JP5353763B2

JP5353763B2 - 変速制御装置及び車両制御装置

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Publication number: JP5353763B2
Application number: JP2010044716A
Authority: JP
Inventors: 寛英小林; 秀顕大坪; 幸彦出塩; 光史宮崎; 真吾江藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: JP2011179598A

Description

本発明は、変速機の変速制御を行う変速制御装置及び当該変速機を備えた車両の車両制御装置に関する。

従来、変速段の変速制御が自動的に為される変速機においては、変速要求に応じた目標最終変速段に至るまでの変速経路を制御装置が設定する。例えば、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を行ったときには、ダウンシフト要求と判断されることがあり、そのダウンシフト要求に応じた目標最終変速段に至るまでの変速経路、つまりダウンシフト時の変速段の切り替え順路が設定される。

ここで、機械動力源としてのエンジンと電気動力源としてのモータ／ジェネレータとを備えたハイブリッド車両においては、モータ／ジェネレータの動力（モータ力行トルク）のみでの走行（所謂ＥＶ走行）中にアクセルペダルの踏み込み操作が行われると、その踏み込み操作に応じた要求駆動力を発生させるべく、エンジンを始動させることがある。つまり、この種のハイブリッド車両においては、運転者のアクセルペダルの踏み込み操作によって変速機のダウンシフト要求とエンジン始動要求とが同時に生じる可能性がある。例えば、下記の特許文献１には、この種のハイブリッド車両のエンジン始動方法が開示されている。この特許文献１のハイブリッド車両においては、自動変速機のダウンシフト要求とエンジン始動要求とが生じた場合、双方の要求に係る制御の干渉による加速応答性の悪化を抑えるべく、ダウンシフト制御の実行後にエンジンの始動制御を実施している。

特開２００６−３０６２１０号公報

ところで、上述した変速経路は、変速機における現状の変速制御状態と予め用意されている種々の変速パターンとの組み合わせによって規定されている。しかしながら、従来は、その規定された組み合わせの中からしか変速経路を設定できなかったので、その設定の自由度が低く、最適な変速経路が設定されない可能性がある。例えば、現状の変速制御状態が一定の変速段での固定状態又はアップシフト制御状態でダウンシフト要求が生じた場合、変速経路は、目標最終変速段への変速時間を短くするよりも運転者の駆動力要求の実現を優先した変速パターンになるものが規定されている。これが為、そのダウンシフト要求時にエンジン始動要求も起きたときには、特許文献１の如くダウンシフト制御後にエンジンを始動させると、そのエンジンの始動遅れを招いてしまう。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、変速経路の最適化が可能な変速制御装置及び車両制御装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明は、変速機の変速制御中に別の変速要求が為されると共にエンジン始動要求が為された場合、実行中の変速制御の際に係合制御されている前記変速機の係合部のトルク容量が所定値よりも小さければ、該実行中の変速制御の進行度を変速前期と判断する一方、実行中の変速制御の際に係合制御されている前記係合部のトルク容量が所定値以上ならば、該実行中の変速制御の進行度を変速後期と判断し、該判断の結果に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定することを特徴としている。

また、上記目的を達成する為、本発明は、変速機の変速制御中に別の変速要求が為されると共にエンジン始動要求が為された場合、実行中の変速制御の際に解放制御されている前記変速機の係合部のトルク容量が所定値よりも大きければ、該実行中の変速制御の進行度を変速前期と判断する一方、実行中の変速制御の際に解放制御されている前記係合部のトルク容量が所定値以下ならば、該実行中の変速制御の進行度を変速後期と判断し、該判断の結果に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定することを特徴としている。

ここで、前記変速経路は、存在する変速パターンの中から所望の要件に応じた最適なものを選択して設定することが望ましい。

また、前記変速経路は、最短の経路のものを設定することが望ましい。

更に、上記目的を達成する為、本発明は、変速機の変速制御中に別の変速要求と機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源の始動要求が為された場合、実行中の変速制御の進行度に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定し、且つ、前記目標最終変速段への変速完了後に前記機械動力源を始動させることを特徴としている。

本発明に係る変速制御装置及び車両制御装置は、変速機の変速制御中に別の変速要求が為されると共にエンジン始動要求が為された場合、その実行中の変速制御の進行度に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定する。これが為、この変速制御装置及び車両制御装置は、その変速制御の進行度に最適な変速経路を設定することができる。例えば、最短の変速経路を設定することによって、変速時間を短くできる。そして、変速制御中の別の変速要求と同時に機械動力源の始動要求も為された場合には、短い変速時間で別の変速要求に応じた目標最終変速段に変速し、その後で機械動力源を始動させるので、その機械動力源の始動遅れを抑えることができる。

図１は、本発明に係る変速制御装置及び車両制御装置とその適用対象の車両の一例を示す図である。図２は、変速制御からエンジン始動制御に至るまでの動作について説明するフローチャートである。図３は、制御後変速段から目標最終変速段への変速制御動作について説明するフローチャートである。図４は、制御前変速段から目標最終変速段への変速制御動作について説明するフローチャートである。図５は、アップシフト制御中にダウンシフト要求されたときの変速段と変速クラッチの推移の一例を示すタイムチャートである。

