車両の変速制御装置
【課題】アシスト駆動源（モータ）を備える自動変速制御装置において、変速時間を可能な限り短くし、節度感のある変速をおこなう自動変速装置を提供する。
【解決手段】内燃機関と、車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に立ち上がるアシスト駆動力を発生させる。
【解決手段】内燃機関と、車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に立ち上がるアシスト駆動力を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とともに、モータジェネレータ（バッテリーに蓄えられた電力から駆動力を発生し、駆動力から電力を回生する）を備えた車両に関し、特に自動化されたクラッチ装置と自動化された変速機構を備えた車両の変速制御装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）を動力源とする車両において、制御信号により変速可能な有段歯車変速機と制御信号により係合・切断動作する機械的なクラッチ装置を組み合わせることにより車両の状態に応じて、クラッチが係合・切断されるとともに有段歯車変速機のギヤ段が変更されるといった一連の変速動作が行われるＡＭＴ（オートメイテッドトランスミッション）と呼ばれる自動変速制御装置が知られていた。
【０００３】
かかる自動変速制御装置では、変速時のクラッチが切断されている間、エンジンからのトルクが車輪に伝達されていないため、ドライバーが加速を要求している場合でも車両の加速度が０になり、加速感喪失の問題があった。また、変速動作の後期のクラッチ係合動作時に、エンジンの吹き上がり等によるエンジンの回転数と変速機の入力軸回転数の差に起因して過大な変速ショックが発生するといった問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、特開平１１−６９５０９号公報では、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両に、有段歯車変速機式の自動変速機を適用し、クラッチの切断時に補助としての電動機の駆動トルクを増大させることで加速感の喪失（減速感の発生）を回避している。また、電動機の発生する駆動トルクは、アクセルペダルのアクセル開度量、アクセル開度変化量と、エンジン回転数から予測された変速後のエンジントルクから算出される。予測されたエンジントルクに基づいて電動機の駆動トルクが発生するため、運転者のアクセルペダル操作に応じた変速及び車両の加速を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６９５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される変速制御装置は、変速時の電動機の駆動トルクは、検出されるクラッチ装置のクラッチのミートポイント、若しくはあらかじめ設定されたミートポイントに基づいて、発生または増大されている。すなわち、半クラッチ状態を検出、若しくは推定して半クラッチ状態を利用することでエンジンから変速機への駆動力の急な遮断を回避し、一方で電動機のアシスト駆動力を発生、増大することで、変速ショックを低減しているものと理解される。かかる自動変速装置では、変速時にクラッチが所定時間半クラッチ状態になった後、クラッチが完全切断され、変速段が変更され、再びクラッチが係合される。このような変速動作は、加速を要求している運転者には、実際の変速時間以上に長く感じられ、加速感の喪失につながってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、変速動作において、変速ショックが少なく、かつ俊敏な変速を実現する有段変速式の変速制御装置を提供することを技術的課題とする
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するために請求項１において講じた技術的手段は、内燃機関と、車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に直接立ち上がるアシスト駆動力を発生させる車両の変速制御装置とした。
【０００９】
上記の問題を解決するために請求項１加えて請求項２において講じた技術的手段は、前記アシスト駆動力制御手段は、前記変速機の変速時の前記クラッチ係合時に、前記目標アシスト駆動力に補償トルクを加えた駆動力を前記モータに発生させる車両の変速制御装置とした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、有段変速機式の自動変速装置において、変速時にクラッチ切断による内燃機関から変速機への駆動力の急な減少に応じて、モータがステップ関数状のアシスト駆動力を変速機の出力軸に発生する。従って、クラッチの切断動作時にトルク抜けによる変速ショックを緩和するために半クラッチ状態を必要とせず、俊敏でスポーティな変速動作および変速感を達成する車両の自動変速装置を提供できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、変速時のクラッチ係合動作時に、クラッチの係合負荷による内燃機関の回転数低下に対するトルク低下を見込んでモータに駆動力を発生させることで、クラッチの係合動作時に必要な、変速ショックを緩和するための半クラッチ動作を短時間し、迅速なクラッチ係合できるようになり、さらに俊敏な変速動作をする車両の自動変速装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる自動変速装置の全体をしめすシステム図である。
【図２】本発明に係わる主要部の機械的構成を示す図である。
【図３】本発明に係わる変速制御のクラッチ切断のフローチャートである。
【図４】本発明に係わる変速制御のクラッチ係合のフローチャートである。
【図５】本発明に係わる変速制御の各変化量のタイムチャートである。
【図６】本発明に関わる変速制御装置を用いた車両の時間と車速の関係を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について説明する。図１、図２に示されたように本実施の形態に係る車両１は、内燃機関１０としてエンジン１０と、有段変速機２０としてギヤ噛み合い式変速機２０と、エンジン１０と変速機２０の間に配置されるクラッチ２１と、クラッチ制御手段２２として、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの信号によりクラッチ２１を係合・切断するクラッチアクチュエータ２２と、変速機２０の出力軸２０ａにギヤ嵌合するように設けられたディファレンシャルギヤ２０ｂのリングギヤ２０ｃにギヤ嵌合するモータジェネレータ３０とを備える。エンジン１０は、エンジン−ＥＣＵ１５からの信号に従いスロットル開度、燃焼、回転数等が制御され、出力が決定される。変速機２０には、ギヤ段制御手段２３として、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの信号に基づいてギヤ段のシフトを行うシフトアクチュエータ２３が備えられており、車両の状態に基づいて、変速機２０のギヤ段が自動的に確立・変更される。クラッチ２１、クラッチ制御手段２２、変速機２０およびギヤ段制御手段２３とこれらに制御信号を送信するＡＭＴ−ＥＣＵ２５により、自動化されたマニュアルトランスミッションであるＡＭＴ（オートメイテッド・マニュアル・トランスミッション）システム２６が構成される。つまり、本実施の形態においては、周知のＡＭＴシステム２６にジェネレータモータ（Ｍ／Ｇ）３０を付加する形で、車両の駆動システム２が構成される。本実施の形態ではＭ／Ｇ３０として高応答、高トルクを特徴とするＩＰＭモータ３０とした。エンジン−ＥＣＵ１５、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５は、エンジン回転数、スロットル開度、車速、ギヤ段、アクセル開度、Ｍ／Ｇ回転数、バッテリー充電量等の情報を基に、相互に制御信号を交信して、車両１の走行状態、エネルギ消費率を最適に統合制御する。
