JP5307614B2 - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関し、特に、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用されるものに係わる。

近年、動力源として内燃機関と電動機（電動モータ、電動発電機）とを備えた所謂ハイブリッド車両が開発されてきている（例えば、特許文献１を参照）。ハイブリッド車両では、電動機が、内燃機関と協働又は単独で、車両を駆動する駆動トルクを発生する動力源として、或いは、内燃機関を始動するための動力源として使用される。加えて、電動機が、車両を制動する回生トルクを発生する発電機として、或いは、車両のバッテリに供給・貯留される電気エネルギを発生する発電機として使用される。このように電動機を使用することで、車両全体としての総合的なエネルギ効率（燃費）を良くすることができる。

特開２０００−２２４７１０号公報

ところで、ハイブリッド車両では、電動機の出力軸と変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される接続状態（以下、「ＩＮ接続状態」と称呼する。）が採用される場合と、電動機の出力軸と変速機の出力軸（従って、駆動輪）との間で変速機を介することなく動力伝達系統が形成される接続状態（以下、「ＯＵＴ接続状態」と称呼する。）が採用される場合と、がある。

ＩＮ接続状態では、変速機の変速段を変更することで、車両速度に対する電動機の出力軸の回転速度を変更することができる。従って、変速機の変速段を調整することで、電動機の出力軸の回転速度をエネルギ変換効率（より具体的には、駆動トルク、回生トルク等の発生効率）が良好となる範囲内に維持し易いというメリットがある。

一方、ＯＵＴ接続状態では、動力伝達系統が複雑な機構を有する変速機を介さないことから、動力の伝達損失を小さくできるというメリットがある。また、変速機（特に、トルクコンバータを備えない形式の変速機）では、通常、変速作動中（変速段を切り替える作動中）において、変速機の入力軸から出力軸への動力の伝達が一時的に遮断される場合が多い。この結果、車両前後方向の加速度の急激な変化（所謂変速ショック）が発生し易い。このような変速作動中においても、ＯＵＴ接続状態では、電動機の駆動トルクを変速機の出力軸（従って、駆動輪）へ連続して出力し続けることができ、変速ショックを低減できるというメリットもある。

以下、この効果を「ＯＵＴ接続状態での変速ショック低減効果」と呼ぶ。なお、以下、電動機の出力軸の駆動トルクに基づいて変速機の出力軸に伝達されるトルクを「電動機側駆動トルク」と呼び、内燃機関の出力軸の駆動トルクに基づいて変速機の出力軸に伝達されるトルクを「内燃機関側駆動トルク」と呼ぶ。また、電動機側駆動トルクと内燃機関側駆動トルクとの和を「合計トルク」と呼ぶ。

以上のことに鑑み、本出願人は、特願２００７−２７１５５６号において、電動機の出力軸の接続状態（以下、単に「電動機接続状態」とも称呼する。）をＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態とに切り替え可能な切替機構について既に提案している。この切替機構では、電動機の出力軸と変速機の入力軸との間も電動機の出力軸と変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない接続状態（以下、「非接続状態」と称呼する。）も選択され得る。

ところで、係るハイブリッド車両に適用される動力伝達制御装置では、通常、車両の運転者によるアクセルペダルの操作に基づいて得られる運転者が要求する駆動トルク（要求トルク）及び車速等の走行状態と、内燃機関側駆動トルク及び電動機側駆動トルクのそれぞれの適合値（内燃機関側適合値及び電動機側適合値）と、の予め定められた関係（マップ、関数等）が記憶されている。そして、内燃機関側駆動トルク及び電動機側駆動トルクは、現在の走行状態と前記関係とに基づいて得られる内燃機関側適合値及び電動機側適合値にそれぞれ一致するように調整される。これにより、合計トルクが要求トルクに一致するように調整される。

他方、変速作動中では、変速作動をスムーズに行うため、通常、内燃機関側駆動トルクはゼロに維持される。従って、「ＯＵＴ接続状態での変速ショック低減効果」を得るためにＯＵＴ接続状態で変速作動が行われる場合、変速作動中において合計トルクの推移は電動機側駆動トルクの推移と一致する。

ここで、ＯＵＴ接続状態では、変速作動中においても、合計トルクを要求トルクと一致し続けるように調整することが可能である。この場合、変速ショックが（殆ど）発生しない。一方、変速作動中では、合計トルクを要求トルクよりも小さい値で推移するように（即ち、合計トルクの谷が形成されるように）敢えて調整するという要求もある。この要求は、僅かな変速ショックを敢えて作り出すことで、変速ショックが発生しない場合に比して変速時における運転者のフィーリングが向上し得るという事実に基づく。

この要求に応えるために、変速作動中（及び、変速作動終了後）において合計トルクの推移をどのように調整するかについては未だ提案されていない。

本発明の目的は、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、変速作動中において合計トルクの谷を敢えて形成しつつＯＵＴ接続状態にて変速作動がなされる場合において、運転者のフィーリングを向上することができるものを提供することにある。

