車両の駆動力制御装置
【課題】 アップシフト時の変速ショックを抑制すると共に、イナーシャトルクを有効に利用してエネルギー効率を向上できる車両の駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】 車両は、エンジンＥＮＧ、電動機ＭＧ、二次電池１、及び検知手段２１ｃを有する駆動力制御装置２１を備える。駆動力制御装置２１は、アップシフト時のイナーシャ相中に、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段２１ｃで検知されたイナーシャトルクに基づいて電動機ＭＧで発電させて二次電池１に充電する回生を行なうか、又は電動機ＭＧの駆動力を減少させる。
【解決手段】 車両は、エンジンＥＮＧ、電動機ＭＧ、二次電池１、及び検知手段２１ｃを有する駆動力制御装置２１を備える。駆動力制御装置２１は、アップシフト時のイナーシャ相中に、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段２１ｃで検知されたイナーシャトルクに基づいて電動機ＭＧで発電させて二次電池１に充電する回生を行なうか、又は電動機ＭＧの駆動力を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
原動機と電動機と自動変速機とを備える車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原動機たるエンジンの駆動力によって回転する入力部材の回転速度を、クラッチ等の摩擦係合機構を介して、複数段に変速して出力する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、自動変速機でアップシフトするときには、原動機の回転数が減少することでエンジンにイナーシャトルクが発生し、このイナーシャトルクがエンジンの駆動力に上乗せされて自動変速機に伝達され、所謂変速ショックが発生する恐れがある。この変速ショックを抑制すべく、特許文献１には、エンジン回転数、車速、スロットル開度及び吸入空気量に基づいて点火時期を遅らせ、エンジンの駆動力を低減（トルクダウン）させる車両の駆動力制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５９０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両の駆動力制御装置では、最もエネルギー効率の高い点火時期から遅らせて点火することでトルクダウンしているため、エネルギー効率が低下する。
【０００５】
本発明は、アップシフト時の変速ショックを抑制すると共に、イナーシャトルクを有効に利用してエネルギー効率を向上できる車両の駆動力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】
【０００６】
［１］本発明は、原動機と、電動機と、二次電池と、原動機の駆動力により回転する入力部材を有し入力部材の回転速度を複数段に変速して駆動輪に出力自在な自動変速機とを備える車両に設けられ、電動機と自動変速機とを制御する車両の駆動力制御装置であって、複数段のうち最高速段を除く何れか１つの低速側変速段から、低速側変速段より変速比の小さい高速側変速段に変速するときにおける、原動機の回転数が変化するイナーシャ相中に、原動機で発生するイナーシャトルクを検知する検知手段を備え、イナーシャ相中に、原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行ない、又は電動機の駆動力を減少させることを特徴とする。ここで、変速比は、入力回転数を出力回転数で除算することで得られる比である。
【０００７】
本発明によれば、車両が原動機の駆動力と電動機の駆動力とを合わせて走行しているＨＥＶ走行中のときには、原動機のイナーシャトルクによって駆動輪で発生するトルクよりも、電動機の駆動力によって駆動輪で発生するトルクの方が大きい場合には、電動機の駆動力を減少させてイナーシャトルクによる駆動輪のトルク増加を阻止することができる。逆に原動機のイナーシャトルクによって駆動輪で発生するトルクよりも、電動機の駆動力によって駆動輪で発生するトルクの方が小さい場合には、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なうことによりイナーシャトルクによる駆動輪のトルク増加を阻止することができる。同様にして、車両が原動機の駆動力のみで走行しているＥＮＧ走行中のときには、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なうことによりイナーシャトルクによる駆動輪のトルク増加を阻止することができる。
【０００８】
よって、電動機の駆動力を減少させる場合には、電動機の電力消費量を減少させることができ、また、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なう場合には、イナーシャトルク分のエネルギーを二次電池に蓄えることができる。従って、本発明の駆動力制御装置によれば、イナーシャトルクを有効に利用してエネルギー効率を向上させることができると共に、原動機のイナーシャトルクによる変速ショックを抑制できる。
【０００９】
［２］本発明においては、自動変速機に、締結量を変化させることにより駆動力の伝達量を調整自在な２つの摩擦係合機構を設け、電動機を、２つの摩擦係合機構を介して原動機と駆動力を互いに伝達自在に設け、低速側変速段では、２つの摩擦係合機構のうち一方の摩擦係合機構を駆動力を伝達する状態とし、他方の摩擦係合機構を駆動力の伝達を断つ状態とし、高速側変速段では、他方の摩擦係合機構を駆動力を伝達する状態とし、一方の摩擦係合機構を駆動力の伝達を断つ状態とし、イナーシャ相中に、他方の摩擦係合機構が、原動機の駆動力と検知手段で検知されたイナーシャトルクとの合計駆動力を伝達するように、他方の摩擦係合機構の締結量を制御することが好ましい。
【００１０】
これによれば、他方の摩擦係合機構の摩耗及び発熱を抑制して、変速ショックの抑制及びエネルギー効率の向上を図ることができる。
【００１１】
［３］本発明は、入力部材を、第１と第２の２つの入力軸で構成し、自動変速機は、変速比の異なる複数のギア列と、原動機の駆動力を第１入力軸に伝達自在な第１クラッチと、原動機の駆動力を第２入力軸に伝達自在な第２クラッチと、複数のギア列の従動ギアを軸支又は固定する出力軸と、第１と第２の２つの噛合機構とを備え、第１入力軸は、変速比順位で奇数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、第２入力軸は、変速比順位で偶数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、第１噛合機構は、奇数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち第１入力軸又は出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、奇数番目のギア列の１つを選択的に確立し、第２噛合機構は、偶数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち第２入力軸又は出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、偶数番目のギア列の１つを選択的に確立し、電動機を、第１入力軸と第２入力軸と出力軸のうちの何れか１つの軸に連結したものにも適用できる。
【００１２】
この場合、低速側変速段が奇数番目のギア列により確立され、高速側変速段が偶数番目のギア列により確立される場合には、第１クラッチが一方の摩擦係合機構となり、第２クラッチが他方の摩擦係合機構となる。
【００１３】
逆に、低速側変速段が偶数番目のギア列により確立され、高速側変速段が奇数番目のギア列により確立される場合には、第２クラッチが一方の摩擦係合機構となり、第１クラッチが他方の摩擦係合機構となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の車両の駆動力制御装置の実施形態を示す説明図。
【図２】本実施形態のＥＮＧ走行中のアップシフト時の、エンジン回転数Ｎｅ及び各トルクの時間変化を示すタイムチャート。
【図３】本実施形態のＨＥＶ走行中のアップシフト時の、エンジン回転数Ｎｅ及び各トルクの時間変化を示すタイムチャート。
【図４】従来のＨＥＶ走行中のアップシフト時の、エンジン回転数Ｎｅ及び各トルクの時間変化を示すタイムチャート。
【図５】図１の駆動力制御装置２１によって実行されるイナーシャ相の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、ハイブリッド車両に適用される本発明の駆動力制御装置の実施形態を示す図である。図１に示すように、ハイブリッド車両は、原動機としてのエンジンＥＮＧと、電動機ＭＧと、電動機ＭＧと電力を授受する二次電池１と、自動変速機３１と、エンジンＥＮＧ、電動機ＭＧ、自動変速機３１を制御する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）からなる駆動力制御装置２１とを備える。
【００１６】
駆動力制御装置２１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ２１ａとこのＣＰＵ２１ａで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）２１ｂとを備え、車両速度、アクセルペダルの操作量、及びエンジンＥＮＧの回転数等を表す各種電気信号が入力されると共に、演算結果などに基づいて駆動信号を外部に出力する。ＣＰＵ２１ａには、各種電気信号に基づいて後述するイナーシャトルクを検知する検知手段２１ｃが設けられている。
【００１７】
自動変速機３１は、エンジンＥＮＧの駆動力が伝達されるエンジン出力軸３２と、図外のディファレンシャルギアを介して駆動輪としての左右の前輪に動力を出力する出力ギア３３と、変速比の異なる４つのギア列Ｇ２〜Ｇ５とを備える。出力ギア３３に駆動力を伝達することは、駆動輪に駆動力を伝達することと同じである。
【００１８】
また、自動変速機３１は、変速比順位で奇数番目の各変速段を確立する奇数番ギア列Ｇ３，Ｇ５の駆動ギアＧ３ａ，Ｇ５ａを回転自在に軸支する第１入力軸３４と、変速比順位で偶数番目の変速段を確立する偶数番ギア列Ｇ２，Ｇ４の駆動ギアＧ２ａ，Ｇ４ａを回転自在に軸支する第２入力軸３５と、リバースギアＧＲを回転自在に軸支するリバース軸３６を備える。尚、第１入力軸３４はエンジン出力軸３２と同一軸線上に配置され、第２入力軸３５及びリバース軸３６は第１入力軸３４と平行に配置されている。
【００１９】
また、自動変速機３１は、第１入力軸３４に回転自在に軸支されたアイドル駆動ギアＧｉａと、アイドル軸３７に固定されアイドル駆動ギアＧｉａに噛合する第１アイドル従動ギアＧｉｂと、第２入力軸３５に固定された第２アイドル従動ギアＧｉｃと、リバース軸３６に固定され第１アイドル従動ギアＧｉｂに噛合する第３アイドル従動ギアＧｉｄとで構成されるアイドルギア列Ｇｉを備える。尚、アイドル軸３７は第１入力軸３４と平行に配置されている。
【００２０】
自動変速機３１は、油圧作動型の乾式摩擦クラッチ又は湿式摩擦クラッチからなる第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を備える。第１クラッチＣ１は、エンジンＥＮＧの駆動力を第１入力軸３４に伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切替自在に構成されている。また、第１クラッチＣ１は、伝達状態において、締結量を変化させることで、伝達することができる駆動力を調整することができる。第２クラッチＣ２は、エンジンＥＮＧの駆動力を第２入力軸３５に伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切替自在に構成されている。また、第２クラッチＣ２は、伝達状態において、締結量を変化させることで、伝達することができる駆動力を調整することができる。エンジン出力軸３２は第１アイドル従動ギアＧｉｂ及び第２アイドル従動ギアＧｉｃを介して第２入力軸３５に連結される。
