JP7552374B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機を含む駆動力源の下流に自動変速機を備えた車両の制御装置に関するものである。

電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に複数の係合装置のうちの何れかの係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される自動変速機と、を備えた車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両の制御装置がそれである。この特許文献１には、運転者による制動操作に応じた電動機の回生制御中に自動変速機のダウンシフトを判断した場合には、変速ショックを抑制する為に、回生トルクの変化率が小さくなった後にダウンシフトの実行を開始することが開示されている。

特開２０１９－１１８１号公報

ところで、特許文献１に示された技術では、回生トルクの増加中は自動変速機のダウンシフトの開始が遅延させられ、回生エネルギーを増やすことが可能となるが、自動変速機のダウンシフトの開始が遅れ、最適なギヤ段への移行が遅れる可能性がある。一方で、ダウンシフトを進行させることを優先するのであれば、電動機の回生制御中にダウンシフトが実行される場合には、変速ショックを抑制する為に、ダウンシフトの実行中は回生トルクの増加を禁止又は抑制することが考えられる。しかしながら、回生トルクの増加を禁止又は抑制すると、エネルギー効率が低下してしまう可能性がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機の回生制御中に自動変速機のダウンシフトを判断した際に、エネルギー効率の低下を抑制しつつダウンシフトの進行の遅れを抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。

第１の発明の要旨とするところは、（ａ）電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に複数の係合装置のうちの何れかの係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される自動変速機と、を備えた車両の、制御装置であって、（ｂ）前記係合装置のうちの解放側係合装置の解放状態への切替えと、前記係合装置のうちの係合側係合装置の係合状態への切替えと、によって前記自動変速機の変速を行う変速制御部と、（ｃ）前記電動機の回生による制動トルクである回生制動トルクの目標値を実現するように実際値を制御する、前記電動機の回生制御を行う電動機制御部と、を含んでおり、（ｄ）前記変速制御部は、前記電動機の回生制御が行われているときに前記自動変速機のダウンシフトを判断した場合には、前記ダウンシフトの進行段階を、前記解放側係合装置を前記自動変速機への入力トルクを受け持つことができるトルク容量で待機させると共に前記係合側係合装置をパッククリアランスが詰められたパック詰め完了状態とする準備段階とするように前記ダウンシフトを開始するものであり、前記準備段階が完了しても、前記回生制動トルクの前記目標値と前記実際値とのトルク差の絶対値が、エネルギー効率の低下を抑制できる程に前記実際値が前記目標値に近づいたと判断する予め定められた所定トルク差以下になるまでは前記進行段階を前記準備段階が完了した状態で維持し、前記トルク差の絶対値が前記所定トルク差以下になってから前記準備段階の次の前記進行段階であるトルク相を開始して前記ダウンシフトを進行させることにある。

前記第１の発明によれば、電動機の回生制御が行われているときに自動変速機のダウンシフトを判断した場合には、ダウンシフトの進行段階を準備段階とするようにダウンシフトが開始させられるので、回生制動トルクの目標値と実際値とのトルク差の絶対値が所定トルク差以下になるまでダウンシフトの開始自体を遅延させることに比べてダウンシフトの遅延時間を短縮することができる。又、準備段階が完了させられても、前記トルク差の絶対値が前記所定トルク差以下になるまでは進行段階が準備段階が完了した状態で維持させられ、前記トルク差の絶対値が前記所定トルク差以下になってからトルク相が開始させられてダウンシフトが進行させられるので、回生制動トルクの実際値が増加させられても変速ショックが発生し難い準備段階において、回生制動トルクの実際値が目標値に近づけられる。よって、電動機の回生制御中に自動変速機のダウンシフトを判断した際に、エネルギー効率の低下を抑制しつつダウンシフトの進行の遅れを抑制することができる。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、電動機の回生制御中に自動変速機のダウンシフトを判断した際にエネルギー効率の低下を抑制しつつダウンシフトの進行の遅れを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図２のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源である、エンジン１２及び電動機ＭＧを備えたハイブリッド車両である。又、車両１０は、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６と、を備えている。

エンジン１２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン１２は、後述する電子制御装置９０によって、車両１０に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置５０が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴeが制御される。

電動機ＭＧは、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。電動機ＭＧは、車両１０に備えられたインバータ５２を介して、車両１０に備えられたバッテリ５４に接続されている。バッテリ５４は、電動機ＭＧに対して電力を授受する蓄電装置である。電動機ＭＧは、後述する電子制御装置９０によってインバータ５２が制御されることにより、電動機ＭＧの出力トルクであるＭＧトルクＴmが制御される。ＭＧトルクＴmは、例えば電動機ＭＧの回転方向がエンジン１２の運転時と同じ回転方向である正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギも同意である。前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。

