JP2023028077A - ハイブリッド車両における変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両における走行モードもしくは変速段を設定するドグクラッチをパーキング時においても確実に係合させる。【解決手段】第１ドグクラッチおよび第２ドグクラッチの係合および解放の制御を行うコントローラを有し、コントローラは、ハイブリッド車両が制動されてパーキングポジションが選択されていることを判断（ステップＳ１）し、パーキングポジションが選択されていることの判断が成立した場合に第１ドグクラッチおよび第２ドグクラッチを係合させる固定段設定制御を実行し（ステップＳ６）、かつモータによって第１ドグクラッチと第２ドグクラッチとの少なくともいずれか一方にトルクを付与して第１ドグクラッチと第２ドグクラッチとの少なくともいずれか一方に相対回転を生じさせて係合を促進するアシスト制御を実行する（ステップＳ９，Ｓ１４，Ｓ１５）。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関とモータとを駆動力源とするハイブリッド車両における変速を制御する装置に関し、特にドグクラッチを係合あるいは解放することにより走行モードもしくは変速段を切り替える変速を制御する装置に関するものである。

車両用の駆動力源として使用されている内燃機関（以下、エンジンと記す。）は、大きいトルクを出力できるかわりに、排ガス（温室効果ガス）を生じてしまい、またエネルギ効率の良い運転点が限られるなどの不都合がある。また、電気自動車の駆動力源であるモータは、排ガスを生じず、またエネルギ回生を行うことができ、さらには低回転数での出力トルクが大きいなどの利点がある半面、回転数が増大するのに伴って出力トルクが低下し、また出力トルクの増大に伴って体格が大きくなるなどの不都合がある。これらエンジンとモータとを動力源とするハイブリッド車両では、エンジンとモータとでそれぞれの不都合な点を補い、排ガスを抑制し、またエネルギ効率を向上させることができる。この種のハイブリッド車両の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジンが出力したトルクを出力側と第１モータ・ジェネレータ側とに分割する動力分割用の第１の遊星歯車機構に加えて、第２の遊星歯車機構を備え、これら二つの遊星歯車機構によって複合遊星歯車機構を構成して、車速とエンジン回転数との関係として表現できる走行モードを複数設定できるように構成されている。具体的には、第１遊星歯車機構のキャリヤにエンジンが連結されているとともにそのサンギヤに発電機能のあるモータである第１モータ・ジェネレータが連結され、さらに第１遊星歯車機構のリングギヤが、第２遊星歯車機構のキャリヤに連結されている。第２遊星歯車機構のリングギヤが出力要素となっていてそのリングギヤから駆動輪に対してトルクを出力するようになっている。また、第２遊星歯車機構のサンギヤをエンジンもしくは第１遊星歯車機構のキャリヤに選択的に連結する第１クラッチと、第２遊星歯車機構の全体を一体化するためにそのキャリヤとリングギヤとを選択的に連結する第２クラッチとが設けられている。なお、第１モータ・ジェネレータで発電した電力で駆動されて、駆動輪に対してトルクを出力する第２モータ・ジェネレータが設けられている。

この特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、第１クラッチを係合させることにより、そのリングギヤの回転数すなわち出力回転数を増大させることができ、こうすることにより車速に対するエンジン回転数を下げたハイモードが設定される。これに対して第２クラッチを係合させることにより、第２遊星歯車機構の全体が一体化するので、第１遊星歯車機構のリングギヤから出力されたトルクが第２遊星歯車機構で増減されることなく駆動輪に対して出力され、この状態ではエンジン回転数がハイモードよりも高回転数になり、したがっていわゆるローモードが設定される。なお、第１および第２のクラッチの両方を係合させれば、各遊星歯車機構からなるギヤトレーンが一体化されるので、エンジンおよび第１モータ・ジェネレータのトルクを特に増減することなくそのまま駆動輪に対して出力するいわゆる直結モードが設定される。これに対して、第１および第２のクラッチを共に解放することにより、エンジンおよび第１モータ・ジェネレータが駆動輪に対して遮断される。この場合、第２モータ・ジェネレータを蓄電装置の電力によって駆動することにより、第２モータ・ジェネレータによって走行でき、いわゆる電気自動車（ＥＶ）モードとなる。その場合、エンジンおよび第１モータ・ジェネレータを連れ回すことがないので、エネルギ効率が良好になる。

