自動変速機の変速制御方法および変速制御装置
【課題】発電により自動変速機に入力される走行トルクが減少しても良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られ、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加を抑制できる自動変速機の変速制御方法を提供する。
【解決手段】エンジンと発電電動機と自動変速機と変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、エンジンからの駆動により車両の走行と発電電動機の発電とを並行して実施するときの自動変速機の変速制御方法であって、発電電力に必要な発電トルクを演算する工程Ｓ５と、エンジンの出力トルクを演算する工程Ｓ６と、出力トルクから発電トルクを減算して車両の走行に使用される走行トルクを演算する工程Ｓ７と、走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する工程Ｓ８と、発電時スロットル開度に基づいて自動変速機を制御する変速制御工程Ｓ９と、を有する。
【解決手段】エンジンと発電電動機と自動変速機と変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、エンジンからの駆動により車両の走行と発電電動機の発電とを並行して実施するときの自動変速機の変速制御方法であって、発電電力に必要な発電トルクを演算する工程Ｓ５と、エンジンの出力トルクを演算する工程Ｓ６と、出力トルクから発電トルクを減算して車両の走行に使用される走行トルクを演算する工程Ｓ７と、走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する工程Ｓ８と、発電時スロットル開度に基づいて自動変速機を制御する変速制御工程Ｓ９と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機の変速制御方法および変速制御装置に関し、より詳細には、エンジンおよび発電電動機を備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置内の自動変速機の変速制御方法および変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行駆動源としてエンジンおよび発電電動機を備えたハイブリッド車両で、各種方式のパワートレイン装置が提案されている。例えば、エンジンの出力軸と発電電動機のロータとをクラッチを介して結合し、ロータを自動変速機に直接あるいはトルクコンバータを介して結合することで、駆動輪に至るパワートレイン装置を構成することができる。また、自動変速機は、遊星歯車装置を適宜組み合わせるとともに、油圧制御回路を設けて係合要素（クラッチ）および制動要素（ブレーキ）を係脱操作するようにして構成することができる。上記パワートレイン装置の構成により、車両はエンジン単独あるいは発電電動機単独で走行したり、大きな駆動力が必要なときにエンジン駆動に発電電動機の機械出力を併用して走行したりできる。さらに、エンジンの駆動や車両制動時のエネルギ回生により発電電動機で発電を行い、バッテリを充電したり車載の電気負荷に電源を供給したりできる。
【０００３】
この種のハイブリッド車両用パワートレイン装置では、エンジン駆動による走行中に並行して発電を行うか否かによって、自動変速機に入力される走行トルクが変化する。すなわち、非発電時にはエンジンの出力トルクの全てが走行トルクとして自動変速機に入力され、並行発電時には出力トルクの一部が発電トルクとして発電電動機で消費され、その分だけ走行トルクが減少する。一方、従来の自動変速機の変速制御では、エンジンのスロットル開度および自動変速機の出力回転数に基づいて変速段を定めたり、変速段を変更するために油圧制御回路の油圧制御を行ったりしている。このとき、スロットル開度が一定であっても、自動変速機に入力される走行トルクは並行発電時に減少するため、車速が減少して走行性能が低下したり、変速操作時に変速ショックが生じて変速フィーリングが低下したりするおそれがある。このおそれを解消するための対策が、例えば特許文献１などに開示されている。
【０００４】
特許文献１の車両用自動変速機の制御装置は、バッテリの容量が低下した際に自動変速機の変速パターンをエンジンの回転速度が増加する側へ変更する充電増加手段と、所定の走行状態が検出された場合に充電増加手段を作動させる許可手段とを備えている。これにより、車速が所定値以下である等の変速ショックが小さいと判断されるときにのみ変速パターンを変更して、発電機の発電容量を増加することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２４４６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の技術に限らず、発電を考慮して自動変速機の変速パターンを変更する技術では、非発電時と異なる変速パターンを用いるため必ずしも良好な変速制御を行えるとは限らない。例えば、特許文献１の技術は、発電時に発電量を増加することに主眼を置いて非発電時よりも大きな回転数まで変速操作を行わず、また走行トルクの変化に十分な配慮をしていないため、車両の走行性能が悪化したり、自動変速機の変速ショックが発生したりする懸念がある。
【０００７】
また、発電量に応じて変速パターンを変更する場合、変速制御装置は少なくとも２通りの変速パターンを予め記憶しておき、実際の変速制御時に変速パターンを使い分ける必要がある。このため、変速制御装置の記憶部に格納するデータ量が増加し、また演算処理部の演算負荷が増加して処理に時間を要するとともに、ソフトウェア自身も長大化してその格納エリアの制約が厳しくなる。したがって、従来の変速制御装置のハードウェアを使えなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、発電により自動変速機に入力される走行トルクが減少しても良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られ、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加を抑制できる自動変速機の変速制御方法および変速制御装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する請求項１に係る自動変速機の変速制御方法の発明は、エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御方法であって、前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算工程と、前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算工程と、前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算工程と、前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算工程と、前