ハイブリッド車両の制御装置
【課題】変速段の切替時に運転者が覚える違和感を軽減することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】入力軸１１が内燃機関２と接続され、出力軸１２が駆動輪５と接続された変速機１０と、ＭＧ３を入力軸１１と接続する入力軸接続状態とＭＧ３を出力軸１２と接続する出力軸接続状態とに切り替え可能な第２クラッチ２５とを備えた車両１に適用され、第２クラッチ２５が出力軸接続状態のときに変速機１０が変速される場合には駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３で駆動輪５を駆動し、第２クラッチ２５が入力軸接続状態のときに変速機１０が変速される場合にはＭＧ３で変速時に入力軸１１と出力軸１２の同期を行う制御装置において、車両１への要求駆動力が判定値以下の場合には第２クラッチ２５が出力軸接続状態に切り替えられ、要求駆動力が判定値より大きい場合には第２クラッチ２５が入力軸接続状態に切り替えられる。
【解決手段】入力軸１１が内燃機関２と接続され、出力軸１２が駆動輪５と接続された変速機１０と、ＭＧ３を入力軸１１と接続する入力軸接続状態とＭＧ３を出力軸１２と接続する出力軸接続状態とに切り替え可能な第２クラッチ２５とを備えた車両１に適用され、第２クラッチ２５が出力軸接続状態のときに変速機１０が変速される場合には駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３で駆動輪５を駆動し、第２クラッチ２５が入力軸接続状態のときに変速機１０が変速される場合にはＭＧ３で変速時に入力軸１１と出力軸１２の同期を行う制御装置において、車両１への要求駆動力が判定値以下の場合には第２クラッチ２５が出力軸接続状態に切り替えられ、要求駆動力が判定値より大きい場合には第２クラッチ２５が入力軸接続状態に切り替えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及び電動機が搭載され，内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に変速機が設けられ、電動機の接続先を変速機の入力軸又は出力軸に選択的に切り替えることが可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源として内燃機関及びモータ・ジェネレータ等の電動機が搭載されるとともに内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に変速機が設けられ、切替機構によりモータ・ジェネレータの出力軸の接続先を変速機の入力軸と変速機の出力軸とに切り替えることが可能なハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両に適用される動力伝達制御装置として、変速機の変速段を切り替える場合にモータ・ジェネレータの出力軸を変速機の出力軸と接続させ、モータ・ジェネレータで駆動輪の駆動をアシストして車両の加速度の急激な変化を低減する装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４１３２２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３５１５２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４１３９４号公報
【特許文献４】特開２００９−２７４７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、変速段の切替時に車両に対してモータ・ジェネレータの定格出力を超える駆動力が要求されていた場合にはモータ・ジェネレータでのアシストが不十分になるおそれがある。この場合、駆動輪に伝達されるトルクが低下するため、運転者が違和感を覚えるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、変速段の切替時に運転者が覚える違和感を軽減することが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、前記内燃機関とクラッチ手段を介して接続された入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力軸と、それぞれが一対のギアを有し、前記一対のギアの一方のギアが前記入力軸に設けられるとともに前記一方のギアと噛み合うように前記一対のギアの他方のギアが前記出力軸に設けられ、かつ互いに異なる変速比が設定された複数の変速ギア対と、を含み、前記複数の変速ギア対のうちのいずれか一つの変速ギア対により前記入力軸と前記出力軸との間の回転伝達を選択的に成立させることにより変速段を切り替える変速機と、前記電動機と前記入力軸とが動力伝達可能に接続される入力軸接続状態と、前記電動機と前記出力軸とが動力伝達可能に接続される出力軸接続状態とに切り替え可能な接続先切替手段と、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記接続先切替手段が前記出力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記駆動輪に伝達されるトルクが変動しないように前記電動機で前記駆動輪を駆動し、前記接続先切替手段が前記入力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記電動機で変速時における前記入力軸と前記出力軸の同期を行う制御手段を備えた制御装置において、前記制御手段は、前記車両に対する要求駆動力が予め設定した所定の判定値以下の場合には前記接続先切替手段を前記出力軸接続状態に切り替え、前記車両に対する要求駆動力が前記判定値より大きい場合には前記接続先切替手段を前記入力軸接続状態に切り替える接続先制御手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、要求駆動力が判定値以下の場合には電動機を変速機の出力軸に接続するので、変速段の切替時に駆動輪のトルクが変動しないように電動機で駆動輪を駆動する。そのため、運転者が覚える違和感を軽減できる。一方、要求駆動力が判定値より大きい場合には電動機を変速機の入力軸に接続するので、変速段の切替時に電動機で入力軸と出力軸の同期が行われる。そのため、変速段の切り替えに要する時間を短縮できる。この場合、変速段の切替時に駆動輪に伝達されるトルクが低下してもその期間を短縮できる。従って、運転者が覚える違和感を軽減できる。このように本発明によれば、要求駆動力に応じて変速段の変速時における電動機の制御を切り替えることにより運転者が覚える違和感を軽減できる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記判定値には、前記電動機の定格出力以下の値が設定されていてもよい（請求項２）。この形態によれば、変速段の切替時に電動機で駆動輪を駆動する場合に要求駆動力に対して電動機の出力が不足することを防止できる。そのため、変速段の切替時に車両の加速度が急激に低下することを防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、要求駆動力に応じて電動機の接続先を切り替え、変速段の切替時における電動機の制御を変更するので、変速段の変速時に運転者が覚える違和感を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を模式的に示す図。
【図２】制御装置が実行するモード切替ルーチンを示すフローチャート。
【図３】制御装置が実行する変速制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】変速トルクアシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示す図。
