JP7338553B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１には、変速にともないクラッチが解放されてエンジンのトルクが車輪に伝達されなくなる際に、電動機から車輪に対してトルクを伝達することにより車輪に伝達されるトルクの低下を抑制するものにおいて、車輪に伝達される電動機のトルクの低下を抑制するのにあたり、電動機から車輪に対して出すことのできるトルクの判断結果に基づいて変速の所要時間を制御することが記載されている。

特開２００１－１５３２１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、電動機から車輪に対して出すことのできるトルクが低下した場合に変速の所要時間を制御しているが、変速の所要時間を制御することだけでは、車両の走行性能の確保には改善の余地があった。

そこで、本発明は、より車両の走行性能を確保することができるハイブリッド車両の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ため本発明は、駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの回転を変速して前記駆動輪に伝達する自動変速機と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達を解放または接続する動力伝達機構と、前記モータに電力を供給する蓄電部とを備え、前記自動変速機の変速段の切換え時における前記動力伝達機構の非完全係合期間に前記モータにトルクを出力させるハイブリッド車両の制御装置であって、前記蓄電部の蓄電量に応じて、前記自動変速機の変速段の切換え時における前記動力伝達機構の解放速度を変更する制御部を備えるものである。

このように、本発明によれば、より車両の走行性能を確保することができる。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のクラッチ制御処理の概要を示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のクラッチ制御処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のアクセル踏込量により動力性能向上要求があると判定された場合のクラッチ制御処理によるクラッチの解放速度及び係合速度の変化を示すタイムチャートである。 図５は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の運転者による走行モードの選択により動力性能向上要求があると判定された場合のクラッチ制御処理によるクラッチの解放速度及び係合速度の変化を示すタイムチャートである。 図６は、本発明の一実施例の第１の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置のクラッチ制御処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明の一実施例の第１の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置のアクセル踏込量により動力性能向上要求があると判定された場合のクラッチ制御処理によるクラッチの解放速度及び係合速度の変化を示すタイムチャートである。 図８は、本発明の一実施例の第２の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置のクラッチ制御処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、本発明の一実施例の第２の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置のアクセル踏込量により動力性能向上要求があると判定された場合のクラッチ制御処理によるクラッチの解放速度及び係合速度の変化を示すタイムチャートである。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、エンジンの回転を変速して駆動輪に伝達する自動変速機と、エンジンと駆動輪との間の動力伝達を解放または接続する動力伝達機構と、モータに電力を供給する蓄電部とを備え、自動変速機の変速段の切換え時における動力伝達機構の非完全係合期間にモータにトルクを出力させるハイブリッド車両の制御装置であって、蓄電部の蓄電量に応じて、自動変速機の変速段の切換え時における動力伝達機構の解放速度を変更する制御部を備えるよう構成されている。

これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、より車両の走行性能を確保することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、自動変速機としてのトランスミッション３と、モータとしての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制御部としての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、ＢＭＳ（Battery Management System）１６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。本実施例において、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行程を行な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を回転駆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。

本実施例では、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、ノーマルクローズタイプの乾式クラッチによって構成される動力伝達機構としてのクラッチ２６と、ディファレンシャル機構２７と、図示しないアクチュエータとを備えている。

トランスミッション３は、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されており、ＴＣＭ１２により制御されたアクチュエータにより変速機構２５における変速段の切換えとクラッチ２６の接続及び解放が行なわれるようになっている。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おり、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出力する動力により走行するようになっている。

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なうようになっている。なお、モータジェネレータ４は、エンジン２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、蓄電部としての第２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１蓄電装置３０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１蓄電装置３０の残容量や温度、充放電電流などの状態は、ＨＣＵ１０によって管理される。

第２蓄電装置３３は、第１蓄電装置３０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２蓄電装置３３は、例えば、リチウムイオン電池からなる。第２蓄電装置３３の蓄電量や温度、充放電電流などの状態は、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が設けられている。一般負荷３７は、スタータ２１及びＩＳＧ２０以外の電気負荷である。

一般負荷３７は、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。

第１蓄電装置３０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とに電力を供給可能に接続されている。

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。

高電圧パワーパック３４は、第２蓄電装置３３に加えて、インバータ４５と、ＩＮＶＣＭ１４と、ＢＭＳ１６とを有している。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２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２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２蓄電装置３３に充電する。

ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４及び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、ＩＮＶＣＭ１４及び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、本実施例におけるＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６としてそれぞれ機能する。

本実施例において、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なわれなくなり、ハイブリッド車両１の燃費を向上させることができる。

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ＢＭＳ１６にＣＡＮ通信線４８によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＩＮＶＣＭ１４及び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なう。

ＨＣＵ１０は、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＩＳＧＣＭ１３にＣＡＮ通信線４９によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＩＳＧＣＭ１３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なう。

ＨＣＵ１０の入力ポートには、車速センサ５１、アクセル開度センサ５２、クラッチストロークセンサ５３等の各種センサ類が接続されている。

車速センサ５１は、ドライブシャフト２３の回転速度などからハイブリッド車両１の速度を検出する。アクセル開度センサ５２は、図示しないアクセルペダルの操作量をアクセル開度として検出する。クラッチストロークセンサ５３は、クラッチ２６の係合度を検出する。

ＨＣＵ１０は、変速時のクラッチ２６が解放されている間、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクを出力するアシストトルク出力制御を実行するようになっている。「クラッチ２６が解放されている間」とは、クラッチ２６の完全係合が解除されている期間（以下、この期間を「非完全係合期間」という）であり、当該非完全係合期間には、いわゆる半クラッチ状態が含まれる。半クラッチ状態とは、クラッチ２６の摩擦材同士がスリップした状態で係合して動力を伝達する状態をいう。

変速機構とエンジンとの間の動力伝達経路にクラッチが設けられた車両においては、変速時のクラッチの非完全係合期間中、エンジンからのトルクが駆動輪に伝達されないため、加減速感が喪失する、いわゆるトルク抜けが生じ、このトルク抜けによって空走感が生じてしまう。

アシストトルク出力制御は、変速時のクラッチの非完全係合期間中にモータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクを出力することで、トルク抜けによる空走感の発生を回避するものである。

ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量より少ない場合、アシストトルク出力制御を行なわない。

ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量以上でありアシストトルク出力制御を行なう場合、変速時のクラッチ２６の解放速度を、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量より少ない場合に比べて速める。

ＨＣＵ１０は、変速開始時のクラッチ２６の解放速度を第１速度とし、モータジェネレータ４から駆動輪５に対して規定量のアシストトルクが出力された後に、クラッチ２６の解放速度を第１速度より速い第２速度に変更する。ＨＣＵ１０は、変速開始時の第２蓄電装置３３の蓄電量に応じて規定量を設定する。ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量が低下しすぎないように規定量を設定する。

アシストトルクの規定量は、第２蓄電装置３３の蓄電量に加え、第２蓄電装置３３の温度を考慮して設定してもよい。第２蓄電装置３３は、温度が低いと電気の取り出し量が減る。このとき、モータジェネレータ４のトルク出力量も減るため、その分を考慮して第２蓄電装置３３の蓄電量が低下しすぎないように規定量を設定する。

ＨＣＵ１０は、運転者による動力性能向上要求がある場合、第２速度を更に速くする。ＨＣＵ１０は、例えば、変速開始の所定時間前から変速開始までの間のアクセル踏込量や時間に対するアクセル踏込量の増加量が所定値以上となった場合、運転者による動力性能向上要求があると判定する。

また、ＨＣＵ１０は、例えば、運転者により走行モードとして動力性能向上モードが選択されているときに、運転者による動力性能向上要求があると判定する。動力性能向上モードとは、通常時よりも車両の走行性能を向上させる走行モードである。例えば、スポーツモードやパワーモード、手動変速モードなどがある。いずれもスポーティな走行を行なうことに適する走行モードである。

ＨＣＵ１０は、運転者による動力性能向上要求がある場合、変速時のクラッチ２６の係合速度を、運転者による動力性能向上要求が無い場合に比べて速める。なお、変速中に運転者による動力性能向上要求が無くなった場合には、クラッチ２６の係合速度を速めることを中止してもよい。

このようなクラッチ２６の解放速度または係合速度の制御の概要について説明する。図２に示すように、アシストトルク出力制御が行なわれない場合は、Ａの実線のように、第１速度でクラッチ２６が解放され、変速処理が完了した後、第３速度でクラッチ２６が接続される。

