JP3454226B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の制御装置、特に、トルクコンバータを搭載しない自動
変速可能な有段変速機を有するハイブリッド車両におい
て、変速時のトルク変動によって発生するショックを低
減可能なハイブリッド車両の制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境保護及び燃費向上の効果が大
きなハイブリット（ＨＶ）システムを搭載する車両（以
下、ＨＶ車両という）の開発及び実用化が進んでいる。
ＨＶシステムは、内燃機関（エンジン）と電気モータ
（通常、モータ・ジェネレータ；ＭＧ）のように２種類
の動力源を組み合わせて使用するパワートレーンであ
り、走行状況に応じて、エンジンと電気モータの使い分
けを行うことにより、それぞれの特長を活かしつつ、不
得意な部分を補うことができるため、滑らかでレスポン
スのよい動力性能を得ることができる。このようなＨＶ
車両は、ＭＧを電気モータとして駆動するためにバッテ
リを搭載している。そして、このバッテリは、減速時等
にＭＧをジェネレータとして使用して回生発電を行うこ
とにより充電している。
【０００３】このようなＨＶ車両に使用可能な変速機と
して、エンジンからのトルク供給を受けたまま連続的に
変速を行うことのできる無段変速機と、エンジンからの
トルクを一時遮断して間欠的に変速を行うことのできる
有段変速機がある。また、有段変速機を用いる場合で
も、エンジンと有段変速機のトルク伝達をトルクコンバ
ータを介して行うものと、摩擦クラッチを介して行うも
のがある。この中で、比較的構造及び制御がシンプル且
つ低コストでＨＶ車両に適用できるものとして、摩擦ク
ラッチを用いた有段変速機（以下、クラッチ付き自動有
段変速機という）があり、その実用化に向けて種々検討
が行われている。
【０００４】前記クラッチ付き自動有段変速機は、運転
者のアクセル操作量（アクセル開度）や車速に基づいて
自動的にクラッチの接離動作が行われ変速が行われるた
め、クラッチペダル等の操作を行うことなく容易な変速
を比較的低コストで行うことができる。
【０００５】しかし、ＨＶ車両が定加速状態（アクセル
操作量が同じで徐々に加速を行っている場合）で走行を
行っている場合、クラッチ付き自動有段変速機は、例え
ば、車速とアクセル開度に基づき、低速側から高速側に
変速機が変速する場合がある。この時、運転者の意識し
ない状態（アクセル操作量等を変化させない状態）にお
いて、自動的にクラッチの切断が行われ、変速動作を開
始してしまう。この時、クラッチ切断により駆動トルク
が一時的に断たれるためＨＶ車両は減速する。その結
果、トルク変動による減速ショックが生じ、運転者に違
和感を与えてしまう。
【０００６】これに対して、例えば、特開平１１−６９
５０９号公報では、クラッチ切断と同時にモータ（Ｍ
Ｇ）の駆動トルクを増大して、トルクアシストを行うこ
とにより減速感（変速ショック）を低減するＨＶ車両の
変速制御装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＨＶ車両が、
エンジンの駆動トルクとモータ（ＭＧ）の駆動トルクと
の協力によって走行制御されている場合、特開平１１−
６９５０９号公報の制御においては、エンジントルクが
消滅してもモータのトルクアシスト分だけＨＶ車両の駆
動トルクが確保できるため、完全にＨＶ車両全体として
の駆動トルクが消滅することは回避できるが、クラッチ
の切断時にモータの急激なトルクアシストが行われるた
め、別のトルクショックが発生してしまうおそれがあ
る。また、変速時に別途モータによるトルクアシストを
行っても、エンジンとモータの合計された高駆動トルク
状態から短時間でエンジントルクの消滅動作が行われて
しまうため勾配の大きな減速が行われる。その結果、減
速ショックを十分に抑制できず、自動変速時における運
転者の違和感を十分に解消できないという問題もある。
【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、変速時のトルク変動による減速ショックを低減
し、運転者の感知する違和感を低減することのできるＨ
Ｖ車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は、内燃機関と、自動変速可能な有
段変速機と、前記内燃機関と有段変速機との間に配置さ
れ前記有段変速機の変速動作時に前記内燃機関と有段変
速機の動力伝達の接離を行うクラッチと、前記有段変速
機と駆動輪との間に配置され前記駆動輪の駆動及び駆動
輪による回生発電を行うモータと、を含むハイブリッド
車両の制御装置であって、前記内燃機関及びモータの発
生する駆動トルクによる協力走行中に前記クラッチの切
断による内燃機関の駆動トルク消滅動作に続き前記有段
変速機の変速動作を行い、再度クラッチの接続による内
