JP7729068B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関する。

従来、この種の車両としては、駆動源としてのエンジンやモータと、駆動源と駆動輪との間に設けられたクラッチとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、駆動源を回転数制御すると共にクラッチをスリップ係合状態にして走行する第１モードと、駆動源をトルク制御すると共にクラッチを完全係合状態にして走行する第２モードとの間で遷移するときには、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクから駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを減じた値をスリップ係合状態でのクラッチの伝達トルク容量として設定する。

国際公開第２０１２／０５３５７６号

こうした車両では、変速機の目標変速段に対応する変速機の入力軸の回転数である目標変速段回転数が所定回転数以上であるときには、クラッチを完全係合状態にし、目標変速段回転数が所定回転数未満であるときには、クラッチをスリップ係合状態にすることが行なわれている。この場合において、クラッチが完全係合状態であるときに変速機の変速段のアップシフトを開始して、アップシフト後の変速段における変速機の入力軸の回転数が所定回転数未満になるために、アップシフト中にクラッチを再度スリップ係合状態にすることがある。アップシフト中にクラッチを完全係合状態からスリップ係合状態に切り替えると、変速ショックを生じる可能性がある。

本発明の車両は、変速機の変速段のアップシフトで変速ショックを生じるのを抑制することを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
エンジンと、
駆動輪に接続された変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間に設けられたクラッチと、
前記変速機については、変速段がアクセル操作量および車速に基づく目標変速段となるように制御し、前記クラッチについては、前記目標変速段に対応する前記変速機の入力軸の回転数である目標変速段回転数が所定回転数以上であるときには完全係合状態にし、前記目標変速段回転数が前記所定回転数未満であるときにはスリップ係合状態にする制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記目標変速段回転数が前記所定回転数以上であるときにおいて、前記変速段のアップシフトを所定時間内に行なうと予測し且つ前記アップシフト後に前記入力軸の回転数が前記所定回転数未満になると予測したときには、前記クラッチをスリップ係合状態にする、
ことを要旨とする。

本発明の車両では、変速機については、変速段がアクセル操作量および車速に基づく目標変速段となるように制御し、クラッチについては、目標変速段に対応する変速機の入力軸の回転数である目標変速段回転数が所定回転数以上であるときには完全係合状態にし、目標変速段回転数が所定回転数未満であるときにはスリップ係合状態にする。この場合に、目標変速段回転数が所定回転数以上であるときにおいて、変速段のアップシフトを所定時間内に行なうと予測し且つアップシフト後に入力軸の回転数が所定回転数未満になると予測したときには、クラッチをスリップ係合状態にする。これにより、変速機のアップシフト前に、目標変速段回転数が所定回転数未満から所定回転数以上に至ってクラッチをスリップ係合状態から完全係合状態に切り替えて、その後に、短時間で目標変速段のアップシフト側の変更により目標変速段回転数が所定回転数未満になってクラッチをスリップ係合状態に再度切り替える、という事象を生じるのを抑制することができる。即ち、変速段のアップシフト中にクラッチを完全係合状態からスリップ係合状態に切り替えるのを抑制することができる。この結果、変速段のアップシフトで変速ショックを生じるのを抑制することができる。また、クラッチをスリップ係合状態、完全係合状態、スリップ係合状態と短時間で切り替えるのも抑制することができる。ここで、所定回転数としては、例えば、クラッチを完全係合状態にしたときにエンジンストールを発生しないと想定される回転数範囲の下限として設定され、例えば、エンジンのアイドル回転数と同一の回転数やそれよりも若干低い回転数などが用いられる。

本発明の車両において、前記制御装置は、前記アクセル操作量と前記車速との関係である変速線に基づいて前記目標変速段を設定し、更に、前記制御装置は、現在のアクセル操作量における現在の車速とアップシフトの前記変速線の車速との車速差に基づいて、前記変速段のアップシフトを前記所定時間内に行なうか否かを予測するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記車速差および車両の加速度に基づいて、前記変速段のアップシフトを前記所定時間内に行なうか否かを予測するものとしてもよい。これらのようにすれば、変速段のアップシフトを所定時間内に行なうか否かをより適切に予測することができる。

