WO2012102369A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

　走行中、エンジン始動とダウン変速の並行処理時、ダウン変速開始からダウン変速終了までの所要時間の短縮化を図ることができるばかりでなく、引きショックを防止したダウン変速制御を容易に行うこと。　ＦＲハイブリッド車両の制御装置は、エンジンEngと、モータ/ジェネレータMGと、第１クラッチCL1と、自動変速機ATと、第２クラッチCL2と、始動/変速同時処理手段（図６）と、を備えている。始動/変速同時処理手段（図６）は、走行中のエンジン始動のためにモータ/ジェネレータMGによってエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御と、自動変速機ATのダウン変速制御と、を並行して処理するとき、モータ/ジェネレータMGによるエンジン回転数上昇制御中に、ダウン変速制御による入力回転数の上昇を、モータ/ジェネレータMGによるモータトルクを使って目標入力回転数まで上昇させる。

Description

ハイブリッド車両の制御装置

　本発明は、走行中、エンジン始動制御と自動変速機のダウン変速制御を同時処理するハイブリッド車両の制御装置に関する。

　従来、ハイブリッド車両としては、駆動系に上流から下流に向かって、エンジンと、第１クラッチと、モータ/ジェネレータと、自動変速機（第２クラッチ）と、駆動輪と、が順次配列され、EV走行モードとHEV走行モードを選択可能なものが知られている。このハイブリッド車両では、走行中において、変速要求とエンジン始動要求のタイミングが重なったとき、走行モードの切り替えや変速段の切り替えを滑らかにするように、エンジン始動制御と変速制御を同時処理することが記載されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－２６１４９８号公報

　しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジン始動制御とダウン変速制御を同時処理するとき、先にエンジン始動制御（クランキング）を行い、第１クラッチの同期判定後にダウン変速制御を実施する。つまり、エンジン始動制御の進行中は、ダウン変速制御の進行を停止し、エンジン始動制御が終了するのを待ってダウン変速制御を進行する。このため、エンジン始動要求が介入するタイミングの違いで解放圧の高さが異なり、クランキング中の駆動力管理が困難である、という問題があった。また、走行中、ダウン変速要求とエンジン始動要求のタイミングが重なるのは、ドライバーがアクセル踏み込み操作を行うような加速要求が高いシーンであるにもかかわらず、ドライバーが意図する駆動力に到達するまでに時間を要する、という問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行中、エンジン始動とダウン変速の並行処理時、ダウン変速開始からダウン変速終了までの所要時間の短縮化を図ることができるばかりでなく、引きショックを防止したダウン変速制御を容易に行う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する。

　上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、エンジンと、モータと、第１クラッチと、自動変速機と、第２クラッチと、始動/変速同時処理手段と、を備える手段とした。
前記モータは、前記エンジンから駆動輪への駆動系に設けられ、駆動モータ機能以外にエンジン始動モータ機能を持つ。
前記第１クラッチは、前記エンジンと前記モータの間に介装され、締結によるハイブリッド車走行モードと、解放による電気自動車走行モードを切り替える。
前記自動変速機は、前記モータと前記駆動輪との間に介装され、変速比を自動的に変更する。
前記第２クラッチは、前記モータから前記駆動輪までの何れかの位置に介装され、エンジン始動制御中、スリップ締結状態を維持する。
前記始動/変速同時処理手段は、走行中のエンジン始動のために前記モータによってエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御と、前記自動変速機のダウン変速制御と、を並行して処理するとき、前記モータによるエンジン回転数上昇制御中に、前記ダウン変速制御による入力回転数の上昇を、前記モータによるモータトルクを使って目標入力回転数まで上昇させる。

　よって、走行中、エンジン回転数上昇制御とダウン変速制御を並行して処理するとき、モータによるエンジン回転数上昇制御中に、ダウン変速制御による入力回転数の上昇を、モータによるモータトルクを使って目標入力回転数まで上昇させる制御が行われる。
走行中にエンジン回転数上昇制御とダウン変速制御を並行して処理するとき、モータによる回転数上昇により応答良くダウン変速が進行することで、ダウン変速終了までの所要時間が短縮される。また、ダウン変速の締結要素は、入力回転数が上昇した後に掴めば良いというように、油圧掛け替えによるダウン変速制御が簡単になる。
この結果、走行中、エンジン始動とダウン変速の並行処理時、ダウン変速開始からダウン変速終了までの所要時間の短縮化を図ることができるばかりでなく、引きショックを防止したダウン変速制御を容易に行うことができる。

実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。 実施例１のＡＴコントローラ７に設定されている自動変速機ATのシフトマップの一例を示す図である。 実施例１の統合コントローラ１０のモード選択部に設定されているEV-HEV選択マップの一例を示す図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機ATの一例を示すスケルトン図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機ATでの変速段ごとの各摩擦要素の締結状態を示す締結作動表である。 実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理の構成および流れを示すフローチャートである。 比較例の装置が搭載されたＦＲハイブリッド車両でのEV走行中にエンジン始動制御とダウン変速制御を同時処理するときの変速指令信号各種・回転数制御指令・エンジン始動制御指令・CL1同期判定フラグ・エンジン回転数（ENGREV）・モータ回転数（Motor_REV）・目標モータ回転数（Target_REV）・第２クラッチ圧（CL2_PRS）・第１クラッチトルク（CL1_TRQ）・締結圧（Apply_PRS）・解放圧（Release_PRS）・エンジントルク（ENG_TRQ）・モータトルク（Motor_TRQ）・駆動力の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制御装置が搭載されたＦＲハイブリッド車両でのEV走行中にエンジン始動制御とダウン変速制御を同時処理するときの変速指令信号各種・回転数制御指令・エンジン始動制御指令・CL1同期判定フラグ・エンジン回転数（ENGREV）・モータ回転数（Motor_REV）・目標モータ回転数（Target_REV）・第２クラッチ圧（CL2_PRS）・第１クラッチトルク（CL1_TRQ）・締結圧（Apply_PRS）・解放圧（Release_PRS）・エンジントルク（ENG_TRQ）・モータトルク（Motor_TRQ）・駆動力の各特性を示すタイムチャートである。

　以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

　まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す。以下、図１に基づいて全体システム構成を説明する。

　実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、第１クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMG（モータ）と、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、変速機入力軸INと、メカオイルポンプM-O/Pと、サブオイルポンプS-O/Pと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

　前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWが設けられている。

　前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づき第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・半締結状態・解放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４を用いたストローク制御により、完全締結～完全解放が制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。

　前記モータ/ジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ/ジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この動作状態を「力行」と呼ぶ）、ロータがエンジンEngや駆動輪から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータ/ジェネレータMGのロータは、自動変速機ATの変速機入力軸INに連結されている。

　前記第２クラッチCL2は、前記モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づき第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・解放が制御される。この第２クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設されるAT油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。

　前記自動変速機ATは、有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り替える有段変速機であり、実施例１では前進７速/後退１速の変速段を持つ有段変速機としている。そして、実施例１では、前記第２クラッチCL2として、自動変速機ATとは独立の専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦要素のうち、所定の条件に適合する摩擦要素（クラッチやブレーキ）を選択している。