燃機関の駆動トルク復帰動作を行う自動変速動作を予測
する変速予測手段と、予測される自動変速動作に基づい
て、当該自動変速動作開始の所定時間前から前記モータ
の駆動トルクの増減制御を行うモータ制御手段と、を含
むことを特徴とする。
【００１０】この構成によれば、有段変速機の自動変速
動作が始まる所定時間前のタイミングからモータの駆動
トルクの増減制御が行われるので、内燃機関の駆動トル
ク消滅に伴う車両全体の駆動トルクの変動を容易に制御
して、トルク変動を低減し、減速ショックを軽減でき
る。
【００１１】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記モータ制御手段は、予測
される自動変速動作開始前にモータの駆動トルクを徐減
し、内燃機関の駆動トルク消滅開始から消滅終了までの
間にモータの駆動トルクを徐増することを特徴とする。
【００１２】この構成によれば、クラッチ切断操作時の
車両全体の駆動トルクの変化勾配を緩やかにすることが
可能になり、トルク変動を低減して変速制御時の減速シ
ョックを低減することができる。
【００１３】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記モータ制御手段は、予測
される自動変速動作終了前にモータの駆動トルクを徐減
し、内燃機関の駆動トルク復帰終了からモータの駆動ト
ルクを徐増することを特徴とする。
【００１４】この構成によれば、クラッチ接続操作時の
車両全体の駆動トルクの変化勾配を緩やかにすることが
可能になり、トルク変動を低減して変速制御時の減速シ
ョックを低減することができる。
【００１５】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記変速予測手段は、少なく
とも車速及びアクセル開度に基づいて、自動変速動作の
動作タイミングを予測することを特徴とする。
【００１６】この構成によれば、容易に自動変速動作の
認識を行うことができる。
【００１７】上記のような目的を達成するために、本発
明は、内燃機関と、自動変速可能な有段変速機と、前記
内燃機関と有段変速機との間に配置され前記有段変速機
の変速動作時に前記内燃機関と有段変速機の動力伝達の
接離を行うクラッチと、前記有段変速機と駆動輪との間
に配置され前記駆動輪の駆動及び駆動輪による回生発電
を行うモータと、を含むハイブリッド車両の制御装置で
あって、前記有段変速機の変速時に車両に要求される要
求駆動トルクを認識する要求駆動トルク認識手段と、モ
ータの可能最大出力トルクを認識する最大トルク認識手
段と、少なくとも前記内燃機関の発生する駆動トルクに
よる走行中に前記クラッチの切断による内燃機関の駆動
トルク消滅動作に続き前記有段変速機の変速動作を行
い、再度クラッチの接続による内燃機関の駆動トルク復
帰動作を行う自動変速動作を認識する変速認識手段と、
認識された自動変速動作時に、前記要求駆動トルクと可
能最大出力トルクに応じて、前記モータによるトルクア
シスト量を変化させるモータ制御手段と、を含むことを
特徴とする。
【００１８】この構成によれば、要求駆動トルクと可能
最大出力トルクに応じて、モータの駆動トルクのトルク
アシスト量を変化させるので、モータ駆動を効率的に行
いつつ、トルク変動を低減し変速制御時の減速ショック
を低減することができる。
【００１９】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記モータ制御手段は、内燃
機関の駆動トルク消滅動作時にモータによるトルクアシ
スト量を徐増変化させ、内燃機関の駆動トルク復帰動作
時にモータによるトルクアシスト量を徐減変化させるこ
とを特徴とする。
【００２０】この構成によれば、内燃機関の駆動トルク
の変動に伴う全駆動トルクの変動をモータによるトルク
アシストで緩和できるので、トルク変動を緩和し変速制
御時の減速ショックを低減することができる。
【００２１】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記モータ制御手段は、前記
有段変速機の変速動作時に前記要求駆動トルクがモータ
の可能最大出力トルク以下の場合、前記要求駆動トルク
はモータの駆動トルクを徐変制御して得ることを特徴と
する。
【００２２】この構成によれば、要求駆動トルクをモー
タの駆動トルクで完全に賄うことが可能なので、変速時
の駆動トルクの変動をキャンセル可能になり、変速制御
時の減速ショックを排除することができる。
【００２３】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記モータ制御手段は、前記
有段変速機の変速動作時に前記要求駆動トルクがモータ
の可能最大出力トルクより大きな場合、内燃機関の駆動
トルク消滅状態時にモータの駆動トルクが可能最大出力
トルクになるようにモータの駆動トルクを徐変制御する