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記エンジンの各スロットル開度における回転数と出力トルクとの関係に基づいて、前記エンジンの回転数、前記出力トルク、および前記走行トルクから前記発電時スロットル開度を演算することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記走行トルクを前記出力トルクで除してトルク減少率を求め、前記エンジンの前記スロットル開度に前記トルク減少率を乗じて前記発電時スロットル開度とすることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する請求項４に係る自動変速機の変速制御装置の発明は、エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御装置であって、前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算手段と、前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算手段と、前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算手段と、前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算手段と、前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る自動変速機の変速制御方法では、発電トルクおよび出力トルクを演算し、出力トルクから発電トルクを減算して走行トルクを演算し、走行トルクに基づいて実際のスロットル開度よりも小さい仮想的な発電時スロットル開度を演算する。このため、発電時スロットル開度は、エンジンの出力トルクよりも小さく自動変速機に入力される正味の走行トルクに近い値を意味することになる。つまり、変速制御工程で、発電時スロットル開度および自動変速機の出力回転数に基づいて自動変速機を制御すれば正味の走行トルクを考慮したことになる。したがって、自動変速機は、非発電時に出力トルクが走行トルクに概ね一致するときと同じ変速パターンで同じ挙動を示して作動し、良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られる。
【００１４】
また、本発明では、発電時および非発電時を問わず同一の変速パターンでの制御が可能であり、各工程における演算内容は従来から用いられている特性マップや特性計算式の適用ならびに四則演算程度である。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加が抑制され、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、予め得られているエンジンの各スロットル開度における回転数と出力トルクとの関係に基づいて発電時スロットル開度を演算するので、演算された発電時スロットル開度は自動変速機に入力される正味の走行トルクを正確に意味することになる。したがって、変速制御工程で、発電時スロットル開度および自動変速機の出力回転数に基づいて自動変速機を制御することにより、確実に良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、走行トルクを出力トルクで除してトルク減少率を求め、エンジンのスロットル開度にトルク減少率を乗じて発電時スロットル開度としている。このような簡易な演算でも、正味の走行トルクを意味する発電時スロットル開度を演算できる。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加はごく軽微であり、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００１７】
請求項４に係る自動変速機の変速制御装置では、請求項１の各工程を変速制御装置のソフトウェアによって実行される機能手段に置き換えることができる。つまり、本発明は装置としても実現でき、効果は請求項１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の自動変速機の変速制御方法の対象となるハイブリッド車両用パワートレイン装置を模式的に説明する図である。
【図２】エンジンの出力トルク−回転数特性を示すグラフの図である。
【図３】自動変速機の変速パターンを説明する図である。
【図４】実施形態の自動変速機の変速制御方法を説明するフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態の自動変速機の変速制御方法について、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、実施形態の自動変速機の変速制御方法の対象となるハイブリッド車両用パワートレイン装置１を模式的に説明する図である。図１において、破線の矢印は制御の流れを示している。ハイブリッド車両用パワートレイン装置１は、回転軸心を共通にして一列に配設されるエンジン２、クラッチ３、発電電動機４、および自動変速機５と、自動変速機５の出力軸５２に駆動される駆動輪６と、ハイブリッドＥＣＵ７を始めとする制御装置、などにより構成されている。
【００２０】
エンジン２は、一般的な４サイクルエンジンである。エンジン２は、各気筒に空気を供給するスロットルボデー、空気の供給量を調節するスロットルバルブ、およびスロットルバルブの開度すなわちスロットル開度Ａを検出するスロットルセンサ２２を備えている。エンジン２の出力軸２１は、クラッチ３の入力側部材３１に結合されている。出力軸２１の近傍には、出力軸２１の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ２３が設けられている。また、エンジン２の運転を制御するエンジンＥＣＵ２７が設けられている。エンジンＥＣＵ２７には、スロットルセンサ２２およびエンジン回転数センサ２３が接続されており、検出したスロットル開度Ａおよび回転数ＮＥの情報が取り込まれるようになっている。エンジン２の出力特性は予め得られており、例えば、図２の出力トルク−回転数特性として示される。
【００２１】
図２は、エンジン２の出力トルク−回転数特性を示すグラフの図である。図中の横軸はエンジン２の回転数ＮＥ、縦軸は出力トルクＴＥであり、パラメータとしてスロットル開度Ａを４つの段階Ａ１〜Ａ４（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４）に設定している。図示されるようにスロットル開度Ａが一定の条件下で、エンジンの回転数ＮＥの増加に伴い、出力トルクＴＥは始めのうち増加し、次いで概ね一定値に落ち着き、やがて減少に転じる略台形状の特性を有している。また、スロットル開度ＡがＡ１からＡ４へと順次増加するのに伴い、出力トルクＴＥの台形状の特性は、出力トルクＴＥの大きい側にかつ回転数ＮＥの大きい側に拡がっている。
【００２２】
