JP6582928B2 - ハイブリッド車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の変速制御装置に関する。

一般に、ハイブリッド車両は、エンジンと、バッテリから供給される電力で駆動する電動機と、を備えており、発進時などに電動機のみで走行し、加速時にはエンジンの駆動力を電動機でアシストして走行する。

この種のハイブリッド車両としては、変速動作時に電動機の駆動力を駆動輪に付与するように電動機を制御することによって、変速段の切換時のクラッチの切断によるトルク抜けを防止するようにしたものがある。このハイブリッド車両では、電動機が高回転のときほど出力可能なトルクが小さくなるという特性があり、車両速度が高い領域では電動機によるアシスト効果が低く、変速段の切換時のトルク抜けを十分に防止できない。変速段の切換時のトルク抜けを十分に防止できないと、変速段の切換時に減速感やショックをドライバに与えてしまう。

そこで、従来のハイブリッド車両の変速制御装置として、切換前の変速段が高速側であるほど電動機のアシスト量を小さく抑えるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のハイブリッド車両の変速制御装置によれば、変速段の切換に起因するショックを抑え、減速感により運転者が感じる違和感を低減できる。

特開２０１３−１５１２６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、変速前の変速段のみから電動機のアシスト量を決定しており、その他の車両状態を考慮せずに電動機のアシストを実行している。このため、バッテリの充電状態が低いにも関わらず電動機のアシストを実行して、充電状態を著しく低下させてしまうおそれがあった。バッテリの充電状態が著しく低下すると、電動機のアシストを実行できなくなってしまうため、燃費とドライバビリティが低下してしまう。

そこで、本発明は、燃費とドライバビリティを向上させることができるハイブリッド車両の変速制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するハイブリッド車両の発明の一態様は、バッテリに蓄電された電力により駆動輪へ付与する駆動力を発生する電動機と、クラッチを介してエンジンの駆動力を前記駆動輪へ伝達し、変速中は前記クラッチを切断する変速機と、を備えたハイブリッド車両の変速制御装置において、車速を検出する車速検出部と、前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出部と、前記車速と前記充電状態に基づいて、変速中の前記電動機のアシストトルクを徐々に制限するアシストトルク制御部と、を備え、前記アシストトルク制御部は、前記車速が高くなるほど前記電動機のアシストトルクの制限量を大きくすることを特徴とする。

本発明によれば、燃費とドライバビリティを向上できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置を示す図であり、ハイブリッド車両の構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置を示す図であり、変速制御装置の構成図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置によるアシストトルク決定動作を説明するフローチャートである。 図４は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置の、許可トルク決定テーブルを示す図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置の、制限係数ａを算出するための制限係数決定テーブルを示す図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置の、制限係数ｂを算出するための制限係数決定テーブルを示す図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置の、変速中の目標のモータトルクを示す図である。 図８は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の変速制御装置の、変速中の制限後のモータトルクを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態に係る変速制御装置を搭載した車両について説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、トランスミッション３と、モータジェネレータ４と、駆動輪５と、ハイブリッド車両１を総合的に制御するＨＣＵ（Hybrid Control Unit）１０と、エンジン２を制御するＥＣＭ（Engine Control Module）１１と、トランスミッション３を制御するＴＣＭ（Transmission Control Module）１２と、ＩＳＧＣＭ（Integrated Starter Generator Control Module）１３と、ＩＮＶＣＭ（Invertor Control Module）１４と、低電圧ＢＭＳ（Battery Management System）１５と、高電圧ＢＭＳ１６とを含んで構成される。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施形態において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０と、スタータ２１とが連結されている。ＩＳＧ２０は、ベルト２２などを介してエンジン２のクランクシャフト１８に連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されることにより回転することでエンジン２を始動させる電動機の機能と、クランクシャフト１８から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

本実施形態では、ＩＳＧ２０は、ＩＳＧＣＭ１３の制御により、電動機として機能することで、エンジン２をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させるようになっている。ＩＳＧ２０は、電動機として機能することで、ハイブリッド車両１の走行をアシストすることもできる。

