車両の変速制御装置
【課題】自動変速機の変速過程のイナーシャフェーズにおける変速ショックの低減と応答性の向上との両立を図る。
【解決手段】モータを有する駆動源と駆動輪との間に有段式の自動変速機を介装する。この自動変速機による変速時には、摩擦締結要素の掛け替えを行うとともに、イナーシャフェーズでは、モータを目標回転数へ向けて回転数制御する。車速変化により変速が行われる第１変速パターンでは、変速ショックを低減するように、目標回転数の変化率を低く制限し（ステップＳ１７，Ｓ１９）、運転者のアクセル操作により変速が行われる第２変速パターンでは、応答性を重視して、第１変速パターンよりも目標変化率の変化率を高くする（ステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ２１）。
【解決手段】モータを有する駆動源と駆動輪との間に有段式の自動変速機を介装する。この自動変速機による変速時には、摩擦締結要素の掛け替えを行うとともに、イナーシャフェーズでは、モータを目標回転数へ向けて回転数制御する。車速変化により変速が行われる第１変速パターンでは、変速ショックを低減するように、目標回転数の変化率を低く制限し（ステップＳ１７，Ｓ１９）、運転者のアクセル操作により変速が行われる第２変速パターンでは、応答性を重視して、第１変速パターンよりも目標変化率の変化率を高くする（ステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ２１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としてモータを備える車両に関し、特に、摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する自動変速機の変速制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する有段式の自動変速機では、変速過程における変速フェーズとしてトルクフェーズとイナーシャフェーズとが存在し、トルクフェーズ後のイナーシャフェーズにおいて、自動変速機の入力回転数を変速前の回転数から変速後の回転数へ移行させるようになっている。
【０００３】
このイナーシャフェーズにおける駆動力の変動、つまり変速ショックを抑制する技術として、特許文献１には、車両の駆動源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド車両のように駆動源としてモータを有する車両において、エンジンに比して制御応答性に優れたモータの特性を生かし、イナーシャフェーズにおいては、モータを目標回転数へ向けて回転数制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４３３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような変速過程のイナーシャフェーズにおいて、モータ回転数を変速終了後の回転数へ向けて急激に変化させると、急激な回転数変動による変速ショックを生じ、例えば車速変化によって変速が行われる場合に、アクセル操作をしていな運転者に対して予期せぬ不快な変速ショックを与えるおそれがある。一方、モータ回転数を変速終了後の回転数へ向けて緩やかに変化させると、イナーシャフェーズに要する時間が長くなり、例えば運転者によるアクセル操作によって変速が行われる場合に、変速応答性に劣る印象を与えるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、上記のようにモータを有する駆動源と駆動輪との間に自動変速機を備えた車両の変速制御装置において、運転者による変速要求の有無に応じた形で、イナーシャフェーズにおける変速ショックの低減と応答性の向上との両立を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両の変速制御装置は、モータを有する駆動源と駆動輪との間に、摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する自動変速機が介装されている。この自動変速機による変速時には、上記摩擦締結要素の掛け替えを行うとともに、変速過程におけるイナーシャフェーズでは、上記モータを目標回転数へ向けて回転数制御する。ここで、少なくとも車速と運転者によるアクセル操作とに基づいて、第１変速パターンと、この第１変速パターンよりも応答性を重視した第２変速パターンと、を切り換えており、上記第１変速パターンでは、上記第２変速パターンに比して、上記イナーシャフェーズにおける上記目標回転数の変化率を低く制限している。
【０００８】
ここで、「目標回転数の変化率（変化速度）」とは、所定の単位期間内における目標回転数の変化量であり、例えば、一演算間隔（１０ｍｓ、あるいは所定モータ回転数など）毎の目標回転数の変化量で表される。従って、目標回転数の変化率が低いほど、目標回転数の変化が制限されて、目標回転数の変化が緩やかなものとなり、目標回転数の変化率の値が高いほど、目標回転数の急激な変化が許容される。
【０００９】
例えば、運転者によるアクセルペダルの開度の増減がなく、主に車速の変化に応じて変速が行われる場合、アクセル操作をしていない運転者に対して予期せぬ不快な変速ショックを与えることのないように、第１変速パターンを選択し、第２変速パターンよりもイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を低く制限し、つまり変化率の制限を厳しくする。これによって、目標回転数及びこれに追従するモータ回転数を滑らかに変化させ、急激な回転数変化にともなう変速ショックの発生を抑制する。これに対し、例えば運転者によるアクセルペダルの踏込み操作や足離し操作に応じて変速が行われるときには、運転者の変速要求に応じて速やかに変速を行うことが求められることから、応答性を重視した第２変速パターンを用い、第１変速パターンよりもイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を高くして、変化率の制限を緩くするか、あるいは変化率の制限を解除し、イナーシャフェーズに要する変速時間を短縮する。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明においては、自動変速機の変速過程中におけるイナーシャフェーズでは、制御応答性に優れたモータによる高品質な回転数制御を行いつつ、運転者による変速要求の有無に応じた形で、変速ショックの低減と、変速時間の短縮つまり応答性の向上と、を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレーンの一実施例を示す構成説明図。
【図２】この発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレーンの変形例を示す構成説明図。
【図３】この発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレーンのさらに変形例を示す構成説明図。
【図４】このパワートレーンの制御システムを示すブロック線図。
【図５】この発明の一実施例に係る自動変速機の変速制御の流れを示すフローチャート。
【図６】オートアップ時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図７】コーストアップ時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図８】オートダウン時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図９】第１の踏込みダウン時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図１０】第２の踏込みダウン時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
初めに、本発明が適用されるハイブリッド車両の基本的な構成を説明する。図１は、本発明の一実施例としてフロントエンジン・リヤホイールドライブ（FR）式の構成としたハイブリッド車両のパワートレーンを示し、１がエンジン、２が駆動輪（後輪）である。なお、本発明はこのFR形式に限定されるものではなく、FF形式あるいはRR形式等の他の形式としても適用することができる。
【００１４】
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン１の車両前後方向後方に自動変速機３がタンデムに配置されており、エンジン１（クランクシャフト１ａ）からの回転を自動変速機３の入力軸３aへ伝達するシャフト４に、モータ／ジェネレータ５が一体に設けられている。
【００１５】
モータ／ジェネレータ５は、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなり、モータとして作用（いわゆる「力行」）するとともに、ジェネレータ（発電機）としても作用（いわゆる「回生」）するものであり、上記のようにエンジン１と自動変速機３との間に位置している。そして、このモータ／ジェネレータ５とエンジン１との間に、より詳しくは、シャフト４とエンジンクランクシャフト１aとの間に第１クラッチ６が介挿されており、この第１クラッチ６がエンジン１とモータ／ジェネレータ５との間を切り離し可能に結合している。
【００１６】
ここで上記第１クラッチ６は、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成であり、例えば、例えば比例ソレノイドバルブ等でクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な常閉型の乾式単板クラッチあるいは湿式多板クラッチからなる。
【００１７】
また、モータ／ジェネレータ５と駆動輪２との間、より詳しくは、シャフト４と変速機入力軸３aとの間には、第２クラッチ７が介挿されており、この第２クラッチ７がモータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間を切り離し可能に結合している。