動力伝達装置１６は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース１８内において、Ｋ０クラッチ２０、トルクコンバータ２２、自動変速機２４等を備えている。Ｋ０クラッチ２０は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路におけるエンジン１２と電動機ＭＧとの間に設けられたクラッチである。トルクコンバータ２２は、Ｋ０クラッチ２０を介してエンジン１２に連結されている。自動変速機２４は、トルクコンバータ２２に連結されており、トルクコンバータ２２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に介在させられている。トルクコンバータ２２及び自動変速機２４は、各々、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）と駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成している。又、動力伝達装置１６は、自動変速機２４の出力回転部材である変速機出力軸２６に連結されたプロペラシャフト２８、プロペラシャフト２８に連結されたディファレンシャルギヤ３０、ディファレンシャルギヤ３０に連結された１対のドライブシャフト３２等を備えている。又、動力伝達装置１６は、エンジン１２とＫ０クラッチ２０とを連結するエンジン連結軸３４、Ｋ０クラッチ２０とトルクコンバータ２２とを連結する電動機連結軸３６等を備えている。

電動機ＭＧは、ケース１８内において、電動機連結軸３６に動力伝達可能に連結されている。つまり、電動機ＭＧは、Ｋ０クラッチ２０とトルクコンバータ２２との間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結されている。見方を換えれば、電動機ＭＧは、Ｋ０クラッチ２０を介することなくトルクコンバータ２２や自動変速機２４と動力伝達可能に連結されている。

トルクコンバータ２２は、電動機連結軸３６と連結されたポンプ翼車２２ａ、及び自動変速機２４の入力回転部材である変速機入力軸３８と連結されたタービン翼車２２ｂを備えている。トルクコンバータ２２は、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）の各々からの駆動力を流体を介して電動機連結軸３６から変速機入力軸３８へ伝達する流体式伝動装置である。トルクコンバータ２２は、ポンプ翼車２２ａとタービン翼車２２ｂとを連結する、つまり電動機連結軸３６と変速機入力軸３８とを連結する直結クラッチとしてのＬＵクラッチ４０を備えている。ＬＵクラッチ４０は、公知のロックアップクラッチである。

自動変速機２４は、例えば不図示の１組又は複数組の遊星歯車装置と、複数の係合装置ＣＢと、を備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。係合装置ＣＢは、例えば公知の油圧式の摩擦係合装置である。係合装置ＣＢは、各々、油圧制御回路５６から供給される調圧された油圧であるＣＢ油圧ＰＲcbによりそれぞれのトルク容量であるＣＢトルクＴcbが変化させられることで、係合状態や解放状態などの作動状態つまり制御状態が切り替えられる。

自動変速機２４は、係合装置ＣＢのうちの何れかの係合装置の係合によって、変速比（ギヤ比ともいう）γat（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi／ＡＴ出力回転速度Ｎo）が異なる複数の変速段（ギヤ段ともいう）のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。自動変速機２４は、後述する電子制御装置９０によって、ドライバー（＝運転者）のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて、係合装置ＣＢのうちの自動変速機２４の変速に関与する係合装置である所定の係合装置の制御状態が切り替えられることで、形成されるギヤ段が切り替えられる。つまり、自動変速機２４の変速制御においては、例えば所定の係合装置の掴み替えにより変速が実行される、すなわち解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とにより変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速が実行される。解放側係合装置は、所定の係合装置のうちの自動変速機２４の変速前には係合状態とされていた係合装置であって、自動変速機２４の変速過渡において係合状態から解放状態に向けて制御される係合装置である。係合側係合装置は、所定の係合装置のうちの自動変速機２４の変速前には解放状態とされていた係合装置であって、自動変速機２４の変速過渡において解放状態から係合状態に向けて制御される係合装置である。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、変速機入力軸３８の回転速度であり、自動変速機２４の入力回転速度である。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、トルクコンバータ２２の出力回転速度であるタービン回転速度Ｎtと同値である。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、タービン回転速度Ｎtで表すことができる。ＡＴ出力回転速度Ｎoは、変速機出力軸２６の回転速度であり、自動変速機２４の出力回転速度である。

Ｋ０クラッチ２０は、例えば多板式或いは単板式のクラッチにより構成される油圧式の摩擦係合装置である。Ｋ０クラッチ２０は、油圧制御回路５６から供給される調圧された油圧であるＫ０油圧ＰＲk0によりＫ０クラッチ２０のトルク容量であるＫ０トルクＴk0が変化させられることで、係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。

車両１０において、Ｋ０クラッチ２０の係合状態では、エンジン１２とトルクコンバータ２２とが動力伝達可能に連結される。一方で、Ｋ０クラッチ２０の解放状態では、エンジン１２とトルクコンバータ２２との間の動力伝達が遮断される。電動機ＭＧはトルクコンバータ２２に連結されているので、Ｋ０クラッチ２０は、エンジン１２を電動機ＭＧと断接するクラッチとして機能する。