発電電動機４は三相同期形であり、ロータコア内に永久磁石を埋め込んだロータ４１を内周側に配置し、ステータコアのティースにコイルを巻回形成したステータ４２を外周側に配置して構成されている。ロータ４１の中心に貫設された回転軸の一端４３はクラッチ３の出力側部材３２に結合され、他端４４は自動変速機５の入力軸５１に結合されている。ステータ４２のコイルは、電源部４５に電気接続されている。電源部４５は、図略のインバータ装置およびバッテリなどで構成されている。また、電源部４５を制御して発電電動機４の運転を制御する電動機ＥＣＵ４７が設けられている。電動機ＥＣＵ４７の制御にしたがい、発電電動機４は発電機および電動機のいずれとしても機能し得る。
【００２３】
クラッチ３は多板摩擦クラッチであり、エンジン２の出力軸２１と発電電動機４のロータ４１との間に配設されて、両者２１、４１を係脱操作するものである。クラッチ３の入力側部材３１および出力側部材３２の係脱操作を油圧により行うために、電動オイルポンプ３３が設けられている。電動オイルポンプ３３は、電動機ＥＣＵ４７に制御されるようになっている。クラッチ３は、油圧が供給されない常態で係合するノーマルクローズタイプとなっている。
【００２４】
クラッチ３を係合させたとき、発電電動機４の動作状態により次の３ケースの走行モードが派生する。すなわち、発電電動機４が停止していればエンジン２単独の走行モードとなり、発電電動機４が電動機として機能していれば併用の走行モードとなり、発電電動機４が発電機として機能していれば発電並行走行モードとなる。また、クラッチ３を切ったとき、発電電動機４単独の走行モードあるいは、惰性走行モードまたは制動時回生走行モードのいずれかとなる。本発明は、クラッチ３を係合し発電電動機４を発電機として機能させた発電並行走行モードを対象としている。
【００２５】
自動変速機５は、複数組の遊星歯車装置、遊星歯車装置の回転要素を連結操作するクラッチ、遊星歯車装置の回転要素を制動操作するブレーキ、などにより構成されている。各クラッチおよび各ブレーキを油圧により係脱操作するために、油圧制御回路５５が設けられている。自動変速機５の入力軸５１は、モータ４の回転軸の他端４４に直接あるいはトルクコンバータを介して結合され、出力軸５２は駆動輪６まで連結されている。出力軸５２の近傍には、出力軸５２の出力回転数ＮＯを検出する出力回転数センサ５３が設けられている。また、油圧制御回路５５を制御して変速機５の変速動作を制御する変速機ＥＣＵ５７が設けられている。変速機ＥＣＵ５７には、出力回転数センサ５３が接続されており、検出した出力回転数ＮＯの情報が取り込まれるようになっている。自動変速機５の変速パターンは予め定められており、前進１速から４速を有する場合の例が図３に示されている。
【００２６】
図３は、自動変速機５の変速パターンを説明する図である。図中の横軸は自動変速機５の出力回転数ＮＯ、縦軸はエンジン２のスロットル開度Ａであり、シフトアップ変速パターンＬ１２（１速から２速への変速、以下同様）、Ｌ２３、Ｌ３４が実線で示され、シフトダウン変速パターンＬ４３、Ｌ３２、Ｌ２１が破線で示されている。図３は、発電電動機４による発電が行われないエンジン２単独の走行モードにおいて良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られ、かつ燃費も良好となるように定められたものである。
【００２７】
走行中の車両では、出力回転数ＮＯ１およびスロットル開度Ａ１の値に対応して、図３上に走行動作点Ｐ１（ＮＯ１、Ａ１）をプロットすることができる。そして、走行動作点Ｐ１が図中の左方からシフトアップ変速パターン、例えばＬ３４のライン上に到達すると、変速機ＥＣＵ５７は自動変速機５を３速から４速に変速制御する。また、走行動作点Ｐ１が図中の右方からシフトダウン変速パターン、例えばＬ３２のライン上に到達すると、変速機ＥＣＵ５７は自動変速機５を３速から２速に変速制御する。
【００２８】
ハイブリッドＥＣＵ７は、パワートレイン装置１全体の運転を制御する制御装置であり、エンジンＥＣＵ２７、電動機ＥＣＵ４７、および変速機ＥＣＵ５７の上位装置となっている。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ２７、電動機ＥＣＵ４７、および変速機ＥＣＵ５７に対して指令を発するとともに、相互に必要となる情報を受け渡している。４つのＥＣＵ７、２７、４７、５７はそれぞれ、コンピュータを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置である。実施形態の自動変速機の変速制御方法は、変速機ＥＣＵ５７を中心とし、他の３つのＥＣＵ７、２７、４７の協働制御によって実施される。したがって、以降の説明ではこれらを区別せずに、まとめて変速制御装置と呼称する。図２のトルク−回転数特性および図３の変速パターンは、変速制御装置内に一覧表形式の特性マップや特性計算式の形態で記憶されて適宜利用される。
【００２９】
なお、ハイブリッド車両用パワートレイン装置１は、上述の３つのセンサ２２、２３、５３と電動オイルポンプ４３および油圧制御回路５５の他に様々なセンサやアクチュエータを有しているが、本発明との関連性が低いので説明は省略する。
【００３０】
次に、実施形態の自動変速機の変速制御方法について説明する。図４は、実施形態の自動変速機の変速制御方法を説明するフローチャートの図である。図中のＳ１〜Ｓ９は、変速制御装置が行う制御の各工程を示している。また、工程Ｓ５が発電トルク演算工程、工程Ｓ６が出力トルク演算工程、工程Ｓ７が走行トルク演算工程、工程Ｓ８が発電時スロットル開度演算工程、工程Ｓ９が変速制御工程にそれぞれ対応している。
【００３１】
図４の工程Ｓ１で、変速制御装置は、エンジン２の駆動による走行中に発電電動機４で発電が行われているか否か判定する。条件が満たされないとき工程Ｓ２に進み、スロットルセンサ２２からスロットル開度Ａ１の情報を取り込み、出力回転数センサ５３から出力回転数ＮＯ１の情報を取り込む。次に、工程Ｓ３のエンジン単独走行時変速制御で、図３上の走行動作点Ｐ１（ＮＯ１、Ａ１）を求め、変速パターンＬ１２、Ｌ２３、Ｌ３４、Ｌ４３、Ｌ３２、Ｌ２１と照合して必要な変速制御を行う。
【００３２】
工程Ｓ１で条件が満たされたときには工程Ｓ４に進み、エンジン回転数センサ２３から回転数ＮＥの情報を取り込み、スロットルセンサ２２からスロットル開度Ａの情報を取り込み、出力回転数センサ５３から出力回転数ＮＯの情報を取り込む。次に、発電トルク演算工程Ｓ５で、次式により発電トルクＴＧを演算する。
【００３３】
発電トルクＴＧ＝Ｗ／（２×π×ＮＥ×η）
ここで、Ｗは発電電動機４に要求される発電電力であり、電源部４５のバッテリの状態および車載の電気負荷の稼働状況を参考にして電動機ＥＣＵ４７が設定する量である。また、πは円周率、ηは発電電動機４の回転数ＮＥにおける機械入力から電気出力への変換効率である。
【００３４】
次の出力トルク演算工程Ｓ６では、エンジンの回転数ＮＥおよびスロットル開度Ａの値を図２に適用し、エンジン２の出力トルクＴＥを読み取る。図２には、エンジンの回転数ＮＥ＝ＮＥ２、スロットル開度Ａ＝Ａ２のときに得られる出力トルクＴＥ２が例示されている。次の走行トルク演算工程Ｓ７では、次式により走行トルクＴＤを演算する。
【００３５】
走行トルクＴＤ＝ＴＥ−ＴＧ