以下に、本発明に係る変速制御装置及び車両制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る変速制御装置と車両制御装置の実施例を図１から図５に基づいて説明する。

最初に、本実施例の変速制御装置と車両制御装置が適用される車両の一例について図１に基づき説明する。その図１の符号１は、機械エネルギを動力とする機械動力源と、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源と、動力断接装置や変速機を有する動力伝達システムと、を備えたハイブリッド車両について示す。その動力断接装置は、機械動力源と電気動力源との間の動力伝達を断接可能なものである。また、変速機は、変速制御装置による変速段の変速制御が可能なものであり、所謂自動変速機だけでなく、例えばデュアルクラッチ式変速機（ＤＣＴ：デュアルクラッチトランスミッション）等の自動変速機能を備えたものも含む。

このハイブリッド車両１は、機械動力源として、出力軸（クランクシャフト）１１から機械的な動力（エンジントルク）を出力するエンジン１０を備える。そのエンジン１０としては、内燃機関や外燃機関等が考えられる。このエンジン１０は、その動作がエンジン用の電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）１０１のエンジン制御部によって制御される。

また、このハイブリッド車両１は、電気動力源として、モータ、力行駆動可能なジェネレータ又は力行及び回生の双方の駆動が可能なモータ／ジェネレータを備える。ここでは、モータ／ジェネレータ２０を例に挙げて説明する。このモータ／ジェネレータ２０は、例えば永久磁石型交流同期電動機として構成されたものであり、その動作がモータ／ジェネレータ用の電子制御装置（以下、「モータ／ジェネレータＥＣＵ」という。）１０２によって制御される。力行駆動時には、モータ（電動機）として機能して、図示しないバッテリから供給された電気エネルギを機械エネルギに変換し、ロータ２１と同軸上の回転軸２２から機械的な動力（モータ力行トルク）を出力する。一方、回生駆動時には、ジェネレータ（発電機）として機能して、回転軸２２から機械的な動力（モータ回生トルク）が入力された際に機械エネルギを電気エネルギに変換し、図示しないインバータを介して電力としてバッテリに蓄える。

また、このハイブリッド車両１には、そのエンジン１０やモータ／ジェネレータ２０の動力（エンジントルクやモータ力行トルク）を駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝える動力伝達システムが設けられている。

動力伝達システムは、そのエンジン１０とモータ／ジェネレータ２０の内の少なくとも一方の動力を駆動輪ＷＬ，ＷＲ側へと伝達し得るものであり、その動力の伝達経路を構成する。

この動力伝達システムは、そのエンジン１０とモータ／ジェネレータ２０との間に動力断接装置を備える。その動力断接装置は、エンジン１０と駆動輪ＷＬ，ＷＲ側との間でのトルクの伝達を断接させるものであると共に、そのエンジン１０とモータ／ジェネレータ２０との間でのトルクの伝達を断接させるものでもある。これが為、この動力断接装置は、エンジン１０の出力軸１１とモータ／ジェネレータ２０の回転軸２２とを係合させた係合状態と、これらを係合状態から解放（非係合）させた解放状態（非係合状態）と、の切り替えを可能にする。

例えば、この動力断接装置としては、所謂摩擦クラッチ装置であり、対向させて配置した第１係合部３１と第２係合部３２の間隔を調整することで係合状態と解放状態とを切り替えるクラッチ３０を用いる。そのクラッチ３０は、第１係合部３１を出力軸１１に一体となって回転させるよう連結すると共に、第２係合部３２を回転軸２２に一体となって回転させるよう連結する。このクラッチ３０は、第１係合部３１と第２係合部３２が相互間の間隔の短縮によって圧着し、出力軸１１と回転軸２２とを連結させる係合状態となる。その係合状態は、第１係合部３１と第２係合部３２との間の圧着力に応じた状態であって、その間に滑りが発生している半係合状態と、圧着力の増加に伴い第１係合部３１と第２係合部３２とが一体になって回転している完全係合状態と、に大別される。一方、このクラッチ３０は、例えば第１係合部３１と第２係合部３２の間隔が縮まるにつれて弾発力を発生させる弾性部（図示略）を備えており、その間の圧着方向の力が弾性部の弾発力を下回っているときに、第１係合部３１と第２係合部３２とが離間している解放状態となる。

このクラッチ３０は、アクチュエータ４０によって動作させられるものであり、その動作をクラッチ用の電子制御装置（以下、「クラッチＥＣＵ」という。）１０３によって制御する。そのアクチュエータ４０は、係合制御量に応じて第１係合部３１と第２係合部３２の間隔や係合時の圧着力（即ち係合状態）を変えるものであり、その係合制御量を所望の目標係合制御量に調整することによって、その間隔や係合時の圧着力（係合状態）を目標係合制御量に応じたものへと制御する。その際、係合状態のクラッチ３０は、その目標係合制御量に応じたクラッチトルク容量となる。一方、このアクチュエータ４０は、係合制御量を調整し、その係合制御量に応じた圧着方向の力を弾発力よりも下回らせることによって、クラッチ３０を解放状態にする。

