車両の制御装置
【課題】噛み合いクラッチの係合時に被同期側の回転要素の回転数が変化する場合でも係合に伴うショックの発生を防ぐことが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】制御手段は、第１及び第２の回転要素をフィードバック制御により同期させてから、第１の回転要素と第２の回転要素のいずれかを回転軸方向に移動させることにより係合を開始する。そして係合開始から係合完了までは、フィードバック制御を禁止することにより第１の回転要素の歯と第２の回転要素の歯との接触によるモータジェネレータのトルク制御の乱れを防止する。さらに、係合開始から係合完了までの間に第２の回転要素の回転数変化を検出した場合には、検出した加減速分を第１の回転要素に発生するようにモータジェネレータのトルクを調整する。このようにすることで、係合にともなうショックの発生を防ぐことができ、係合を確実に実行することができる。
【解決手段】制御手段は、第１及び第２の回転要素をフィードバック制御により同期させてから、第１の回転要素と第２の回転要素のいずれかを回転軸方向に移動させることにより係合を開始する。そして係合開始から係合完了までは、フィードバック制御を禁止することにより第１の回転要素の歯と第２の回転要素の歯との接触によるモータジェネレータのトルク制御の乱れを防止する。さらに、係合開始から係合完了までの間に第２の回転要素の回転数変化を検出した場合には、検出した加減速分を第１の回転要素に発生するようにモータジェネレータのトルクを調整する。このようにすることで、係合にともなうショックの発生を防ぐことができ、係合を確実に実行することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力伝達装置などに用いられる車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に加えて、電動機やモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両が既知である。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。
【０００３】
このようなハイブリッド車両において、クラッチ機構にドグ歯を有する噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）を利用するものが知られている。なお、特許文献１には、クラッチ同期装置において、チャンファ角がある歯を有する一対の回転要素の少なくとも一方をモータで回転駆動して一対の回転要素を同期させる方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６９６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、ユーザ操作等の影響により、係合の際に同期させる側（被同期側）の回転要素の回転数が変化する場合も考えられる。この場合、被同期側の回転要素の歯と同期する側（同期側）の回転要素の歯とが衝突し、ショックが発生する可能性がある。したがって、同期側の回転要素の回転数を被同期側の回転数の変化に合わせて追従させる必要がある。しかしながら、特許文献１には、係合の際に被同期側の回転数が変化する場合について何ら検討がされていない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、噛み合いクラッチの係合時に被同期側の回転要素の回転数が変化する場合でも係合に伴うショックの発生を防ぎ確実に係合を行うことが可能な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】
【０００７】
本発明の１つの観点では、モータジェネレータと、前記モータジェネレータに連結される第１の回転要素と、前記第１の回転要素と係合される第２の回転要素と、フィードバック制御により前記第１及び第２の回転要素を同期させてから第１及び第２の回転要素が有する歯同士を係合及び解除することにより変速を行う制御手段と、を備える車両の制御装置であって、前記制御手段は、係合開始から係合完了までの間、前記第１の回転要素のフィードバック制御を禁止し、かつ、前記第２の回転要素が加減速した場合には、前記モータジェネレータにより前記加減速分に相当するトルクを前記第１の回転要素に付与する。
【０００８】
上記の車両の制御装置は、モータジェネレータと、第１の回転要素と、第２の回転要素と、制御手段と、を有する。モータジェネレータは、トルクにより第１の回転要素を回転駆動させる。第１の回転要素及び第２の回転要素は、例えばドグクラッチを構成するクラッチ板であり、互いが有する歯により係合及び解除が可能である。制御手段は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって実現される。制御手段は、第１の回転要素と第２の回転要素の回転数とをフィードバック制御により同期させてから、第１の回転要素と第２の回転要素のいずれかを回転軸方向に移動させることにより係合を開始する。回転軸方向への移動は、たとえばアクチュエータにより実行する。そして係合開始から係合完了までは、フィードバック制御を禁止することにより第１の回転要素の歯と第２の回転要素の歯との接触によるモータジェネレータのトルク制御の乱れを防止する。さらに、係合開始から係合完了までの間に第２の回転要素の回転数変化がないか監視を行い、回転数変化を検出した場合には、検出した加減速分を第１の回転要素に発生するようにモータジェネレータのトルクを調整する。即ち検出した回転数変化の度合に基づきモータジェネレータのトルクをフィードフォワード制御する。このようにすることで、係合中に第２の回転要素に回転数の変化が生じた場合でも、第１の回転要素の回転数は第２の回転要素の回転数に追従することができるため、係合にともなうショックの発生を防ぐことができるとともに係合を確実に実行することができる。
【０００９】
上記の車両の制御装置の一態様は、エンジンと、第１及び第２のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１並びに第２のモータジェネレータと接続された動力分配機構と、前記動力分配機構と接続された固定比変速装置と、前記固定比変速装置と連結される出力軸と、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記モータジェネレータは前記第１または第２のモータジェネレータであり、前記第２の回転要素は前記出力軸と連結される。この態様では、車両の制御装置はいわゆるマルチモードのハイブリッド車両に適用される。そして、マルチモードのハイブリッド車両の第１または第２のモータジェネレータが車両の制御装置のモータジェネレータに対応し、車両の制御装置の第２の回転要素はマルチモードのハイブリッド車両の出力軸（車軸）に接続される。これにより、車両の制御装置は、マルチモードのハイブリッド車両に好適に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１１】
[装置構成]
図１に本発明を適用したハイブリッド装置の駆動装置の概略構成を示す。図１の例は、固定比変速装置を備えた、いわゆるマルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動装置であり、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０、動力分配機構２０、コントローラ４１、蓄電装置４２、を備える。図１において、動力源に相当するエンジン１と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、が動力分配機構２０に連結されている。また、第１のモータジェネレータＭＧ１と、動力分配機構２０と、が変速装置６に連結されている。変速装置６には、出力軸３が連結されている。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２はインバータなどのコントローラ４１を介してバッテリーなどの蓄電装置４２に接続されており、そのコントローラ４１によって制御されて電動機あるいは発電機として動作するように構成されている。