ことを特徴とする。
【００２４】この構成によれば、変速時の要求駆動トル
クに対する実出力トルクの変化を最小限に抑えることが
できるので、変速制御時の減速ショックを低減すること
ができる。
【００２５】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記有段変速機の自動変速動
作の開始タイミングをモータを駆動するバッテリの充電
量に基づいて補正することを特徴とする。
【００２６】この構成によれば、最適な変速ポイントの
設定を容易に行うことができる。例えば、バッテリが十
分充電されている場合には、モータによるトルクアシス
ト量が増加できるので、自動変速度動作のタイミングを
早めて、内燃機関の負荷を低減し燃費を向上しつつ、要
求駆動トルクをモータの駆動トルクで完全に賄い変速制
御時の減速ショックを排除することができる。また、バ
ッテリが十分充電されていない場合には、自動変速度動
作のタイミングを遅くして、内燃機関の駆動トルクが低
下してからモータによるトルクアシストを行う。この場
合、内燃機関の駆動トルクが遮断される時のトルクを小
さくすることができるので、トルク変動が低減できる。
その結果、変速制御時の減速ショックを低減することが
できる。
【００２７】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記モータ制御手段は、前記
クラッチの操作ストロークに応じて、モータの駆動トル
クを補正することを特徴とする。
【００２８】この構成によれば、クラッチの滑りによる
内燃機関の駆動トルクの損失分を考慮してモータトルク
を算出するので、トルクコントロールを正確に行うこと
が可能になり、変速制御時の減速ショックの低減制御を
より滑らかに行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００３０】図１には、本発明の実施形態に係るハイブ
リッド（ＨＶ）車両１０の構成概念図が示されている。
ＨＶ車両１０は、駆動源として例えばガソリンエンジン
やディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジ
ンという）１２が搭載され、当該エンジン１２の出力軸
には、自動制御可能な摩擦クラッチ１４を介して有段変
速機１６が接続され、摩擦クラッチ１４の切断を行うこ
とにより、エンジン１２の駆動トルクの有段変速機１６
へのトルク供給を断ち、その間に、有段変速機１６の変
速段を変化させる。さらに、前記有段変速機１６の出力
側には、モータ・ジェネレータ（以下、ＭＧという）１
８が接続されている。ＭＧ１８の出力側には、駆動輪２
０ａを有する駆動軸２０が接続されている。ＭＧ１８は
モータとして使用することにより駆動軸２０に対するト
ルクアシストを行う。また、前記ＭＧ１８には、当該Ｍ
Ｇ１８をジェネレータとして使用したときに発生した回
生エネルギを充電すると共に、モータとして使用した場
合に電気エネルギを提供するＨＶバッテリ２２がインバ
ータ２４を介して接続されている。このインバータ２４
は、ＨＶバッテリ２２の直流とＭＧ１８の交流を交換し
ながら電流制御を行う。
【００３１】そして、前記エンジン１２には、当該エン
ジン１２の制御を行うエンジン制御ユニット（以下、エ
ンジンＥＣＵという）２６が接続され、摩擦クラッチ１
４及び有段変速機１６には、マニュアルミッションＥＣ
Ｕ（Ｍ／ＴＥＣＵ）２８、ＭＧ１８には、ＭＧＥＣＵ３
０、ＨＶバッテリ２２には、バッテリＥＣＵ３２がそれ
ぞれ接続されている。さらに、各ＥＣＵはＨＶ車両１０
全体の制御を行いＨＶ車両を最適な状態で走行できるよ
うに制御するＨＶＥＣＵ３４に接続され、管理されてい
ると共に、相互に情報の交換を行いつつ動作している。
なお、各ＥＣＵには、各種センサからの情報が提供さ
れ、各制御に利用されている。
【００３２】このように構成されるＨＶ車両１０におい
て、有段変速機１６による変速動作を行う場合、通常、
ＨＶＥＣＵ３４が図示しない車速センサやアクセル開度
センサ等からの情報に基づき、変速開始タイミングであ
ると判断すると、Ｍ／ＴＥＣＵ２８は、摩擦クラッチ１
４を自動的に切り、エンジン１２から有段変速機１６へ
の駆動トルクの供給を遮断する。その後、Ｍ／ＴＥＣＵ
２８は、車速及びアクセル開度に応じた変速段に変速
し、再度摩擦クラッチ１４を接続し、変速動作を完了す
る。この時、摩擦クラッチ１４によりエンジン１２から
有段変速機１６への駆動トルクの供給を遮断すると駆動
軸２０側に伝達される駆動トルクが消滅して、ＨＶ車両
１０が減速してしまうので、ＭＧ１８はモータとして機
能し、駆動トルクのアシストを行う。
【００３３】実施形態１．本実施形態１の特徴的事項
は、ＭＧ１８によるトルクアシストを行う場合のタイミ
ングやアシスト量を制御することにより、ＨＶ車両１０
の変速動作時に発生する減速感（減速ショック）を低減