特許第６４５１５２４号公報

特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、エンジンを駆動する通常のハイブリッド走行時には、車速や要求駆動力（例えばアクセル開度）に応じてハイモードとローモードとのいずれかを設定する。例えば、前方に向けて発進する場合には、大きい駆動トルクが要求されるので、ローモードを設定して発進し、車速が増大した場合にハイモードに切り替える。これに対して後進する場合はハイモードを設定することが好ましい。したがって、ハイブリッド車両が停車している場合に上述した直結モードを設定すれば、前進もしくは後進の発進時に、第１クラッチと第２クラッチとのいずれか一方を解放することにより、発進時の走行モードを設定できるので、制御性が良好になる。また、直結モードでは、第１および第２のクラッチの両方を係合させて第１および第２の遊星歯車機構を主体とするギヤトレーンの全体を一体化させる。したがって、その状態で、一体化されているギヤトレーンのいずれかの回転部材を固定すれば、ハイブリッド車両を停止状態に維持するパーキング状態とすることができる。すなわち、従来の一般的な車両で採用されるパーキングギヤやパーキングロックポールなどのパーキング機構を省略し、あるいは簡略化することが可能になる。

このような多様なモードを設定する上記の第１クラッチや第２クラッチとしては、従来の車両で採用されている適宜の構成のものを採用できるが、湿式多板クラッチなどの摩擦式クラッチに替えて、噛み合い式のクラッチ（ドグクラッチ）を採用すれば、駆動装置を小型軽量化し、またトルク伝達効率を向上させることができる。したがって、上述した特許文献１に記載されたハイブリッド車両における第１クラッチや第２クラッチをドグクラッチによって構成することが考えられる。しかしながら、ドグクラッチは、駆動側および従動側のドグ歯を噛み合わせてその歯面でトルクを伝達するから、ドグ歯同士を噛み合わせる場合やその噛み合いを外す場合、ドグ歯同士の相対的な位相や歯面の接触圧を制御する必要がある。そのため、例えば上記の特許文献１に記載されているハイブリッド車において、パーキング状態で第１クラッチおよび第２クラッチを係合させて上記の直結モードを設定する場合、それらのクラッチがドグクラッチであれば、各ドグ歯の位相が一致もしくは近似してドグ歯の先端面（頂面）同士が突き当たり、ドグ歯が噛み合わない事態が生じる可能性がある。このような場合、ハイブリッド車はパーキング状態となっているので、先端面同士を突き当てているドグ歯同士の位相が変化せず、結局は、直結モードを設定できない可能性がある。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ハイブリッド車両における走行モードもしくは変速段を設定するドグクラッチをパーキング時においても確実に係合させることのできる変速制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関とモータとを含む駆動力源から駆動輪に対するトルクの伝達状態を第１の状態である第１モードにするために係合する第１ドグクラッチと、前記駆動力源から前記駆動輪に対するトルクの伝達状態を第２の状態である第２モードにするために係合する第２ドグクラッチとを備え、停車状態を維持するパーキングポジションが選択されることにより前記第１ドグクラッチおよび前記第２ドグクラッチを係合させるハイブリッド車両における変速制御装置において、前記第１ドグクラッチおよび前記第２ドグクラッチの係合および解放の制御を行うコントローラを有し、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両が制動されて前記パーキングポジションが選択されていることを判断し、前記パーキングポジションが選択されていることの判断が成立した場合に前記第１ドグクラッチおよび第２ドグクラッチを係合させる固定段設定制御を実行し、かつ前記モータによって前記第１ドグクラッチと前記第２ドグクラッチとの少なくともいずれか一方にトルクを付与して前記第１ドグクラッチと前記第２ドグクラッチとの少なくともいずれか一方に相対回転を生じさせて係合を促進するアシスト制御を実行することを特徴としている。