本発明の車両において、前記制御装置は、前記クラッチが前記スリップ係合状態であるときには、前記所定回転数と、前記入力軸の回転数よりも第２所定回転数だけ高い回転数と、のうち大きい方の回転数で前記エンジンが回転するように前記エンジンを制御するものとしてもよい。こうすれば、クラッチがスリップ係合状態であるときに、エンジンの回転数が所定回転数未満になるのをより抑制することができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 変速線図の一例を示す説明図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるクラッチ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるアップシフト予測ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例の変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊および変速段Ｇｓ、アップシフト予測フラグＦ１，低回転予測フラグＦ２、クラッチ３４に対する指令、エンジン２２の回転数Ｎｅ、入力軸４１の回転数Ｎｉ、目標変速段回転数Ｎｉｔｇの様子の一例を示すタイムチャートである。 比較例の変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊、変速段Ｇｓ、クラッチ３４に対する指令、エンジン２２の回転数Ｎｅ、入力軸４１の回転数Ｎｉ、目標変速段回転数Ｎｉｔｇの様子の一例を示すタイムチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、クラッチ２８と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチ３４と、変速機４０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

エンジン２２は、燃料タンクからのガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２のクランクシャフト２３は、クラッチ２８を介してモータ３０の回転子に接続されている。エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランクシャフト２３のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

クラッチ２８は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸との接続および接続の解除を行なう。モータ３０は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータ３０の回転子は、クラッチ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共にクラッチ３４を介して変速機４０の入力軸４１に接続されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、ＨＶＥＣＵ７０によってインバータ３２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。クラッチ３４は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、モータ３０の回転軸と変速機４０の入力軸４１との接続および接続の解除を行なう。

変速機４０は、例えば４段変速の自動変速機として構成されており、入力軸４１や出力軸４２、複数の遊星歯車、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を有する。入力軸４１は、クラッチ３４を介してモータ３０の回転子に接続されており、出力軸は、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結された駆動軸４６に接続されている。複数の摩擦係合要素は、何れも、ピストン、複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート）、作動油が供給される油室などにより構成される油圧サーボを有する。変速機４０は、複数の摩擦係合要素の係脱により、第１速～第４速の前進段や後進段を形成して、入力軸４１と出力軸４２との間で動力を伝達する。上述のクラッチ２８やクラッチ３４、変速機４０の複数の摩擦係合要素は、図示しない油圧制御装置により作動油が給排されて動作する。

高電圧バッテリ６０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６２は、定格電圧が高電圧バッテリ６０よりも低い例えば鉛蓄電池として構成されており、低電圧側電力ライン６３に接続されている。高電圧バッテリ６０および低電圧バッテリ６２は、同一のケースに収納されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６３とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、ＨＶＥＣＵ７０によって制御されることにより、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６３に電圧の降圧を伴って供給する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ（例えばレゾルバ）３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍ、変速機４０の入力軸４１の回転数を検出する回転数センサ４１ａからの入力軸４１の回転数Ｎｉ、変速機４０の出力軸４２の回転数を検出する回転数センサ４２ａからの出力軸４２の回転数Ｎｏを挙げることができる。高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂ１や、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂ１、低電圧バッテリ６２の端子間に取り付けられた電圧センサ６７ａからの低電圧バッテリ６２の電圧Ｖｂ２、低電圧バッテリ６２の出力端子に取り付けられた電流センサからの低電圧バッテリ６２の電流Ｉｂ２も挙げることができる。スタートスイッチ８０からのスタート信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖ、加速度センサ８９からの車両加速度αも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、クラッチ２８への制御信号や、インバータ３２への制御信号、クラッチ３４への制御信号、変速機４０への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４への制御信号を挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍを演算したり、複数の摩擦係合要素のうち係合状態の摩擦係合要素に基づいて変速機４０の変速段Ｇｓを演算したりしている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ＨＶ走行モードは、クラッチ２８およびクラッチ３４を係合状態にすると共にエンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、クラッチ２８を解放状態、クラッチ３４を係合状態にすると共にエンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。なお、クラッチ２８，３４の係合状態には、完全係合状態だけでなく、スリップ係合状態も含まれる。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０およびエンジンＥＣＵ２４の協調制御により、以下のＨＶ走行制御が行なわれる。ＨＶ走行制御における変速機４０の制御では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速線図とに基づいて変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊を設定し、変速段Ｇｓと目標変速段Ｇｓ＊とが一致するときには、変速段Ｇｓを保持し、変速段Ｇｓと目標変速段Ｇｓ＊とが異なるときには、変速段Ｇｓが目標変速段Ｇｓ＊に一致するように変速処理（アップシフトやダウンシフト）を行なう。図２は、変速線図の一例を示す説明図である。図中、実線は、アップシフト用の変速線であり、破線は、ダウンシフト用の変速線である。