【図５】回転数同期アシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を模式的に示している。この車両１は、動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２及び電動機としてのモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称することがある。）３を備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、４つの気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。ＭＧ３は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。ＭＧ３は、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ３ｃとを備えている。車両１には前進４速の変速機１０が搭載され、エンジン２及びＭＧ３は変速機１０と接続されている。また、変速機１０には、車両１の駆動輪５に動力を出力するための出力部４も接続されている。出力部４は、出力ギア６と、駆動輪５に連結されたデファレンシャル機構７とを備えている。出力ギア６は、変速機１０の出力軸１２に一体回転するように取り付けられている。また、出力ギア６は、デファレンシャル機構７のケースに設けられたリングギア８と噛み合っている。デファレンシャル機構７は、伝達された動力を左右の駆動輪５に分配する周知のものである。
【００１２】
変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２とを備えている。入力軸１１と出力軸１２との間には、第１〜第４変速ギア対Ｇ１〜Ｇ４が設けられている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第１〜第４変速ギア対Ｇ１〜Ｇ４は、ドライブギアとドリブンギアとが常時噛み合うように設けられている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ４には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４の順に小さくなるように設定されている。そのため、第１変速ギア対Ｇ１が１速に対応し、第２変速ギア対が２速に対応する。また、第３変速ギア対Ｇ３が３速に対応し、第４変速ギア対Ｇ４が４速に対応する。
【００１３】
第１〜第４ドライブギア１３、１５、１７、１９は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に支持されている。そのため、これらドライブギア１３、１５、１７、１９が本発明の一方のギアに相当する。この図に示したようにこれらのギアは、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。一方、第１〜第４ドリブンギア１４、１６、１８、２０は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。そのため、これらドリブンギア１４、１６、１８、２０が本発明の他方のギアに相当する。
【００１４】
入力軸１１には第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２が設けられている。これらのスリーブ２１、２２は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。この図に示すように第１スリーブ２１は、第１ドライブギア１３と第２ドライブギア１５との間に設けられている。第２スリーブ２２は、第３ドライブギア１７と第４ドライブギア１９との間に設けられている。
【００１５】
第１スリーブ２１は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２２は、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、第３ドライブギア１７及び第４ドライブギア１９のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。この変速機１０では、第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２がいずれも解放位置に切り替えられた場合に入力軸１１と出力軸１２との間の動力伝達が遮断される。以降、この状態をニュートラル状態と称することがある。変速段を切り替える場合には、変速機１０の状態が変速前の状態からまずニュートラル状態に切り替えられる。その後、ニュートラル状態から変速後の状態に切り替えられる。なお、図示は省略したが入力軸１１には、第１、第２スリーブ２１、２２と第１〜第４ドライブギア１３、１５、１７、１９とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。
【００１６】
変速機１０には、第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２を駆動するためのアクチュエータ２３が設けられている。アクチュエータ２３は、各スリーブ２１、２２に係合しているシフトフォーク２３ａを駆動し、これにより各スリーブ２１、２２を駆動する。
【００１７】
この図に示すように入力軸１１には、クラッチ手段としての第１クラッチ２４を介してエンジン２の出力軸２ａが接続されている。第１クラッチ２４は、エンジン２と入力軸１１との間で動力が伝達される係合状態と、その動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知のものである。
【００１８】
ＭＧ３のロータ軸３ａには、接続先切替手段としての第２クラッチ２５が設けられている。ロータ軸３ａと出力軸１２との間には、常時噛み合い式のギア対２６が設けられている。ギア対２６は、出力軸１２に固定された第１ギア２７と、ロータ軸３ａに設けられて第１ギア２７と噛み合う第２ギア２８とを備えている。第２クラッチ２５は、ロータ軸３ａと入力軸１１とが動力伝達可能に接続される入力軸接続状態と、ロータ軸３ａと出力軸１２とがギア対２６を介して動力伝達可能に接続される出力軸接続状態と、ロータ軸３ａが入力軸１１及び出力軸１２のいずれとも切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第２クラッチ２５には、例えばスリーブの位置を変更することにより接続先を切り替え可能な周知のドグクラッチを使用すればよい。
【００１９】
エンジン２、ＭＧ３、変速機１０、第１クラッチ２４及び第２クラッチ２５の動作は、制御装置３０にて制御される。制御装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置３０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置３０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置３０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。制御装置３０には、例えば車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する車速センサ３１及びアクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ３２等が接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。また、制御装置３０には運転者が操作する種々のスイッチやレバー等が接続されている。制御装置３０には、例えば運転者が車両１の走行モードや変速段等を選択するためのシフトレバー３３等が接続されている。なお、車両１の走行モードとしては、例えば車両１をＭＧ３のみで走行させるＥＶ走行モード及び車両１をエンジン２で走行させるエンジン走行モード等が設定されている。エンジン走行モードでは、さらに車速及びアクセル開度に基づいて制御装置３０が変速段を切り替える自動変速モード及び運転者が変速段を選択するマニュアルモード等が設定されている。なお、マニュアルモードでは運転者はシフトレバー３３を操作して変速段を選択する。
【００２０】