しているところである。
【００３４】図２には、ＨＶ車両１０の変速時の制御手
順を説明するフローチャートが示され、図３には、Ｌｏ
ｗギア側からＨｉｇｈギア側へ変速する時のエンジント
ルクＴｅ、モータトルクＴｍ、駆動輪側に伝達される総
トルクＴｐ（すなわち、Ｔｅ＋Ｔｍ）の変化が示されて
いる。なお、図３において、ＨＶ車両１０は、エンジン
１２とＭＧ１８のモータ機能とで発生する２種類の駆動
トルクにより協力状態で走行しているものとする。
【００３５】まず、ＨＶＥＣＵ３４は、変速予測手段と
して機能するために、現在車速とアクセル開度を読み込
み（Ｓ１００）、変速車速の算出、つまり自動変速動作
の開始タイミングを算出する（Ｓ１０１）。この変速車
速は、車速とアクセル開度に対して各変速段の推移マッ
プ等を参照することにより予測することができる。続い
て、現在車速が、変速車速到達のＸｓｅｃ（例えば、１
ｓｅｃ）前か否かの判断を行う（Ｓ１０２）。この判断
も前述の推移マップを参照することにより得ることがで
きる。もし、変速車速到達のＸｓｅｃ前になったとＨＶ
ＥＣＵ３４が判断した場合、つまり、Ｘｓｅｃ後にＬｏ
ｗギア側からＨｉｇｈギア側へ変速すると判断した場
合、ＨＶＥＣＵ３４は、モータ制御手段として機能し、
図３の符号ａで示すように、ＭＧＥＣＵ３０に対してＭ
Ｇ１８のモータトルクＴｍを徐減するように指令を出す
（Ｓ１０３）。この徐減勾配は、例えばＸｓｅｃでモー
タトルクＴｍが消滅するように、モータトルクＴｍの出
力状態に応じて算出してもよいし、勾配を所定値で設定
しておいてもよい。なお、（Ｓ１０２）で変速車速到達
のＸｓｅｃ前になっていない場合、（Ｓ１００）に戻り
上述のステップを繰り返す。
【００３６】続いて、ＨＶＥＣＵ３４は、現在車速が変
速車速に到達したか否かの判断を行う（Ｓ１０４）。そ
して、現在車速が変速車速に到達した場合、ＨＶＥＣＵ
３４は、ＭＧＥＣＵ３０を介してＭＧ１８のモータトル
クＴｍの徐減を中止し、図３の符号ｂに示すように、モ
ータトルクＴｍの徐増を開始する（Ｓ１０５）。なお、
（Ｓ１０４）で変速車速に到達していないと判断した場
合、（Ｓ１０３）に戻り、モータトルクＴｍの徐減を継
続し、再度（Ｓ１０４）の判断を行う。そして、エンジ
ントルクＴｅが完全に消滅（Ｔｅ＝０）し、変速段の変
更が可能になったか否かの判断を行う（Ｓ１０６）。Ｔ
ｅ＝０になった場合には、有段変速機１６による変速動
作中に要求されるＭＧ１８のモータトルクＴｍによるト
ルクアシストを行う（Ｓ１０７）。なお、モータトルク
Ｔｍによるトルクアシストは変速状況に応じて適宜選択
される。
【００３７】このように、有段変速機１６が変速を開始
する前、つまりエンジン１２が有段変速機１６の変速操
作を開始するために摩擦クラッチ１４を切ってエンジン
トルクＴｅを低下させ始める前に、モータトルクＴｍを
徐減することにより、駆動軸２０に伝達される総トルク
Ｔｐを変速開始前に徐々に減少させることができる。そ
の結果、摩擦クラッチ１４が切られ、エンジントルクＴ
ｅが消滅した時に減少する駆動トルクの幅を縮小するこ
とができる。すなわち、減速ショックを緩和することが
できる。図３には参考のため、変速前にモータトルクＴ
ｍの減少を行わない場合の総トルクＴｐを破線で示し、
摩擦クラッチ１４の切断時の総トルクをＴｐ1で示して
いる。また、変速前にモータトルクＴｍの減少を行った
場合の摩擦クラッチ１４の切断時の総トルクをＴｐ2で
示し、エンジントルクＴｅの消滅時の総トルクをＴｐ3
で示している。モータトルクＴｍの減少を行わない場
合、生じるトルク格差がＴｐ1−Ｔｐ3であるのに対し
て、モータトルクＴｍの減少を行った場合、生じるトル
ク格差がＴｐ2−Ｔｐ3になり、実質的なトルク変位が少
なくなると共に、トルク変化の勾配も緩やかにすること
が可能になり、減速トルクが低減される。なお、モータ
トルクＴｍの減少を行うことによりＨＶ車両１０の減速
は発生するが、総トルクＴｐの変化が緩やかに行われる
ので、モータトルクＴｍ徐減時に違和感はほとんどな
い。
【００３８】一度、切られた摩擦クラッチ１４が再度接
続される場合も、前述と同様にエンジントルクＴｅの急
激な増加が行われるため、ショックが生じる。そこで、
本実施形態１においては、摩擦クラッチ１４が接続され
る場合にもＭＧ１８の制御を行っている。
【００３９】Ｍ／ＴＥＣＵ２８は、変速段の変更に必要
とされる時間は予め認識することができるので、Ｍ／Ｔ
ＥＣＵ２８は、（Ｓ１０７）で、モータトルクＴｍによ
るアシストが実行されている間に、変速終了のＹｓｅｃ
前（例えば、０．５ｓｅｃ前）になったか否か（変速段
の変更が終了し、エンジントルクＴｅの復帰準備期間に
なったか否か）の判断を行う（Ｓ１０８）。ＨＶＥＣＵ
３４はＭ／ＴＥＣＵ２８により変速終了のＹｓｅｃ前に
なったことを認識した場合、ＭＧＥＣＵ３０に対して、
図３中符号ｃで示すように、モータトルクＴｍによるア