【００２１】
両クラッチＣ１，Ｃ２は、素早く状態が切り替えられるように電気式アクチュエータにより作動されるものであることが好ましい。尚、両クラッチＣ１，Ｃ２は、油圧式アクチュエータにより作動されるものであってもよい。
【００２２】
また、自動変速機３１には、エンジン出力軸３２と同軸上に位置させて、遊星歯車機構ＰＧが配置されている。遊星歯車機構ＰＧは、サンギアＳａと、リングギアＲａと、サンギアＳａ及びリングギアＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。
【００２３】
遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳａ、キャリアＣａ、リングギアＲａからなる３つの要素を、速度線図（各要素の相対的な回転速度の比を直線で表すことができる図）におけるギア比に対応する間隔での並び順にサンギアＳａ側からそれぞれ第１要素、第２要素、第３要素とすると、第１要素はサンギアＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギアＲａとなる。
【００２４】
そして、遊星歯車機構ＰＧのギア比（リングギアＲａの歯数／サンギアＳａの歯数）をｇとして、第１要素たるサンギアＳａと第２要素たるキャリアＣａの間の間隔と、第２要素たるキャリアＣａと第３要素たるリングギアＲａの間の間隔との比が、ｇ：１となる。
【００２５】
第１要素たるサンギアＳａは、第１入力軸３４に固定されている。第２要素たるキャリアＣａは、３速ギア列Ｇ３の３速駆動ギアＧ３ａに連結されている。第３要素たるリングギアＲａは、ロック機構Ｒ１により変速機ケース７に解除自在に固定される。
【００２６】
ロック機構Ｒ１は、リングギアＲａが変速機ケース７に固定される固定状態、又はリングギアＲａが回転自在な開放状態の何れかの状態に切替自在なシンクロメッシュ機構で構成されている。
【００２７】
尚、ロック機構Ｒ１は、シンクロメッシュ機構に限らず、同期機能がないドグクラッチ、湿式多板ブレーキ、ハブブレーキ、バンドブレーキ、ワンウェイクラッチ、２ウェイクラッチなどで構成してもよい。また、遊星歯車機構ＰＧは、シングルピニオン型に限らず、サンギアと、リングギアと、互いに噛合し一方がサンギア、他方がリングギアに噛合する一対のピニオンＰａ，Ｐａ’を自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギア（第１要素）を第１入力軸３４に固定し、リングギア（第３要素）を３速ギア列Ｇ３の３速駆動ギアＧ３ａに連結し、キャリア（第２要素）をロック機構Ｒ１で変速機ケース７に解除自在に固定するように構成すればよい。
【００２８】
遊星歯車機構ＰＧの径方向外方には、中空の電動機ＭＧが配置されている。換言すれば、遊星歯車機構ＰＧは、中空の電動機ＭＧの内方に配置されている。電動機ＭＧは、ステータＭＧａとロータＭＧｂとを備える。
【００２９】
また、電動機ＭＧは、駆動力制御装置２１の指示信号に基づき、パワードライブユニットＰＤＵを介して制御される。駆動力制御装置２１は、パワードライブユニットＰＤＵを、二次電池１の電力を消費して電動機ＭＧを駆動させる駆動状態と、ロータＭＧｂの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をパワードライブユニットＰＤＵを介して二次電池１に充電する回生状態とに適宜切り替える。
【００３０】
出力ギア３３を軸支する出力軸３３ａには、２速駆動ギアＧ２ａ及び３速駆動ギアＧ３ａに噛合する第１従動ギアＧｏ１が固定されている。出力軸３３ａには、４速駆動ギアＧ４ａ及び５速駆動ギアＧ５ａに噛合する第２従動ギアＧｏ２が固定されている。
【００３１】
このように、２速ギア列Ｇ２と３速ギア列Ｇ３の従動ギア、及び４速ギア列Ｇ４と５速ギア列Ｇ５の従動ギアとをそれぞれ１つのギアＧｏ１，Ｇｏ２で構成することにより、自動変速機の軸長を短くすることができ、ＦＦ（前輪駆動）方式の車両への搭載性を向上させることができる。
【００３２】
また、第１入力軸３４には、リバースギアＧＲに噛合するリバース従動ギアＧＲａが固定されている。
【００３３】
第１入力軸３４には、シンクロメッシュ機構で構成され、３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態、５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態、３速駆動ギアＧ３ａ及び５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切替選択自在な第１噛合機構ＳＭ１が設けられている。
【００３４】
第２入力軸３５には、シンクロメッシュ機構で構成され、２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結した２速側連結状態、４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結した４速側連結状態、２速駆動ギアＧ２ａ及び４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切替選択自在な第２噛合機構ＳＭ２が設けられている。
【００３５】
リバース軸３６には、シンクロメッシュ機構で構成され、リバースギアＧＲとリバース軸３６とを連結した連結状態と、この連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切替選択自在な第３噛合機構ＳＭ３が設けられている。
【００３６】
次に、上記のように構成された自動変速機３１の作動について説明する。
【００３７】
自動変速機３１では、第１クラッチＣ１を係合させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いてエンジンＥＮＧを始動させることができる。
【００３８】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて１速段を確立する場合には、ロック機構Ｒ１により遊星歯車機構ＰＧのリングギアＲａを固定状態とし、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。ここで、エンジンＥＮＧの駆動力のみによる走行をＥＮＧ走行という。
【００３９】
エンジンＥＮＧの駆動力は、エンジン出力軸３２、第１クラッチＣ１、第１入力軸３４を介して、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳａに入力され、エンジン出力軸３２に入力されたエンジンＥＮＧの回転数が１／（ｇ＋１）に減速されて、キャリアＣａを介し３速駆動ギアＧ３ａに伝達される。
【００４０】
３速駆動ギアＧ３ａに伝達された駆動力は、３速駆動ギアＧ３ａ及び第１従動ギアＧｏ１で構成される３速ギア列Ｇ３のギア比（駆動ギアの歯数／従動ギアの歯数）をｉとして、１／｛ｉ（ｇ＋１）｝に変速されて第１従動ギアＧｏ１及び出力軸３３ａを介し出力ギア３３から出力され、１速段が確立される。
【００４１】
このように、自動変速機３１では、遊星歯車機構ＰＧ及び３速ギア列で１速段を確立できるため、１速段専用の噛合機構が必要なく、これにより、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００４２】
尚、１速段において、車両が減速状態にあり、且つ二次電池１の充電率ＳＯＣ（State Of Charge）に応じて、駆動力制御装置２１は、電動機ＭＧでブレーキをかけることにより発電を行う減速回生運転を行う。また、二次電池１の充電率ＳＯＣに応じて、電動機ＭＧを駆動させて、エンジンＥＮＧの駆動力を補助するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行、又は電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができる。
【００４３】
また、ＥＶ走行中であって車両の減速が許容された状態であり且つ車両速度が一定速度以上の場合には、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いることなく、車両の運動エネルギーを用いてエンジンＥＮＧを始動させることができる。
【００４４】
また、１速段で走行中に２速段にアップシフトされることを駆動力制御装置２１が車両速度やアクセルペダルの操作量等の各種電気信号から予測した場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結させる２速側連結状態又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００４５】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて２速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結させた２速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を締結して伝達状態とする。この場合、エンジンＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギア列Ｇｉ、第２入力軸３５、２速ギア列Ｇ２及び出力軸３３ａを介して、出力ギア３３から出力される。
【００４６】
尚、２速段において、駆動力制御装置２１がアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００４７】
逆に、駆動力制御装置２１がダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を、第３駆動ギアＧ３ａ及び第５駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４との連結を断つニュートラル状態とする。
【００４８】
これにより、アップシフト又はダウンシフトを、第１クラッチＣ１を伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とするだけで行うことができ、変速段の切り替えを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。
【００４９】
また、２速段においても、車両が減速状態にある場合、二次電池１の充電率ＳＯＣに応じて、駆動力制御装置２１は、減速回生運転を行う。２速段において減速回生運転を行う場合には、第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態であるか、ニュートラル状態であるかで異なる。
【００５０】
第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態である場合には、第２駆動ギアＧ２ａで回転される第１従動ギアＧｏ１によって回転する第３駆動ギアＧ３ａが第１入力軸３４を介して電動機ＭＧのロータＭＧｂを回転させるため、このロータＭＧｂの回転を抑制しブレーキをかけることにより発電して回生を行う。
【００５１】
第１噛合機構ＳＭ１がニュートラル状態である場合には、ロック機構Ｒ１を固定状態とすることによりリングギアＲａの回転数を「０」とし、第１従動ギアＧｏ１に噛合する３速駆動ギアＧ３ａと共に回転するキャリアＣａの回転数を、サンギアＳａに連結させた電動機ＭＧにより発電させることによりブレーキをかけて、回生を行う。