上式のＴＥは出力トルク演算工程Ｓ６で得られ、ＴＧは発電トルク演算工程Ｓ５で得られた値である。図２には、出力トルクＴＥ＝ＴＥ２、発電トルクＴＧ＝ＴＧ２のときの走行トルクＴＤ２が例示されている。
【００３６】
次の発電時スロットル開度演算工程Ｓ８では、変速制御装置は、走行トルクＴＤがエンジン２の出力トルクＴＥに相当するものと判断し、図２からスロットル開度Ａを読み取り、前記走行トルクＴＤに基づき補正した発電時スロットル開度ＡＧを演算する。図２には、走行トルクＴＤ＝ＴＤ２のときに得られる仮想的な発電時スロットル開度ＡＧ２が例示されている。
【００３７】
最後の変速制御工程Ｓ９では、発電並行走行モードにおける変速制御を実施する。まず、出力回転数ＮＯおよび発電時スロットル開度ＡＧの値に対応して、図３上に走行動作点ＰＧ（ＮＯ、ＡＧ）をプロットする。次に、走行動作点ＰＧを変速パターンＬ１２、Ｌ２３、Ｌ３４、Ｌ４３、Ｌ３２、Ｌ２１と照合して必要な変速制御を行う。図３には、出力回転数ＮＯ＝ＮＯ２で発電時スロットル開度ＡＧ２のときの実施形態の走行動作点ＰＧ２（ＮＯ２、ＡＧ２）と、出力回転数ＮＯ＝ＮＯ２でスロットル開度Ａ２のときの従来技術の走行動作点Ｐ２（ＮＯ２、Ａ２）とが例示されている。
【００３８】
図示されるように、本実施形態の走行動作点ＰＧ２はシフトアップ変速パターンＬ１２のライン上に達しており、変速制御装置は自動変速機５を１速から２速に変速制御する。一方、従来技術の走行動作点Ｐ２は１速の領域内にあるため、従来技術によれば変速制御は行われず、車両走行性能は低下する。
【００３９】
なお、図２および図３を用いて説明した図式的な演算は、実際には変速制御装置内で特性マップ内の該当するデータを検索したり、特性計算式内の未知数を解いたり、得られた量を基準量と大小比較したりすることによって実行される。
【００４０】
次に、上述の実施形態の自動変速機の変速制御方法の効果について説明する。前述したように、図３の走行動作点ＰＧ２（ＮＯ２、ＡＧ２）で１速から２速への変速制御が行われ、このとき自動変速機５に入力される走行トルクＴＤ＝ＴＤ２である。この走行トルクＴＤ２は、図２をみればわかるように非発電時にスロットル開度Ａ＝ＡＧ２でエンジン２から出力されて自動変速機５に入力される出力トルクＴＥに一致している。つまり、発電時に小さい側に補正した発電時スロットル開度ＡＧを用いることで、自動変速機５に入力される正味の走行トルクを非発電時と同じにできる。したがって、変速制御工程で、自動変速機５は非発電時と同じ変速パターンで同じ挙動を示して作動し、良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られる。
【００４１】
また、本実施形態では、発電時および非発電時を問わず図３に示される同一の変速パターンでの制御が可能であり、各工程Ｓ１〜Ｓ９における演算内容は従来から用いられている特性マップや特性計算式の適用ならびに四則演算程度である。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加が抑制され、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００４２】
なお、発電時スロットル開度演算工程Ｓ８で、次式により発電時スロットル開度ＡＧを演算してもよい。
【００４３】
発電時スロットル開度ＡＧ＝Ａ×（ＴＤ／ＴＥ）
ここで、走行トルクＴＤを出力トルクＴＥで除した値はトルク減少率であり、これをスロットル開度Ａに乗じて発電時スロットル開度ＡＧとしてもよい。このような簡易な演算でも、正味の走行トルクを意味する発電時スロットル開度ＡＧを演算できる。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加はごく軽微であり、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００４４】
また、自動変速機５の出力軸５２で検出している出力回転数ＮＯは、より駆動輪に近い位置で検出する車両走行速度に置き換えてもよい。その他、本発明は様々な応用、変形が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ハイブリッド車両用パワートレイン装置
２：エンジン
２１：出力軸 ２２スロットルセンサ ２３：エンジン回転数センサ
３：クラッチ
３１：入力側部材 ３２：出力側部材 ３３：電動オイルポンプ
４：発電電動機
４１：ロータ ４２：ステータ ４３：回転軸の一端
４４：回転軸の他端 ４５：電源部 ４７：電動機ＥＣＵ
５：自動変速機
５１：入力軸 ５２：出力軸 ５３：出力回転数センサ
５５：油圧制御回路 ５７：変速機ＥＣＵ
６：駆動輪
７：ハイブリッドＥＣＵ
Ａ、Ａ１〜Ａ４：エンジンのスロットル開度 ＡＧ２：発電時スロットル開度
ＮＥ：エンジンの回転数 ＮＯ：自動変速機の出力回転数
Ｌ１２、Ｌ２３、Ｌ３４：シフトアップ変速パターン
Ｌ４３、Ｌ３２、Ｌ２１：シフトダウン変速パターン
ＴＥ、ＴＥ２：エンジンの出力トルク
ＴＧ２：発電トルク ＴＤ２：走行トルク
Ｐ１、Ｐ２、ＰＧ２：走行動作点
Ｓ５：発電トルク演算工程 Ｓ６：出力トルク演算工程
Ｓ７：走行トルク演算工程 Ｓ８：発電時スロットル開度演算工程
Ｓ９：変速制御工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機の変速制御方法および変速制御装置に関し、より詳細には、エンジンおよび発電電動機を備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置内の自動変速機の変速制御方法および変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行駆動源としてエンジンおよび発電電動機を備えたハイブリッド車両で、各種方式のパワートレイン装置が提案されている。例えば、エンジンの出力軸と発電電動機のロータとをクラッチを介して結合し、ロータを自動変速機に直接あるいはトルクコンバータを介して結合することで、駆動輪に至るパワートレイン装置を構成することができる。また、自動変速機は、遊星歯車装置を適宜組み合わせるとともに、油圧制御回路を設けて係合要素（クラッチ）および制動要素（ブレーキ）を係脱操作するようにして構成することができる。上記パワートレイン装置の構成により、車両はエンジン単独あるいは発電電動機単独で走行したり、大きな駆動力が必要なときにエンジン駆動に発電電動機の機械出力を併用して走行したりできる。さらに、エンジンの駆動や車両制動時のエネルギ回生により発電電動機で発電を行い、バッテリを充電したり車載の電気負荷に電源を供給したりできる。
【０００３】
この種のハイブリッド車両用パワートレイン装置では、エンジン駆動による走行中に並行して発電を行うか否かによって、自動変速機に入力される走行トルクが変化する。すなわち、非発電時にはエンジンの出力トルクの全てが走行トルクとして自動変速機に入力され、並行発電時には出力トルクの一部が発電トルクとして発電電動機で消費され、その分だけ走行トルクが減少する。一方、従来の自動変速機の変速制御では、エンジンのスロットル開度および自動変速機の出力回転数に基づいて変速段を定めたり、変速段を変更するために油圧制御回路の油圧制御を行ったりしている。このとき、スロットル開度が一定であっても、自動変速機に入力される走行トルクは並行発電時に減少するため、車速が減少して走行性能が低下したり、変速操作時に変速ショックが生じて変速フィーリングが低下したりするおそれがある。このおそれを解消するための対策が、例えば特許文献１などに開示されている。