シストを徐減する指令を出す（Ｓ１０９）。これと同時
に、Ｍ／ＴＥＣＵ２８は、エンジントルクＴｅの復帰を
開始する。なお、（Ｓ１０８）で変速終了のＹｓｅｃ前
になっていないと判断された場合、（Ｓ１０７）に戻
り、モータトルクＴｍによるアシストを継続し、再度
（Ｓ１０８）の判断を行う。
【００４０】Ｍ／ＴＥＣＵ２８が変速終了を確認した場
合、すなわち、エンジントルクＴｅが所定トルクまで復
帰したことを確認した場合（Ｓ１１０）、ＨＶＥＣＵ３
４はＭＧＥＣＵ３０に対して、図３中符号ｄで示すよう
に、モータトルクＴｍによるアシストを徐増する指令を
出す（Ｓ１１１）。その後、ＭＧＥＣＵ３０は、変速後
の変速段において、要求されるモータトルクＴｍによる
トルクアシストを実行する（Ｓ１１２）。その結果、運
転者が要求する総トルクＴｐにより走行を行うことがで
きる。なお、（Ｓ１１０）で変速終了していないと判断
された場合、（Ｓ１０９）に戻り、モータトルクＴｍの
徐減を継続し、再度（Ｓ１１０）の判断を行う。
【００４１】このように、変速終了時に、モータトルク
の徐減及び徐増制御を行うことにより、総トルクＴｐの
変化を緩やかに行うことができる。つまり、変速完了前
にモータトルクの徐減を行わない場合、モータトルクＴ
ｐ4にエンジントルクＴｅの復帰分トルクが加算される
ため、総トルクＴｐの変化は、Ｔｐ4からＴｐ5のように
変化する。一方、変速完了前にモータトルクの徐減を行
う場合、総トルクＴｐの変化は、Ｔｐ4からＴｐ6のよう
に変化する。その結果、総トルクＴｐの変化勾配が緩や
かになりトルク変化時のショックが緩和される。
【００４２】以上のように、変速制御時にＭＧ１８によ
るトルクアシストを行う場合のタイミングやアシスト量
を増減制御することにより、ＨＶ車両１０の変速動作時
に発生する減速感（減速ショック）を低減し、運転者の
違和感を低減することができる。なお、図３に示す各ト
ルクの遷移は、一例として直線的に示したが、運転者の
フィーリングに応じて、曲線的に遷移するようにしても
同様な効果を得ることができる。
【００４３】実施形態２．ＨＶ車両１０の走行時に、Ｍ
Ｇ１８のモータによる最大トルク（可能最大出力トル
ク）に対し、運転者が要求する要求駆動力が大きいか否
かによってＭＧ１８によるトルクアシスト量を変化させ
ることにより、変速時にエンジントルクＴｅの消滅制御
を行ってもエンジントルクＴｅの減少による減速ショッ
クを低減、または排除することができる。
【００４４】図４は、ＭＧ１８のモータによる最大トル
クＴｍmaxに対して、運転者の要求する要求駆動トルク
が小さい場合のＭＧ１８によるトルクアシスト量の遷移
を示している。また、図５は、ＭＧ１８のモータによる
最大トルクＴｍmaxに対して、運転者の要求する要求駆
動トルクが大きい場合のＭＧ１８によるトルクアシスト
量の遷移を示している。さらに、図６には、図４、図５
の遷移を行う場合の制御手順を説明するフローチャート
が示されている。
【００４５】図１において、ＨＶＥＣＵ３４は、車速及
びアクセル開度の読み込みを行い（Ｓ２００）、ＨＶＥ
ＣＵ３４は、変速認識手段として機能し、車速及びアク
セル開度に基づいてＨＶ車両１０の有段変速機１６が自
動変速開始状態になったか否かの判断を行う（Ｓ２０
１）。そして、自動変速開始状態の場合、さらに、変速
時にＨＶ車両１０に要求されている要求駆動トルクＴｐ
を算出を行い、要求駆動トルクＴｐが、バッテリＥＣＵ
３２やＭＧＥＣＵ３０の有する情報を参照して得たモー
タの最大トルクＴｍmaxより大きいか否かの判断を行う
（Ｓ２０２）。この場合、ＨＶＥＣＵ３４は、要求駆動
トルク認識手段、及び最大トルク認識手段として機能す
る。その結果、要求駆動トルクＴｐが最大トルクＴｍma
x以下であると判断した場合、ＨＶＥＣＵ３４はモータ
制御手段として機能し、変速のためにエンジントルクＴ
ｅが消滅し、その後復帰する間にＨＶ車両１０に要求さ
れる要求駆動トルクをモータトルクＴｍを徐変すること
で賄う。つまり、Ｔｍ＝Ｔｐ−Ｔｅで制御する（Ｓ２０
３）。
【００４６】すなわち、ＨＶＥＣＵ３４が変速開始を認
識した場合、Ｍ／ＴＥＣＵ２８により摩擦クラッチ１４
の切り離しが開始され、エンジントルクＴｅの徐減が行
われる。続いて、摩擦クラッチ１４が完全に切り離さ
れ、エンジントルクＴｅ＝０になり、変速段の移動が行
われる。さらに、変速段の移動が完了したらエンジント
ルクＴｅの徐増が行われ、変速後の要求駆動トルクによ
る走行が行われる。このエンジントルクＴｅの遷移の
間、図４中ハッチングで示すように、エンジントルクＴ
ｅの徐減時にモータトルクＴｍによるアシスト量が徐増
変化し、エンジントルクＴｅ＝０の時には、モータトル
クＴｍによるアシスト量が要求駆動トルクＴｐに一致
し、エンジントルクＴｅの徐増時には、モータトルクＴ
ｍによるアシスト量が徐減変化する。この場合、エンジ
ントルクＴｅの減少分は、全て、モータトルクＴｍで賄