動力伝達装置１６において、エンジン１２から出力される動力は、Ｋ０クラッチ２０が係合された場合に、エンジン連結軸３４から、Ｋ０クラッチ２０、電動機連結軸３６、トルクコンバータ２２、自動変速機２４、プロペラシャフト２８、ディファレンシャルギヤ３０、及びドライブシャフト３２等を順次介して駆動輪１４へ伝達される。又、電動機ＭＧから出力される動力は、Ｋ０クラッチ２０の制御状態に拘わらず、電動機連結軸３６から、トルクコンバータ２２、自動変速機２４、プロペラシャフト２８、ディファレンシャルギヤ３０、及びドライブシャフト３２等を順次介して駆動輪１４へ伝達される。

車両１０は、機械式のオイルポンプであるＭＯＰ５８、電動式のオイルポンプであるＥＯＰ６０、ポンプ用モータ６２等を備えている。ＭＯＰ５８は、ポンプ翼車２２ａに連結されており、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）により回転駆動させられて動力伝達装置１６にて用いられる作動油OILを吐出する。ポンプ用モータ６２は、ＥＯＰ６０を回転駆動する為のＥＯＰ６０専用のモータである。ＥＯＰ６０は、ポンプ用モータ６２により回転駆動させられて作動油OILを吐出する。ＭＯＰ５８やＥＯＰ６０が吐出した作動油OILは、油圧制御回路５６へ供給される。油圧制御回路５６は、ＭＯＰ５８及び／又はＥＯＰ６０が吐出した作動油OILを元にして各々調圧した、ＣＢ油圧ＰＲcb、Ｋ０油圧ＰＲk0などを供給する。

車両１０は、ホイールブレーキ装置６４を備えている。ホイールブレーキ装置６４は、車輪にホイールブレーキによる制動トルクＴＢである車輪制動トルクＴＢwを付与するブレーキ装置である。ホイールブレーキ装置６４は、運転者による例えばブレーキペダルの踏込操作などに応じて、ホイールブレーキに設けられたホイールシリンダへブレーキ油圧を供給する。ホイールブレーキ装置６４では、通常時には、ブレーキマスタシリンダから発生させられる、ブレーキ操作量Ｂraに対応した大きさのマスタシリンダ油圧がブレーキ油圧としてホイールシリンダへ供給される。一方で、ホイールブレーキ装置６４では、例えばＡＢＳ機能作動時、横滑り抑制制御時、自動車速制御時、自動運転制御時、自動ブレーキ機能作動時、回生制御時などには、車輪制動トルクＴＢwの発生の為に、各制御で必要な車輪制動トルクＴＢwに対応した大きさのブレーキ油圧がホイールシリンダへ供給される。上記車輪は、駆動輪１４及び不図示の従動輪である。ブレーキ操作量Ｂraは、ブレーキペダルの踏力に対応する、運転者によるブレーキペダルの踏込操作の大きさつまりブレーキ操作の大きさを表す信号である。

車両１０は、更に、車両１０の制御装置を含む電子制御装置９０を備えている。電子制御装置９０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置９０は、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。

電子制御装置９０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えばエンジン回転速度センサ７０、タービン回転速度センサ７２、出力回転速度センサ７４、ＭＧ回転速度センサ７６、アクセル開度センサ７８、スロットル弁開度センサ８０、ブレーキペダルセンサ８２、バッテリセンサ８４、油温センサ８６など）による検出値に基づく各種信号等（例えばエンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe、ＡＴ入力回転速度Ｎiと同値であるタービン回転速度Ｎt、車速Ｖに対応するＡＴ出力回転速度Ｎo、電動機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎm、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Ｂon、ブレーキ操作量Ｂra、バッテリ５４のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbat、油圧制御回路５６内の作動油OILの温度である作動油温ＴＨoilなど）が、それぞれ供給される。

電子制御装置９０からは、車両１０に備えられた各装置（例えばエンジン制御装置５０、インバータ５２、油圧制御回路５６、ポンプ用モータ６２、ホイールブレーキ装置６４など）に各種指令信号（例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧを制御する為のＭＧ制御指令信号Ｓm、係合装置ＣＢを制御する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcb、Ｋ０クラッチ２０を制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓk0、ＬＵクラッチ４０を制御する為のＬＵ油圧制御指令信号Ｓlu、ＥＯＰ６０を制御する為のＥＯＰ制御指令信号Ｓeop、車輪制動トルクＴＢwを制御する為のブレーキ制御指令信号Ｓbraなど）が、それぞれ出力される。

電子制御装置９０は、車両１０における各種制御を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部９２、変速制御手段すなわち変速制御部９４、及び制動制御手段すなわち制動制御部９６を備えている。