本発明においては、ハイブリッド車両を停止させるために制動し、パーキングポジションが選択された場合、前記第１ドグクラッチと前記第２ドグクラッチとを係合させる固定段設定制御が実行される。併せて、モータがトルクを出力して少なくともいずれか一方のドグクラッチにトルクが作用し、当該一方のドグクラッチで相対回転が生じる。ハイブリッド車両が制動されていて駆動輪の回転が止められていても、駆動輪にトルクを伝達する伝動経路には不可避的なクリアランスもしくはバックラッシや捻れなどによる相対回転が生じるので、ドグクラッチにおいても駆動力源側の部材と駆動輪側の部材との間の相対回転が生じる。したがって、解放状態から係合状態に切り替わるドグクラッチにおいて、ドグ歯の先端面（頂面）同士が突き当たってしまう相対位相になっていても、上記の相対回転によってドグ歯同士が噛み合うように相対位相がずれ、その結果、ハイブリッド車両が制動されて停止しているとしても、ドグクラッチを確実に係合させることができる。

本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。 本発明の実施形態で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施した場合の一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の実施形態におけるハイブリッド車両１のパワートレーンの一例を示すスケルトン図であり、ここに示す例は、左右の前輪もしくは後輪を駆動輪２とし、内燃機関（以下、エンジンと記す。）３と二つのモータ４，５とを含む駆動力源から駆動輪２に駆動トルクを伝達して走行するように構成されている。

エンジン３の出力軸６が動力分割機構７に連結されている。動力分割機構７は、エンジン３が出力した動力の一部を駆動輪２に伝達する一方、エンジン３が出力した動力の他の部分を電力に変換し、その電力変換に伴う反力トルクによってエンジン３の回転数を制御するように構成された差動機構である。図１に示す例では、動力分割機構７は、主として、トルクを分割する分割部８と、変速部９とによって構成されている。分割部８は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構によって構成することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。その遊星歯車機構は、サンギヤ１０と、サンギヤ１０に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１１と、これらサンギヤ１０とリングギヤ１１との間に配置されてサンギヤ１０とリングギヤ１１とに噛み合っているピニオンギヤ１２と、ピニオンギヤ１２を自転および公転可能に保持するキャリヤ１３とを回転要素として備えている。そのサンギヤ１０が主に反力要素として機能し、リングギヤ１１が主に出力要素として機能し、キャリヤ１３が主に入力要素として機能する。

エンジン３の出力軸６に、動力分割機構７の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１３に連結されている。なお、その出力軸６と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構（それぞれ図示せず）を配置してもよい。

サンギヤ１０に第１モータ４が連結されている。図１に示す例では、分割部８および第１モータ４は、エンジン３の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ４は分割部８を挟んでエンジン３とは反対側に配置されている。この分割部８とエンジン３との間で、これら分割部８およびエンジン３と同一の軸線上に、軸線方向に並んで変速部９が配置されている。

変速部９は、上述した分割部８における遊星歯車機構と共に複合遊星歯車機構を構成する差動機構であり、図１に示す例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。その遊星歯車機構は、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有し、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う。この変速部９におけるサンギヤ１５に分割部８におけるリングギヤ１１が連結されている。また、変速部９におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。したがって、サンギヤ１５が入力要素、リングギヤ１６が出力要素、キャリヤ１８が反力要素となっている。

上記の変速部９におけるキャリヤ１８と分割部８におけるキャリヤ１３とを選択的に連結する第１クラッチ機構ＣL1と、変速部９における少なくともいずれか二つの回転要素（例えばリングギヤ１６とキャリヤ１８と）を選択的に連結する第２クラッチ機構ＣL2とが設けられている。これらのクラッチ機構ＣL1，ＣL2は共に、噛み合い式のクラッチによって構成され、本発明の実施形態における第１ドグクラッチあるいは第２ドグクラッチに相当している。