変速処理（アップシフトやダウンシフト）は、以下のように行なわれる。最初に、複数の摩擦係合要素のうち係合状態から解放状態に切り替える解放側要素の油圧を１段低下させると共に解放状態から係合状態に切り替える係合側要素のストローク制御を行なう。ストローク制御では、係合側要素のピストンと摩擦係合プレートとの隙間を詰める（ピストンをストロークさせる）ファストフィルと、係合側要素の油圧を比較的低い待機圧で保持する低圧待機とを行なう。続いて、解放側要素の油圧を徐々に低下させると共に係合側要素の油圧を徐々に上昇させて、トルクの伝達を解放側要素から係合側要素に変更する（トルク相）。そして、解放側要素の油圧を徐々に低下させると共に係合側要素の油圧を徐々に上昇させて、変速機４０の入力軸４１の回転数Ｎｉを変更後の変速段Ｇｓに対応する回転数に変更する（イナーシャ相）。入力軸４１の回転数Ｎｉが変更後の変速段Ｇｓに対応する回転数に至ると、係合側要素の油圧を更に上昇させて、変速処理を完了する。

ＨＶ走行制御におけるエンジン２２およびモータ３０の制御では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速機４０の変速段Ｇｓとに基づいて変速機４０の入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）やモータ３０の制御（インバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御）を行なう。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０およびエンジンＥＣＵ２４の協調制御により、以下のＥＶ走行制御が行なわれる。ＥＶ走行制御における変速機４０の制御では、ＨＶ走行モードにおける変速機４０の制御と同様の制御を行なう。ＥＶ走行制御におけるモータ３０の制御では、ＨＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０の制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、クラッチ３４の制御について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるクラッチ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。

図３のＨＶ走行モードクラッチ制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、走行モードＭｄを入力する（ステップＳ１００）。ここで、走行モードＭｄは、現在の走行モード（ＨＶ走行モードまたはＥＶ走行モード）が入力される。続いて、走行モードＭｄがＨＶ走行モードおよびＥＶ走行モードのうちの何れであるかを判定し（ステップＳ１１０）、走行モードＭｄがＥＶ走行モードであるときには、完全係合指令をクラッチ３４に出力して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。この完全係合指令により、クラッチ３４は、完全係合状態になる、または、完全係合状態で保持される。

ステップＳ１１０で走行モードＭｄがＨＶ走行モードであるときには、変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊に対応する入力軸４１の回転数である目標変速段回転数Ｎｉｔｇや、アップシフト予測フラグＦ１、低回転予測フラグＦ２を入力する（ステップＳ１２０）。ここで、目標変速段回転数Ｎｉｔｇは、回転数センサ４２ａにより検出される変速機４０の出力軸４２の回転数Ｎｏと、目標変速段Ｇｓ＊における変速比ρと、の積として得られた値が入力される。なお、目標変速段回転数Ｎｉｔｇは、変速機４０の変速段Ｇｓと目標変速段Ｇｓ＊とが一致しているとき（変速処理中でないとき）には、回転数センサ４１ａにより検出される入力軸４１の回転数Ｎｉと一致する。

アップシフト予測フラグＦ１は、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１（例えば、数秒～１０秒程度）内に行なうか否かの予測結果を示すフラグであり、図４のアップシフト予測ルーチンにより設定された値が入力される。低回転予測フラグＦ２は、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満になるか否かの予測結果を示すフラグであり、図４のアップシフト予測ルーチンにより設定された値が入力される。所定回転数Ｎｉ１は、ＨＶ走行モードでクラッチ３４を完全係合状態にしたときに（エンジン２２の回転数と変速機４０の入力軸４１の回転数とを同一にしたときに）エンジンストールを発生しないと想定される回転数範囲の下限として設定され、例えば、エンジン２２のアイドル回転数Ｎｉｄｌと同一の回転数やそれよりも若干低い回転数などが用いられる。以下、図３のクラッチ制御ルーチンの説明を中断し、図４のアップシフト予測ルーチンについて説明する。このルーチンは、走行モードＭｄがＨＶ走行モードであるときに繰り返し実行される。