例えば、本実施例のアクチュエータ４０は、作動流体によって動作させられるものとする。この場合には、その作動流体の圧力が係合制御量となる。このアクチュエータ４０は、作動流体供給装置４１とクラッチ駆動装置４２とを備える。その作動流体供給装置４１は、モータ４１ａの駆動力によって作動流体を圧送する電動ポンプ４１ｂと、クラッチ駆動装置４２に作動流体を送る作動流体流路４１ｃと、を備える。また、クラッチ駆動装置４２は、図示しないが、作動流体供給装置４１から供給された作動流体の圧力を目標圧力（目標係合制御量）に調整する係合制御量調整部と、調整された目標圧力に応じてクラッチ３０を動作させ、上記の間隔や係合時の圧着力（係合状態）を調整するクラッチ駆動部と、を備える。その係合制御量調整部としては、作動流体の流量調整により圧力の調整が可能な流量調整弁を用いればよい。

その作動流体供給装置４１は、後述する自動変速機５０への作動流体の作動流体流路４１ｄも備えているものとする。これが為、ここでは、その作動流体供給装置４１を後述するハイブリッドＥＣＵ１００に制御させることにする。そのハイブリッドＥＣＵ１００は、作動流体供給装置４１から供給する作動流体について、少なくともクラッチ３０における作動流体の目標圧力（目標係合制御量）と自動変速機５０における作動流体の目標圧力よりも高圧のものを供給する。このように、作動流体は、クラッチ３０と自動変速機５０とで共用しているので、ＡＴＦ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＦｌｕｉｄ）等の作動油を用いればよい。この場合には、係合制御量調整部で調整される作動油の油圧がアクチュエータ４０の係合制御量としてのクラッチ係合油圧となる。

ここで、その作動流体供給装置４１がクラッチ３０の専用のものとして用意されている場合には、クラッチ駆動装置４２の係合制御量調整部が不要となる。この場合には、クラッチＥＣＵ１０３がその作動流体供給装置４１から供給する作動流体の圧力を目標圧力（目標係合制御量）に調整すればよい。また、ここでは作動流体によって動作するクラッチ３０を例に挙げているが、例えば所謂電磁クラッチと云われるものを用いるならば、係合制御量は、アクチュエータたるクラッチ駆動装置の電磁石への印加電流のことを指す。また、アクチュエータたるクラッチ駆動装置が電動モータの駆動力を利用して上記の間隔等を調整するものならば、係合制御量は、その電動モータへの印加電流のことを指す。

更に、動力伝達システムは、エンジン１０又は／及びモータ／ジェネレータ２０の動力が入力され、入出力間の回転数（トルク）を変速比に応じて変える変速機を備える。その変速機は、変速制御装置によって変速段の変速制御が自動的に為されるものであって、ここでは有段の自動変速機５０を例示する。その自動変速機５０は、夫々の変速段を成す歯車群等からなる変速機本体５１と、入力軸５０ａに入力された動力を変速機本体５１の歯車群等に伝達するトルクコンバータ５５と、を備えている。その入力軸５０ａは、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２２に一体となって回転し得るよう連結している。これが為、この入力軸５０ａには、エンジン１０やモータ／ジェネレータ２０の動力が入力される。

その変速機本体５１には、変速段の切り替え時に断接させて制御対象の変速段に応じた歯車群の組み合わせとする複数の係合部が設けられている。夫々の係合部は、制御対象の変速段に応じて係合状態にするものと解放状態にするものとが決まっている。例えば、或る変速段に固定されているときには、第１係合部と第２係合部が係合状態になっており、残りの係合部が解放状態になっている。この変速段から別の変速段に切り替える場合には、第１係合部を係合状態のまま保持すると共に、第２係合部を解放制御し且つ第３係合部を係合制御する。この場合には、これら以外の係合部が係合状態のまま保持される。

その変速機本体５１の係合部とは、周知の変速クラッチ（ブレーキと呼ばれる場合もある）５２のことである。尚、図１においては、図示の便宜上、変速クラッチ５２を１つしか記載していない。その変速クラッチ５２は、供給された作動流体の圧力により動作して、制御対象の変速段に応じた歯車へのエンジン１０又は／及びモータ／ジェネレータ２０からの動力伝達が可能な状態と不能な状態とを切り替えるものである。具体的に、変速クラッチ５２は、夫々に対向させて配置した第１係合部５２ａと第２係合部５２ｂとを備えており、その対向する各々の間隔を作動流体供給装置４１から供給された作動流体で調整して係合状態と解放状態とを作り出す例えば摩擦クラッチである。この変速クラッチ５２の動作は、変速機用の電子制御装置（以下、「変速機ＥＣＵ」という。）１０４によって制御する。

例えば、この変速機本体５１においては、夫々の変速クラッチ５２毎に、係合状態にする為の作動流体の第１流路と解放状態にする為の作動流体の第２流路とが用意されている。変速クラッチ５２は、その第１流路における作動流体の圧力を上昇させることで係合動作を行う。第２流路は、その第１流路における作動流体の圧力を低下させる為のものであり、その圧力の低下によって変速クラッチ５２を解放状態にする。その第１及び第２の流路は、制御対象の変速段に合わせて流路切替装置５３が切り替える。例えば、その流路切替装置５３には、電磁駆動弁を用いる。変速機ＥＣＵ１０４は、その流路切替装置５３を制御することによって、夫々の変速クラッチ５２を制御対象の変速段に応じた係合状態又は解放状態にする。