うことができるので、エンジントルクＴｅの消滅による
減速ショックが発生しない。また、モータトルクＴｍに
よるアシスト量をエンジントルクＴｅの変化に応じて、
徐変させているため、極端なトルク変動等が発生しない
ので、運転者にトルク変動に基づく違和感を与えること
もない。
【００４７】一方、（Ｓ２０２）において、ＨＶＥＣＵ
３４が要求駆動トルクＴｐが最大トルクＴｍmaxより大
きいと判断した場合、ＨＶＥＣＵ３４は、現在変速状態
がどのタイミングであるか、すなわち、摩擦クラッチ１
４を切ろうとしているエンジントルクＴｅ徐減状態か、
摩擦クラッチ１４が完全に切られたエンジントルクＴｅ
遮断状態か、摩擦クラッチ１４を接続しようとしている
エンジントルクＴｅ徐増状態かの判断を行う（Ｓ２０
４）。
【００４８】エンジントルクＴｅが徐減状態の場合、Ｈ
ＶＥＣＵ３４は、ＭＧＥＣＵ３０を介してＭＧ１８に対
し、モータトルクＴｍによるトルクアシストがＴｍmax
に向かって徐増するように制御する（Ｓ２０５）。ま
た、エンジントルクＴｅが遮断状態の場合、ＭＧ１８に
対し、モータトルクＴｍによるトルクアシストを最大値
であるＴｍmaxになるように制御する（Ｓ２０６）。さ
らに、エンジントルクＴｅが徐増状態の場合、ＭＧ１８
に対し、モータトルクＴｍによるトルクアシストを徐減
するように制御する（Ｓ２０７）。
【００４９】このように、モータトルクＴｍによるアシ
スト量をエンジントルクＴｅの変化に応じて、徐変させ
つつ、エンジントルクＴｅの消滅状態時にモータトルク
Ｔｍが最大トルクＴｍmaxになるように制御することに
より、極端なトルク変動を抑制しつつ、要求駆動トルク
Ｔｐに対して、最大の実出力トルクＴを得ることが可能
になり、トルク変動による違和感を低減することができ
る。
【００５０】ところで、エンジン１２を駆動する場合、
できるだけ、早くＨｉｇｈ側に有段変速機１６をシフト
した方が、燃費を向上することができる。しかし、図４
に示すように、変速時のショックを低減（排除）するた
めには、ある程度まで要求駆動トルクＴｐが低下するの
を待ってからでなければ、変速操作を開始することがで
きない。一方、ＨＶバッテリ２２の充電状態によって、
ＭＧ１８で賄えるトルクアシスト量、すなわちＴｍmax
は変動する。つまり、十分に充電が行われている場合に
は、Ｔｍmaxは大きくなる。従って、ＨＶバッテリ２２
が十分に充電されている場合には、要求駆動トルクＴｐ
が高い状態からでもモータトルクＴｍによるトルクアシ
ストが可能になる。そこで、図６のフローチャートの
（Ｓ２０１）において、変速開始状態か否かの判断要因
にＨＶバッテリ２２の充電状態を含めれば、変速開始タ
イミングの補正を行うことが可能になる。すなわち、Ｈ
Ｖバッテリ２２が十分に充電されている場合、要求駆動
トルクＴｐが高い状態からでもモータトルクＴｍによる
トルクアシストが可能になり、燃費を向上しつつ、変速
時のショックを低減（排除）することができる。
【００５１】逆に、ＨＶバッテリ２２が十分に充電され
ておらず、Ｔｍmaxが低下し、モータトルクＴｍによる
トルクアシストがあまり期待できない場合、要求駆動ト
ルクＴｐが低下するのを待って、すなわち変速開始状態
になったと判断するのを遅らせることにより、ＨＶバッ
テリ２２が十分に充電されていない場合でも、変速時の
ショックを低減（排除）することができる。
【００５２】なお、上述の例においては、変速タイミン
グの認識手段としてＨＶバッテリ２２の充電状態を参照
したが、ＭＧ１８の温度によりＨＶバッテリ２２に充電
する時の回生効率やＭＧ１８の発生トルク効率が変動す
るので、ＭＧ１８の温度を参照して変速タイミングを決
めても上述の例と同様な効果を得ることができる。
【００５３】上述のように、モータトルクＴｍを徐変制
御することにより、変速時のショックをより低減するこ
とができる。しかし、摩擦クラッチ１４は接離動作を行
う場合、滑りを伴う半クラッチ状態が存在する。従っ
て、エンジンＥＣＵ２６等で認識されるエンジントルク
Ｔｅに基づいて、モータトルクＴｍを変化させると、モ
ータトルクＴｍに誤差が生じる。そこで、摩擦クラッチ
１４の滑りを考慮してモータトルクＴｍを制御すること
により、さらに正確で効果的なショック低減を行うこと
ができる。
【００５４】図７のフローチャートには、摩擦クラッチ
１４の滑りを考慮してモータトルクＴｍを算出する手順
が示されている。まず、ＨＶＥＣＵ３４は、車速、アク
セル開度、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン１２の吸入空
気量Ｇａ、及び摩擦クラッチ１４のクラッチストローク
を読み込み（Ｓ３００）、車速、アクセル開度等により
ＨＶ車両１０の有段変速機１６が自動変速開始状態（変
速点）になったか否かの判断を行う（Ｓ３０１）。変速
点になっている場合、ＨＶＥＣＵ３４はエンジン回転数
Ｎｅ、吸入空気量Ｇａに基づき、エンジントルクＴｅを