スタータ２１は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ２１は、モータを回転させることにより、クランクシャフト１８を回転させて、エンジン２に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン２は、スタータ２１によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からＩＳＧ２０によって再始動される。

トランスミッション３は、エンジン２から出力された回転を変速し、ドライブシャフト２３を介して駆動輪５を駆動するようになっている。トランスミッション３は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構２５と、乾式単板クラッチによって構成されるクラッチ２６と、ディファレンシャル機構２７と、クラッチアクチュエータ５１と、シフトアクチュエータ５２と、を備えている。

クラッチアクチュエータ５１は、ＴＣＭ１２の制御によってクラッチ２６の断続（切断または接続）を行うようになっている。シフトアクチュエータ５２は、ＴＣＭ１２の制御によって変速機構２５の図示しないシフトスリーブを移動して、変速段の切換を行うようになっている。以下、クラッチ２６を切断して変速段の切換を行うことを単に変速ともいう。

このように、トランスミッション３は、ＴＣＭ１２の制御により自動で変速を行うことが可能な、ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）と称される自動変速機として構成されている。トランスミッション３は、本発明における変速機を構成している。ディファレンシャル機構２７は、変速機構２５によって出力された動力をドライブシャフト２３に伝達するようになっている。

モータジェネレータ４は、ディファレンシャル機構２７に対して、チェーン等の動力伝達機構２８を介して連結されている。モータジェネレータ４は、電動機として機能する。このモータジェネレータ４は、本発明における電動機を構成している。

このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２とモータジェネレータ４の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成している。ハイブリッド車両１は、エンジン２及びモータジェネレータ４の少なくとも一方が発生する動力により走行する。

ハイブリッド車両１は、エンジン２が発生するエンジントルクのみによる走行と、モータジェネレータ４が発生するモータトルクのみによる走行（ＥＶ走行）と、モータトルクをアシストトルクとして用いてエンジン２のエンジントルクをアシストする走行（アシスト走行）が可能である。このように、ハイブリッド車両１は、ＥＶ走行機能とアシスト走行機能を備えている。

モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両１の走行によって発電を行うようになっている。なお、モータジェネレータ４は、トランスミッション３から駆動輪５までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構２７に連結される必要はない。

ハイブリッド車両１は、第１蓄電装置３０と、第２蓄電装置３１を含む低電圧パワーパック３２と、第３蓄電装置３３を含む高電圧パワーパック３４と、高電圧ケーブル３５と、低電圧ケーブル３６とを備えている。

第１蓄電装置３０、第２蓄電装置３１及び第３蓄電装置３３は、充電可能な二次電池から構成されている。第１蓄電装置３０は鉛電池からなる。第２蓄電装置３１は、第１蓄電装置３０よりも高出力かつ高エネルギー密度な蓄電装置である。

第２蓄電装置３１は、第１蓄電装置３０と比較して短い時間で充電が可能である。本実施形態では、第２蓄電装置３１はリチウムイオン電池からなる。なお、第２蓄電装置３１はニッケル水素蓄電池であってもよい。

第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１は、約１２Ｖの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。第３蓄電装置３３は、例えばニッケル水素電池または、リチウムイオン電池からなる。

第３蓄電装置３３は、第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定された高電圧バッテリであり、例えば、１００Ｖの出力電圧を発生させる。第３蓄電装置３３の残容量などの状態は、高電圧ＢＭＳ１６によって管理される。

ハイブリッド車両１には、電気負荷としての一般負荷３７及び被保護負荷３８が設けられている。一般負荷３７及び被保護負荷３８は、スタータ２１及びＩＳＧ２０以外の電気負荷である。

被保護負荷３８は、常に安定した電力供給が要求される電気負荷である。この被保護負荷３８は、車両の横滑りを防止するスタビリティ制御装置３８Ａ、操舵輪の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置３８Ｂ、及びヘッドライト３８Ｃを含んでいる。なお、被保護負荷３８は、図示しないインストルメントパネルのランプ類及びメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。