　前記自動変速機ATの変速機入力軸IN（＝モータ軸）には、変速機入力軸INにより駆動されるメカオイルポンプM-O/Pが設けられている。そして、車両停止時等でメカオイルポンプM-O/Pからの吐出圧が不足するとき、油圧低下を抑えるために電動モータにより駆動されるサブオイルポンプS-O/Pが、モータハウジング等に設けられている。なお、サブオイルポンプS-O/Pの駆動制御は、後述するＡＴコントローラ７により行われる。

　前記自動変速機ATの変速機出力軸には、プロペラシャフトPSが連結されている。そして、このプロペラシャフトPSは、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。

　このＦＲハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「HEV走行モード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「WSC走行モード」という。）と、を有する。

　前記「EV走行モード」は、第１クラッチCL1を解放状態とし、モータ/ジェネレータMGの駆動力のみで走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EV走行モード」は、要求駆動力が低く、バッテリSOCが確保されているときに選択される。

　前記「HEV走行モード」は、第１クラッチCL1を締結状態として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有し、何れかのモードにより走行する。この「HEV走行モード」は、要求駆動力が高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。

　前記「WSC走行モード」は、モータ/ジェネレータMGの回転数制御により、第２クラッチCL2をスリップ締結状態に維持しつつ、クラッチトルク容量をコントロールしながら走行するモードである。第２クラッチCL2のクラッチトルク容量は、第２クラッチCL2を経過して伝達される駆動トルクが、ドライバーのアクセル操作量にあらわれる要求駆動トルクとなるようにコントロールされる。この「WSC走行モード」は、「HEV走行モード」の選択状態での停車時・発進時・減速時等のように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るような走行領域において選択される。

　次に、ＦＲハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、各コントローラ１，２，５，７，９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

　前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

　前記モータコントローラ２は、モータ/ジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報を、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

　前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチCL1の締結・半締結・解放を制御する指令を、AT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

　前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８等からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点が、図２に示すシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。前記シフトマップとは、例えば、図２に示すように、アクセル開度APOと車速VSPに応じてアップ変速線とダウン変速線を書き込んだマップをいう。
この変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、第２クラッチCL2のスリップ締結を制御する指令を、AT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。
なお、ＡＴコントローラ７からのダウン変速要求タイミングと統合コントローラ１０からのエンジン始動要求タイミングがズレ許容範囲内にて重なった場合には、所定のプログラム内容にしたがって、エンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理が実施される。

　前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSにあらわれる要求制動力に対し、回生制動力を優先し、回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。

　前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

　この統合コントローラ１０には、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点が、図３に示すEV-HEV選択マップ上で存在する位置により最適な走行モードを検索し、検索した走行モードを目標走行モードとして選択するモード選択部を有する。このEV-HEV選択マップには、EV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「EV走行モード」から「HEV走行モード」へと切り替えるEV⇒HEV切替線と、HEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「HEV走行モード」から「EV走行モード」へと切り替えるHEV⇒EV切替線と、「HEV走行モード」の選択時に運転点（APO,VSP）がWSC領域に入ると「WSC走行モード」へと切り替えるHEV⇒WSC切替線と、が設定されている。なお、前記HEV⇒EV切替線と前記HEV⇒EV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。前記HEV⇒WSC切替線は、自動変速機ATが１速段を選択しているときにエンジンEngがアイドル回転数を維持する第１設定車速VSP1に沿って設定される。但し、「EV走行モード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEV走行モード」を目標走行モードとする。

　前記統合コントローラ１０では、「EV走行モード」の選択中、モード選択部が「HEV走行モード」を目標走行モードとして選択すると、エンジン始動制御を経過して「HEV走行モード」に移行する。このエンジン始動制御は、「EV走行モード」で解放されている第１クラッチCL1を半締結状態にし、モータ/ジェネレータMGをスタータモータとしてエンジンEngをクランキングし、燃料供給や点火によりエンジンEngを始動させる。そして、回転同期完了後、第１クラッチCL1を締結する。このエンジン始動制御実行中において、モータ/ジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に変更し、差回転を与えて第２クラッチCL2をスリップ締結する。つまり、エンジン始動制御に伴うトルク変動を第２クラッチCL2により吸収し、左右後輪RL,RRへの変動トルクの伝達によるエンジン始動ショックを防止している。

　また、「HEV走行モード」の選択中、モード選択部が「EV走行モード」を目標走行モードとして選択すると、エンジン停止制御を経過して「EV走行モード」に移行する。このエンジン停止制御は、「HEV走行モード」で締結されている第１クラッチCL1を解放した後、切り離されたエンジンEngを停止させる。このエンジン停止制御実行中において、エンジン始動制御の場合と同様に、モータ/ジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に変更し、差回転を与えて第２クラッチCL2をスリップ締結する。つまり、エンジン停止制御に伴うトルク変動を第２クラッチCL2により吸収し、左右後輪RL,RRへの変動トルクの伝達によるエンジン停止ショックを防止している。

　図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機ATの一例を示す。以下、図４に基づいて自動変速機ATの構成を説明する。

　前記自動変速機ATは、前進７速後退１速の有段式自動変速機であり、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGのうち、少なくとも一方からの駆動力が変速機入力軸Inputから入力され、４つの遊星ギヤと７つの摩擦要素を有する変速ギヤ機構によって、回転速度が変速されて変速機出力軸Outputから出力される。

　前記変速ギヤ機構としては、変速機入力軸Input側から変速機出力軸Output側までの軸上に、第１遊星ギヤG1および第２遊星ギヤG2による第１遊星ギヤセットGS1と、第３遊星ギヤG3および第４遊星ギヤG4による第２遊星ギヤセットGS2と、が順に配置されている。また、油圧作動の摩擦要素として、第１クラッチC1と、第２クラッチC2と、第３クラッチC3と、第１ブレーキB1と、第２ブレーキB2と、第３ブレーキB3と、第４ブレーキB4と、が配置されている。また、機械作動の摩擦要素として、第１ワンウェイクラッチF1と、第２ワンウェイクラッチF2と、が配置されている。

　前記第１遊星ギヤG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合う第１ピニオンP1を支持する第１キャリアPC1と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。前記第２遊星ギヤG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合う第２ピニオンP2を支持する第２キャリアPC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

　前記第３遊星ギヤG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、両ギヤS3,R3に噛み合う第３ピニオンP3を支持する第３キャリアPC3と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。前記第４遊星ギヤG4は、第４サンギヤS4と、第４リングギヤR4と、両ギヤS4,R4に噛み合う第４ピニオンP4を支持する第４キャリアPC4と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

　前記変速機入力軸Inputは、第２リングギヤR2に連結され、エンジンEngとモータージェネレータMGの少なくとも一方からの回転駆動力を入力する。前記変速機出力軸Outputは、第３キャリアPC3に連結され、出力回転駆動力を、ファイナルギヤ等を介して駆動輪（左右後輪RL,RR）に伝達する。

　前記第１リングギヤR1と第２キャリアPC2と第４リングギヤR4とは、第１連結メンバM1により一体的に連結される。前記第３リングギヤR3と第４キャリアPC4とは、第２連結メンバM2により一体的に連結される。前記第１サンギヤS1と第２サンギヤS2とは、第３連結メンバM3により一体的に連結される。

　前記第１遊星ギヤセットGS1は、第１遊星ギヤG1と第２遊星ギヤG2とを、第１連結メンバM1と第３連結メンバM3とによって連結することで、４つの回転要素を有して構成される。また、第２遊星ギヤセットGS2は、第３遊星ギヤG3と第４遊星ギヤG4とを、第２連結メンバM2によって連結することで、５つの回転要素を有して構成される。