【００１４】
次に、車両１の状態による動力の伝達について説明する。まず、車両１の停止からの発進時には、滑らかな発進をするために、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５からの制御信号により、Ｍ／Ｇ３０のみがバッテリーの給電をうけ、駆動力（トルク）を発生する。トルクは、変速機２０の出力軸２０ａにギヤ嵌合したディファレンシャルギヤ２０ｂのリングギヤ２０ｃに入力され、トランスアクスル３を介してのタイヤ４に伝達される。
【００１５】
所定の速度まで車速が上昇すると、エンジン１０が始動しトルクを発生すると同時に、Ｍ／Ｇ３０が停止し、エンジン単独の走行に移行する。また、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込み急加速の意思を示したときには、Ｍ／Ｇ３０とエンジン１０がトルクを発生することで車両は加速する。
【００１６】
車両１が減速状態にあるときには、車両１の運動エネルギを回生するために、タイヤ４の回転をＭ／Ｇ３０に入力させて、Ｍ／Ｇ３０により発電し、バッテリー（図示なし）に充電する。
【００１７】
以上のように構成された車両１の自動変速装置において、高速段への変速時の変速フローについて説明する。図３は、変速開始からクラッチ切断までの変速プログラムのフローチャートを示している。ステップ１００では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５があらかじめ設定されたギヤ段スケジュールのマップに基づき、現在の変速機２０のギヤ段の変更が必要か否かを判断する。現在のギヤ段とマップのギヤ段が一致している場合（Ｎｏ）には、プログラムを終了し、一致していない場合（Ｙｅｓ）には、ステップ２００に進む。ステップ２００では、目標アシスト駆動力算出手段３５であるＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５が、運転者の操作によるアクセルペダル開度、エンジンのスロットル開度、エンジン回転数、車速等から現在のエンジン１０のトルクを算出し、変速ショック生じさせないように、つまり、現在の加速を維持するようにＭ／Ｇ３０が発生すべき目標アシストトルク（目標アシスト駆動力）を演算し、決定する。ステップ３００では、目標アシスト駆動力制御手段３５であるＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５がＭ／Ｇ３０に目標アシストトルクを発生するように駆動制御する。このとき、アシストトルクが駆動開始（ゼロ）から目標アシストトルクの最大値到達までできる限り短時間で到達するように、Ｍ／Ｇ３０のコイルに印加される電流値はデューティ制御され、コイルに流れる電流制御波形は正弦波・矩形波が適宜選択される。ステップ４００では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５がＭ／Ｇ発生トルクに応じて、クラッチアクチュエータ２２に信号を送信し、クラッチ２１の切断を開始し迅速にクラッチ２１を完全切断する。
【００１８】
図４は、変速機２０の高速段へ変速時のクラッチ２１の切断状態から係合完了までの変速プログラムのフローチャートを示している。ＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの変速信号に基づいて、シフトアクチュエータ２３が変速機のギヤ段を変更し高速ギヤ段が確立した後、ステップ１１０に移行する。ステップ１１０では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５は、現在のエンジン回転数が規定値よりも大きいかどうかを判断する。たとえば、車速が一定の条件の下、高速段への変速が行われた場合は、変速機２０のギヤ比が変更されるため変速機２０のインプットシャフトの回転数は、変速前よりも小さくなる必要があり、これに一致してエンジン回転数が小さくなる必要がある。これは、エンジン回転数と変速機のインプットシャフト回転数との差が大きいままクラッチを係合してしまうと、エンジン１０がタイヤ４の回転に対して抵抗負荷となり、過大な変速ショックを生じるからである。
【００１９】
つまりＡＭＴ−ＥＣＵ２５は、アクセル開度、車速、変速機のギヤ比変化等から演算される変速後のエンジン回転数に対して決定される規定値よりも現在のエンジン回転数が大きいかどうかを判断し、小さい場合（Ｎｏ）にはクラッチ２１の係合を開始し、大きい場合（Ｙｅｓ）にはステップ１２０に進む。ステップ１２０では、エンジン回転数が高いため、エンジン−ＥＣＵ１５がスロットル（図示なし）を閉制御してエンジンの回転数を下げる処理をする。ステップ１２０の後、再びステップ１１０へ戻り、現在のエンジン回転数の判定をする。ステップ１１０とステップ１２０のループは、エンジン回転数が規定値よりも小さくなるまで行われる。ステップ１３０、１４０では、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５がＭ／Ｇ３０の発生するアシストトルクを暫時減少させるとともに、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５がクラッチアクチュエータ２２を制御することにより、クラッチ２１を完全係合させる。
【００２０】
次に、上記の高速段側への変速プログラムをタイムチャートを使用して詳述する。まず、比較例として、従来の変速制御（半クラッチを利用して変速ショックを低減）について説明する。図５（ｂ）は、１速から２速への変速を示すタイムチャートで横軸は時間を示しており、各線は図中上からそれぞれ、エンジン回転数ｎ＿ｅｇ、変速機のインプット軸回転数ｎ＿ｉｎ、変速機の出力軸に設けられたディファレンシャルギヤ２０ｂからトランスアクスル３への出力ｔ＿ｏｕｔ、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５からの信号により発生するＭ／Ｇ３０の出力するＭ／Ｇ発生トルクｔ＿ｍ、クラッチアクチュエータ２２のストロークに対応するクラッチストロークｓｔ＿ｃｌである。変速は、時刻ｔ１から開始され時刻ｔ４で完了する。なお、この図５（ｂ）は、運転者が加速の意思を示しており、アクセルペダルが変速中一定に踏まれていた場合のタイムチャートである。変速において、時刻ｔ１からｔ２までは、クラッチアクチュエータ２２によりクラッチ２１の切断動作が行われ、時刻ｔ２からｔ３まではクラッチ２１の完全切断中であり、シフトアクチュエータ２３により変速機のギヤ段の変更が行われ、時刻ｔ３からｔ４まではクラッチアクチュエータ２２によりクラッチ２１の係合が行われる。Ｍ／Ｇ３０は、変速が開始されクラッチ２１が切断側に動き始めた時点ｔ１からアシストトルクｔ＿ａｓｉを発生しはじめ、変速機１０のギヤ段変更中（時刻ｔ２からｔ３）は、最大値（変速中）を維持し、その後クラッチ２１の係合動作（時刻ｔ３からｔ４の中間）で、発生を終了する。この間にＭ／Ｇ３０により発生したアシストトルクは、変速機１０のディファレンシャルギヤ２０ｂのリングギヤ２０ｃを介して、トランスアクスル３に伝達され、図５（ｂ）中に示されるように、トランスアクスル４のアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔは、変速完了後のギヤ比に対して定まるアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔに略一定に保たれる（図５中斜線部のアシストトルクｔ＿ａｓｉ）。