アシストトルク出力制御が行なわれる場合は、Ｂの実線のように、第１速度でクラッチ２６が解放され始めるが、モータジェネレータ４から駆動輪５に対して規定量のアシストトルクが出力されたタイミングｔ０において、クラッチ２６の解放速度が第１速度より速い第２速度に変更される。その後、変速処理が完了すると第３速度でクラッチ２６が接続される。

アシストトルク出力制御が行なわれ、運転者による動力性能向上要求がある場合は、一点鎖線で示すように、モータジェネレータ４から駆動輪５に対して規定量のアシストトルクが出力されたタイミングｔ０において、クラッチ２６の解放速度である第２速度が更に速くされる。また、変速処理が完了した後のクラッチ２６の係合速度も第３速度より速められる。

これにより、変速に要する時間を短縮してハイブリッド車両１の走行性能を確保することができる。また、変速時間の短縮に伴い、変速時のモータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、電力消費量を減らすことができる。なお、変速処理に要する時間は、いずれの場合も同じ時間Ｔｃで変わらない。

以上のように構成された本実施例に係る制御装置によるクラッチ制御処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明するクラッチ制御処理は、ＨＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

ステップＳ１において、ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量を検出する。
続いて、ステップＳ２において、ＨＣＵ１０は、変速を実行するか否かを判定する。ＨＣＵ１０は、例えば、車速やエンジン回転数などに基づいて変速を実行するか否かを判定する。変速を実行しないと判定した場合、ＨＣＵ１０は、処理を終了する。

変速を実行すると判定した場合、ステップＳ３において、ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量から、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するモータトルク付加量である規定量を算出する。

ステップＳ４において、ＨＣＵ１０は、第１速度でクラッチ２６の解放を開始する。
ステップＳ５において、ＨＣＵ１０は、モータジェネレータ４のモータトルクが規定量に達したか否かを判定する。モータジェネレータ４のモータトルクが規定量に達していないと判定した場合、ＨＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を繰り返す。

モータジェネレータ４のモータトルクが規定量に達したと判定した場合、ステップＳ６において、ＨＣＵ１０は、第２速度でクラッチ２６の解放を続ける。

ステップＳ７において、ＨＣＵ１０は、変速処理が完了したか否かを判定する。変速処理が完了していないと判定した場合、ＨＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を繰り返す。

変速処理が完了したと判定した場合、ステップＳ８において、ＨＣＵ１０は、第３速度でクラッチ２６の係合を行ない、処理を終了する。

なお、運転者による動力性能向上要求がある場合は、第２速度及び第３速度を更に速くする。また、第２速度及び第３速度は、アクセル踏込量や時間に対するアクセル踏込変化量が大きいほど速くしてもよい。走行モードによる動力性能向上要求がある場合は、第２速度及び第３速度を所定量だけ速くすればよい。

このようなクラッチ制御処理による動作について図４及び図５を参照して説明する。図４は、アクセル踏込量が所定値以上となったことで動力性能向上要求があると判定された場合である。

時刻ｔ１において、アクセルが踏み込まれ始め、時刻ｔ２において、所定値以上となると動力性能向上要求があると判定される。

時刻ｔ３において、クラッチ２６の解放が第１速度で開始され、モータジェネレータ４のモータトルクが規定量に達した時刻ｔ４において、クラッチ２６の解放速度が、Ｂの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第２速度より速い一点鎖線で示す速度に速められる。

その後、クラッチ２６の解放が完了し、変速処理が完了すると、Ｂの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第３速度より速い一点鎖線で示す速度でクラッチ２６の係合が開始され、時刻ｔ５において、クラッチ２６の接続が完了し、モータジェネレータ４のモータトルクも無くなる。

図５は、運転者により走行モードとして動力性能向上モードが選択されたことで動力性能向上要求があると判定された場合である。

時刻ｔ１１において、アクセルが踏み込まれ始め、運転者により動力性能向上モードが選択されると動力性能向上要求があると判定される。

時刻ｔ１２において、クラッチ２６の解放が第１速度で開始され、モータジェネレータ４のモータトルクが規定量に達した時刻ｔ１３において、クラッチ２６の解放速度が、Ｂの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第２速度より速い一点鎖線で示す速度に速められる。