一般負荷３７は、被保護負荷３８と比較して安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷３７には、例えば、図示しないワイパー、及び、エンジン２に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。

低電圧パワーパック３２は、第２蓄電装置３１に加えて、スイッチ４０、４１と低電圧ＢＭＳ１５とを有している。を有している。第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１は、低電圧ケーブル３６を介して、スタータ２１と、ＩＳＧ２０と、電気負荷としての一般負荷３７及び被保護負荷３８とに電力を供給可能に接続されている。被保護負荷３８に対しては、第１蓄電装置３０と第２蓄電装置３１とが並列に電気的に接続されている。

スイッチ４０は、第２蓄電装置３１と被保護負荷３８との間の低電圧ケーブル３６に設けられている。スイッチ４１は、第１蓄電装置３０と被保護負荷３８との間の低電圧ケーブル３６に設けられている。

低電圧ＢＭＳ１５は、スイッチ４０、４１の開閉を制御することで、第２蓄電装置３１の充放電及び被保護負荷３８への電力供給を制御している。低電圧ＢＭＳ１５は、アイドリングストップによりエンジン２が停止しているときは、スイッチ４０を閉じるとともにスイッチ４１を開くことで、高出力かつ高エネルギー密度な第２蓄電装置３１から被保護負荷３８に電力を供給するようになっている。

低電圧ＢＭＳ１５は、エンジン２をスタータ２１によって始動するとき、及び、アイドリングストップ制御によって停止しているエンジン２をＩＳＧ２０によって再始動するときに、スイッチ４０を閉じるとともにスイッチ４１を開くことで、第１蓄電装置３０からスタータ２１又はＩＳＧ２０に電力を供給するようになっている。スイッチ４０を閉じるとともにスイッチ４１を開いた状態では、第１蓄電装置３０から一般負荷３７にも電力が供給される。

このように、第１蓄電装置３０は、エンジン２を始動する始動装置としてのスタータ２１及びＩＳＧ２０に少なくとも電力を供給するようになっている。第２蓄電装置３１は、一般負荷３７及び被保護負荷３８に少なくとも電力を供給するようになっている。

第２蓄電装置３１は、一般負荷３７と被保護負荷３８の両方に電力を供給可能に接続されているが、常に安定した電力供給が要求される被保護負荷３８に優先的に電力を供給するようにスイッチ４０、４１が低電圧ＢＭＳ１５により制御される。

低電圧ＢＭＳ１５は、第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge、蓄電状態、充電残量、充電容量ともいう）、並びに、一般負荷３７及び被保護負荷３８への作動要求を考慮しつつ、被保護負荷３８が安定して作動することを優先して、スイッチ４０、４１を上述した例と異なるように制御することがある。

高電圧パワーパック３４は、第３蓄電装置３３に加えて、インバータ４５、高電圧ＢＭＳ１６およびＩＮＶＣＭ１４を有している。高電圧パワーパック３４は、高電圧ケーブル３５を介して、モータジェネレータ４に電力を供給可能に接続されている。

インバータ４５は、ＩＮＶＣＭ１４の制御により、高電圧ケーブル３５にかかる交流電力と、第３蓄電装置３３にかかる直流電力とを相互に変換するようになっている。例えば、ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を力行させるときには、第３蓄電装置３３が放電した直流電力をインバータ４５により交流電力に変換させてモータジェネレータ４に供給する。

ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を回生させるときには、モータジェネレータ４が発電した交流電力をインバータ４５により直流電力に変換させて第３蓄電装置３３に充電する。

ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３と、ＩＮＶＣＭ１４、低電圧ＢＭＳ１５及び高電圧ＢＭＳ１６は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３と、ＩＮＶＣＭ１４、低電圧ＢＭＳ１５及び高電圧ＢＭＳ１６としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施形態におけるＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３と、ＩＮＶＣＭ１４、低電圧ＢＭＳ１５及び高電圧ＢＭＳ１６としてそれぞれ機能する。