この車両１では、変速段の切り替えを行う変速モードとして回転数同期アシストモードと変速トルクアシストモードが設けられている。この車両１では、変速段を切り替える場合にまず第１クラッチ２４を解放状態に切り替える。続いて第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２をいずれも解放位置に切り替えて変速機１０をニュートラル状態にする。次にニュートラル状態において入力軸１１と出力軸１２の回転の同期を行う。入力軸１１と出力軸１２が同期した後、各スリーブ２１、２２を変速後の変速段となる位置に駆動する。その後、第１クラッチ２４を係合状態に切り替える。これで変速段の切り替えが完了する。
【００２１】
変速トルクアシストモードでは、第１クラッチ２４が解放状態のとき及び変速機１０がニュートラル状態のときに駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３で出力軸１２を駆動する。一方、回転数同期アシストモードでは、ニュートラル状態のときにＭＧ３で入力軸１１の回転数を調整し、速やかに入力軸１１と出力軸１２の回転を同期させる。そして、これによりニュートラル状態になる期間を短縮する。
【００２２】
図２は、制御装置３０がこれらの変速モードを車両１の走行状態に応じて切り替えるために実行するモード切替ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２３】
このルーチンにおいて制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、例えば車速及びアクセル開度等が取得される。次のステップＳ１２において制御装置３０は、車両１の走行モードがＥＶ走行モードか否か判定する。走行モードがＥＶ走行モードの場合には今回のルーチンを終了する。一方、走行モードがＥＶ走行モードではないと判定した場合にはステップＳ１３に進み、制御装置３０は車両及びアクセル開度に基づいて運転者が車両１に要求している駆動力（要求駆動力）を算出する。次のステップＳ１４において制御装置３０は要求駆動力が予め設定した所定の判定値より大きい状態が一定時間継続しているか否か判定する。この判定値は、ＭＧ３が変速段の切替時に駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにトルクを出力できるか否か判定するための基準として設定される。判定値には、例えばＭＧ３の定格出力が設定される。なお、判定値にはＭＧ３の定格出力より小さい値を設定してもよい。
【００２４】
要求駆動力が判定値より大きい状態が一定時間継続していないと判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置３０は運転者が車両１に対してスポーツ走行を要求しているか否か判定する。なお、スポーツ走行とは、例えば車両１の加速度や減速度が大きくなる走行や運転者の操作に対して車両の反応が迅速な走行のことである。スポーツ走行を要求しているか否かは、例えば車両１の走行モードやアクセル開度等に基づいて判定すればよい。具体的には、車両１の走行モードがマニュアルモードでアクセル開度が予め設定した閾値より大きい場合等にスポーツ走行が要求されていると判定すればよい。この他にも走行モードとしてスポーツ走行モードが設定され、車両１に運転者がスポーツ走行モードを選択するスイッチが設けられている場合には、例えばそのスイッチにてスポーツ走行モードが選択され、かつアクセル開度が閾値より大きい場合にスポーツ走行が要求されていると判定してもよい。
【００２５】
スポーツ走行が要求されていないと判定した場合にはステップＳ１６に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５が出力軸接続状態か否か判定する。第２クラッチ２５が出力軸接続状態と判定した場合には、今回のルーチンを終了する。一方、第２クラッチ２５が入力軸接続状態又は解放状態と判定した場合にはステップＳ１７に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５を出力軸接続状態に切り替える。次のステップＳ１８において制御装置３０は変速モードを変速トルクアシストモードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１４が肯定判定された場合又はステップＳ１５が肯定判定された場合にはステップＳ１９に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５が入力軸接続状態か否か判定する。第２クラッチ２５が入力軸接続状態と判定した場合には、今回のルーチンを終了する。一方、第２クラッチ２５が出力軸接続状態又は解放状態と判定した場合にはステップＳ２０に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５を入力軸接続状態に切り替える。次のステップＳ２１において制御装置３０は変速モードを回転数同期アシストモードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２７】
このように変速モードの切り替えを行うことにより、変速トルクアシストモードの場合にはＭＧ３が出力軸１２と接続され、回転数同期アシストモードの場合にはＭＧ３が入力軸１１と接続される。なお、図２のルーチンを実行することにより制御装置３０が本発明の接続先制御手段として機能する。
【００２８】
図３は、制御装置３０が各変速モードにおいて変速を行うために実行する変速制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図２のルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンを実行することにより制御装置３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２９】
この制御ルーチンにおいて制御装置３０は、まずステップＳ３１で変速段の切り替え、すなわち変速が要求されたか否か判定する。なお、変速が要求されたか否かを判定する方法は、自動変速モードとマニュアルモードとで異なる。マニュアルモードの場合には、制御装置３０は例えば運転者が変速段を切り替えるべくシフトレバー３３を操作した場合に変速が要求されたと判定する。自動変速モードの場合には、制御装置３０は例えば現在の車両１の運転状態が現在の変速段が設定されている運転領域から外れた場合に変速が要求されたと判定する。変速が要求されていないと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、変速が要求されたと判定した場合にはステップＳ１１に進み、制御装置３０は車両１の走行状態と取得する。次のステップＳ３２において制御装置３０は変速モードが回転数同期アシストモードか否か判定する。変速モードが回転数同期アシストモードではない、すなわち変速トルクアシストモードと判定した場合にはステップＳ３３に進み、制御装置３０は第１クラッチ２４を解放状態に切り替える。続くステップＳ３４において制御装置３０は変速アシスト制御を実行する。この変速アシスト制御では、上述したように変速中に駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３が制御される。次のステップＳ３５において制御装置３０は変速段を切り替える変速段切替制御を実行する。なお、この変速段切替制御ではシンクロ機構にて入力軸１１と出力軸１２の回転の同期が行われる。また、この変速段切替制御が実行されている間も変速アシスト制御を実行して制御装置３０は駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３を制御する。次のステップＳ３６において制御装置３０は第１クラッチ２４を係合状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ３２が肯定判定された場合にはステップＳ３７に進み、制御装置３０は第１クラッチ２４を解放状態に切り替える。続くステップＳ３８において制御装置３０は変速機１０の状態を現在の変速段の状態からニュートラル状態に切り替えるギア抜き制御を実行する。次のステップＳ３９において制御装置３０は入力軸１１の目標回転数を算出する。目標回転数は、変速後の変速段の変速比及び出力軸１２の回転数に基づいて周知の方法で算出すればよい。次のステップＳ４０において制御装置３０は、ＭＧ３にて入力軸１１の回転数を目標回転数に調整する同期制御を実行する。次のステップＳ４１において制御装置３０は入力軸１１と出力軸１２の回転の同期が完了したか否か判定する。回転の同期は、例えば入力軸１１の回転数が目標回転数を中心とする所定の許容回転数範囲内にある場合に完了したと判定すればよい。なお、許容回転数範囲は変速機１０の状態をニュートラル状態から変速後の変速段の状態に切り替える場合にスリーブをドライブギアと迅速に係合させることが可能なように適宜に設定すればよい。同期が未完了と判定した場合はステップＳ４０に戻る。