【００１８】
上記第２クラッチ７も上記第１クラッチ６と同様に、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成であり、例えば比例ソレノイドバルブでクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチあるいは乾式単板クラッチからなる。
【００１９】
自動変速機３は、複数の摩擦締結要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放することで、これら摩擦締結要素の締結・解放の組み合わせにより、前進７速後進１速等の変速段を実現するものである。つまり、自動変速機３は、入力軸３ａから入力された回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸３ｂに出力する。この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置８を介して左右の駆動輪（後輪）２へ分配して伝達される。この自動変速機３の変速制御については、後に詳細に説明する。
【００２０】
上記のパワートレーンにおいては、モータ／ジェネレータ５の動力のみを動力源として走行する電気自動車走行モード（EVモード）と、エンジン１をモータ／ジェネレータ５とともに動力源に含みながら走行するハイブリッド走行モード（HEVモード）と、が可能である。例えば停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時には、EVモードが要求されるが、このEVモードでは、エンジン１からの動力が不要であるからこれを停止させておくとともに第１クラッチ６を解放し、かつ第２クラッチ７を締結させておくととともに自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態でモータ／ジェネレータ５のみによって車両の走行がなされる。
【００２１】
また例えば高速走行時や大負荷走行時などではHEVモードが要求されるが、このHEVモードでは、第１クラッチ６および第２クラッチ７をともに締結し、自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態では、エンジン１からの出力回転およびモータ／ジェネレータ５からの出力回転の双方が変速機入力軸３aに入力されることとなり、双方によるハイブリッド走行がなされる。
【００２２】
上記モータ／ジェネレータ５は、車両減速時に制動エネルギを回生して回収できるほか、HEVモードでは、エンジン１の余剰のエネルギを電力として回収することができる。
【００２３】
なお、上記EVモードからHEVモードへ遷移するときには、第１クラッチ６を締結し、モータ／ジェネレータ５のトルクを用いてエンジン始動が行われる。また、このとき第１クラッチ６の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、円滑なモードの遷移が可能である。
【００２４】
また、上記第２クラッチ７は、いわゆる発進クラッチとして機能し、車両発進時に伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルクコンバータを具備しないパワートレーンにあってもトルク変動を吸収し円滑な発進を可能としている。
【００２５】
なお、図１では、モータ／ジェネレータ５から駆動輪２の間に位置する第２クラッチ７が、モータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間に介在しているが、図２に示す実施例のように、第２クラッチ７を自動変速機３とディファレンシャルギヤ装置８との間に介在させてもよい。
【００２６】
また、図１および図２の実施例では、第２クラッチ７として専用のものを自動変速機３の前方もしくは後方に具備しているが、これに代えて、第２クラッチ７として、図３に示すように、自動変速機３内にある既存の前進変速段選択用の摩擦締結要素または後退変速段選択用の摩擦締結要素などを流用するようにしてもよい。なお、この場合、第２クラッチ７は必ずしも１つの摩擦締結要素とは限らず、変速段に応じた適宜な摩擦締結要素が第２クラッチ７となり得る。
【００２７】
図４は、図１〜３のように構成されるハイブリッド車両のパワートレーンにおける制御システムを示している。
【００２８】
この制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御する統合コントローラ２０を備えている。このパワートレーンの動作点は、目標エンジントルクtTeと、目標モータ／ジェネレータトルクtTm（あるいは目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）と、第１クラッチ６の目標伝達トルク容量tTc１と、第２クラッチ７の目標伝達トルク容量tTc２と、で規定される。
【００２９】
また、この制御システムは、少なくとも、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ１１と、モータ／ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ／ジェネレータ回転センサ１２と、変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ１３と、変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ１４と、エンジン１の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ１５と、モータ／ジェネレータ５用の電力を蓄電しておくバッテリ９の蓄電状態SOCを検出する蓄電状態センサ１６と、を具備しており、上記動作点の決定のために、これらの検出信号が上記統合コントローラ２０に入力されている。
【００３０】
なお、エンジン回転センサ１１、モータ／ジェネレータ回転センサ１２、入力回転センサ１３、出力回転センサ１４は、例えば図１〜図３に示すように配置される。
【００３１】
上記統合コントローラ２０は、上記の入力情報の中のアクセル開度APOと、バッテリ蓄電状態SOCと、変速機出力回転数No（車速VSP）と、から、運転者が要求している車両の駆動力を実現可能な走行モード（EVモードあるいはHEVモード）を選択するとともに、目標エンジントルクtTe、目標モータ／ジェネレータトルクtTm（あるいは目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）、目標第１クラッチ伝達トルク容量tTc１、および目標第２クラッチ伝達トルク容量tTc２、をそれぞれ演算する。
【００３２】
上記目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ２１に供給され、エンジンコントローラ２１は、実際のエンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようにエンジン１を制御する。例えば、上記エンジン１はガソリンエンジンからなり、そのスロットルバルブを介してエンジントルクTeが制御される。
【００３３】
一方、上記目標モータ／ジェネレータトルクtTm（あるいは目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）はモータ／ジェネレータコントローラ２２に供給され、このモータ／ジェネレータコントローラ２２は、モータ／ジェネレータ５のトルクTm（または回転数Nm）が目標モータ／ジェネレータトルクtTm（または目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）となるように、インバータ１０を介してモータ／ジェネレータ５を制御する。
【００３４】
また、上記統合コントローラ２０は、目標第１クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第２クラッチ伝達トルク容量tTc2にそれぞれ対応したソレノイド電流を第１クラッチ６および第２クラッチ７の締結制御ソレノイドバルブ（図示せず）に供給し、第１クラッチ６の伝達トルク容量Tc1が目標伝達トルク容量tTc1に一致するように、また、第２クラッチ７の伝達トルク容量Tc2が目標第２クラッチ伝達トルク容量tTc2に一致するように、第１クラッチ６および第２クラッチ７の締結状態を個々に制御する。
【００３５】
図５は、本実施例に係る変速制御の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば変速制御の開始ｔ１（図６〜図１０参照）とともに実行される。なお、変速開始ｔ１からイナーシャフェーズへの移行時ｔ２までのトルクフェーズにおいては、変速種に応じて締結及び解放される摩擦締結要素を作動させるように、その締結油圧及び解放油圧が制御されるとともに、エンジン１及びモータ／ジェネレータ５が所定の目標トルクへ向けてトルク制御される。
【００３６】
ステップＳ１１では、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行したかを検出・判定する。この判定は、例えば自動変速機３の入力回転数と出力回転数とに基づくスリップの検知により行われる。このステップＳ１１においてイナーシャフェーズへ移行したと判定されるとステップＳ１２へ進む。このステップＳ１２では、変速比の小さい高速段側へのアップシフト変速であるか、あるいは変速比の大きい低速段側へのダウンシフト変速であるかを判定する。
【００３７】
