JP5104061B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータジェネレータと駆動輪との間に自動変速機を備えた車両の変速制御装置に関する。

従来のハイブリッド車両では、減速走行時に回生制動力をモータジェネレータから出力している最中にダウンシフト要求がなされた場合、変速終了時点までモータジェネレータによる回生制動を中止することで、変速の際に生じる駆動力変動を抑制している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３２９９２６号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、変速中はモータジェネレータによる回生制動を中止しているため、回生制動による省燃費効果が低下するという問題があった。一方、この省燃費効果の低下を少なくするために変速中にモータジェネレータを正転方向に駆動、すなわち、自動変速機の入力側に変速促進トルクを入力して変速時間の短縮化を図る場合、変速後に解放される締結要素が完全に解放された状態でなければ、変速中の回生制動トルクが駆動軸に伝達されてしまい、駆動力変動を伴う。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速時間の短縮化と駆動力変動の抑制との両立を図ることができる車両の変速制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
車両の減速時に前記自動変速機のダウンシフト条件が成立した後、変速のイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定するイナーシャフェーズ開始可能判定手段と、
前記イナーシャフェーズが開始可能と判定された場合、前記モータジェネレータを駆動して前記自動変速機の入力側に変速促進トルクを入力する変速促進制御手段と、
を設け、
前記イナーシャフェーズ開始可能判定手段は、車両の減速時に前記自動変速機のダウンシフト条件が成立したとき、前記モータジェネレータを駆動して前記自動変速機の入力側にアクセル開度に基づいて演算される目標駆動力によらないで決定される正の所定トルクを付与し、このときの変速比変化に基づいてイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定することを特徴とする。

本発明では、変速のイナーシャフェーズが開始可能と判定された場合、すなわち、変速後に解放される解放側締結要素が確実に滑り始めた後、モータジェネレータを駆動して自動変速機に変速促進トルクを入力するため、変速促進トルクによって駆動力変動が発生するのを抑制しつつ、モータジェネレータの出力トルクによりイナーシャフェーズを開始して自動変速機の入力側を目標変速比により早く近づけることができる。
この結果、変速時間の短縮化と駆動力変動の抑制との両立を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。

第１クラッチCL1は、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・解放が制御される。

モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。

第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ解放を含み締結・解放が制御される。

自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。なお、詳細については後述する。

そして、自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。なお、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。

このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・解放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の解放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。

第３走行モードは、第１クラッチCL1は締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC（Wet Start Clutch）走行モード」と略称する。）である。この走行モードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成する。さらに、エンジン停止状態からの発進時にエンジン始動しつつ駆動力を出力可能な走行モードである。

上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
「エンジン走行モード」は、エンジンＥのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンＥとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンＥを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。

定速運転時や加速運転時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。
また、さらなる走行モードとして、車両停止時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

エンジンコントローラ１は、エンジン水温センサ１ａからのエンジン水温や、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（エンジン回転数Ne,エンジントルクTe）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。また、エンジンコントローラ１内には、エンジンＥの燃料噴射量やスロットル開度等に基づいてエンジントルクTengを推定するエンジントルク推定部１ｂが設けられている。エンジン回転数Neや推定されたエンジントルクTengの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（モータ回転数Nm,モータトルクTm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

また、モータジェネレータMGに流れる電流値（電流値の正負によって駆動トルクと回生制動トルクを区別している）に基づいて、モータジェネレータトルクTmgを推定するモータジェネレータトルク推定部２ｂが設けられている。この推定されたモータジェネレータトルクTmgの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・解放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。なお、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８とからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・解放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。なお、アクセルペダル開度APOと車速VSPの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を摩擦制動力で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。

統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nm（＝ωmg）を検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチトルクTCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、ブレーキ油圧センサ２４と、第１クラッチCL1の温度を検知する温度センサ１０ａと、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ｂと、からの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。モータ回転数センサ２１は、自動変速機ATの入力軸回転数センサと等価である。また、第２クラッチ出力回転数センサ２２は、自動変速機ATの出力軸回転数を検出し、各締結要素の関係に基づいて、第２クラッチCL2の出力回転数を算出するセンサであるため、自動変速機ATの出力軸回転数センサと等価である。

また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・解放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・解放制御と、を行う。