本発明による車両の動力伝達制御装置は、変速機と、取得手段と、制御手段と、判定手段と、を備える。以下、順に説明していく。

前記変速機は、前記内燃機関の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、前記車両の駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸とを備えている。変速機は、変速機の出力軸の回転速度に対する変速機の入力軸の回転速度の割合（変速機減速比）を調整可能に構成されている。前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間では、動力伝達系統が形成されている。即ち、ＯＵＴ接続状態が達成されている。

前記変速機は、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であっても、前記変速機減速比として減速比を連続的に（無段階に）調整可能な無段変速機であってもよい。

また、前記変速機は、トルクコンバータを備えるとともに車両の走行状態に応じて変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂オートマチックトランスミッション（ＡＴ））であっても、トルクコンバータを備えない多段変速機（所謂マニュアルトランスミッション（ＭＴ））であってもよい。ＭＴの場合、運転者により操作されるシフトレバーの位置を示す信号に基づいてアクチュエータの駆動力により変速作動が実行される形式であっても、運転者によるシフトレバー操作によらず車両の走行状態に応じてアクチュエータの駆動力により変速作動が自動的に実行され得る形式（所謂、オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション）であってもよい。

前記取得手段は、前記車両の運転者による加速操作部材の操作に基づいて得られる前記運転者が要求する駆動トルク（要求トルク）を取得する。この要求トルクは、変速機の出力軸についてのトルクである。

前記制御手段は、前記要求トルクに少なくとも基づいて、前記内燃機関及び前記電動機を制御して内燃機関側駆動トルクと電動機側駆動トルクとを調整するとともに、前記変速機を制御して前記変速機減速比を調整する。

判定手段は、前記変速機減速比を変更する条件である変速条件が成立したか否かを判定する。例えば、前記要求トルクと、車速との組み合わせから決定される変速パターンに基づいて変速条件が成立したか否かが判定される。

本発明による動力伝達制御装置の特徴は、前記変速条件が成立したことに基づいて前記変速機減速比を変更する変速作動が行われる場合において、前記制御手段が、前記変速条件の成立後且つ前記変速作動の開始前において、前記内燃機関側駆動トルクをゼロまで減少し且つ前記電動機側駆動トルクをゼロ以上且つ前記要求トルクよりも小さい所定値まで減少し、前記変速作動中において、前記内燃機関側駆動トルクをゼロに維持し且つ前記電動機側駆動トルクを前記変速作動の開始から前記変速作動の終了前の第１時点まで前記所定値で一定に維持して前記第１時点から前記変速作動の終了まで増大し、前記変速作動の終了後において、前記合計トルクが増大するように前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを調整するよう構成されたことにある。ここにおいて、変速作動の開始とは、変速機減速比（変速段）の変更に関連して移動する部材の移動の開始に対応し、変速作動の終了とは、その部材の移動の終了に対応する。

これによれば、ＯＵＴ接続状態にて変速作動が行われる。これにより、上述した「ＯＵＴ接続状態での変速ショック低減効果」が得られる。加えて、変速作動中に亘って、内燃機関側駆動トルクがゼロに維持される。変速作動の開始から変速作動の途中の第１時点までの間では、合計トルク（＝電動機側駆動トルク）が要求トルクよりも小さい所定値（＞０）で一定に維持される。第１時点から変速作動の終了までの間では、合計トルク（＝電動機側駆動トルク）が所定値から増大する。そして、変速作動の終了後では、合計トルクが更に増大する。これにより、合計トルクが要求トルクに近づいていく。

従って、変速作動中（及び、変速作動終了後）において、合計トルクが要求トルクよりも小さい値で推移することで、合計トルクの谷が敢えて形成される。この結果、僅かな変速ショックが敢えて作り出され、変速ショックが発生しない場合に比して変速時における運転者のフィーリングが向上し得る。更には、変速作動の途中（＝第１時点）から合計トルク（＝電動機側駆動トルク）が所定値から増大することで、変速作動中に亘って合計トルクが所定値に維持される場合に比して、合計トルクが所定値に維持される期間が短くなる。これにより、変速時における運転者のフィーリングが更に向上する。

上記本発明による動力伝達制御装置では、前記制御手段は、通常、前記要求トルクを含む前記車両の走行状態（要求トルク及び車速等）と、前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクのそれぞれの適合値（内燃機関側適合値及び電動機側適合値）との予め定められた関係を記憶している。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを、通常、現在の前記走行状態と前記関係とに基づいて得られる前記内燃機関側適合値及び前記電動機側適合値にそれぞれ一致するように調整する。これにより、合計トルクが要求トルクに一致するように調整される。

この場合、前記制御手段は、前記変速条件の成立後且つ前記変速作動の開始前において、前記内燃機関側駆動トルクを前記内燃機関側適合値からゼロまで減少し且つ前記電動機側駆動トルクを前記電動機側適合値から前記所定値まで減少し、前記変速作動中において、前記内燃機関側駆動トルクをゼロに維持し且つ前記電動機側駆動トルクを前記変速作動の開始から前記第１時点まで前記所定値で一定に維持して前記第１時点から前記変速作動の終了まで増大し、前記変速作動の終了後において、前記内燃機関側駆動トルクをゼロから前記内燃機関側適合値まで増大し且つ前記電動機側駆動トルクを前記内燃機関側駆動トルクが前記内燃機関側適合値に達する第２時点まで一定に維持し又は増大し、前記第２時点以降、前記内燃機関側駆動トルクを前記内燃機関側適合値に一致するように調整し且つ前記電動機側駆動トルクを前記電動機側適合値まで増大し、前記電動機側駆動トルクが前記電動機側適合値に達する第３時点以降、前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを前記内燃機関側適合値及び前記電動機側適合値にそれぞれ一致するように調整するよう構成される。