ハイブリッド制御部９２は、エンジン１２の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部９２ａとしての機能と、インバータ５２を介して電動機ＭＧの作動を制御する電動機制御手段すなわち電動機制御部９２ｂとしての機能と、を含んでおり、それらの制御機能によりエンジン１２及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。

ハイブリッド制御部９２は、例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで、運転者による車両１０に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である。前記駆動要求量は、例えば駆動輪１４における要求駆動トルクＴrdemである。要求駆動トルクＴrdem［Ｎｍ］は、見方を換えればそのときの車速Ｖにおける要求駆動パワーＰrdem［Ｗ］である。前記駆動要求量としては、駆動輪１４における要求駆動力Ｆrdem［Ｎ］、変速機出力軸２６における要求ＡＴ出力トルク等を用いることもできる。前記駆動要求量の算出では、車速Ｖに替えてＡＴ出力回転速度Ｎoなどを用いても良い。

ハイブリッド制御部９２は、伝達損失、補機負荷、自動変速機２４の変速比γat、バッテリ５４の充電可能電力Ｗinや放電可能電力Ｗout等を考慮して、要求駆動パワーＰrdemを実現するように、エンジン１２を制御するエンジン制御指令信号Ｓeと、電動機ＭＧを制御するＭＧ制御指令信号Ｓmと、を出力する。エンジン制御指令信号Ｓeは、例えばそのときのエンジン回転速度ＮeにおけるエンジントルクＴeを出力するエンジン１２のパワーであるエンジンパワーＰeの指令値である。ＭＧ制御指令信号Ｓmは、例えばそのときのＭＧ回転速度ＮmにおけるＭＧトルクＴmを出力する電動機ＭＧの消費電力Ｗmの指令値である。

バッテリ５４の充電可能電力Ｗinは、バッテリ５４の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ５４の入力制限を示している。バッテリ５４の放電可能電力Ｗoutは、バッテリ５４の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ５４の出力制限を示している。バッテリ５４の充電可能電力Ｗinや放電可能電力Ｗoutは、例えばバッテリ温度ＴＨbat及びバッテリ５４の充電状態値ＳＯＣ［％］に基づいて電子制御装置９０により算出される。バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣは、バッテリ５４の充電量に相当する充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ｉbat及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいて電子制御装置９０により算出される。

ハイブリッド制御部９２は、電動機ＭＧの出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える場合には、走行モードをモータ走行（＝ＥＶ走行）モードとする。ハイブリッド制御部９２は、ＥＶ走行モードでは、Ｋ０クラッチ２０の解放状態において、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）のうちの電動機ＭＧのみから駆動力を出力して走行するＥＶ走行を行う。一方で、ハイブリッド制御部９２は、少なくともエンジン１２の出力を用いないと要求駆動トルクＴrdemを賄えない場合には、走行モードをエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行（＝ＨＶ走行）モードとする。ハイブリッド制御部９２は、ＨＶ走行モードでは、Ｋ０クラッチ２０の係合状態において、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）のうちの少なくともエンジン１２から駆動力を出力して走行するエンジン走行すなわちＨＶ走行を行う。他方で、ハイブリッド制御部９２は、電動機ＭＧの出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える場合であっても、バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣが予め定められたエンジン始動閾値未満となる場合やエンジン１２等の暖機が必要な場合などには、ＨＶ走行モードを成立させる。前記エンジン始動閾値は、エンジン１２を強制的に始動してバッテリ５４を充電する必要がある充電状態値ＳＯＣであることを判断する為の予め定められた閾値である。

変速制御部９４は、例えば予め定められた関係である変速マップを用いて自動変速機２４の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機２４の変速制御を実行する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５６へ出力する。変速制御部９４は、自動変速機２４の変速制御では、例えば解放側係合装置の解放状態への切替えと係合側係合装置の係合状態への切替えとによって自動変速機２４の変速を行う。前記変速マップは、例えば車速Ｖ及び要求駆動トルクＴrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機２４の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。前記変速マップでは、車速Ｖに替えてＡＴ出力回転速度Ｎoなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクＴrdemに替えて要求駆動力Ｆrdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。