その後、クラッチ２６の解放が完了し、変速処理が完了すると、Ｂの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第３速度より速い一点鎖線で示す速度でクラッチ２６の係合が開始され、時刻ｔ１４において、クラッチ２６の接続が完了し、モータジェネレータ４のモータトルクも無くなる。

このように、本実施例では、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量以上でありアシストトルク出力制御を行なう場合、変速時のクラッチ２６の解放速度を、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量より少ない場合に比べて速める。

これにより、変速に要する時間を短くすることができ、ハイブリッド車両１の走行性能を確保することができる。また、変速時間の短縮に伴い、変速時のモータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、電力消費量を減らすことができる。

また、変速開始時のクラッチ２６の解放速度を第１速度とし、モータジェネレータ４から駆動輪５に対して規定量のアシストトルクが出力された後に、クラッチ２６の解放速度を第１速度より速い第２速度に変更する。

これにより、変速中に駆動輪５に伝達するトルクが一時的に減少する、いわゆるトルク抜け感の発生を抑えることができる。

また、第２蓄電装置３３の蓄電量に応じてアシストトルクの規定量を設定する。これにより、第２蓄電装置３３の蓄電量から出力可能なモータトルクの大きさによって、クラッチ２６の解放速度を速める時期（クラッチ位置）が調整されるため、変速ショックの発生を抑制することができ、変速中のトルク抜けを抑制することができ、変速時間を短縮することができる。なお、アシストトルクの規定量は蓄電量のみに限らず、モータジェネレータ４や第２蓄電装置３３の温度等のパラメータも考慮しても良い。モータジェネレータ４や第２蓄電装置３３の温度が低い程、モータジェネレータ４からのアシストトルクの規定量は小さく設定される。

また、運転者による動力性能向上要求がある場合、第２速度を更に速くする。運転者による動力性能向上要求がある場合は、ハイブリッド車両１の素早い加速が求められる。この場合に、クラッチ２６の解放速度を速めることで、より運転者の意に沿った走行性能を得ることができる。また、変速時間を短縮することができることで、モータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力の低下を抑制することができる。

また、運転者による動力性能向上要求がある場合、変速時のクラッチ２６の係合速度を、運転者による動力性能向上要求が無い場合に比べて速める。

運転者による動力性能向上要求がある場合は、ハイブリッド車両１の素早い加速が求められる。この場合に、クラッチ２６の係合速度を速めることで、より運転者の意に沿った走行性能を得ることができる。また、変速時間を短縮することができることで、モータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力の低下を抑制することができる。

なお、本実施例においては、蓄電部としてバッテリを使用する場合を示したが、蓄電可能な装置であればよく、例えば、コンデンサなどでもよい。

また、動力伝達機構をクラッチ２６で構成した場合を示したが、動力伝達を解放または接続できるものであればよい。

また、クラッチ２６は、ノーマルクローズタイプの場合を示したが、ノーマルオープンタイプの場合であってもよい。

本実施例の第１の他の態様としては、図１におけるＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量以上でありアシストトルク出力制御を行なう場合、変速開始時のクラッチ２６の解放速度を第１速度とし、駆動輪５に伝達されるトルクが前述の実施例の規定量と等しくなったとき、クラッチ２６の解放速度を第１速度より速い第２速度に変更し、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクの出力を開始する。ＨＣＵ１０は、規定量と、エンジン２からトランスミッション３を介して出力されるトルクとの差をアシストトルクとする。

なお、モータジェネレータ４から出力可能なアシストトルクが変速開始時の駆動輪５の駆動トルク以上である場合は、変速開始時からクラッチ２６を第２の速度で解放させ、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクの出力を開始させてもよい。

ＨＣＵ１０は、運転者による前述の実施例の動力性能向上要求がある場合、第２速度を更に速くする。

ＨＣＵ１０は、変速時のクラッチ２６の係合を開始させると、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するアシストトルクを減少させる。ＨＣＵ１０は、規定量と、エンジン２からトランスミッション３を介して出力されるトルクとの差をアシストトルクとする。