本実施形態において、ＥＣＭ１１は、アイドリングストップ制御を実行するようになっている。このアイドリングストップ制御において、ＥＣＭ１１は、所定の停止条件の成立時にエンジン２を停止させ、所定の再始動条件の成立時にＩＳＧＣＭ１３を介してＩＳＧ２０を駆動してエンジン２を再始動させるようになっている。このため、エンジン２の不要なアイドリングが行われなくなり、ハイブリッド車両１の燃費を向上させることができる。

本実施形態では、ＥＣＭ１１は、車両停止状態（車速がゼロである）であることを所定の停止条件としてエンジン２を停止させるようになっている。このように、ハイブリッド車両１は、車両停車時にアイドリングストップを行う停車ＩＳ（Idling Stop）機能を備えている。

ハイブリッド車両１には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線４８、４９が設けられている。

ＨＣＵ１０は、ＩＮＶＣＭ１４及び高電圧ＢＭＳ１６にＣＡＮ通信線４８によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＩＮＶＣＭ１４及び高電圧ＢＭＳ１６は、ＣＡＮ通信線４８を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。

ＨＣＵ１０は、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３及び低電圧ＢＭＳ１５にＣＡＮ通信線４９によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３及び低電圧ＢＭＳ１５は、ＣＡＮ通信線４９を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。

本実施形態のハイブリッド車両１は、ギャップフィリング機能を備えている。ギャップフィリング機能とは、トランスミッション３の変速中にモータジェネレータ４を駆動し、モータジェネレータ４のトルクを駆動輪５に付与する機能である。

ＨＣＵ１０は、ギャップフィリング制御動作を動作許可時に実行することで、ギャップフィリング機能を実現する。トランスミッション３の変速中は、エンジン２から駆動輪５にエンジントルクを伝達できないため、ＨＣＵ１０は、ギャップフィリング制御動作において、モータジェネレータ４を力行運転して発生したモータトルク（アシストトルク）を駆動輪５に付与する。このギャップフィリング機能により、変速中のクラッチ２６の切断による減速感が抑制され、車両の走行性能を向上できる。

ＨＣＵ１０のＲＯＭには、図示しない動作点補正マップが記憶されている。ＨＣＵ１０は、アシスト走行時に、エンジントルクとエンジン回転速度の組み合わせからなる動作点を、この動作点補正マップを参照して補正する。

動作点補正マップには、曲線状の目標動作点ラインが設定されており、この目標動作点ラインは、最も熱効率の良い動作点でエンジン２を動作させるためのエンジントルクをエンジン回転速度毎に定めたものである。なお、動作点補正マップには、楕円状の等効率ラインが設定されており、この等熱効率ラインは、目標動作点ライン上の動作点に対して熱効率の等しい点を結んでできるラインである。

ＨＣＵ１０は、エンジン２の発生するエンジントルクと、モータジェネレータ４が発生するモータトルクの和がドライバの要求トルク（以下、ドライバ要求トルクという）と等しくなるように、エンジン２およびモータジェネレータ４を制御する。

その際、ＥＣＵ１０は、第３蓄電装置３３の充電状態が大きくなるに連れてモータジェネレータ４のモータトルクを大きく設定する。また、ＨＣＵ１０は、モータトルクの分だけエンジン２の動作点を目標動作点ラインに近づけるように補正する。

図２において、ハイブリッド車両１は、充電状態検出部６１と、アクセル開度検出部６２と、車速検出部６３と、エンジン回転速度検出部６４と、クラッチ接続状態検出部６５と、を備えている。

充電状態検出部６１は、第３蓄電装置３３の充電状態を検出する。この充電状態検出部６１は、第３蓄電装置３３の端子間電圧を検出すること、または第３蓄電装置３３の入出力電流を検出することで、第３蓄電装置３３の充電状態を検出する。