【０００４】
特許文献１の車両用自動変速機の制御装置は、バッテリの容量が低下した際に自動変速機の変速パターンをエンジンの回転速度が増加する側へ変更する充電増加手段と、所定の走行状態が検出された場合に充電増加手段を作動させる許可手段とを備えている。これにより、車速が所定値以下である等の変速ショックが小さいと判断されるときにのみ変速パターンを変更して、発電機の発電容量を増加することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２４４６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の技術に限らず、発電を考慮して自動変速機の変速パターンを変更する技術では、非発電時と異なる変速パターンを用いるため必ずしも良好な変速制御を行えるとは限らない。例えば、特許文献１の技術は、発電時に発電量を増加することに主眼を置いて非発電時よりも大きな回転数まで変速操作を行わず、また走行トルクの変化に十分な配慮をしていないため、車両の走行性能が悪化したり、自動変速機の変速ショックが発生したりする懸念がある。
【０００７】
また、発電量に応じて変速パターンを変更する場合、変速制御装置は少なくとも２通りの変速パターンを予め記憶しておき、実際の変速制御時に変速パターンを使い分ける必要がある。このため、変速制御装置の記憶部に格納するデータ量が増加し、また演算処理部の演算負荷が増加して処理に時間を要するとともに、ソフトウェア自身も長大化してその格納エリアの制約が厳しくなる。したがって、従来の変速制御装置のハードウェアを使えなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、発電により自動変速機に入力される走行トルクが減少しても良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られ、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加を抑制できる自動変速機の変速制御方法および変速制御装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する請求項１に係る自動変速機の変速制御方法の発明は、エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御方法であって、前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算工程と、前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算工程と、前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算工程と、前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算工程と、前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記エンジンの各スロットル開度における回転数と出力トルクとの関係に基づいて、前記エンジンの回転数、前記出力トルク、および前記走行トルクから前記発電時スロットル開度を演算することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記走行トルクを前記出力トルクで除してトルク減少率を求め、前記エンジンの前記スロットル開度に前記トルク減少率を乗じて前記発電時スロットル開度とすることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する請求項４に係る自動変速機の変速制御装置の発明は、エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御装置であって、前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算手段と、前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算手段と、前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算手段と、前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算手段と、前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る自動変速機の変速制御方法では、発電トルクおよび出力トルクを演算し、出力トルクから発電トルクを減算して走行トルクを演算し、走行トルクに基づいて実際のスロットル開度よりも小さい仮想的な発電時スロットル開度を演算する。このため、発電時スロットル開度は、エンジンの出力トルクよりも小さく自動変速機に入力される正味の走行トルクに近い値を意味することになる。つまり、変速制御工程で、発電時スロットル開度および自動変速機の出力回転数に基づいて自動変速機を制御すれば正味の走行トルクを考慮したことになる。したがって、自動変速機は、非発電時に出力トルクが走行トルクに概ね一致するときと同じ変速パターンで同じ挙動を示して作動し、良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られる。
【００１４】
また、本発明では、発電時および非発電時を問わず同一の変速パターンでの制御が可能であり、各工程における演算内容は従来から用いられている特性マップや特性計算式の適用ならびに四則演算程度である。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加が抑制され、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、予め得られているエンジンの各スロットル開度における回転数と出力トルクとの関係に基づいて発電時スロットル開度を演算するので、演算された発電時スロットル開度は自動変速機に入力される正味の走行トルクを正確に意味することになる。したがって、変速制御工程で、発電時スロットル開度および自動変速機の出力回転数に基づいて自動変速機を制御することにより、確実に良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、走行トルクを出力トルクで除してトルク減少率を求め、エンジンのスロットル開度にトルク減少率を乗じて発電時スロットル開度としている。このような簡易な演算でも、正味の走行トルクを意味する発電時スロットル開度を演算できる。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加はごく軽微であり、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００１７】