ＨＣＵ１０は、運転者による前述の実施例の動力性能向上要求がある場合、変速時のクラッチ２６の係合速度を、運転者による動力性能向上要求が無い場合に比べて速める。なお、変速中に運転者による動力性能向上要求が無くなった場合には、クラッチ２６の係合速度を速めることを中止してもよい。

以上のように構成された本実施例の第１の他の態様に係る制御装置によるクラッチ制御処理について、図６を参照して説明する。なお、以下に説明するクラッチ制御処理は、ＨＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

前述の実施例と同様に、ステップＳ１からステップＳ４において、ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量を検出し、変速を実行するか否かを判定し、変速を実行すると判定した場合、第２蓄電装置３３の蓄電量から、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するモータトルク付加量である規定量を算出し、第１速度でクラッチ２６の解放を開始する。

ステップＳ１１において、ＨＣＵ１０は、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなったか否かを判定する。エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなっていないと判定した場合、ＨＣＵ１０は、ステップＳ１１の処理を繰り返す。

エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなったと判定した場合、前述の実施例と同様に、ステップＳ６からステップＳ８において、ＨＣＵ１０は、第２速度でクラッチ２６の解放を続け、クラッチ２６が解放状態でトランスミッション３のギアの変更が完了することに基づいて変速処理が完了したか否かを判定し、変速処理が完了したと判定した場合、第３速度でクラッチ２６の係合を行ない、処理を終了する。

このようなクラッチ制御処理による動作について図７を参照して説明する。図７は、アクセル踏込量が所定値以上となったことで動力性能向上要求があると判定された場合である。なお、図のクラッチ状態のＫで示す線は、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量になるクラッチ状態を示している。

時刻ｔ２１において、アクセルが踏み込まれ始め、時刻ｔ２２において、所定値以上となると動力性能向上要求があると判定される。

時刻ｔ２３において、クラッチ２６の解放が第１速度で開始され、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなった時刻ｔ２４において、クラッチ２６の解放速度が、Ｃの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第２速度より速い一点鎖線で示す速度に速められる。同時に、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクの出力が開始され、クラッチ２６が完全に解放されたとき、モータジェネレータ４から駆動輪５に対して規定量のアシストトルクが出力される。

その後、クラッチ２６の解放が完了し、変速処理が完了すると、Ｃの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第３速度より速い一点鎖線で示す速度でクラッチ２６の係合が開始されると、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するアシストトルクが減らされる。時刻ｔ２５において、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量に達するとモータジェネレータ４のモータトルクが無くなる。そして、時刻ｔ２６において、クラッチ２６の接続が完了する。

このように、本実施例の第１の他の態様では、アシストトルク出力制御を行なう場合、変速開始時のクラッチ２６の解放速度を第１速度とし、駆動輪５に伝達されるトルクが前述の規定量と等しくなったとき、クラッチ２６の解放速度を第１速度より速い第２速度に変更し、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクの出力を開始する。

これにより、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量のトルクと同等となったとき、クラッチ２６の解放速度が速められ、モータジェネレータ４からアシストトルクが出力される。このため、早期にクラッチ２６を解放することができ、変速時間を短縮することができる。また、駆動輪５に伝達するトルクの動力源を、エンジン２からモータジェネレータ４に切り替えても、駆動輪５へのトルク抜けが発生することなく、駆動輪５への伝達トルクの変化を抑制させることができる。

また、運転者による動力性能向上要求がある場合、第２速度を更に速くする。運転者による動力性能向上要求がある場合に、クラッチ２６の解放速度を速めることで、より運転者の意に沿った走行性能を得ることができる。また、変速時間を短縮することができることで、モータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力の低下を抑制することができる。

また、運転者による動力性能向上要求がある場合、変速時のクラッチ２６の係合速度を、運転者による動力性能向上要求が無い場合に比べて速める。

運転者による動力性能向上要求がある場合に、クラッチ２６の係合速度を速めることで、より運転者の意に沿った走行性能を得ることができる。また、変速時間を短縮することができることで、モータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力の低下を抑制させることができる。なお、運転者による動力性能向上要求があることを判断するには、アクセル踏込量に代えて動力性能向上モードを有する複数の走行モード機能を設け、運転者により動力性能向上モードが選択された場合であっても良い。