自動変速機２４の変速の進行段階すなわちフェーズを減速時のダウンシフトを例示して説明する。変速制御部９４は、自動変速機２４のダウンシフトを判断した場合には、ダウンシフトのフェーズを、解放側係合装置を自動変速機２４への入力トルクＴinを受け持つことができるトルク容量で待機させると共に係合側係合装置をパッククリアランスが詰められたパック詰め完了状態とする準備段階すなわち準備フェーズとする為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５６へ出力してダウンシフトを開始する。係合装置ＣＢのパック詰め完了状態は、そのパック詰め完了状態からＣＢ油圧ＰＲcbを増大させれば係合装置ＣＢがトルク容量を持ち始める状態である。変速制御部９４は、準備フェーズの開始時点から所定準備時間ＴＭpkが経過したか否かに基づいて、準備フェーズが完了したか否かを判定する。所定準備時間ＴＭpkは、例えば係合側係合装置がパック詰め完了状態となる予め定められた時間である。変速制御部９４は、準備フェーズが完了したと判定した場合には、解放側係合装置のトルク容量を漸減させると共に係合側係合装置のトルク容量を漸増させる為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５６へ出力してトルク相を開始する。このトルク相は、ダウンシフトの場合、係合側係合装置がトルク容量を持ち出して、自動変速機２４の出力トルクに変化が生じるフェーズである。ダウンシフトの過渡中にタービン回転速度Ｎt（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi）がダウンシフト後同期回転速度（＝Ｎo×ダウンシフト後のγat）に向けて上昇させられると、ダウンシフトのフェーズはトルク相からイナーシャ相に遷移させられる。変速制御部９４は、イナーシャ相では、例えば変速時間と変速ショックとを考慮して予め定められた上昇勾配でタービン回転速度Ｎtを変化させる為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５６へ出力する。変速制御部９４は、タービン回転速度Ｎtがダウンシフト後同期回転速度に一致したか否かに基づいて、ダウンシフトが終了したか否かを判定する。変速制御部９４は、ダウンシフトが終了したと判定した場合には、解放側係合装置のＣＢ油圧ＰＲcbをゼロとすると共に係合側係合装置のＣＢ油圧ＰＲcbを係合側係合装置を完全係合状態に維持するＣＢ油圧ＰＲcbとする為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５６へ出力して、ダウンシフトに関わる一連の変速制御を完了する。

制動制御部９６は、例えば車速Ｖ、降坂路の勾配、ホイールブレーキを作動させる為の運転者によるブレーキ操作（例えばブレーキ操作量Ｂra、ブレーキ操作量Ｂraの増大速度）などに基づいて要求制動トルクＴＢdemを設定する。制動制御部９６は、車両１０の減速走行中には、要求制動トルクＴＢdemが得られるように車両１０の制動トルクＴＢを発生させる。制動トルクＴＢ（＜０）が小さい側は、制動トルクＴＢの絶対値が大きい側であるが、便宜上、制動トルクＴＢの絶対値を大きくすることを制動トルクＴＢを増加すると表現する。

要求制動トルクＴＢdemは、基本的には、ホイールブレーキ装置６４による車輪制動トルクＴＢwに対する要求制動トルクであり、車輪制動トルクＴＢwによって実現されるものであるが、例えばエネルギー効率の向上の観点から回生制動トルクＴＢrによって優先して実現される。つまり、要求制動トルクＴＢdemを実現する制動トルクＴＢは、例えば回生制動トルクＴＢr及び車輪制動トルクＴＢwによって発生させられる。回生制動トルクＴＢrは、電動機ＭＧの回生による制動によって得られる制動トルクＴＢである。電動機ＭＧの回生は、駆動輪１４から入力される被駆動トルクにより電動機ＭＧを回転駆動させて発電機として作動させ、電動機ＭＧの発電電力をバッテリ５４へ充電する制御である。

制動制御部９６は、回生制動トルクＴＢrの目標値である目標回生制動トルクＴＢrtが得られるように電動機ＭＧによる回生制御を実行する指令を電動機制御部９２ｂへ出力する。

電動機制御部９２ｂは、目標回生制動トルクＴＢrtを実現するように回生制動トルクＴＢrの実際値である実回生制動トルクＴＢrrを制御する為のＭＧ制御指令信号Ｓmを出力して、電動機ＭＧの回生制御を行う。要求制動トルクＴＢdemの全部を回生制動トルクＴＢrで賄える場合には、要求制動トルクＴＢdemが目標回生制動トルクＴＢrtとされる。要求制動トルクＴＢdemの絶対値が回生制動トルクＴＢrの上限値の絶対値よりも大きい為に、要求制動トルクＴＢdemの一部しか回生制動トルクＴＢrで賄えない場合には、回生制動トルクＴＢrの上限値が目標回生制動トルクＴＢrtとされる。

制動制御部９６は、要求制動トルクＴＢdemのうちの実回生制動トルクＴＢrrでは実現できなかった分の要求制動トルクＴＢdemを実現するのに必要となる車輪制動トルクＴＢwを得る為のブレーキ制御指令信号Ｓbraをホイールブレーキ装置６４へ出力する。要求制動トルクＴＢdemのうちの実回生制動トルクＴＢrrでは実現できなかった分の要求制動トルクＴＢdemは、例えば要求制動トルクＴＢdemのうちの回生制動トルクＴＢrの上限値では実現できなかった分の要求制動トルクＴＢdem、要求制動トルクＴＢdemの増加レートの絶対値が実回生制動トルクＴＢrrの増加レートの絶対値よりも大きい為に実回生制動トルクＴＢrrが要求制動トルクＴＢdemの変化に追従できなかった分の要求制動トルクＴＢdemなどである。