【００１２】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴う反力トルクが作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。
【００１３】
第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。
【００１４】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有している。ＥＣＵ１０は、車速、要求駆動力、蓄電装置４２の充電量（ＳＯＣ）などの入力データ及び予め記憶しているデータを利用して演算を行い、その演算の結果を各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を制御するための指令信号としてコントローラ４１に出力し、またいずれかのクラッチＣ１〜Ｃ３を動作させて所定の運転モードあるいは変速段を設定する指令信号を出力するように構成されている。また、ＥＣＵ１０は、各種センサからの検出信号に基づいて、コントローラ４１に指令信号を出力することにより、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、の制御を行う。各種センサの例としては、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の夫々の回転数（正確には「角速度」であるが、以下では単に「回転数」と称す）を検出する回転数センサなどがある。ＥＣＵ１０は、クランク角センサからの検出信号に基づいて、エンジン１の回転数を求め、回転数センサからの検出信号に基づいて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数、及び、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数を求める。従って、ＥＣＵ１０は、本発明における制御手段として機能する。
【００１５】
動力分配機構２０は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。具体的には、動力分配機構２０は、相互に同軸上に配置されたサンギヤ２３と、リングギヤ２１と、サンギヤ２３に噛み合わされた第２ピニオンギヤ２４ｂと、この第２ピニオンギヤ２４ｂ及びリングギヤ２１に噛み合わされた第１ピニオンギヤ２４ａと、第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂを自転可能かつ公転可能に支持しているキャリア２５とを有している。
【００１６】
エンジン１は、リングギヤ２１と連結されており、エンジン１からの動力は、リングギヤ２１に伝達される。また、第２のモータジェネレータＭＧ２は、キャリア２５を介して第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂと連結されている。第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂは、キャリア２６を介して、入力軸３２と連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１は、入力軸３１と連結されている。入力軸３１は、クラッチＣ３を介してサンギヤ２３と連結されている。クラッチＣ３は、入力軸３１とサンギヤ２３との間の接続を制御する。クラッチＣ３がオンにされることにより、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力がサンギヤ２３に出力される。
【００１７】
変速装置６は、固定比変速装置であり、クラッチＣ１、Ｃ２を備えている。クラッチＣ１は、出力軸３と入力軸３１との間の接続を制御し、クラッチＣ２は、出力軸３と入力軸３２との間の接続を制御する。また、クラッチＣ１及びクラッチＣ２はドグクラッチであり、クラッチ板はドグ歯を有する。
【００１８】
クラッチＣ１がオンにされることにより、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が入力軸３１を介して出力軸３に出力される。クラッチＣ２がオンにされることにより、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が入力軸３２を介して出力軸３に出力される。変速装置６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、クラッチＣ１、Ｃ２を制御することにより、固定変速比モードによる変速を行う。具体的には、変速装置６は、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされている状態と、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされている状態と、の間で切り替えることにより、変速を行う。以下では、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされ、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が入力軸３２を介して出力軸３に出力されている状態を「１速」の状態であるとし、また、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が入力軸３１を介して出力軸３に出力されている状態を「２速」の状態であるとする。
【００１９】
「１速」から「２速」へと切り替える場合について説明する。変速装置６は、まず、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされている状態（「１速」の状態）から、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態（「１速＋２速」の状態）へと切り替える。その後、変速装置６は、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態（「１速＋２速」の状態）から、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされている状態（「２速」の状態）へと切り替える。このようにして、変速装置６は、「１速」から「２速」へと切り替える。
【００２０】
ここで、「１速＋２速」の状態では、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態となっているので、クラッチＣ１における入力軸３１と接続されたクラッチ板の回転数と、クラッチＣ２における入力軸３２と接続されたクラッチ板の回転数と、が一致する必要がある。即ち、サンギヤ２３の回転数とキャリア２６の回転数とが一致する必要がある。従って、クラッチＣ１における入力軸３１と接続されたクラッチ板が第１のモータジェネレータＭＧ１と接続されたクラッチ板に相当し、クラッチＣ２における入力軸３２と接続されたクラッチ板がモータジェネレータＭＧ２と接続されたクラッチ板に相当する。
【００２１】
[ドグクラッチの係合制御方法１]