請求項４に係る自動変速機の変速制御装置では、請求項１の各工程を変速制御装置のソフトウェアによって実行される機能手段に置き換えることができる。つまり、本発明は装置としても実現でき、効果は請求項１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の自動変速機の変速制御方法の対象となるハイブリッド車両用パワートレイン装置を模式的に説明する図である。
【図２】エンジンの出力トルク−回転数特性を示すグラフの図である。
【図３】自動変速機の変速パターンを説明する図である。
【図４】実施形態の自動変速機の変速制御方法を説明するフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態の自動変速機の変速制御方法について、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、実施形態の自動変速機の変速制御方法の対象となるハイブリッド車両用パワートレイン装置１を模式的に説明する図である。図１において、破線の矢印は制御の流れを示している。ハイブリッド車両用パワートレイン装置１は、回転軸心を共通にして一列に配設されるエンジン２、クラッチ３、発電電動機４、および自動変速機５と、自動変速機５の出力軸５２に駆動される駆動輪６と、ハイブリッドＥＣＵ７を始めとする制御装置、などにより構成されている。
【００２０】
エンジン２は、一般的な４サイクルエンジンである。エンジン２は、各気筒に空気を供給するスロットルボデー、空気の供給量を調節するスロットルバルブ、およびスロットルバルブの開度すなわちスロットル開度Ａを検出するスロットルセンサ２２を備えている。エンジン２の出力軸２１は、クラッチ３の入力側部材３１に結合されている。出力軸２１の近傍には、出力軸２１の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ２３が設けられている。また、エンジン２の運転を制御するエンジンＥＣＵ２７が設けられている。エンジンＥＣＵ２７には、スロットルセンサ２２およびエンジン回転数センサ２３が接続されており、検出したスロットル開度Ａおよび回転数ＮＥの情報が取り込まれるようになっている。エンジン２の出力特性は予め得られており、例えば、図２の出力トルク−回転数特性として示される。
【００２１】
図２は、エンジン２の出力トルク−回転数特性を示すグラフの図である。図中の横軸はエンジン２の回転数ＮＥ、縦軸は出力トルクＴＥであり、パラメータとしてスロットル開度Ａを４つの段階Ａ１〜Ａ４（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４）に設定している。図示されるようにスロットル開度Ａが一定の条件下で、エンジンの回転数ＮＥの増加に伴い、出力トルクＴＥは始めのうち増加し、次いで概ね一定値に落ち着き、やがて減少に転じる略台形状の特性を有している。また、スロットル開度ＡがＡ１からＡ４へと順次増加するのに伴い、出力トルクＴＥの台形状の特性は、出力トルクＴＥの大きい側にかつ回転数ＮＥの大きい側に拡がっている。
【００２２】
発電電動機４は三相同期形であり、ロータコア内に永久磁石を埋め込んだロータ４１を内周側に配置し、ステータコアのティースにコイルを巻回形成したステータ４２を外周側に配置して構成されている。ロータ４１の中心に貫設された回転軸の一端４３はクラッチ３の出力側部材３２に結合され、他端４４は自動変速機５の入力軸５１に結合されている。ステータ４２のコイルは、電源部４５に電気接続されている。電源部４５は、図略のインバータ装置およびバッテリなどで構成されている。また、電源部４５を制御して発電電動機４の運転を制御する電動機ＥＣＵ４７が設けられている。電動機ＥＣＵ４７の制御にしたがい、発電電動機４は発電機および電動機のいずれとしても機能し得る。
【００２３】
クラッチ３は多板摩擦クラッチであり、エンジン２の出力軸２１と発電電動機４のロータ４１との間に配設されて、両者２１、４１を係脱操作するものである。クラッチ３の入力側部材３１および出力側部材３２の係脱操作を油圧により行うために、電動オイルポンプ３３が設けられている。電動オイルポンプ３３は、電動機ＥＣＵ４７に制御されるようになっている。クラッチ３は、油圧が供給されない常態で係合するノーマルクローズタイプとなっている。
【００２４】
クラッチ３を係合させたとき、発電電動機４の動作状態により次の３ケースの走行モードが派生する。すなわち、発電電動機４が停止していればエンジン２単独の走行モードとなり、発電電動機４が電動機として機能していれば併用の走行モードとなり、発電電動機４が発電機として機能していれば発電並行走行モードとなる。また、クラッチ３を切ったとき、発電電動機４単独の走行モードあるいは、惰性走行モードまたは制動時回生走行モードのいずれかとなる。本発明は、クラッチ３を係合し発電電動機４を発電機として機能させた発電並行走行モードを対象としている。
【００２５】
自動変速機５は、複数組の遊星歯車装置、遊星歯車装置の回転要素を連結操作するクラッチ、遊星歯車装置の回転要素を制動操作するブレーキ、などにより構成されている。各クラッチおよび各ブレーキを油圧により係脱操作するために、油圧制御回路５５が設けられている。自動変速機５の入力軸５１は、モータ４の回転軸の他端４４に直接あるいはトルクコンバータを介して結合され、出力軸５２は駆動輪６まで連結されている。出力軸５２の近傍には、出力軸５２の出力回転数ＮＯを検出する出力回転数センサ５３が設けられている。また、油圧制御回路５５を制御して変速機５の変速動作を制御する変速機ＥＣＵ５７が設けられている。変速機ＥＣＵ５７には、出力回転数センサ５３が接続されており、検出した出力回転数ＮＯの情報が取り込まれるようになっている。自動変速機５の変速パターンは予め定められており、前進１速から４速を有する場合の例が図３に示されている。
【００２６】
図３は、自動変速機５の変速パターンを説明する図である。図中の横軸は自動変速機５の出力回転数ＮＯ、縦軸はエンジン２のスロットル開度Ａであり、シフトアップ変速パターンＬ１２（１速から２速への変速、以下同様）、Ｌ２３、Ｌ３４が実線で示され、シフトダウン変速パターンＬ４３、Ｌ３２、Ｌ２１が破線で示されている。図３は、発電電動機４による発電が行われないエンジン２単独の走行モードにおいて良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られ、かつ燃費も良好となるように定められたものである。
【００２７】
走行中の車両では、出力回転数ＮＯ１およびスロットル開度Ａ１の値に対応して、図３上に走行動作点Ｐ１（ＮＯ１、Ａ１）をプロットすることができる。そして、走行動作点Ｐ１が図中の左方からシフトアップ変速パターン、例えばＬ３４のライン上に到達すると、変速機ＥＣＵ５７は自動変速機５を３速から４速に変速制御する。また、走行動作点Ｐ１が図中の右方からシフトダウン変速パターン、例えばＬ３２のライン上に到達すると、変速機ＥＣＵ５７は自動変速機５を３速から２速に変速制御する。
【００２８】