【００２１】
以上のようにＭ／Ｇ発生トルクｔ＿ｍがクラッチ切断時のトルク遮断をアシストするように制御された変速制御装置において、クラッチ係合中のクラッチストローク制御、Ｍ／Ｇの制御を詳述する。クラッチ２１は、ＡＭＴ−ＥＣＵ２２からの制御信号によりクラッチアクチュエータ２１が、プレッシャプレート（図示なし）をクラッチディスク（図示なし）に押圧して係合させることでトルクを伝達し、プレッシャプレートをクラッチディスクから離間させて、切断しトルク伝達を遮断するように構成されている。時刻ｔ１からｔ２では、クラッチアクチュエータ２２はクラッチ２１を切断させるように動作し、時刻ｔ１からｔ５まではすばやくクラッチ２１を切断する。時刻ｔ５からｔ６は、クラッチ２１は半係合状態いわゆる半クラッチ状態にあり、エンジン１０から変速機２０のインプットシャフトに入力されるトルクは減少し、インプット回転数ｎ＿ｉｎおよびアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔが減少し車両の加速が減少する。これは、急にクラッチを切断してしまうと伝達されるトルクがゼロになり、運転者の意思とは関係なく車両の加速がゼロになって、運転者が車両に対して引き込み感を強く感じてしまうからである。半クラッチで伝達トルクを減少させ、徐々に車両の加速減少させ、クラッチを完全切断し、引き込み感を回避している。一方で、半クラッチ状態（時刻ｔ４からｔ５）でトルク伝達量を完全に制御することはクラッチディスクの経年変化、摩耗等から困難であるため、Ｍ／Ｇ３０がクラッチ２１の切断と同期してトルクを発生開始（時刻ｔ１）する。このトルクは、クラッチ切断による伝達トルクの減少に対して、アウトプットトルクｔ＿ｏｕｔの減少を緩やかに変化させるアシストトルクｔ＿ａｓｉである。これらの、半クラッチ状態（時刻ｔ４からｔ５）とＭ／Ｇ３０の発生するアシストトルクｔ＿ａｓｉの作用により、アウトプットトルクｔ＿ｏｕｔ及びインプット回転数ｎ＿ｉｎは緩やかに減少し、変速ショックを最小限に抑えられる。時刻ｔ５では、車両の加速の減少が十分におこなわれた状態であり、クラッチアクチュエータ２２はクラッチ２１を迅速に切断させ、完全切断状態になり、それに起因するトルク不足を補う形で、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５の信号に基づきＭ／Ｇ３０がトルクの発生を増加させる。
【００２２】
時刻ｔ２からｔ３は、クラッチ２１は完全切断状態であり、シフトアクチュエータ２３により変速機２０のギヤ段（速度段）が変更される。この間は、エンジン１０は無負荷で吹き上がりが生じてしまうため、エンジン−ＥＣＵ１５がエンジン１０のスロットルを閉制御して、エンジン回転数を強制的に減少させる。また、Ｍ／Ｇ３０はアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔを一定に維持するために、高出力で一定にアシストトルクｔ＿ａｓｉを発生するようにＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５に制御される。
【００２３】
ギヤ段の変更完了後、時刻ｔ３からクラッチ２１の係合が開始される。クラッチ係合動作（時刻ｔ３からｔ４）も切断動作時（時刻ｔ１からｔ２）と同様にアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔの急激な変化を抑制するために半クラッチ状態が利用される。半クラッチ状態で、徐々にＭ／Ｇ３０の発生するアシストトルクｔ＿ａｓｉが徐々に１次関数的に減少され、Ｍ／Ｇ発生トルクｔ＿ｍがゼロになる。エンジン回転数ｎ＿ｅｇとインプット回転数ｎ＿ｉｎが同一になった時点でクラッチアクチュエータ２２がクラッチ２１を半クラッチ状態から完全係合させ、変速ショックを可及的に回避する方式で変速が完了する。
【００２４】
しかしながら、上記の従来の変速制御（半クラッチを利用して変速ショックを低減）では、特に運転者が急加速を要求している場合やスポーティな走行を要求している場合には、半クラッチによる車両の加速の減少が変速時間を延ばし運転者の要求を阻害してしまっていた。そこで、本発明の制御では、Ｍ／Ｇ３０のアシストトルクを積極的に利用することで半クラッチを可及的に使わずに、急なアウトプットトルクの変化を抑制して、スポーティな変速感を実現するものであり、詳細を以下に説明する。
【００２５】
図５（ａ）は、本発明による変速時の各変化量のタイムチャートを示しており、図中上より、エンジン回転数Ｎ＿ｅｇ、変速機のインプット軸回転数Ｎ＿ｉｎ、変速機１０の出力軸２０ｂに設けられたディファレンシャルギヤ２０ｂからトランスアクスル３への出力Ｔ＿ｏｕｔ、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５からの信号により発生するＭ／Ｇ３０の出力するＭ／Ｇ発生トルクＴ＿ｍ、クラッチアクチュエータ２２のストロークに対応するクラッチストロークＳＴ＿ｃｌである。時刻Ｔ１からＴ２でクラッチ２１が切断され、時刻Ｔ２からＴ３のクラッチ完全切断時に変速機２０のギヤ段変更が行われ、時刻Ｔ３からＴ４でクラッチが係合し、変速が完了する。なお、時刻Ｔ２からＴ３の制御は、従来の時刻ｔ２からｔ３までの制御と同じであり、比較をするために図面５（ａ）のＴ２と（ｂ）のｔ２を一致させて表示している。
【００２６】
まず、時刻Ｔ１からＴ２のクラッチ切断時のクラッチ制御、Ｍ／Ｇ制御について説明する。Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５はＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの変速要求信号により、変速時にＭ／Ｇ３０が発生すべき最大の目標アシストトルク（目標アシスト駆動力）を、アクセルペダル開度、車速、現在の変速機のギヤ段等に基づいて算出する。この後、時刻Ｔ１にてＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５は、目標アシストトルクまでステップ状に立ち上がるＭ／Ｇ発生トルクＴ＿ｍを発生するように、Ｍ／Ｇ３０を制御する。このときの具体的な制御方法としては、Ｍ／Ｇ３０の各コイルに通電する電流波形をサイン波から一時的に矩形波に切換えて、トルク効率を向上する方法などが挙げられる。これと同時に、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５は、Ｍ／Ｇ３０の発生すべきアシストトルクＴ＿ａｓｉを算出して、アウトプットトルクＴ＿ｏｕｔの変化率が所定値内に収まる範囲で、クラッチアクチュエータ２２を制御して、クラッチ２１をできる限り迅速に切断する。このようにして、本発明は変速時のクラッチ切断時間を、変速ショックを回避し、アウトプットトルクＴ＿ｏｕｔを最適に変化させつつ、可及的に短時間化している。
【００２７】
時刻Ｔ２からＴ３までの制御は、従来の制御と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