ここで、図２（ａ）に、ドグクラッチの構成例を模式的に示す。図２（ａ）は、アクチュエータ６０を有し、軸方向に移動（ストローク）可能な同期部５３ｂと、同期部５３ｂと係合する被同期部５３ａを示している。同期部５３ｂは、第１のモータジェネレータＭＧ１と接続されたクラッチ板または第２のモータジェネレータＭＧ２と接続されたクラッチ板のいずれかに該当し、被同期部５３ａは、出力軸３（車軸）側に接続したクラッチ板が該当する。したがって、「１速」から「２速」（厳密には「１速＋２速」）の切り替えの場合、または「２速」から「１速」（厳密には「１速＋２速」）の切り替えの場合も以下の説明は包含する。この場合、出力軸３側のクラッチ板と既に係合している図示しないクラッチ板（例えば「１速」から「１速＋２速」への切り替えの場合、第１のモータジェネレータＭＧ１と接続したクラッチ板）は、例えば、出力軸３（車軸）側に接続した被同期部５３ａとは別のクラッチ板（不図示）と係合している。以後、同期部５３ｂと接続するモータジェネレータを「同期側ＭＧ」と呼ぶ。
【００２２】
被同期部５３ａ及び同期部５３ｂは、それぞれドグ歯５５ａ、５５ｂを備えている。ドグ歯５５ａ及び５５ｂは、その先端部が三角状に尖った形状、即ち破線枠内に位置するチャンファ５５ｘを有する。
【００２３】
そして、「１速」と「２速」とを切り替える場合、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ａと同期部５３ｂとの回転が一致することを確認後、係合を行うためアクチュエータ６０の作動を開始する。以後、係合を行うためアクチュエータ６０の作動を開始することを「係合を開始する」と表現し、被同期部５３ａと同期部５３ｂとが完全に噛み合い、アクチュエータ６０の作動が終了することを「係合を完了する」と表現する。
【００２４】
なお、係合の開始時において、被同期部５３ａのドグ歯５５ａと同期部５３ｂのドグ歯５５ｂの位相、即ち指定の噛み合わせ位置まで制御して係合を開始することが好ましい。しかし、通常は、外乱等の影響によりドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂの位相まで揃えるのは困難である。したがって、ＥＣＵ１０は、チャンファ５５ｘの形状を活かし、回転数が一致した時点で、アクチュエータ６０を作動し、同期部５３ｂのドグ歯５５ｂを被同期部５３ａのドグ歯５５ａの溝に滑らすように押しこむ。図３（ｂ）に、チャンファ５５ｘを利用して係合を行った場合の模式図を示す。図３（ｂ）に示すように、チャンファ５５ｘ同士を擦らせるようにハードウェア的にドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとを噛み合わせることにより、ドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとの係合が実現されている。以上のように、ＥＣＵ１０は、ドグクラッチの係合を、回転数のみを合わせることで実行することができる。
【００２５】
しかし、上述の係合処理の際に、ドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂのチャンファ５５ｘが接触し、相互に滑るようにして係合するときに、ドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂのチャンファ５５ｘのそれぞれには相対的に逆方向の回転力（反力）が発生し、ドグ歯５５ｂの相対位置が変移する。そして、回転数センサは、上述の同期部５５ｂの相対位置の変移を同期部５５ｂの回転数の変移として検出し、その検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。そして、ＥＣＵ１０は、実際には被同期部５３ａと同期部５３ｂとの回転数は一致しているにもかかわらず、上述の回転数の変移を修正するためのフィードバック制御を行うことになる。そして、フィードバック制御により同期側ＭＧへ出力させるトルク（以後、「同期側ＭＧトルク」と呼ぶ。）が調整された結果、同期部５３ｂの回転数が変化してしまう。これにより、同期部５３ａと同期部５３ｂとの間でショックが発生し、ドライバビリティの悪化が生じる可能性がある。
【００２６】
これについて例を用いてさらに説明する。図３に、係合時の被同期部５３ａと同期部５３ｂとの回転数差（以後、単に「回転数差」と呼ぶ。）及び同期側ＭＧトルクの時間経過に伴う変化のグラフを示す。図３に示すように、期間Ａにおいて、ＥＣＵ１０は、同期側ＭＧトルクの出力を調整することにより、回転数差が０になるように制御を行う。そして、回転数差が０になり、ＥＣＵ１０が係合を開始した後、即ち図３の期間Ｂにおいて、ＥＣＵ１０は、ドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとが相互に滑るようにして係合する際に検出された回転数差を補正しようとするフィードバック制御により、同期側ＭＧトルクを調整することになる。これにより、ドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂが噛み合った後で同期部５５ｂ側に不要なトルクが印加され、ショックが発生することになる。
【００２７】
そこで、本実施形態においては、係合開始後から係合完了までフィードバック制御を停止させることにより上述の問題を解決する。即ち、ドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとが相互に滑るようにして係合する際に回転数センサが検出した回転数差により、ＥＣＵ１０は同期側ＭＧへの不要なトルクを印加してしまうことを防止する。具体的には、被同期部５３ａと同期部５３ｂとの同期が完了し、係合を開始した後は、ＥＣＵ１０は、同期部５３ｂでの回転数の変化を同期側ＭＧのトルク制御に反映させないようにする。このようにすることで、係合処理中または係合処理後におけるショックの発生を防止し、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。以後、上述のＥＣＵ１０が行う係合制御を「係合制御方法１」と呼ぶ。
【００２８】
次に、係合制御方法１の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図４に、ＥＣＵ１０が行う係合制御方法１の処理手順を示すフローチャートを示す。なお、図４に示すフローチャートはＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
【００２９】
まず、ＥＣＵ１０は、変速の要求、即ちドグクラッチの係合要求があるか監視を行う（ステップＳ１）。そして、変速要求がない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、特にドグクラッチの係合処理は行わず、通常走行時の制御を継続する（ステップＳ２）。
【００３０】
一方、変速要求があった場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、アクチュエータの作動が可能であるか判定する（ステップＳ３）。具体的には、ＥＣＵ１０は、回転数センサから出力された被同期部５３ａ及び同期部５３ｂの回転数が所定以内の回転数差であるか判定する。そして、回転数差が所定以上の場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ａの回転数に同期部５３ｂの回転数を合わせるように同期側ＭＧのトルクをフィードバック制御する（ステップＳ４）。以後、上述のフィードバック制御を「回転同期フィードバック制御」と呼ぶ。
【００３１】