ところで、電動機ＭＧの回生制御の実行中に、自動変速機２４のダウンシフトが判断される場合がある。この場合、実回生制動トルクＴＢrrの増大つまり自動変速機２４への入力トルクＴinとなる電動機ＭＧの回生トルクの増大と、自動変速機２４のダウンシフトと、が重なると、変速ショックが増大する可能性がある。上述した変速ショックを抑制する為に、回生エネルギーを増やすことを優先して、実回生制動トルクＴＢrrの増大中は判断された自動変速機２４のダウンシフトの開始を遅延させると、最適なギヤ段への移行が遅れる可能性がある。或いは、上述した変速ショックを抑制する為に、自動変速機２４のダウンシフトを進行させることを優先して、ダウンシフトの実行中は実回生制動トルクＴＢrrの増加を禁止又は抑制すると、エネルギー効率が低下してしまう可能性がある。

そこで、変速制御部９４は、電動機ＭＧの回生制御が行われているときに自動変速機２４のダウンシフトを判断した場合には、そのダウンシフトのフェーズを準備フェーズとするようにそのダウンシフトを開始する。更に、変速制御部９４は、その準備フェーズが完了しても、目標回生制動トルクＴＢrtと実回生制動トルクＴＢrrとのトルク差である残余回生制動トルクΔＴＢr（＝ＴＢrt－ＴＢrr）の絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になるまではダウンシフトのフェーズを準備フェーズが完了した状態で維持し、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になってから準備フェーズの次のフェーズであるトルク相を開始してダウンシフトを進行させる。所定トルク差ΔＴＢrfは、例えばエネルギー効率の低下を抑制できる程に実回生制動トルクＴＢrrが目標回生制動トルクＴＢrtに近づいたと判断する為の予め定められた閾値である。

又、電動機制御部９２ｂは、自動変速機２４のダウンシフト過渡中においてトルク相が開始されてからダウンシフトが終了するまでは、実回生制動トルクＴＢrrの増加を抑制又は禁止する。電動機制御部９２ｂは、自動変速機２４のダウンシフトが終了した場合には、実回生制動トルクＴＢrrを目標回生制動トルクＴＢrtとするように実回生制動トルクＴＢrrを増加する。実回生制動トルクＴＢrrを目標回生制動トルクＴＢrtとするように実回生制動トルクＴＢrrを増加するときの増加レートは、回生制御の開始当初を含め、例えば実回生制動トルクＴＢrrの変化が許容される予め定められた上限値である。実回生制動トルクＴＢrrの増加を抑制するときの増加レートは、この上限値の絶対値よりも小さな値であって、例えば変速ショックが抑制される為の予め定められた値である。

具体的には、電動機制御部９２ｂは、電動機ＭＧの回生制御の実行中であるか否かを判定する。電動機制御部９２ｂは、電動機ＭＧの回生制御の実行中には、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下であるか否かを判定する。

変速制御部９４は、電動機制御部９２ｂにより電動機ＭＧの回生制御の実行中であると判定されたときに、自動変速機２４のダウンシフトを判断した場合には、そのダウンシフトのフェーズを準備フェーズとするようにそのダウンシフトを開始する。

変速制御部９４は、自動変速機２４のダウンシフトの開始後に準備フェーズが完了したと判定したときでも、電動機制御部９２ｂにより残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下でないと判定された場合には、ダウンシフトのフェーズをトルク相へ遷移させず、準備フェーズが完了した状態で維持する。変速制御部９４は、自動変速機２４のダウンシフトの開始後に準備フェーズが完了したと判定したときに、電動機制御部９２ｂにより残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下であると判定された場合には、トルク相を開始する。

電動機制御部９２ｂは、電動機ＭＧの回生制御の実行中に、変速制御部９４により自動変速機２４のダウンシフト過渡中におけるトルク相が開始された場合には、変速制御部９４によりダウンシフトが終了したと判定されるまでの間、実回生制動トルクＴＢrrの増加を抑制又は禁止する。電動機制御部９２ｂは、変速制御部９４によりダウンシフトが終了したと判定された場合には、実回生制動トルクＴＢrrを目標回生制動トルクＴＢrtとするように実回生制動トルクＴＢrrを増加する。

図２は、電子制御装置９０の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、電動機ＭＧの回生制御中に自動変速機２４のダウンシフトを判断した際にエネルギー効率の低下を抑制しつつダウンシフトの進行の遅れを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図３は、図２のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。