【００５２】
また、２速段においてＨＥＶ走行する場合には、例えば、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結させた３速側連結状態として、ロック機構Ｒ１を開放状態とすることにより遊星歯車機構ＰＧを各要素が相対回転不能な状態とし、電動機ＭＧの駆動力を３速ギア列Ｇ３を介して出力ギア３３に伝達することにより行うことができる。または、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態として、ロック機構Ｒ１を固定状態としてリングギアＲａの回転数を「０」とし、電動機ＭＧの駆動力を１速段の経路で第１従動ギアＧｏ１に伝達することによっても、２速段によるＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、２速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、３速ギア列Ｇ３、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００５３】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて３速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結させた３速側連結状態として、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。この場合、エンジンＥＮＧの駆動力は、エンジン出力軸３２、第１クラッチＣ１、第１入力軸３４、第１噛合機構ＳＭ１、３速ギア列Ｇ３を介して、出力ギア３３に伝達され、１／ｉの回転数で出力される。
【００５４】
３速段においては、第１噛合機構ＳＭ１が３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結させた３速側連結状態となっているため、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳａとキャリアＣａとが同一回転となる。
【００５５】
従って、遊星歯車機構ＰＧの各要素が相対回転不能な状態となり、電動機ＭＧでサンギアＳａにブレーキをかければ減速回生となり、電動機ＭＧでサンギアＳａに駆動力を伝達させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、３速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、３速ギア列Ｇ３、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００５６】
また、第１クラッチＣ１を開放して、電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行も可能である。
【００５７】
３速段において、駆動力制御装置２１は、車両速度やアクセルペダルの操作量等の各種電気信号に基づきダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結する２速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とし、アップシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結する４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００５８】
これにより、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とし、第１クラッチＣ１を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切替えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。
【００５９】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて４速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結させた４速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。この場合、エンジンＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギア列Ｇｉ、第２入力軸３５、４速ギア列Ｇ４及び出力軸３３ａを介して、出力ギア３３から出力される。
【００６０】
４速段で走行中は、駆動力制御装置２１が各種電気信号からダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００６１】
逆に、駆動力制御装置２１が各種電気信号からアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態、又は、この状態に近付けるプレシフト状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。
【００６２】
４速段で走行中に減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合には、駆動力制御装置２１がダウンシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態とし、電動機ＭＧでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、４速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、３速ギア列Ｇ３、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００６３】
駆動力制御装置２１がアップシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態とし、電動機ＭＧによりブレーキをかければ減速回生、電動機ＭＧから駆動力を伝達させればＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、４速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、５速ギア列Ｇ５、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００６４】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて５速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態とする。５速段においては、第１クラッチＣ１が伝達状態とされることによりエンジンＥＮＧと電動機ＭＧとが直結された状態となるため、電動機ＭＧから駆動力を出力すればＨＥＶ走行を行うことができ、電動機ＭＧでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。
【００６５】
尚、５速段でＥＶ走行を行う場合には、第１クラッチＣ１を開放状態とすればよい。また、５速段でのＥＶ走行中に、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、エンジンＥＮＧの始動を行うこともできる。
【００６６】
駆動力制御装置２１は、５速段で走行中に各種電気信号から４速段へのダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結させた４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。これにより、４速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。
【００６７】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて後進段を確立する場合には、ロック機構Ｒ１を固定状態とし、第３噛合機構ＳＭ３をリバースギアＧＲとリバース軸３６とを連結した連結状態として、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。これにより、エンジン出力軸３２の駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギア列Ｇｉ、リバースギアＧＲ、リバース従動ギアＧＲａ、サンギアＳａ、キャリアＣａ、３速ギア列Ｇ３及び出力軸３３ａを介して後進方向の回転として、出力ギア３３から出力され、後進段が確立される。
【００６８】
１速段から２速段にアップシフトする場合、及び３速段から４速段にアップシフトする場合には、第２クラッチＣ２が本発明の「低速側変速段で開放状態となり高速側変速段で締結状態となる他方の摩擦係合機構」に該当し、第１クラッチＣ１が本発明の「低速側変速段で締結状態となり高速側変速段で開放状態となる一方の摩擦係合機構」に該当する。
【００６９】
また、２速段から３速段にアップシフトする場合、及び４速段から５速段にアップシフトする場合には、第１クラッチＣ１が本発明の「低速側変速段で開放状態となり高速側変速段で締結状態となる他方の摩擦係合機構」に該当し、第２クラッチＣ２が本発明の「低速側変速段で締結状態となり高速側変速段で開放状態となる一方の摩擦係合機構」に該当する。
【００７０】
以降、本実施形態においては、「低速側変速段で開放状態となり高速側変速段で締結状態となる他方の摩擦係合機構」を「次段クラッチ」といい、「低速側変速段で締結状態となり高速側変速段で開放状態となる一方の摩擦係合機構」を「前段クラッチ」という。また、この場合の「低速側変速段」を「前段」といい、「高速側変速段」を「次段」という。
【００７１】
次に、アップシフト時の本実施形態の車両の駆動力制御装置２１による駆動力制御について説明する。
【００７２】
まず、ＥＮＧ走行中のアップシフト時の駆動力制御について図２を参照して説明する。図２は、ＥＮＧ走行中のアップシフト時の回転数やトルクの時間変化を示す図である。図２の（ａ）〜（ｈ）の横軸は時間（単位はｓ（秒））である。また、図２（ａ）の縦軸はエンジン回転数Ｎｅ（単位はｒｐｍ）、図２（ｂ）の縦軸はエンジントルクＴｅ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｃ）の縦軸は前段クラッチトルクＴｐｃ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｄ）の縦軸は次段クラッチトルクＴｎｃ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｅ）の縦軸はモータトルクＴｍ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｆ）の縦軸はクラッチ足軸トルクＴｏｃ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｇ）の縦軸はモータ足軸トルクＴｏｍ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｈ）の縦軸は足軸トルクＴｏ（単位はＮ・ｍ）である。
【００７３】
ここで、エンジン回転数ＮｅはエンジンＥＮＧの回転数であり、エンジントルクＴｅはエンジンＥＮＧの出力するトルク（駆動力）である。前段クラッチトルクＴｐｃは前段クラッチの締結量によって決定される伝達可能な最大トルクであり、次段クラッチトルクＴｎｃは次段クラッチの締結量によって決定される伝達可能な最大トルクである。モータトルクＴｍは電動機ＭＧの出力するトルク（駆動力）である。
【００７４】