そして、回転数差が所定以下になった場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は係合を開始し、アクチュエータ６０を作動させる。このとき、ＥＣＵ１０は、回転同期フィードバック制御を禁止する。そして、ＥＣＵ１０は、同期側ＭＧトルクを、前回値、即ちステップＳ３で回転数が所定以下であると判定した時点でのトルク値を保持するように制御する（ステップＳ５）。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５に係る処理を係合が完了するまで継続して行う（ステップＳ６、ステップＳ５）。即ち、ＥＣＵ１０は、回転同期フィードバック制御を係合が完了するまで禁止する。これにより、ＥＣＵ１０は、ドグクラッチ同士が滑るように係合する際に、不要なトルク印加によるショックの発生を防ぐことができる。
【００３２】
[ドグクラッチの係合制御方法２]
上述のドグクラッチの係合制御方法１では、ステップＳ３において回転数差が所定以下であると判定した後、即ち係合を開始後、アクチュエータ６０を作動させている間は被同期部５３ａの回転数が一定であるとして、ＥＣＵ１０は回転同期フィードバック制御を停止させていた。
【００３３】
しかしながら、ユーザがアクセルを踏んだ時などのユーザ要求があった場合、係合処理中であっても被同期部５３ａの回転数が変化する可能性がある。この場合、ＥＣＵ１０は回転同期フィードバック制御を停止しているため、ＥＣＵ１０は、ユーザ要求による被同期部５３ａの回転数変化に同期部５３ｂの回転数を追従させることができない。その結果、ドグ歯５５ａ、５５ｂが噛み合う前、即ち図２（ａ）に示すように被同期部５３ａと同期部５３ｂとが重なる部分を有しない状態の場合は、回転数が合わず係合を実行することができない。また、ドグ歯５５ａ、５５ｂが噛み合った後、即ち図２（ｂ）に示すように被同期部５３ａと同期部５３ｂとが重なる部分を有する状態の場合は、ドグ歯５５ａ、５５ｂとの間にショックが発生することになる。
【００３４】
したがって、新たな係合制御方法（以後、「係合制御方法２」と呼ぶ。）では、アクチュエータ６０を作動させている間に被同期部５３ａの回転数が変化する場合には、フィードバック制御の代わりにフィードフォワード制御を行うことによりこの問題を解決する。
【００３５】
これについて以下具体的に説明する。前述の係合制御方法１に示されるように、本発明では、被同期部５３ａと同期部５３ｂの回転数差が所定以下となった後、即ち係合開始後は、係合完了までフィードバック制御を停止する。そこで、一度、回転数差が所定以下と判定した後は、被同期部５３ａの回転数だけを監視し、その増減があった場合には、その増減分だけ同期部５３ｂの回転数を増減するようにＥＣＵ１０は同期側ＭＧのトルクを調整する。即ちＥＣＵ１０は係合処理中においてフィードフォワード制御を行う。具体的には、回転数差が所定以下と判定され、係合制御を行っている間にユーザ要求などに起因して被同期部５３ａにトルクが発生し回転数が変化したときには、それと同一のトルクを同期部５３ｂに加える。これにより、被同期部５３ａと同期部５３ｂに同一のトルクが付与されるので、両者の相対的な回転数に変化は生じず、ドグ歯５５ａ、５５ｂとの間にショックが発生することを防止できる。
【００３６】
次に、係合制御方法２の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図５に、ＥＣＵ１０が行う係合制御方法２の処理手順を示すフローチャートを示す。なお、図５に示すフローチャートはＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
【００３７】
まずステップＳ１０１乃至Ｓ１０４は、図４のフローチャートのステップＳ１乃至Ｓ４と同一の処理を行う。即ち、ＥＣＵ１０は、変速要求があるまで通常走行制御を行い（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）、変速要求があった場合には回転数差が所定以下になるまで回転同期フィードバック制御を行う（ステップＳ１０３、ステップＳ１０４）。
【００３８】
そして、回転数差が所定以下になった場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、回転同期フィードバック制御を禁止し、アクチュエータ６０を作動させる。そして、ＥＣＵ１０は、アクチュエータ６０の作動中も被同期部５３ａの回転数に変化がないか監視する。そして、回転数の変化を検出した場合、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ｂの加速分（減速分も含む）だけ同期側ＭＧトルクを上乗せし、回転数を同期させる（ステップＳ１０５）。
【００３９】
具体的に、被同期部５３ａの角速度をΔωｏｕｔ、同期側ＭＧにかかる慣性モーメントをＩｍＮｏｕｔ、同期側ＭＧトルクの前回値をＴｍｇｂｅｆｏｒｅとすると、回転側ＭＧトルクの更新値Ｔｍｇａｆｔｅｒは、
Δωｏｕｔ×ＩｍＮｏｕｔ＋Ｔｍｇｂｅｆｏｒｅ→Ｔｍｇａｆｔｅｒ 式（１）
と計算することができる。ここで、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ａの角速度Δωｏｕｔを、例えば被同期部５３ａの回転数を継続して監視することにより算出する。また、慣性モーメントＩｍＮｏｕｔは、予め算出または計測した値をＥＣＵ１０が保持しておく。
【００４０】
次に、ＥＣＵ１０は、算出した回転側ＭＧトルクの更新値Ｔｍｇａｆｔｅｒの値を前回値Ｔｍｇｂｅｆｏｒｅに保存する（ステップＳ１０６）。これにより、ユーザ要求などによる被同期部５３ａの回転数変動が継続している間は、前回の回転側ＭＧトルク更新値との変化分のみを次回の処理で調整すればよいことになる。
【００４１】
そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理を、係合が完了するまで実行する（ステップＳ１０７、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６）。即ち、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６は、被同期部５３ａの回転数の変化を検出する度にＥＣＵ１０が実行する。以上の処理を実行することで、ユーザがアクセルを踏んだ時などのユーザ要求により、係合処理中に被同期部５３ａの回転数が変化した場合でも、係合時のショックの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】ドグクラッチを模式的に示した図である。
【図３】係合時の回転数差及び同期側ＭＧトルクの変化のグラフを示す図である。
【図４】係合制御方法１に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】係合制御方法２に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
１ エンジン
３ 出力軸
６ 変速装置
２０ 動力分配機構
５３ａ 被同期部
５３ｂ 同期部
５５ａ、５５ｂ ドグ歯
５５ｘ チャンファ
６０ アクチュエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力伝達装置などに用いられる車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に加えて、電動機やモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両が既知である。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。
【０００３】