時刻Ｔ３からＴ４では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５によりクラッチ２１の係合制御が実行され、半クラッチ状態を利用する方式でクラッチ２１が係合される。しかしながら、このクラッチの係合は、従来の制御方法に比べて短時間で行われるため、Ｍ／Ｇ３０の発生するＭ／Ｇ発生トルクＴ＿ｍは、従来の制御方法と比べて異なる。この制御について説明する。従来のクラッチ係合よりも早いクラッチ係合を行うと、エンジンは、無負荷で運転している状態から、負荷が入力されるため、エンジン１０の回転は減少しトルクが減少する。結果として、Ｍ／Ｇ３０がアシストトルクを発生しているにもかかわらず、エンジントルクが過剰に減少することでアウトプットトルクＴ＿ｏｕｔが落ち込み、過大な変速ショックが生じてしまうのである。本実施の形態では、従来の制御方法に対して、図５（ａ）のように、三角状のエンジン１０のトルクダウン補償トルクＴ＿ｃｏｍを余分に発生させることで、早いクラッチ係合においても、最小限の変速ショックで変速を可能としている。
【００２９】
図６は、車速がゼロの状態から、アクセルペダルを一定に踏み込んで、車両を加速していった場合の時間と車速の関係を示しており、車速が所定値を越える度に上記の変速が実行され高速段へギヤ段が変更される。線ａは本発明の変速制御装置による関係を示したもので、線ｂは従来の変速制御装置の関係を示したものである。図６中の水平の線は、変速を表しており、水平の線が長いほど変速時間に時間を要し、車速が上昇するのに時間を要することがわかる。
【００３０】
本発明によれば、モータによるアシスト駆動源付き自動変速機の変速制御において、半クラッチを用いて変速ショックを抑制している従来の方法と比較して、変速ショックを大きくすることなく、クラッチの切断と係合を早めることで、従来の制御方法ではそれぞれ約３００ｍｓｅｃ必要とされていた切断時間（ｔ１からｔ２：図５（ｂ）中）と係合時間（ｔ３からｔ４：図５（ｂ）中）を約半分ずつにすることができ、変速時間ｔ（約９００ｍｓｅｃ（図５（ｂ）中））を変速時間Ｔ（約６００ｍｓｅｃ（図５（ａ）中））にでき、節度感のあるスポーティな変速感を実現する車両の自動変速機を提供することができる。
【００３１】
本実施の形態においては、クラッチの切断によるトルク遮断時の補助駆動源として、トルクを発生しかつ発電もできるモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）で自動変速装置を構成したが、トルク発生のみできるモータで構成してもよい。
【００３２】
また、本発明の実施形態では、クラッチとギヤ段を変速機を制御するＥＣＵとＭ／Ｇを制御するＥＣＵを別々に構成したが、これらを駆動制御ＥＣＵとして一体に構成してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ ・・・車両
１０・・・エンジン
１５・・・エンジン−ＥＣＵ
２０・・・変速機（ギヤ噛み合い式変速機）
２１・・・クラッチ
２２・・・クラッチアクチュエータ
２３・・・シフトアクチュエータ
２５・・・ＡＭＴ−ＥＣＵ
３０・・・モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
３５・・・Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とともに、モータジェネレータ（バッテリーに蓄えられた電力から駆動力を発生し、駆動力から電力を回生する）を備えた車両に関し、特に自動化されたクラッチ装置と自動化された変速機構を備えた車両の変速制御装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）を動力源とする車両において、制御信号により変速可能な有段歯車変速機と制御信号により係合・切断動作する機械的なクラッチ装置を組み合わせることにより車両の状態に応じて、クラッチが係合・切断されるとともに有段歯車変速機のギヤ段が変更されるといった一連の変速動作が行われるＡＭＴ（オートメイテッドトランスミッション）と呼ばれる自動変速制御装置が知られていた。
【０００３】
かかる自動変速制御装置では、変速時のクラッチが切断されている間、エンジンからのトルクが車輪に伝達されていないため、ドライバーが加速を要求している場合でも車両の加速度が０になり、加速感喪失の問題があった。また、変速動作の後期のクラッチ係合動作時に、エンジンの吹き上がり等によるエンジンの回転数と変速機の入力軸回転数の差に起因して過大な変速ショックが発生するといった問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、特開平１１−６９５０９号公報では、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両に、有段歯車変速機式の自動変速機を適用し、クラッチの切断時に補助としての電動機の駆動トルクを増大させることで加速感の喪失（減速感の発生）を回避している。また、電動機の発生する駆動トルクは、アクセルペダルのアクセル開度量、アクセル開度変化量と、エンジン回転数から予測された変速後のエンジントルクから算出される。予測されたエンジントルクに基づいて電動機の駆動トルクが発生するため、運転者のアクセルペダル操作に応じた変速及び車両の加速を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６９５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される変速制御装置は、変速時の電動機の駆動トルクは、検出されるクラッチ装置のクラッチのミートポイント、若しくはあらかじめ設定されたミートポイントに基づいて、発生または増大されている。すなわち、半クラッチ状態を検出、若しくは推定して半クラッチ状態を利用することでエンジンから変速機への駆動力の急な遮断を回避し、一方で電動機のアシスト駆動力を発生、増大することで、変速ショックを低減しているものと理解される。かかる自動変速装置では、変速時にクラッチが所定時間半クラッチ状態になった後、クラッチが完全切断され、変速段が変更され、再びクラッチが係合される。このような変速動作は、加速を要求している運転者には、実際の変速時間以上に長く感じられ、加速感の喪失につながってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、変速動作において、変速ショックが少なく、かつ俊敏な変速を実現する有段変速式の変速制御装置を提供することを技術的課題とする
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するために請求項１において講じた技術的手段は、内燃機関と、車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に直接立ち上がるアシスト駆動力を発生させる車両の変速制御装置とした。
【０００９】