また、クラッチ足軸トルクＴｏｃは、エンジントルクＴｅ及びエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉの合計駆動力が第１クラッチＣ１及び奇数番目のギア列（３速ギア列Ｇ３，５速ギア列Ｇ５）を介して出力ギア３３に伝達されるトルクと、エンジントルクＴｅ及びエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉの合計駆動力が第２クラッチＣ２及び偶数番目のギア列（２速ギア列Ｇ２，４速ギア列Ｇ４）を介して出力ギア３３に伝達されるトルクとを合わせた合計駆動力である。モータ足軸トルクＴｏｍはモータトルクＴｍが３速ギア列Ｇ３及び５速ギア列Ｇ５のいずれかを介して出力ギア３３に伝達されるトルクである。足軸トルクＴｏは、クラッチ足軸トルクＴｏｃとモータ足軸トルクＴｏｍとを合わせた合計駆動力である。すなわち、足軸トルクＴｏは、自動変速機３１から出力ギア３３に伝達されるトルクである。
【００７５】
また、モータトルクＴｍ及びモータ足軸トルクＴｏｍが、正の値のときには電動機ＭＧの駆動力が出力ギア３３に伝達されている状態であり、負の値のときには電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生をしている状態である。
【００７６】
尚、図２では、エンジントルクＴｅ（図２（ｂ））が一定のＴＱ１で維持されるものとして説明する。車両が前段でＥＮＧ走行中である場合には、前段クラッチトルクＴｐｃ（図２（ｃ））はＴＱ１よりも大きいＴＱ２に設定される。このときには、エンジントルクＴｅのＴＱ１のみが自動変速機３１を介して出力ギア３３に伝達されて車両が走行している。
【００７７】
時刻ｔ１は、エンジン回転数Ｎｅ（図２（ａ））が所定の回転数α以上になったことで、駆動力制御装置２１がアップシフトが必要であると判断した時刻を示す。駆動力制御装置２１は、時刻ｔ１でアップシフトが必要であると判断すると、前段クラッチトルクＴｐｃ（図２（ｃ））をＴＱ１に設定する。
【００７８】
時刻ｔ２は、時刻ｔ１から所定時間経過後の時刻であり、駆動力制御装置２１が前段クラッチ及び次段クラッチの状態の切り替えを開始する時点である。時刻ｔ３は、前段クラッチ及び次段クラッチの状態の切り替えが終了する時刻を示す。駆動力制御装置２１は、前段クラッチの締結量を制御して、時刻ｔ２でＴＱ１である前段クラッチトルクＴｐｃを時刻ｔ３で０となるように減少させると共に、次段クラッチの締結量を制御して、時刻ｔ２で０である次段クラッチトルクＴｎｃ（図２（ｄ））を時刻ｔ３でＴＱ１になるように増加させる。時刻ｔ３で、前段クラッチが開放状態となり、次段クラッチがＴＱ１のトルクを伝達する伝達状態となり、エンジンＥＮＧの駆動力の伝達経路が前段のギア列から次段のギア列に切り替わる。変速比が小さくなるため、時刻ｔ３以降ではエンジン回転数Ｎｅが減少し、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉが発生する。
【００７９】
このため、次段クラッチが滑らないようにするために、時刻ｔ３〜ｔ４において、エンジントルクＴｅとイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力が伝達できるように次段クラッチトルクＴｎｃをＴＱ３に増加させる。ここで、時刻ｔ４は、エンジン回転数Ｎｅの減少が止まり、アップシフトによるイナーシャトルクＴｉが０になる時刻を示す。本実施形態では、時刻ｔ３〜ｔ４の期間をイナーシャ相としている。すなわち、イナーシャ相の開始時点（時刻ｔ３）は、次段クラッチトルクＴｎｃがエンジントルクＴｅに到達した時点、換言すれば、エンジンＥＮＧの駆動力の伝達経路が前段のギア列から次段のギア列に切り替わることでエンジン回転数Ｎｅの変化が始まった時点となる。イナーシャ相の終了時点（時刻ｔ４）は、変速によるエンジン回転数Ｎｅの減少が収まり、イナーシャトルクＴｉが０になった時点となる。
【００８０】
本実施形態では、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４を、アクセルペダルの操作量などに応じて求めている。具体的には、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４は、予め実験などによって求めることができる時間であり、この時間をアクセルペダルの操作量などから取得できるように、メモリ２１ｂに記憶されている。
【００８１】
イナーシャトルクＴｉは、駆動力制御装置２１の検知手段２１ｃによって、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４の時間と、前段及び次段の変速比と、エンジン回転数Ｎｅとから、テーブルを検索することで決定される。このテーブルは、予め実験などによって決定されてメモリ２１ｂに記憶されている。この検知手段２１ｃによる検索が、本発明の、「検知手段によって、原動機で発生するイナーシャトルクを検知する」処理に該当する。そして、駆動力制御装置２１は、時刻ｔ３でＴＱ１である次段クラッチトルクＴｎｃに、ここで検索されたイナーシャトルクＴｉを超えるトルクを上乗せして、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４における次段クラッチトルクＴｎｃがＴＱ３に設定される。これにより、次段クラッチの滑りが防止される。
【００８２】
駆動力制御装置２１は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なう。このため、モータトルクＴｍ（図２（ｅ））は、駆動する場合とは逆方向で、大きさがＴＱ４のトルクとなる。このときのモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍ（−ＴＱ４）は、「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」及び「イナーシャトルクＴｉ」に応じて決定される。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、１速段から２速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは、遊星歯車機構ＰＧ、３速ギア列Ｇ３，出力軸３３ａ，２速ギア列Ｇ２を介して第２クラッチＣ２に接続され、１速段の変速比である１／｛ｉ（ｇ＋１）｝と２速ギア列のギア比とに応じた値となる。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、２速段から３速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは第１クラッチＣ１に直結されているので１である。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、３速段から４速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは、３速ギア列Ｇ３，出力軸３３ａ，４速ギア列Ｇ４を介して第２クラッチＣ２に接続されるので、３，４速ギア列Ｇ３，Ｇ４のギア比に応じた値となる。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、４速段から５速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは第１クラッチＣ１に直結されているので１である。
【００８３】
このモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍに応じて電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なうことが、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なう」処理に該当する。
【００８４】
上記のようなＥＮＧ走行時におけるアップシフト時の駆動力制御装置２１の駆動力制御によって、時刻ｔ２〜ｔ３において、前段クラッチトルクＴｐｃがＴＱ１から０に減少し、次段クラッチトルクＴｎｃが０からＴＱ１に増加することで、クラッチ足軸トルクＴｏｃ（図２（ｆ））は、エンジントルクＴｅによって出力ギア３３に発生するトルクがＴＱ５からＴＱ６に減少していく。そして、イナーシャ相の開始時点である時刻ｔ３で、次段クラッチトルクＴｎｃが、エンジントルクＴｅとイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力を伝達できるようにＴＱ１からＴＱ３に増加されることで、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ６からＴＱ７に増加する。そして、イナーシャ相の終了時点である時刻ｔ４で、次段クラッチトルクＴｎｃが、ＴＱ３からＴＱ１に減少されることで、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ７からＴＱ６に減少する。
【００８５】
また、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、モータトルクＴｍは、イナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、−ＴＱ４に減少されるため、モータ足軸トルクＴｏｍ（図２（ｇ））は、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ６からＴＱ７に増加し、モータ足軸トルクＴｏｍが０から−ＴＱ８に減少するため、従って、足軸トルクＴｏ（図２（ｈ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉが発生してもＴＱ６のまま変化せず、変速ショックが抑制される。
【００８６】
次に、ＨＥＶ走行中のアップシフト時の駆動力制御について図３を参照して説明する。図３は、ＨＥＶ走行中におけるアップシフト時の回転数やトルクの時間変化を示す図である。尚、図３の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸は、図２の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸と同じである。
【００８７】
ここで、モータトルクＴｍ（図３（ｅ））は、前段において、ＴＱ９に設定されているものとして説明する。ＨＥＶ走行時においても、ＥＮＧ走行時と同様に、時刻ｔ３で、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉが発生する。このイナーシャトルクＴｉを検知手段２１ｃが検知する。イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においては、イナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、モータトルクＴｍをＴＱ９から減少量ΔＴｍだけ小さいＴＱ１０に減少させる。このときのモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍは、ＥＮＧ走行時と同様に、「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」及び「イナーシャトルクＴｉ」に応じて決定される。これにより、モータ足軸トルクＴｏｍ（図３（ｇ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、ＴＱ１１からＴＱ１２に減少する。
【００８８】
このモータトルクＴｍをＴＱ９からＴＱ１０に減少させることが、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機の駆動力を減少させる」処理に該当する。
【００８９】