トルクコンバータ５５のタービンランナ５５ａには、変速機本体５１の入力軸５１ａが一体になって回転するよう接続されている。また、このトルクコンバータ５５のポンプインペラ５５ｂには、自動変速機５０の入力軸５０ａが一体になって回転するよう接続されている。これが為、スリップ制御中のトルクコンバータ５５においては、入力軸５０ａの回転に伴って入力軸５１ａが回転する。

また、このトルクコンバータ５５には、係合状態にてタービンランナ５５ａとポンプインペラ５５ｂとを一体回転させるロックアップクラッチ５６が設けられている。このロックアップクラッチ５６は、所謂摩擦クラッチ装置であり、入力軸５０ａに一体となって回転するよう接続された第１係合部５６ａと、入力軸５１ａに一体となって回転するよう接続された第２係合部５６ｂと、を備える。このロックアップクラッチ５６は、その第１係合部５６ａと第２係合部５６ｂとの間の作動状態（係合状態又は解放状態）の切り替えが変速機ＥＣＵ１０４によって実行される。

このハイブリッド車両１には、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という。）１００が設けられている。このハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ１０１、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２、クラッチＥＣＵ１０３及び変速機ＥＣＵ１０４との間で夫々に各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。本実施例においては、そのハイブリッドＥＣＵ１００、エンジンＥＣＵ１０１、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２、クラッチＥＣＵ１０３及び変速機ＥＣＵ１０４によって、車両制御装置が構成されている。また、本実施例においては、少なくともそのハイブリッドＥＣＵ１００及び変速機ＥＣＵ１０４によって、変速制御装置が構成されている。

このハイブリッド車両１においては、エンジン１０の動力のみで走行するエンジン走行モードと、モータ／ジェネレータ２０の動力のみで走行するＥＶ走行モードと、エンジン１０及びモータ／ジェネレータ２０の双方の動力で走行するハイブリッド走行モードと、が用意されている。

ここで、ＥＶ走行モードにおいては、燃費を向上させるべく、エンジン１０を停止させている。これが為、ＥＶ走行モードからエンジン１０の動力を使用するエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードに切り替える場合には、停止中のエンジン１０を始動させる必要がある。そのエンジン１０の始動には、駆動中のモータ／ジェネレータ２０の回転トルク（モータ力行トルク）をクランキング動作に利用する。従って、そのエンジン始動時には、解放状態にあるクラッチ３０を係合して、モータ力行トルクをエンジン１０の出力軸１１に伝える。これにより、エンジン１０は、クランキング動作を開始するので、エンジン回転数が所定の目標エンジン回転数まで上昇したときに燃料噴射等によって始動する。動力伝達経路上においては、そのクラッチ３０の係合に伴いトルク変動が生じる。このＥＶ走行モードからの走行モードの切り替え（つまりエンジン始動制御）は、例えば運転者のアクセルペダル６１の踏み込み操作を契機にして実行される。

そのアクセルペダル６１が運転者によって踏み込まれた場合には、その踏み込み操作量や踏み込み操作速度等に応じて運転者による自動変速機５０のダウンシフト要求と判断されることがある。これが為、ＥＶ走行中のアクセル踏み込み操作時には、運転者によってエンジン始動要求と自動変速機５０のダウンシフト要求とが同時に行われたと判断されることがある。その際、ハイブリッド車両１においては、エンジン始動制御とダウンシフト制御とを同時期に実行すると、夫々の制御が干渉するので、加速度の立ち上がり（即ち加速応答性）が悪くなり、ドライバビリティの悪化を招く虞がある。従って、ハイブリッドＥＣＵ１００には、エンジン始動要求とダウンシフト要求が同時に起きたときに、ドライバビリティを向上させるべく、先ずダウンシフト制御を実行させ、ダウンシフトが終わってからエンジン始動制御を実施させる。

ところで、自動変速機５０においては、変速要求が為されたときに、その変速要求に応じた目標最終変速段に至るまでの変速経路が設定される。その変速経路は、自動変速機５０における現状の変速制御状態と予め用意されている変速パターンとの組み合わせによって規定されている。例えば、８速からのダウンシフト時の変速パターンとして、８速から５速への変速パターンと、８速から２速への変速パターンと、が用意されているとする。そして、現在の変速段（以下、「現変速段」という。）が８速で固定されている状態で２速へのダウンシフト要求が為された場合、この場合の変速経路は、８速から２速への変速パターンが規定されている。一方、７速から８速へのアップシフト制御中に２速へのダウンシフト要求が為された場合の変速経路は、８速から５速と５速から２速への変速パターンが規定されているものとする。以下においては、１つの変速段の切り替わりを示す変速パターンを単一変速パターンと云い、複数の変速段の切り替わりを示す変速パターンを多重変速パターンと云う。