　前記第１遊星ギヤセットGS1では、トルクが変速機入力軸Inputから第２リングギヤR2に入力され、入力されたトルクは第１連結メンバM1を介して第２遊星ギヤセットGS2に出力される。前記第２遊星ギヤセットGS2では、トルクが変速機入力軸Inputから直接第２連結メンバM2に入力されると共に、第１連結メンバM1を介して第４リングギヤR4に入力され、入力されたトルクは第３キャリアPC3から変速機出力軸Outputに出力される。

　前記第１クラッチC1（＝インプットクラッチI/C）は、変速機入力軸Inputと第２連結メンバM2とを選択的に断接するクラッチである。前記第２クラッチC2（＝ダイレクトクラッチD/C）は、第４サンギヤS4と第４キャリアPC4とを選択的に断接するクラッチである。前記第３クラッチC3（＝Ｈ＆ＬＲクラッチH&LR/C）は、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4とを選択的に断接するクラッチである。

　また、前記第２ワンウェイクラッチF2（＝１＆２速ワンウェイクラッチ1&2OWC）は、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4の間に配置されている。これにより、第３クラッチC3が解放され、第３サンギヤS3よりも第４サンギヤS4の回転速度が大きい時、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4とは独立した回転速度を発生する。よって、第３遊星ギヤG3と第４遊星ギヤG4が第２連結メンバM2を介して接続された構成となり、それぞれの遊星ギヤが独立したギヤ比を達成する。

　前記第１ブレーキB1（＝フロントブレーキFr/B）は、第１キャリアPC1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。また、第１ワンウェイクラッチF1（＝１速ワンウェイクラッチ1stOWC）は、第１ブレーキB1と並列に配置されている。前記第２ブレーキB2（＝ローブレーキLOW/B）は、第３サンギヤS3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第３ブレーキB3（＝２３４６ブレーキ2346/B）は、第１サンギヤS1及び第２サンギヤS2を連結する第３連結メンバM3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第４ブレーキB4（＝リバースブレーキR/B）は、第４キャリアPC3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。

　図５は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機ATでの変速段ごとの各摩擦要素の締結状態を示す締結作動表である。尚、図５において、○印はドライブ状態で当該摩擦要素が油圧締結であることを示し、（○）印はコースト状態で当該摩擦要素が油圧締結（ドライブ状態ではワンウェイクラッチ作動）であることを示し、無印は当該摩擦要素が解放状態であることを示す。

　上記のように構成された変速ギヤ機構に設けられた各摩擦要素のうち、締結していた１つの摩擦要素を解放し、解放していた１つの摩擦要素を締結するという架け替え変速を行うことで、下記のように、前進７速で後退１速の変速段を実現することができる。
すなわち、「１速段」では、第２ブレーキB2のみが締結状態となり、これにより第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が係合する。「２速段」では、第２ブレーキB2及び第３ブレーキB3が締結状態となり、第２ワンウェイクラッチF2が係合する。「３速段」では、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3及び第２クラッチC2が締結状態となり、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2はいずれも係合しない。「４速段」では、第３ブレーキB3、第２クラッチC2及び第３クラッチC3が締結状態となる。「５速段」では、第１クラッチC1、第２クラッチC2及び第３クラッチC3が締結状態となる。「６速段」では、第３ブレーキB3、第１クラッチC1及び第３クラッチC3が締結状態となる。「７速段」では、第１ブレーキB1、第１クラッチC1及び第３クラッチC3が締結状態となり、第１ワンウェイクラッチF1が係合する。「後退速段」では、第４ブレーキB4、第１ブレーキB1及び第３クラッチC3が締結状態となる。

　図６は、実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理の構成を示す（始動/変速同時処理手段）。以下、図６の各ステップについて説明する。

　ステップＳ１では、「EV走行モード」を選択しての走行中、走行モードを「HEV走行モード」へと切り替える「HEV走行モード」の選択に基づいて出力されるエンジン始動要求が有りか否かを判断する。YES（エンジン始動要求有り）の場合はステップＳ２へ進み、NO（エンジン始動要求無し）の場合はステップＳ１の判断を繰り返す。

　ステップＳ２では、ステップＳ１でのエンジン始動要求有りとの判断に続き、エンジン始動制御を開始すると共に、第２クラッチCL2とする摩擦要素を確定し、ステップＳ３へ進む。
ここで、エンジン始動制御域でスリップ制御される第２クラッチCL2としては、各変速段にて締結される摩擦要素のうち１つを選択可能であるが、少なくともダウン変速後の変速段にて締結される要素で定義する。より具体的には、エンジン始動制御と変速制御が同時処理されても締結・解放されないで締結が維持される摩擦要素を選択し、これを第２クラッチCL2としている。例えば、現変速段が「１速段」のときには、「２速段」へアップ変速しても締結されたままの第２ブレーキB2を選択する。現変速段が「２速段」のときには、「１速段」へダウン変速しても「２速段」へアップ変速しても締結されたままの第２ブレーキB2を選択する。同様の考え方により、現変速段が「３速段」のとき第３ブレーキB3を選択し、現変速段が「４速段」のとき第２クラッチC2を選択し、現変速段が「５速段」のとき第３クラッチC3を選択し、現変速段が「６速段、７速段」のとき第１クラッチC1または第３クラッチC3を選択する。

　ステップＳ３では、ステップＳ２でのエンジン始動制御開始・CL1,CL2要素作動、あるいは、ステップＳ６でのエンジン始動制御に続き、自動変速機ATにおいてダウン変速中であるか否かを判断する。YES（ダウン変速中である）の場合はステップＳ４へ進み、NO（ダウン変速中でない）の場合はステップＳ５へ進む。

　ステップＳ４では、ステップＳ３でのダウン変速中であるとの判断に続き、ダウン変速進行状況が前処理（ストロークフェーズ）～イナーシャフェーズ中であるか否かを判断する。YES（イナーシャフェーズまでのダウン変速中）の場合はステップＳ８へ進み、NO（フィニッシュフェーズ以降までダウン変速進行）の場合はステップＳ６へ進む。

　ステップＳ５では、ステップＳ３でのダウン変速中でないとの判断に続き、走行中、運転点（APO,VSP）がダウン変速線を横切ることで出力されるダウン変速要求有りか否かを判断する。YES（ダウン変速要求有り）の場合はステップＳ７へ進み、NO（ダウン変速要求無し）の場合はステップＳ６へ進む。

　ステップＳ６では、ステップＳ４でのフィニッシュフェーズ以降までダウン変速が進行しているとの判断、あるいは、ステップＳ５でのダウン変速要求無しとの判断に続き、第２クラッチCL2のスリップ締結状態を維持させながらエンジンEngを始動するエンジン始動制御を実行し、ステップＳ３へ戻る。

　ステップＳ７では、ステップＳ５でのダウン変速要求有りとの判断、あるいは、ステップＳ８での前処理未終了であるとの判断に続き、ダウン変速の締結要素と解放要素の作動（前処理作動）を実行し、ステップＳ９へ進む。
ここで、ダウン変速締結要素の前処理とは、初期圧の印加によりリターンスプリング力に抗してプレート隙間を埋めるようにピストンを僅かにストロークさせ、クラッチ締結によるトルク容量を出す直前状態にしておく処理をいう。ダウン変速解放要素の前処理は、ライン圧により締結されている締結要素のトルク容量をイナーシャフェーズの開始域まで低下させる処理をいう。例えば、４→３ダウン変速の場合、締結要素が第２ブレーキB2（＝ローブレーキLOW/B）であり、解放要素が第３クラッチC3（＝Ｈ＆ＬＲクラッチH&LR/C）である。なお、前処理が終了すると、モータ/ジェネレータMGの制御が、トルク制御から回転数制御へと切り替えられる。