以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。

目標駆動力演算部100では、あらかじめ設定された目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。

モード選択部200では、あらかじめ設定されたEV-HEV選択マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。ただし、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。また、EV-HEV選択マップには、低車速領域においてアクセルペダル開度APOが大きいときに、大きな駆動力を出力するために、WSC走行モードが設定されている。HEV→WSC切換線もしくはEV→WSC切換線は、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンＥのアイドル回転数よりも小さな回転数となる車速VSP1よりも低い領域に設定されている。

目標充放電演算部300では、あらかじめ設定された目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。

動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ締結トルクと目標自動変速シフトと第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンＥを始動する図外のエンジン始動制御部が設けられている。

動作点指令部400は、イナーシャフェーズ開始可能判定部（イナーシャフェーズ開始可能判定手段）400aと、変速促進制御部（変速促進手段）400bと、回生制動制御部（回生制動制御手段）400cとを備えている。
イナーシャフェーズ開始可能判定部400aは、車両の減速時に自動変速機ATのダウンシフト条件が成立したとき、モータジェネレータMGを駆動して自動変速機ATの入力軸に所定トルクを付与した後、変速のイナーシャフェーズが開始可能か否かを、モータ回転数センサ２１からの自動変速機入力軸回転数と、第２クラッチ出力回転数センサ２２からの自動変速機出力軸回転数とから求まる実変速比に基づいて判定する。

変速促進制御部400bは、イナーシャフェーズが開始可能と判定された場合、モータジェネレータMGを正転方向に駆動し、自動変速機ATの入力軸に変速促進トルクを付与する。この「変速促進トルク」とは、自動変速機ATの入力軸回転数を上昇させて早期に変速後の目標回転数に近づけるためのトルクである。
回生制動制御部400cは、車両の減速時であって、自動変速機ATで変速が行われていないとき、モータジェネレータMGに回生制動トルクを発生させるように、インバータ３を駆動する。

変速制御部500では、あらかじめ設定されたシフトスケジュールに沿って、各クラッチ締結トルクと目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。なお、このシフトスケジュールは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいてあらかじめ目標変速段が設定されたものであり、アップシフト線、ダウンシフト線等が設定されている。

次に、自動変速機ATの構成について説明する。実施例１では前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機である。具体的には複数の遊星歯車列と、各遊星歯車の回転要素同士を連結する回転メンバと、各回転要素を変速機ケース等に固定する複数のブレーキと、各回転要素や回転メンバを連結する複数のクラッチが設けられている。なお、詳細な構成については省略し、一般的な有段式自動変速機の作用が説明できる程度に簡略化したモデルを定義して説明することとする。

以下、ブレーキやクラッチを総称して締結要素として記載し、ある変速段（第n速）において締結する締結要素を第１締結要素B1、他の変速段（第(n+1)速）において締結する締結要素を第２締結要素B2とする。

実施例１の自動変速機ATでは、例えば、第１締結要素B1を締結して達成する変速段からの変速時において、第１の締結要素B1を解放し、第２の締結要素B2を締結することでアップシフトやダウンシフトを行う。このような変速を掛け換え変速と言う。

掛け換え変速は、第１締結要素B1の締結容量をスリップ直前の締結容量に低下させ、第２締結要素B2の締結容量を徐々に増大させるトルクフェーズと、第１締結要素B1の締結容量をさらに低下させて変速を進行させるイナーシャフェーズと、変速終了後に第２締結要素B2を完全締結させる変速終了フェーズ等から構成される。

図３は自動変速機ATの簡略化したモデルに基づく共通速度線図である。この共通速度線図は縦軸に各回転要素等の回転速度を取り、横軸に各回転要素間のギヤ比を取って配置したものである。自動変速機の入力回転数に相当するモータジェネレータMGが連結された回転メンバを図３中左端に配置し、右側に向けて順に出力軸回転数に相当する回転メンバ（プロペラシャフトPS等に相当、以下、出力軸OUTと記載する）、第n速を達成する際に固定される第１回転メンバM1、第(n+1)速を達成する際に固定される第２回転メンバM2を配置する。第１回転メンバM1を固定する締結要素を第１締結要素B1とし、第２回転メンバM2を固定する締結要素を第２締結要素B2とする。各回転要素の回転速度を結ぶ直線を剛体レバーと記載する。