上記の問題を解決するために請求項１加えて請求項２において講じた技術的手段は、前記アシスト駆動力制御手段は、前記変速機の変速時の前記クラッチ係合時に、前記目標アシスト駆動力に補償トルクを加えた駆動力を前記モータに発生させる車両の変速制御装置とした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、有段変速機式の自動変速装置において、変速時にクラッチ切断による内燃機関から変速機への駆動力の急な減少に応じて、モータがステップ関数状のアシスト駆動力を変速機の出力軸に発生する。従って、クラッチの切断動作時にトルク抜けによる変速ショックを緩和するために半クラッチ状態を必要とせず、俊敏でスポーティな変速動作および変速感を達成する車両の自動変速装置を提供できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、変速時のクラッチ係合動作時に、クラッチの係合負荷による内燃機関の回転数低下に対するトルク低下を見込んでモータに駆動力を発生させることで、クラッチの係合動作時に必要な、変速ショックを緩和するための半クラッチ動作を短時間し、迅速なクラッチ係合できるようになり、さらに俊敏な変速動作をする車両の自動変速装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる自動変速装置の全体をしめすシステム図である。
【図２】本発明に係わる主要部の機械的構成を示す図である。
【図３】本発明に係わる変速制御のクラッチ切断のフローチャートである。
【図４】本発明に係わる変速制御のクラッチ係合のフローチャートである。
【図５】本発明に係わる変速制御の各変化量のタイムチャートである。
【図６】本発明に関わる変速制御装置を用いた車両の時間と車速の関係を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について説明する。図１、図２に示されたように本実施の形態に係る車両１は、内燃機関１０としてエンジン１０と、有段変速機２０としてギヤ噛み合い式変速機２０と、エンジン１０と変速機２０の間に配置されるクラッチ２１と、クラッチ制御手段２２として、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの信号によりクラッチ２１を係合・切断するクラッチアクチュエータ２２と、変速機２０の出力軸２０ａにギヤ嵌合するように設けられたディファレンシャルギヤ２０ｂのリングギヤ２０ｃにギヤ嵌合するモータジェネレータ３０とを備える。エンジン１０は、エンジン−ＥＣＵ１５からの信号に従いスロットル開度、燃焼、回転数等が制御され、出力が決定される。変速機２０には、ギヤ段制御手段２３として、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの信号に基づいてギヤ段のシフトを行うシフトアクチュエータ２３が備えられており、車両の状態に基づいて、変速機２０のギヤ段が自動的に確立・変更される。クラッチ２１、クラッチ制御手段２２、変速機２０およびギヤ段制御手段２３とこれらに制御信号を送信するＡＭＴ−ＥＣＵ２５により、自動化されたマニュアルトランスミッションであるＡＭＴ（オートメイテッド・マニュアル・トランスミッション）システム２６が構成される。つまり、本実施の形態においては、周知のＡＭＴシステム２６にジェネレータモータ（Ｍ／Ｇ）３０を付加する形で、車両の駆動システム２が構成される。本実施の形態ではＭ／Ｇ３０として高応答、高トルクを特徴とするＩＰＭモータ３０とした。エンジン−ＥＣＵ１５、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５は、エンジン回転数、スロットル開度、車速、ギヤ段、アクセル開度、Ｍ／Ｇ回転数、バッテリー充電量等の情報を基に、相互に制御信号を交信して、車両１の走行状態、エネルギ消費率を最適に統合制御する。
【００１４】
次に、車両１の状態による動力の伝達について説明する。まず、車両１の停止からの発進時には、滑らかな発進をするために、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５からの制御信号により、Ｍ／Ｇ３０のみがバッテリーの給電をうけ、駆動力（トルク）を発生する。トルクは、変速機２０の出力軸２０ａにギヤ嵌合したディファレンシャルギヤ２０ｂのリングギヤ２０ｃに入力され、トランスアクスル３を介してのタイヤ４に伝達される。
【００１５】
所定の速度まで車速が上昇すると、エンジン１０が始動しトルクを発生すると同時に、Ｍ／Ｇ３０が停止し、エンジン単独の走行に移行する。また、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込み急加速の意思を示したときには、Ｍ／Ｇ３０とエンジン１０がトルクを発生することで車両は加速する。
【００１６】
車両１が減速状態にあるときには、車両１の運動エネルギを回生するために、タイヤ４の回転をＭ／Ｇ３０に入力させて、Ｍ／Ｇ３０により発電し、バッテリー（図示なし）に充電する。
【００１７】
以上のように構成された車両１の自動変速装置において、高速段への変速時の変速フローについて説明する。図３は、変速開始からクラッチ切断までの変速プログラムのフローチャートを示している。ステップ１００では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５があらかじめ設定されたギヤ段スケジュールのマップに基づき、現在の変速機２０のギヤ段の変更が必要か否かを判断する。現在のギヤ段とマップのギヤ段が一致している場合（Ｎｏ）には、プログラムを終了し、一致していない場合（Ｙｅｓ）には、ステップ２００に進む。ステップ２００では、目標アシスト駆動力算出手段３５であるＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５が、運転者の操作によるアクセルペダル開度、エンジンのスロットル開度、エンジン回転数、車速等から現在のエンジン１０のトルクを算出し、変速ショック生じさせないように、つまり、現在の加速を維持するようにＭ／Ｇ３０が発生すべき目標アシストトルク（目標アシスト駆動力）を演算し、決定する。ステップ３００では、目標アシスト駆動力制御手段３５であるＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５がＭ／Ｇ３０に目標アシストトルクを発生するように駆動制御する。このとき、アシストトルクが駆動開始（ゼロ）から目標アシストトルクの最大値到達までできる限り短時間で到達するように、Ｍ／Ｇ３０のコイルに印加される電流値はデューティ制御され、コイルに流れる電流制御波形は正弦波・矩形波が適宜選択される。ステップ４００では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５がＭ／Ｇ発生トルクに応じて、クラッチアクチュエータ２２に信号を送信し、クラッチ２１の切断を開始し迅速にクラッチ２１を完全切断する。
【００１８】
図４は、変速機２０の高速段へ変速時のクラッチ２１の切断状態から係合完了までの変速プログラムのフローチャートを示している。ＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの変速信号に基づいて、シフトアクチュエータ２３が変速機のギヤ段を変更し高速ギヤ段が確立した後、ステップ１１０に移行する。ステップ１１０では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５は、現在のエンジン回転数が規定値よりも大きいかどうかを判断する。たとえば、車速が一定の条件の下、高速段への変速が行われた場合は、変速機２０のギヤ比が変更されるため変速機２０のインプットシャフトの回転数は、変速前よりも小さくなる必要があり、これに一致してエンジン回転数が小さくなる必要がある。これは、エンジン回転数と変速機のインプットシャフト回転数との差が大きいままクラッチを係合してしまうと、エンジン１０がタイヤ４の回転に対して抵抗負荷となり、過大な変速ショックを生じるからである。