ステップＳ１３及びＳ１４では、運転者に操作されるアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度ＡＰＯ及び車速などに基づいて、変速ショックの低減を重視した第１変速パターンであるか、あるいは応答性を重視した第２変速パターンであるかを判定する。具体的には、運転者によるアクセルペダルの踏込み操作や足離し操作などのアクセル操作によって変速が行われるときには、応答性重視の第２変速パターンが選択され、アクセル開度ＡＰＯが略一定で、主に車速変化によって変速が行われるときには、変速ショック低減重視の第１変速パターンが選択される。
【００３８】
ステップＳ１５では、この変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）であるかを判定する。例えば、Ｄレンジの１速及び２速でワンウェイクラッチが締結される自動変速機３の場合、３速から２速へのダウンシフト変速時などで、このステップＳ１５の判定が肯定される。
【００３９】
ステップＳ１６では、車輪のスリップ率を所定範囲内に維持するスリップ制御として、モータ／ジェネレータ５及びエンジン１の駆動力やブレーキ力を調整するトラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ）制御が非作動状態（ＯＦＦ）であるかを判定する。
【００４０】
ここで、変速過程におけるイナーシャフェーズでは、自動変速機３の入力軸３ａに接続するモータ／ジェネレータ５のモータ回転数を、周知のフィードバック制御等によって、所定の目標回転数へ向けて回転数制御している。そして、ステップＳ１７〜Ｓ２２においては、上記の第１，第２変速パターン等に応じて、この目標回転数及びその変化率の設定を切り換えている。
【００４１】
アップシフト変速時であって、かつ、ショック低減重視の第１変速パターンである場合には、ステップＳ１２，Ｓ１３が肯定されてステップＳ１７へ進み、オートアップ用の目標回転数の設定が行われる（図６参照）。アップシフト変速時であって、かつ、応答性重視の第２変速パターンである場合、ステップＳ１２が肯定，ステップＳ１３が否定されてステップＳ１８へ進み、コーストアップ用の目標回転数の設定が行われる（図７参照）。ダウンシフト変速時であって、かつ、ショック低減重視の第１変速パターンである場合、ステップＳ１２が否定，ステップＳ１４が肯定されてステップＳ１９へ進み、オートダウン用の目標回転数の設定が行われる（図８参照）。
【００４２】
ダウンシフト変速時であって、かつ、応答性重視の第２変速パターンである場合、ステップＳ１２，Ｓ１４が否定されてステップＳ１５へ進む。この場合、変速における締結要素がワンウエイクラッチである場合、基本的にはステップＳ２０へ進み、ワンウェイクラッチの衝突を考慮した第１の踏込みダウン用の目標回転数の設定が行われれ（図９参照）、締結要素がワンウエイクラッチでなければ、ステップＳ２１へ進み、ワンウェイクラッチの衝突を考慮しない第２の踏込みダウン用の目標回転数の設定が行われる（図１０参照）。但し、上記のＴＣＳ制御が作動中であれば、締結要素がワンウエイクラッチであっても、ステップＳ１６からステップＳ２１へ進み、第２の踏込みダウン用の目標回転数の設定が行われる。
【００４３】
ここで、「オートアップ」とは、例えばアクセル開度ＡＰＯがほぼ一定で、車速の上昇に応じてアップシフト変速が行われる場合のように、主に車速の変化による第１変速パターンでのアップシフト側への変速モードである。「コーストアップ」とは、例えば運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる状態から足を離すことによりアップシフト変速が行われる場合のように、運転者のアクセル操作による第２変速パターンでのアップシフト側への変速モードである。「オートダウン」とは、例えばアクセル開度ＡＰＯが「０」、つまり運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない（足を離している）状況で、車速の低下に応じてダウンシフト変速が行われる場合のように、主に車速の変化による第１変速パターンでのダウンシフト側への変速モードである。「踏込みダウン」とは、例えば運転者によるアクセル開度ＡＰＯの増加（踏込み、踏み増し）によってダウンシフト変速が行われる場合のように、運転者のアクセル操作による第２変速パターンでのダウンシフト側への変速モードである。
【００４４】
次に、オートアップ等の個々の変速モードにおける具体的な目標回転数の設定処理について、図６〜図１０を参照して説明する。図中、（Ａ）は運転者により操作されるアクセルペダルの操作量ＡＰＯであり、（Ｂ）のＮＸＴＧＰ＿ＨＣＭは、変速指令に応じた変速開始時ｔ１に「１」に設定される変速開始フラグ、ＣＵＲＧＰは変速終了時に「１」に設定される変速終了フラグである。（Ｃ）は、モータ／ジェネレータ５のモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶ及びその目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶを示している。このモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶは、自動変速機３の入力回転数と等しく、また第１クラッチ６の締結状態ではエンジン回転数とほぼ等しい。
【００４５】
（Ｄ）は、変速モードを表す信号ＳＩＰを示している。この信号ＳＩＰは、イナーシャフェーズの開始ｔ２とともに出力され、イナーシャフェーズの終了時ｔ３に出力停止、つまり「０」とされる。この信号ＳＩＰによって表される変速モードに応じて、イナーシャフェーズにおける目標回転数及びその変化率の設定が切り換えられることとなる。この例では、信号ＳＩＰの「１」がオートアップ、「２」がコーストアップ、「４」がオートダウン、「７」が踏込みダウンに対応している。
【００４６】
（Ｅ）は、この変速で締結される締結要素の供給油圧Ａｐｐｌｙ＿ＰＲＳ、（Ｆ）は、この変速で解放される解放要素の解除油圧Ｒｅｌｅａｓｅ＿ＰＲＳを示している。（Ｇ）はエンジントルクＥＮＧＴＲＧ及びモータトルクＭｏｔｏｒ＿ＴＲＱ、（Ｈ）は駆動輪側へ出力・伝達される駆動力を示している。
【００４７】
また、（Ｉ）は変速過程における各領域の主な動作内容を示しており、領域Ａは、変速開始直後のトルク制御が行われるトルクフェーズ（前処理を含む）、領域Ｂ（図９及び図１０では領域Ｂ及び領域Ｃ）は、本実施例に係るモータ回転数制御が行われるイナーシャフェーズ、領域Ｃ（図９及び図１０では領域Ｄ）は、イナーシャフェーズ後のトルク制御が行われるトルクフェーズ（後処理を含む）を示している。なお、図中の「Ｆ／Ｃ」はエンジンの燃料カット、「ＣＬ１」は第１クラッチ６を表している。（Ｊ）は各領域間の代表的な遷移条件を示している。
【００４８】
図６は、オートアップ（第１変速パターン）における目標回転数及びその変化率等の変化を示している。同図に示すように、このオートアップでは、イナーシャフェーズの開始時ｔ２から所定期間ΔＴ１、目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶの変化率を所定の低い値ＲＬ１に制限している。つまり、目標回転数の基本値は変速終了後の変速機入力回転数（モータ回転数）に相当する変速終了回転数ＲＥＶ０に設定されているが、その変化率が所定値ＲＬ１に制限されているため、実際の目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶは図６に示すように変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて所定の変化率ＲＬ１でもって徐々に低下することとなり、フィードバック制御によりモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶも目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶに追従して徐々に低下していく。
【００４９】
また、図６（Ｇ）に示すように、この期間ΔＴ１では、モータトルクはモータ回転数の低下に追従して一時的に大きく低下あるいは負トルク（回生）になり、このようなモータトルクの一時的な低下にあわせて、このモータ／ジェネレータ５に接続するエンジン１のトルクを、フィードフォワード制御により所定のトルク低下量ΔＴｅだけ低下させている。このトルク低下量ΔＴｅは目標角加速度や締結クラッチトルク等に基づいて予め適合・設定されている。
【００５０】
このイナーシャフェーズの途中の、モータ回転数（あるいは目標回転数）と変速終了回転数ＲＥＶ０との回転数差ΔＲＥＶが所定値（例えば、１００ｒｐｍ程度）まで低下した時点ｔ２ａで、エンジントルクの低下（ΔＴｅ）を終了するとともに、所定期間、目標回転数の変化率ＲＬ２を更に低くするか、あるいは変化率ＲＬ２を０として目標回転数を一定とする。これによって、モータ回転数を低下させるために一時的に低下・回生していたモータトルクが変速後のモータトルクに相当する値まで復帰・上昇する。その後、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて徐々に低下させていき、僅かな回転数差ΔＲＥＶをモータ回転数制御によって滑らかに吸収・収束させる。このように、モータ回転数が変速終了回転数ＲＥＶ０に達する前に、予め目標回転数の変化率を更に低い値ＲＬ２に制限することで、クラッチの掛け替えが完了するイナーシャフェーズの終了時期ｔ３の近傍で、エンジントルクの低下（ΔＴｅ）からの復帰やモータトルクの一時的な低下・回生からの復帰によるトルク変動の影響を受けることがなく、クラッチ掛け替え時に変速ショックを生じることがない。
【００５１】
なお、図６（Ｅ）に示すように、このイナーシャフェーズ中の締結圧Ａｐｐｌｙ＿ＰＲＳは、変速終了後の目標駆動トルク（ＨＣＭＩｎｐＴｒｑ）に相当する一定の値に維持され、解除圧Ｒｅｌｅａｓｅ＿ＰＲＳも一定の値に保持される。このようにモータ／ジェネレータの目標回転数及びその変化率，締結圧，解放圧及びエンジントルク等の協調制御によって、図６（Ｇ）に示すように、イナーシャフェーズの開始以降（ｔ２〜）の駆動力段差を低減・解消し、トルクコンバータを具備しないパワートレーンにあっても、変速ショックのない滑らかな変速を実現することができる。