クラッチ足軸トルクＴｏｃ（図３（ｆ））は、図２で示したＥＮＧ走行時と同じである。このため、足軸トルクＴｏは、時刻ｔ２までは、ＴＱ５のクラッチ足軸トルクＴｏｃとＴＱ１１のモータ足軸トルクＴｏｍとの合計駆動力であるＴＱ１３となる。また、足軸トルクＴｏは、時刻ｔ２〜ｔ３において、ＴＱ６のクラッチ足軸トルクＴｏｃとＴＱ１１のモータ足軸トルクＴｏｍとの合計駆動力であるＴＱ１４に向かって徐々に減少していく。イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉが発生しても、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ６からＴＱ７に増加し、モータ足軸トルクＴｏｍがＴＱ１１からＴＱ１２に減少するため、足軸トルクＴｏ（図３（ｈ））はＴＱ１４のまま変化せず、変速ショックが抑制される。
【００９０】
また、ＨＥＶ走行時に、モータトルクＴｍが減少量ΔＴｍに比べて小さかった場合には、この減少量ΔＴｍから時刻ｔ３時点でのモータトルクＴｍを引いた分のトルクに応じて、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なう。
【００９１】
次に、比較例として、従来のＨＥＶ走行中のアップシフト時の作動について図４を参照して説明する。図４は、ＨＥＶ走行中におけるアップシフト時の回転数やトルクの時間変化を示す図である。尚、図４の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸は、図２及び図３の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸と同じである。
【００９２】
従来は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉ分のトルクを減少させるためにエンジンＥＮＧの点火時期を遅らせて、エンジントルクＴｅ（図４（ｂ））をＴＱ１からＴＱ１５に減少させる。これによって、ＴＱ１５に減少されたエンジントルクＴｅとイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力がＴＱ１になるため、次段クラッチトルクＴｎｃ（図４（ｄ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、本実施形態のようにＴＱ１からＴＱ３に増加されない。従って、クラッチ足軸トルクＴｏｃ（図４（ｆ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においてもＴＱ６のままとなる。このため、モータトルクＴｍ（図４（ｅ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において駆動力を減少する必要がないため、モータ足軸トルクＴｏｍ（図４（ｇ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においてもＴＱ１１のままとなる。従って、足軸トルクＴｏ（図４（ｈ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においてもＴＱ１４のまま変化せず、変速ショックが緩和される。
【００９３】
このように、従来のアップシフト時の作動では、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、最もエネルギー効率の高い点火時期から遅らせて点火することでエンジントルクＴｅを減少しているため、エネルギー効率が低下する。
【００９４】
次に、本実施形態の駆動力制御装置２１によって実行される駆動力制御の処理について説明する。
【００９５】
駆動力制御装置２１は、アクセルペダルの操作量などの各種電気信号に基づき、車両を加速する必要があると判断した場合には、先ず、エンジン回転数Ｎｅを増加させる。そして、駆動力制御装置２１は、エンジン回転数Ｎｅが前段における所定の回転数α以上になったとき（図２及び図３の時刻ｔ１）、前段から次段にアップシフトするために、変速の開始処理を実行する。駆動力制御装置２１は、変速の開始処理の最初に、前段クラッチトルクＴｐｃをＴＱ２からＴＱ１に設定する。そして、駆動力制御装置２１は、前段クラッチトルクＴｐｃをＴＱ１から０に減少させると共に、次段クラッチトルクＴｎｃを０からＴＱ１に増加させる（図２及び図３の時刻ｔ２〜ｔ３）。次段クラッチトルクＴｎｃがＴＱ１になったとき、駆動力制御装置２１は、変速の開始処理を終了し、イナーシャ相の処理を実行する（図２及び図３の時刻ｔ３〜ｔ４）。
【００９６】
このイナーシャ相の駆動力制御の処理について図５を参照して説明する。図５は、駆動力制御装置２１が実行するイナーシャ相における駆動力制御の処理の手順を示すフローチャートである。
【００９７】
最初のステップＳＴ１で、イナーシャトルクＴｉを検索する。これは、上述のように、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４の時間と、前段及び次段の変速比と、エンジン回転数Ｎｅとから、メモリ２１ｂに格納されたテーブルからイナーシャトルクＴｉを検索する。本ステップＳＴ１が、本発明の「検知手段によって、原動機で発生するイナーシャトルクを検知する」処理に該当する。
【００９８】
次に、ステップＳＴ２に進み、モータトルクＴｍの減少量ΔＴｍを決定する。これは、上述のように、「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」及び「イナーシャトルクＴｉ」に応じて決定する。次にステップＳＴ３に進み、車両がＨＥＶ走行中か否かを判定する。ステップＳＴ３で、ＨＥＶ走行中と判定される場合には、ステップＳＴ４に進み、ΔＴｍが現時点（図３（ｅ）のｔ３以前）のＴｍ（図３（ｅ）ではＴＱ９）より大きいか否かを判定する。ステップＳＴ４で、ΔＴｍが現時点のＴｍより小さいと判定される場合には、ステップＳＴ５に進み、次段クラッチトルクＴｎｃにイナーシャトルクＴｉを超えるトルクを上乗せする。本ステップＳＴ５の処理によって、次段クラッチトルクＴｎｃが、図３（ｄ）で示されるＴＱ１からＴＱ３に増加され、クラッチ足軸トルクＴｏｃが、ＴＱ６からＴＱ７に増加する。
【００９９】
次に、ステップＳＴ６に進み、減少量ΔＴｍに応じてモータトルクＴｍを減少させる。モータトルクＴｍが、図３（ｅ）で示されるＴＱ９からＴＱ１０に減少され、モータ足軸トルクＴｏｍが、図３（ｇ）で示されるＴＱ１１からＴＱ１２に減少される。ステップＳＴ５及びＳＴ６の処理によって、足軸トルクＴｏは、図３（ｈ）で示されるイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、ＴＱ１４のまま変化しないため、ＨＥＶ走行中のアップシフト時のイナーシャトルクＴｉによる出力ギア３３のトルク増加を阻止することができる。
【０１００】
ステップＳＴ６の処理が、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機の駆動力を減少させる」処理に該当する。
【０１０１】
ステップＳＴ３でＨＥＶ走行中ではないＥＮＧ走行中と判定される場合、又は、ステップＳＴ４でΔＴｍが現時点（図２のｔ３以前）のＴｍより大きいと判定される場合には、ステップＳＴ７に進み、電動機ＭＧが発電することにより二次電池１を充電する回生ができるか否かを判定する。二次電池１の充電率ＳＯＣが高くて充電すべきでないようなときに、回生ができないと判定する。
【０１０２】
ステップＳＴ７で、回生ができないと判定されたときは、ステップＳＴ８に進み、エンジンＥＮＧの点火時期を遅らせるなどによって、エンジントルクＴｅを減少させる従来のイナーシャ相の処理を実行する。ステップＳＴ７で、回生ができると判定されたときは、ステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９では、ステップＳＴ５と同様に、次段クラッチトルクＴｎｃにイナーシャトルクＴｉを超えるトルクを上乗せする。本ステップＳＴ９の処理によって、次段クラッチトルクＴｎｃが、図２（ｄ）の時刻ｔ３〜ｔ４で示されるＴＱ１からＴＱ３に増加され、クラッチ足軸トルクＴｏｃが、ＴＱ６からＴＱ７に増加する。
【０１０３】
次に、ステップＳＴ１０に進み、モータトルクＴｍの減少量ΔＴｍに応じて電動機ＭＧで発電することで二次電池１を充電する回生を行なう。本ステップＳＴ１０の処理によって、モータトルクＴｍが、図２（ｅ）の時刻ｔ３〜ｔ４で示される０から−ＴＱ４に減少され、モータ足軸トルクＴｏｍが０から−ＴＱ８に減少される。ステップＳＴ１０の処理によって、ＥＮＧ走行中のアップシフト時のイナーシャトルクＴｉによる出力ギア３３のトルク増加を阻止することができる。ステップＳＴ９及びＳＴ１０の処理によって、足軸トルクＴｏは、図２（ｈ）で示されるイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、ＴＱ６のまま変化しないため、ＥＮＧ走行中のアップシフト時のイナーシャトルクＴｉによる出力ギア３３のトルク増加を阻止することができる。
【０１０４】
ステップＳＴ１０の処理が、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なう」処理に該当する。
【０１０５】
ステップＳＴ６，ＳＴ８，ＳＴ１０の処理が終了するとイナーシャ相ｔ３〜ｔ４の駆動力制御処理を終了する。
【０１０６】
図５に示されるイナーシャ相の処理が終了すると（図２及び図３の時刻ｔ４以降）、駆動力制御装置２１は、前段から次段への変速の終了処理を実行し、変速処理を終了する。
【０１０７】
以上、説明してきたように、本実施形態の車両の駆動力制御装置によって、アップシフト時のイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、従来のように点火時期を遅らせてエンジントルクＴｅを減少させることなく、原動機としてのエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、変速ショックを抑制している。また、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なう場合には、イナーシャトルクＴｉ分のエネルギーで二次電池１の充電率ＳＯＣを増加させることができ、モータトルクＴｍを減少させる場合には、電動機ＭＧの電力消費量を減少させることができる。従って、アップシフト時の変速ショックを抑制すると共に、イナーシャトルクを有効に利用することで、従来のように、最もエネルギー効率の高い点火時期から遅らせて点火することでエンジントルクＴｅを減少させるものに比べ、エネルギー効率を向上できる。
【０１０８】
また、本実施形態の車両の駆動力制御装置では、電動機ＭＧは、摩擦係合機構としての第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２との２つのクラッチを介して原動機としてのエンジンＥＮＧと駆動力を互いに伝達自在に設けられている。そして、アップシフト時のイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、次段クラッチトルクＴｎｃが、エンジントルクＴｅとエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力になるように次段クラッチの締結量を制御する。これによって、変速ショックの抑制及びエネルギー効率の向上に加えて、次段クラッチの摩耗及び発熱を抑制することができる。
【０１０９】
ここで、次段クラッチとは、上述したとおり、１速段から２速段へのアップシフト又は３速段から４速段へのアップシフトの場合には、他方の摩擦係合機構（次段クラッチ）となる第２クラッチＣ２であり、２速段から３速段へのアップシフト又は４速段から５速段へのアップシフトの場合には、他方の摩擦係合機構（次段クラッチ）となる第１クラッチＣ１である。
【０１１０】