図４のアップシフト予測ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、車両加速度αなどのデータを入力する（ステップＳ２００）。ここで、アクセル開度Ａｃｃは、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出された値が入力される。車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値が入力される。車両加速度αは、加速度センサ８９により検出された値が入力される。

こうしてデータを入力すると、現在のアクセル開度Ａｃｃにおける変速機４０のアップシフト線の車速であるアップシフト車速Ｖｕｐを設定する（ステップＳ２１０）。この処理は、図２の変速線図に現在のアクセル開度Ａｃｃを適用して行なうことができる。例えば、現在の変速段Ｇｓが１速のときには、図２の変速線図における現在のアクセル開度Ａｃｃと１速から２速のアップシフト線との交点の車速Ｖをアップシフト車速Ｖｕｐに設定する。

続いて、アップシフト車速Ｖｕｐと現在の車速Ｖとの車速差ΔＶを演算し（ステップＳ２２０）、車速差ΔＶと車両加速度αとに基づいて、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうか否かを予測する（ステップＳ２３０，Ｓ２３２）。この処理は、例えば、以下のように行なわれる。車両加速度αが値０以下であるときには、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なわないと予測する。車両加速度αが値０よりも大きいときには、車速差ΔＶを車両加速度αで除して、車速Ｖがアップシフト車速Ｖｕｐに到達するまでの到達所要時間Ｔｒｑを演算し、到達所要時間Ｔｒｑが所定時間Ｔ１以下であるときには、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測し、到達所要時間Ｔｒｑが所定時間Ｔ１よりも長いときには、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なわないと予測する。

ステップＳ２３０，Ｓ２３２で変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なわないと予測したときには、アップシフト予測フラグＦ１に値０を設定する（ステップＳ２４０）。このときには、便宜的に、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満にならない（クラッチ３４を完全係合状態にしたときにエンジンストールを発生しない）と予測し、低回転予測フラグＦ２に値０を設定して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２３０，Ｓ２３２で変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測したときには、アップシフト予測フラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ２５０）、アップシフト車速Ｖｕｐおよび車両加速度αに基づいて、変速機４０の変速段のアップシフトを完了するときの入力軸４１の回転数であるアップシフト後入力回転数Ｎｉｕｐｆを予測する（ステップＳ２６０）。ここで、ステップＳ２６０の処理は、例えば、以下のように行なわれる。最初に、アップシフト車速Ｖｕｐや車両加速度α、アップシフトの所要時間に基づいて、変速段のアップシフトを完了するときの車速であるアップシフト後車速Ｖｕｐｆを予測する。続いて、アップシフト後車速Ｖｕｐｆに換算係数ｋｖを乗じて、変速段のアップシフトを完了するときの出力軸４２の回転数であるアップシフト後出力回転数Ｎｏｕｐｆを予測する。そして、アップシフト後出力回転数Ｎｏｕｐｆと、アップシフト後の変速段における変速比ρと、の積をアップシフト後入力回転数Ｎｉｕｐｆとして推定する。アップシフトの所要時間は、実験や解析により予め定められた時間が用いられる。

こうしてアップシフト後入力回転数Ｎｉｕｐｆを予測すると、予測したアップシフト後入力回転数Ｎｉｕｐｆを上述の所定回転数Ｎｉ１と比較する（ステップＳ２７０）。この処理は、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満になる（クラッチ３４を完全係合状態にするとエンジンストールを発生し得る）か否かを予測する処理である。

ステップＳ２７０でアップシフト後入力回転数Ｎｉｕｐｆが所定回転数Ｎｉ１以上であるときには、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満にならない（クラッチ３４を完全係合状態にしたときにエンジンストールを発生しない）と予測し、低回転予測フラグＦ２に値０を設定して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２７０でアップシフト後入力回転数Ｎｉｕｐｆが所定回転数Ｎｉ１未満であるときには、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満になる（クラッチ３４を完全係合状態にするとエンジンストールを発生し得る）と予測し、低回転予測フラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ２９０）、本ルーチンを終了する。