【００５２】
図７は、コーストアップ（第２変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。このコーストアップでは、上記のオートアップ（第１変速パターン）に比して、イナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を、終始高い値ＲＬ３に維持して、変化率の制限を緩和するか、あるいは変化率の制限を解除している。これによって、イナーシャフェーズの開始時点ｔ２からモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶを速やかに変速終了回転数ＲＥＶ０まで低下させることができ、イナーシャフェーズに要する時間を短縮し、変速の応答性を向上することができる。
【００５３】
このように、同じアップシフト側への変速であっても、運転者のアクセル操作によらず車速の変化により変速が行われるオートアップ（第１変速パターン）では、変速ショックの低減を重視してイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を低く制限する一方、運転者の要求により変速が行われるコーストアップ（第２変速パターン）では、応答性を重視してイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を高くするか、あるいは変化率の制限を解除しており、これによって、運転者による変速要求の有無に応じた形で、変速ショックの低減と応答性の向上とを両立することができる。
【００５４】
図８は、オートダウン（第１変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。このオートダウンでは、上記のオートアップと同様に、イナーシャフェーズへの移行時点ｔ２から所定期間、目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶの変化率を、所定の低い値ＲＬ４に制限する。つまり、目標回転数の基本値は変速終了回転数ＲＥＶ０に設定されているが、その変化率を所定値ＲＬ４に制限することで、図８に示すように、実際の目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶは所定の変化率ＲＬ４でもって徐々に上昇することとなり、フィードバック制御により実モータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶも目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶに追従して緩やかに上昇していく。
【００５５】
また、上記のオートアップ（図６）と同様、イナーシャフェーズの途中に、モータ回転数（あるいは目標回転数）と変速終了回転数ＲＥＶ０との回転数差が所定値まで低下すると、目標回転数の変化率ＲＬ５を更に低く制限し、その後、僅かな回転数差をモータ回転数制御によって吸収・収束させている。これによって、上記のオートアップ時と同様、変速ショックのない滑らかな変速を実現することができる。
【００５６】
図９は、第１の踏込みダウン（第２変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。この第１の踏込みダウンでは、図８に示すオートダウン（第１変速パターン）に比して、イナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率ＲＬ６を高い値として、変化率の制限を緩和するか、あるいは変化率の制限を解除している。これによって、イナーシャフェーズの開始時点ｔ２からモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶを速やかに上昇させることができ、イナーシャフェーズに要する時間を短縮し、変速の応答性を向上することができる。
【００５７】
また、この第１の踏込みダウンにあっては、変速後に締結される摩擦締結要素の締結トルクをイナーシャフェーズ中に正トルクとして用いるために、イナーシャフェーズの移行時点ｔ２からクラッチトルクの掛け替えが終了する時点ｔ２ｂまで、目標回転数の基本値（変化率により制限される前の値）を、変速終了回転数ＲＥＶ０よりも更に高い値ＲＥＶ１に設定している。そして、クラッチトルクの掛け替え終了判定後（ｔ２ｂ〜）においては、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて滑らかに低下させていき、モータ回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ滑らかに収束させている。
【００５８】
図１０は、ワンウェイクラッチの衝突ショックを考慮した第２の踏込みダウン（第２変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。この場合、変速により締結される締結要素がワンウェイクラッチであるために、締結圧Ａｐｐｌｙ＿ＰＲＳは供給されない。
【００５９】
この第２の踏込みダウンでは、ワンウェイクラッチの衝突によるショックを低減・解消するように、第１の踏込みダウンモードに対し、イナーシャフェーズにおける目標回転数の基本値（変化率により制限される前の値）を、変速終了回転数ＲＥＶ０よりも低い所定値ＲＥＶ２に設定している。そして、イナーシャフェーズの途中の時点、例えばモータ回転数（あるいは目標回転数）と変速終了回転数ＲＥＶ０との回転数差が所定値以下となった時点ｔ２ｃで、目標回転数の基本値を上記の所定値ＲＥＶ２から変速終了回転数ＲＥＶ０に変更するとともに、その変化率を低い値に変更することで、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて緩やかに上昇させていき、モータ回転数を滑らかに変速終了回転数へ収束させている。
【００６０】
但し、上述したＴＣＳ制御の作動中である場合には、トルク変動が生じる初期段階でＴＣＳ制御が作用するために、ワンウェイクラッチの衝突によるショックを実質的に生じることがない。従って、ＴＣＳ制御の作動中である場合には、変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチであっても、図９に示すような第１の踏込みダウン用の目標回転数及びその変化率の設定を行う。つまり、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０よりも高い値ＲＥＶ１に設定するとともに、目標回転数の変化率を一定の高い値ＲＬ６に保持（あるいは変化率の制限を解除）して、速やかにモータ回転数を上昇させる。これによって、イナーシャフェーズに要する時間を短縮し、その応答性を向上することができる。
【００６１】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例のようなエンジンとモータとを併用するハイブリッド車両に限らず、駆動源としてモータのみを有する電気自動車に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１…エンジン
３…自動変速機
５…モータ／ジェネレータ
６…第１クラッチ
７…第２クラッチ
９…バッテリ
１０…インバータ
２０…統合コントローラ
２１…エンジン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としてモータを備える車両に関し、特に、摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する自動変速機の変速制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する有段式の自動変速機では、変速過程における変速フェーズとしてトルクフェーズとイナーシャフェーズとが存在し、トルクフェーズ後のイナーシャフェーズにおいて、自動変速機の入力回転数を変速前の回転数から変速後の回転数へ移行させるようになっている。
【０００３】
このイナーシャフェーズにおける駆動力の変動、つまり変速ショックを抑制する技術として、特許文献１には、車両の駆動源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド車両のように駆動源としてモータを有する車両において、エンジンに比して制御応答性に優れたモータの特性を生かし、イナーシャフェーズにおいては、モータを目標回転数へ向けて回転数制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４３３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような変速過程のイナーシャフェーズにおいて、モータ回転数を変速終了後の回転数へ向けて急激に変化させると、急激な回転数変動による変速ショックを生じ、例えば車速変化によって変速が行われる場合に、アクセル操作をしていな運転者に対して予期せぬ不快な変速ショックを与えるおそれがある。一方、モータ回転数を変速終了後の回転数へ向けて緩やかに変化させると、イナーシャフェーズに要する時間が長くなり、例えば運転者によるアクセル操作によって変速が行われる場合に、変速応答性に劣る印象を与えるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、上記のようにモータを有する駆動源と駆動輪との間に自動変速機を備えた車両の変速制御装置において、運転者による変速要求の有無に応じた形で、イナーシャフェーズにおける変速ショックの低減と応答性の向上との両立を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両の変速制御装置は、モータを有する駆動源と駆動輪との間に、摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する自動変速機が介装されている。この自動変速機による変速時には、上記摩擦締結要素の掛け替えを行うとともに、変速過程におけるイナーシャフェーズでは、上記モータを目標回転数へ向けて回転数制御する。ここで、少なくとも車速と運転者によるアクセル操作とに基づいて、第１変速パターンと、この第１変速パターンよりも応答性を重視した第２変速パターンと、を切り換えており、上記第１変速パターンでは、上記第２変速パターンに比して、上記イナーシャフェーズにおける上記目標回転数の変化率を低く制限している。