尚、本実施形態では、電動機ＭＧは、摩擦係合機構としての第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を介して原動機としてのエンジンＥＮＧと駆動力を互いに伝達自在に設けられているがこれに限らない。例えば、電動機ＭＧは、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を介さずに、エンジンＥＮＧと直結されていてもよい。
【０１１１】
この場合には、アップシフト時のイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、次段クラッチトルクＴｎｃを増加させず、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉに応じて、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なうか、又は電動機ＭＧの駆動力を減少させればよい。このときのモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍは、電動機ＭＧとエンジンＥＮＧとが直結されているため、イナーシャトルクＴｉと同じになる。
【０１１２】
また、本実施形態の自動変速機３１は、５速段まで変速可能であるが、これに限らず、例えば、６速段以上まで変速可能な自動変速機にも、本発明を適用することができる。この場合、変速段に対応させてギア列の駆動ギア及び噛合機構を駆動ギア軸３４，３５に追加し、追加された駆動ギアに噛合する従動ギアを出力軸３３ａに追加すればよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１…二次電池、７…変速機ケース、２１…駆動力制御装置、２１ａ…ＣＰＵ、２１ｂ…メモリ、２１ｃ…検知手段、３１…自動変速機、３３…出力軸、３４…第１入力軸（入力部材）、３５…第２入力軸（入力部材）、ＥＮＧ…エンジン（原動機）、ＭＧ…電動機、Ｃ１…第１クラッチ（摩擦係合機構）、Ｃ２…第２クラッチ（摩擦係合機構）、ＳＭ１…第１噛合機構、ＳＭ２…第２噛合機構、Ｇ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａ，Ｇ５ａ…駆動ギア、Ｇｏ１，Ｇｏ２…従動ギア、ＰＧ…遊星歯車機構、Ｓａ…サンギア、Ｃａ…キャリア、Ｒａ…リングギア、Ｒ１…ロック機構。
【技術分野】
【０００１】
原動機と電動機と自動変速機とを備える車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原動機たるエンジンの駆動力によって回転する入力部材の回転速度を、クラッチ等の摩擦係合機構を介して、複数段に変速して出力する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、自動変速機でアップシフトするときには、原動機の回転数が減少することでエンジンにイナーシャトルクが発生し、このイナーシャトルクがエンジンの駆動力に上乗せされて自動変速機に伝達され、所謂変速ショックが発生する恐れがある。この変速ショックを抑制すべく、特許文献１には、エンジン回転数、車速、スロットル開度及び吸入空気量に基づいて点火時期を遅らせ、エンジンの駆動力を低減（トルクダウン）させる車両の駆動力制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５９０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両の駆動力制御装置では、最もエネルギー効率の高い点火時期から遅らせて点火することでトルクダウンしているため、エネルギー効率が低下する。
【０００５】
本発明は、アップシフト時の変速ショックを抑制すると共に、イナーシャトルクを有効に利用してエネルギー効率を向上できる車両の駆動力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】
【０００６】
［１］本発明は、原動機と、電動機と、二次電池と、原動機の駆動力により回転する入力部材を有し入力部材の回転速度を複数段に変速して駆動輪に出力自在な自動変速機とを備える車両に設けられ、電動機と自動変速機とを制御する車両の駆動力制御装置であって、複数段のうち最高速段を除く何れか１つの低速側変速段から、低速側変速段より変速比の小さい高速側変速段に変速するときにおける、原動機の回転数が変化するイナーシャ相中に、原動機で発生するイナーシャトルクを検知する検知手段を備え、イナーシャ相中に、原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行ない、又は電動機の駆動力を減少させることを特徴とする。ここで、変速比は、入力回転数を出力回転数で除算することで得られる比である。
【０００７】
本発明によれば、車両が原動機の駆動力と電動機の駆動力とを合わせて走行しているＨＥＶ走行中のときには、原動機のイナーシャトルクによって駆動輪で発生するトルクよりも、電動機の駆動力によって駆動輪で発生するトルクの方が大きい場合には、電動機の駆動力を減少させてイナーシャトルクによる駆動輪のトルク増加を阻止することができる。逆に原動機のイナーシャトルクによって駆動輪で発生するトルクよりも、電動機の駆動力によって駆動輪で発生するトルクの方が小さい場合には、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なうことによりイナーシャトルクによる駆動輪のトルク増加を阻止することができる。同様にして、車両が原動機の駆動力のみで走行しているＥＮＧ走行中のときには、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なうことによりイナーシャトルクによる駆動輪のトルク増加を阻止することができる。
【０００８】
よって、電動機の駆動力を減少させる場合には、電動機の電力消費量を減少させることができ、また、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なう場合には、イナーシャトルク分のエネルギーを二次電池に蓄えることができる。従って、本発明の駆動力制御装置によれば、イナーシャトルクを有効に利用してエネルギー効率を向上させることができると共に、原動機のイナーシャトルクによる変速ショックを抑制できる。
【０００９】
［２］本発明においては、自動変速機に、締結量を変化させることにより駆動力の伝達量を調整自在な２つの摩擦係合機構を設け、電動機を、２つの摩擦係合機構を介して原動機と駆動力を互いに伝達自在に設け、低速側変速段では、２つの摩擦係合機構のうち一方の摩擦係合機構を駆動力を伝達する状態とし、他方の摩擦係合機構を駆動力の伝達を断つ状態とし、高速側変速段では、他方の摩擦係合機構を駆動力を伝達する状態とし、一方の摩擦係合機構を駆動力の伝達を断つ状態とし、イナーシャ相中に、他方の摩擦係合機構が、原動機の駆動力と検知手段で検知されたイナーシャトルクとの合計駆動力を伝達するように、他方の摩擦係合機構の締結量を制御することが好ましい。
【００１０】
これによれば、他方の摩擦係合機構の摩耗及び発熱を抑制して、変速ショックの抑制及びエネルギー効率の向上を図ることができる。
【００１１】
［３］本発明は、入力部材を、第１と第２の２つの入力軸で構成し、自動変速機は、変速比の異なる複数のギア列と、原動機の駆動力を第１入力軸に伝達自在な第１クラッチと、原動機の駆動力を第２入力軸に伝達自在な第２クラッチと、複数のギア列の従動ギアを軸支又は固定する出力軸と、第１と第２の２つの噛合機構とを備え、第１入力軸は、変速比順位で奇数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、第２入力軸は、変速比順位で偶数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、第１噛合機構は、奇数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち第１入力軸又は出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、奇数番目のギア列の１つを選択的に確立し、第２噛合機構は、偶数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち第２入力軸又は出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、偶数番目のギア列の１つを選択的に確立し、電動機を、第１入力軸と第２入力軸と出力軸のうちの何れか１つの軸に連結したものにも適用できる。
【００１２】
この場合、低速側変速段が奇数番目のギア列により確立され、高速側変速段が偶数番目のギア列により確立される場合には、第１クラッチが一方の摩擦係合機構となり、第２クラッチが他方の摩擦係合機構となる。
【００１３】
逆に、低速側変速段が偶数番目のギア列により確立され、高速側変速段が奇数番目のギア列により確立される場合には、第２クラッチが一方の摩擦係合機構となり、第１クラッチが他方の摩擦係合機構となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の車両の駆動力制御装置の実施形態を示す説明図。
【図２】本実施形態のＥＮＧ走行中のアップシフト時の、エンジン回転数Ｎｅ及び各トルクの時間変化を示すタイムチャート。
【図３】本実施形態のＨＥＶ走行中のアップシフト時の、エンジン回転数Ｎｅ及び各トルクの時間変化を示すタイムチャート。
【図４】従来のＨＥＶ走行中のアップシフト時の、エンジン回転数Ｎｅ及び各トルクの時間変化を示すタイムチャート。
【図５】図１の駆動力制御装置２１によって実行されるイナーシャ相の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、ハイブリッド車両に適用される本発明の駆動力制御装置の実施形態を示す図である。図１に示すように、ハイブリッド車両は、原動機としてのエンジンＥＮＧと、電動機ＭＧと、電動機ＭＧと電力を授受する二次電池１と、自動変速機３１と、エンジンＥＮＧ、電動機ＭＧ、自動変速機３１を制御する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）からなる駆動力制御装置２１とを備える。
【００１６】
駆動力制御装置２１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ２１ａとこのＣＰＵ２１ａで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）２１ｂとを備え、車両速度、アクセルペダルの操作量、及びエンジンＥＮＧの回転数等を表す各種電気信号が入力されると共に、演算結果などに基づいて駆動信号を外部に出力する。ＣＰＵ２１ａには、各種電気信号に基づいて後述するイナーシャトルクを検知する検知手段２１ｃが設けられている。
【００１７】
自動変速機３１は、エンジンＥＮＧの駆動力が伝達されるエンジン出力軸３２と、図外のディファレンシャルギアを介して駆動輪としての左右の前輪に動力を出力する出力ギア３３と、変速比の異なる４つのギア列Ｇ２〜Ｇ５とを備える。出力ギア３３に駆動力を伝達することは、駆動輪に駆動力を伝達することと同じである。
【００１８】
また、自動変速機３１は、変速比順位で奇数番目の各変速段を確立する奇数番ギア列Ｇ３，Ｇ５の駆動ギアＧ３ａ，Ｇ５ａを回転自在に軸支する第１入力軸３４と、変速比順位で偶数番目の変速段を確立する偶数番ギア列Ｇ２，Ｇ４の駆動ギアＧ２ａ，Ｇ４ａを回転自在に軸支する第２入力軸３５と、リバースギアＧＲを回転自在に軸支するリバース軸３６を備える。尚、第１入力軸３４はエンジン出力軸３２と同一軸線上に配置され、第２入力軸３５及びリバース軸３６は第１入力軸３４と平行に配置されている。
【００１９】