第１および第２のクラッチ機構ＣL1，ＣL2に用いられるドグクラッチは、従来知られている構成のものであってよく、例えばエンジン３や第１のモータ４からトルクが伝達される駆動側部材と、駆動輪２にトルクを伝達する従動側部材とを軸線方向で対向させ、それらの対向面に互いに噛み合うドグ歯を設け、駆動側部材と従動側部材とが接近することによりドグ歯同士が噛み合い、また駆動側部材と従動側部材とが離隔することによりドグ歯同士の噛み合いが外れるように構成されている。そのドグ歯同士の噛み合い（係合）および噛み合いの解除（解放）は、駆動側部材と従動側部材とのいずれか一方を、電気的に制御されて前後動するシフトフォーク（図示せず）によって他方に対して接近させ、また離隔させて行うように構成されている。

この第１クラッチ機構ＣL1を係合させることにより分割部８におけるキャリヤ１３と変速部９におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部８におけるサンギヤ１０が反力要素となり、さらに変速部９におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。また、第２クラッチ機構ＣL2は、変速部９の全体を一体化させるための係合機構である。したがって、図１に示すパワートレーンでは、第１クラッチ機構ＣL1を係合させたＬoモード、第２クラッチ機構ＣL2を係合させたＨiモード、二つのクラッチ機構ＣL1，ＣL2を共に係合させた直結モード（固定段）、ならびに両方のクラッチ機構ＣL1，ＣL2を共に解放した切り離しモードの四つの走行モードを設定することができる。

上記のエンジン３や分割部８あるいは変速部９の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されており、このカウンタシャフト２０に前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１が取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ５におけるロータシャフト２５に取り付けられたドライブギヤ２６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ５が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１を介して付加するように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２７を介して駆動輪２に伝達されるように構成されている。

第１モータ４がエンジントルクとは反対向きのトルク（仮に負トルクとし、これとは反対向きのトルクを正トルクとする。）を出力することにより、エンジントルクが駆動トルクとして駆動輪２に伝達される。これに対して、第１モータ４がモータとして機能して正トルクを出力した場合、これを動力分割機構７から駆動輪２に向けて出力させて走行するいわゆるモータ（ＥＶ）走行するためのブレーキ機構Ｂが設けられている。ブレーキ機構Ｂは、前述した出力軸６もしくはこれに連結されている入力軸１４を選択的に固定するように構成されている。

ハイブリッド車両１を制動し、また停止状態に維持するための電気ブレーキ２８が駆動輪２に設けられている。この電気ブレーキ２８は電気的に制御されて駆動輪２に制動力を付与する従来知られている構成のものであってよい。その構成を簡単に説明すると、駆動輪２と一体となって回転するブレーキディスク２９の外周側にブレーキキャリパ３０が配置されており、ブレーキキャリパ３０がブレーキディスク２９を挟み付けることによる摩擦力で駆動輪２の回転を止める制動力を発生するように構成されている。そのブレーキキャリパ３０は電気的に制御されてブレーキディスク２９を挟み付け、また挟み付けを解除するように構成されており、その制御を行うブレーキコントローラ３１が設けられている。ブレーキコントローラ３１はマイクロコンピュータを主体にして構成され、入力される制動信号３２に基づいて、ブレーキキャリパ３０を制御するように構成されている。この制動信号３２は、図示しないブレーキペダルのストロークあるいは踏力を検出するセンサからの信号や、サイドブレーキやパーキングブレーキペダルの操作を検出するセンサからの信号、シフト装置によってパーキングポジションが選択されたことを検出するセンサからの信号などである。

さらに、第１モータ４のトルクや回転数を制御するためのモータコントローラ３３と、第２モータ５のトルクや回転数を制御するためのモータコントローラ３４とが設けられている。これらのモータコントローラ３３，３４はインバータやコンバータを備えていて、リチウムイオン電池やキャパシタなどから構成された蓄電装置３５から出力される電圧や電流、周波数を適宜に変換して各モータ４，５に供給し、またいずれかのモータ４，５で発電した電力の電圧や電流、周波数を適宜に変換して蓄電装置３５に充電するように構成されている。