【０００８】
ここで、「目標回転数の変化率（変化速度）」とは、所定の単位期間内における目標回転数の変化量であり、例えば、一演算間隔（１０ｍｓ、あるいは所定モータ回転数など）毎の目標回転数の変化量で表される。従って、目標回転数の変化率が低いほど、目標回転数の変化が制限されて、目標回転数の変化が緩やかなものとなり、目標回転数の変化率の値が高いほど、目標回転数の急激な変化が許容される。
【０００９】
例えば、運転者によるアクセルペダルの開度の増減がなく、主に車速の変化に応じて変速が行われる場合、アクセル操作をしていない運転者に対して予期せぬ不快な変速ショックを与えることのないように、第１変速パターンを選択し、第２変速パターンよりもイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を低く制限し、つまり変化率の制限を厳しくする。これによって、目標回転数及びこれに追従するモータ回転数を滑らかに変化させ、急激な回転数変化にともなう変速ショックの発生を抑制する。これに対し、例えば運転者によるアクセルペダルの踏込み操作や足離し操作に応じて変速が行われるときには、運転者の変速要求に応じて速やかに変速を行うことが求められることから、応答性を重視した第２変速パターンを用い、第１変速パターンよりもイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を高くして、変化率の制限を緩くするか、あるいは変化率の制限を解除し、イナーシャフェーズに要する変速時間を短縮する。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明においては、自動変速機の変速過程中におけるイナーシャフェーズでは、制御応答性に優れたモータによる高品質な回転数制御を行いつつ、運転者による変速要求の有無に応じた形で、変速ショックの低減と、変速時間の短縮つまり応答性の向上と、を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレーンの一実施例を示す構成説明図。
【図２】この発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレーンの変形例を示す構成説明図。
【図３】この発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレーンのさらに変形例を示す構成説明図。
【図４】このパワートレーンの制御システムを示すブロック線図。
【図５】この発明の一実施例に係る自動変速機の変速制御の流れを示すフローチャート。
【図６】オートアップ時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図７】コーストアップ時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図８】オートダウン時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図９】第１の踏込みダウン時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【図１０】第２の踏込みダウン時の目標回転数等の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
初めに、本発明が適用されるハイブリッド車両の基本的な構成を説明する。図１は、本発明の一実施例としてフロントエンジン・リヤホイールドライブ（FR）式の構成としたハイブリッド車両のパワートレーンを示し、１がエンジン、２が駆動輪（後輪）である。なお、本発明はこのFR形式に限定されるものではなく、FF形式あるいはRR形式等の他の形式としても適用することができる。
【００１４】
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン１の車両前後方向後方に自動変速機３がタンデムに配置されており、エンジン１（クランクシャフト１ａ）からの回転を自動変速機３の入力軸３aへ伝達するシャフト４に、モータ／ジェネレータ５が一体に設けられている。
【００１５】
モータ／ジェネレータ５は、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなり、モータとして作用（いわゆる「力行」）するとともに、ジェネレータ（発電機）としても作用（いわゆる「回生」）するものであり、上記のようにエンジン１と自動変速機３との間に位置している。そして、このモータ／ジェネレータ５とエンジン１との間に、より詳しくは、シャフト４とエンジンクランクシャフト１aとの間に第１クラッチ６が介挿されており、この第１クラッチ６がエンジン１とモータ／ジェネレータ５との間を切り離し可能に結合している。
【００１６】
ここで上記第１クラッチ６は、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成であり、例えば、例えば比例ソレノイドバルブ等でクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な常閉型の乾式単板クラッチあるいは湿式多板クラッチからなる。
【００１７】
また、モータ／ジェネレータ５と駆動輪２との間、より詳しくは、シャフト４と変速機入力軸３aとの間には、第２クラッチ７が介挿されており、この第２クラッチ７がモータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間を切り離し可能に結合している。
【００１８】
上記第２クラッチ７も上記第１クラッチ６と同様に、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成であり、例えば比例ソレノイドバルブでクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチあるいは乾式単板クラッチからなる。
【００１９】
自動変速機３は、複数の摩擦締結要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放することで、これら摩擦締結要素の締結・解放の組み合わせにより、前進７速後進１速等の変速段を実現するものである。つまり、自動変速機３は、入力軸３ａから入力された回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸３ｂに出力する。この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置８を介して左右の駆動輪（後輪）２へ分配して伝達される。この自動変速機３の変速制御については、後に詳細に説明する。
【００２０】
上記のパワートレーンにおいては、モータ／ジェネレータ５の動力のみを動力源として走行する電気自動車走行モード（EVモード）と、エンジン１をモータ／ジェネレータ５とともに動力源に含みながら走行するハイブリッド走行モード（HEVモード）と、が可能である。例えば停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時には、EVモードが要求されるが、このEVモードでは、エンジン１からの動力が不要であるからこれを停止させておくとともに第１クラッチ６を解放し、かつ第２クラッチ７を締結させておくととともに自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態でモータ／ジェネレータ５のみによって車両の走行がなされる。
【００２１】
また例えば高速走行時や大負荷走行時などではHEVモードが要求されるが、このHEVモードでは、第１クラッチ６および第２クラッチ７をともに締結し、自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態では、エンジン１からの出力回転およびモータ／ジェネレータ５からの出力回転の双方が変速機入力軸３aに入力されることとなり、双方によるハイブリッド走行がなされる。
【００２２】
上記モータ／ジェネレータ５は、車両減速時に制動エネルギを回生して回収できるほか、HEVモードでは、エンジン１の余剰のエネルギを電力として回収することができる。
【００２３】
なお、上記EVモードからHEVモードへ遷移するときには、第１クラッチ６を締結し、モータ／ジェネレータ５のトルクを用いてエンジン始動が行われる。また、このとき第１クラッチ６の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、円滑なモードの遷移が可能である。
【００２４】
また、上記第２クラッチ７は、いわゆる発進クラッチとして機能し、車両発進時に伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルクコンバータを具備しないパワートレーンにあってもトルク変動を吸収し円滑な発進を可能としている。
【００２５】
なお、図１では、モータ／ジェネレータ５から駆動輪２の間に位置する第２クラッチ７が、モータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間に介在しているが、図２に示す実施例のように、第２クラッチ７を自動変速機３とディファレンシャルギヤ装置８との間に介在させてもよい。
【００２６】