また、自動変速機３１は、第１入力軸３４に回転自在に軸支されたアイドル駆動ギアＧｉａと、アイドル軸３７に固定されアイドル駆動ギアＧｉａに噛合する第１アイドル従動ギアＧｉｂと、第２入力軸３５に固定された第２アイドル従動ギアＧｉｃと、リバース軸３６に固定され第１アイドル従動ギアＧｉｂに噛合する第３アイドル従動ギアＧｉｄとで構成されるアイドルギア列Ｇｉを備える。尚、アイドル軸３７は第１入力軸３４と平行に配置されている。
【００２０】
自動変速機３１は、油圧作動型の乾式摩擦クラッチ又は湿式摩擦クラッチからなる第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を備える。第１クラッチＣ１は、エンジンＥＮＧの駆動力を第１入力軸３４に伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切替自在に構成されている。また、第１クラッチＣ１は、伝達状態において、締結量を変化させることで、伝達することができる駆動力を調整することができる。第２クラッチＣ２は、エンジンＥＮＧの駆動力を第２入力軸３５に伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切替自在に構成されている。また、第２クラッチＣ２は、伝達状態において、締結量を変化させることで、伝達することができる駆動力を調整することができる。エンジン出力軸３２は第１アイドル従動ギアＧｉｂ及び第２アイドル従動ギアＧｉｃを介して第２入力軸３５に連結される。
【００２１】
両クラッチＣ１，Ｃ２は、素早く状態が切り替えられるように電気式アクチュエータにより作動されるものであることが好ましい。尚、両クラッチＣ１，Ｃ２は、油圧式アクチュエータにより作動されるものであってもよい。
【００２２】
また、自動変速機３１には、エンジン出力軸３２と同軸上に位置させて、遊星歯車機構ＰＧが配置されている。遊星歯車機構ＰＧは、サンギアＳａと、リングギアＲａと、サンギアＳａ及びリングギアＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。
【００２３】
遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳａ、キャリアＣａ、リングギアＲａからなる３つの要素を、速度線図（各要素の相対的な回転速度の比を直線で表すことができる図）におけるギア比に対応する間隔での並び順にサンギアＳａ側からそれぞれ第１要素、第２要素、第３要素とすると、第１要素はサンギアＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギアＲａとなる。
【００２４】
そして、遊星歯車機構ＰＧのギア比（リングギアＲａの歯数／サンギアＳａの歯数）をｇとして、第１要素たるサンギアＳａと第２要素たるキャリアＣａの間の間隔と、第２要素たるキャリアＣａと第３要素たるリングギアＲａの間の間隔との比が、ｇ：１となる。
【００２５】
第１要素たるサンギアＳａは、第１入力軸３４に固定されている。第２要素たるキャリアＣａは、３速ギア列Ｇ３の３速駆動ギアＧ３ａに連結されている。第３要素たるリングギアＲａは、ロック機構Ｒ１により変速機ケース７に解除自在に固定される。
【００２６】
ロック機構Ｒ１は、リングギアＲａが変速機ケース７に固定される固定状態、又はリングギアＲａが回転自在な開放状態の何れかの状態に切替自在なシンクロメッシュ機構で構成されている。
【００２７】
尚、ロック機構Ｒ１は、シンクロメッシュ機構に限らず、同期機能がないドグクラッチ、湿式多板ブレーキ、ハブブレーキ、バンドブレーキ、ワンウェイクラッチ、２ウェイクラッチなどで構成してもよい。また、遊星歯車機構ＰＧは、シングルピニオン型に限らず、サンギアと、リングギアと、互いに噛合し一方がサンギア、他方がリングギアに噛合する一対のピニオンＰａ，Ｐａ’を自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギア（第１要素）を第１入力軸３４に固定し、リングギア（第３要素）を３速ギア列Ｇ３の３速駆動ギアＧ３ａに連結し、キャリア（第２要素）をロック機構Ｒ１で変速機ケース７に解除自在に固定するように構成すればよい。
【００２８】
遊星歯車機構ＰＧの径方向外方には、中空の電動機ＭＧが配置されている。換言すれば、遊星歯車機構ＰＧは、中空の電動機ＭＧの内方に配置されている。電動機ＭＧは、ステータＭＧａとロータＭＧｂとを備える。
【００２９】
また、電動機ＭＧは、駆動力制御装置２１の指示信号に基づき、パワードライブユニットＰＤＵを介して制御される。駆動力制御装置２１は、パワードライブユニットＰＤＵを、二次電池１の電力を消費して電動機ＭＧを駆動させる駆動状態と、ロータＭＧｂの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をパワードライブユニットＰＤＵを介して二次電池１に充電する回生状態とに適宜切り替える。
【００３０】
出力ギア３３を軸支する出力軸３３ａには、２速駆動ギアＧ２ａ及び３速駆動ギアＧ３ａに噛合する第１従動ギアＧｏ１が固定されている。出力軸３３ａには、４速駆動ギアＧ４ａ及び５速駆動ギアＧ５ａに噛合する第２従動ギアＧｏ２が固定されている。
【００３１】
このように、２速ギア列Ｇ２と３速ギア列Ｇ３の従動ギア、及び４速ギア列Ｇ４と５速ギア列Ｇ５の従動ギアとをそれぞれ１つのギアＧｏ１，Ｇｏ２で構成することにより、自動変速機の軸長を短くすることができ、ＦＦ（前輪駆動）方式の車両への搭載性を向上させることができる。
【００３２】
また、第１入力軸３４には、リバースギアＧＲに噛合するリバース従動ギアＧＲａが固定されている。
【００３３】
第１入力軸３４には、シンクロメッシュ機構で構成され、３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態、５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態、３速駆動ギアＧ３ａ及び５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切替選択自在な第１噛合機構ＳＭ１が設けられている。
【００３４】
第２入力軸３５には、シンクロメッシュ機構で構成され、２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結した２速側連結状態、４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結した４速側連結状態、２速駆動ギアＧ２ａ及び４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切替選択自在な第２噛合機構ＳＭ２が設けられている。
【００３５】
リバース軸３６には、シンクロメッシュ機構で構成され、リバースギアＧＲとリバース軸３６とを連結した連結状態と、この連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切替選択自在な第３噛合機構ＳＭ３が設けられている。
【００３６】
次に、上記のように構成された自動変速機３１の作動について説明する。
【００３７】
自動変速機３１では、第１クラッチＣ１を係合させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いてエンジンＥＮＧを始動させることができる。
【００３８】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて１速段を確立する場合には、ロック機構Ｒ１により遊星歯車機構ＰＧのリングギアＲａを固定状態とし、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。ここで、エンジンＥＮＧの駆動力のみによる走行をＥＮＧ走行という。
【００３９】
エンジンＥＮＧの駆動力は、エンジン出力軸３２、第１クラッチＣ１、第１入力軸３４を介して、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳａに入力され、エンジン出力軸３２に入力されたエンジンＥＮＧの回転数が１／（ｇ＋１）に減速されて、キャリアＣａを介し３速駆動ギアＧ３ａに伝達される。
【００４０】
３速駆動ギアＧ３ａに伝達された駆動力は、３速駆動ギアＧ３ａ及び第１従動ギアＧｏ１で構成される３速ギア列Ｇ３のギア比（駆動ギアの歯数／従動ギアの歯数）をｉとして、１／｛ｉ（ｇ＋１）｝に変速されて第１従動ギアＧｏ１及び出力軸３３ａを介し出力ギア３３から出力され、１速段が確立される。
【００４１】
このように、自動変速機３１では、遊星歯車機構ＰＧ及び３速ギア列で１速段を確立できるため、１速段専用の噛合機構が必要なく、これにより、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００４２】
尚、１速段において、車両が減速状態にあり、且つ二次電池１の充電率ＳＯＣ（State Of Charge）に応じて、駆動力制御装置２１は、電動機ＭＧでブレーキをかけることにより発電を行う減速回生運転を行う。また、二次電池１の充電率ＳＯＣに応じて、電動機ＭＧを駆動させて、エンジンＥＮＧの駆動力を補助するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行、又は電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができる。
【００４３】
また、ＥＶ走行中であって車両の減速が許容された状態であり且つ車両速度が一定速度以上の場合には、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いることなく、車両の運動エネルギーを用いてエンジンＥＮＧを始動させることができる。
【００４４】
また、１速段で走行中に２速段にアップシフトされることを駆動力制御装置２１が車両速度やアクセルペダルの操作量等の各種電気信号から予測した場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結させる２速側連結状態又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００４５】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて２速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結させた２速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を締結して伝達状態とする。この場合、エンジンＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギア列Ｇｉ、第２入力軸３５、２速ギア列Ｇ２及び出力軸３３ａを介して、出力ギア３３から出力される。
【００４６】
尚、２速段において、駆動力制御装置２１がアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００４７】
逆に、駆動力制御装置２１がダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を、第３駆動ギアＧ３ａ及び第５駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４との連結を断つニュートラル状態とする。
【００４８】
これにより、アップシフト又はダウンシフトを、第１クラッチＣ１を伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とするだけで行うことができ、変速段の切り替えを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。
【００４９】