以下、コースト減速時のダウンシフトにおける具体的な変速作用について説明する。
第(n+1)速におけるコースト減速時では、モータジェネレータMGにより回生制動トルクが出力されると、第２締結要素B2は反力トルクを発生し、出力軸OUTに車両のイナーシャトルクが作用する。図３中、モータジェネレータMGにおいて下向きの矢印が回生制動トルクであり、出力軸OUTにおいて上向きの矢印がイナーシャトルクであり、第２回転メンバM2の下向きの矢印が反力トルクである。

この状態で、第(n+1)速から第n速へのダウンシフト指令が出力されると、第２締結要素B2の締結容量を低下させ、第１締結要素B1の締結容量を増大させる。これにより、剛体レバーを出力軸OUTの回転速度を中心に時計回りに回転させることでダウンシフトを行う。このとき、図４に示すように、モータジェネレータMGで回生制動トルクが出力されている場合、剛体レバーを反時計回りに回転させようとする力が作用し、回生制動トルクが出力軸OUTに伝わることで駆動力変動を伴うおそれがある。

よって、実施例１では、変速中は回生制動トルクをゼロとすることで、変速中の駆動力変動を抑制する。また、実施例１では、変速のイナーシャフェーズ開始を判定し、イナーシャフェーズが開始した時点からモータジェネレータMGを駆動して自動変速機ATに正のトルクを付与することで、剛体レバーをより速く時計回りに回転させ、変速時間の短縮化を図る。

［減速時制動制御処理］
図５は、実施例１の統合コントローラ１０で実行される減速時制動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップS1では、車速センサ１７からのセンサ情報に基づいて、車両が減速中であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。

ステップS2では、ブレーキ踏み込み制動時にはブレーキストロークBSから求められる要求制動力に応じた目標制動トルクを算出し、コースト減速時には現在の変速段に応じてエンジンブレーキを模擬する目標制動トルクを算出し、ステップS3へ移行する。

ステップS3では、自動変速機ATが変速中であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS7へ移行する。

ステップS4では、回生制動を禁止（回生制動トルクをゼロ）する指令をモータコントローラ２へ出力し、ステップS5へ移行する。

ステップS5では、目標制動トルクに基づく摩擦制動トルクの出力指令をブレーキコントローラ９へ出力し、ステップS6へ移行する。

ステップS6では、後述する変速促進制御を実施し、リターンへ移行する。

一方、ステップS7では、回生制動制御部400cにおいて、目標制動トルクに基づく回生制動トルクの出力指令をモータコントローラ２へ出力し、ステップS8へ移行する。ここで、目標制動トルクに基づく、回生制動トルクは、モータジェネレータMGおよびインバータ３の定格等から設定する。

ステップS8では、目標制動トルクに対し回生制動トルクが不足する場合、不足分を摩擦制動トルクで補う指令をブレーキコントローラ９へ出力し、リターンへ移行する。

［変速促進制御処理］
図６は、図５のステップS6で実施される変速促進制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップS61では、モータジェネレータトルク推定部２ｂにより推定されたモータジェネレータトルクTmgから、モータジェネレータMGの回生制動トルクがゼロであるか否かを判定する。YESの場合にはステップS62へ移行し、NOの場合にはステップS61を繰り返す。

ステップS62では、イナーシャフェーズ開始可能判定部400aにおいて、モータジェネレータMGに所定トルクを出力させる指令をモータコントローラ２へ出力し、ステップS63へ移行する。ここで、「所定トルク」とは、変速後に解放される解放側締結要素が完全締結状態にあると仮定した場合に、左右ドライブシャフトDSL,DSRにトルク変動を生じさせることなく、自動変速機ATの変速比を変化させることができる大きさのトルクをいう。言い換えると、図３において、第(n+1)速から第n速へ変速する際、出力軸OUTの回転速度を変化させることなく、剛体レバーを時計回りに回転させることが可能な大きさのトルクをいう。