また、図１および図２の実施例では、第２クラッチ７として専用のものを自動変速機３の前方もしくは後方に具備しているが、これに代えて、第２クラッチ７として、図３に示すように、自動変速機３内にある既存の前進変速段選択用の摩擦締結要素または後退変速段選択用の摩擦締結要素などを流用するようにしてもよい。なお、この場合、第２クラッチ７は必ずしも１つの摩擦締結要素とは限らず、変速段に応じた適宜な摩擦締結要素が第２クラッチ７となり得る。
【００２７】
図４は、図１〜３のように構成されるハイブリッド車両のパワートレーンにおける制御システムを示している。
【００２８】
この制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御する統合コントローラ２０を備えている。このパワートレーンの動作点は、目標エンジントルクtTeと、目標モータ／ジェネレータトルクtTm（あるいは目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）と、第１クラッチ６の目標伝達トルク容量tTc１と、第２クラッチ７の目標伝達トルク容量tTc２と、で規定される。
【００２９】
また、この制御システムは、少なくとも、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ１１と、モータ／ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ／ジェネレータ回転センサ１２と、変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ１３と、変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ１４と、エンジン１の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ１５と、モータ／ジェネレータ５用の電力を蓄電しておくバッテリ９の蓄電状態SOCを検出する蓄電状態センサ１６と、を具備しており、上記動作点の決定のために、これらの検出信号が上記統合コントローラ２０に入力されている。
【００３０】
なお、エンジン回転センサ１１、モータ／ジェネレータ回転センサ１２、入力回転センサ１３、出力回転センサ１４は、例えば図１〜図３に示すように配置される。
【００３１】
上記統合コントローラ２０は、上記の入力情報の中のアクセル開度APOと、バッテリ蓄電状態SOCと、変速機出力回転数No（車速VSP）と、から、運転者が要求している車両の駆動力を実現可能な走行モード（EVモードあるいはHEVモード）を選択するとともに、目標エンジントルクtTe、目標モータ／ジェネレータトルクtTm（あるいは目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）、目標第１クラッチ伝達トルク容量tTc１、および目標第２クラッチ伝達トルク容量tTc２、をそれぞれ演算する。
【００３２】
上記目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ２１に供給され、エンジンコントローラ２１は、実際のエンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようにエンジン１を制御する。例えば、上記エンジン１はガソリンエンジンからなり、そのスロットルバルブを介してエンジントルクTeが制御される。
【００３３】
一方、上記目標モータ／ジェネレータトルクtTm（あるいは目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）はモータ／ジェネレータコントローラ２２に供給され、このモータ／ジェネレータコントローラ２２は、モータ／ジェネレータ５のトルクTm（または回転数Nm）が目標モータ／ジェネレータトルクtTm（または目標モータ／ジェネレータ回転数tNm）となるように、インバータ１０を介してモータ／ジェネレータ５を制御する。
【００３４】
また、上記統合コントローラ２０は、目標第１クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第２クラッチ伝達トルク容量tTc2にそれぞれ対応したソレノイド電流を第１クラッチ６および第２クラッチ７の締結制御ソレノイドバルブ（図示せず）に供給し、第１クラッチ６の伝達トルク容量Tc1が目標伝達トルク容量tTc1に一致するように、また、第２クラッチ７の伝達トルク容量Tc2が目標第２クラッチ伝達トルク容量tTc2に一致するように、第１クラッチ６および第２クラッチ７の締結状態を個々に制御する。
【００３５】
図５は、本実施例に係る変速制御の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば変速制御の開始ｔ１（図６〜図１０参照）とともに実行される。なお、変速開始ｔ１からイナーシャフェーズへの移行時ｔ２までのトルクフェーズにおいては、変速種に応じて締結及び解放される摩擦締結要素を作動させるように、その締結油圧及び解放油圧が制御されるとともに、エンジン１及びモータ／ジェネレータ５が所定の目標トルクへ向けてトルク制御される。
【００３６】
ステップＳ１１では、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行したかを検出・判定する。この判定は、例えば自動変速機３の入力回転数と出力回転数とに基づくスリップの検知により行われる。このステップＳ１１においてイナーシャフェーズへ移行したと判定されるとステップＳ１２へ進む。このステップＳ１２では、変速比の小さい高速段側へのアップシフト変速であるか、あるいは変速比の大きい低速段側へのダウンシフト変速であるかを判定する。
【００３７】
ステップＳ１３及びＳ１４では、運転者に操作されるアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度ＡＰＯ及び車速などに基づいて、変速ショックの低減を重視した第１変速パターンであるか、あるいは応答性を重視した第２変速パターンであるかを判定する。具体的には、運転者によるアクセルペダルの踏込み操作や足離し操作などのアクセル操作によって変速が行われるときには、応答性重視の第２変速パターンが選択され、アクセル開度ＡＰＯが略一定で、主に車速変化によって変速が行われるときには、変速ショック低減重視の第１変速パターンが選択される。
【００３８】
ステップＳ１５では、この変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）であるかを判定する。例えば、Ｄレンジの１速及び２速でワンウェイクラッチが締結される自動変速機３の場合、３速から２速へのダウンシフト変速時などで、このステップＳ１５の判定が肯定される。
【００３９】
ステップＳ１６では、車輪のスリップ率を所定範囲内に維持するスリップ制御として、モータ／ジェネレータ５及びエンジン１の駆動力やブレーキ力を調整するトラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ）制御が非作動状態（ＯＦＦ）であるかを判定する。
【００４０】
ここで、変速過程におけるイナーシャフェーズでは、自動変速機３の入力軸３ａに接続するモータ／ジェネレータ５のモータ回転数を、周知のフィードバック制御等によって、所定の目標回転数へ向けて回転数制御している。そして、ステップＳ１７〜Ｓ２２においては、上記の第１，第２変速パターン等に応じて、この目標回転数及びその変化率の設定を切り換えている。
【００４１】
アップシフト変速時であって、かつ、ショック低減重視の第１変速パターンである場合には、ステップＳ１２，Ｓ１３が肯定されてステップＳ１７へ進み、オートアップ用の目標回転数の設定が行われる（図６参照）。アップシフト変速時であって、かつ、応答性重視の第２変速パターンである場合、ステップＳ１２が肯定，ステップＳ１３が否定されてステップＳ１８へ進み、コーストアップ用の目標回転数の設定が行われる（図７参照）。ダウンシフト変速時であって、かつ、ショック低減重視の第１変速パターンである場合、ステップＳ１２が否定，ステップＳ１４が肯定されてステップＳ１９へ進み、オートダウン用の目標回転数の設定が行われる（図８参照）。
【００４２】
ダウンシフト変速時であって、かつ、応答性重視の第２変速パターンである場合、ステップＳ１２，Ｓ１４が否定されてステップＳ１５へ進む。この場合、変速における締結要素がワンウエイクラッチである場合、基本的にはステップＳ２０へ進み、ワンウェイクラッチの衝突を考慮した第１の踏込みダウン用の目標回転数の設定が行われれ（図９参照）、締結要素がワンウエイクラッチでなければ、ステップＳ２１へ進み、ワンウェイクラッチの衝突を考慮しない第２の踏込みダウン用の目標回転数の設定が行われる（図１０参照）。但し、上記のＴＣＳ制御が作動中であれば、締結要素がワンウエイクラッチであっても、ステップＳ１６からステップＳ２１へ進み、第２の踏込みダウン用の目標回転数の設定が行われる。
【００４３】
ここで、「オートアップ」とは、例えばアクセル開度ＡＰＯがほぼ一定で、車速の上昇に応じてアップシフト変速が行われる場合のように、主に車速の変化による第１変速パターンでのアップシフト側への変速モードである。「コーストアップ」とは、例えば運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる状態から足を離すことによりアップシフト変速が行われる場合のように、運転者のアクセル操作による第２変速パターンでのアップシフト側への変速モードである。「オートダウン」とは、例えばアクセル開度ＡＰＯが「０」、つまり運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない（足を離している）状況で、車速の低下に応じてダウンシフト変速が行われる場合のように、主に車速の変化による第１変速パターンでのダウンシフト側への変速モードである。「踏込みダウン」とは、例えば運転者によるアクセル開度ＡＰＯの増加（踏込み、踏み増し）によってダウンシフト変速が行われる場合のように、運転者のアクセル操作による第２変速パターンでのダウンシフト側への変速モードである。
