ハイブリッド車両の駆動力制御装置
【課題】複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数を少なくすることが可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、走行環境に基づいて原動機による出力トルクを変更する手段（Ｓ００１）と、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせる手段（Ｓ００５）とを備えている。
【解決手段】複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、走行環境に基づいて原動機による出力トルクを変更する手段（Ｓ００１）と、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせる手段（Ｓ００５）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動力制御装置に関し、特に、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の変速モード（変速段）に切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
例えば、特開２００５−１８６７３６号公報（特許文献１）には、ハイブリッド車両において、要求トルクの増加があったときにＬｏ−Ｈｉ切り替えを予測し、事前に予備動作を行う点が開示されている。
【０００４】
上記特許文献１の技術によれば、シーケンシャルシフトに応じてペラトルクを変える制御を行った場合、変速機の変速段切り替えによるトルク変動とペラトルク変動の双方が起こり、運転者に違和感を与える虞がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８６７３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２０４８１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数が少ないことが望まれている。特に、走行環境に基づいて原動機による出力トルクが変更されるハイブリッド車両において、ショックの発生回数が少ないことが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数を少なくすることが可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置は、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、走行環境に基づいて原動機による出力トルクを変更する手段と、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせる手段と
を備えている。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、前記変速モードの切り替えの判断に用いられる車速との差に基づいて、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせるか否かが判定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数を少なくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施形態は、アクセル開度と車速（ペラシャフト回転数）から決まるドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライブシャフトトルク）または駆動力を実現するようにエンジン回転数、エンジントルク、ＭＧ１回転数、ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク等を決定し、ＭＧ２回転数を低下させるためのＬｏ−Ｈｉ切り替え可能なハイブリッド用変速機において、変速点制御実施可能領域では、Ｌｏ⇔Ｈｉ切り替えタイミングを変速点制御のペラトルク変更タイミングに合わせる。変速点制御開始、復帰時に車速、減速度、ＭＧ２回転数からＨｉ⇔Ｌｏ変速前出し可能か否かを判断し、Ｈｉ⇔Ｌｏ変速の前出しを実施する。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図２は、本発明の一実施例である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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１４】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００１５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１６】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図３に示す。この図３に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、図９に示すように、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【００１７】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００１８】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７５と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度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，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、駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ８９ａ，８９ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータに駆動信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１９】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度と車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２は、車速Ｖなどにより変速機６０のギヤ比がモータＭＧ２からの動力が効率よくリングギヤ軸３２ａに出力されるようオンオフ制御される。