このようなハイブリッド車両において、クラッチ機構にドグ歯を有する噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）を利用するものが知られている。なお、特許文献１には、クラッチ同期装置において、チャンファ角がある歯を有する一対の回転要素の少なくとも一方をモータで回転駆動して一対の回転要素を同期させる方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６９６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、ユーザ操作等の影響により、係合の際に同期させる側（被同期側）の回転要素の回転数が変化する場合も考えられる。この場合、被同期側の回転要素の歯と同期する側（同期側）の回転要素の歯とが衝突し、ショックが発生する可能性がある。したがって、同期側の回転要素の回転数を被同期側の回転数の変化に合わせて追従させる必要がある。しかしながら、特許文献１には、係合の際に被同期側の回転数が変化する場合について何ら検討がされていない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、噛み合いクラッチの係合時に被同期側の回転要素の回転数が変化する場合でも係合に伴うショックの発生を防ぎ確実に係合を行うことが可能な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】
【０００７】
本発明の１つの観点では、モータジェネレータと、前記モータジェネレータに連結される第１の回転要素と、前記第１の回転要素と係合される第２の回転要素と、フィードバック制御により前記第１及び第２の回転要素を同期させてから第１及び第２の回転要素が有する歯同士を係合及び解除することにより変速を行う制御手段と、を備える車両の制御装置であって、前記制御手段は、係合開始から係合完了までの間、前記第１の回転要素のフィードバック制御を禁止し、かつ、前記第２の回転要素が加減速した場合には、前記モータジェネレータにより前記加減速分に相当するトルクを前記第１の回転要素に付与する。
【０００８】
上記の車両の制御装置は、モータジェネレータと、第１の回転要素と、第２の回転要素と、制御手段と、を有する。モータジェネレータは、トルクにより第１の回転要素を回転駆動させる。第１の回転要素及び第２の回転要素は、例えばドグクラッチを構成するクラッチ板であり、互いが有する歯により係合及び解除が可能である。制御手段は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって実現される。制御手段は、第１の回転要素と第２の回転要素の回転数とをフィードバック制御により同期させてから、第１の回転要素と第２の回転要素のいずれかを回転軸方向に移動させることにより係合を開始する。回転軸方向への移動は、たとえばアクチュエータにより実行する。そして係合開始から係合完了までは、フィードバック制御を禁止することにより第１の回転要素の歯と第２の回転要素の歯との接触によるモータジェネレータのトルク制御の乱れを防止する。さらに、係合開始から係合完了までの間に第２の回転要素の回転数変化がないか監視を行い、回転数変化を検出した場合には、検出した加減速分を第１の回転要素に発生するようにモータジェネレータのトルクを調整する。即ち検出した回転数変化の度合に基づきモータジェネレータのトルクをフィードフォワード制御する。このようにすることで、係合中に第２の回転要素に回転数の変化が生じた場合でも、第１の回転要素の回転数は第２の回転要素の回転数に追従することができるため、係合にともなうショックの発生を防ぐことができるとともに係合を確実に実行することができる。
【０００９】
上記の車両の制御装置の一態様は、エンジンと、第１及び第２のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１並びに第２のモータジェネレータと接続された動力分配機構と、前記動力分配機構と接続された固定比変速装置と、前記固定比変速装置と連結される出力軸と、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記モータジェネレータは前記第１または第２のモータジェネレータであり、前記第２の回転要素は前記出力軸と連結される。この態様では、車両の制御装置はいわゆるマルチモードのハイブリッド車両に適用される。そして、マルチモードのハイブリッド車両の第１または第２のモータジェネレータが車両の制御装置のモータジェネレータに対応し、車両の制御装置の第２の回転要素はマルチモードのハイブリッド車両の出力軸（車軸）に接続される。これにより、車両の制御装置は、マルチモードのハイブリッド車両に好適に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１１】
[装置構成]
図１に本発明を適用したハイブリッド装置の駆動装置の概略構成を示す。図１の例は、固定比変速装置を備えた、いわゆるマルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動装置であり、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０、動力分配機構２０、コントローラ４１、蓄電装置４２、を備える。図１において、動力源に相当するエンジン１と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、が動力分配機構２０に連結されている。また、第１のモータジェネレータＭＧ１と、動力分配機構２０と、が変速装置６に連結されている。変速装置６には、出力軸３が連結されている。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２はインバータなどのコントローラ４１を介してバッテリーなどの蓄電装置４２に接続されており、そのコントローラ４１によって制御されて電動機あるいは発電機として動作するように構成されている。
【００１２】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴う反力トルクが作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。
【００１３】
第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。
【００１４】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有している。ＥＣＵ１０は、車速、要求駆動力、蓄電装置４２の充電量（ＳＯＣ）などの入力データ及び予め記憶しているデータを利用して演算を行い、その演算の結果を各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を制御するための指令信号としてコントローラ４１に出力し、またいずれかのクラッチＣ１〜Ｃ３を動作させて所定の運転モードあるいは変速段を設定する指令信号を出力するように構成されている。また、ＥＣＵ１０は、各種センサからの検出信号に基づいて、コントローラ４１に指令信号を出力することにより、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、の制御を行う。各種センサの例としては、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の夫々の回転数（正確には「角速度」であるが、以下では単に「回転数」と称す）を検出する回転数センサなどがある。ＥＣＵ１０は、クランク角センサからの検出信号に基づいて、エンジン１の回転数を求め、回転数センサからの検出信号に基づいて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数、及び、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数を求める。従って、ＥＣＵ１０は、本発明における制御手段として機能する。