【００１９】
つまりＡＭＴ−ＥＣＵ２５は、アクセル開度、車速、変速機のギヤ比変化等から演算される変速後のエンジン回転数に対して決定される規定値よりも現在のエンジン回転数が大きいかどうかを判断し、小さい場合（Ｎｏ）にはクラッチ２１の係合を開始し、大きい場合（Ｙｅｓ）にはステップ１２０に進む。ステップ１２０では、エンジン回転数が高いため、エンジン−ＥＣＵ１５がスロットル（図示なし）を閉制御してエンジンの回転数を下げる処理をする。ステップ１２０の後、再びステップ１１０へ戻り、現在のエンジン回転数の判定をする。ステップ１１０とステップ１２０のループは、エンジン回転数が規定値よりも小さくなるまで行われる。ステップ１３０、１４０では、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５がＭ／Ｇ３０の発生するアシストトルクを暫時減少させるとともに、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５がクラッチアクチュエータ２２を制御することにより、クラッチ２１を完全係合させる。
【００２０】
次に、上記の高速段側への変速プログラムをタイムチャートを使用して詳述する。まず、比較例として、従来の変速制御（半クラッチを利用して変速ショックを低減）について説明する。図５（ｂ）は、１速から２速への変速を示すタイムチャートで横軸は時間を示しており、各線は図中上からそれぞれ、エンジン回転数ｎ＿ｅｇ、変速機のインプット軸回転数ｎ＿ｉｎ、変速機の出力軸に設けられたディファレンシャルギヤ２０ｂからトランスアクスル３への出力ｔ＿ｏｕｔ、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５からの信号により発生するＭ／Ｇ３０の出力するＭ／Ｇ発生トルクｔ＿ｍ、クラッチアクチュエータ２２のストロークに対応するクラッチストロークｓｔ＿ｃｌである。変速は、時刻ｔ１から開始され時刻ｔ４で完了する。なお、この図５（ｂ）は、運転者が加速の意思を示しており、アクセルペダルが変速中一定に踏まれていた場合のタイムチャートである。変速において、時刻ｔ１からｔ２までは、クラッチアクチュエータ２２によりクラッチ２１の切断動作が行われ、時刻ｔ２からｔ３まではクラッチ２１の完全切断中であり、シフトアクチュエータ２３により変速機のギヤ段の変更が行われ、時刻ｔ３からｔ４まではクラッチアクチュエータ２２によりクラッチ２１の係合が行われる。Ｍ／Ｇ３０は、変速が開始されクラッチ２１が切断側に動き始めた時点ｔ１からアシストトルクｔ＿ａｓｉを発生しはじめ、変速機１０のギヤ段変更中（時刻ｔ２からｔ３）は、最大値（変速中）を維持し、その後クラッチ２１の係合動作（時刻ｔ３からｔ４の中間）で、発生を終了する。この間にＭ／Ｇ３０により発生したアシストトルクは、変速機１０のディファレンシャルギヤ２０ｂのリングギヤ２０ｃを介して、トランスアクスル３に伝達され、図５（ｂ）中に示されるように、トランスアクスル４のアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔは、変速完了後のギヤ比に対して定まるアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔに略一定に保たれる（図５中斜線部のアシストトルクｔ＿ａｓｉ）。
【００２１】
以上のようにＭ／Ｇ発生トルクｔ＿ｍがクラッチ切断時のトルク遮断をアシストするように制御された変速制御装置において、クラッチ係合中のクラッチストローク制御、Ｍ／Ｇの制御を詳述する。クラッチ２１は、ＡＭＴ−ＥＣＵ２２からの制御信号によりクラッチアクチュエータ２１が、プレッシャプレート（図示なし）をクラッチディスク（図示なし）に押圧して係合させることでトルクを伝達し、プレッシャプレートをクラッチディスクから離間させて、切断しトルク伝達を遮断するように構成されている。時刻ｔ１からｔ２では、クラッチアクチュエータ２２はクラッチ２１を切断させるように動作し、時刻ｔ１からｔ５まではすばやくクラッチ２１を切断する。時刻ｔ５からｔ６は、クラッチ２１は半係合状態いわゆる半クラッチ状態にあり、エンジン１０から変速機２０のインプットシャフトに入力されるトルクは減少し、インプット回転数ｎ＿ｉｎおよびアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔが減少し車両の加速が減少する。これは、急にクラッチを切断してしまうと伝達されるトルクがゼロになり、運転者の意思とは関係なく車両の加速がゼロになって、運転者が車両に対して引き込み感を強く感じてしまうからである。半クラッチで伝達トルクを減少させ、徐々に車両の加速減少させ、クラッチを完全切断し、引き込み感を回避している。一方で、半クラッチ状態（時刻ｔ４からｔ５）でトルク伝達量を完全に制御することはクラッチディスクの経年変化、摩耗等から困難であるため、Ｍ／Ｇ３０がクラッチ２１の切断と同期してトルクを発生開始（時刻ｔ１）する。このトルクは、クラッチ切断による伝達トルクの減少に対して、アウトプットトルクｔ＿ｏｕｔの減少を緩やかに変化させるアシストトルクｔ＿ａｓｉである。これらの、半クラッチ状態（時刻ｔ４からｔ５）とＭ／Ｇ３０の発生するアシストトルクｔ＿ａｓｉの作用により、アウトプットトルクｔ＿ｏｕｔ及びインプット回転数ｎ＿ｉｎは緩やかに減少し、変速ショックを最小限に抑えられる。時刻ｔ５では、車両の加速の減少が十分におこなわれた状態であり、クラッチアクチュエータ２２はクラッチ２１を迅速に切断させ、完全切断状態になり、それに起因するトルク不足を補う形で、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５の信号に基づきＭ／Ｇ３０がトルクの発生を増加させる。
【００２２】
時刻ｔ２からｔ３は、クラッチ２１は完全切断状態であり、シフトアクチュエータ２３により変速機２０のギヤ段（速度段）が変更される。この間は、エンジン１０は無負荷で吹き上がりが生じてしまうため、エンジン−ＥＣＵ１５がエンジン１０のスロットルを閉制御して、エンジン回転数を強制的に減少させる。また、Ｍ／Ｇ３０はアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔを一定に維持するために、高出力で一定にアシストトルクｔ＿ａｓｉを発生するようにＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５に制御される。
【００２３】
ギヤ段の変更完了後、時刻ｔ３からクラッチ２１の係合が開始される。クラッチ係合動作（時刻ｔ３からｔ４）も切断動作時（時刻ｔ１からｔ２）と同様にアウトプットトルクｔ＿ｏｕｔの急激な変化を抑制するために半クラッチ状態が利用される。半クラッチ状態で、徐々にＭ／Ｇ３０の発生するアシストトルクｔ＿ａｓｉが徐々に１次関数的に減少され、Ｍ／Ｇ発生トルクｔ＿ｍがゼロになる。エンジン回転数ｎ＿ｅｇとインプット回転数ｎ＿ｉｎが同一になった時点でクラッチアクチュエータ２２がクラッチ２１を半クラッチ状態から完全係合させ、変速ショックを可及的に回避する方式で変速が完了する。
【００２４】
しかしながら、上記の従来の変速制御（半クラッチを利用して変速ショックを低減）では、特に運転者が急加速を要求している場合やスポーティな走行を要求している場合には、半クラッチによる車両の加速の減少が変速時間を延ばし運転者の要求を阻害してしまっていた。そこで、本発明の制御では、Ｍ／Ｇ３０のアシストトルクを積極的に利用することで半クラッチを可及的に使わずに、急なアウトプットトルクの変化を抑制して、スポーティな変速感を実現するものであり、詳細を以下に説明する。