図４のアップシフト予測ルーチンについて説明した。図３のクラッチ制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１２０で目標変速段回転数Ｎｉｔｇやアップシフト予測フラグＦ１、低回転予測フラグＦ２を入力すると、目標変速段回転数Ｎｉｔｇを上述の所定回転数Ｎｉ１と比較する（ステップＳ１３０）。この処理は、クラッチ３４を完全係合状態にするとエンジンストールを発生し得るか否かを判定する処理である。

ステップＳ１３０で目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満であるときには、クラッチ３４を完全係合状態にするとエンジンストールを発生し得ると判断し、スリップ係合指令をクラッチ３４に出力して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。このスリップ係合指令により、クラッチ３４は、スリップ係合状態になるまたはスリップ係合状態で保持される。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｉ１未満になるのを抑制し、エンジンストールの発生を抑制することができる。実施例では、このときのエンジン２２およびモータ３０の制御として、上述の所定回転数Ｎｉ１と、変速機４０の入力軸４１の回転数Ｎｉよりも所定回転数ΔＮｉだけ高い回転数（Ｎｉ＋ΔＮｉ）と、のうち大きい方の回転数でエンジン２２が回転しながら要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるように、エンジン２２の運転制御やモータ３０の制御を行なうものとした。こうした制御により、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｉ１未満になるのをより抑制し、エンジンストールの発生をより抑制することができる。

ステップＳ１３０で目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１以上であるときには、クラッチ３４を完全係合状態にしたときにエンジンストールを発生しないと判断し、アップシフト予測フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ１４０）。アップシフト予測フラグＦ１が値０であるとき、即ち、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なわないと予測したときには、完全係合指令をクラッチ３４に出力して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１４０でアップシフト予測フラグＦ１が値１であるとき、即ち、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測したときには、低回転予測フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ１５０）。低回転予測フラグＦ２が値０であるとき、即ち、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満にならない（クラッチ３４を完全係合状態にしたときにエンジンストールを発生しない）と予測したときには、完全係合指令をクラッチ３４に出力して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。一方、低回転予測フラグＦ２が値１であるとき、即ち、変速機４０の変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満になる（クラッチ３４を完全係合状態にするとエンジンストールを発生し得る）と予測したときには、スリップ係合指令をクラッチ３４に出力して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。

図５は、実施例の変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊および変速段Ｇｓ、アップシフト予測フラグＦ１，低回転予測フラグＦ２、クラッチ３４に対する指令、エンジン２２の回転数Ｎｅ、入力軸４１の回転数Ｎｉ、目標変速段回転数Ｎｉｔｇの様子の一例を示すタイムチャートである。図６は、比較例の変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊、変速段Ｇｓ、クラッチ３４に対する指令、エンジン２２の回転数Ｎｅ、入力軸４１の回転数Ｎｉ、目標変速段回転数Ｎｉｔｇの様子の一例を示すタイムチャートである。比較例では、図３のクラッチ制御ルーチンにおいて、ＨＶ走行モードのときに、アップシフト予測フラグＦ１および低回転予測フラグＦ２を考慮せずに、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満であるときには、スリップ係合指令をクラッチ３４に出力し、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１以上であるときには、完全係合指令をクラッチ３４に出力するものとした。図５および図６において、変速機４０の変速段Ｇｓと目標変速段Ｇｓ＊とが一致しているとき（アップシフト中でないとき）には（図５の時刻ｔ１２～ｔ１３以外、図６の時刻ｔ２２～ｔ２３以外）、入力軸４１の回転数Ｎｉと目標変速段回転数Ｎｉｔｇとは一致している。