本実施例の第２の他の態様としては、図１におけるＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量が所定蓄電量以上でありアシストトルク出力制御を行なう場合、変速開始時のクラッチ２６の解放速度を第１速度とし、駆動輪５に伝達されるトルクが前述の実施例の規定量と等しくなったとき、クラッチ２６の解放速度を第１速度より速い第２速度に変更し、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクの出力を開始する。ＨＣＵ１０は、規定量と、エンジン２からトランスミッション３を介して出力されるトルクとの差をアシストトルクとする。

また、ＨＣＵ１０は、変速時のクラッチ２６の係合速度を、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなるまでは、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量以上になった後よりも速くする。

ＨＣＵ１０は、例えば、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなるまでのクラッチ２６の係合速度を第４速度とし、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量以上になったときのクラッチ２６の係合速度を第５速度としたとき、第４速度を第５速度より速くする。

ＨＣＵ１０は、クラッチ１６の係合が開始されると、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するアシストトルクを減少させる。ＨＣＵ１０は、規定量と、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクとの差をアシストトルクとする。

ＨＣＵ１０は、運転者による前述の実施例の動力性能向上要求がある場合、第４速度及び第５速度を更に速くする。

以上のように構成された本実施例の第２の他の態様に係る制御装置によるクラッチ制御処理について、図８を参照して説明する。なお、以下に説明するクラッチ制御処理は、ＨＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

前述の実施例と同様に、ステップＳ１からステップＳ４において、ＨＣＵ１０は、第２蓄電装置３３の蓄電量を検出し、変速を実行するか否かを判定し、変速を実行すると判定した場合、第２蓄電装置３３の蓄電量から、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するモータトルク付加量である規定量を算出し、第１速度でクラッチ２６の解放を開始する。

ステップＳ１１において、ＨＣＵ１０は、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなったか否かを判定する。エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなっていないと判定した場合、ＨＣＵ１０は、ステップＳ１１の処理を繰り返す。

エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなったと判定した場合、前述の実施例と同様に、ステップＳ６からステップＳ７において、ＨＣＵ１０は、第２速度でクラッチ２６の解放を続け、変速処理が完了したか否かを判定する。

ステップＳ２１において、ＨＣＵ１０は、第４速度でクラッチ２６の係合を開始する。
ステップＳ２２において、ＨＣＵ１０は、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量に達したか否かを判定する。エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量に達していないと判定した場合、ＨＣＵ１０は、ステップＳ２２の処理を繰り返す。

エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量に達したと判定した場合、ステップＳ２３において、ＨＣＵ１０は、第５速度でクラッチ２６の係合を行ない、処理を終了する。

このようなクラッチ制御処理による動作について図９を参照して説明する。図９は、アクセル踏込量が所定値以上となったことで動力性能向上要求があると判定された場合である。なお、図のクラッチ状態のＫで示す線は、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量になるクラッチ状態を示している。

時刻ｔ３１において、アクセルが踏み込まれ始め、時刻ｔ３２において、所定値以上となると動力性能向上要求があると判定される。

時刻ｔ３３において、クラッチ２６の解放がＤの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第１速度より速い一点鎖線で示す速度で開始され、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなった時刻ｔ３４において、クラッチ２６の解放速度が、Ｄの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第２速度より速い一点鎖線で示す速度に速められる。同時に、モータジェネレータ４から駆動輪５に対してアシストトルクの出力が開始され、クラッチ２６が完全に解放されたとき、モータジェネレータ４から駆動輪５に対して規定量のアシストトルクが出力される。

その後、クラッチ２６の解放が完了し、変速処理が完了すると、Ｄの実線で示す動力性能向上要求が無い場合の第３速度より速い一点鎖線で示す第４速度でクラッチ２６の係合が開始されると、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するアシストトルクが減らされる。時刻ｔ３５において、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量に達するとモータジェネレータ４のモータトルクが無くなり、クラッチ２６の係合速度が、第４速度よりも遅い第５速度にされる。そして、時刻ｔ３６において、クラッチ２６の接続が完了する。

このように、本実施例の第２の他の態様では、アシストトルク出力制御を行なう場合、変速時のクラッチ２６の係合速度を、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量と等しくなるまでは、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量以上になったときよりも速くする。