【００２０】
Ｌｏギヤ（モード）とＨｉギヤ（モード）の切り替え可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置において、例えば、変速点制御開始（実行）、復帰によるペラトルク変化と、Ｌｏ⇔Ｈｉの切り替えによるトルク変化が続いて起こる可能性がある。そこで、本実施形態では、以下の構成を採用している。
【００２１】
本実施形態では、アクセル開度と車速（ペラシャフト回転数）から決まるドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライブシャフトトルク）または駆動力を実現するようにエンジン回転数、エンジントルク、ＭＧ１回転数、ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク等を決定し、ＭＧ２回転数を低下させるためのＬｏ−Ｈｉ切り替え可能なハイブリッド車両用変速機において、変速点制御実施可能領域では、Ｌｏ−Ｈｉ切り替えタイミングを変速点制御のペラトルク変更タイミングに合わせる。
【００２２】
変速点制御開始時の車速、減速度、ＭＧ２回転数からＨｉ→Ｌｏ変速の前出し（時期を早めること）が可能であるか否かを判断し、可能であると判断された場合に、Ｈｉ→Ｌｏ変速の前出しを実施する。
【００２３】
変速点制御開始時の車速、減速度、ＭＧ２回転数からＬｏ→Ｈｉ変速の前出し（時期を早めること）が可能であるか否かを判断し、可能であると判断された場合に、Ｌｏ→Ｈｉ変速の前出しを実施する。
【００２４】
上記構成を採用することにより、出力軸に発生するトルク変化の発生回数を減少させることができ、ドライバビリティが向上する。また、ＭＧ２、エンジンの回転数変化が減少し、フィーリングが向上する。
【００２５】
以下、図１を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００２６】
［ステップＳ００１］
ステップＳ００１では、変速点制御の開始時であるか否かが判定される。ここで、変速点制御とは、通常の変速制御（例えばアクセル開度及び車速に基づく変速マップによる変速制御）とは異なる、車両の走行環境に基づく変速制御であり、例えば、いわゆるコーナー制御、登降坂制御、追従制御、合流路・退出路制御、信号、交差点、料金所などによる制御が広く含まれる。ステップＳ００１の変速点制御は、ダウンシフト制御である。ステップＳ００１の判定の結果、変速点制御の開始時であると判定された場合には、ステップＳ００２に進み、そうでない場合には、ステップＳ００６に進む。
【００２７】
［ステップＳ００２］
次に、ステップＳ００２では、変速機６０がＨｉモード（ギヤ）であるか否かが判定される。その判定の結果、Ｈｉモードである場合には、ステップＳ００３に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
【００２８】
［ステップＳ００３］
ステップＳ００３では、Ｌｏに変速された場合のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であるか否かが判定される。ステップＳ００３では、Ｌｏモードにダウンシフトした場合にＭＧ２の回転数がオーバーレブしないか否かが判定される。ステップＳ００３の判定の結果、Ｌｏに変速された場合のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であると判定された場合には、ステップＳ００４に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
【００２９】
［ステップＳ００４］
ステップＳ００４では、現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、Ｈｉ→Ｌｏ変速線（図４参照）との車速差が予め設定された所定閾値以下であるか否かが判定される。その判定の結果、上記車速差が上記所定閾値以下であると判定された場合には、ステップＳ００５に進み、そうでない場合には本制御フローはリターンされる。
【００３０】
仮に、ステップＳ００４の判定がないとすると、Ｈｉ→Ｌｏ変速線から大きく乖離した車速でＬｏに変速することになり、その後のＬｏからＨｉへの変速が直ぐに行われ、その変速ショックが問題となる。ステップＳ００４では、加速度を考慮し、どの程度Ｈｉ→Ｌｏ変速線に近い車速であるかを見て、許容範囲内の車速であるときのみ、ステップＳ００５でＨｉからＬｏへの変速の前出しを実施するようにしている。これにより、変速ショックの発生回数を低減させることができる。
【００３１】
［ステップＳ００５］
ステップＳ００５では、ＨｉからＬｏへの変速の前出しが行われる。これにより、変速点制御（ステップＳ００１）と、変速機６０のＨｉからＬｏへの変速が実質的に同時期に実行され、変速点制御によるペラトルク変化と変速機６０のＨｉからＬｏへの変速によるトルク変化が略同時期に発生する。これにより、従来、変速点制御と変速機６０の変速とが別々に行われていた時と比べて、トルク変化（ショック）の発生回数を減少させることができる。ステップＳ００５の次に、本制御フローはリターンされる。
【００３２】
［ステップＳ００６］
ステップＳ００６では、変速点制御の復帰時であるか否かが判定される。ステップＳ００６の変速点制御の復帰は、ダウンシフト制御の復帰（アップシフトの許可）である。ステップＳ００６の判定の結果、変速点制御の復帰時であると判定された場合には、ステップＳ００７に進み、そうでない場合には、本制御はリターンされる。
【００３３】
［ステップＳ００７］