　ステップＳ８では、ステップＳ４でのダウン変速が前処理～イナーシャフェーズ中であるとの判断に続き、ダウン変速の前処理が終了したか否かを判断する。YES（前処理終了）の場合はステップＳ９へ進み、NO（前処理未終了）の場合はステップＳ７へ進む。

　ステップＳ９では、ステップＳ７での前処理の実行、あるいは、ステップＳ８での前処理終了であるとの判断、あるいは、ステップＳ１０での回転ズレ非検知であるとの判断に続き、第１クラッチCL1を半締結状態とする締結作動を開始すると共に、第２クラッチCL2のスリップ締結状態とする解放作動を開始し、ステップＳ１０へ進む。

　ステップＳ１０では、ステップＳ９でのCL1,CL2要素作動に続き、第２クラッチCL2のスリップ締結に起因する回転ズレを検知したか否かを判断する。YES（回転ズレ検知）の場合はステップＳ１１へ進み、NO（回転ズレ非検知）の場合はステップＳ９へ戻る。
ここで、回転ズレ検知は、ダウン変速前の変速段ギヤ比により自動変速機ATの入出力軸回転数の比が決まっているため、この入出力軸回転数関係からの回転ズレ分を検知する。

　ステップＳ１１では、ステップＳ１０での回転ズレ検知であるとの判断、あるいは、ステップＳ１２での次変速段未到達であるとの判断に続き、次変速段の目標入力回転数に所定回転数αを加えた値を目標回転数とするモータ/ジェネレータMGによる回転数制御を開始し、モータ/ジェネレータMGのモータトルクを使って目標回転数まで回転上昇させ、ステップＳ１２へ進む。つまり、ダウン変速の進行を、油圧の掛け替えに依らず、モータ/ジェネレータMGによる回転数上昇によって進行させる。

　ステップＳ１２では、ステップＳ１１での次変速段＋αまで入力回転数を上昇させる回転上昇制御に続き、次変速段に到達したか否か、つまり、自動変速機ATの入力回転数が次変速段の目標入力回転数に到達したか否かを判断する。YES（次変速段到達）の場合はステップＳ１３へ進み、NO（次変速段未到達）の場合はステップＳ１１へ戻る。

　ステップＳ１３では、ステップＳ１２での次変速段到達であるとの判断に続き、ダウン変速における締結クラッチのクラッチ締結容量をアップすると共に、解放クラッチのクラッチ締結容量をダウンする。そして、（次変速段の目標入力回転数＋α）を目標回転数とするモータ回転数制御を継続したままで、半締結状態の第１クラッチCL1によりエンジンEngのクランキングを進行し、ステップＳ１４へ進む。
すなわち、このステップＳ１３では、入力回転数を上昇させるダウン変速の進行をモータ/ジェネレータMGによる回転数制御に委ねたままで、オン/オフ的な油圧掛け替え制御とエンジン始動制御を行う。なお、エンジンEngのクランキングによりエンジン回転数が所定回転数に達すると、燃料噴射と点火による初爆を経過してエンジンEngを始動し、自立運転状態に移行させる。

　ステップＳ１４では、ステップＳ１３での締結/解放クラッチの容量制御とモータ回転数制御の継続に続き、第１クラッチCL1の入出力回転数であるエンジン回転数とモータ回転数が一致（＝同期）したか否かを判断する。YES（CL1同期有り）の場合はステップＳ１５へ進み、NO（CL1同期無し）の場合はステップＳ１３へ戻る。

　ステップＳ１５では、ステップＳ１４でのCL1同期有りとの判断に続き、半締結状態の第１クラッチCL1の締結容量をアップして完全締結状態にする。そして、エンジン回転数とモータ回転数の目標回転数を（次変速段の目標入力回転数）とし、（次変速段の目標入力回転数＋α）から（次変速段の目標入力回転数）へと回転数を低下させる方向に回転収束させ、ステップＳ１６へ進む。

　ステップＳ１６では、ステップＳ１５でのエンジン回転数とモータ回転数の回転収束に続き、エンジン回転数とモータ回転数が次変速段の目標入力回転数になり、次変速段で同期が完了したか否かを判断する。NO（次変速段で同期未完）の場合はステップＳ１５へ戻る。YES（次変速段で同期完了）の場合は、制御終了に進み、モータ制御を回転数制御からトルク制御に切り替え、第２クラッチCL2をスリップ締結から完全締結に切り替え、ダウン変速の締結クラッチ油圧をライン圧まで高めて「HEV走行モード」に遷移する。

　次に、作用を説明する。
まず、「比較例の課題」の説明を行う。続いて、実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置における作用を、「エンジン始動の単独制御作用」、「エンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理作用」、「回転数制御によるダウン変速作用」、「CL2要素のスリップ締結作用」に分けて説明する。

　［比較例の課題］
エンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理時、ダウン変速の前処理後、ダウン変速制御を停止させたままでエンジンクランキングによる始動制御のみを進行させる。そして、第１クラッチの同期が判定された後、締結クラッチと解放クラッチの掛け替え油圧制御によりダウン変速制御を進行させるものを比較例（始動先⇒変速後）とする。

　この比較例でのエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理作用を、図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。
なお、図７において、時刻t1はエンジン始動要求タイミングを示す。時刻t2はダウン変速要求タイミングを示す。時刻t3はトルク制御による前処理終了時点であると共に回転数制御によるクランキング開始時点を示す。時刻t4はCL1同期時点を示す。時刻t5は掛け替え油圧制御によるダウン変速の開始時点を示す。時刻t6はエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理終了時点を示す。

　図７のタイムチャートにおいて、時刻t1にてエンジン始動要求があると、第２クラッチ圧（CL2_PRS）の特性に示すように、クラッチ圧の低下により第２クラッチCL2のスリップ制御が開始される。その後、時刻t2にてダウン変速要求があると、締結圧（Apply_PRS）と解放圧（Release_PRS）の特性に示すように、ダウン変速の締結クラッチ要素と解放クラッチ要素に対する前処理（スタンバイフェーズ）が開始される。その後、時刻t3にて前処理が終了すると、モータ/ジェネレータMGをトルク制御から回転数制御へと切り替え、第２クラッチCL2のトルク容量を低下させる時刻t1から時刻t2までの領域Ａの制御を終了する。

　前処理が終了した時刻t3からCL1同期が判定される時刻t4までの領域Ｂにおいては、締結圧（Apply_PRS）の特性に示すように、締結クラッチ要素のトルク容量をスタンバイ容量に保ち、解放圧（Release_PRS）の特性に示すように、解放クラッチ要素のトルク容量を第２クラッチCL2のトルク容量以上に保つことで、ダウン変速の変速制御を進行させない。そして、第２クラッチCL2のトルク容量を、第２クラッチ圧（CL2_PRS）の特性に示すように、解放クラッチトルク容量未満とし、かつ、目標駆動トルク相当以下とすることで、第２クラッチCL2のトルク容量で駆動力を管理する。つまり、領域Ｂでは、ダウン変速制御を進行させないで（トルクフェーズを維持）、エンジン回転数（ENGREV）と第１クラッチトルク（CL1_TRQ）の特性に示すように、エンジンクランキングによるエンジン始動制御のみを進行させる。そして、燃料供給と点火によりエンジンを初爆させる制御が行われる。