図２において、先ず、電動機制御部９２ｂの機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、電動機ＭＧの回生制御の実行中であるか否かが判定される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このＳ１０の判断が肯定される場合は変速制御部９４の機能に対応するＳ２０において、自動変速機２４のダウンシフトを判断したか否かが判定される。このＳ２０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このＳ２０の判断が肯定される場合は変速制御部９４の機能に対応するＳ３０において、判断されたダウンシフトのフェーズを準備フェーズとするようにそのダウンシフトが開始させられる。次いで、変速制御部９４の機能に対応するＳ４０において、準備フェーズが完了したか否かが判定される。このＳ４０の判断が否定される場合はこのＳ４０が繰り返し実行される。このＳ４０の判断が肯定される場合は電動機制御部９２ｂの機能に対応するＳ５０において、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下であるか否かが判定される。このＳ５０の判断が否定される場合は変速制御部９４の機能に対応するＳ６０において、ダウンシフトのフェーズが準備フェーズが完了した状態で維持される。このＳ６０に次いで、上記Ｓ５０が実行される。上記Ｓ５０の判断が肯定される場合は変速制御部９４の機能に対応するＳ７０において、トルク相が開始される。次いで、電動機制御部９２ｂの機能に対応するＳ８０において、実回生制動トルクＴＢrrの増加が抑制又は禁止される。次いで、変速制御部９４の機能に対応するＳ９０において、ダウンシフトが終了したか否かが判定される。このＳ９０の判断が否定される場合は上記Ｓ８０に戻される。このＳ９０の判断が肯定される場合は電動機制御部９２ｂの機能に対応するＳ１００において、実回生制動トルクＴＢrrを目標回生制動トルクＴＢrtとするように実回生制動トルクＴＢrrが増加させられる。

図３は、電動機ＭＧの回生制御の実行中に自動変速機２４のダウンシフトが判断された場合の一例を示す図である。図３において、ｔ１時点は、回生制動トルクＴＢr及び車輪制動トルクＴＢwによって要求制動トルクＴＢdemを実現する、ブレーキ協調回生制御が開始された時点を示している。この実施例では、要求制動トルクＴＢdemの全部を回生制動トルクＴＢrで賄える為、要求制動トルクＴＢdemが目標回生制動トルクＴＢrtとされている。但し、要求制動トルクＴＢdemの増加レートの絶対値が実回生制動トルクＴＢrrの増加レート（レートＡ参照）の絶対値よりも大きい為、要求制動トルクＴＢdemのうちの実回生制動トルクＴＢrrが要求制動トルクＴＢdemの変化に追従できなかった分は、車輪制動トルクＴＢwで賄われる。「レートＡ」は、例えば予め定められた実回生制動トルクＴＢrrの増加レートの上限値である。ブレーキ協調回生制御の実行中に自動変速機２４のダウンシフトが判断されると、そのダウンシフトのフェーズを準備フェーズとするようにそのダウンシフトが開始される（ｔ２時点参照）。破線に示す比較例では、準備フェーズが完了した時点からトルク相が開始され（ｔ３時点参照）、トルク相の開始時点からダウンシフトの終了判定時点まで実回生制動トルクＴＢrrの増加が禁止され、実回生制動トルクＴＢrrの増加レートがゼロとされている（ｔ３時点－ｔ７時点参照）。一方で、実線に示す本実施例では、準備フェーズが完了しても、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になるまではその準備フェーズが完了した状態が維持され（ｔ２時点－ｔ４時点参照）、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になってからトルク相が開始され（ｔ４時点参照）、トルク相の開始時点からダウンシフトの終了判定時点まで実回生制動トルクＴＢrrの増加が抑制されている（ｔ４時点－ｔ８時点参照）。「レートＢ」は、「レートＡ」の絶対値よりも小さな値であって、例えば予め定められた変速ショックが抑制される為の実回生制動トルクＴＢrrの増加レートである。ここでは、実線に示すように、イナーシャ相が開始された（ｔ５時点参照）後、例えばタービン回転速度Ｎtとダウンシフト前同期回転速度（＝Ｎo×ダウンシフト前のγat）との差回転速度に基づいて実際にイナーシャ相の開始が判定されてから、実回生制動トルクＴＢrrの増加レートが切り替えられてゼロ（レートＣ参照）とされても良い（ｔ６時点－ｔ８時点参照）。或いは、二点鎖線に示す本実施例のように、トルク相の開始時点からダウンシフトの終了判定時点まで実回生制動トルクＴＢrrの増加が禁止されて、実回生制動トルクＴＢrrの増加レートがゼロとされても良い（ｔ４時点－ｔ８時点参照）。ダウンシフトの終了判定後、解放側係合装置の指示圧がゼロとされると共に係合側係合装置の指示圧が完全係合状態に維持する値とされて、ダウンシフトに関わる一連の変速制御が完了させられる（ｔ９時点参照）。本実施例では、比較例に比べて回生エネルギーを増やすことができる。尚、図示はしていないが、例えば残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になるまでは自動変速機２４のダウンシフトを開始しないという比較例に比べて、本実施例では、最適なギヤ段への移行を早くすることができる。