【００３２】
一方、同期が完了したと判定した場合はステップＳ４２に進み、制御装置３０は変速機１０の状態をニュートラル状態から変速後の変速段の状態に切り替えるギア入れ制御を実行する。次のステップＳ３６において制御装置３０は第１クラッチ２４を係合状態に切り替え、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
図４は、変速トルクアシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示している。なお、ドライバ要求トルクは運転者が車両１に対して要求しているトルクである。太い破線ＢＬ１がドライバ要求トルクを示している。駆動輪エンジントルクは、エンジン２から駆動輪５に伝達されるトルクである。実線ＳＬ１が駆動輪エンジントルクを示している。駆動輪ＭＧトルクは、ＭＧ３から駆動輪５に伝達されるトルクである。細い破線ＢＬ２が駆動輪ＭＧトルクを示している。また、この図では時刻ｔ１において第１クラッチ２４が解放状態に切り替えられて変速が開始され、時刻ｔ２において第１クラッチ２４が係合状態に切り替えられて変速が完了する。そのため、時刻ｔ１〜ｔ２の間はエンジン２のトルクが出力軸１２に伝達されない。
【００３４】
変速トルクアシストモードでは、時刻ｔ１において第１クラッチ２４が解放されるとＭＧ３で駆動輪５を駆動し、駆動輪５に伝達されるトルクをドライバ要求トルクに調整する。これにより駆動輪５に伝達されるトルクの低下を抑制できるので、変速時の加速度の急激な変化を防止できる。そのため、運転者が覚える違和感を軽減できる。
【００３５】
図５は、回転数同期アシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示している。なお、この図では太い破線ＢＬ３がドライバ要求トルクを示し、実線ＳＬ２が駆動輪エンジントルクを示している。上述したように回転数同期アシストモードは、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に選択される。そして、判定値にはＭＧ３の定格出力以下の値が設定される。すなわち、回転数同期アシストモードは要求駆動力がＭＧ３の定格出力よりも大きい場合に選択される。そこで、この図には要求駆動力がＭＧ３の定格出力より大きいときに変速トルクアシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を比較例として示した。なお、比較例では太い破線ＢＬ４がドライバ要求トルクを示し、実線ＳＬ３が駆動輪エンジントルクを示している。また、細い破線ＢＬ５が駆動輪ＭＧトルクを示している。この図では時刻ｔ１１において第１クラッチ２４が解放状態に切り替えられて変速が開始される。そして、時刻ｔ１２において第１クラッチ２４が係合状態に切り替えられて変速が完了する。時刻ｔ１３は、比較例において第１クラッチ２４が係合状態に切り替えられて変速が完了した時刻を示している。
【００３６】
この図から明らかなように回転数同期アシストモードではＭＧ３にて入力軸１１と出力軸１２の回転の同期を行うので、変速段を迅速に切り替えることができる。これにより駆動輪５に伝達されるトルクが低下する期間を短縮できるので、運転者が覚える違和感を軽減できる。これに対して比較例に示したように要求駆動力（ドライバ要求トルク）がＭＧ３の定格出力Ｔｍｇより大きいときに変速トルクアシストモードで変速段を切り替えると、変速中に駆動輪５に伝達されるトルクがドライバ要求トルクよりも小さくなる。また、回転数同期アシストモードと比較して変速段の切り替えに要する時間が長くなる。そのため、運転者が大きな違和感を覚える。
【００３７】
以上に説明したように、本発明によれば、要求駆動力がＭＧ３の定格出力以下の値が設定される判定値以下の場合には第２クラッチ２５が出力軸接続状態に切り替えられて変速トルクアシストモードが選択される。これにより変速時に駆動輪５のトルクが低下することを抑制できるので、運転者が覚える違和感を軽減できる。一方、要求駆動力が判定値より大きい場合には第２クラッチ２５が入力軸接続状態に切り替えられて回転数同期アシストモードが選択される。これにより変速時に駆動輪５のトルクが低下する期間を短縮できるので、運転者が覚える違和感を軽減できる。このように本発明では、ＭＧ３で変速時の駆動輪５のトルクを十分にアシストできない場合でも運転者が覚える違和感を軽減できる。また、本発明によれば変速モードを切り替えることにより運転者が覚える違和感を軽減するので、ＭＧ３の定格出力を抑えることができる。そのため、ＭＧ３の大型化やコストの増加を抑制できる。
【００３８】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される車両の変速機は前進の最高段が４速の変速機に限定されない。例えば前進の最高段が３速又は５速以上の変速機であってもよい。また、複数のスリーブは全て入力軸に設けられていなくてもよい。例えば、複数のスリーブが全て出力軸に設けられていてもよいし、複数のスリーブの一部が入力軸に設けられ、残りのスリーブが出力軸に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１ 車両
２ 内燃機関
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
５ 駆動輪
１０ 変速機
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１３ 第１ドライブギア（一方のギア）
１４ 第１ドリブンギア（他方のギア）
１５ 第２ドライブギア（一方のギア）
１６ 第２ドリブンギア（他方のギア）
１７ 第３ドライブギア（一方のギア）
１８ 第３ドリブンギア（他方のギア）
１９ 第４ドライブギア（一方のギア）
２０ 第４ドリブンギア（他方のギア）
２４ 第１クラッチ（クラッチ手段）
２５ 第２クラッチ（接続先切替手段）
３０ 制御装置（制御手段、接続先制御手段）
Ｇ１〜Ｇ４ 第１〜第４変速ギア対
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及び電動機が搭載され，内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に変速機が設けられ、電動機の接続先を変速機の入力軸又は出力軸に選択的に切り替えることが可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源として内燃機関及びモータ・ジェネレータ等の電動機が搭載されるとともに内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に変速機が設けられ、切替機構によりモータ・ジェネレータの出力軸の接続先を変速機の入力軸と変速機の出力軸とに切り替えることが可能なハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両に適用される動力伝達制御装置として、変速機の変速段を切り替える場合にモータ・ジェネレータの出力軸を変速機の出力軸と接続させ、モータ・ジェネレータで駆動輪の駆動をアシストして車両の加速度の急激な変化を低減する装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４１３２２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３５１５２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４１３９４号公報