これにより、変速作動の終了後において、変速作動の終了から第２時点までの間は、主として内燃機関側駆動トルクが増大することで合計トルクが増大し、第２時点から第３時点までの間は、主として電動機側駆動トルクが増大することで合計トルクが増大する。このように、内燃機関側駆動トルクと電動機側駆動トルクとを順に（シーケンシャルに）増大していくことで、内燃機関側駆動トルクと電動機側駆動トルクとが同時に増大する場合に比して、変速作動の終了後において増大していく合計トルクの推移を滑らかにすることができる。この結果、変速時における運転者のフィーリングがより一層向上する。

更には、前記第１時点から前記変速作動の終了までの間、前記変速作動の終了から前記第２時点までの間、及び、前記第２時点から前記第３時点までの間、における前記合計トルクの増加勾配をそれぞれ、第１増加勾配、第２増加勾配、及び、第３増加勾配としたとき、前記第２増加勾配が前記第１増加勾配以上、且つ前記第３増加勾配が前記第２増加勾配以上という関係が成立するように前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを調整するよう構成されることが好適である。これによれば、変速作動の第１時点以降において増大していく合計トルクの推移を非常に滑らかにすることができる。この結果、変速時における運転者のフィーリングが更により一層向上する。

上記本発明による動力伝達制御装置において、電動機接続状態を、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成されるＩＮ接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成されるＯＵＴ接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間も前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない非接続状態と、のうちで少なくともＯＵＴ接続状態を含む２以上の状態に切り替え可能な切替機構が備えられる場合、前記制御手段は、前記切替機構により電動機接続状態がＯＵＴ接続状態に維持された状態で、前記変速作動を行うように構成される。

前記切替機構として、ＯＵＴ接続状態及び非接続状態のみに切り替え可能なもの、ＯＵＴ接続状態及びＩＮ接続状態のみに切り替え可能なもの、ＩＮ接続状態、ＯＵＴ接続状態、及び非接続状態の何れにも切り替え可能なものが挙げられる。

以上、本発明に係る動力伝達制御装置は、上述したオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション）に適用されることが好適である。この場合、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間に、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力を伝達する接合状態と前記動力を伝達しない遮断状態とに調整可能なクラッチ機構が備えられ、前記変速機は、トルクコンバータを備えておらず、且つ、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であり、前記制御手段は、前記車両の走行状態（要求トルク及び車速等）に応じて、前記クラッチ機構の状態、及び前記変速機の変速段を制御するように構成される。

本発明の実施形態に係る車両の動力伝達制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図１に示した切替機構において切り替え可能な３状態を示した図である。 図１に示した装置が適用される場合において、ＯＵＴ接続状態にて変速条件が成立した場合における、変速作動、並びに、種々のトルク・回転速度等の変化の一例を示したタイムチャートである。

以下、本発明による車両の動力伝達制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、動力源として内燃機関とモータジェネレータとを備え、且つ、トルクコンバータを備えない多段変速機を使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッションを備えた車両に適用されている。

この車両は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１０と、変速機（Ｔ／Ｍ）２０と、クラッチ（Ｃ／Ｔ）３０と、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）４０と、切替機構５０とを備えている。Ｅ／Ｇ１０は、周知の内燃機関の１つであり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１は、Ｃ／Ｔ３０を介してＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２と接続されている。

Ｔ／Ｍ２０は、前進用の複数（例えば、５つ）の変速段、後進用の１つの変速段、及びニュートラル段を有するトルクコンバータを備えない周知の多段変速機の１つである。以下、前進用の変速段及び後進用の変速段を「走行用変速段」と称呼する。走行用変速段では、Ｔ／Ｍ２０の入出力軸Ａ２，Ａ３の間で動力伝達系統が形成される。ニュートラル段では、Ｔ／Ｍ２０の入出力軸Ａ２，Ａ３の間で動力伝達系統が形成されない。走行用変速段において、Ｔ／Ｍ２０は、出力軸Ａ３の回転速度に対する入力軸Ａ２の回転速度の割合である変速機減速比Ｇｔｍを複数の段階の何れかに任意に設定可能となっている。Ｔ／Ｍ２０では、変速段の切り替えは、Ｔ／Ｍアクチュエータ２１を制御することでのみ実行される。

Ｃ／Ｔ３０は、周知の構成の１つを備えていて、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１とＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２との間で動力が伝達されない遮断状態、及び動力が伝達される接合状態に調整可能となっている。以下、説明の便宜上、接合状態において、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１とＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２との回転が一致している状態を「完全接合状態」と呼び、一致していない状態を「半接合状態」と呼ぶ。この車両では、クラッチペダルは設けられていない。Ｃ／Ｔ３０の状態は、Ｃ／Ｔアクチュエータ３１によりクラッチストロークを調整することで制御されるようになっている。