しかしながら、従来は、その規定された組み合わせの中からしか変速経路を設定できなかったので、その設定の自由度が低く、最適な変速経路が設定されない可能性があった。例えば、上記の仮定を例に挙げれば、７速から８速へのアップシフト制御中に２速へのダウンシフト要求が為された場合に、変速経路が８速→５速→２速とならざるを得ないので、８速から２速へと直接ダウンシフトされるときよりも変速に要する時間が長くなってしまう。そして、この場合に、駆動力が運転者の要求駆動力より多少低くても、変速時間の短縮化が望まれる可能性もあり得る。例えば、そのダウンシフト要求と同時にエンジン始動要求も生じたときには、その変速時間の長期化がエンジン始動遅れを招くので、変速時間の短い変速経路の選択が好ましいこともある。

そこで、本実施例の変速制御装置及び車両制御装置は、最適な変速経路を選定し得るように構成する。ここでは、最短の変速経路の選択を可能にする為の構成を説明する。ハイブリッドＥＣＵ１００には、その記憶装置に予め用意されている様々な変速パターンの中から最も変速回数の少ないものを選ばせて、最短の変速経路を設定させる。

先ず、変速段を現変速段のまま固定した状態でダウンシフト要求が為された場合には、現変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への単一変速パターンがあれば、これを選択し、その単一変速パターンが無ければ多重変速パターンを選択する。その際、現変速段から目標最終変速段への多重変速パターンも無いときには、現変速段から目標最終変速段に近い変速段（以下、「近似最終変速段」という。）への変速パターンを選択し、この近似最終変速段を介して目標最終変速段への変速を行う。

一方、変速制御中にダウンシフト要求が為された場合には、その変速制御の進行度に応じて変速経路を設定する。変速制御の進行度とは、変速制御における経過時間や変速動作の状態等で示されるものである。ここでは、変速制御期間を変速前期と変速後期に二分し、変速前期であれば、実行中の変速制御を始める前の変速段（以下、「制御前変速段」という。）を起点としてダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を行い、変速後期であれば、実行中の変速制御の目標最終変速段（以下、「制御後変速段」という。）を起点としてダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を行う。

変速制御の進行度は、変速クラッチ５２のクラッチトルク容量Ｔｃに基づいて判断することができる。何故ならば、変速制御時に係合制御される変速クラッチ５２は、係合制御が進むにつれてクラッチトルク容量Ｔｃが増加していくからである。また、変速制御時に解放制御される変速クラッチ５２は、解放制御が進むにつれてクラッチトルク容量Ｔｃが減少していくからである。これが為、係合制御される変速クラッチ５２を観て判断する場合には、クラッチトルク容量Ｔｃが所定値Ｔｃ０よりも少なければ変速前期と判断可能であり、クラッチトルク容量Ｔｃが所定値Ｔｃ０以上ならば変速後期と判断可能である。一方、解放制御される変速クラッチ５２を観て判断する場合には、クラッチトルク容量Ｔｃが所定値Ｔｃ０以上ならば変速前期と判断可能であり、クラッチトルク容量Ｔｃが所定値Ｔｃ０よりも少なければ変速後期と判断可能である。その所定値Ｔｃ０には、規定した変速前期と変速後期の境界部分のクラッチトルク容量Ｔｃを設定する。

そのクラッチトルク容量Ｔｃは、下記の式１の如く、第１係合部５２ａと第２係合部５２ｂの摩擦材の摩擦係数μ、その夫々の摩擦材同士が触れ合う箇所の総面積Ａ、第１係合部５２ａと第２係合部５２ｂとの間の面圧Ｐ及び摩擦材同士が触れ合う箇所の外径ｄによって求めることができる。

Ｔｃ←μ＊Ａ＊Ｐ＊ｄ／２ … （１）

ここで、面圧Ｐは、変速クラッチ５２への作動流体の圧力に応じて変化する。一方、面圧Ｐ以外は、設計値であって、不変の値である。これが為、クラッチトルク容量Ｔｃは、変速クラッチ５２への作動流体の圧力に応じて変化することが判る。従って、変速制御の進行度を判断する際には、変速クラッチ５２への作動流体の圧力からクラッチトルク容量Ｔｃを推定し、その推定結果に基づいて判断させる。このことから、変速制御の進行度は、変速クラッチ５２への作動流体の圧力に基づいて判断してもよい。

制御前変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を行う際、ハイブリッドＥＣＵ１００には、制御前変速段から目標最終変速段への単一変速パターンがあれば、これを選択させ、その単一変速パターンが無ければ多重変速パターンを選択させる。その際、制御前変速段から目標最終変速段への多重変速パターンも無いときには、制御前変速段から近似最終変速段への変速パターンを選択し、この近似最終変速段を介して目標最終変速段への変速を行う。

一方、制御後変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を行う際には、制御後変速段から目標最終変速段への単一変速パターンがあれば、これを選択し、その単一変速パターンが無ければ多重変速パターンを選択する。その際、制御後変速段から目標最終変速段への多重変速パターンも無いときには、制御後変速段から近似最終変速段への変速パターンを選択し、この近似最終変速段を介して目標最終変速段への変速を行う。