上記の各モータコントローラ３３，３４やエンジン３、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2、およびブレーキ機構Ｂを制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）３６が設けられている。このＥＣＵ３６は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、各種のセンサから入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータ（信号）の例を挙げると、図示しないシフト装置で選択されているパーキングポジションやドライブポジションを含むシフトポジション、ハイブリッド車両１のいわゆるメインスイッチであるレディースイッチのＯＮ・ＯＦＦ、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2を含む各機能部品のフェールの状態、各モータ４，５や蓄電装置３５ならびに外気などの温度、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2を切り替え動作させるアクチュエータなどに給電する補機バッテリの電圧、ナビゲーションシステムなどで得られる道路勾配などの走行路情報、ハイブリッド車両１で設定されている前述した各走行モードなどである。

本発明の実施形態に係る上記のハイブリッド車両１では、低車速でかつ要求駆動力が大きい（高負荷の）場合に第１クラッチ機構ＣL1を係合させてロー（Ｌｏ）モードを設定し、車速が増大した場合に第２クラッチ機構ＣL2を係合させてハイ（Ｈｉ）モードを設定する。また、後進走行する場合には、ハイモードを設定する。さらに、エンジン３のみの動力で走行する場合には、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2を共に係合させて直結モード（固定段）を設定し、反対に第２モータ５のみの動力で走行する場合には、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2を共に解放してシングルＥＶモード（ＥＶ切り離しモード）を設定する。そして、パーキング状態からの発進は、前進と後進とが可能であり、その場合のモードもしくは変速段の設定を迅速化するために、パーキング状態では各クラッチ機構ＣL1，ＣL2を共に係合させて直結モード（固定段）を設定する。これらの各モードが、本発明の実施形態における第１の状態もしくは第１モードあるいは第２の状態もしくは第２モードに相当する。なお、パーキング状態で固定段を設定し、かつブレーキ機構Ｂなどによっていずれかの回転部材を固定すれば、ギヤトレーンの全体が固定されるので、結局、駆動輪２を固定してパーキング状態を成立させることができる。すなわち、前述した電気ブレーキ２８と共にパーキングの冗長系を成立させることができる。

上述したハイブリッド車両１における各クラッチ機構ＣL1，ＣL2は、ドグクラッチによって構成されており、ドグ歯同士が向き合っている状態ではドグ歯同士を噛み合わせることがでない。ドグ歯同士を噛み合わせるためには、ドグ歯が設けられている駆動側部材と従動側部材との相対的な位相をずらせる必要がある。これに対して、上述したハイブリッド車両１では、停車してパーキングポジションが選択された場合に固定段を設定するが、解放状態から係合状態に切り替えるクラッチ機構ＣL1（ＣL2）におけるドグ歯同士が対向していた場合には、そのクラッチ機構ＣL1（ＣL2）を係合させることができず、固定段を設定できない。本発明の実施形態における変速制御装置は、パーキング時に固定段を設定する際にドグ歯同士が対向して当接することによりドグ歯の噛み合いが進行しないいわゆる頂面停止の状態を容易かつ確実に解消するように構成されている。

図２はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、前述したＥＣＵ３６によって実行される。したがって、ＥＣＵ３６が本発明におけるコントローラに相当している。図２に示す制御例では、先ず、シフトレンジ（シフトポジション）が判断される（ステップＳ１）。この判断は、図示しないシフト装置を運転者が手動操作することにより選択されているポジションをセンサ（もしくはシフトポジションスイッチ）が検出するので、その検出信号に基づいて行うことができる。