Ｍ／Ｇ４０は、周知の構成（例えば、交流同期モータ）の１つを有していて、例えば、ロータ（図示せず）が出力軸Ａ４と一体回転するようになっている。Ｍ／Ｇ４０は、動力源としても発電機としても機能する。

切替機構５０は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の接続状態を切り替える機構である。切替機構５０は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４と一体回転する連結ピース５１と、ギヤｇ１と一体回転する連結ピース５２と、ギヤｇ３と一体回転する連結ピース５３と、スリーブ５４と、切替アクチュエータ５５とを備える。ギヤｇ１は、Ｔ／Ｍ２０の入力軸Ａ２と一体回転するギヤｇ２と常時歯合し、ギヤｇ３は、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３と一体回転するギヤｇ４と常時歯合している。

スリーブ５４は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の軸線方向に同軸的に移動可能に配設されていて、切替アクチュエータ５５によりその軸線方向の位置が制御されるようになっている。スリーブ５４は、連結ピース５１，５２，５３とスプライン嵌合可能となっている。

スリーブ５４が図２（ａ）に示すＩＮ接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１，５２とスプライン嵌合する。これにより、ギヤｇ１，ｇ２を介してＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間で動力伝達系統が形成される。この状態を「ＩＮ接続状態」と呼ぶ。

ＩＮ接続状態において、Ｔ／Ｍ２０の入力軸Ａ２の回転速度に対するＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度の割合を「第１減速比Ｇ１」と呼び、第１減速比Ｇ１と変速機減速比Ｇｔｍとの積（Ｇ１・Ｇｔｍ）を「ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ」と呼ぶ。本例では、Ｇ１＝（ｇ２の歯数）／（ｇ１の歯数）であるから、Ｇｉｎ＝（ｇ２の歯数）／（ｇ１の歯数）・Ｇｔｍとなる。即ち、Ｇｉｎは、Ｔ／Ｍ２０の変速段の変化に応じて変化する。

また、スリーブ５４が図２（ｂ）に示すＯＵＴ接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１，５３とスプライン嵌合する。これにより、ギヤｇ３、ｇ４を介してＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でＴ／Ｍ２０を介することなく動力伝達系統が形成される。この状態を「ＯＵＴ接続状態」と呼ぶ。

ＯＵＴ接続状態において、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３の回転速度に対するＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度の割合を「ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔ」と呼ぶ。本例では、Ｇｏｕｔは、（ｇ４の歯数）／（ｇ３の歯数）で一定となる。即ち、Ｇｏｕｔは、Ｔ／Ｍ２０の変速段の変化に応じて変化しない。

また、スリーブ５４が図２（ｃ）に示す非接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１のみとスプライン嵌合する。これにより、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でもＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でも動力伝達系統が形成されない。この状態を「ニュートラル状態」と呼ぶ。

以上、切替機構５０では、切替アクチュエータ５５を制御する（従って、スリーブ５４の位置を制御する）ことで、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の接続状態（以下、「Ｍ／Ｇ接続状態」とも称呼する。）を、「ＩＮ接続状態」、「ＯＵＴ接続状態」、「ニュートラル状態」の何れかに選択的に切り替え可能となっている。

Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３は、作動機構Ｄ／Ｆと連結されていて、作動機構Ｄ／Ｆは、左右一対の駆動輪と連結されている。なお、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３と作動機構Ｄ／Ｆとの間に、所謂最終減速機構が介装されていてもよい。

また、本装置は、駆動輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ６１と、アクセルペダルＡＰの操作量を検出するアクセル開度センサ６２と、シフトレバーＳＦの位置を検出するシフト位置センサ６３と、ブレーキペダルＢＰの操作の有無を検出するブレーキセンサ６４と、を備えている。

更に、本装置は、電子制御ユニットＥＣＵ７０を備えている。ＥＣＵ７０は、上述のセンサ６１〜６４、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータ２１，３１，５５を制御することで、Ｔ／Ｍ２０の変速段、Ｃ／Ｔ３０の状態、及び切替機構５０の状態を制御する。加えて、ＥＣＵ７０は、Ｅ／Ｇ１０、及びＭ／Ｇ４０のそれぞれの出力（駆動トルク）を制御するようになっている。

Ｔ／Ｍ２０の変速段は、車輪速度センサ６１から得られる車速Ｖと、アクセル開度センサ６２から得られる運転者によるアクセルペダルＡＰの操作量に基づいて算出される要求トルクＴｒ（Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３についてのトルク）と、シフト位置センサ６３から得られるシフトレバーＳＦの位置に基づいて制御される。シフトレバーＳＦの位置が「手動モード」に対応する位置にある場合、Ｔ／Ｍ２０の変速段が、シフトレバーＳＦの操作により運転者により選択された変速段に原則的に設定される。一方、シフトレバーＳＦの位置が「自動モード」に対応する位置にある場合、Ｔ／Ｍ２０の変速段が、車速Ｖと要求トルクＴｒとの組み合わせに基づいて、シフトレバーＳＦが操作されることなく自動的に制御される。以下、Ｔ／Ｍ２０の変速段が変更される際の作動を「変速作動」と称呼する。変速作動の開始は、変速段の変更に関連して移動する部材の移動の開始に対応し、変速作動の終了は、その部材の移動の終了に対応する。