ハイブリッドＥＣＵ７は、パワートレイン装置１全体の運転を制御する制御装置であり、エンジンＥＣＵ２７、電動機ＥＣＵ４７、および変速機ＥＣＵ５７の上位装置となっている。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ２７、電動機ＥＣＵ４７、および変速機ＥＣＵ５７に対して指令を発するとともに、相互に必要となる情報を受け渡している。４つのＥＣＵ７、２７、４７、５７はそれぞれ、コンピュータを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置である。実施形態の自動変速機の変速制御方法は、変速機ＥＣＵ５７を中心とし、他の３つのＥＣＵ７、２７、４７の協働制御によって実施される。したがって、以降の説明ではこれらを区別せずに、まとめて変速制御装置と呼称する。図２のトルク−回転数特性および図３の変速パターンは、変速制御装置内に一覧表形式の特性マップや特性計算式の形態で記憶されて適宜利用される。
【００２９】
なお、ハイブリッド車両用パワートレイン装置１は、上述の３つのセンサ２２、２３、５３と電動オイルポンプ４３および油圧制御回路５５の他に様々なセンサやアクチュエータを有しているが、本発明との関連性が低いので説明は省略する。
【００３０】
次に、実施形態の自動変速機の変速制御方法について説明する。図４は、実施形態の自動変速機の変速制御方法を説明するフローチャートの図である。図中のＳ１〜Ｓ９は、変速制御装置が行う制御の各工程を示している。また、工程Ｓ５が発電トルク演算工程、工程Ｓ６が出力トルク演算工程、工程Ｓ７が走行トルク演算工程、工程Ｓ８が発電時スロットル開度演算工程、工程Ｓ９が変速制御工程にそれぞれ対応している。
【００３１】
図４の工程Ｓ１で、変速制御装置は、エンジン２の駆動による走行中に発電電動機４で発電が行われているか否か判定する。条件が満たされないとき工程Ｓ２に進み、スロットルセンサ２２からスロットル開度Ａ１の情報を取り込み、出力回転数センサ５３から出力回転数ＮＯ１の情報を取り込む。次に、工程Ｓ３のエンジン単独走行時変速制御で、図３上の走行動作点Ｐ１（ＮＯ１、Ａ１）を求め、変速パターンＬ１２、Ｌ２３、Ｌ３４、Ｌ４３、Ｌ３２、Ｌ２１と照合して必要な変速制御を行う。
【００３２】
工程Ｓ１で条件が満たされたときには工程Ｓ４に進み、エンジン回転数センサ２３から回転数ＮＥの情報を取り込み、スロットルセンサ２２からスロットル開度Ａの情報を取り込み、出力回転数センサ５３から出力回転数ＮＯの情報を取り込む。次に、発電トルク演算工程Ｓ５で、次式により発電トルクＴＧを演算する。
【００３３】
発電トルクＴＧ＝Ｗ／（２×π×ＮＥ×η）
ここで、Ｗは発電電動機４に要求される発電電力であり、電源部４５のバッテリの状態および車載の電気負荷の稼働状況を参考にして電動機ＥＣＵ４７が設定する量である。また、πは円周率、ηは発電電動機４の回転数ＮＥにおける機械入力から電気出力への変換効率である。
【００３４】
次の出力トルク演算工程Ｓ６では、エンジンの回転数ＮＥおよびスロットル開度Ａの値を図２に適用し、エンジン２の出力トルクＴＥを読み取る。図２には、エンジンの回転数ＮＥ＝ＮＥ２、スロットル開度Ａ＝Ａ２のときに得られる出力トルクＴＥ２が例示されている。次の走行トルク演算工程Ｓ７では、次式により走行トルクＴＤを演算する。
【００３５】
走行トルクＴＤ＝ＴＥ−ＴＧ
上式のＴＥは出力トルク演算工程Ｓ６で得られ、ＴＧは発電トルク演算工程Ｓ５で得られた値である。図２には、出力トルクＴＥ＝ＴＥ２、発電トルクＴＧ＝ＴＧ２のときの走行トルクＴＤ２が例示されている。
【００３６】
次の発電時スロットル開度演算工程Ｓ８では、変速制御装置は、走行トルクＴＤがエンジン２の出力トルクＴＥに相当するものと判断し、図２からスロットル開度Ａを読み取り、前記走行トルクＴＤに基づき補正した発電時スロットル開度ＡＧを演算する。図２には、走行トルクＴＤ＝ＴＤ２のときに得られる仮想的な発電時スロットル開度ＡＧ２が例示されている。
【００３７】
最後の変速制御工程Ｓ９では、発電並行走行モードにおける変速制御を実施する。まず、出力回転数ＮＯおよび発電時スロットル開度ＡＧの値に対応して、図３上に走行動作点ＰＧ（ＮＯ、ＡＧ）をプロットする。次に、走行動作点ＰＧを変速パターンＬ１２、Ｌ２３、Ｌ３４、Ｌ４３、Ｌ３２、Ｌ２１と照合して必要な変速制御を行う。図３には、出力回転数ＮＯ＝ＮＯ２で発電時スロットル開度ＡＧ２のときの実施形態の走行動作点ＰＧ２（ＮＯ２、ＡＧ２）と、出力回転数ＮＯ＝ＮＯ２でスロットル開度Ａ２のときの従来技術の走行動作点Ｐ２（ＮＯ２、Ａ２）とが例示されている。
【００３８】
図示されるように、本実施形態の走行動作点ＰＧ２はシフトアップ変速パターンＬ１２のライン上に達しており、変速制御装置は自動変速機５を１速から２速に変速制御する。一方、従来技術の走行動作点Ｐ２は１速の領域内にあるため、従来技術によれば変速制御は行われず、車両走行性能は低下する。
【００３９】
なお、図２および図３を用いて説明した図式的な演算は、実際には変速制御装置内で特性マップ内の該当するデータを検索したり、特性計算式内の未知数を解いたり、得られた量を基準量と大小比較したりすることによって実行される。
【００４０】
次に、上述の実施形態の自動変速機の変速制御方法の効果について説明する。前述したように、図３の走行動作点ＰＧ２（ＮＯ２、ＡＧ２）で１速から２速への変速制御が行われ、このとき自動変速機５に入力される走行トルクＴＤ＝ＴＤ２である。この走行トルクＴＤ２は、図２をみればわかるように非発電時にスロットル開度Ａ＝ＡＧ２でエンジン２から出力されて自動変速機５に入力される出力トルクＴＥに一致している。つまり、発電時に小さい側に補正した発電時スロットル開度ＡＧを用いることで、自動変速機５に入力される正味の走行トルクを非発電時と同じにできる。したがって、変速制御工程で、自動変速機５は非発電時と同じ変速パターンで同じ挙動を示して作動し、良好な車両走行性能および良好な変速フィーリングが得られる。
【００４１】
また、本実施形態では、発電時および非発電時を問わず図３に示される同一の変速パターンでの制御が可能であり、各工程Ｓ１〜Ｓ９における演算内容は従来から用いられている特性マップや特性計算式の適用ならびに四則演算程度である。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加が抑制され、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００４２】
なお、発電時スロットル開度演算工程Ｓ８で、次式により発電時スロットル開度ＡＧを演算してもよい。
【００４３】
発電時スロットル開度ＡＧ＝Ａ×（ＴＤ／ＴＥ）
ここで、走行トルクＴＤを出力トルクＴＥで除した値はトルク減少率であり、これをスロットル開度Ａに乗じて発電時スロットル開度ＡＧとしてもよい。このような簡易な演算でも、正味の走行トルクを意味する発電時スロットル開度ＡＧを演算できる。したがって、変速制御装置の記憶部や演算処理部の負担の増加はごく軽微であり、従来の装置ハードウェアを踏襲できる。
【００４４】
また、自動変速機５の出力軸５２で検出している出力回転数ＮＯは、より駆動輪に近い位置で検出する車両走行速度に置き換えてもよい。その他、本発明は様々な応用、変形が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ハイブリッド車両用パワートレイン装置