次に、ステップＳ００７では、変速機６０がＬｏモード（ギヤ）であるか否かが判定される。その判定の結果、Ｌｏモードである場合には、ステップＳ００８に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
【００３４】
［ステップＳ００８］
ステップＳ００８では、現状のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であるか否かが判定される。ステップＳ００８の判定の結果、現状のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であると判定された場合には、ステップＳ００９に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。現状のＭＧ２の回転数が高過ぎる場合には、ＬｏからＨｉに変速した方がよいことから、現状のＭＧ２の回転数が所定値以上に高いか否かを判定している。
【００３５】
［ステップＳ００９］
ステップＳ００９では、現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、Ｌｏ→Ｈｉ変速線（図４参照）との車速差が予め設定された所定閾値以下であるか否かが判定される。その判定の結果、上記車速差が上記所定閾値以下であると判定された場合には、ステップＳ０１０に進み、そうでない場合には本制御フローはリターンされる。
【００３６】
［ステップＳ０１０］
ステップＳ０１０では、ＬｏからＨｉへの変速の前出しが行われる。これにより、変速点制御（ステップＳ００１）と、変速機６０のＬｏからＨｉへの変速が実質的に同時期に実行され、変速点制御によるペラトルク変化と変速機６０のＬｏからＨｉへの変速によるトルク変化が略同時期に発生する。これにより、従来、変速点制御と変速機６０の変速とが別々に行われていた時と比べて、トルク変化（ショック）の発生回数を減少させることができる。ステップＳ０１０の次に、本制御フローはリターンされる。
【００３７】
図１０及び図１１を参照して、本実施形態の動作について説明する。
図１０は、変速点制御の開始時の動作を示すタイムチャートであり、図１１は、変速点制御からの復帰時の動作を示すタイムチャートである。
【００３８】
図１０において、符号５０１はアクセル開度、符号５０２は変速規制フラグ、符号５０３は車速、符号５０４はＨｉ→Ｌｏ変速線、符号５０５は目標ペラトルク、符号５０６は目標エンジン回転数、符号５０７はＭＧ２回転数、符号５０８は前後Ｇ、符号５０９は従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化をそれぞれ示している。
【００３９】
アクセル開度５０１が全閉の状態で、車両の走行環境（例えば車両前方のコーナー）に基づいて、ｔ１の時点で変速点制御が開始されると（ステップＳ００１−Ｙ）、変速規制フラグ５０２がＯＮとされる。ｔ１の時点の変速点制御の実行により、目標ペラトルク５０５が小さな値に変更され、目標エンジン回転数５０６が高い値に変更される。このときに、ＭＧ２回転数５０７に関するステップＳ００３の条件を満たしており、また、車速５０３に関するステップＳ００４の条件を満たしていると、ｔ１の時点にＨｉ→Ｌｏ変速が前出しされ、変速点制御の実行と同時に変速機６０のＨｉからＬｏへの変速が実行される。これにより、前後Ｇはｔ１の時点で変更されるだけで、それ以降の変更はなく、ショックの発生回数を減少させることができる。従来技術では、Ｈｉ→Ｌｏ変速線５０４に車速５０３が達した時点ｔ２でＨｉからＬｏへの変速が行われていた。そのため、変速点制御が実行されたｔ１時点と、変速機６０のＨｉからＬｏへの変速が行われたｔ２時点の２つの時点で、ショックが発生していた。
【００４０】
図１１において、符号６０１はアクセル開度、符号６０２は変速規制フラグ、符号６０３は車速、符号６０４はＨｉ→Ｌｏ変速線、符号６０５は目標ペラトルク、符号６０６は目標エンジン回転数、符号６０７はＭＧ２回転数、符号６０８は前後Ｇ、符号６０９は従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化をそれぞれ示している。
【００４１】
アクセル開度６０１が全閉ではない状態で、車両の走行環境（例えばコーナーからの脱出）に基づいて、ｔ４の時点で変速点制御から復帰すると（ステップＳ００６−Ｙ）、変速規制フラグ６０２がＯＦＦとされる。ｔ４の時点の変速点制御の復帰により、目標ペラトルク６０５が小さな値に変更され、目標エンジン回転数６０６が低い値に変更される。このときに、ＭＧ２回転数６０７に関するステップＳ００８の条件を満たしており、また、車速６０３に関するステップＳ００９の条件を満たしていると、ｔ４の時点にＬｏ→Ｈｉ変速が前出しされ、変速点制御の復帰と同時に変速機６０のＬｏからＨｉへの変速が実行される。これにより、前後Ｇはｔ４の時点で変更されるだけで、それ以降の変更はなく、ショックの発生回数を減少させることができる。従来技術では、Ｌｏ→Ｈｉ変速線６０４に車速６０３が達した時点ｔ５でＬｏからＨｉへの変速が行われていた。そのため、変速点制御が実行されたｔ４時点と、変速機６０のＬｏからＨｉへの変速が行われたｔ５時点の２つの時点で、ショックが発生していた。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、モータＭＧ２の動力を変速してリングギヤ軸３２ａに出力する変速機として遊星歯車機構を有する変速機６０を用いてＬｏとＨｉとの２段変速を可能としたが、複数の遊星歯車機構を組み合わせて３段以上の変速段を有するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の運転を停止する際には、モータＭＧ２の回転数が最も減速してリングギヤ軸３２ａに伝達される変速段（最下段）にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、変速機が最下段のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとするのが好ましい。