【００１５】
動力分配機構２０は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。具体的には、動力分配機構２０は、相互に同軸上に配置されたサンギヤ２３と、リングギヤ２１と、サンギヤ２３に噛み合わされた第２ピニオンギヤ２４ｂと、この第２ピニオンギヤ２４ｂ及びリングギヤ２１に噛み合わされた第１ピニオンギヤ２４ａと、第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂを自転可能かつ公転可能に支持しているキャリア２５とを有している。
【００１６】
エンジン１は、リングギヤ２１と連結されており、エンジン１からの動力は、リングギヤ２１に伝達される。また、第２のモータジェネレータＭＧ２は、キャリア２５を介して第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂと連結されている。第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂは、キャリア２６を介して、入力軸３２と連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１は、入力軸３１と連結されている。入力軸３１は、クラッチＣ３を介してサンギヤ２３と連結されている。クラッチＣ３は、入力軸３１とサンギヤ２３との間の接続を制御する。クラッチＣ３がオンにされることにより、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力がサンギヤ２３に出力される。
【００１７】
変速装置６は、固定比変速装置であり、クラッチＣ１、Ｃ２を備えている。クラッチＣ１は、出力軸３と入力軸３１との間の接続を制御し、クラッチＣ２は、出力軸３と入力軸３２との間の接続を制御する。また、クラッチＣ１及びクラッチＣ２はドグクラッチであり、クラッチ板はドグ歯を有する。
【００１８】
クラッチＣ１がオンにされることにより、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が入力軸３１を介して出力軸３に出力される。クラッチＣ２がオンにされることにより、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が入力軸３２を介して出力軸３に出力される。変速装置６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、クラッチＣ１、Ｃ２を制御することにより、固定変速比モードによる変速を行う。具体的には、変速装置６は、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされている状態と、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされている状態と、の間で切り替えることにより、変速を行う。以下では、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされ、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が入力軸３２を介して出力軸３に出力されている状態を「１速」の状態であるとし、また、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が入力軸３１を介して出力軸３に出力されている状態を「２速」の状態であるとする。
【００１９】
「１速」から「２速」へと切り替える場合について説明する。変速装置６は、まず、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされている状態（「１速」の状態）から、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態（「１速＋２速」の状態）へと切り替える。その後、変速装置６は、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態（「１速＋２速」の状態）から、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされている状態（「２速」の状態）へと切り替える。このようにして、変速装置６は、「１速」から「２速」へと切り替える。
【００２０】
ここで、「１速＋２速」の状態では、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態となっているので、クラッチＣ１における入力軸３１と接続されたクラッチ板の回転数と、クラッチＣ２における入力軸３２と接続されたクラッチ板の回転数と、が一致する必要がある。即ち、サンギヤ２３の回転数とキャリア２６の回転数とが一致する必要がある。従って、クラッチＣ１における入力軸３１と接続されたクラッチ板が第１のモータジェネレータＭＧ１と接続されたクラッチ板に相当し、クラッチＣ２における入力軸３２と接続されたクラッチ板がモータジェネレータＭＧ２と接続されたクラッチ板に相当する。
【００２１】
[ドグクラッチの係合制御方法１]
ここで、図２（ａ）に、ドグクラッチの構成例を模式的に示す。図２（ａ）は、アクチュエータ６０を有し、軸方向に移動（ストローク）可能な同期部５３ｂと、同期部５３ｂと係合する被同期部５３ａを示している。同期部５３ｂは、第１のモータジェネレータＭＧ１と接続されたクラッチ板または第２のモータジェネレータＭＧ２と接続されたクラッチ板のいずれかに該当し、被同期部５３ａは、出力軸３（車軸）側に接続したクラッチ板が該当する。したがって、「１速」から「２速」（厳密には「１速＋２速」）の切り替えの場合、または「２速」から「１速」（厳密には「１速＋２速」）の切り替えの場合も以下の説明は包含する。この場合、出力軸３側のクラッチ板と既に係合している図示しないクラッチ板（例えば「１速」から「１速＋２速」への切り替えの場合、第１のモータジェネレータＭＧ１と接続したクラッチ板）は、例えば、出力軸３（車軸）側に接続した被同期部５３ａとは別のクラッチ板（不図示）と係合している。以後、同期部５３ｂと接続するモータジェネレータを「同期側ＭＧ」と呼ぶ。
【００２２】
被同期部５３ａ及び同期部５３ｂは、それぞれドグ歯５５ａ、５５ｂを備えている。ドグ歯５５ａ及び５５ｂは、その先端部が三角状に尖った形状、即ち破線枠内に位置するチャンファ５５ｘを有する。
【００２３】
そして、「１速」と「２速」とを切り替える場合、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ａと同期部５３ｂとの回転が一致することを確認後、係合を行うためアクチュエータ６０の作動を開始する。以後、係合を行うためアクチュエータ６０の作動を開始することを「係合を開始する」と表現し、被同期部５３ａと同期部５３ｂとが完全に噛み合い、アクチュエータ６０の作動が終了することを「係合を完了する」と表現する。
【００２４】
なお、係合の開始時において、被同期部５３ａのドグ歯５５ａと同期部５３ｂのドグ歯５５ｂの位相、即ち指定の噛み合わせ位置まで制御して係合を開始することが好ましい。しかし、通常は、外乱等の影響によりドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂの位相まで揃えるのは困難である。したがって、ＥＣＵ１０は、チャンファ５５ｘの形状を活かし、回転数が一致した時点で、アクチュエータ６０を作動し、同期部５３ｂのドグ歯５５ｂを被同期部５３ａのドグ歯５５ａの溝に滑らすように押しこむ。図３（ｂ）に、チャンファ５５ｘを利用して係合を行った場合の模式図を示す。図３（ｂ）に示すように、チャンファ５５ｘ同士を擦らせるようにハードウェア的にドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとを噛み合わせることにより、ドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとの係合が実現されている。以上のように、ＥＣＵ１０は、ドグクラッチの係合を、回転数のみを合わせることで実行することができる。