２：エンジン
２１：出力軸 ２２スロットルセンサ ２３：エンジン回転数センサ
３：クラッチ
３１：入力側部材 ３２：出力側部材 ３３：電動オイルポンプ
４：発電電動機
４１：ロータ ４２：ステータ ４３：回転軸の一端
４４：回転軸の他端 ４５：電源部 ４７：電動機ＥＣＵ
５：自動変速機
５１：入力軸 ５２：出力軸 ５３：出力回転数センサ
５５：油圧制御回路 ５７：変速機ＥＣＵ
６：駆動輪
７：ハイブリッドＥＣＵ
Ａ、Ａ１〜Ａ４：エンジンのスロットル開度 ＡＧ２：発電時スロットル開度
ＮＥ：エンジンの回転数 ＮＯ：自動変速機の出力回転数
Ｌ１２、Ｌ２３、Ｌ３４：シフトアップ変速パターン
Ｌ４３、Ｌ３２、Ｌ２１：シフトダウン変速パターン
ＴＥ、ＴＥ２：エンジンの出力トルク
ＴＧ２：発電トルク ＴＤ２：走行トルク
Ｐ１、Ｐ２、ＰＧ２：走行動作点
Ｓ５：発電トルク演算工程 Ｓ６：出力トルク演算工程
Ｓ７：走行トルク演算工程 Ｓ８：発電時スロットル開度演算工程
Ｓ９：変速制御工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御方法であって、
前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算工程と、
前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算工程と、
前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算工程と、
前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算工程と、
前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御工程と、を有することを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項２】
請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記エンジンの各スロットル開度における回転数と出力トルクとの関係に基づいて、前記エンジンの回転数、前記出力トルク、および前記走行トルクから前記発電時スロットル開度を演算することを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項３】
請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記走行トルクを前記出力トルクで除してトルク減少率を求め、前記エンジンの前記スロットル開度に前記トルク減少率を乗じて前記発電時スロットル開度とすることを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項４】
エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御装置であって、
前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算手段と、
前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算手段と、
前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算手段と、
前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算手段と、
前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御手段と、を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御方法であって、
前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算工程と、
前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算工程と、
前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算工程と、
前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算工程と、
前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御工程と、を有することを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項２】
請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記エンジンの各スロットル開度における回転数と出力トルクとの関係に基づいて、前記エンジンの回転数、前記出力トルク、および前記走行トルクから前記発電時スロットル開度を演算することを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項３】
請求項１において、前記発電時スロットル開度演算工程で、前記走行トルクを前記出力トルクで除してトルク減少率を求め、前記エンジンの前記スロットル開度に前記トルク減少率を乗じて前記発電時スロットル開度とすることを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項４】
エンジンと、前記エンジンからの駆動により発電可能でかつ電源部からの駆動により機械出力可能である発電電動機と、前記エンジンおよび前記発電電動機に連結される自動変速機と、前記エンジンのスロットル開度および前記自動変速機の出力回転数に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御装置とを備えたハイブリッド車両用パワートレイン装置で、前記エンジンからの駆動により車両の走行と前記発電電動機の発電とを並行して実施するときの前記自動変速機の変速制御装置であって、
前記発電電動機に要求される発電電力に必要な発電トルクを演算する発電トルク演算手段と、
前記エンジンの前記スロットル開度および回転数から出力トルクを演算する出力トルク演算手段と、
前記出力トルクから前記発電トルクを減算して前記車両の走行に使用される走行トルクを演算する走行トルク演算手段と、
前記走行トルクに基づいて補正した発電時スロットル開度を演算する発電時スロットル開度演算手段と、
前記発電時スロットル開度に基づいて前記自動変速機を制御する変速制御手段と、を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６１８８３（Ｐ２０１２−６１８８３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５６２７（Ｐ２０１０−２０５６２７）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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