以下に、その変速制御動作を図２のフローチャートに基づき説明する。ここでは、ダウンシフト要求とエンジン始動要求とが同時に生じたときを例に挙げて説明する。

先ず、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ダウンシフト要求とエンジン始動要求とを把握したときに（ステップＳＴ１）、自動変速機５０が変速制御中であるのか否かを判定する（ステップＳＴ２）。

そして、変速制御中との判定が為された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、変速クラッチ５２のクラッチトルク容量Ｔｃを求め（ステップＳＴ３）、そのクラッチトルク容量Ｔｃと所定値Ｔｃ０とを比較して、実行中の変速制御の進行度を判断する（ステップＳＴ４）。ここでは、係合制御中の変速クラッチ５２を判断時の対象にする。

そのステップＳＴ４においてクラッチトルク容量Ｔｃが所定値Ｔｃ０以上の場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、変速制御の進行度が変速後期であると判断して、制御後変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を実行させる（ステップＳＴ５）。これに対して、このハイブリッドＥＣＵ１００は、そのステップＳＴ４においてクラッチトルク容量Ｔｃが所定値Ｔｃ０よりも少ない場合、変速制御の進行度が変速前期であると判断して、制御前変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を実行させる（ステップＳＴ６）。

一方、ステップＳＴ２で変速制御中ではないとの判定が為された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、現変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段への変速を実行させる（ステップＳＴ７）。

具体的に、そのステップＳＴ５においては、図３のフローチャートに示す如くして変速が行われる。

最初に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、実行中の変速制御をそのまま続けて制御後変速段に変速させる（ステップＳＴ５Ａ）。そして、このハイブリッドＥＣＵ１００は、予め用意されている様々な変速パターンの中に制御後変速段から目標最終変速段への単一変速パターンが存在しているのか否かを判断する（ステップＳＴ５Ｂ）。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、その単一変速パターンが存在していれば、この単一変速パターンによる変速経路を設定し、目標最終変速段に変速させるよう変速機ＥＣＵ１０４に指示する（ステップＳＴ５Ｃ）。その変速経路は変速後期において最短であり、自動変速機５０は、変速後期にて最も短い変速時間で制御後変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段に変速する。

一方、ステップＳＴ５Ｂにて単一変速パターンが存在していないと判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、夫々の変速パターンの中に制御後変速段から目標最終変速段への多重変速パターンが存在しているのか否かを判断する（ステップＳＴ５Ｄ）。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、その多重変速パターンが存在していれば、この多重変速パターンによる変速経路を設定し、中間変速段を経て目標最終変速段に変速させるよう変速機ＥＣＵ１０４に指示する。これにより、変速機ＥＣＵ１０４は、自動変速機５０を制御後変速段から中間変速段に変速させ（ステップＳＴ５Ｅ）、その後、ステップＳＴ５Ｃに進んで目標最終変速段に変速させる。その中間変速段とは、多重変速パターンにおける制御後変速段と目標最終変速段との間に介在している変速段のことであり、必ずしも１つとは限らない。

そのような単一変速パターンも多重変速パターンも存在していない場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、夫々の変速パターンの中から近似最終変速段（ダウンシフト要求に応じた目標最終変速段に近い変速段）を成す変速パターンによる変速経路を設定し（ステップＳＴ５Ｆ）、その近似最終変速段に変速させるよう変速機ＥＣＵ１０４に指示する（ステップＳＴ５Ｇ）。その変速パターンは、単一変速パターンの場合もあれば多重変速パターンの場合もある。このときの近似最終変速段は、現変速段よりも低速側で、且つ、目標最終変速段よりも１段又は複数段高速側の変速段である。この近似最終変速段は、最も目標最終変速段に近い変速段にすることが望ましい。

ここで、近似最終変速段と目標最終変速段との間に未だ他の変速段が存在していることも有り得る。これが為、ハイブリッドＥＣＵ１００は、夫々の変速パターンの中に近似最終変速段から目標最終変速段への単一変速パターンが存在しているのか否かを判断する（ステップＳＴ５Ｈ）。

そして、その単一変速パターンが存在していれば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ５Ｃに進んで目標最終変速段に変速させる。これに対して、その単一変速パターンが存在していなければ、ハイブリッドＥＣＵ１００は、夫々の変速パターンの中に近似最終変速段から目標最終変速段への多重変速パターンが存在しているのか否かを判断する（ステップＳＴ５Ｉ）。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、その多重変速パターンが存在している場合、ステップＳＴ５Ｅ，ＳＴ５Ｃに進んで、中間変速段を経た目標最終変速段への変速を実行させるよう変速機ＥＣＵ１０４に指示する。

一方、その多重変速パターンが存在していなければ、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ５Ｆに戻り、現在の近似最終変速段よりも更に目標最終変速段に近い変速段を成す変速パターンによる変速経路を設定する。以降、目標最終変速段への変速が実現されるまで、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ５Ｆ〜ＳＴ５Ｉの演算処理を繰り返す。