【００２５】
図５（ａ）は、本発明による変速時の各変化量のタイムチャートを示しており、図中上より、エンジン回転数Ｎ＿ｅｇ、変速機のインプット軸回転数Ｎ＿ｉｎ、変速機１０の出力軸２０ｂに設けられたディファレンシャルギヤ２０ｂからトランスアクスル３への出力Ｔ＿ｏｕｔ、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５からの信号により発生するＭ／Ｇ３０の出力するＭ／Ｇ発生トルクＴ＿ｍ、クラッチアクチュエータ２２のストロークに対応するクラッチストロークＳＴ＿ｃｌである。時刻Ｔ１からＴ２でクラッチ２１が切断され、時刻Ｔ２からＴ３のクラッチ完全切断時に変速機２０のギヤ段変更が行われ、時刻Ｔ３からＴ４でクラッチが係合し、変速が完了する。なお、時刻Ｔ２からＴ３の制御は、従来の時刻ｔ２からｔ３までの制御と同じであり、比較をするために図面５（ａ）のＴ２と（ｂ）のｔ２を一致させて表示している。
【００２６】
まず、時刻Ｔ１からＴ２のクラッチ切断時のクラッチ制御、Ｍ／Ｇ制御について説明する。Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ３５はＡＭＴ−ＥＣＵ２５からの変速要求信号により、変速時にＭ／Ｇ３０が発生すべき最大の目標アシストトルク（目標アシスト駆動力）を、アクセルペダル開度、車速、現在の変速機のギヤ段等に基づいて算出する。この後、時刻Ｔ１にてＭ／Ｇ−ＥＣＵ３５は、目標アシストトルクまでステップ状に立ち上がるＭ／Ｇ発生トルクＴ＿ｍを発生するように、Ｍ／Ｇ３０を制御する。このときの具体的な制御方法としては、Ｍ／Ｇ３０の各コイルに通電する電流波形をサイン波から一時的に矩形波に切換えて、トルク効率を向上する方法などが挙げられる。これと同時に、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５は、Ｍ／Ｇ３０の発生すべきアシストトルクＴ＿ａｓｉを算出して、アウトプットトルクＴ＿ｏｕｔの変化率が所定値内に収まる範囲で、クラッチアクチュエータ２２を制御して、クラッチ２１をできる限り迅速に切断する。このようにして、本発明は変速時のクラッチ切断時間を、変速ショックを回避し、アウトプットトルクＴ＿ｏｕｔを最適に変化させつつ、可及的に短時間化している。
【００２７】
時刻Ｔ２からＴ３までの制御は、従来の制御と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
時刻Ｔ３からＴ４では、ＡＭＴ−ＥＣＵ２５によりクラッチ２１の係合制御が実行され、半クラッチ状態を利用する方式でクラッチ２１が係合される。しかしながら、このクラッチの係合は、従来の制御方法に比べて短時間で行われるため、Ｍ／Ｇ３０の発生するＭ／Ｇ発生トルクＴ＿ｍは、従来の制御方法と比べて異なる。この制御について説明する。従来のクラッチ係合よりも早いクラッチ係合を行うと、エンジンは、無負荷で運転している状態から、負荷が入力されるため、エンジン１０の回転は減少しトルクが減少する。結果として、Ｍ／Ｇ３０がアシストトルクを発生しているにもかかわらず、エンジントルクが過剰に減少することでアウトプットトルクＴ＿ｏｕｔが落ち込み、過大な変速ショックが生じてしまうのである。本実施の形態では、従来の制御方法に対して、図５（ａ）のように、三角状のエンジン１０のトルクダウン補償トルクＴ＿ｃｏｍを余分に発生させることで、早いクラッチ係合においても、最小限の変速ショックで変速を可能としている。
【００２９】
図６は、車速がゼロの状態から、アクセルペダルを一定に踏み込んで、車両を加速していった場合の時間と車速の関係を示しており、車速が所定値を越える度に上記の変速が実行され高速段へギヤ段が変更される。線ａは本発明の変速制御装置による関係を示したもので、線ｂは従来の変速制御装置の関係を示したものである。図６中の水平の線は、変速を表しており、水平の線が長いほど変速時間に時間を要し、車速が上昇するのに時間を要することがわかる。
【００３０】
本発明によれば、モータによるアシスト駆動源付き自動変速機の変速制御において、半クラッチを用いて変速ショックを抑制している従来の方法と比較して、変速ショックを大きくすることなく、クラッチの切断と係合を早めることで、従来の制御方法ではそれぞれ約３００ｍｓｅｃ必要とされていた切断時間（ｔ１からｔ２：図５（ｂ）中）と係合時間（ｔ３からｔ４：図５（ｂ）中）を約半分ずつにすることができ、変速時間ｔ（約９００ｍｓｅｃ（図５（ｂ）中））を変速時間Ｔ（約６００ｍｓｅｃ（図５（ａ）中））にでき、節度感のあるスポーティな変速感を実現する車両の自動変速機を提供することができる。
【００３１】
本実施の形態においては、クラッチの切断によるトルク遮断時の補助駆動源として、トルクを発生しかつ発電もできるモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）で自動変速装置を構成したが、トルク発生のみできるモータで構成してもよい。
【００３２】
また、本発明の実施形態では、クラッチとギヤ段を変速機を制御するＥＣＵとＭ／Ｇを制御するＥＣＵを別々に構成したが、これらを駆動制御ＥＣＵとして一体に構成してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ ・・・車両
１０・・・エンジン
１５・・・エンジン−ＥＣＵ
２０・・・変速機（ギヤ噛み合い式変速機）
２１・・・クラッチ
２２・・・クラッチアクチュエータ
２３・・・シフトアクチュエータ
２５・・・ＡＭＴ−ＥＣＵ
３０・・・モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
３５・・・Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、
前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、
前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、
前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、
前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、
前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、
前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に直接立ち上がるアシスト駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項２】
前記アシスト駆動力制御手段は、前記変速機の変速時の前記クラッチ係合時に、前記目標アシスト駆動力に補償駆動力を加えた駆動力を前記モータに発生させることを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
【請求項３】
内燃機関と、
車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、
前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、
前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、
前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、