【特許文献４】特開２００９−２７４７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、変速段の切替時に車両に対してモータ・ジェネレータの定格出力を超える駆動力が要求されていた場合にはモータ・ジェネレータでのアシストが不十分になるおそれがある。この場合、駆動輪に伝達されるトルクが低下するため、運転者が違和感を覚えるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、変速段の切替時に運転者が覚える違和感を軽減することが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、前記内燃機関とクラッチ手段を介して接続された入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力軸と、それぞれが一対のギアを有し、前記一対のギアの一方のギアが前記入力軸に設けられるとともに前記一方のギアと噛み合うように前記一対のギアの他方のギアが前記出力軸に設けられ、かつ互いに異なる変速比が設定された複数の変速ギア対と、を含み、前記複数の変速ギア対のうちのいずれか一つの変速ギア対により前記入力軸と前記出力軸との間の回転伝達を選択的に成立させることにより変速段を切り替える変速機と、前記電動機と前記入力軸とが動力伝達可能に接続される入力軸接続状態と、前記電動機と前記出力軸とが動力伝達可能に接続される出力軸接続状態とに切り替え可能な接続先切替手段と、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記接続先切替手段が前記出力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記駆動輪に伝達されるトルクが変動しないように前記電動機で前記駆動輪を駆動し、前記接続先切替手段が前記入力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記電動機で変速時における前記入力軸と前記出力軸の同期を行う制御手段を備えた制御装置において、前記制御手段は、前記車両に対する要求駆動力が予め設定した所定の判定値以下の場合には前記接続先切替手段を前記出力軸接続状態に切り替え、前記車両に対する要求駆動力が前記判定値より大きい場合には前記接続先切替手段を前記入力軸接続状態に切り替える接続先制御手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、要求駆動力が判定値以下の場合には電動機を変速機の出力軸に接続するので、変速段の切替時に駆動輪のトルクが変動しないように電動機で駆動輪を駆動する。そのため、運転者が覚える違和感を軽減できる。一方、要求駆動力が判定値より大きい場合には電動機を変速機の入力軸に接続するので、変速段の切替時に電動機で入力軸と出力軸の同期が行われる。そのため、変速段の切り替えに要する時間を短縮できる。この場合、変速段の切替時に駆動輪に伝達されるトルクが低下してもその期間を短縮できる。従って、運転者が覚える違和感を軽減できる。このように本発明によれば、要求駆動力に応じて変速段の変速時における電動機の制御を切り替えることにより運転者が覚える違和感を軽減できる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記判定値には、前記電動機の定格出力以下の値が設定されていてもよい（請求項２）。この形態によれば、変速段の切替時に電動機で駆動輪を駆動する場合に要求駆動力に対して電動機の出力が不足することを防止できる。そのため、変速段の切替時に車両の加速度が急激に低下することを防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、要求駆動力に応じて電動機の接続先を切り替え、変速段の切替時における電動機の制御を変更するので、変速段の変速時に運転者が覚える違和感を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を模式的に示す図。
【図２】制御装置が実行するモード切替ルーチンを示すフローチャート。
【図３】制御装置が実行する変速制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】変速トルクアシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示す図。
【図５】回転数同期アシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を模式的に示している。この車両１は、動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２及び電動機としてのモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称することがある。）３を備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、４つの気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。ＭＧ３は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。ＭＧ３は、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ３ｃとを備えている。車両１には前進４速の変速機１０が搭載され、エンジン２及びＭＧ３は変速機１０と接続されている。また、変速機１０には、車両１の駆動輪５に動力を出力するための出力部４も接続されている。出力部４は、出力ギア６と、駆動輪５に連結されたデファレンシャル機構７とを備えている。出力ギア６は、変速機１０の出力軸１２に一体回転するように取り付けられている。また、出力ギア６は、デファレンシャル機構７のケースに設けられたリングギア８と噛み合っている。デファレンシャル機構７は、伝達された動力を左右の駆動輪５に分配する周知のものである。
【００１２】
変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２とを備えている。入力軸１１と出力軸１２との間には、第１〜第４変速ギア対Ｇ１〜Ｇ４が設けられている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第１〜第４変速ギア対Ｇ１〜Ｇ４は、ドライブギアとドリブンギアとが常時噛み合うように設けられている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ４には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４の順に小さくなるように設定されている。そのため、第１変速ギア対Ｇ１が１速に対応し、第２変速ギア対が２速に対応する。また、第３変速ギア対Ｇ３が３速に対応し、第４変速ギア対Ｇ４が４速に対応する。
【００１３】
第１〜第４ドライブギア１３、１５、１７、１９は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に支持されている。そのため、これらドライブギア１３、１５、１７、１９が本発明の一方のギアに相当する。この図に示したようにこれらのギアは、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。一方、第１〜第４ドリブンギア１４、１６、１８、２０は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。そのため、これらドリブンギア１４、１６、１８、２０が本発明の他方のギアに相当する。
【００１４】
入力軸１１には第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２が設けられている。これらのスリーブ２１、２２は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。この図に示すように第１スリーブ２１は、第１ドライブギア１３と第２ドライブギア１５との間に設けられている。第２スリーブ２２は、第３ドライブギア１７と第４ドライブギア１９との間に設けられている。