Ｃ／Ｔ３０は、通常、接合状態（特に、完全接合状態）に維持され、Ｔ／Ｍ２０の変速作動中、及び、シフトレバーＳＦの位置が「ニュートラル」位置にある場合等において、遮断状態に維持される。また、Ｃ／Ｔ３０は、接合状態（特に、半接合状態）において、Ｃ／Ｔアクチュエータ３１により調整されるクラッチストロークに応じて、伝達し得るトルクの最大値（以下、「クラッチトルク」と称呼する。）を調整可能となっている。

Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクそのものよりもクラッチトルクの方がより緻密に調整され得る。従って、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１の駆動トルクがクラッチトルクよりも大きい状態を維持しつつクラッチトルクを制御することで、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクに基づくＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２（従って、出力軸Ａ３）に伝達されるトルクをより緻密に調整できる。

Ｍ／Ｇ４０は、Ｅ／Ｇ１０と協働又は単独で、車両を駆動する駆動トルクを発生する動力源として、或いは、Ｅ／Ｇ１０を始動するための動力源として使用される。また、Ｍ／Ｇ４０は、車両を制動する回生トルクを発生する発電機として、或いは、車両のバッテリ（図示せず）に供給・貯留される電気エネルギを発生する発電機としても使用される。

切替機構５０では、スリーブ５４が移動することで、Ｍ／Ｇ接続状態が切り替えられる。以下、このスリーブ５４の移動を「切り替え作動」と称呼する。切り替え作動の開始は、スリーブ５４の移動の開始に対応し、切り替え作動の終了は、スリーブ５４の移動の終了に対応する。Ｍ／Ｇ接続状態の切り替えは、例えば、車速Ｖと要求トルクＴｒとの組み合わせに基づいてなされ得る。

以下、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１の駆動トルクを「Ｅ／Ｇトルク」と、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の駆動トルクを「Ｍ／Ｇトルク」と称呼する。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１の回転速度を「Ｅ／Ｇ回転速度Ｎｅ」と、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度を「Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍ」と称呼する。また、Ｅ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達されるトルクを「Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅ」と称呼し、Ｍ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達されるトルクを「Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍ」と称呼する。Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅは、（Ｃ／Ｔ３０が完全接合状態にある場合において）Ｅ／Ｇトルクに変速機減速比Ｇｔｍを乗じた値である。Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍは、ＩＮ接続状態では、Ｍ／ＧトルクにＩＮ接続減速比Ｇｉｎを乗じた値であり、ＯＵＴ接続状態では、Ｍ／ＧトルクにＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔを乗じた値である。Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍは、Ｍ／Ｇトルクの調整により調整され得、Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅは、Ｅ／Ｇトルク、或いはクラッチトルクの調整により調整され得る。また、ＴｍとＴｅとの和を「合計トルクＴｓ」と呼ぶ。

本装置では、通常、周知の手法の１つに従って、Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅとＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍの和が要求トルクＴｒと一致するように、Ｅ／ＧトルクとＭ／Ｇトルクとの配分が調整される。具体的には、例えば、ＴｅとＴｍとは予め作製された定常マップに基づいて調整される。定常マップとは、要求トルクＴｒ及び車速Ｖ等（の組み合わせ）と、要求トルクＴｒ及び車速Ｖ等が（その組み合わせで）一定の場合において適合されたＥ／Ｇ側駆動トルクの定常適合値及びＭ／Ｇ側駆動トルクの定常適合値と、の関係を規定するマップ（テーブル）である。この定常マップは、要求トルクＴｒ及び車速Ｖ（の組み合わせ）が一定に維持された定常状態で車両全体としての総合的なエネルギ効率（燃費）を最適とする等の観点に基づいてＥ／Ｇ側駆動トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍを適合する（定常適合値を決定する）実験を、要求トルクＴｒ及び車速Ｖの組み合わせを種々変更しながら繰り返し行うことで得られる。

この定常マップと、要求トルクＴｒの現在値及び車速Ｖの現在値とから（即ち、定常マップの検索結果から）、現在の走行状態（即ち、要求トルクＴｒの現在値及び車速Ｖの現在値）に対応するＥ／Ｇ側駆動トルクの定常適合値（Ｅ／Ｇ側適合値）、及びＭ／Ｇ側駆動トルクの定常適合値（Ｍ／Ｇ側適合値）が得られる。Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍはそれぞれ、Ｅ／Ｇ側適合値及びＭ／Ｇ側適合値に一致するように調整される。この結果、Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍが、車両全体としての総合的なエネルギ効率（燃費）を最適とする等の所望の目的が達成されるように、且つ合計トルクＴｓが要求トルクＴｒと一致するように、調整・配分される。