　CL1同期が判定される時刻t4からCL2同期が判定される時刻t6までの領域Ｃにおいては、時刻t5までトルクフェーズを維持し、時刻t5に達すると、締結圧（Apply_PRS）の特性に示すように、締結圧を急勾配にて立ち上げ、締結クラッチ要素のトルク容量を第２クラッチCL2のトルク容量以上とし、解放圧（Release_PRS）の特性に示すように、解放クラッチ要素のトルク容量をスタンバイ容量以下とし、イナーシャフェーズによりダウン変速を進行させる。そして、第２クラッチCL2のトルク容量を、第２クラッチ圧（CL2_PRS）の特性に示すように、目標駆動トルク相当とすることで、第２クラッチCL2のトルク容量で駆動力を管理する。つまり、領域Ｃでは、ダウン変速を進行させると共に、始動後のエンジンをアクセル開度相当のトルク制御とすることで、駆動力特性に示すように、加速要求に対応して上昇する車両駆動力を確保する制御が行われる。

　そして、CL2同期が判定される時刻t6になると、モータ/ジェネレータMGを回転数制御からトルク制御に戻し、締結圧（Apply_PRS）と解放圧（Release_PRS）の特性に示すように、締結クラッチ要素を完全締結とし、解放クラッチ要素を完全解放とし、第２クラッチ圧（CL2_PRS）の特性に示すように、第２クラッチCL2の再締結制御が行われる。

　このように、比較例では、エンジン始動＋ダウン変速の同時処理コンセプトとして、スリップ制御要素である第２クラッチCL2を、トルク遮断効果が最も高くダウン変速から独立したクラッチとし、ダウン変速を第２クラッチCL2のトルク容量制御中にやり切るようにした。そして、時刻t3から時刻t4の「領域Ｂの考え方」と、時刻t4から時刻t5の「領域Ｃの考え方」を、下記のようにした。

　（領域Ｂの考え方）
インギヤ状態で締結している３つのクラッチ（４速時にはC2,C3,B3）のうち、スリップ制御要素である第２クラッチCL2（第２クラッチC2）と変速解放要素である解放クラッチ要素（第３クラッチC3）の２要素をトルク容量制御する。
ここで、基本的な考え方は、
CL2トルク容量＜解放クラッチトルク容量
とすることで、第２クラッチCL2をスリップさせ、駆動力をコントロールする。
また、以下の理由により領域Ｂでは、変速制御を同期判定フェーズには移行させない。
・エンジンEngのクランキング中に締結要素⇔解放要素の架け替えを行わない。
これにより、自動変速機ATの内部状態が変わることによる第２クラッチCL2の分担比、遮断効果の変化を禁止することができる。
・エンジンEngのクランキング中に変速の解放要素を動かさない。
これにより、エンジンEngのクランキング中は、第２クラッチCL2のスリップ締結状態を継続させることができる。

　（領域Ｃの考え方）
ダウン変速の締結要素⇔解放要素の架け替えと第２クラッチCL2のトルク容量制御を同時に実施する。
ここで、
・CL2トルク容量＜締結クラッチトルク容量
・解放要素はスタンバイ圧以下まで低減
とすることで、確実にダウン変速を進行させることができる。
さらに、ダウン変速後の締結クラッチ要素がロックアップ（完全締結状態）していることを確認するために、
・第２クラッチCL2は差回転収束による同期判定（回転センサ情報から演算）
・変速制御はギヤ比による同期判定
の両方が成立することで、本制御を終了する。

　このように、比較例での同時処理の場合、領域Ｂにおいて、ダウン変速制御の進行を停止し、エンジン始動制御のみを進行させるため、エンジン始動要求タイミングの違いによって、解放圧（Release_PRS）の特性Ｄの高さが異なり、解放クラッチ要素のトルク容量を第２クラッチCL2のトルク容量以上に保てないことがある。
したがって、例えば、ダウン変速途中のタイミングでエンジン始動要求を出された場合には、解放圧（Release_PRS）が残っていなく、自動変速機がニュートラルに近い状態となり、クランキング中に駆動力を出せないというように、クランキング中の駆動力管理（駆動力特性Ｅ）が困難である。

　また、比較例での同時処理の場合、領域Ｂにおいて、ダウン変速制御の進行を停止し、領域Ｃに入ってからダウン変速制御を進行するため、図７の駆動力特性Ｆに示すように、領域Ｃの時刻t5以降にてドライバーが意図する駆動力に到達する。
すなわち、走行中、ダウン変速要求とエンジン始動要求のタイミングが重なるのは、ドライバーがアクセル踏み込み操作を行うような加速要求が高いシーンである。
これに対し、比較例では、エンジン始動制御を先行させ、その後、ダウン変速制御を進行させるため、エンジン始動要求タイミングからドライバーが意図する駆動力に到達するまでに時間を要する。つまり、ドライバーの高い加速要求に応えられない。

　さらに、比較例での同時処理の場合、L1同期が判定される時刻t4になると、次変速段の目標入力回転数少し低い値に設定した目標回転数（Target_REV）を、次変速段の目標入力回転数まで立ち上げる（図７のＧ）。したがって、目標回転数（Target_REV）の変速前後段差が小となり、変速前後段差が小の場合、回転数制御精度が低いエンジンの吹け上がりをコントロールできない。このため、時刻t4直後の時刻t5から開始される油圧掛け替えによるダウン変速制御が困難になる。

　［エンジン始動単独制御作用］
エンジン始動要求とダウン変速要求が重なり合うタイミングで出される場合には同時処理が必要である。しかし、エンジン始動要求から離れたタイミングでダウン変速要求が出された場合には、エンジン始動要求に応えるエンジン始動制御の処理のみを行う。以下、これを反映するエンジン始動単独制御作用を説明する。

　「EV走行モード」の選択中、「HEV走行モード」を目標走行モードとして選択されたのに伴いエンジン始動要求があったとき、ダウン変速中でなく、かつ、ダウン変速要求もないとする。この場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６へと進み、ステップＳ２において、エンジン始動制御が開始される。その後、ダウン変速中でなく、かつ、ダウン変速要求もない状態が継続すると、ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れを繰り返すことで、エンジン始動の単独制御が行われる。

　また、「EV走行モード」の選択中、「HEV走行モード」を目標走行モードとして選択されたのに伴いエンジン始動要求があったとき、ダウン変速中であり、しかもフィニッシュフェーズ以降まで変速が進行しているとする。この場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進み、ステップＳ２において、エンジン始動制御が開始される。その後、ダウン変速をそのまま進行させる通常のダウン変速制御と、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進む流れを繰り返すことによるエンジン始動の単独制御と、がそれぞれ行われる。

　このエンジン始動の単独制御では、「EV走行モード」で解放されている第１クラッチCL1を半締結状態にし、モータ/ジェネレータMGをスタータモータとしてエンジンEngをクランキングし、燃料供給や点火によりエンジンEngを始動させ、その後、第１クラッチCL1を締結する。