これにより、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量のトルクと同等となるまでのクラッチ２６の係合速度が速められる。このため、早期にクラッチ２６を接続することができ、クラッチが解放されてから係合完了となるまでの時間を短縮させることができる。また、変速時間を短縮することができるとともに、第２蓄電装置３３の電力消費量を抑制させることができる。

また、クラッチ１６の係合が開始されると、モータジェネレータ４から駆動輪５に対するアシストトルクを減少させ、規定量と、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクとの差をアシストトルクとする。

これにより、クラッチ１６の係合が開始されると、モータジェネレータ４のアシストトルクが減少され、エンジン２からトランスミッション３を介して駆動輪５に伝達されるトルクが規定量に達したときアシストトルクが無くなる。このため、変速中のモータジェネレータ４の駆動時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力消費量を抑制させることができる。

また、運転者による動力性能向上要求がある場合、第２速度を更に速くする。運転者による動力性能向上要求がある場合に、クラッチ２６の解放速度を速めることで、より運転者の意に沿った走行性能を得ることができる。また、変速時間を短縮することができることで、モータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力の低下を抑制することができる。

また、運転者による動力性能向上要求がある場合、変速時のクラッチ２６の係合速度を、運転者による動力性能向上要求が無い場合に比べて速める。

運転者による動力性能向上要求がある場合に、クラッチ２６の係合速度を速めることで、より運転者の意に沿った走行性能を得ることができる。また、変速時間を短縮することができることで、モータジェネレータ４のトルク付与時間を短縮させることができ、第２蓄電装置３３の電力の低下を抑制させることができる。なお、運転者による動力性能向上要求があることを判断するには、アクセル踏込量に代えて動力性能向上モードを有する複数の走行モード機能を設け、運転者により動力性能向上モードが選択された場合であっても良い。

本実施例では、各種センサ情報に基づきＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

本発明の実施例を開示したが、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及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（自動変速機）
４ モータジェネレータ（モータ）
５ 駆動輪
１０ ＨＣＵ（制御部）
１６ ＢＭＳ
２５ 変速機構
２６ クラッチ（動力伝達機構）
３３ 第２蓄電装置（蓄電部）
５１ 車速センサ
５２ アクセル開度センサ
５３ クラッチストロークセンサ

Claims (8)

1. 駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの回転を変速して前記駆動輪に伝達する自動変速機と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達を解放または接続する動力伝達機構と、前記モータに電力を供給する蓄電部とを備え、前記自動変速機の変速段の切換え時における前記動力伝達機構の非完全係合期間に前記モータにトルクを出力させるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記蓄電部の蓄電量に応じて、前記自動変速機の変速段の切換え時における前記動力伝達機構の解放速度を変更する制御部を備えるハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記蓄電部の蓄電量に応じて、前記自動変速機の変速段の切換え時における前記動力伝達機構の係合速度を変更する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記自動変速機の変速段の切換え開始時の前記動力伝達機構の解放速度を第１速度とし、前記モータから前記駆動輪に対して規定量のトルクが出力された後に、前記動力伝達機構の解放速度を前記第１速度より速い第２速度に変更する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御部は、前記自動変速機の変速段の切換え開始時の前記動力伝達機構の解放速度を第１速度とし、前記エンジンから前記駆動輪に伝達されるトルクが規定量のトルクと等しくなったときに、前記動力伝達機構の解放速度を前記第１速度より速い第２速度に変更し、前記モータから前記駆動輪に対するトルクを前記規定量に向けて増加させる請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記制御部は、前記動力伝達機構の係合速度を、前記エンジンから前記駆動輪に伝達されるトルクが前記規定量と等しくなるまでは、前記トルクが前記規定量以上になった後よりも速くする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記制御部は、前記蓄電部の蓄電量に応じて前記規定量を設定する請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記制御部は、運転者による動力性能向上要求がある場合、前記解放速度を前記動力性能向上要求がない場合に比べて速くする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記制御部は、運転者による動力性能向上要求がある場合、前記自動変速機の変速段の切換え時における前記動力伝達機構の係合速度を前記動力性能向上要求がない場合に比べて速める請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

Images