【００１５】
第１スリーブ２１は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２２は、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、第３ドライブギア１７及び第４ドライブギア１９のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。この変速機１０では、第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２がいずれも解放位置に切り替えられた場合に入力軸１１と出力軸１２との間の動力伝達が遮断される。以降、この状態をニュートラル状態と称することがある。変速段を切り替える場合には、変速機１０の状態が変速前の状態からまずニュートラル状態に切り替えられる。その後、ニュートラル状態から変速後の状態に切り替えられる。なお、図示は省略したが入力軸１１には、第１、第２スリーブ２１、２２と第１〜第４ドライブギア１３、１５、１７、１９とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。
【００１６】
変速機１０には、第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２を駆動するためのアクチュエータ２３が設けられている。アクチュエータ２３は、各スリーブ２１、２２に係合しているシフトフォーク２３ａを駆動し、これにより各スリーブ２１、２２を駆動する。
【００１７】
この図に示すように入力軸１１には、クラッチ手段としての第１クラッチ２４を介してエンジン２の出力軸２ａが接続されている。第１クラッチ２４は、エンジン２と入力軸１１との間で動力が伝達される係合状態と、その動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知のものである。
【００１８】
ＭＧ３のロータ軸３ａには、接続先切替手段としての第２クラッチ２５が設けられている。ロータ軸３ａと出力軸１２との間には、常時噛み合い式のギア対２６が設けられている。ギア対２６は、出力軸１２に固定された第１ギア２７と、ロータ軸３ａに設けられて第１ギア２７と噛み合う第２ギア２８とを備えている。第２クラッチ２５は、ロータ軸３ａと入力軸１１とが動力伝達可能に接続される入力軸接続状態と、ロータ軸３ａと出力軸１２とがギア対２６を介して動力伝達可能に接続される出力軸接続状態と、ロータ軸３ａが入力軸１１及び出力軸１２のいずれとも切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第２クラッチ２５には、例えばスリーブの位置を変更することにより接続先を切り替え可能な周知のドグクラッチを使用すればよい。
【００１９】
エンジン２、ＭＧ３、変速機１０、第１クラッチ２４及び第２クラッチ２５の動作は、制御装置３０にて制御される。制御装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置３０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置３０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置３０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。制御装置３０には、例えば車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する車速センサ３１及びアクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ３２等が接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。また、制御装置３０には運転者が操作する種々のスイッチやレバー等が接続されている。制御装置３０には、例えば運転者が車両１の走行モードや変速段等を選択するためのシフトレバー３３等が接続されている。なお、車両１の走行モードとしては、例えば車両１をＭＧ３のみで走行させるＥＶ走行モード及び車両１をエンジン２で走行させるエンジン走行モード等が設定されている。エンジン走行モードでは、さらに車速及びアクセル開度に基づいて制御装置３０が変速段を切り替える自動変速モード及び運転者が変速段を選択するマニュアルモード等が設定されている。なお、マニュアルモードでは運転者はシフトレバー３３を操作して変速段を選択する。
【００２０】
この車両１では、変速段の切り替えを行う変速モードとして回転数同期アシストモードと変速トルクアシストモードが設けられている。この車両１では、変速段を切り替える場合にまず第１クラッチ２４を解放状態に切り替える。続いて第１スリーブ２１及び第２スリーブ２２をいずれも解放位置に切り替えて変速機１０をニュートラル状態にする。次にニュートラル状態において入力軸１１と出力軸１２の回転の同期を行う。入力軸１１と出力軸１２が同期した後、各スリーブ２１、２２を変速後の変速段となる位置に駆動する。その後、第１クラッチ２４を係合状態に切り替える。これで変速段の切り替えが完了する。
【００２１】
変速トルクアシストモードでは、第１クラッチ２４が解放状態のとき及び変速機１０がニュートラル状態のときに駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３で出力軸１２を駆動する。一方、回転数同期アシストモードでは、ニュートラル状態のときにＭＧ３で入力軸１１の回転数を調整し、速やかに入力軸１１と出力軸１２の回転を同期させる。そして、これによりニュートラル状態になる期間を短縮する。
【００２２】
図２は、制御装置３０がこれらの変速モードを車両１の走行状態に応じて切り替えるために実行するモード切替ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２３】
このルーチンにおいて制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、例えば車速及びアクセル開度等が取得される。次のステップＳ１２において制御装置３０は、車両１の走行モードがＥＶ走行モードか否か判定する。走行モードがＥＶ走行モードの場合には今回のルーチンを終了する。一方、走行モードがＥＶ走行モードではないと判定した場合にはステップＳ１３に進み、制御装置３０は車両及びアクセル開度に基づいて運転者が車両１に要求している駆動力（要求駆動力）を算出する。次のステップＳ１４において制御装置３０は要求駆動力が予め設定した所定の判定値より大きい状態が一定時間継続しているか否か判定する。この判定値は、ＭＧ３が変速段の切替時に駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにトルクを出力できるか否か判定するための基準として設定される。判定値には、例えばＭＧ３の定格出力が設定される。なお、判定値にはＭＧ３の定格出力より小さい値を設定してもよい。
【００２４】
要求駆動力が判定値より大きい状態が一定時間継続していないと判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置３０は運転者が車両１に対してスポーツ走行を要求しているか否か判定する。なお、スポーツ走行とは、例えば車両１の加速度や減速度が大きくなる走行や運転者の操作に対して車両の反応が迅速な走行のことである。スポーツ走行を要求しているか否かは、例えば車両１の走行モードやアクセル開度等に基づいて判定すればよい。具体的には、車両１の走行モードがマニュアルモードでアクセル開度が予め設定した閾値より大きい場合等にスポーツ走行が要求されていると判定すればよい。この他にも走行モードとしてスポーツ走行モードが設定され、車両１に運転者がスポーツ走行モードを選択するスイッチが設けられている場合には、例えばそのスイッチにてスポーツ走行モードが選択され、かつアクセル開度が閾値より大きい場合にスポーツ走行が要求されていると判定してもよい。