　［エンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理作用］
上記比較例の同時処理の場合、クランキング中の駆動力管理が困難であるし、ドライバーが意図する駆動力に到達するまで時間を要するという課題があり、これらの課題を解決する必要がある。以下、これを反映するエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理作用を説明する。

　例えば、４速段での「EV走行モード」の選択によるコースト走行中、加速を意図してドライバーがアクセル踏み込み操作を行うと、図２に示すシフトマップ上で運転点（APO,VSP）がＨ点からＨ’点へと移動する。このとき、運転点の移動途中のｈ点にてEV⇒HEV切替線を横切ることでエンジン始動要求が先に出され、その後のｈ'点にて４→３ダウン変速線を横切ることで４→３ダウン変速要求が出される。

　このように、エンジン始動要求が先でダウン変速要求が後というタイミングで２つの要求が出されたときには、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む。そして、ステップＳ５において、ダウン変速要求があるまで、ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れが繰り返される。その後、ダウン変速要求があると、ステップＳ５からステップＳ７へと進み、ステップＳ７にて、ダウン変速の締結要素と解放要素の前処理が実行され、前処理終了後、ステップＳ９以降に進み、同時処理が行われる。

　例えば、４速段での「EV走行モード」の選択によるコースト走行中、加速を意図してドライバーがアクセル踏み込み操作を行うと、図２に示すシフトマップ上で運転点（APO,VSP）がＩ点からＩ’点へと移動する。このとき、運転点の移動途中のｉ’点にて４→３ダウン変速線を横切ることで４→３ダウン変速要求が先に出され、その後のｉ点にてEV⇒HEV切替線を横切ることでエンジン始動要求が出される。

　このように、ダウン変速要求が先でエンジン始動要求が後というタイミングで２つの要求が出されたときには、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。そして、ステップＳ４において、前処理中またはトルクフェーズ中であると判断されるとステップＳ８へと進む。そして、ステップＳ８において、前処理未終了であると判断されると、ステップＳ７へ進んで、ダウン変速の締結要素と解放要素の前処理が実行され、前処理終了後、ステップ９以降に進み、同時処理が行われる。一方、ステップＳ８において、前処理終了であると判断されると、ステップＳ９以降に進み、同時処理が行われる。

　上記のように、例えば、４→３ダウン変速要求が出された場合には、第２ブレーキB2（LOW/B）が４→３ダウン変速での締結クラッチ要素とされ、第３クラッチC3（H&LR/C）が４→３ダウン変速での解放クラッチ要素とされる。また、第２クラッチC2（D/C）がエンジン始動制御中にスリップ制御する第２クラッチCL2とされる。

　エンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理（ステップＳ９～ステップＳ１６）を説明する。ステップＳ９では、前処理終了後、ステップＳ１０にて回転ズレが検知されるまで、第１クラッチCL1の半締結状態とする締結作動が開始されると共に、第２クラッチCL2のスリップ締結状態とする解放作動が開始される。

　ステップＳ１０にて回転ズレが検知されると、ステップＳ１１では、次変速段の目標入力回転数に所定回転数αを加えた値を目標回転数とするモータ/ジェネレータMGによる回転数制御が開始される。そして、ステップＳ１２にて次変速段到達と判断されるまで、モータ/ジェネレータMGのモータトルクを使って目標回転数まで回転上昇させる回転数制御が実行される。

　ステップＳ１２にて次変速段到達と判断されると、ステップＳ１３では、ダウン変速における締結クラッチのクラッチ締結容量が、次変速段でのトルク容量を持つレベルまでアップされると共に、解放クラッチのクラッチ締結容量がダウン（ドレーン）される。そして、ステップＳ１４にて第１クラッチCL1が同期したと判断されるまで、（次変速段の目標入力回転数＋α）を目標回転数とするモータ回転数制御を継続したままで、半締結状態の第１クラッチCL1によるエンジンEngのクランキングが進行される。

　ステップＳ１４にて第１クラッチCL1が同期したと判断されると、ステップＳ１５では、半締結状態の第１クラッチCL1の締結容量をアップして完全締結状態にされる。そして、ステップＳ１６にて次変速段で同期完了と判断されるまで、エンジン回転数とモータ回転数の目標回転数を（次変速段の目標入力回転数）とし、（次変速段の目標入力回転数＋α）から（次変速段の目標入力回転数）へと回転数を低下させる方向に回転収束させる制御が行われる。

　ステップＳ１６にて次変速段で同期完了と判断されると、同時処理の制御を終了し、モータ制御が回転数制御からトルク制御に切り替えられ、第２クラッチCL2がスリップ締結から完全締結状態に切り替えられる。そして、ダウン変速の締結クラッチ油圧がライン圧まで高められて「HEV走行モード」に遷移する。

　この実施例１でのエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理作用を、図８に示すタイムチャートに基づいて説明する。この図８は、４速段での「EV走行モード」の選択によるコースト走行中、加速を意図してドライバーがアクセル踏み込み操作を行うことで、４→３ダウン変速要求が先に出され、その後、エンジン始動要求が出される場合を示す。
なお、図８において、時刻t1は前処理を開始するダウン変速要求タイミングを示す。時刻t2は前処理終了時点であると共にトルク制御から回転数制御への切り替え時点を示す。時刻t3はエンジン始動要求タイミングを示す。時刻t4はモータ回転数制御による入力回転数制御の開始時点を示す。時刻t5は次変速段到達時点を示す。時刻t6はCL1同期時点を示す。時刻t7はエンジン始動制御とダウン変速制御の同時処理終了時点を示す。

　図８のタイムチャートにおいて、前処理を実行する時刻t1から時刻t2までの領域Ａ’の制御作用を説明する。時刻t1にて時刻t1にてダウン変速要求があると、締結圧（Apply_PRS）と解放圧（Release_PRS）の特性に示すように、ダウン変速の締結クラッチ要素と解放クラッチ要素に対する前処理（スタンバイフェーズ）が開始される。その後、時刻t2にて前処理が終了すると、モータ/ジェネレータMGをトルク制御から回転数制御へと切り替え、同時処理に先行して前処理を実行する領域Ａ’の制御を終了する。

　前処理終了時刻t2からダウン変速とクランキングを終了する時刻t6までの領域Ｂ’の制御作用を説明する。回転数制御への切り替え時刻t2からエンジン始動要求がある時刻t3までは、モータ回転数（Motor_REV）の特性に示すように、モータ回転数（＝変速機入力回転数）を目標モータ回転数（Target_REV）に沿って徐々に上げる回転数制御を行う。これにより、モータトルクが加わることで、駆動力特性に示すように、負の駆動力から正の駆動力へ移る。そして、時刻t3にてエンジン始動要求があると、第２クラッチ圧（CL2_PRS）の特性に示すように、クラッチ圧の低下により第２クラッチCL2のスリップ制御が開始される。同時に、第１クラッチトルク（CL1_TRQ）の特性に示すように、第１クラッチCL1のピストンを半締結方向にストロークさせることで、第１クラッチCL1にトルク容量を持たせてゆく。その後、時刻t4にて第２クラッチCL2がスリップ締結状態になったと確認されると、モータ回転数（Motor_REV）の特性に示すように、モータ回転数を、次変速段の入力回転数＋αに設定した目標モータ回転数（Target_REV）に向かって一気に上げる回転数制御を行う。その後、時刻t5にてモータ回転数（Motor_REV）が次変速段入力回転数に到達すると、締結圧（Apply_PRS）の特性に示すように、締結クラッチ要素のトルク容量をアップし、解放圧（Release_PRS）の特性に示すように、解放クラッチ要素をドレーン解放する。これによって、時刻t5の直後の締結クラッチ要素のトルク容量が確保された時点にて先にダウン変速が終了域まで進む。そして、第２クラッチCL2のトルク容量を、第２クラッチ圧（CL2_PRS）の特性に示すように、目標駆動トルク相当とすることで、第２クラッチCL2のトルク容量で駆動力を管理する。この時刻t5から時刻t6に向けては、ダウン変速の終了域と重なる進行により、エンジン回転数（ENGREV）と第１クラッチトルク（CL1_TRQ）の特性に示すように、エンジンクランキングによるエンジン始動制御を進行させる。これにより、ダウン変速より後の時刻t6にてエンジン始動制御を終了する。