ステップＳ１で、パーキング（Ｐ）ポジションが選択されていることの判断が成立した場合は、ドグ歯の噛み合わせのための制御の前提条件が成立しているか否かが判断される。例えば、ハイブリッド車両１のいわゆるメインスイッチに相当するレディースイッチのＯＮ／ＯＦＦが判断される（ステップＳ２）。ハイブリッド車両１が一時的に停止するのではなく、継続的に停車することすなわち実質的にパーキング状態とすることを確認するためである。また、ドグフェールが判断される（ステップＳ３）。この判断は、ドグクラッチによって構成されているクラッチ機構ＣL1，ＣL2ならびにその制御系統の異常の有無を判断するものであり、例えばダイアグノーシスからの信号によって判断することができる。さらに、温度条件が判断される（ステップＳ４）。この判断は、補機バッテリや各モータ４，５などが正常に動作する温度（低温～高温）か、それを下回る温度（極低温）かを判断するためのものであり、環境温度あるいは各機器の温度に基づいて判断することができる。そして、補機バッテリの電圧が設計上想定している通常の温度か否かが判断される（ステップＳ５）。クラッチ機構ＣL1，ＣL2を切り替え動作させるアクチュエータは補機バッテリによって駆動されるので、そのアクチュエータに充分給電できるか否かを判断する。

レディースイッチがＯＦＦであること、ドグフェールが生じていないこと、温度条件が低温～高温であること、補機バッテリの電圧が通常の電圧であることのいずれの判断も成立した場合には、ドグ歯の噛み合わせのための制御の前提条件が成立していることになる。その場合は、固定段（直結モード）を設定する制御開始が指示される（ステップＳ６）。すなわち、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2を係合させる制御が開始される。したがって、係合していたクラッチ機構ＣL1（ＣL2）は係合状態を維持させ、解放していたクラッチ機構ＣL2（ＣL1）は係合させる。このステップＳ６での制御が本発明の実施形態における固定段設定制御に相当する。

このステップＳ６の制御と併せて第１モータ４（ＭＧ１）の出力制限が行われているか否かが判断される（ステップＳ７）。第１モータ４の出力が大きいほど、蓄電装置３５や第１モータ４を制御するインバータなどの負荷が大きくなって、高温になりやすい。そのため、蓄電装置３５やインバータなどの保護のために第１モータ４の出力が制限されることがあり、ステップＳ７ではそのような制限の有無が判断される。

第１モータ４についての出力制限がない場合には、ハイブリッド車両１が停止している道路の勾配の有無が判断される（ステップＳ８）。この判断は、例えばナビゲーションシステムで記憶している道路情報やサインポストから受信できる道路情報などに基づき、あるいはハイブリッド車両１が搭載している加速度計からの信号などに基づいて判断することができる。

道路に勾配がなく平坦路に停車していることがステップＳ８で判断された場合には、第１モータ４による噛み合い制御を実行する（ステップＳ９）。すなわち、第１モータ４によって正トルクもしくは負トルクを出力する。第１モータ４から駆動輪２までのトルクの伝達経路には、不可避的なクリアランスやバックラッシあるいは弾性的な捻れが存在するから第１モータ４がトルクを出力することによりそれらのクリアランスもしくはバックラッシが詰まるように、またトルクに応じた捻れが生じるように、遊星歯車機構やクラッチ機構ＣL1，ＣL2などが回転する。その結果、ドグ歯の先端面同士が突き当たっていた場合には、当該ドグクラッチにおける駆動側部材と従動側部材との相対回転によってそれらの相対的な位相にずれが生じ、ドグ歯の先端面同士が突き当り（頂面停止）が解消されてドグ歯同士が噛み合う。

したがって、第１モータ４による噛み合い制御を実行するにあたり、直前に設定されていたモードが判断される（ステップＳ１０）。この判断は、例えば、いずれのクラッチ機構ＣL1，ＣL2が解放しているかの判断であってよい。直前のモードでハイモードもしくはローモードであれば、いずれか一方のクラッチ機構ＣL1，ＣL2が解放していることになり、その場合は、解放状態（未係合）のクラッチ機構ＣL1，ＣL2を係合させる（ステップＳ１１）。この制御は、各クラッチ機構ＣL1，ＣL2をシフトフォークによって動作させ、かつそのシフトフォークをカム溝が形成されているシフトドラムもしくはシフトバレル（それぞれ図示せず）によって移動させる機構を備えているハイブリッド車両であれば、そのシフトドラムを、固定段を設定する位置に回転させることにより行う。その後、図２に示すルーチンを一旦終了する。