（ＯＵＴ接続状態での変速作動の実行）
以下、変速（変速段の変更、変速機減速比Ｇｔｍの変更）がなされる場合について説明する。本装置では、ＯＵＴ接続状態以外の接続状態（即ち、ＩＮ接続状態、又はニュートラル状態）にて変速条件が成立した場合、先ず、切替機構５０を制御してＭ／Ｇ接続状態をＯＵＴ接続状態に切り替える切り替え作動が行われる。次いで、その切り替え作動の終了後、ＯＵＴ接続状態にてＴ／Ｍ２０を制御して変速機減速比Ｇｔｍ（変速段）を変更する変速作動が行われる。一方、ＯＵＴ接続状態にて変速条件が成立した場合、ＯＵＴ接続状態に維持した状態でＴ／Ｍ２０を制御して変速作動が行われる。

このように、本装置では、ＯＵＴ接続状態にて変速作動が行われる。従って、変速作動中においてＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍ（＞０）を発生させることで、変速作動中においてもＭ／ＧトルクをＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３（従って、駆動輪）へ連続して出力し続けることができる。これにより、上述した「ＯＵＴ接続状態での変速ショック低減効果」が発揮され得る。

ここで、変速条件が成立したか否かは、例えば、駆動トルクＴｒと車速Ｖとの組み合わせから決定される予め作製された変速パターン（マップ）に基づいて、或いは、Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍが所定値を超えたか否か、Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅが所定値を超えたか否か、Ｅ／Ｇ回転速度が所定値を超えたか否か等に基づいて判定され得る。

（変速作動がなされる場合における合計トルクの調整）
次に、ＯＵＴ接続状態にて変速作動がなされる場合における合計トルクＴｓの調整について図３を参照しながら説明する。図３は、Ｍ／Ｇ接続状態がＯＵＴ接続状態にあり、且つ、Ｔ／Ｍ２０の変速段が「２速」にある状態で、合計トルクＴｓ（＝Ｔｅ＋Ｔｍ）が要求トルクＴｒに一致するようにＴｅ及びＴｍがＥ／Ｇ側適合値及びＭ／Ｇ側適合値にそれぞれ調整されて車両が走行中において、時刻ｔ１にて、「２速」から「３速」への変速条件が成立した場合の作動の一例を示す。この例では、ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが「２速」に対応するＧｔｍと等しい場合が想定されている。従って、ＯＵＴ接続状態、且つＴ／Ｍ２０の変速段が「２速」である場合、Ｍ／Ｇ回転速度ＮｍがＥ／Ｇ回転速度Ｎｅと一致する。

図３に示すように、変速条件が成立すると（時刻ｔ１）、Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅがＥ／Ｇ側適合値からゼロに向けて減少させられ、且つ、Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍがＭ／Ｇ側適合値から所定値Ｔ１（＞０）に向けて減少させられる（時刻ｔ１〜ｔ２）。これにより、時刻ｔ１〜ｔ２において、合計トルクＴｓが要求トルクＴｒから所定値Ｔ１まで減少する。ここで、所定値Ｔ１は、要求トルクＴｒよりも小さい正の値である。所定値Ｔ１は一定であってもよいし、要求トルクＴｒ等に応じた値としてもよい（例えば、Ｔｒが大きいほどＴ１がより大きい）。

Ｔｅがゼロに達すると（及び、ＴｍがＴ１に達すると）（時刻ｔ２）、「２速」から「３速」への変速作動が開始される。この変速作動は時刻ｔ４にて終了している。これに伴い、変速作動中（時刻ｔ２〜ｔ４）に亘って、Ｔｅがゼロに維持される。一方、Ｔｍは、変速作動の開始から変速作動の途中の第１時点まで（時刻ｔ２〜ｔ３）において所定値Ｔ１で一定に維持され、第１時点から変速作動の終了まで（時刻ｔ３〜ｔ４）において所定値Ｔ１から増大させられる。これにより、時刻ｔ２〜ｔ３において、合計トルクＴｓが所定値Ｔ１で一定に維持され、時刻ｔ３〜ｔ４において、合計トルクＴｓが所定値Ｔ１から増大する。ここで、時刻ｔ３〜ｔ４におけるＴｍ（従って、Ｔｓ）の増加勾配を「Ｇ１」とする。第１時点は、変速作動中（時刻ｔ２〜ｔ４）における前半であっても後半であってもよい。また、第１時点は、要求トルクＴｒ等に応じた時点としてもよい（例えば、Ｔｒが大きいほど第１時点がより早い）。

なお、変速作動中（時刻ｔ２〜ｔ４）において、Ｅ／Ｇ回転速度Ｎｅが、「２速」における「車速に対応する回転速度」から「３速」における「車速に対応する回転速度」まで減少させられる。このＥ／Ｇ回転速度Ｎｅの減少調整は、Ｃ／Ｔ３０が遮断状態に維持された状態で、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１を空回りさせながら行われる。