次に、ステップＳＴ６の変速について図４のフローチャートに基づき説明する。

最初に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、実行中の変速制御をそのまま続けて制御前変速段に変速させる（ステップＳＴ６Ａ）。そして、このハイブリッドＥＣＵ１００は、夫々の変速パターンの中に制御前変速段から目標最終変速段への単一変速パターンが存在しているのか否かを判断する（ステップＳＴ６Ｂ）。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、その単一変速パターンが存在していれば、この単一変速パターンによる変速経路を設定し、目標最終変速段に変速させるよう変速機ＥＣＵ１０４に指示する（ステップＳＴ６Ｃ）。その変速経路は変速前期において最短であり、自動変速機５０は、変速前期にて最も短い変速時間で制御前変速段からダウンシフト要求に応じた目標最終変速段に変速する。

一方、ステップＳＴ６Ｂにて単一変速パターンが存在していないと判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、夫々の変速パターンの中に制御前変速段から目標最終変速段への多重変速パターンが存在しているのか否かを判断する（ステップＳＴ６Ｄ）。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、その多重変速パターンが存在していれば、この多重変速パターンによる変速経路を設定し、中間変速段を経て目標最終変速段に変速させるよう変速機ＥＣＵ１０４に指示する。これにより、変速機ＥＣＵ１０４は、自動変速機５０を制御前変速段から中間変速段に変速させ（ステップＳＴ６Ｅ）、その後、ステップＳＴ６Ｃに進んで目標最終変速段に変速させる。

そのような単一変速パターンも多重変速パターンも存在していない場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、上述した変速後期のときのステップＳＴ５Ｆ〜ＳＴ５Ｉと同様に、近似最終変速段を介した目標最終変速段への変速を実行させる（ステップＳＴ６Ｆ〜ＳＴ６Ｉ）。

尚、ステップＳＴ７の変速については、図３の「制御後変速段」又は図４の「制御前変速段」を「現変速段」と読み替えたものと同じなので、ここでの説明を省略する。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、図２に戻り、上記の目標最終変速段への変速が完了した後（ステップＳＴ８）、エンジン始動制御を実行させるようエンジンＥＣＵ１０１に指示する（ステップＳＴ９）。このように、このハイブリッド車両１は、可能な限り最適な最短の変速経路で自動変速機５０の目標最終変速段への変速が可能なので、エンジン１０の始動遅れを抑えることができる。

ここで、その目標最終変速段への変速動作の具体例の１つを図５に基づき示す。

この例示は、７速から８速へのアップシフト制御中に運転者がアクセルペダル６１の踏み込み操作を行い（アクセルオン）、２速へのダウンシフト要求が為された場合である。その夫々の変速段は、４つの変速クラッチ５２の内の所定の２つを次の様に係合状態にすることで成立するものと仮定する。例えば、自動変速機５０は、現変速段が７速のときに、第１変速クラッチと第２変速クラッチとが係合状態にあり、残りの変速クラッチが解放状態にある。また、現変速段が８速のときには、第１変速クラッチと第３変速クラッチとが係合状態にあり、残りの変速クラッチが解放状態にある。また、現変速段が２速のときには、第３変速クラッチと第４変速クラッチとが係合状態にあり、残りの変速クラッチが解放状態にある。尚、これら以外の変速段においては、その４つとは別の変速クラッチ５２が使われることもある。

図５の実線、破線、一点鎖線及び二点鎖線は、各々第１変速クラッチ、第２変速クラッチ、第３変速クラッチ及び第４変速クラッチへの作動流体の圧力に応じたクラッチトルク容量Ｔｃを示す。

７速から８速へのアップシフト制御中には、第３変速クラッチの係合制御が実行される。これが為、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ３において、ダウンシフト要求時の第３変速クラッチにおけるクラッチトルク容量Ｔｃを演算する。この例示においては、「Ｔｃ＞Ｔｃ０」となり、ステップＳＴ４で変速後期と判断される。従って、ハイブリッドＥＣＵ１００は、先ず、ステップＳＴ５Ａにおいて８速へのアップシフトを完了させる。尚、このアップシフト制御の進行度を解放制御中の第２変速クラッチによって判断する場合には、「Ｔｃ＜Ｔｃ０」となって変速後期と判断される。ここでは、制御後変速段たる８速から目標最終変速段たる２速への単一変速パターンが存在しているものとする。これが為、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ５Ｂにおいて肯定判定し、ステップＳＴ５Ｃで２速への変速を実行させる。

ここで、従来は、このアップシフト制御中のダウンシフト要求時に７速→８速→５速→２速の変速経路を辿るよう規定されていたとする（図５の破線）。これが為、８速から２速への単一変速パターンが用意されていたとしても、従来は、そのときに７速→８速→２速の変速経路で変速させることができない。これに対して、本実施例は、そのときに７速→８速→２速の変速経路で変速させることができるので、２速への変速時間の短縮が可能になる。例えばダウンシフト要求に伴う運転者の駆動力要求よりも変速時間の短縮を優先させたい場合には、本実施例の様に制御することで、その要件を満たす最適な変速経路で２速に変速させることができる。一方、従来の様に変速時間の短縮よりもダウンシフト要求に伴う運転者の駆動力要求の実現が優先されるのであれば、本実施例の変速制御装置及び車両制御装置は、その要件を満たすべく７速→８速→５速→２速の変速経路が設定されるように構成してもよい。