なお、このように３段以上の変速段を有するものとしたときには、エンジン２２の運転を停止する際の変速機の変速段を最下段とする必要はなく、エンジン２２の運転を停止する際には変速機の変速段を最下段の次の変速段など予め設定した所定の変速段にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、変速機の変速段が上述の所定の変速段のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、モータＭＧ２の動力を変速してリングギヤ軸３２ａに出力する変速機として遊星歯車機構を有する変速機６０を用いたが、ＣＶＴなどの無段変速機を用いるものとしてもよい。この場合、エンジン２２の運転を停止する際には、無段変速機が取り得る変速比の範囲のうちモータＭＧ２の回転数が最も減速してリングギヤ軸３２ａに伝達される変速比（最大変速比）にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、無段変速機が最大変速比のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとすればよい。また、この無段変速機を用いる場合には、エンジン２２の運転を停止する際に無段変速機の変速比を最大変速比にする必要はなく、エンジン２２の運転を停止する際には無段変速機の変速比を最大変速比近傍の所定の変速比などのように予め設定した所定の変速比にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、無段変速機の変速比が上述の所定の変速比のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪１９３ａ，１９３ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、図７の変形例にハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備えるものとしてもよい。この場合、変速機３３０は有段変速機であっても無段変速機であってもよい。このようにエンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備える場合、図８の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、モータＭＧ２から変速機６０を介して出力される動力を更に変速機３３０で変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達するものとしてもよい。
【００４６】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図３】変速機６０の構成の一例を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施例の変速機の変速線を示す図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図９】本発明の一実施例の変速機の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の一実施例の他の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車
２２ エンジン
２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）
２６ クランクシャフト
２８ ダンパ
３０ 動力分配統合機構
３１ サンギヤ
３１ａ サンギヤ軸
３２ リングギヤ
３２ａ リングギヤ軸
３３ ピニオンギヤ
３４ キャリア
３７ ギヤ機構
３８ デファレンシャルギヤ
３９ａ，３９ｂ 駆動輪
４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）
４１，４２ インバータ
４３，４４ 回転位置検出センサ
５０ バッテリ
５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）
５４ 電力ライン
６０ 変速機
６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構
６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構
６１ サンギヤ
６２ リングギヤ
６３ａ 第１ピニオンギヤ
６３ｂ 第２ピニオンギヤ
６４ キャリア
６５ サンギヤ
６６ リングギヤ
６７ ピニオンギヤ
６８ キャリア
７０ ハイブリッド用電子制御ユニット
７２ ＣＰＵ
７４ ＲＯＭ
７５ ＲＡＭ
８０ イグニッションスイッチ
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
８９ａ，８９ｂ 車輪速センサ
１９３ａ，１９３ｂ 駆動輪
２３０ 対ロータ電動機
２３２ インナーロータ
２３４ アウターロータ
３３０ 変速機
５０１ アクセル開度
５０２ 変速規制フラグ
５０３ 車速
５０４ Ｈｉ→Ｌｏ変速線
５０５ 目標ペラトルク
５０６ 目標エンジン回転数
５０７ ＭＧ２回転数
５０８ 前後Ｇ
５０９ 従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化
６０１ アクセル開度
６０２ 変速規制フラグ
６０３ 車速
６０４ Ｈｉ→Ｌｏ変速線
６０５ 目標ペラトルク
６０６ 目標エンジン回転数
６０７ ＭＧ２回転数
６０８ 前後Ｇ
６０９ 従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化
ＭＧ１，ＭＧ２ モータ
Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動力制御装置に関し、特に、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の変速モード（変速段）に切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
例えば、特開２００５−１８６７３６号公報（特許文献１）には、ハイブリッド車両において、要求トルクの増加があったときにＬｏ−Ｈｉ切り替えを予測し、事前に予備動作を行う点が開示されている。