　CL1同期が判定される時刻t6から次変速段での同期が完了する時刻t7までの領域Ｃ'の制御作用を説明する。時刻t6にてCL1同期が判定されると、第１クラッチトルク（CL1_TRQ）の特性に示すように、第１クラッチCL1のピストンを完全締結方向にストロークさせることで、締結した第１クラッチCL1を介してエンジンEngとモータ/ジェネレータMGを直結する。そして、CL1同期が判定される時刻t6においては、エンジン回転数とモータ回転数が、次変速段の入力回転数＋αに設定した目標モータ回転数（Target_REV）にあるため、モータ回転数制御によりエンジン回転数を次変速段の入力回転数まで徐々に低下させる。そして、時刻t7にてエンジン回転数とモータ回転数が、次変速段の入力回転数に収束することで領域Ｃ’を終了する。

　このように、実施例１では、エンジン始動＋ダウン変速の同時処理コンセプトとして、スリップ制御要素である第２クラッチCL2を、トルク遮断効果が最も高くダウン変速から独立したクラッチとした。そして、時刻t2から時刻t6の「領域Ｂ’の考え方」として、クランキング中にダウン変速（入力回転上昇）を終了させ、回転上昇後に第１クラッチCL1を同期させるようにした。つまり、比較例とは異なり、変速先⇒始動後による同時処理を行うようにした。

　エンジン始動要求は、例えば、ダウン変速開始前（図７）やダウン変速開始後（図８）というように、様々なタイミングで介入する。これに対し、エンジン始動制御より先にダウン変速制御を終了させる同時処理を行うことで、ダウン変速制御の終了時点（締結要素がトルク容量を持った時刻t5の少し後の時点）で自動変速機ATの内部状態が次変速段の駆動力伝達状態に変化している。
したがって、クランキング中の駆動力管理を行うに際し、比較例のように、エンジン始動要求タイミングの違いにより異なる高さになるダウン変速制御の解放圧に依存することがない。すなわち、クランキング中の駆動力管理は、自動変速機ATの内部状態が次変速段の駆動力伝達状態に変化すると、図８の駆動力特性Ｊに示すように、第２クラッチCL2の容量管理により容易に行える。

　また、エンジン始動制御より先にダウン変速制御を終了させる同時処理を行うことで、比較例のように、エンジン始動制御の終了後にダウン変速制御を進行する場合に比べ、早期に自動変速機ATの内部が高駆動力を伝達可能なダウン変速後の変速段状態になる。
したがって、図８の駆動力特性Ｋに示すように、エンジン始動要求の開始時点t3からドライバーが意図する駆動力に到達する時点（時刻t6の少し後の時点）までの時間が短縮される。

　［回転数制御によるダウン変速作用］
上記のように、エンジン始動制御に先行してダウン変速制御を行う同時処理を行う場合、始動およびダウン変速のショックやラグを、始動要求タイミングに依らず安定化することが必要である。以下、これを反映する回転数制御によるダウン変速作用を説明する。

　ダウン変速制御は、所要時間の短いダウン変速中、イナーシャが大きい変速機出力軸回転数（＝車速）が一定であると考えると、変速機入力軸回転数を上昇させる制御である。この回転数上昇制御を、ダウン変速の締結要素と解放要素の掛け替え制御により行う場合には、解放要素のトルク容量を下げることで解放要素を滑らせ、変速機入力軸回転数をゆっくり上げてゆく。そして、変速機入力軸回転数が次変速段の目標回転数となった瞬間、締結要素をトルク伝達状態として伝達トルクを分担し、解放要素のトルク容量を素早く抜くという微妙な負荷コントロールにより行われる。しかし、変速機入力軸回転数が目標回転数となった瞬間、解放要素のトルク容量を素早く抜けたら良いが、少しでも解放要素にトルク容量が残っていると、駆動系に負のトルクを伝達し、引きショックを招きやすい。

　これに対し、実施例１では、ダウン変速による入力回転数の上昇を、モータ/ジェネレータMGによるモータトルクを使って目標入力回転数まで上昇させる回転数制御にて実現する構成を採用した。
この構成により、モータ/ジェネレータMGによる回転数上昇により応答良くダウン変速が進行する。また、ダウン変速の締結要素は、入力回転数が上昇した後に掴めば良いというように、油圧掛け替えによるダウン変速制御が簡単になる。
したがって、ダウン変速開始からダウン変速終了までの所要時間の短縮化が図られるばかりでなく、引きショックを防止したダウン変速制御を容易に行える。

　なお、実施例１では、モータ回転数制御での目標回転数（Target_REV）を、次変速段の目標入力回転数に所定値αを加えたものとしている。このため、エンジン始動制御（クランキング）を行う間は、所定値αを次変速段でのスリップ分とし、第２クラッチCL2のスリップ締結状態が確保される。

　［CL2要素のスリップ締結作用］
エンジン始動制御は、駆動系に伝達されるトルクを大きく変動させる制御であり、大きなトルク変動に伴うエンジン始動ショックを抑える必要がある。以下、これを反映するCL2要素のスリップ締結作用を説明する。

　実施例１のＦＲハイブリッド車両のように、１モータ２クラッチのパラレルハイブリッドシステムにおいては、走行中のエンジン始動時、モータ⇔駆動輪の間に配置されるクラッチ（CL2）をスリップさせることにより、エンジン始動時のトルク変動を遮断するようにしている。

　この場合、遊星歯車機構を持つ自動変速機ATと組み合わせるとき、エンジン始動と変速を同時処理することを考慮した選択手法にしたがった場合、変速時に解放される変速解放要素が第２クラッチCL2と定義される。つまり、変速時に解放要素となるクラッチは、締結状態から解放状態に移行して変速を進行させるため、変速進行の途中段階での解放要素はスリップ締結状態となる。よって、変速解放要素を第２クラッチCL2と定義すると、スリップ締結状態を維持する制御に変更するだけで、変速機能に第２クラッチCL2としての機能を付加できることによる。

　しかし、変速解放要素を第２クラッチCL2と定義した場合、出力トルクに対する入力トルク，クラッチトルクの寄与度が各変速段の変速解放要素により異なり、エンジン始動ショックを遮断しきれない変速段がある。つまり、変速との同時処理時における第２クラッチCL2の選択条件が不十分であり、選択された変速解放要素の始動ショック遮断効果が低ければショックを伝達してしまう。さらに、エンジン始動制御のみを行う単純始動時とエンジン始動と変速の同時処理時で変速解放要素に対するトルク容量制御が変化してしまうため、エンジン始動と変速の同時処理時にショック遮断と変速の両立を望めない。