上述のように、本実施例によれば、電動機ＭＧの回生制御が行われているときに自動変速機２４のダウンシフトを判断した場合には、ダウンシフトのフェーズを準備フェーズとするようにダウンシフトが開始させられるので、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になるまでダウンシフトの開始自体を遅延させることに比べてダウンシフトの遅延時間を短縮することができる。又、準備フェーズが完了させられても、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になるまではダウンシフトのフェーズが準備フェーズが完了した状態で維持させられ、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になってからトルク相が開始させられてダウンシフトが進行させられるので、実回生制動トルクＴＢrrが増加させられても変速ショックが発生し難い準備フェーズにおいて、実回生制動トルクＴＢrrが目標回生制動トルクＴＢrtに近づけられる。よって、電動機ＭＧの回生制御中に自動変速機２４のダウンシフトを判断した際に、エネルギー効率の低下を抑制しつつダウンシフトの進行の遅れを抑制することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、要求制動トルクＴＢdemは、運転者によるブレーキ操作に基づいて設定されたが、この態様に限らない。例えば、要求制動トルクＴＢdemは、公知の自動運転制御におけるブレーキ要求、又は、公知の自動車速制御におけるブレーキ要求などに基づいて設定されても良い。

また、前述の実施例では、残余回生制動トルクΔＴＢrの絶対値が所定トルク差ΔＴＢrf以下になるまではトルク相の開始が遅延させられたが、遅延させられる時間が長すぎる場合には、バックアップ制御により強制的にトルク相が開始させられても良い。

また、前述の実施例では、本発明が適用される車両として、エンジン１２と電動機ＭＧと自動変速機２４とを備える車両１０を例示したが、この態様に限らない。例えば、エンジンを備えず電動機のみを駆動力源とする電気自動車、公知の電気式無段変速機の後段に自動変速機を直列に備えるハイブリッド車両などであっても、本発明を適用することができる。要は、電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に複数の係合装置のうちの何れかの係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される自動変速機と、を備えた車両であれば、本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、自動変速機２４として遊星歯車式の自動変速機を例示したが、この態様に限らない。自動変速機２４は、公知のＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）などであっても良い。要は、自動変速機２４は、複数の係合装置のうちの何れかの係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される自動変速機であって、解放側係合装置の解放状態への切替えと、係合側係合装置の係合状態への切替えと、によって変速が行われる自動変速機であれば良い。ＤＣＴの場合には、複数の係合装置は２系統の各入力軸にそれぞれつながる係合装置であり、複数の係合装置の一方が解放側係合装置に相当し、複数の係合装置の他方が係合側係合装置に相当する。

また、前述の実施例では、流体式伝動装置としてトルクコンバータ２２が用いられたが、この態様に限らない。例えば、流体式伝動装置として、トルクコンバータ２２に替えて、トルク増幅作用のないフルードカップリングなどの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又は、流体式伝動装置は、必ずしも備えられている必要はなく、例えば発進用のクラッチに置き換えられても良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１４：駆動輪
２４：自動変速機
９０：電子制御装置（制御装置）
９２ｂ：電動機制御部
９４：変速制御部
ＣＢ：係合装置
ＭＧ：電動機

Claims (1)

1. 電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に複数の係合装置のうちの何れかの係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される自動変速機と、を備えた車両の、制御装置であって、
   前記係合装置のうちの解放側係合装置の解放状態への切替えと、前記係合装置のうちの係合側係合装置の係合状態への切替えと、によって前記自動変速機の変速を行う変速制御部と、
   前記電動機の回生による制動トルクである回生制動トルクの目標値を実現するように実際値を制御する、前記電動機の回生制御を行う電動機制御部と、
   を含んでおり、
   前記変速制御部は、前記電動機の回生制御が行われているときに前記自動変速機のダウンシフトを判断した場合には、前記ダウンシフトの進行段階を、前記解放側係合装置を前記自動変速機への入力トルクを受け持つことができるトルク容量で待機させると共に前記係合側係合装置をパッククリアランスが詰められたパック詰め完了状態とする準備段階とするように前記ダウンシフトを開始するものであり、前記準備段階が完了しても、前記回生制動トルクの前記目標値と前記実際値とのトルク差の絶対値が、エネルギー効率の低下を抑制できる程に前記実際値が前記目標値に近づいたと判断する予め定められた所定トルク差以下になるまでは前記進行段階を前記準備段階が完了した状態で維持し、前記トルク差の絶対値が前記所定トルク差以下になってから前記準備段階の次の前記進行段階であるトルク相を開始して前記ダウンシフトを進行させることを特徴とする車両の制御装置。

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