アクセル開度検出部６２は、アクセル開度を検出する。このアクセル開度検出部６２は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出することでアクセル開度を検出する。車速検出部６３は、ハイブリッド車両１の速度、すなわち車速を検出する。

エンジン回転速度検出部６４は、エンジン回転速度を検出する。このエンジン回転速度検出部６４は、エンジン２のクランクシャフト１８の回転速度を検出することでエンジン回転速度を検出する。

クラッチ接続状態検出部６５は、クラッチ２６の接続状態を検出する。このクラッチ接続状態検出部６５は、例えばクラッチ２６のストロークを検出することでクラッチ２６の接続状態を検出する。

なお、クラッチ接続状態検出部６５は、クラッチ２６のエンジン側の回転速度とトランスミッション３側の回転速度の差分を検出することで、クラッチ２６の接続状態を検出するものであってもよい。

また、ハイブリッド車両１のＨＣＵ１０には、アシストトルク制御部７１と、許可トルク算出部７２と、第１トルク制限値算出部７３と、第２トルク制限値算出部７４と、ドライバ要求トルク算出部７５と、が設けられている。

許可トルク算出部７２は、車速とアクセル開度とに基づいてモータジェネレータ４の許可トルクを算出する。

第１トルク制限値算出部７３は、モータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限するための後述する制限係数ａを、車速と充電状態とに基づいて算出する。

第２トルク制限値算出部７４は、モータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限するための後述する制限係数ｂを、アクセル開度と充電状態とに基づいて算出する。

ドライバ要求トルク算出部７５は、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいて、ドライバが要求するドライバ要求トルクを算出する。

また、ハイブリッド車両１のＴＣＭ１２には、クラッチ伝達トルク算出部７６が設けられており、このクラッチ伝達トルク算出部７６は、エンジン回転速度と、クラッチ接続状態検出部６５で検出されたクラッチ２６の接続状態とに基づいて、エンジン２からクラッチ２６を介して駆動輪５に伝達可能なクラッチ伝達トルクを算出する。

また、ハイブリッド車両１のＨＣＵ１０には、アシストトルク制御部７１が設けられており、このアシストトルク制御部７１は、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクの大きさを車速と充電状態、又は、アクセル開度と充電状態に基づき徐々に制限する。

本実施形態では、アシストトルク制御部７１は、ハイブリッド車両１の状態に応じて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限する。

詳しくは後述するが、アシストトルク制御部７１は、許可トルクと、第１トルク制限値としての制限係数ａまたは第２トルク制限値としての制限係数ｂに基づいて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクの上限値（後述する上限トルクＢ）を決定する。

そして、アシストトルク制御部７１は、クラッチ伝達トルクと、ドライバ要求トルクと、アシストトルクの上限値とに基づいて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクを決定する。

以上のように構成されたハイブリッド車両の変速制御装置において実行されるアシストトルク決定動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。このアシストトルク決定動作は、ＨＣＵ１０とＴＣＭ１２の協働により実行される。

図３に示すアシストトルク決定動作において、まず、ＨＣＵ１０は、許可トルクＡを算出する（ステップＳ１）。ここでは、ＨＣＵ１０は、図４に示す許可トルク決定テーブルを参照し、アクセル開度と車速とから許可トルクＡを算出する。

ここで、許可トルクＡは、モータジェネレータ４が発生可能、かつモータジェネレータ４に許可される最大のモータトルクである。また、この許可トルクＡは、後述する制限係数ａまたは制限係数ｂによって制限される前の、基本となるモータトルクである。

次いで、ＨＣＵ１０は、制限係数ａを算出する（ステップＳ２）。ここでは、ＨＣＵ１０は、図５に示す制限係数決定テーブルを参照し、車速と充電状態（図中、ＳＯＣと記す）とから制限係数ａを算出する。

図５の制限係数決定テーブルでは、車速と充電状態とに応じて制限係数ａが最大値の１から、０．７５、０．６５、０．５を経て最少値の０まで徐々に小さくなるように設定されている。これにより、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクは、車速と充電状態とに応じて徐々に制限される。