前記有段変速機のギヤ段の変更が必要なときの前記内燃機関のトルクに基づき、前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、
前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、
前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に直接立ち上がるアシスト駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項４】
内燃機関と、
車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、
前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、
前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、
前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、
前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、
前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、
前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに、前記クラッチの完全切断状態における目標アシスト駆動力まで段差なく上昇するアシスト駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項５】
前記モータは前記出力軸上に配設されたタイヤにトルクを伝達するとともに、前記タイヤの回転を前記モータに入力して発電可能なことを特徴とする請求項１から請求項４にいずれか一に記載の車両の変速制御装置。
【請求項６】
前記アシスト駆動力制御手段は、前記変速機の変速時の前記クラッチ係合時に、前記内燃機関のトルクの減少を補償する補償駆動力を考慮したアシスト駆動力を前記モータに発生させることを特徴とする請求項１から請求項５にいずれか一に記載の車両の変速制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、
車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、
前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、
前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、
前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、
前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、
前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、
前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に直接立ち上がるアシスト駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項２】
前記アシスト駆動力制御手段は、前記変速機の変速時の前記クラッチ係合時に、前記目標アシスト駆動力に補償駆動力を加えた駆動力を前記モータに発生させることを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
【請求項３】
内燃機関と、
車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、
前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、
前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、
前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、
前記有段変速機のギヤ段の変更が必要なときの前記内燃機関のトルクに基づき、前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、
前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、
前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに目標アシスト駆動力までステップ状に直接立ち上がるアシスト駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項４】
内燃機関と、
車両の状態に応じて変速可能な有段変速機と、
前記内燃機関と前記変速機の間に配置され駆動力を伝達・遮断するクラッチと、
前記クラッチを係合・切断するクラッチ制御手段と、
前記内燃機関または前記変速機の出力軸上に配設され、アシスト駆動力を発生するモータと、
前記モータの目標アシスト駆動力を算出する目標アシスト駆動力算出手段と、
前記クラッチによる駆動力の伝達・遮断に応じて、前記モータに前記目標アシスト駆動力を発生させるアシスト駆動力制御手段と、を備える車両の変速制御装置であって、
前記アシスト駆動力制御手段は、変速時のクラッチの切断による駆動力の遮断時に、前記モータに、前記クラッチの完全切断状態における目標アシスト駆動力まで段差なく上昇するアシスト駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項５】
前記モータは前記出力軸上に配設されたタイヤにトルクを伝達するとともに、前記タイヤの回転を前記モータに入力して発電可能なことを特徴とする請求項１から請求項４にいずれか一に記載の車両の変速制御装置。
【請求項６】
前記アシスト駆動力制御手段は、前記変速機の変速時の前記クラッチ係合時に、前記内燃機関のトルクの減少を補償する補償駆動力を考慮したアシスト駆動力を前記モータに発生させることを特徴とする請求項１から請求項５にいずれか一に記載の車両の変速制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２７４７１８（Ｐ２００９−２７４７１８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２３７４８（Ｐ２００９−１２３７４８）
【出願日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【分割の表示】特願２００３−４２９５８９（Ｐ２００３−４２９５８９）の分割
【原出願日】平成１５年１２月２５日（２００３．１２．２５）
【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２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【分割の表示】特願２００３−４２９５８９（Ｐ２００３−４２９５８９）の分割
【原出願日】平成１５年１２月２５日（２００３．１２．２５）
【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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