【０００４】
上記特許文献１の技術によれば、シーケンシャルシフトに応じてペラトルクを変える制御を行った場合、変速機の変速段切り替えによるトルク変動とペラトルク変動の双方が起こり、運転者に違和感を与える虞がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８６７３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２０４８１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数が少ないことが望まれている。特に、走行環境に基づいて原動機による出力トルクが変更されるハイブリッド車両において、ショックの発生回数が少ないことが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数を少なくすることが可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置は、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、走行環境に基づいて原動機による出力トルクを変更する手段と、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせる手段と
を備えている。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、前記変速モードの切り替えの判断に用いられる車速との差に基づいて、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせるか否かが判定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両において、ショックの発生回数を少なくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施形態は、アクセル開度と車速（ペラシャフト回転数）から決まるドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライブシャフトトルク）または駆動力を実現するようにエンジン回転数、エンジントルク、ＭＧ１回転数、ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク等を決定し、ＭＧ２回転数を低下させるためのＬｏ−Ｈｉ切り替え可能なハイブリッド用変速機において、変速点制御実施可能領域では、Ｌｏ⇔Ｈｉ切り替えタイミングを変速点制御のペラトルク変更タイミングに合わせる。変速点制御開始、復帰時に車速、減速度、ＭＧ２回転数からＨｉ⇔Ｌｏ変速前出し可能か否かを判断し、Ｈｉ⇔Ｌｏ変速の前出しを実施する。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図２は、本発明の一実施例である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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１４】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００１５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１６】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図３に示す。この図３に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、図９に示すように、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【００１７】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００１８】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７５と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度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，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、駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ８９ａ，８９ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータに駆動信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１９】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度と車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２は、車速Ｖなどにより変速機６０のギヤ比がモータＭＧ２からの動力が効率よくリングギヤ軸３２ａに出力されるようオンオフ制御される。
【００２０】
Ｌｏギヤ（モード）とＨｉギヤ（モード）の切り替え可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置において、例えば、変速点制御開始（実行）、復帰によるペラトルク変化と、Ｌｏ⇔Ｈｉの切り替えによるトルク変化が続いて起こる可能性がある。そこで、本実施形態では、以下の構成を採用している。
【００２１】
本実施形態では、アクセル開度と車速（ペラシャフト回転数）から決まるドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライブシャフトトルク）または駆動力を実現するようにエンジン回転数、エンジントルク、ＭＧ１回転数、ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク等を決定し、ＭＧ２回転数を低下させるためのＬｏ−Ｈｉ切り替え可能なハイブリッド車両用変速機において、変速点制御実施可能領域では、Ｌｏ−Ｈｉ切り替えタイミングを変速点制御のペラトルク変更タイミングに合わせる。