次いで、ＨＣＵ１０は、制限係数ｂを算出する（ステップＳ３）。ここでは、ＨＣＵ１０は、図６に示す制限係数決定テーブルを参照し、アクセル開度と充電状態（図中、ＳＯＣと記す）とから制限係数ｂを算出する。

図６の制限係数決定テーブルでは、アクセル開度と充電状態とに応じて制限係数ｂが最大値の１から、０．７５、０．５を経て最少値の０まで徐々に小さくなるように設定されている。これにより、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクは、アクセル開度と充電状態とに応じて徐々に制限される。

なお、図４の許可トルク決定テーブル、図５、図６に示す制限係数決定テーブルは、ＨＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。

次いで、ＨＣＵ１０は、制限係数ａが制限係数ｂ以上であるか否かを判別する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で制限係数ａが制限係数ｂ以上であった場合、ＨＣＵ１０は、許可トルクＡに制限係数ｂを乗算した値（Ａ×ｂ）を、上限トルクＢとして算出する（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ４で制限係数ａが制限係数ｂ未満であった場合、ＨＣＵ１０は、許可トルクＡに制限係数ａを乗算した値（Ａ×ａ）を、上限トルクＢとして算出する（ステップＳ６）。

次いで、ＨＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＣを算出する（ステップＳ７）。ここでは、ＨＣＵ１０は、図示しない適合表を参照し、アクセル開度とエンジン回転速度とからドライバ要求トルクＣを算出する。

次いで、ＴＣＭ１２は、クラッチ２６のクラッチ伝達トルクＤを算出する（ステップＳ７）。ここでは、ＨＣＵ１０は、クラッチ２６の接続状態やエンジン回転速度からクラッチ伝達トルクＤを算出する。

次いで、ＨＣＵ１０は、トランスミッション３が変速中であるか否かを判定する（ステップＳ８）。ここでは、ＨＣＵ１０は、クラッチ伝達トルクＤに基づいて、トランスミッション３が変速中であるか否かを判定する。ＨＣＵ１０は、例えば、クラッチ２６の係合度が低くなってクラッチ伝達トルクＤが所定値未満になった場合に、トランスミッション３が変速中であると判別する。

ステップＳ８でトランスミッション３が変速中であると判別した場合、ＨＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＣからクラッチ伝達トルクＤを減算した値（Ｃ−Ｄ）を、目標トルクＥとして算出する（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ８でトランスミッション３が変速中ではないと判別した場合、ＨＣＵ１０は、車両の駆動トルクとして、ドライバ要求トルクＣの値をエンジントルクに設定し、アシストトルクを０（ゼロ）に設定し（ステップＳ１１）、このフローチャートを終了する。

ステップＳ１０に次いで、ＨＣＵ１０は、上限トルクＢと目標トルクＥを比較し、Ｂ≧Ｅであるか否かを判別する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２の判別がＢ≧Ｅであった場合、ＨＣＵ１０は、車両の駆動トルクとして、クラッチ伝達トルクＤの値をエンジントルクに設定し、目標トルクＥの値をアシストトルクに設定し（ステップＳ１３）、このフローチャートを終了する。

ステップＳ１２の判別がＢ≧Ｅでなかった場合、ＨＣＵ１０は、車両の駆動トルクとして、クラッチ伝達トルクＤの値をエンジントルクに設定し、上限トルクＢの値をアシストトルクに設定し（ステップＳ１４）、このフローチャートを終了する。

以上のように説明した本実施形態のハイブリッド車両の変速制御装置の作用効果について説明する。ハイブリッド車両１は、バッテリとしての第３蓄電装置３３に蓄電された電力により駆動輪５へ付与する駆動力を発生するモータジェネレータ４と、クラッチ２６を介してエンジン２の駆動力を駆動輪５へ伝達し、変速中はクラッチ２６を切断するトランスミッション３と、を備えている。