【００２５】
しかし、上述の係合処理の際に、ドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂのチャンファ５５ｘが接触し、相互に滑るようにして係合するときに、ドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂのチャンファ５５ｘのそれぞれには相対的に逆方向の回転力（反力）が発生し、ドグ歯５５ｂの相対位置が変移する。そして、回転数センサは、上述の同期部５５ｂの相対位置の変移を同期部５５ｂの回転数の変移として検出し、その検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。そして、ＥＣＵ１０は、実際には被同期部５３ａと同期部５３ｂとの回転数は一致しているにもかかわらず、上述の回転数の変移を修正するためのフィードバック制御を行うことになる。そして、フィードバック制御により同期側ＭＧへ出力させるトルク（以後、「同期側ＭＧトルク」と呼ぶ。）が調整された結果、同期部５３ｂの回転数が変化してしまう。これにより、同期部５３ａと同期部５３ｂとの間でショックが発生し、ドライバビリティの悪化が生じる可能性がある。
【００２６】
これについて例を用いてさらに説明する。図３に、係合時の被同期部５３ａと同期部５３ｂとの回転数差（以後、単に「回転数差」と呼ぶ。）及び同期側ＭＧトルクの時間経過に伴う変化のグラフを示す。図３に示すように、期間Ａにおいて、ＥＣＵ１０は、同期側ＭＧトルクの出力を調整することにより、回転数差が０になるように制御を行う。そして、回転数差が０になり、ＥＣＵ１０が係合を開始した後、即ち図３の期間Ｂにおいて、ＥＣＵ１０は、ドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとが相互に滑るようにして係合する際に検出された回転数差を補正しようとするフィードバック制御により、同期側ＭＧトルクを調整することになる。これにより、ドグ歯５５ａ及びドグ歯５５ｂが噛み合った後で同期部５５ｂ側に不要なトルクが印加され、ショックが発生することになる。
【００２７】
そこで、本実施形態においては、係合開始後から係合完了までフィードバック制御を停止させることにより上述の問題を解決する。即ち、ドグ歯５５ａとドグ歯５５ｂとが相互に滑るようにして係合する際に回転数センサが検出した回転数差により、ＥＣＵ１０は同期側ＭＧへの不要なトルクを印加してしまうことを防止する。具体的には、被同期部５３ａと同期部５３ｂとの同期が完了し、係合を開始した後は、ＥＣＵ１０は、同期部５３ｂでの回転数の変化を同期側ＭＧのトルク制御に反映させないようにする。このようにすることで、係合処理中または係合処理後におけるショックの発生を防止し、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。以後、上述のＥＣＵ１０が行う係合制御を「係合制御方法１」と呼ぶ。
【００２８】
次に、係合制御方法１の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図４に、ＥＣＵ１０が行う係合制御方法１の処理手順を示すフローチャートを示す。なお、図４に示すフローチャートはＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
【００２９】
まず、ＥＣＵ１０は、変速の要求、即ちドグクラッチの係合要求があるか監視を行う（ステップＳ１）。そして、変速要求がない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、特にドグクラッチの係合処理は行わず、通常走行時の制御を継続する（ステップＳ２）。
【００３０】
一方、変速要求があった場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、アクチュエータの作動が可能であるか判定する（ステップＳ３）。具体的には、ＥＣＵ１０は、回転数センサから出力された被同期部５３ａ及び同期部５３ｂの回転数が所定以内の回転数差であるか判定する。そして、回転数差が所定以上の場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ａの回転数に同期部５３ｂの回転数を合わせるように同期側ＭＧのトルクをフィードバック制御する（ステップＳ４）。以後、上述のフィードバック制御を「回転同期フィードバック制御」と呼ぶ。
【００３１】
そして、回転数差が所定以下になった場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は係合を開始し、アクチュエータ６０を作動させる。このとき、ＥＣＵ１０は、回転同期フィードバック制御を禁止する。そして、ＥＣＵ１０は、同期側ＭＧトルクを、前回値、即ちステップＳ３で回転数が所定以下であると判定した時点でのトルク値を保持するように制御する（ステップＳ５）。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５に係る処理を係合が完了するまで継続して行う（ステップＳ６、ステップＳ５）。即ち、ＥＣＵ１０は、回転同期フィードバック制御を係合が完了するまで禁止する。これにより、ＥＣＵ１０は、ドグクラッチ同士が滑るように係合する際に、不要なトルク印加によるショックの発生を防ぐことができる。
【００３２】
[ドグクラッチの係合制御方法２]
上述のドグクラッチの係合制御方法１では、ステップＳ３において回転数差が所定以下であると判定した後、即ち係合を開始後、アクチュエータ６０を作動させている間は被同期部５３ａの回転数が一定であるとして、ＥＣＵ１０は回転同期フィードバック制御を停止させていた。
【００３３】
しかしながら、ユーザがアクセルを踏んだ時などのユーザ要求があった場合、係合処理中であっても被同期部５３ａの回転数が変化する可能性がある。この場合、ＥＣＵ１０は回転同期フィードバック制御を停止しているため、ＥＣＵ１０は、ユーザ要求による被同期部５３ａの回転数変化に同期部５３ｂの回転数を追従させることができない。その結果、ドグ歯５５ａ、５５ｂが噛み合う前、即ち図２（ａ）に示すように被同期部５３ａと同期部５３ｂとが重なる部分を有しない状態の場合は、回転数が合わず係合を実行することができない。また、ドグ歯５５ａ、５５ｂが噛み合った後、即ち図２（ｂ）に示すように被同期部５３ａと同期部５３ｂとが重なる部分を有する状態の場合は、ドグ歯５５ａ、５５ｂとの間にショックが発生することになる。
【００３４】
したがって、新たな係合制御方法（以後、「係合制御方法２」と呼ぶ。）では、アクチュエータ６０を作動させている間に被同期部５３ａの回転数が変化する場合には、フィードバック制御の代わりにフィードフォワード制御を行うことによりこの問題を解決する。
【００３５】