【００２２】
変速点制御開始時の車速、減速度、ＭＧ２回転数からＨｉ→Ｌｏ変速の前出し（時期を早めること）が可能であるか否かを判断し、可能であると判断された場合に、Ｈｉ→Ｌｏ変速の前出しを実施する。
【００２３】
変速点制御開始時の車速、減速度、ＭＧ２回転数からＬｏ→Ｈｉ変速の前出し（時期を早めること）が可能であるか否かを判断し、可能であると判断された場合に、Ｌｏ→Ｈｉ変速の前出しを実施する。
【００２４】
上記構成を採用することにより、出力軸に発生するトルク変化の発生回数を減少させることができ、ドライバビリティが向上する。また、ＭＧ２、エンジンの回転数変化が減少し、フィーリングが向上する。
【００２５】
以下、図１を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００２６】
［ステップＳ００１］
ステップＳ００１では、変速点制御の開始時であるか否かが判定される。ここで、変速点制御とは、通常の変速制御（例えばアクセル開度及び車速に基づく変速マップによる変速制御）とは異なる、車両の走行環境に基づく変速制御であり、例えば、いわゆるコーナー制御、登降坂制御、追従制御、合流路・退出路制御、信号、交差点、料金所などによる制御が広く含まれる。ステップＳ００１の変速点制御は、ダウンシフト制御である。ステップＳ００１の判定の結果、変速点制御の開始時であると判定された場合には、ステップＳ００２に進み、そうでない場合には、ステップＳ００６に進む。
【００２７】
［ステップＳ００２］
次に、ステップＳ００２では、変速機６０がＨｉモード（ギヤ）であるか否かが判定される。その判定の結果、Ｈｉモードである場合には、ステップＳ００３に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
【００２８】
［ステップＳ００３］
ステップＳ００３では、Ｌｏに変速された場合のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であるか否かが判定される。ステップＳ００３では、Ｌｏモードにダウンシフトした場合にＭＧ２の回転数がオーバーレブしないか否かが判定される。ステップＳ００３の判定の結果、Ｌｏに変速された場合のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であると判定された場合には、ステップＳ００４に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
【００２９】
［ステップＳ００４］
ステップＳ００４では、現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、Ｈｉ→Ｌｏ変速線（図４参照）との車速差が予め設定された所定閾値以下であるか否かが判定される。その判定の結果、上記車速差が上記所定閾値以下であると判定された場合には、ステップＳ００５に進み、そうでない場合には本制御フローはリターンされる。
【００３０】
仮に、ステップＳ００４の判定がないとすると、Ｈｉ→Ｌｏ変速線から大きく乖離した車速でＬｏに変速することになり、その後のＬｏからＨｉへの変速が直ぐに行われ、その変速ショックが問題となる。ステップＳ００４では、加速度を考慮し、どの程度Ｈｉ→Ｌｏ変速線に近い車速であるかを見て、許容範囲内の車速であるときのみ、ステップＳ００５でＨｉからＬｏへの変速の前出しを実施するようにしている。これにより、変速ショックの発生回数を低減させることができる。
【００３１】
［ステップＳ００５］
ステップＳ００５では、ＨｉからＬｏへの変速の前出しが行われる。これにより、変速点制御（ステップＳ００１）と、変速機６０のＨｉからＬｏへの変速が実質的に同時期に実行され、変速点制御によるペラトルク変化と変速機６０のＨｉからＬｏへの変速によるトルク変化が略同時期に発生する。これにより、従来、変速点制御と変速機６０の変速とが別々に行われていた時と比べて、トルク変化（ショック）の発生回数を減少させることができる。ステップＳ００５の次に、本制御フローはリターンされる。
【００３２】
［ステップＳ００６］
ステップＳ００６では、変速点制御の復帰時であるか否かが判定される。ステップＳ００６の変速点制御の復帰は、ダウンシフト制御の復帰（アップシフトの許可）である。ステップＳ００６の判定の結果、変速点制御の復帰時であると判定された場合には、ステップＳ００７に進み、そうでない場合には、本制御はリターンされる。
【００３３】
［ステップＳ００７］
次に、ステップＳ００７では、変速機６０がＬｏモード（ギヤ）であるか否かが判定される。その判定の結果、Ｌｏモードである場合には、ステップＳ００８に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
【００３４】
［ステップＳ００８］
ステップＳ００８では、現状のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であるか否かが判定される。ステップＳ００８の判定の結果、現状のＭＧ２回転数が、予め設定された上限回転数ＮＭＧ２ＵＬＭＴ以下であると判定された場合には、ステップＳ００９に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。現状のＭＧ２の回転数が高過ぎる場合には、ＬｏからＨｉに変速した方がよいことから、現状のＭＧ２の回転数が所定値以上に高いか否かを判定している。
【００３５】
［ステップＳ００９］
ステップＳ００９では、現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、Ｌｏ→Ｈｉ変速線（図４参照）との車速差が予め設定された所定閾値以下であるか否かが判定される。その判定の結果、上記車速差が上記所定閾値以下であると判定された場合には、ステップＳ０１０に進み、そうでない場合には本制御フローはリターンされる。
【００３６】
［ステップＳ０１０］