【００２５】
スポーツ走行が要求されていないと判定した場合にはステップＳ１６に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５が出力軸接続状態か否か判定する。第２クラッチ２５が出力軸接続状態と判定した場合には、今回のルーチンを終了する。一方、第２クラッチ２５が入力軸接続状態又は解放状態と判定した場合にはステップＳ１７に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５を出力軸接続状態に切り替える。次のステップＳ１８において制御装置３０は変速モードを変速トルクアシストモードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１４が肯定判定された場合又はステップＳ１５が肯定判定された場合にはステップＳ１９に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５が入力軸接続状態か否か判定する。第２クラッチ２５が入力軸接続状態と判定した場合には、今回のルーチンを終了する。一方、第２クラッチ２５が出力軸接続状態又は解放状態と判定した場合にはステップＳ２０に進み、制御装置３０は第２クラッチ２５を入力軸接続状態に切り替える。次のステップＳ２１において制御装置３０は変速モードを回転数同期アシストモードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２７】
このように変速モードの切り替えを行うことにより、変速トルクアシストモードの場合にはＭＧ３が出力軸１２と接続され、回転数同期アシストモードの場合にはＭＧ３が入力軸１１と接続される。なお、図２のルーチンを実行することにより制御装置３０が本発明の接続先制御手段として機能する。
【００２８】
図３は、制御装置３０が各変速モードにおいて変速を行うために実行する変速制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図２のルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンを実行することにより制御装置３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２９】
この制御ルーチンにおいて制御装置３０は、まずステップＳ３１で変速段の切り替え、すなわち変速が要求されたか否か判定する。なお、変速が要求されたか否かを判定する方法は、自動変速モードとマニュアルモードとで異なる。マニュアルモードの場合には、制御装置３０は例えば運転者が変速段を切り替えるべくシフトレバー３３を操作した場合に変速が要求されたと判定する。自動変速モードの場合には、制御装置３０は例えば現在の車両１の運転状態が現在の変速段が設定されている運転領域から外れた場合に変速が要求されたと判定する。変速が要求されていないと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、変速が要求されたと判定した場合にはステップＳ１１に進み、制御装置３０は車両１の走行状態と取得する。次のステップＳ３２において制御装置３０は変速モードが回転数同期アシストモードか否か判定する。変速モードが回転数同期アシストモードではない、すなわち変速トルクアシストモードと判定した場合にはステップＳ３３に進み、制御装置３０は第１クラッチ２４を解放状態に切り替える。続くステップＳ３４において制御装置３０は変速アシスト制御を実行する。この変速アシスト制御では、上述したように変速中に駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３が制御される。次のステップＳ３５において制御装置３０は変速段を切り替える変速段切替制御を実行する。なお、この変速段切替制御ではシンクロ機構にて入力軸１１と出力軸１２の回転の同期が行われる。また、この変速段切替制御が実行されている間も変速アシスト制御を実行して制御装置３０は駆動輪５に伝達されるトルクが変動しないようにＭＧ３を制御する。次のステップＳ３６において制御装置３０は第１クラッチ２４を係合状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ３２が肯定判定された場合にはステップＳ３７に進み、制御装置３０は第１クラッチ２４を解放状態に切り替える。続くステップＳ３８において制御装置３０は変速機１０の状態を現在の変速段の状態からニュートラル状態に切り替えるギア抜き制御を実行する。次のステップＳ３９において制御装置３０は入力軸１１の目標回転数を算出する。目標回転数は、変速後の変速段の変速比及び出力軸１２の回転数に基づいて周知の方法で算出すればよい。次のステップＳ４０において制御装置３０は、ＭＧ３にて入力軸１１の回転数を目標回転数に調整する同期制御を実行する。次のステップＳ４１において制御装置３０は入力軸１１と出力軸１２の回転の同期が完了したか否か判定する。回転の同期は、例えば入力軸１１の回転数が目標回転数を中心とする所定の許容回転数範囲内にある場合に完了したと判定すればよい。なお、許容回転数範囲は変速機１０の状態をニュートラル状態から変速後の変速段の状態に切り替える場合にスリーブをドライブギアと迅速に係合させることが可能なように適宜に設定すればよい。同期が未完了と判定した場合はステップＳ４０に戻る。
【００３２】
一方、同期が完了したと判定した場合はステップＳ４２に進み、制御装置３０は変速機１０の状態をニュートラル状態から変速後の変速段の状態に切り替えるギア入れ制御を実行する。次のステップＳ３６において制御装置３０は第１クラッチ２４を係合状態に切り替え、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
図４は、変速トルクアシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示している。なお、ドライバ要求トルクは運転者が車両１に対して要求しているトルクである。太い破線ＢＬ１がドライバ要求トルクを示している。駆動輪エンジントルクは、エンジン２から駆動輪５に伝達されるトルクである。実線ＳＬ１が駆動輪エンジントルクを示している。駆動輪ＭＧトルクは、ＭＧ３から駆動輪５に伝達されるトルクである。細い破線ＢＬ２が駆動輪ＭＧトルクを示している。また、この図では時刻ｔ１において第１クラッチ２４が解放状態に切り替えられて変速が開始され、時刻ｔ２において第１クラッチ２４が係合状態に切り替えられて変速が完了する。そのため、時刻ｔ１〜ｔ２の間はエンジン２のトルクが出力軸１２に伝達されない。
【００３４】
変速トルクアシストモードでは、時刻ｔ１において第１クラッチ２４が解放されるとＭＧ３で駆動輪５を駆動し、駆動輪５に伝達されるトルクをドライバ要求トルクに調整する。これにより駆動輪５に伝達されるトルクの低下を抑制できるので、変速時の加速度の急激な変化を防止できる。そのため、運転者が覚える違和感を軽減できる。
【００３５】
図５は、回転数同期アシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を示している。なお、この図では太い破線ＢＬ３がドライバ要求トルクを示し、実線ＳＬ２が駆動輪エンジントルクを示している。上述したように回転数同期アシストモードは、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に選択される。そして、判定値にはＭＧ３の定格出力以下の値が設定される。すなわち、回転数同期アシストモードは要求駆動力がＭＧ３の定格出力よりも大きい場合に選択される。そこで、この図には要求駆動力がＭＧ３の定格出力より大きいときに変速トルクアシストモードで変速段を切り替えた場合のドライバ要求トルク、駆動輪エンジントルク及び駆動輪ＭＧトルクの時間変化を比較例として示した。なお、比較例では太い破線ＢＬ４がドライバ要求トルクを示し、実線ＳＬ３が駆動輪エンジントルクを示している。また、細い破線ＢＬ５が駆動輪ＭＧトルクを示している。この図では時刻ｔ１１において第１クラッチ２４が解放状態に切り替えられて変速が開始される。そして、時刻ｔ１２において第１クラッチ２４が係合状態に切り替えられて変速が完了する。時刻ｔ１３は、比較例において第１クラッチ２４が係合状態に切り替えられて変速が完了した時刻を示している。