【００４４】
次に、オートアップ等の個々の変速モードにおける具体的な目標回転数の設定処理について、図６〜図１０を参照して説明する。図中、（Ａ）は運転者により操作されるアクセルペダルの操作量ＡＰＯであり、（Ｂ）のＮＸＴＧＰ＿ＨＣＭは、変速指令に応じた変速開始時ｔ１に「１」に設定される変速開始フラグ、ＣＵＲＧＰは変速終了時に「１」に設定される変速終了フラグである。（Ｃ）は、モータ／ジェネレータ５のモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶ及びその目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶを示している。このモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶは、自動変速機３の入力回転数と等しく、また第１クラッチ６の締結状態ではエンジン回転数とほぼ等しい。
【００４５】
（Ｄ）は、変速モードを表す信号ＳＩＰを示している。この信号ＳＩＰは、イナーシャフェーズの開始ｔ２とともに出力され、イナーシャフェーズの終了時ｔ３に出力停止、つまり「０」とされる。この信号ＳＩＰによって表される変速モードに応じて、イナーシャフェーズにおける目標回転数及びその変化率の設定が切り換えられることとなる。この例では、信号ＳＩＰの「１」がオートアップ、「２」がコーストアップ、「４」がオートダウン、「７」が踏込みダウンに対応している。
【００４６】
（Ｅ）は、この変速で締結される締結要素の供給油圧Ａｐｐｌｙ＿ＰＲＳ、（Ｆ）は、この変速で解放される解放要素の解除油圧Ｒｅｌｅａｓｅ＿ＰＲＳを示している。（Ｇ）はエンジントルクＥＮＧＴＲＧ及びモータトルクＭｏｔｏｒ＿ＴＲＱ、（Ｈ）は駆動輪側へ出力・伝達される駆動力を示している。
【００４７】
また、（Ｉ）は変速過程における各領域の主な動作内容を示しており、領域Ａは、変速開始直後のトルク制御が行われるトルクフェーズ（前処理を含む）、領域Ｂ（図９及び図１０では領域Ｂ及び領域Ｃ）は、本実施例に係るモータ回転数制御が行われるイナーシャフェーズ、領域Ｃ（図９及び図１０では領域Ｄ）は、イナーシャフェーズ後のトルク制御が行われるトルクフェーズ（後処理を含む）を示している。なお、図中の「Ｆ／Ｃ」はエンジンの燃料カット、「ＣＬ１」は第１クラッチ６を表している。（Ｊ）は各領域間の代表的な遷移条件を示している。
【００４８】
図６は、オートアップ（第１変速パターン）における目標回転数及びその変化率等の変化を示している。同図に示すように、このオートアップでは、イナーシャフェーズの開始時ｔ２から所定期間ΔＴ１、目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶの変化率を所定の低い値ＲＬ１に制限している。つまり、目標回転数の基本値は変速終了後の変速機入力回転数（モータ回転数）に相当する変速終了回転数ＲＥＶ０に設定されているが、その変化率が所定値ＲＬ１に制限されているため、実際の目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶは図６に示すように変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて所定の変化率ＲＬ１でもって徐々に低下することとなり、フィードバック制御によりモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶも目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶに追従して徐々に低下していく。
【００４９】
また、図６（Ｇ）に示すように、この期間ΔＴ１では、モータトルクはモータ回転数の低下に追従して一時的に大きく低下あるいは負トルク（回生）になり、このようなモータトルクの一時的な低下にあわせて、このモータ／ジェネレータ５に接続するエンジン１のトルクを、フィードフォワード制御により所定のトルク低下量ΔＴｅだけ低下させている。このトルク低下量ΔＴｅは目標角加速度や締結クラッチトルク等に基づいて予め適合・設定されている。
【００５０】
このイナーシャフェーズの途中の、モータ回転数（あるいは目標回転数）と変速終了回転数ＲＥＶ０との回転数差ΔＲＥＶが所定値（例えば、１００ｒｐｍ程度）まで低下した時点ｔ２ａで、エンジントルクの低下（ΔＴｅ）を終了するとともに、所定期間、目標回転数の変化率ＲＬ２を更に低くするか、あるいは変化率ＲＬ２を０として目標回転数を一定とする。これによって、モータ回転数を低下させるために一時的に低下・回生していたモータトルクが変速後のモータトルクに相当する値まで復帰・上昇する。その後、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて徐々に低下させていき、僅かな回転数差ΔＲＥＶをモータ回転数制御によって滑らかに吸収・収束させる。このように、モータ回転数が変速終了回転数ＲＥＶ０に達する前に、予め目標回転数の変化率を更に低い値ＲＬ２に制限することで、クラッチの掛け替えが完了するイナーシャフェーズの終了時期ｔ３の近傍で、エンジントルクの低下（ΔＴｅ）からの復帰やモータトルクの一時的な低下・回生からの復帰によるトルク変動の影響を受けることがなく、クラッチ掛け替え時に変速ショックを生じることがない。
【００５１】
なお、図６（Ｅ）に示すように、このイナーシャフェーズ中の締結圧Ａｐｐｌｙ＿ＰＲＳは、変速終了後の目標駆動トルク（ＨＣＭＩｎｐＴｒｑ）に相当する一定の値に維持され、解除圧Ｒｅｌｅａｓｅ＿ＰＲＳも一定の値に保持される。このようにモータ／ジェネレータの目標回転数及びその変化率，締結圧，解放圧及びエンジントルク等の協調制御によって、図６（Ｇ）に示すように、イナーシャフェーズの開始以降（ｔ２〜）の駆動力段差を低減・解消し、トルクコンバータを具備しないパワートレーンにあっても、変速ショックのない滑らかな変速を実現することができる。
【００５２】
図７は、コーストアップ（第２変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。このコーストアップでは、上記のオートアップ（第１変速パターン）に比して、イナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を、終始高い値ＲＬ３に維持して、変化率の制限を緩和するか、あるいは変化率の制限を解除している。これによって、イナーシャフェーズの開始時点ｔ２からモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶを速やかに変速終了回転数ＲＥＶ０まで低下させることができ、イナーシャフェーズに要する時間を短縮し、変速の応答性を向上することができる。
【００５３】
このように、同じアップシフト側への変速であっても、運転者のアクセル操作によらず車速の変化により変速が行われるオートアップ（第１変速パターン）では、変速ショックの低減を重視してイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を低く制限する一方、運転者の要求により変速が行われるコーストアップ（第２変速パターン）では、応答性を重視してイナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を高くするか、あるいは変化率の制限を解除しており、これによって、運転者による変速要求の有無に応じた形で、変速ショックの低減と応答性の向上とを両立することができる。
【００５４】
図８は、オートダウン（第１変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。このオートダウンでは、上記のオートアップと同様に、イナーシャフェーズへの移行時点ｔ２から所定期間、目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶの変化率を、所定の低い値ＲＬ４に制限する。つまり、目標回転数の基本値は変速終了回転数ＲＥＶ０に設定されているが、その変化率を所定値ＲＬ４に制限することで、図８に示すように、実際の目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶは所定の変化率ＲＬ４でもって徐々に上昇することとなり、フィードバック制御により実モータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶも目標回転数Ｔａｒｇｅｔ＿ＲＥＶに追従して緩やかに上昇していく。
【００５５】
また、上記のオートアップ（図６）と同様、イナーシャフェーズの途中に、モータ回転数（あるいは目標回転数）と変速終了回転数ＲＥＶ０との回転数差が所定値まで低下すると、目標回転数の変化率ＲＬ５を更に低く制限し、その後、僅かな回転数差をモータ回転数制御によって吸収・収束させている。これによって、上記のオートアップ時と同様、変速ショックのない滑らかな変速を実現することができる。
【００５６】
図９は、第１の踏込みダウン（第２変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。この第１の踏込みダウンでは、図８に示すオートダウン（第１変速パターン）に比して、イナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率ＲＬ６を高い値として、変化率の制限を緩和するか、あるいは変化率の制限を解除している。これによって、イナーシャフェーズの開始時点ｔ２からモータ回転数Ｍｏｔｏｒ＿ＲＥＶを速やかに上昇させることができ、イナーシャフェーズに要する時間を短縮し、変速の応答性を向上することができる。
【００５７】