比較例では、図６に示すように、変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊および変速段Ｇｓが１速で、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが増加して所定回転数Ｎｉ１以上に至ると（時刻ｔ２１）、クラッチ３４に対する指令をスリップ係合指令から完全係合指令に切り替える。その後に、目標変速段Ｇｓ＊が１速から２速に切り替わると（時刻ｔ２２）、変速段のアップシフトを開始する。このとき、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満であるために、クラッチ３４に対する指令を完全係合指令からスリップ係合指令に切り替える。この場合、アップシフト中に、クラッチ３４を完全係合状態からスリップ係合状態に切り替えて、変速ショックを生じる可能性がある。例えば、図６のようにイナーシャ相（入力軸４１の回転数Ｎｉが目標変速段回転数Ｎｉｔｇに向かって変化しているとき）に、クラッチ３４を完全係合状態からスリップ係合状態に切り替えると、質量体（エンジン２２やモータ３０など）のイナーシャの入力軸４１に与える影響が変化して入力軸４１の回転数Ｎｉの変化が乱れて変速ショックを生じる可能性がある。また、比較例では、クラッチ３４をスリップ係合状態、完全係合状態、スリップ係合状態と短時間で切り替えることになる可能性もある。そして、変速段のアップシフトを完了すると（時刻ｔ２３）、変速段Ｇｓが目標変速段Ｇｓ＊に一致する。その後に、変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊が２速で、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが増加して所定回転数Ｎｉ１以上に至ると（時刻ｔ２４）、クラッチ３４に対する指令をスリップ係合指令から完全係合指令に切り替える。

これに対して、実施例では、図５に示すように、変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊および変速段Ｇｓが１速で、変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測すると共に変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満になると予測すると（時刻ｔ１０）、アップシフト予測フラグＦ１および低回転予測フラグＦ２を値０から値１に切り替える。そして、アップシフト予測フラグＦ１および低回転予測フラグＦ２が値１であるときに、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが増加して所定回転数Ｎｉ１以上に至ると（時刻ｔ１１）、クラッチ３４に対する指令をスリップ係合指令で保持する。その後に、目標変速段Ｇｓ＊が１速から２速に切り替わると（時刻ｔ１２）、変速段のアップシフトを開始すると共に、変速段のアップシフト（２速から３速）を所定時間Ｔ１内に行なうと予測しないために、アップシフト予測フラグＦ１および低回転予測フラグＦ２を値０に切り替える。目標変速段Ｇｓ＊が１速から２速に切り替わると、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満であるために、クラッチ３４に対する指令をスリップ係合指令で保持する。これにより、アップシフト中に、クラッチ３４を完全係合状態とスリップ係合状態とで切り替えるのを抑制し、変速ショックを生じるのを抑制することができる。また、クラッチ３４をスリップ係合状態、完全係合状態、スリップ係合状態と短時間で切り替えるのも抑制することができる。そして、変速段のアップシフトを完了すると（時刻ｔ１３）、変速段Ｇｓが目標変速段Ｇｓ＊に一致する。その後に、変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊が２速で、変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測すると共に変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満にならないと予測すると（時刻ｔ１４）、アップシフト予測フラグＦ１を値１に切り替えると共に低回転予測フラグＦ２を値０で保持する。そして、アップシフト予測フラグＦ１が値１であると共に低回転予測フラグＦ２が値０であるときに、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが増加して所定回転数Ｎｉ１以上に至ると（時刻ｔ１５）、クラッチ３４に対する指令をスリップ係合指令から完全係合指令に切り替える。