これに対して両方のクラッチ機構ＣL1，ＣL2を解放させて切り離しモードが設定されていた場合には、先ず、ハイモードを設定し、ついでローモードに切り替え、その後に固定段を設定するように制御し（ステップＳ１２）、その後にリターンする。第１モータ４から駆動輪２に伝達されるトルクの増幅率は、ローモードにおけるよりハイモードで小さいから、先ずハイモードに切り替えれば、駆動輪２でのトルクの変化すなわち車体の振動やショックを抑制できる。また、ハイモードからローモードに切り替える場合、第１モータ４から駆動輪に既にトルクが伝達されて、クリアランスやバックラッシが詰まり、また捻れが収まっているから、ショックや振動が特には生じない。これはローモードから固定段に切り替える場合も同様である。

なお、いずれの場合であっても、ハイブリッド車両１は電気ブレーキ２８によって停車状態に維持されているから、固定段やハイモードあるいはローモードが設定され、かつ第１モータ４がトルクを出力するとしても、そのトルクによってハイブリッド車両１が移動することはない。

一方、ステップＳ８において、勾配があることが判断された場合には、その道路が登坂路か否かが判断される（ステップＳ１３）。降坂路であることによりステップＳ１３で否定的に判断された場合には、第２モータ５によって負トルクを出力することによる噛み合い制御を実行する（ステップＳ１４）。ここで、負トルクとは、ハイブリッド車両１を後進させる方向のトルクである。第２モータ５が出力したトルクは、電気ブレーキ２８によって固定されている駆動輪２からの反力を受けて、前述した動力分割機構７を含むパワートレーンに作用するから、上述した第１モータ４によって噛み合い制御を行う場合と同様に、遊星歯車機構やクラッチ機構ＣL1，ＣL2などで回転が生じ、いわゆる頂面停止しているドグクラッチでの噛み合いを可能にする。また、駆動輪２にトルクが掛かるとしても、そのトルクの方向は、降坂路に停止しているハイブリッド車両１を、重力加速度による前進を阻止する方向のトルクとなるので、ハイブリッド車両１を前進させたり、あるいは前進方向のショックあるいは振動を生じさせたりすることがなく、したがって運転者に違和感を与えることが回避もしくは抑制される。なお、ステップＳ１４の後、前述したステップＳ１０に進み、モードに応じて、解放しているクラッチ機構ＣL1，ＣL2を係合させる制御を実行する。

また、ハイブリッド車両１が登坂路に停車していることによりステップＳ１３で肯定的に判断された場合には、第２モータ５によって正トルクを出力することによる噛み合い制御を実行する（ステップＳ１５）。ここで、正トルクとは、ハイブリッド車両１を前進させる方向のトルクである。この正トルクは、上述した負トルクを出力した場合と同様に、電気ブレーキ２８によって固定されている駆動輪２からの反力を受けて、前述した動力分割機構７を含むパワートレーンに作用するから、上述した第１モータ４によって噛み合い制御を行う場合と同様に、遊星歯車機構やクラッチ機構ＣL1，ＣL2などで回転が生じ、いわゆる頂面停止しているドグクラッチでの噛み合いを可能にする。また、駆動輪２にトルクが掛かるとしても、そのトルクの方向は、登坂路に停止しているハイブリッド車両１を、重力加速度による後進を阻止する方向のトルクとなるので、ハイブリッド車両１を後退させたり、あるいは後進方向のショックあるいは振動を生じさせたりすることがなく、したがって運転者に違和感を与えることが回避もしくは抑制される。なお、ステップＳ１５の後、前述したステップＳ１０に進み、モードに応じて、解放しているクラッチ機構ＣL1，ＣL2を係合させる制御を実行する。