この例では、「２速」から「３速」への変速作動が終了すると（時刻ｔ４）、Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅがゼロからＥ／Ｇ側適合値に向けて増大させられる（時刻ｔ４〜ｔ５）。ＴｅがＥ／Ｇ側適合値に達する時点（時刻ｔ５）を「第２時点」と呼ぶ。一方、Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍは、時刻ｔ４での値から僅かに増大させられる（時刻ｔ４〜ｔ５）。このＴｍの増加勾配は、増加勾配Ｇ１よりも小さい。なお、時刻ｔ４〜ｔ５において、Ｔｍが一定であってもよい。これにより、時刻ｔ４〜ｔ５において、合計トルクＴｓは、時刻ｔ４での値から増大する。ここで、時刻ｔ４〜ｔ５におけるＴｓの増加勾配を「Ｇ２」とする。

Ｅ／Ｇ側駆動トルクＴｅがＥ／Ｇ側適合値に達すると（時刻ｔ５、第２時点）、ＴｅがＥ／Ｇ側適合値に一致するように調整開始される。一方、Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍは、時刻ｔ５での値からＭ／Ｇ側適合値に向けて増大させられる（時刻ｔ５〜ｔ６）。ＴｍがＭ／Ｇ側適合値に達する時点（時刻ｔ６）を「第３時点」と呼ぶ。これにより、時刻ｔ５〜ｔ６において、合計トルクＴｓは、時刻ｔ５での値から増大する。ここで、時刻ｔ５〜ｔ６におけるＴｓの増加勾配を「Ｇ３」とする。なお、時刻ｔ５〜ｔ６におけるＴｍの増加勾配は、時刻ｔ４〜ｔ５におけるＴｅの増加勾配よりも大きい。

Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍがＭ／Ｇ側適合値に達すると（時刻ｔ６、第３時点）、ＴｅがＥ／Ｇ側適合値に一致するように引き続き調整されることに加え、ＴｍがＭ／Ｇ側適合値に一致するように調整開始される。これにより、時刻ｔ１以前と同様、合計トルクＴｓが要求トルクＴｒと一致するように再び制御されていく。

以上のように、変速条件成立時点から第３時点まで（時刻ｔ１〜ｔ６）において、合計トルクＴｓが要求トルクＴｒよりも小さい値で推移する。即ち、合計トルクＴｓの谷が敢えて形成される。この結果、僅かな変速ショックが敢えて作り出される。この結果、変速作動中に亘ってＴｓがＴｒに維持されて変速ショックが発生しない場合に比して、変速時における運転者のフィーリングが向上し得る。

更には、変速作動の途中（時刻ｔ３、第１時点）から合計トルクＴｓ（＝Ｍ／Ｇ側駆動トルクＴｍ）が所定値Ｔ１から増大する。従って、変速作動中（時刻ｔ２〜ｔ４）に亘ってＴｓがＴ１に維持される場合に比して、ＴｓがＴ１に維持される期間が短くなる。これにより、変速時における運転者のフィーリングが更に向上する。

また、変速作動の終了後（時刻ｔ４以降）において、変速作動の終了から第２時点までの間（時刻ｔ４〜ｔ５）は、主としてＥ／Ｇ側駆動トルクＴｅが増大することで合計トルクＴｓが増大し、第２時点から第３時点までの間（時刻ｔ５〜ｔ６）は、主としてＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍが増大することで合計トルクＴｓが増大する。即ち、ＴｅとＴｍとが順に（シーケンシャルに）増大させられる。これにより、ＴｅとＴｍとが同時に増大させられる場合に比して、変速作動の終了後における合計トルクＴｓの増大の推移を滑らかにすることができる。この結果、変速時における運転者のフィーリングがより一層向上する。

加えて、増加勾配Ｇ２≧増加勾配Ｇ１、且つ、増加勾配Ｇ３≧増加勾配Ｇ２という関係が成立している。これにより、変速作動の途中の第１時点（時刻ｔ３）以降における合計トルクＴｓの増大の推移を非常に滑らかにすることができる。この結果、変速時における運転者のフィーリングが更により一層向上する。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態（図３に示す例）では、変速作動の開始時点（時刻ｔ２）でＥ／Ｇ側駆動トルクＴｅがゼロに達しているが、変速作動の開始時点（時刻ｔ２）よりも前の時点でＥ／Ｇ側駆動トルクＴｅがゼロに達するようにＴｅが調整されてもよい。同様に、変速作動の開始時点（時刻ｔ２）でＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍが所定値Ｔ１に達しているが、変速作動の開始時点（時刻ｔ２）よりも前の時点でＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍが所定値Ｔ１に達するようにＴｍが調整されてもよい。

同様に、上記実施形態（図３に示す例）では、変速作動の終了時点（時刻ｔ４）でＥ／Ｇ側駆動トルクＴｅがゼロから増大開始しているが、変速作動の終了時点（時刻ｔ４）よりも後の時点でＥ／Ｇ側駆動トルクＴｅがゼロから増大開始するようにＴｅが調整されてもよい。同様に、第２時点（時刻ｔ５）でＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍがＭ／Ｇ側適合値に向けて増大開始しているが、第２時点（時刻ｔ５）よりも後の時点でＭ／Ｇ側駆動トルクＴｍがＭ／Ｇ側適合値に向けて増大開始するようにＴｍが調整されてもよい。