このように構成されたハイブリッド車両１は、トランスミッション３の変速中に、モータジェネレータ４のモータトルクを、アシストトルクとして駆動輪５に付与する。

具体的には、図７に示すように、時間とともにドライバ要求トルクが増大する車両加速時において、トランスミッション３の変速中は、クラッチ２６の切断によりクラッチ伝達トルクが０に低下するため、エンジントルクが駆動輪５に伝達されない。

そこで、図７において、モータジェネレータ４のモータトルクをアシストトルクとして駆動輪５に付与する。これにより、変速中のトルク抜けが防止され、ドライバビリティが向上する。図７では、変速中のアシストトルクとしてのモータトルクは、ドライバ要求トルクと等しい値になっている。

ここで、第３蓄電装置３３の充電状態が低い状態にも関わらず、ドライバ要求トルクと等しい大きさのモータトルクをモータジェネレータ４が発生するようにしてしまうと、充電状態を著しく低下させてしまう。

また、高車速域では、モータジェネレータ４の特性により、モータジェネレータ４の消費電力に対するアシストトルクが小さくなり、アシスト効果（トルク抜けの防止効果）が小さくなる。したがって、高車速域では、消費電力当たりのアシスト効果が小さい。

また、低アクセル開度域では、加速度変化が小さいため、ドライバはアシスト効果を感じにくく、ドライバに与えるアシスト効果が小さい。したがって、低アクセル開度域では、消費電力当たりのアシスト効果が小さい。

このように、アシスト効果が小さいにも関わらず、モータジェネレータ４が電力を消費してしまうと、消費した分の電力を発電するための走行負荷が発生するため、燃費を低下させてしまう。

そこで、本実施形態のハイブリッド車両の変速制御装置は、車速を検出する車速検出部６３と、第３蓄電装置３３の充電状態を検出する充電状態検出部６１と、車速と充電状態に基づいて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限するアシストトルク制御部７１と、を備える。

このアシストトルク制御部７１は、図８に示すように、変速中のアシストトルクを車速と充電状態に基づいて制限している。本実施形態では、車速が高くなるに連れてモータジェネレータ４のアシスト量（モータトルク）を徐々に制限することで、消費電力当たりのアシスト効果が小さい高車速域で第３蓄電装置３３の電力を多く消費することを防止できる。

このため、第３蓄電装置３３の消費電力を抑え燃費を向上できる。また、充電状態が低くなるに連れてモータジェネレータ４のアシスト量を徐々に制限することで、充電状態の低下によってモータジェネレータ４が全く力行できなくなることが防止できるため、ドライバビリティを向上できる。この結果、燃費とドライバビリティを向上できる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の変速制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部６２と、第３蓄電装置３３の充電状態を検出する充電状態検出部６１と、アクセル開度と充電状態に基づいて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限するアシストトルク制御部７１と、を備えるようにしてもよい。

この構成により、アクセル開度が小さくなるに連れてモータジェネレータ４のアシスト量を徐々に制限することで、消費電力当たりのアシスト効果が小さい低アクセル開度域で第３蓄電装置３３の電力を多く消費することを防止できる。このため、第３蓄電装置３３の消費電力を抑え燃費を向上できる。

また、充電状態が低くなるに連れてモータジェネレータ４のアシスト量を徐々に制限することで、充電状態の低下によってモータジェネレータ４が全く力行できなくなることが防止できるため、ドライバビリティを向上できる。この結果、燃費とドライバビリティを向上できる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の変速制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部６２と、車速とアクセル開度とに基づいてモータジェネレータ４の許可トルクを算出する許可トルク算出部７２と、を備えている。

さらに、ハイブリッド車両の変速制御装置は、モータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限するための制限係数ａを、車速と充電状態とに基づいて算出する第１トルク制限値算出部７３と、モータジェネレータ４のアシストトルクを徐々に制限するための制限係数ｂを、アクセル開度と充電状態とに基づいて算出する第２トルク制限値算出部７４と、を備えている。