このように、第２モータ５によっても、いわゆる頂面停止するドグクラッチに相対的な回転を生じさせてドグ歯同士の噛み合いを促進することができるので、前述したステップＳ７で第１モータ４の出力制限が行われていることの判断が成立した場合には、ステップＳ１５に進んで上述した噛み合い制御を実行する。以上説明したステップＳ９ならびにステップＳ１４およびステップＳ１５における噛み合い制御は、いわゆる頂面停止を回避して各クラッチ機構ＣL1，ＣL2の噛み合いを可能にし、あるいは促進する制御であり、これらの制御が、本発明の実施形態におけるアシスト制御に相当する。

また一方、上述したステップＳ１で判断されたシフトレンジ（シフトポジション）がパーキング（Ｐ）以外であった場合には、選択されているシフトレンジ（シフトポジション）ならびにハイブリッド車両１の車速やアクセル開度などの走行状態に応じた任意の変速段を設定し（ステップＳ１６）、その後、リターンする。同様に、前述した前提条件が成立していない場合には、ステップＳ１６に進んで任意の変速段を設定し、その後、リターンする。すなわち、レディースイッチがＯＮとなっていてハイブリッド車両１がパーキング状態になる可能性が低い場合、ドグフェールが生じている場合、極低温で正規の制御が困難な場合、そして補機バッテリの電圧が低くてクラッチ機構ＣL1，ＣL2の係合・解放の制御が困難な場合のいずれかの場合には、ステップＳ１６に進んで、その時点の状態に応じた任意の変速段を設定する。なお、本発明の実施形態における制御前提条件は、ステップＳ２～Ｓ５で挙げた条件に限られないのであり、他の条件を適宜に追加し、あるいは削除してもよい。また、それらの前提条件の判断の順序は特には限定されないのであり、同時並行的に判断してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないのであって、本発明で対象とするハイブリッド車両は、図１に示す構成のパワートレーンとは異なる構成のパワートレーンを備えたハイブリッド車両であってもよい。したがって、本発明における各ドグクラッチは、上述したハイモードならびにローモードおよび直結モードを設定するために係合するクラッチに限られないのであり、適宜の変速比もしくはトルクの伝達状態を設定するために係合するクラッチであってもよい。なお、これらのドグクラッチが上述したハイモードならびにローモードおよび直結モードを設定するために係合するクラッチの場合には、両方のドグクラッチを解放している状態から直結モードを設定する際に、ハイモードおよびローモードの順で走行モードを経由して直結モードに切り替えるように各ドグクラッチを係合させることが好ましいことは前述したとおりである。

１ ハイブリッド車両
２ 駆動輪
３ エンジン
４，５ モータ
７ 動力分割機構
２８ 電気ブレーキ
３１ ブレーキコントローラ
３２ 制動信号
３３，３４ モータコントローラ
３５ 蓄電装置
ＣL1，ＣL2 クラッチ機構

Claims (1)

1. 内燃機関とモータとを含む駆動力源から駆動輪に対するトルクの伝達状態を第１の状態である第１モードにするために係合する第１ドグクラッチと、前記駆動力源から前記駆動輪に対するトルクの伝達状態を第２の状態である第２モードにするために係合する第２ドグクラッチとを備え、停車状態を維持するパーキングポジションが選択されることにより前記第１ドグクラッチおよび前記第２ドグクラッチを係合させるハイブリッド車両における変速制御装置において、
   前記第１ドグクラッチおよび前記第２ドグクラッチの係合および解放の制御を行うコントローラを有し、
   前記コントローラは、
   前記ハイブリッド車両が制動されて前記パーキングポジションが選択されていることを判断し、
   前記パーキングポジションが選択されていることの判断が成立した場合に前記第１ドグクラッチおよび第２ドグクラッチを係合させる固定段設定制御を実行し、かつ
   前記モータによって前記第１ドグクラッチと前記第２ドグクラッチとの少なくともいずれか一方にトルクを付与して前記第１ドグクラッチと前記第２ドグクラッチとの少なくともいずれか一方に相対回転を生じさせて係合を促進するアシスト制御を実行する
   ことを特徴とするハイブリッド車両における変速制御装置。

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