なお、実施例では、目標変速段Ｇｓ＊と変速段Ｇｓとが一致しているときにおいて、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満から所定回転数Ｎｉ１以上に至ったときに（時刻ｔ１１，ｔ１５）、アップシフト予測フラグＦ１および低回転予測フラグＦ２が値１である場合（時刻ｔ１１）、クラッチ３４に対する指令をスリップ係合指令で保持し、アップシフト予測フラグＦ１が値０である場合やアップシフト予測フラグＦ１が値１で且つ低回転予測フラグＦ２が値０である場合（時刻ｔ１５）、クラッチ３４に対する指令を完全係合指令に切り替える。したがって、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１以上に至る前に、変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測できるようにする、具体的には、所定時間Ｔ１を設定する必要がある。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機４０の目標変速段Ｇｓ＊に対応する入力軸４１の回転数である目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満であるときには、クラッチ３４にスリップ係合指令を出力する。また、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１以上であるときにおいて、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なわないと予測したときや、変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測し且つ変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満にならないと予測したときには、クラッチ３４に完全係合指令を出力する。さらに、目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１以上であるときにおいて、変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測し且つ変速段のアップシフト後に入力軸４１の回転数Ｎｉが所定回転数Ｎｉ１未満になると予測したときには、クラッチ３４にスリップ係合指令を出力する。これにより、変速段のアップシフト前に目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満から所定回転数Ｎｉ１以上に至ってクラッチ３４をスリップ係合状態から完全係合状態に切り替えて、その後に、短時間で目標変速段Ｇｓ＊のアップシフト側の変更（例えば、１速から２速の変更）により目標変速段回転数Ｎｉｔｇが所定回転数Ｎｉ１未満になってクラッチ３４をスリップ係合状態に再度切り替える、という事象が生じるのを抑制することができる。即ち、変速段のアップシフト中にクラッチを完全係合状態からスリップ係合状態に切り替えるのを抑制することができる。この結果、変速段のアップシフトで変速ショックを生じるのを抑制することができる。また、クラッチ３４をスリップ係合状態、完全係合状態、スリップ係合状態と短時間で切り替えるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車速差ΔＶと車両加速度αとに基づいて、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうか否かを予測するものとした。しかし、車両加速度αを考慮せずに、車速差ΔＶだけに基づいて、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうか否かを予測するものとしてもよい。この場合、車速差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆ以下であるときには、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なうと予測し、車速差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆよりも大きいときには、変速機４０の変速段のアップシフトを所定時間Ｔ１内に行なわないと予測するものとしてもよい。ここで、閾値ΔＶｒｅｆとしては、例えば、数ｋｍ／ｈ～１０ｋｍ／ｈ程度が用いられる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機４０は、４段変速の自動変速機として構成されるものとした。しかし、変速機４０は、３段変速や５段変速、６段変速などの自動変速機として構成されるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４およびＨＶＥＣＵ７０を備えるものとした。しかし、これらは、単一の電子制御ユニットとして構成されるものとしてもよい。

実施例では、エンジン２２とクラッチ２８とモータ３０とインバータ３２とクラッチ３４と変速機４０と高電圧バッテリ６０と低電圧バッテリ６２とＤＣ／ＤＣコンバータ６４とを備えるハイブリッド自動車２０の形態とした。しかし、ハイブリッド自動車２０のハード構成からクラッチ２８やモータ３０、インバータ３２、高電圧バッテリ６０、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を除いた自動車の構成としてものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、変速機４０が「変速機」に相当し、クラッチ３４が「クラッチ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０およびエンジンＥＣＵ２４が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２３ａ クランクポジションセンサ、２４ エンジンＥＣＵ、２８ クラッチ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３２ インバータ、３４ クラッチ、４０ 変速機、４１ 入力軸、４１ａ 回転数センサ、４２ 出力軸、４２ａ 回転数センサ、４６ 駆動軸、４８ デファレンシャルギヤ、４９ 駆動輪、６０ 高電圧バッテリ、６１ 高電圧側電力ライン、６２ 低電圧バッテリ、６３ 低電圧側電力ライン、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６７ａ 電圧センサ、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ スタートスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 加速度センサ。

Claims (3)

1. エンジンと、
   駆動輪に接続された変速機と、
   前記エンジンと前記変速機との間に設けられたクラッチと、
   前記変速機については、変速段がアクセル操作量および車速に基づく目標変速段となるように制御し、前記クラッチについては、前記目標変速段に対応する前記変速機の入力軸の回転数である目標変速段回転数が所定回転数以上であるときには完全係合状態にし、前記目標変速段回転数が前記所定回転数未満であるときにはスリップ係合状態にする制御装置と、
   を備える車両であって、
   前記制御装置は、前記目標変速段回転数が前記所定回転数以上であるときにおいて、前記変速段のアップシフトを所定時間内に行なうと予測し且つ前記アップシフト後に前記入力軸の回転数が前記所定回転数未満になると予測したときには、前記クラッチをスリップ係合状態にする、
   車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記制御装置は、前記アクセル操作量と前記車速との関係である変速線に基づいて前記目標変速段を設定し、
   更に、前記制御装置は、現在のアクセル操作量における現在の車速とアップシフトの前記変速線の車速との車速差に基づいて、前記変速段のアップシフトを前記所定時間内に行なうか否かを予測する、
   車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   前記制御装置は、前記車速差および車両の加速度に基づいて、前記変速段のアップシフトを前記所定時間内に行なうか否かを予測する、
   車両。