ステップS63では、イナーシャフェーズ開始可能判定部400aにおいて、変速のイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定する。YESの場合にはステップS64へ移行し、NOの場合にはステップS62へ移行する。ここでは、変速により解放される解放側締結要素が滑り始めたとき、すなわち、変速比（入力軸回転数／出力軸回転数）が変化し始めた場合に、イナーシャフェーズが開始可能と判定する。具体的には、変速前の変速比GR0と変速後の目標変速比GR1との差を100%としたとき、実変速比CurGRと目標変速比GR1との差が所定値α、例えば90%となったとき、イナーシャフェーズが開始可能と判定する。

ステップS64では、変速促進制御部400bにおいて、モータジェネレータMGに変速促進トルクを出力させる指令をモータコントローラ２へ出力し、ステップS65へ移行する。ここで、「変速促進トルク」とは、自動変速機ATの入力軸回転数を変速後の目標回転数まで引き上げるための正のトルク（前進方向のトルク）である。

ステップS65では、イナーシャフェーズが終了したか否かを判定する。YESの場合にはステップS66へ移行し、NOの場合にはステップS64へ移行する。ここで、「イナーシャフェーズの終了」とは、実変速比が変速後の目標変速比に十分近づき、変速促進トルクを入力することなく変速後に締結される締結側締結要素によって、変速が進行可能な状態をいう。実施例１では、実変速比CurGRと目標変速比GR1との差が所定値β、例えば10%となったとき、イナーシャフェーズが終了したと判定する。

ステップS66では、モータジェネレータMGによる変速促進トルクの出力を停止させる指令をモータコントローラ２へ出力し、ステップS67へ移行する。

ステップS67では、変速が終了したか否かを判定する。YESの場合には本制御を終了し、NOの場合にはステップS66へ移行する。ここで、変速の終了は、実変速比CurGRが目標変速比GR1と一致した時点からあらかじめ設定された所定時間が経過した場合、変速が終了したと判定する。

次に、作用を説明する。
動力源としてエンジンとモータジェネレータとを有し、エンジンとモータジェネレータ間に動力を断接するクラッチが設けられ、モータジェネレータの出力が自動変速機の入力軸に直結し、エンジンとモータジェネレータの動力が自動変速機で変速して車輪に伝達されるハイブリッド車両では、EV走行モード、HEV走行モードおよびWSC走行モードを切り替えて走行する。

HEV走行モードからEV走行モードへ切り替える場合、クラッチへOFF指令を出力し、エンジンへは燃料カット(F/C)を指令してエンジンを停止させる。走行中にアクセルを戻して減速する場合、またはフットブレーキを踏んで減速する場合には、EV走行している場合は既にエンジンは停止しているが、HEV走行している場合はエンジンを停止し、モータジェネレータで減速方向の回生制動トルクを発生し、回生によりバッテリを充電しながら減速することにより車両の燃費を向上させることができる。フットブレーキで減速する場合には摩擦制動トルクと回生制動トルクとを合わせた制動トルクが、運転者の要求制動力に応じた目標制動トルクとなるように摩擦制動トルクと回生制動トルクとをそれぞれ制御する。

このように、減速時にはモータジェネレータで回生制動を行うことで、車両の省燃費効果を高めることができるが、減速しながらダウン変速を行う際に回生制動を継続した場合、自動変速機の伝達トルクが変化して駆動力変動となる。このトルク変動を防止するために、変速中は回生制動を中止した場合、省燃費効果が低下してしまう。従って、変速中に回生制動を中止する場合には、出来るだけ変速時間を短縮することで、回生制動の中止時間を短くする必要がある。

ここで、変速時間の短縮化を図るためには、自動変速機の入力軸回転数が変速後の目標回転数に短時間で到達するように、変速中にモータジェネレータに正のトルクを発生させ、変速を早く終了させればよい。ところが、変速中、自動変速機では締結要素の掛け替えを行っており、変速後に解放される締結要素が解放される前にモータジェネレータを駆動して正のトルクを入力した場合、減速時に加速方向の駆動力が発生して変速ショックや駆動力変動を伴う。また、締結要素の作動のばらつきを含めて完全解放されるまで十分な時間的余裕を持たせた場合、変速時間の短縮効果が低くなる。

これに対し、実施例１の車両の変速制御装置では、車両の減速時に自動変速機ATのダウンシフト条件が成立した後、図６のフローチャートにおいて、ステップS61→ステップS62→ステップS63へと進んで変速のイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定し、イナーシャフェーズが開始可能と判定された場合、ステップS64において、モータジェネレータMGを正転方向に駆動し、自動変速機ATの入力側に変速促進トルクを入力する。