以上示した如く、本実施例の変速制御装置及び車両制御装置は、予め用意されている種々の変速パターンの中から所望の要件に応じた最適なものを選択し、この変速経路を辿るように目標最終変速段への変速を実行させる。これが為、この変速制御装置及び車両制御装置は、多様性のある変速経路の設定が可能になる。また、この変速制御装置及び車両制御装置は、存在している変速パターンの中で可能な限り短い最短の経路のものを選択させることができる。これが為、この変速制御装置及び車両制御装置は、変速制御中に別の変速要求が為された場合、その実行中の変速制御の進行度に応じた最適な変速経路を設定することができる。

更に、この種のハイブリッド車両１が展開される車種においては、そのハイブリッド車両１からクラッチ３０とモータ／ジェネレータ２０を取り除いた車両が用意されることもある。そして、その車両においては、ＥＶ走行を行えないので、自動変速機５０の変速要求とエンジン始動要求とが同時に生じる可能性は殆ど無い。ここで、従来の考え方を踏襲するのであれば、この車両専用に様々な変速経路を規定すると共に、ハイブリッド車両１の専用の様々な変速経路も規定する必要があるので、その２つの車両の間で変速制御のプログラムを共用し難かった。仮に共用させる場合には、双方の変速経路を含ませなければならないので、用意される変速経路の仕様が複雑化し、コストの大幅な増加を招いてしまう。しかしながら、従来は予め規定された変速経路を辿らなければならなかったが、この変速制御装置及び車両制御装置は、変速パターンを増やすことなく、より多くの変速経路を設定することができる。従って、この変速制御装置及び車両制御装置は、変速経路を多様化させる為のコストの増加を抑えることもできる。特に、変速段が多段化されるほど必要な変速経路は増えるが、この変速制御装置及び車両制御装置は、その多段化にも低コストで対応できる。

また、本実施例の変速制御装置及び車両制御装置は、変速時間の短縮を要件とする場合にその実現が可能なので、目標最終変速段への変速完了後にエンジン１０を始動させる際、そのエンジン１０の始動遅れを抑えることができる。

ところで、ここまではアップシフト制御中のダウンシフト要求時を例に挙げて説明したが、本実施例の変速制御装置及び車両制御装置は、例えば、ダウンシフト制御中に運転者がアクセルペダル６１の踏み込み操作を行い、更に低速段側へのダウンシフト要求が生じたときにも同様に適用可能であり、上記の例示と同様の効果を得ることができる。例えば、実行中のダウンシフト制御に係るダウンシフト要求と同時にエンジン始動要求も為されている場合には、このダウンシフト制御を終えてからエンジン１０を始動させることになっているが、更なるダウンシフト要求によってエンジン１０の始動開始時期が当初よりも遅れてしまう。このような状況下で従来の制御を行ったときには、変速時間よりも運転者の駆動力要求を優先させたダウンシフト制御が続けざまに実行されるので、エンジン１０の始動が更に遅延してしまう。これに対して、本実施例の変速制御装置及び車両制御装置は、変速時間の短縮に重きを置いたダウンシフト制御が可能なので、従来よりもエンジン１０の始動遅れを抑えることができる。

以上のように、本発明に係る変速制御装置は、変速制御が可能な変速機の変速経路を最適化させる技術に有用である。

１ハイブリッド車両
１０エンジン（機械動力源）
４１作動流体供給装置
５０自動変速機
５１変速機本体
５２変速クラッチ
６１アクセルペダル
１００ハイブリッドＥＣＵ
１０１エンジンＥＣＵ
１０２モータ／ジェネレータＥＣＵ
１０３クラッチＥＣＵ
１０４変速機ＥＣＵ
ＷＬ，ＷＲ駆動輪

Claims

変速機の変速制御中に別の変速要求が為されると共にエンジン始動要求が為された場合、実行中の変速制御の際に係合制御されている前記変速機の係合部のトルク容量が所定値よりも小さければ、該実行中の変速制御の進行度を変速前期と判断する一方、実行中の変速制御の際に係合制御されている前記係合部のトルク容量が所定値以上ならば、該実行中の変速制御の進行度を変速後期と判断し、該判断の結果に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定することを特徴とした変速制御装置。
変速機の変速制御中に別の変速要求が為されると共にエンジン始動要求が為された場合、実行中の変速制御の際に解放制御されている前記変速機の係合部のトルク容量が所定値よりも大きければ、該実行中の変速制御の進行度を変速前期と判断する一方、実行中の変速制御の際に解放制御されている前記係合部のトルク容量が所定値以下ならば、該実行中の変速制御の進行度を変速後期と判断し、該判断の結果に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定することを特徴とした変速制御装置。
前記変速経路は、存在する変速パターンの中から所望の要件に応じた最適なものを選択して設定することを特徴とした請求項１又は２に記載の変速制御装置。
前記変速経路は、最短の経路のものを設定することを特徴とした請求項１，２又は３に記載の変速制御装置。
変速機の変速制御中に別の変速要求と機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源の始動要求が為された場合、実行中の変速制御の進行度に基づいて前記別の変速要求による目標最終変速段に至るまでの変速経路を設定し、且つ、前記目標最終変速段への変速完了後に前記機械動力源を始動させることを特徴とした車両制御装置。