ステップＳ０１０では、ＬｏからＨｉへの変速の前出しが行われる。これにより、変速点制御（ステップＳ００１）と、変速機６０のＬｏからＨｉへの変速が実質的に同時期に実行され、変速点制御によるペラトルク変化と変速機６０のＬｏからＨｉへの変速によるトルク変化が略同時期に発生する。これにより、従来、変速点制御と変速機６０の変速とが別々に行われていた時と比べて、トルク変化（ショック）の発生回数を減少させることができる。ステップＳ０１０の次に、本制御フローはリターンされる。
【００３７】
図１０及び図１１を参照して、本実施形態の動作について説明する。
図１０は、変速点制御の開始時の動作を示すタイムチャートであり、図１１は、変速点制御からの復帰時の動作を示すタイムチャートである。
【００３８】
図１０において、符号５０１はアクセル開度、符号５０２は変速規制フラグ、符号５０３は車速、符号５０４はＨｉ→Ｌｏ変速線、符号５０５は目標ペラトルク、符号５０６は目標エンジン回転数、符号５０７はＭＧ２回転数、符号５０８は前後Ｇ、符号５０９は従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化をそれぞれ示している。
【００３９】
アクセル開度５０１が全閉の状態で、車両の走行環境（例えば車両前方のコーナー）に基づいて、ｔ１の時点で変速点制御が開始されると（ステップＳ００１−Ｙ）、変速規制フラグ５０２がＯＮとされる。ｔ１の時点の変速点制御の実行により、目標ペラトルク５０５が小さな値に変更され、目標エンジン回転数５０６が高い値に変更される。このときに、ＭＧ２回転数５０７に関するステップＳ００３の条件を満たしており、また、車速５０３に関するステップＳ００４の条件を満たしていると、ｔ１の時点にＨｉ→Ｌｏ変速が前出しされ、変速点制御の実行と同時に変速機６０のＨｉからＬｏへの変速が実行される。これにより、前後Ｇはｔ１の時点で変更されるだけで、それ以降の変更はなく、ショックの発生回数を減少させることができる。従来技術では、Ｈｉ→Ｌｏ変速線５０４に車速５０３が達した時点ｔ２でＨｉからＬｏへの変速が行われていた。そのため、変速点制御が実行されたｔ１時点と、変速機６０のＨｉからＬｏへの変速が行われたｔ２時点の２つの時点で、ショックが発生していた。
【００４０】
図１１において、符号６０１はアクセル開度、符号６０２は変速規制フラグ、符号６０３は車速、符号６０４はＨｉ→Ｌｏ変速線、符号６０５は目標ペラトルク、符号６０６は目標エンジン回転数、符号６０７はＭＧ２回転数、符号６０８は前後Ｇ、符号６０９は従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化をそれぞれ示している。
【００４１】
アクセル開度６０１が全閉ではない状態で、車両の走行環境（例えばコーナーからの脱出）に基づいて、ｔ４の時点で変速点制御から復帰すると（ステップＳ００６−Ｙ）、変速規制フラグ６０２がＯＦＦとされる。ｔ４の時点の変速点制御の復帰により、目標ペラトルク６０５が小さな値に変更され、目標エンジン回転数６０６が低い値に変更される。このときに、ＭＧ２回転数６０７に関するステップＳ００８の条件を満たしており、また、車速６０３に関するステップＳ００９の条件を満たしていると、ｔ４の時点にＬｏ→Ｈｉ変速が前出しされ、変速点制御の復帰と同時に変速機６０のＬｏからＨｉへの変速が実行される。これにより、前後Ｇはｔ４の時点で変更されるだけで、それ以降の変更はなく、ショックの発生回数を減少させることができる。従来技術では、Ｌｏ→Ｈｉ変速線６０４に車速６０３が達した時点ｔ５でＬｏからＨｉへの変速が行われていた。そのため、変速点制御が実行されたｔ４時点と、変速機６０のＬｏからＨｉへの変速が行われたｔ５時点の２つの時点で、ショックが発生していた。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、モータＭＧ２の動力を変速してリングギヤ軸３２ａに出力する変速機として遊星歯車機構を有する変速機６０を用いてＬｏとＨｉとの２段変速を可能としたが、複数の遊星歯車機構を組み合わせて３段以上の変速段を有するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の運転を停止する際には、モータＭＧ２の回転数が最も減速してリングギヤ軸３２ａに伝達される変速段（最下段）にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、変速機が最下段のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとするのが好ましい。なお、このように３段以上の変速段を有するものとしたときには、エンジン２２の運転を停止する際の変速機の変速段を最下段とする必要はなく、エンジン２２の運転を停止する際には変速機の変速段を最下段の次の変速段など予め設定した所定の変速段にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、変速機の変速段が上述の所定の変速段のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、モータＭＧ２の動力を変速してリングギヤ軸３２ａに出力する変速機として遊星歯車機構を有する変速機６０を用いたが、ＣＶＴなどの無段変速機を用いるものとしてもよい。この場合、エンジン２２の運転を停止する際には、無段変速機が取り得る変速比の範囲のうちモータＭＧ２の回転数が最も減速してリングギヤ軸３２ａに伝達される変速比（最大変速比）にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、無段変速機が最大変速比のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとすればよい。また、この無段変速機を用いる場合には、エンジン２２の運転を停止する際に無段変速機の変速比を最大変速比にする必要はなく、エンジン２２の運転を停止する際には無段変速機の変速比を最大変速比近傍の所定の変速比などのように予め設定した所定の変速比にした後にエンジン２２の運転を停止するものとしたり、無段変速機の変速比が上述の所定の変速比のときにエンジン２２の運転停止の条件を判定してエンジン２２の運転を停止するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪１９３ａ，１９３ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、図７の変形例にハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備えるものとしてもよい。この場合、変速機３３０は有段変速機であっても無段変速機であってもよい。このようにエンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備える場合、図８の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、モータＭＧ２から変速機６０を介して出力される動力を更に変速機３３０で変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達するものとしてもよい。
【００４６】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図３】変速機６０の構成の一例を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施例の変速機の変速線を示す図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図９】本発明の一実施例の変速機の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の一実施例の他の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車
２２ エンジン
２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）
２６ クランクシャフト
２８ ダンパ
３０ 動力分配統合機構
３１ サンギヤ
３１ａ サンギヤ軸
３２ リングギヤ
３２ａ リングギヤ軸
３３ ピニオンギヤ
３４ キャリア
３７ ギヤ機構
３８ デファレンシャルギヤ
３９ａ，３９ｂ 駆動輪
４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）
４１，４２ インバータ
４３，４４ 回転位置検出センサ
５０ バッテリ
５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）
５４ 電力ライン
６０ 変速機
６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構
６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構
６１ サンギヤ
６２ リングギヤ
６３ａ 第１ピニオンギヤ
６３ｂ 第２ピニオンギヤ
６４ キャリア
６５ サンギヤ
６６ リングギヤ
６７ ピニオンギヤ
６８ キャリア
７０ ハイブリッド用電子制御ユニット
７２ ＣＰＵ
７４ ＲＯＭ
７５ ＲＡＭ
８０ イグニッションスイッチ
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
８９ａ，８９ｂ 車輪速センサ
１９３ａ，１９３ｂ 駆動輪
２３０ 対ロータ電動機
２３２ インナーロータ
２３４ アウターロータ
３３０ 変速機
５０１ アクセル開度
５０２ 変速規制フラグ
５０３ 車速
５０４ Ｈｉ→Ｌｏ変速線
５０５ 目標ペラトルク
５０６ 目標エンジン回転数
５０７ ＭＧ２回転数
５０８ 前後Ｇ
５０９ 従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化
６０１ アクセル開度
６０２ 変速規制フラグ
６０３ 車速
６０４ Ｈｉ→Ｌｏ変速線
６０５ 目標ペラトルク
６０６ 目標エンジン回転数
６０７ ＭＧ２回転数
６０８ 前後Ｇ
６０９ 従来のＨｉ→Ｌｏ変速による前後Ｇの変化
ＭＧ１，ＭＧ２ モータ
Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、
走行環境に基づいて原動機による出力トルクを変更する手段と、
前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせる手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、前記変速モードの切り替えの判断に用いられる車速との差に基づいて、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせるか否かが判定される
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項１】
複数の変速モードに切り替え可能な変速機を有するハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、
走行環境に基づいて原動機による出力トルクを変更する手段と、
前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせる手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
現在の車速に現在の加速度を考慮した車速と、前記変速モードの切り替えの判断に用いられる車速との差に基づいて、前記変速機の前記変速モードの切り替えタイミングを、前記走行環境に基づく前記原動機による出力トルクの変更タイミングに合わせるか否かが判定される
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２３４３０（Ｐ２００９−２３４３０Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８６９３４（Ｐ２００７−１８６９３４）
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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