推定する（Ｓ３０２）。さらに、推定したエンジントル
クＴｅと摩擦クラッチ１４のクラッチストロークとをパ
ラメータとするマップに基づき、摩擦クラッチ１４の滑
りを考慮した場合に、駆動軸２０に伝わる実エンジント
ルクＴｅｐを推定する（Ｓ３０３）。そして、ＨＶＥＣ
Ｕ３４は、車速、アクセル開度等により算出されるＨＶ
車両１０の要求駆動トルクＴｐから実エンジントルクＴ
ｅｐを減算することにより（Ｓ３０４）、エンジン１２
の徐変制御時のモータトルクＴｍをより正確に算出する
ことが可能になる。その結果、効果的なショック低減を
行うことができる。
【００５５】なお、有段変速機１６をＨｉｇｈギア側か
らＬｏｗギア側に変速する場合、運転者は、急加速のた
めのアクセル操作や急減速のためのブレーキ操作等を行
うので、ＨＶ車両１０の挙動変化、すなわち変速動作の
開始を予測できるため、変速時のショックに関しあまり
違和感として感じないが、本実施形態と同様な制御を行
うことにより、実質的な変速時のショック緩和が可能で
あり、よりスムーズな変速制御を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、有段変速機の変速動作
時にモータによるトルクアシストタイミングやトルクア
シスト量を適宜変更することにより、変速時における減
速ショックを低減し、運転者の感知する違和感を低減す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る制御装置を有するＨ
Ｖ車両の構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態１の制御手順を説明するフ
ローチャートである。
【図３】 本発明の実施形態１の制御に基づく、エンジ
ントルクＴｅ、モータトルクＴｍ、総トルクＴｐの変化
を説明する説明図である。
【図４】 本発明の実施形態２の制御に基づくトルク変
化図であり、総トルクＴｐがモータの最大トルクＴｍma
x以下の場合のエンジントルクＴｅ、モータトルクＴ
ｍ、総トルクＴｐの変化を説明する説明図である。
【図５】 本発明の実施形態２の制御に基づくトルク変
化図であり、総トルクＴｐがモータの最大トルクＴｍma
xより大きい場合のエンジントルクＴｅ、モータトルク
Ｔｍ、総トルクＴｐの変化を説明する説明図である。
【図６】 本発明の実施形態２の制御手順を説明するフ
ローチャートである。
【図７】 本発明の実施形態２において、摩擦クラッチ
の滑りを考慮した場合のモータトルクＴｍの算出手順を
説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ハイブリッド（ＨＶ）車両、１２ 内燃機関（エ
ンジン）、１４ 摩擦クラッチ、１６ 有段変速機、１
８ モータ・ジェネレータ（ＭＧ）、２０ 駆動軸、２
０ａ 駆動輪、２２ ＨＶバッテリ、２４ インバー
タ、２６ エンジンＥＣＵ、２８ Ｍ／ＴＥＣＵ、３０
ＭＧＥＣＵ、３２ バッテリＥＣＵ、３４ ＨＶＥＣ
Ｕ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｋ 6/04 ７３３ Ｂ６０Ｋ 6/04 ７３３ 41/00 ３０１ 41/00 ３０１Ｂ ３０１Ｃ ３０１Ｄ Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14 15/20 15/20 Ｋ Ｆ１６Ｄ 48/02 Ｆ１６Ｈ 61/08 Ｆ１６Ｈ 61/08 59:14 // Ｆ１６Ｈ 59:14 59:18 59:18 59:44 59:44 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｚ (56)参考文献 特開 平11−69509（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−298802（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−107042（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 6/02 - 6/04 B60L 11/00 - 11/18 F02D 29/00 - 29/06 B60K 41/00 - 41/28

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関と、自動変速可能な有段変速機
    と、前記内燃機関と有段変速機との間に配置され前記有
    段変速機の変速動作時に前記内燃機関と有段変速機の動
    力伝達の接離を行うクラッチと、前記有段変速機と駆動
    輪との間に配置され前記駆動輪の駆動及び駆動輪による
    回生発電を行うモータと、を含むハイブリッド車両の制
    御装置であって、 前記内燃機関及びモータの発生する駆動トルクによる協