　これに対し、実施例１のエンジン始動制御と変速制御の同時処理では、ステップＳ２において、エンジン始動制御とダウン変速制御が同時処理されても締結・解放されないで、かつ、少なくともダウン変速後に締結が維持される摩擦要素を、エンジン始動制御中にスリップ締結する第２クラッチCL2として定義する。
すなわち、
・変速時の締結クラッチ要素と解放クラッチ要素と共に第２クラッチCL2も作動させる。
・第２クラッチCL2をスリップさせている間にエンジン始動と変速を終了させる。
・車両駆動力を第２クラッチCL2で実現するため、目標駆動力シェイプを第２クラッチ油圧として与える。
ようにしている。

　したがって、
・第２クラッチCL2をスリップさせるため、エンジン始動ショックを遮断できる。
・エンジン始動制御のみを行う単独始動時と同じ第２クラッチCL2を使用するため、単独始動時と同等の変動トルク遮断効果が期待できる。
・エンジン始動と変速制御を同時に進行するため、ドライバーの駆動力要求の意図に対するレスポンスが良い。
というメリットを得ることができる。

　次に、効果を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

　(1) エンジンEngと、
　前記エンジンEngから駆動輪（左右後輪RL,RR）への駆動系に設けられ、駆動モータ機能以外にエンジン始動モータ機能を持つモータ（モータ/ジェネレータMG）と、
　前記エンジンEngと前記モータ（モータ/ジェネレータMG）の間に介装され、締結によるハイブリッド車走行モード（HEV走行モード）と、解放による電気自動車走行モード（EV走行モード）を切り替える第１クラッチCL1と、
　前記モータ（モータ/ジェネレータMG）と前記駆動輪（左右後輪RL,RR）との間に介装され、変速比を自動的に変更する自動変速機ATと、
　前記モータ（モータ/ジェネレータMG）から前記駆動輪（左右後輪RL,RR）までの何れかの位置に介装され、エンジン始動制御中、スリップ締結状態を維持する第２クラッチCL2と、
　走行中、始動要求に基づいて開始される前記エンジンEngの始動制御と、変速要求に基づいて開始される前記自動変速機ATのダウン変速制御と、を同時処理するとき、前記第１クラッチCL1のトルク容量制御により行う前記エンジンEngのクランキング中にダウン変速を終了させ、ダウン変速の終了により入力回転数が上昇した後、前記第１クラッチCL1の同期判定を行う始動/変速同時処理手段（図６）と、
　を備える。
このため、走行中、エンジン始動制御とダウン変速制御を同時処理するとき、エンジン始動要求のタイミングに依らずクランキング中の駆動力管理の容易化を図ることができると共に、ドライバーが意図する駆動力の発生を早期化することができる。

　(2) 前記始動/変速同時処理手段（図６）は、前記ダウン変速による入力回転数の上昇を、前記モータ（モータ/ジェネレータMG）によるモータトルクを使って目標入力回転数まで上昇させる回転数制御にて実現する（ステップＳ１１）。
このため、エンジン始動とダウン変速の同時処理時、ダウン変速開始からダウン変速終了までの所要時間の短縮化を図ることができるばかりでなく、引きショックを防止したダウン変速制御を容易に行うことができる。

　(3) 前記第２クラッチCL2は、前記自動変速機ATでの複数の変速段を得る複数の摩擦要素（C1、C2、C3、B1、B2、B3、B4）のうち、駆動力伝達経路に配置される摩擦要素の１つを選択したものであり、
　前記始動/変速同時処理手段（図６）は、前記第２クラッチCL2の選択を、少なくともダウン変速後に締結されている摩擦要素で定義する（ステップＳ２）。
このため、エンジン始動とダウン変速の同時処理時、ダウン変速に続くクランキング中に変動トルクを遮断する第２クラッチCL2のスリップ締結状態が維持されることにより、エンジン始動ショックを効果的に抑えることができる。

　以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１では、エンジン始動とダウン変速の同時処理時、ダウン変速の進行についてはモータ/ジェネレータMGによる回転数制御にて実現する例を示した。しかし、ダウン変速の進行を掛け替えの油圧制御により行うような例としても良いし、また、ダウン変速の進行を掛け替えの油圧制御とモータ回転数制御の併用により行うような例としても良い。要するに、エンジン始動制御が終了する前（クランキング中）にダウン変速制御を終了させておく同時処理であれば良い。

　実施例１では、ダウン変速要求後にエンジン始動要求後がなされた時の例を示した。しかし、エンジン始動要求後にダウン変速要求がなされた時やエンジン始動要求とダウン変速要求が一致するタイミングにてなされた時についても本発明の始動/変速同時処理を適用することができる。

　実施例１では、エンジン始動制御域でスリップ制御される摩擦要素（第２クラッチCL2）を、有段式の自動変速機ATに内蔵した複数の摩擦要素の中から選択する例を示した。しかし、自動変速機ATとは別に設けた摩擦要素を第２クラッチCL2として選択する場合も本発明は成立する。このため、モータ/ジェネレータMGと変速機入力軸との間に自動変速機ATとは別に設けられ、走行中に締結が維持される摩擦要素を第２クラッチCL2として選択する例としても良い。また、変速機出力軸と駆動輪の間に自動変速機ATとは別に設けられ、走行中に締結が維持される摩擦要素を第２クラッチCL2として選択する例としても良い。

　実施例１では、自動変速機として、前進７速後退１速の有段式の自動変速機を用いる例を示した。しかし、変速段数はこれに限られるものではなく、変速段として複数の変速段を有する自動変速機であれば良い。さらに、自動変速機として、変速比を自動的に無段階に変更するベルト式無段変速機等を用いるような例としても良い。

　実施例１では、１モータ２クラッチの駆動系を備えたＦＲハイブリッド車両への適用例を示した。しかし、１モータ２クラッチの駆動系を備えたＦＦハイブリッド車両にも適用することができる。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１１年１月２８日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－１６７９６に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (3)

1. 　エンジンと、
   　前記エンジンから駆動輪への駆動系に設けられ、駆動モータ機能以外にエンジン始動モータ機能を持つモータと、
   　前記エンジンと前記モータの間に介装され、締結によるハイブリッド車走行モードと、解放による電気自動車走行モードを切り替える第１クラッチと、
   　前記モータと前記駆動輪との間に介装され、変速比を自動的に変更する自動変速機と、
   　前記モータから前記駆動輪までの何れかの位置に介装され、エンジン始動制御中、スリップ締結状態を維持する第２クラッチと、
   　走行中のエンジン始動のために前記モータによってエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御と、前記自動変速機のダウン変速制御と、を並行して処理するとき、前記モータによるエンジン回転数上昇制御中に、前記ダウン変速制御による入力回転数の上昇を、前記モータによるモータトルクを使って目標入力回転数まで上昇させる始動/変速同時処理手段と、
   　を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 　請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   　前記第２クラッチは、前記自動変速機での複数の変速段を得る複数の摩擦要素のうち、駆動力伝達経路に配置される摩擦要素の１つを選択したものであり、
   　前記始動/変速同時処理手段は、前記第２クラッチの選択を、少なくともダウン変速後に締結されている摩擦要素で定義する
   　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 　請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   　前記始動/変速同時処理手段は、前記モータの目標回転数を、ダウン変速の次変速段の目標入力回転数に所定値を加えた値に設定する
   　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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