加えて、上記実施形態では、切替機構５０として、ＩＮ接続状態、ＯＵＴ接続状態、及びニュートラル状態の何れにも切り替え可能なものが使用されているが、切替機構５０として、ＯＵＴ接続状態、及びニュートラル状態のみに切り替え可能なものが使用されてもよい。また、切替機構５０そのものが省略されて、ＯＵＴ接続状態（即ち、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間で動力伝達系統が形成された状態）が常時達成されていてもよい。

加えて、上記実施形態では、変速機としてトルクコンバータを備えない多段変速機を使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッションが使用されているが、変速機として、トルクコンバータを備えるとともに車両の走行状態に応じて変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂オートマチックトランスミッション（ＡＴ））が使用されてもよい。この場合、Ｃ／Ｔ３０が省略され得る。

１０…エンジン、２０…変速機、３０…クラッチ、４０…モータジェネレータ、５０…切替機構、５４…スリーブ、６１…車輪速度センサ、６２…アクセル開度センサ、６３…シフト位置センサ、６４…ブレーキセンサ、７０…ＥＣＵ、ＡＰ…アクセルペダル、ＢＰ…アクセルペダル、ＳＦ…シフトレバー

Claims (4)

1. 動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、前記車両の駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸とを備え、前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合である変速機減速比を調整可能な変速機であって、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成された変速機と、
   前記車両の運転者による加速操作部材の操作に基づいて得られる前記運転者が要求する駆動トルクである要求トルクを取得する取得手段と、
   前記要求トルクに少なくとも基づいて、前記内燃機関及び前記電動機を制御して前記内燃機関の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルクである内燃機関側駆動トルクと前記電動機の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルクである電動機側駆動トルクとを調整するとともに、前記変速機を制御して前記変速機減速比を調整する制御手段と、
   前記変速機減速比を変更する条件である変速条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
   を備えた車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記要求トルクを含む前記車両の走行状態と、前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクのそれぞれの適合値である内燃機関側適合値及び電動機側適合値との予め定められた関係を記憶していて、前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを、現在の前記走行状態と前記関係とに基づいて得られる前記内燃機関側適合値及び前記電動機側適合値にそれぞれ一致するように調整することで前記合計トルクが前記要求トルクに一致するよう構成されていて、
   前記制御手段は、
   前記変速条件が成立したことに基づいて、前記変速機減速比を変更する変速作動を行うとともに、前記変速条件の成立後且つ前記変速作動の開始前において、前記内燃機関側駆動トルクを前記内燃機関側適合値からゼロまで減少し且つ前記電動機側駆動トルクを前記電動機側適合値からゼロより大きく且つ前記要求トルクより小さい所定値まで減少し、前記変速作動中において、前記内燃機関側駆動トルクをゼロに維持し且つ前記電動機側駆動トルクを前記変速作動の開始から前記変速作動の終了前の第１時点まで前記所定値で一定に維持して前記第１時点から前記変速作動の終了までは前記所定値から前記電動機側適合値より小さい第１値まで増大し、前記変速作動の終了後において、前記内燃機関側駆動トルクをゼロから前記内燃機関側適合値まで増大し且つ前記電動機側駆動トルクを前記内燃機関側駆動トルクが前記内燃機関側適合値に達する第２時点まで前記第１値で一定に維持し又は前記第１値から前記電動機側適合値より小さく且つ前記第１値より大きい第２値まで増大し、前記第２時点以降、前記内燃機関側駆動トルクを前記内燃機関側適合値に一致するように調整し且つ前記電動機側駆動トルクを前記電動機側適合値まで増大し、前記電動機側駆動トルクが前記電動機側適合値に達する第３時点以降、前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを前記内燃機関側適合値及び前記電動機側適合値にそれぞれ一致するように調整するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記第１時点から前記変速作動の終了までの間、前記変速作動の終了から前記第２時点までの間、及び、前記第２時点から前記第３時点までの間、における前記合計トルクの増加勾配をそれぞれ、第１増加勾配、第２増加勾配、及び、第３増加勾配としたとき、前記第２増加勾配が前記第１増加勾配以上、且つ前記第３増加勾配が前記第２増加勾配以上という関係が成立するように前記内燃機関側駆動トルク及び前記電動機側駆動トルクを調整するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の動力伝達制御装置であって、
   前記電動機の出力軸の接続状態を、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される入力側接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成される出力側接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間も前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない非接続状態と、のうちで少なくとも前記出力側接続状態を含む２以上の状態に切り替え可能な切替機構を備え、
   前記制御手段は、
   前記切替機構により前記電動機の出力軸の接続状態が前記出力側接続状態に維持された状態で、前記変速作動を行うように構成された車両の動力伝達制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間に介装され、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力を伝達する接合状態と、前記動力を伝達しない遮断状態とに調整可能なクラッチ機構を備え、
   前記変速機は、
   トルクコンバータを備えておらず、且つ、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であり、
   前記制御手段は、
   前記車両の走行状態に応じて、前記クラッチ機構の状態、及び前記変速機の変速段を制御するように構成された車両の動力伝達制御装置。

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