    力走行中に前記クラッチの切断による内燃機関の駆動ト
    ルク消滅動作に続き前記有段変速機の変速動作を行い、
    再度クラッチの接続による内燃機関の駆動トルク復帰動
    作を行う自動変速動作を予測する変速予測手段と、 予測される自動変速動作に基づいて、当該自動変速動作
    開始の所定時間前から前記モータの駆動トルクの増減制
    御を行うモータ制御手段と、 を含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の制御装置において、 前記モータ制御手段は、 予測される自動変速動作開始前にモータの駆動トルクを
    徐減し、内燃機関の駆動トルク消滅開始から消滅終了ま
    での間にモータの駆動トルクを徐増することを特徴とす
    るハイブリッド車両の制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の制御装置
    において、 前記モータ制御手段は、 予測される自動変速動作終了前にモータの駆動トルクを
    徐減し、内燃機関の駆動トルク復帰終了からモータの駆
    動トルクを徐増することを特徴とするハイブリッド車両
    の制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３記載の制御装置に
    おいて、 前記変速予測手段は、 少なくとも車速及びアクセル開度に基づいて、自動変速
    動作の動作タイミングを予測することを特徴とするハイ
    ブリッド車両の制御装置。
  5. 【請求項５】 内燃機関と、自動変速可能な有段変速機
    と、前記内燃機関と有段変速機との間に配置され前記有
    段変速機の変速動作時に前記内燃機関と有段変速機の動
    力伝達の接離を行うクラッチと、前記有段変速機と駆動
    輪との間に配置され前記駆動輪の駆動及び駆動輪による
    回生発電を行うモータと、を含むハイブリッド車両の制
    御装置であって、 前記有段変速機の変速時に車両に要求される要求駆動ト
    ルクを認識する要求駆動トルク認識手段と、 モータの可能最大出力トルクを認識する最大トルク認識
    手段と、 少なくとも前記内燃機関の発生する駆動トルクによる走
    行中に前記クラッチの切断による内燃機関の駆動トルク
    消滅動作に続き前記有段変速機の変速動作を行い、再度
    クラッチの接続による内燃機関の駆動トルク復帰動作を
    行う自動変速動作を認識する変速認識手段と、 認識された自動変速動作時に、前記要求駆動トルクと可
    能最大出力トルクに応じて、前記モータによるトルクア
    シスト量を変化させるモータ制御手段と、 を含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の制御装置において、 前記モータ制御手段は、 内燃機関の駆動トルク消滅動作時にモータによるトルク
    アシスト量を徐増変化させ、内燃機関の駆動トルク復帰
    動作時にモータによるトルクアシスト量を徐減変化させ
    ることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項５または請求項６記載の制御装置
    において、 前記モータ制御手段は、 前記有段変速機の変速動作時に前記要求駆動トルクがモ
    ータの可能最大出力トルク以下の場合、前記要求駆動ト
    ルクはモータの駆動トルクを徐変制御して得ることを特
    徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項５または請求項６記載の制御装置
    において、 前記モータ制御手段は、前記有段変速機の変速動作時に
    前記要求駆動トルクがモータの可能最大出力ト ルクより大きな場合、内燃機関の駆動トルク消滅状態時
    にモータの駆動トルクが可能最大出力トルクになるよう
    にモータの駆動トルクを徐変制御することを特徴とする
    ハイブリッド車両の制御装置。
  9. 【請求項９】 請求項５から請求項８のいずれかに記載
    に制御装置において、 前記有段変速機の自動変速動作の開始タイミングをモー
    タを駆動するバッテリの充電量に基づいて補正すること
    を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  10. 【請求項１０】 請求項５から請求項９のいずれかに記
    載に制御装置において、 前記モータ制御手段は、 前記クラッチの操作ストロークに応じて、モータの駆動
    トルクを補正す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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