【００３６】
この図から明らかなように回転数同期アシストモードではＭＧ３にて入力軸１１と出力軸１２の回転の同期を行うので、変速段を迅速に切り替えることができる。これにより駆動輪５に伝達されるトルクが低下する期間を短縮できるので、運転者が覚える違和感を軽減できる。これに対して比較例に示したように要求駆動力（ドライバ要求トルク）がＭＧ３の定格出力Ｔｍｇより大きいときに変速トルクアシストモードで変速段を切り替えると、変速中に駆動輪５に伝達されるトルクがドライバ要求トルクよりも小さくなる。また、回転数同期アシストモードと比較して変速段の切り替えに要する時間が長くなる。そのため、運転者が大きな違和感を覚える。
【００３７】
以上に説明したように、本発明によれば、要求駆動力がＭＧ３の定格出力以下の値が設定される判定値以下の場合には第２クラッチ２５が出力軸接続状態に切り替えられて変速トルクアシストモードが選択される。これにより変速時に駆動輪５のトルクが低下することを抑制できるので、運転者が覚える違和感を軽減できる。一方、要求駆動力が判定値より大きい場合には第２クラッチ２５が入力軸接続状態に切り替えられて回転数同期アシストモードが選択される。これにより変速時に駆動輪５のトルクが低下する期間を短縮できるので、運転者が覚える違和感を軽減できる。このように本発明では、ＭＧ３で変速時の駆動輪５のトルクを十分にアシストできない場合でも運転者が覚える違和感を軽減できる。また、本発明によれば変速モードを切り替えることにより運転者が覚える違和感を軽減するので、ＭＧ３の定格出力を抑えることができる。そのため、ＭＧ３の大型化やコストの増加を抑制できる。
【００３８】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される車両の変速機は前進の最高段が４速の変速機に限定されない。例えば前進の最高段が３速又は５速以上の変速機であってもよい。また、複数のスリーブは全て入力軸に設けられていなくてもよい。例えば、複数のスリーブが全て出力軸に設けられていてもよいし、複数のスリーブの一部が入力軸に設けられ、残りのスリーブが出力軸に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１ 車両
２ 内燃機関
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
５ 駆動輪
１０ 変速機
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１３ 第１ドライブギア（一方のギア）
１４ 第１ドリブンギア（他方のギア）
１５ 第２ドライブギア（一方のギア）
１６ 第２ドリブンギア（他方のギア）
１７ 第３ドライブギア（一方のギア）
１８ 第３ドリブンギア（他方のギア）
１９ 第４ドライブギア（一方のギア）
２０ 第４ドリブンギア（他方のギア）
２４ 第１クラッチ（クラッチ手段）
２５ 第２クラッチ（接続先切替手段）
３０ 制御装置（制御手段、接続先制御手段）
Ｇ１〜Ｇ４ 第１〜第４変速ギア対
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、
前記内燃機関とクラッチ手段を介して接続された入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力軸と、それぞれが一対のギアを有し、前記一対のギアの一方のギアが前記入力軸に設けられるとともに前記一方のギアと噛み合うように前記一対のギアの他方のギアが前記出力軸に設けられ、かつ互いに異なる変速比が設定された複数の変速ギア対と、を含み、前記複数の変速ギア対のうちのいずれか一つの変速ギア対により前記入力軸と前記出力軸との間の回転伝達を選択的に成立させることにより変速段を切り替える変速機と、
前記電動機と前記入力軸とが動力伝達可能に接続される入力軸接続状態と、前記電動機と前記出力軸とが動力伝達可能に接続される出力軸接続状態とに切り替え可能な接続先切替手段と、を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記接続先切替手段が前記出力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記駆動輪に伝達されるトルクが変動しないように前記電動機で前記駆動輪を駆動し、前記接続先切替手段が前記入力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記電動機で変速時における前記入力軸と前記出力軸の同期を行う制御手段を備えた制御装置において、
前記制御手段は、前記車両に対する要求駆動力が予め設定した所定の判定値以下の場合には前記接続先切替手段を前記出力軸接続状態に切り替え、前記車両に対する要求駆動力が前記判定値より大きい場合には前記接続先切替手段を前記入力軸接続状態に切り替える接続先制御手段を備えている制御装置。
【請求項２】
前記判定値には、前記電動機の定格出力以下の値が設定されている請求項１に記載の制御装置。
【請求項１】
動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、
前記内燃機関とクラッチ手段を介して接続された入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力軸と、それぞれが一対のギアを有し、前記一対のギアの一方のギアが前記入力軸に設けられるとともに前記一方のギアと噛み合うように前記一対のギアの他方のギアが前記出力軸に設けられ、かつ互いに異なる変速比が設定された複数の変速ギア対と、を含み、前記複数の変速ギア対のうちのいずれか一つの変速ギア対により前記入力軸と前記出力軸との間の回転伝達を選択的に成立させることにより変速段を切り替える変速機と、
前記電動機と前記入力軸とが動力伝達可能に接続される入力軸接続状態と、前記電動機と前記出力軸とが動力伝達可能に接続される出力軸接続状態とに切り替え可能な接続先切替手段と、を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記接続先切替手段が前記出力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記駆動輪に伝達されるトルクが変動しないように前記電動機で前記駆動輪を駆動し、前記接続先切替手段が前記入力軸接続状態のときに前記変速機の変速段が切り替えられる場合には前記電動機で変速時における前記入力軸と前記出力軸の同期を行う制御手段を備えた制御装置において、
前記制御手段は、前記車両に対する要求駆動力が予め設定した所定の判定値以下の場合には前記接続先切替手段を前記出力軸接続状態に切り替え、前記車両に対する要求駆動力が前記判定値より大きい場合には前記接続先切替手段を前記入力軸接続状態に切り替える接続先制御手段を備えている制御装置。
【請求項２】
前記判定値には、前記電動機の定格出力以下の値が設定されている請求項１に記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０７５３２（Ｐ２０１３−１０７５３２Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５１９９（Ｐ２０１１−２５５１９９）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【特許番号】特許第５１９８６４５号（Ｐ５１９８６４５）
【特許公報発行日】平成２５年５月１５日（２０１３．５．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【特許番号】特許第５１９８６４５号（Ｐ５１９８６４５）
【特許公報発行日】平成２５年５月１５日（２０１３．５．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
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