そして、アシストトルク制御部７１は、許可トルクと制限係数ａまたは制限係数ｂに基づいて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクの上限値を決定する。

この構成により、高車速域かつ低アクセル開度でアシストトルクを低い値に制限できるため、消費電力を抑え燃費を向上させることができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の変速制御装置は、クラッチ２６の接続状態を検出するクラッチ接続状態検出部６５と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出部６４と、を備えている。

さらに、ハイブリッド車両の変速制御装置は、エンジン回転速度とクラッチ２６の接続状態とに基づいて、クラッチ２６を介して駆動輪５に伝達可能なクラッチ伝達トルクを算出するクラッチ伝達トルク算出部７６と、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいて、ドライバが要求するドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出部７５と、を備えている。

そして、アシストトルク制御部７１は、クラッチ伝達トルクと、ドライバ要求トルクと、アシストトルクの上限値とに基づいて、変速中のモータジェネレータ４のアシストトルクを決定する。

この構成により、高車速域かつ低アクセル開度でアシストトルクを低い値に制限できるため、消費電力を抑え燃費を向上できる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ トランスミッション（変速機）
４ モータジェネレータ（電動機）
５ 駆動輪
２６ クラッチ
３３ 第３蓄電装置（バッテリ）
６１ 充電状態検出部
６２ アクセル開度検出部
６３ 車速検出部
６４ エンジン回転速度検出部
６５ クラッチ接続状態検出部
７１ アシストトルク制御部
７２ 許可トルク算出部
７３ 第１トルク制限値算出部
７４ 第２トルク制限値算出部
７５ ドライバ要求トルク算出部
７６ クラッチ伝達トルク算出部

Claims (4)

1. バッテリに蓄電された電力により駆動輪へ付与する駆動力を発生する電動機と、
   クラッチを介してエンジンの駆動力を前記駆動輪へ伝達し、変速中は前記クラッチを切断する変速機と、を備えたハイブリッド車両の変速制御装置において、
   車速を検出する車速検出部と、
   前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出部と、
   前記車速と前記充電状態に基づいて、変速中の前記電動機のアシストトルクを徐々に制限するアシストトルク制御部と、を備え、
   前記アシストトルク制御部は、前記車速が高くなるほど前記電動機のアシストトルクの制限量を大きくすることを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
2. アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
   前記車速と前記アクセル開度とに基づいて前記電動機の許可トルクを算出する許可トルク算出部と、
   前記電動機のアシストトルクを徐々に制限するための第１トルク制限値を、前記車速と前記充電状態とに基づいて算出する第１トルク制限値算出部と、
   前記電動機のアシストトルクを徐々に制限するための第２トルク制限値を、前記アクセル開度と前記充電状態とに基づいて算出する第２トルク制限値算出部と、を備え、
   前記アシストトルク制御部は、
   前記許可トルクと前記第１トルク制限値または前記第２トルク制限値に基づいて、変速中の前記電動機のアシストトルクの上限値を決定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の変速制御装置。
3. 前記アシストトルク制御部は、前記第１トルク制限値が前記第２トルク制限値未満の場合は前記許可トルクを前記第１トルク制限値で制限し、前記第１トルク制限値が前記第２トルク制限値以上の場合は前記許可トルクを前記第２トルク制限値で制限することで、前記電動機のアシストトルクの上限値を決定することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の変速制御装置。
4. 前記クラッチの接続状態を検出するクラッチ接続状態検出部と、
   エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出部と、
   前記エンジン回転速度と前記クラッチの接続状態とに基づいて、前記クラッチを介して前記駆動輪に伝達可能なクラッチ伝達トルクを算出するクラッチ伝達トルク算出部と、
   前記アクセル開度と前記エンジン回転速度とに基づいて、ドライバが要求するドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出部と、を備え、
   前記アシストトルク制御部は、
   前記クラッチ伝達トルクと、前記ドライバ要求トルクと、前記アシストトルクの上限値とに基づいて、変速中の前記電動機のアシストトルクを決定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両の変速制御装置。