すなわち、イナーシャフェーズが開始可能である場合、変速後に解放される締結要素は確実に滑り始めていると判断できるため、自動変速機ATの入力軸に変速促進トルクを付与したとしても、このトルクによって自動変速機ATのトルクは変動せず、変速ショックや駆動力変動が生じることはない。

よって、イナーシャフェーズの開始可能を判定し、イナーシャフェーズが開始可能な状態で変速促進トルクを入力することで、変速ショックやトルク変動を抑制しつつ、変速時間の短縮化により早期に回生制動を再開できるため、省燃費効果の向上を図ることができる。

また、実施例１では、車両の減速時にダウンシフト条件が成立したとき、ステップS62において、モータジェネレータMGを駆動し、自動変速機ATの入力軸に所定トルクを付与する。ここで、エンジンのみを駆動源とする車両では、減速によるダウンシフト時、エンジン回転数を上昇させて自動変速機の入力軸に変速促進トルクを入力することができないため、変速後に締結される締結側締結要素へ十分な油圧が供給されてからでなければイナーシャフェーズが開始しない。

これに対し、実施例１のハイブリッド車両では、エンジンＥが停止している場合であっても、変速後に締結される締結側締結要素への油圧供給状態にかかわらず、モータジェネレータMGにより変速促進トルクを入力することで、イナーシャフェーズを開始させることが可能であるため、変速時間の短縮効果がより高められる。

図７は、実施例１の変速動作を示すタイムチャートを示す。
時点t0では、コースト減速時やブレーキを踏んで減速しているとき、車速がATのシフトスケジュールで定められているシフトダウン車速VSPsdよりも低下したため、統合コントローラ１０はATコントローラ７に対しシフトダウン後のシフトポジション信号NextGPを送信する。このとき、運転者がブレーキを踏んでいる場合は、回生制動トルクを低下させると共に摩擦制動トルクを大きくし、車両全体のブレーキ力が変化しないように両制動トルクをそれぞれ制御する。

また、ATコントローラ７は、シフトポジション信号NextGPを受信後、そのシフト位置に変速するように自動変速機AT内の対応する締結要素の油圧を制御する。すなわち、変速後に解放される解放側締結要素への油圧を、滑ることなくトルク伝達可能な最小の油圧とし、変速後に締結される締結側締結要素への油圧を、プリチャージ油圧とする。

時点t1では、モータジェネレータMGの回生制動トルクがゼロとなったため、駆動力が変動しない程度にモータジェネレータMGに正の所定トルクを発生させる。このとき、変速後に解放される解放側締結要素の目標伝達トルクはゼロとするが、実際の伝達トルクは油圧の低下に合わせて徐々に低下するので、低下している最中にモータジェネレータMGの所定トルクにより変速比（入力軸回転数／出力軸回転数）が変化する。

時点t2では、自動変速機ATの実変速機CurGRと目標変速比GR1との差が所定値αとなったため、変速のイナーシャフェーズが開始可能と判定し、モータジェネレータMGを駆動して自動変速機ATの入力軸に変速促進トルクを付与する。これにより、自動変速機ATの入力軸回転数が変速後の目標回転数に到達する時間が短縮される。このとき、解放側締結要素は確実に滑り始めているため、変速促進トルクの付与に伴う駆動力変動や変速ショックが発生することはない。

時点t3では、実変速比CurGRと目標変速比GR1との差が所定値βとなったため、イナーシャフェーズの終了と判定し、モータジェネレータMGの出力トルクをゼロとする。ここで、ATコントローラ７では、時点t2からt3の間に締結側締結要素の伝達トルクを徐々に大きくし、入力軸の回転数と目標回転数との差が小さくなった時点t3で締結側締結要素の油圧を急激に大きくする。

時点t3以降は、締結側締結要素の伝達トルクにより回転数が変化し、時点t4で実変速比CurGRが目標変速比GR1に一致する。時点t5では、時点t4から所定時間が経過したため、変速終了と判定し、摩擦制動トルクを低下させると共に回生制動トルクを大きくし、車両全体のブレーキ力が変化しないように両制動トルクをそれぞれ制御する。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の変速制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) イナーシャフェーズ開始可能判定部400aは、車両の減速時に自動変速機ATのダウンシフト条件が成立した後、変速のイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定し、変速促進制御部400bは、イナーシャフェーズが開始可能と判定された場合、モータジェネレータMGを駆動して自動変速機ATの入力側に変速促進トルクを入力する。これにより、変速時間の短縮化と駆動力変動の抑制との両立を図ることができる。