これについて以下具体的に説明する。前述の係合制御方法１に示されるように、本発明では、被同期部５３ａと同期部５３ｂの回転数差が所定以下となった後、即ち係合開始後は、係合完了までフィードバック制御を停止する。そこで、一度、回転数差が所定以下と判定した後は、被同期部５３ａの回転数だけを監視し、その増減があった場合には、その増減分だけ同期部５３ｂの回転数を増減するようにＥＣＵ１０は同期側ＭＧのトルクを調整する。即ちＥＣＵ１０は係合処理中においてフィードフォワード制御を行う。具体的には、回転数差が所定以下と判定され、係合制御を行っている間にユーザ要求などに起因して被同期部５３ａにトルクが発生し回転数が変化したときには、それと同一のトルクを同期部５３ｂに加える。これにより、被同期部５３ａと同期部５３ｂに同一のトルクが付与されるので、両者の相対的な回転数に変化は生じず、ドグ歯５５ａ、５５ｂとの間にショックが発生することを防止できる。
【００３６】
次に、係合制御方法２の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図５に、ＥＣＵ１０が行う係合制御方法２の処理手順を示すフローチャートを示す。なお、図５に示すフローチャートはＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
【００３７】
まずステップＳ１０１乃至Ｓ１０４は、図４のフローチャートのステップＳ１乃至Ｓ４と同一の処理を行う。即ち、ＥＣＵ１０は、変速要求があるまで通常走行制御を行い（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）、変速要求があった場合には回転数差が所定以下になるまで回転同期フィードバック制御を行う（ステップＳ１０３、ステップＳ１０４）。
【００３８】
そして、回転数差が所定以下になった場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、回転同期フィードバック制御を禁止し、アクチュエータ６０を作動させる。そして、ＥＣＵ１０は、アクチュエータ６０の作動中も被同期部５３ａの回転数に変化がないか監視する。そして、回転数の変化を検出した場合、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ｂの加速分（減速分も含む）だけ同期側ＭＧトルクを上乗せし、回転数を同期させる（ステップＳ１０５）。
【００３９】
具体的に、被同期部５３ａの角速度をΔωｏｕｔ、同期側ＭＧにかかる慣性モーメントをＩｍＮｏｕｔ、同期側ＭＧトルクの前回値をＴｍｇｂｅｆｏｒｅとすると、回転側ＭＧトルクの更新値Ｔｍｇａｆｔｅｒは、
Δωｏｕｔ×ＩｍＮｏｕｔ＋Ｔｍｇｂｅｆｏｒｅ→Ｔｍｇａｆｔｅｒ 式（１）
と計算することができる。ここで、ＥＣＵ１０は、被同期部５３ａの角速度Δωｏｕｔを、例えば被同期部５３ａの回転数を継続して監視することにより算出する。また、慣性モーメントＩｍＮｏｕｔは、予め算出または計測した値をＥＣＵ１０が保持しておく。
【００４０】
次に、ＥＣＵ１０は、算出した回転側ＭＧトルクの更新値Ｔｍｇａｆｔｅｒの値を前回値Ｔｍｇｂｅｆｏｒｅに保存する（ステップＳ１０６）。これにより、ユーザ要求などによる被同期部５３ａの回転数変動が継続している間は、前回の回転側ＭＧトルク更新値との変化分のみを次回の処理で調整すればよいことになる。
【００４１】
そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理を、係合が完了するまで実行する（ステップＳ１０７、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６）。即ち、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６は、被同期部５３ａの回転数の変化を検出する度にＥＣＵ１０が実行する。以上の処理を実行することで、ユーザがアクセルを踏んだ時などのユーザ要求により、係合処理中に被同期部５３ａの回転数が変化した場合でも、係合時のショックの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】ドグクラッチを模式的に示した図である。
【図３】係合時の回転数差及び同期側ＭＧトルクの変化のグラフを示す図である。
【図４】係合制御方法１に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】係合制御方法２に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
１ エンジン
３ 出力軸
６ 変速装置
２０ 動力分配機構
５３ａ 被同期部
５３ｂ 同期部
５５ａ、５５ｂ ドグ歯
５５ｘ チャンファ
６０ アクチュエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータに連結される第１の回転要素と、
前記第１の回転要素と係合される第２の回転要素と、フィードバック制御により前記第１及び第２の回転要素を同期させてから第１及び第２の回転要素が有する歯同士を係合及び解除することにより変速を行う制御手段と、を備える車両の制御装置であって、
前記制御手段は、係合開始から係合完了までの間、前記第１の回転要素のフィードバック制御を禁止し、かつ、前記第２の回転要素が加減速した場合には、前記モータジェネレータにより前記加減速分に相当するトルクを前記第１の回転要素に付与することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
エンジンと、第１及び第２のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１並びに第２のモータジェネレータと接続された動力分配機構と、前記動力分配機構と接続された固定比変速装置と、前記固定比変速装置と連結される出力軸と、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
前記モータジェネレータは前記第１または第２のモータジェネレータであり、
前記第２の回転要素は前記出力軸と連結される請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータに連結される第１の回転要素と、
前記第１の回転要素と係合される第２の回転要素と、フィードバック制御により前記第１及び第２の回転要素を同期させてから第１及び第２の回転要素が有する歯同士を係合及び解除することにより変速を行う制御手段と、を備える車両の制御装置であって、
前記制御手段は、係合開始から係合完了までの間、前記第１の回転要素のフィードバック制御を禁止し、かつ、前記第２の回転要素が加減速した場合には、前記モータジェネレータにより前記加減速分に相当するトルクを前記第１の回転要素に付与することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
エンジンと、第１及び第２のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１並びに第２のモータジェネレータと接続された動力分配機構と、前記動力分配機構と接続された固定比変速装置と、前記固定比変速装置と連結される出力軸と、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
前記モータジェネレータは前記第１または第２のモータジェネレータであり、
前記第２の回転要素は前記出力軸と連結される請求項１に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２２０６６１（Ｐ２００９−２２０６６１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６５７４３（Ｐ２００８−６５７４３）
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【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１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]