ダウンシフト後に移行する変速段が確定され、変速が実行される。また、Ｓ２１０において、Ｓ２１０の判定が肯定され、Ｓ２２０においてエンジン１４の始動が必要と判断された場合、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ２３０において、変速が必要と判定された時点から第２所定時間Ｔ２が経過するまで変速が遅延される。第２所定時間Ｔ２が経過すると、遅延時間判定手段１０６に対応するＳ２４０において、変速が必要と判定された時点から第１所定時間Ｔ１が経過するまで変速が遅延される。第１所定時間Ｔ１が経過すると、変速要求判定手段１０２と変速制御手段１０８とに対応するＳ２５０において、ダウンシフト後に移行する変速段が確定され、変速が実行される。

本実施例によって、実施例１および実施例２と同様の効果が期待できる。すなわち、１４エンジンの始動をともなわないダウンシフトにおいては、変速段の切替を素早く実行することによって変速にともなうショックが低減された直線性の良い加速変化が実現される。また、エンジン１４の始動をともなうダウンシフトにおいては、エンジン１４の始動中は電動機ＭＧのトルクの一部はエンジン１４の回転速度ＮＥの上昇に用いられ、エンジン１４の回転速度ＮＥの上昇に用いられたトルクは自動変速機１８の駆動力として伝達されないため、自動変速機１８への駆動力が減少する。このため、変速遅延時間ｔｄを長くしてエンジン１４から自動変速機１８にトルクの供給が可能となった時点で変速を実施し、より大きな駆動力を短時間に出力する。これによって加速応答性が改善され、運転者に与えるドライバビリティを向上させることが可能となる。

ここで、前述の実施例の中間ギヤ段を経由するダウンシフトにおいて、係合側摩擦係合装置および解放側摩擦係合装置が一時的に重複して係合トルクを持つ、オーバーラップ変速が用いられても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両
１４：エンジン（走行用駆動力源）
１８：自動変速機
１００：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：電動機（走行用駆動力源）
Ｋ０：クラッチ
Ａｃｃ：アクセル開度（加速度要求量）
ｔｄ：変速遅延時間

Claims (1)

1. 走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、前記電動機に動力伝達可能に連結されて前記走行用駆動力源からの動力を駆動輪側へ伝達する４段以上の変速段を有する自動変速機とを備え、
   前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行と前記エンジンおよび前記電動機を駆動力源とするハイブリッド走行との切替えが可能であり、
   前記クラッチを係合して前記電動機の動力による前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御が可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記車両への加速度要求量の時間当りの変化量が大きい場合は、前記加速度要求量の時間当りの変化量が小さい場合に比べて、変速遅延時間を長くする又はダウンシフトにおける変速段数を大きくするとともに低速側の変速段を中間段とし、
   前記エンジンの始動要求と前記自動変速機のダウンシフト要求とが重なる場合は、重ならない場合に比べて、変速遅延時間を長くするとともに低速側の変速段を中間段とする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

Images