(2) イナーシャフェーズ開始可能判定部400aは、自動変速機ATの変速比変化に基づいて、イナーシャフェーズが開始可能か否かを判定するため、イナーシャフェーズの開始可能判定を簡単かつ確実に検知することができる。

(3) イナーシャフェーズ開始可能判定部400aは、車両の減速時に自動変速機ATのダウンシフト条件が成立したとき、モータジェネレータMGを駆動して自動変速機ATの入力側に所定トルクを付与し、このときの変速比変化に基づいてイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定する。これにより、イナーシャフェーズの開始可能判定を早期に行うことができ、変速時間のさらなる短縮化を図ることができる。

(4) イナーシャフェーズ開始可能判定部400aは、所定トルクを、自動変速機ATにトルク変動が伴わない大きさとするため、駆動力変動および変速ショックを回避しつつ、イナーシャフェーズの開始可能判定を早期に行うことができる。

(5) 回生制動制御部400cは、車両の減速時であって、自動変速機ATで変速が行われていないとき、モータジェネレータMGに回生制動トルクを発生させるため、燃費の向上を図ることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例１により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、ハイブリッド車両を例に説明したが、本発明は、モータジェネレータと駆動輪との間に自動変速機を介装した電気自動車にも適用可能であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

また、実施例１では、イナーシャフェーズが開始可能か否かを、自動変速機の変速比変化に基づいて判定する例を示したが、変速後に解放される解放側締結要素に供給された実際の油圧を検出することで、イナーシャフェーズの開始可能判定を行ってもよい。

実施例１の後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。 実施例１の自動変速機のモデルに基づく共線図である。 実施例１の自動変速機の変速時を表す共線図である。 実施例１の統合コントローラ１０で実行される減速時制動制御処理の流れを示すフローチャートである。 図５のステップS6で実施される変速促進制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の変速動作を示すタイムチャートを示す。

符号の説明

Ｅ エンジン
FW フライホイール
CL1 第１クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
PS プロペラシャフト
DF ディファレンシャル
DSL 左ドライブシャフト
DSR 右ドライブシャフト
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
FL 左前輪
FR 右前輪
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
２４ ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
400a イナーシャフェーズ開始可能判定部
400b 変速促進制御部
400c 回生制動制御部
500 変速制御部

Claims (4)

1. 複数の締結要素の締結・解放により複数の変速段を達成する自動変速機と、
   この自動変速機の入力側に設けられたモータジェネレータと、
   を有する車両の変速制御装置において、
   車両の減速時に前記自動変速機のダウンシフト条件が成立した後、変速のイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定するイナーシャフェーズ開始可能判定手段と、
   前記イナーシャフェーズが開始可能と判定された場合、前記モータジェネレータを駆動して前記自動変速機の入力側に変速促進トルクを入力する変速促進制御手段と、
   を設け、
   前記イナーシャフェーズ開始可能判定手段は、車両の減速時に前記自動変速機のダウンシフト条件が成立したとき、前記モータジェネレータを駆動して前記自動変速機の入力側にアクセル開度に基づいて演算される目標駆動力によらないで決定される正の所定トルクを付与し、このときの変速比変化に基づいてイナーシャフェーズが開始可能か否かを判定することを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の変速制御装置において、
   前記イナーシャフェーズ開始可能判定手段は、前記自動変速機の変速比変化に基づいて、イナーシャフェーズが開始可能か否かを判定することを特徴とする車両の変速制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両の変速制御装置において、
   前記イナーシャフェーズ開始可能判定手段は、前記所定トルクを、前記自動変速機にトルク変動が伴わない大きさとすることを特徴とする車両の変速制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両の変速制御装置において、
   車両の減速時であって、前記自動変速機で変速が行われていないとき、前記モータジェネレータに回生制動トルクを発生させる回生制動制御手段を設けたことを特徴とする車両の変速制御装置。

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