また、この第１の踏込みダウンにあっては、変速後に締結される摩擦締結要素の締結トルクをイナーシャフェーズ中に正トルクとして用いるために、イナーシャフェーズの移行時点ｔ２からクラッチトルクの掛け替えが終了する時点ｔ２ｂまで、目標回転数の基本値（変化率により制限される前の値）を、変速終了回転数ＲＥＶ０よりも更に高い値ＲＥＶ１に設定している。そして、クラッチトルクの掛け替え終了判定後（ｔ２ｂ〜）においては、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて滑らかに低下させていき、モータ回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ滑らかに収束させている。
【００５８】
図１０は、ワンウェイクラッチの衝突ショックを考慮した第２の踏込みダウン（第２変速パターン）における目標回転数等の変化を示している。この場合、変速により締結される締結要素がワンウェイクラッチであるために、締結圧Ａｐｐｌｙ＿ＰＲＳは供給されない。
【００５９】
この第２の踏込みダウンでは、ワンウェイクラッチの衝突によるショックを低減・解消するように、第１の踏込みダウンモードに対し、イナーシャフェーズにおける目標回転数の基本値（変化率により制限される前の値）を、変速終了回転数ＲＥＶ０よりも低い所定値ＲＥＶ２に設定している。そして、イナーシャフェーズの途中の時点、例えばモータ回転数（あるいは目標回転数）と変速終了回転数ＲＥＶ０との回転数差が所定値以下となった時点ｔ２ｃで、目標回転数の基本値を上記の所定値ＲＥＶ２から変速終了回転数ＲＥＶ０に変更するとともに、その変化率を低い値に変更することで、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０へ向けて緩やかに上昇させていき、モータ回転数を滑らかに変速終了回転数へ収束させている。
【００６０】
但し、上述したＴＣＳ制御の作動中である場合には、トルク変動が生じる初期段階でＴＣＳ制御が作用するために、ワンウェイクラッチの衝突によるショックを実質的に生じることがない。従って、ＴＣＳ制御の作動中である場合には、変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチであっても、図９に示すような第１の踏込みダウン用の目標回転数及びその変化率の設定を行う。つまり、目標回転数を変速終了回転数ＲＥＶ０よりも高い値ＲＥＶ１に設定するとともに、目標回転数の変化率を一定の高い値ＲＬ６に保持（あるいは変化率の制限を解除）して、速やかにモータ回転数を上昇させる。これによって、イナーシャフェーズに要する時間を短縮し、その応答性を向上することができる。
【００６１】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例のようなエンジンとモータとを併用するハイブリッド車両に限らず、駆動源としてモータのみを有する電気自動車に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１…エンジン
３…自動変速機
５…モータ／ジェネレータ
６…第１クラッチ
７…第２クラッチ
９…バッテリ
１０…インバータ
２０…統合コントローラ
２１…エンジン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを有する駆動源と駆動輪との間に、摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する自動変速機が介装された車両の変速制御装置において、
この自動変速機による変速時に、上記摩擦締結要素の掛け替えを行うとともに、変速過程のイナーシャフェーズでは、上記モータを目標回転数へ向けて回転数制御する変速制御手段と、
上記目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
少なくとも車速と運転者によるアクセル操作とに基づいて、第１変速パターンと、この第１変速パターンよりも応答性を重視した第２変速パターンと、を切り換える切換手段と、を有し、
上記目標回転数設定手段は、上記第１変速パターンでは、上記第２変速パターンに比して、上記イナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を低くすることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項２】
上記切換手段は、主に車速の変化に応じて変速が行われときには、上記第１変速パターンを選択す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】
上記切換手段は、運転者のアクセル操作に応じて変速が行われるときには、上記第２変速パターンを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の変速制御装置。
【請求項４】
上記目標回転数設定手段は、上記第１変速パターンでは、イナーシャフェーズの途中で、上記目標回転数の変化率を更に低くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の変速制御装置。
【請求項５】
上記目標回転数設定手段は、上記第２変速パターンでは、上記モータ回転数が所定の変速終了回転数に達するまで、上記目標回転数の変化率を一定に維持するか、あるいは変化率の制限を解除することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両の変速制御装置。
【請求項６】
上記目標回転数設定手段は、上記第２変速パターンであって、かつ、変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチである場合には、イナーシャフェーズの途中で、目標回転数の変化率を低くすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両の変速制御装置。
【請求項７】
車輪のスリップ率を所定範囲内に維持するスリップ制御を行うスリップ制御手段を有し、
上記目標回転数設定手段は、上記第２変速パターンでのダウンシフト変速時であって、かつ上記スリップ制御の作動中である場合には、変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチであっても、上記モータ回転数が所定の変速終了回転数に達するまで、上記目標回転数の変化率を一定に保持することを特徴とする請求項６に記載の車両の変速制御装置。
【請求項１】
モータを有する駆動源と駆動輪との間に、摩擦締結要素の掛け替えにより複数の変速段を実現する自動変速機が介装された車両の変速制御装置において、
この自動変速機による変速時に、上記摩擦締結要素の掛け替えを行うとともに、変速過程のイナーシャフェーズでは、上記モータを目標回転数へ向けて回転数制御する変速制御手段と、
上記目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
少なくとも車速と運転者によるアクセル操作とに基づいて、第１変速パターンと、この第１変速パターンよりも応答性を重視した第２変速パターンと、を切り換える切換手段と、を有し、
上記目標回転数設定手段は、上記第１変速パターンでは、上記第２変速パターンに比して、上記イナーシャフェーズにおける目標回転数の変化率を低くすることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項２】
上記切換手段は、主に車速の変化に応じて変速が行われときには、上記第１変速パターンを選択す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】
上記切換手段は、運転者のアクセル操作に応じて変速が行われるときには、上記第２変速パターンを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の変速制御装置。
【請求項４】
上記目標回転数設定手段は、上記第１変速パターンでは、イナーシャフェーズの途中で、上記目標回転数の変化率を更に低くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の変速制御装置。
【請求項５】
上記目標回転数設定手段は、上記第２変速パターンでは、上記モータ回転数が所定の変速終了回転数に達するまで、上記目標回転数の変化率を一定に維持するか、あるいは変化率の制限を解除することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両の変速制御装置。
【請求項６】
上記目標回転数設定手段は、上記第２変速パターンであって、かつ、変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチである場合には、イナーシャフェーズの途中で、目標回転数の変化率を低くすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両の変速制御装置。
【請求項７】
車輪のスリップ率を所定範囲内に維持するスリップ制御を行うスリップ制御手段を有し、
上記目標回転数設定手段は、上記第２変速パターンでのダウンシフト変速時であって、かつ上記スリップ制御の作動中である場合には、変速により締結される摩擦締結要素がワンウェイクラッチであっても、上記モータ回転数が所定の変速終了回転数に達するまで、上記目標回転数の変化率を一定に保持することを特徴とする請求項６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７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９１６６６（Ｐ２０１２−９１６６６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０３５９（Ｐ２０１０−２４０３５９）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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