また、２速段においても、車両が減速状態にある場合、二次電池１の充電率ＳＯＣに応じて、駆動力制御装置２１は、減速回生運転を行う。２速段において減速回生運転を行う場合には、第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態であるか、ニュートラル状態であるかで異なる。
【００５０】
第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態である場合には、第２駆動ギアＧ２ａで回転される第１従動ギアＧｏ１によって回転する第３駆動ギアＧ３ａが第１入力軸３４を介して電動機ＭＧのロータＭＧｂを回転させるため、このロータＭＧｂの回転を抑制しブレーキをかけることにより発電して回生を行う。
【００５１】
第１噛合機構ＳＭ１がニュートラル状態である場合には、ロック機構Ｒ１を固定状態とすることによりリングギアＲａの回転数を「０」とし、第１従動ギアＧｏ１に噛合する３速駆動ギアＧ３ａと共に回転するキャリアＣａの回転数を、サンギアＳａに連結させた電動機ＭＧにより発電させることによりブレーキをかけて、回生を行う。
【００５２】
また、２速段においてＨＥＶ走行する場合には、例えば、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結させた３速側連結状態として、ロック機構Ｒ１を開放状態とすることにより遊星歯車機構ＰＧを各要素が相対回転不能な状態とし、電動機ＭＧの駆動力を３速ギア列Ｇ３を介して出力ギア３３に伝達することにより行うことができる。または、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態として、ロック機構Ｒ１を固定状態としてリングギアＲａの回転数を「０」とし、電動機ＭＧの駆動力を１速段の経路で第１従動ギアＧｏ１に伝達することによっても、２速段によるＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、２速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、３速ギア列Ｇ３、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００５３】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて３速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結させた３速側連結状態として、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。この場合、エンジンＥＮＧの駆動力は、エンジン出力軸３２、第１クラッチＣ１、第１入力軸３４、第１噛合機構ＳＭ１、３速ギア列Ｇ３を介して、出力ギア３３に伝達され、１／ｉの回転数で出力される。
【００５４】
３速段においては、第１噛合機構ＳＭ１が３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結させた３速側連結状態となっているため、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳａとキャリアＣａとが同一回転となる。
【００５５】
従って、遊星歯車機構ＰＧの各要素が相対回転不能な状態となり、電動機ＭＧでサンギアＳａにブレーキをかければ減速回生となり、電動機ＭＧでサンギアＳａに駆動力を伝達させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、３速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、３速ギア列Ｇ３、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００５６】
また、第１クラッチＣ１を開放して、電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行も可能である。
【００５７】
３速段において、駆動力制御装置２１は、車両速度やアクセルペダルの操作量等の各種電気信号に基づきダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギアＧ２ａと第２入力軸３５とを連結する２速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とし、アップシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結する４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００５８】
これにより、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とし、第１クラッチＣ１を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切替えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。
【００５９】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて４速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結させた４速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。この場合、エンジンＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギア列Ｇｉ、第２入力軸３５、４速ギア列Ｇ４及び出力軸３３ａを介して、出力ギア３３から出力される。
【００６０】
４速段で走行中は、駆動力制御装置２１が各種電気信号からダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。
【００６１】
逆に、駆動力制御装置２１が各種電気信号からアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態、又は、この状態に近付けるプレシフト状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。
【００６２】
４速段で走行中に減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合には、駆動力制御装置２１がダウンシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギアＧ３ａと第１入力軸３４とを連結した３速側連結状態とし、電動機ＭＧでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、４速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、３速ギア列Ｇ３、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００６３】
駆動力制御装置２１がアップシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態とし、電動機ＭＧによりブレーキをかければ減速回生、電動機ＭＧから駆動力を伝達させればＨＥＶ走行を行うことができる。この場合、４速段におけるＥＮＧ走行時のエンジンＥＮＧの駆動力に加えて、電動機ＭＧの駆動力が、入力軸３４、５速ギア列Ｇ５、出力軸３３ａを介して出力ギア３３に伝達される。
【００６４】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて５速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギアＧ５ａと第１入力軸３４とを連結した５速側連結状態とする。５速段においては、第１クラッチＣ１が伝達状態とされることによりエンジンＥＮＧと電動機ＭＧとが直結された状態となるため、電動機ＭＧから駆動力を出力すればＨＥＶ走行を行うことができ、電動機ＭＧでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。
【００６５】
尚、５速段でＥＶ走行を行う場合には、第１クラッチＣ１を開放状態とすればよい。また、５速段でのＥＶ走行中に、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、エンジンＥＮＧの始動を行うこともできる。
【００６６】
駆動力制御装置２１は、５速段で走行中に各種電気信号から４速段へのダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギアＧ４ａと第２入力軸３５とを連結させた４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプレシフト状態とする。これにより、４速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。
【００６７】
エンジンＥＮＧの駆動力を用いて後進段を確立する場合には、ロック機構Ｒ１を固定状態とし、第３噛合機構ＳＭ３をリバースギアＧＲとリバース軸３６とを連結した連結状態として、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。これにより、エンジン出力軸３２の駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギア列Ｇｉ、リバースギアＧＲ、リバース従動ギアＧＲａ、サンギアＳａ、キャリアＣａ、３速ギア列Ｇ３及び出力軸３３ａを介して後進方向の回転として、出力ギア３３から出力され、後進段が確立される。
【００６８】
１速段から２速段にアップシフトする場合、及び３速段から４速段にアップシフトする場合には、第２クラッチＣ２が本発明の「低速側変速段で開放状態となり高速側変速段で締結状態となる他方の摩擦係合機構」に該当し、第１クラッチＣ１が本発明の「低速側変速段で締結状態となり高速側変速段で開放状態となる一方の摩擦係合機構」に該当する。
【００６９】
また、２速段から３速段にアップシフトする場合、及び４速段から５速段にアップシフトする場合には、第１クラッチＣ１が本発明の「低速側変速段で開放状態となり高速側変速段で締結状態となる他方の摩擦係合機構」に該当し、第２クラッチＣ２が本発明の「低速側変速段で締結状態となり高速側変速段で開放状態となる一方の摩擦係合機構」に該当する。
【００７０】
以降、本実施形態においては、「低速側変速段で開放状態となり高速側変速段で締結状態となる他方の摩擦係合機構」を「次段クラッチ」といい、「低速側変速段で締結状態となり高速側変速段で開放状態となる一方の摩擦係合機構」を「前段クラッチ」という。また、この場合の「低速側変速段」を「前段」といい、「高速側変速段」を「次段」という。
【００７１】
次に、アップシフト時の本実施形態の車両の駆動力制御装置２１による駆動力制御について説明する。
【００７２】
まず、ＥＮＧ走行中のアップシフト時の駆動力制御について図２を参照して説明する。図２は、ＥＮＧ走行中のアップシフト時の回転数やトルクの時間変化を示す図である。図２の（ａ）〜（ｈ）の横軸は時間（単位はｓ（秒））である。また、図２（ａ）の縦軸はエンジン回転数Ｎｅ（単位はｒｐｍ）、図２（ｂ）の縦軸はエンジントルクＴｅ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｃ）の縦軸は前段クラッチトルクＴｐｃ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｄ）の縦軸は次段クラッチトルクＴｎｃ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｅ）の縦軸はモータトルクＴｍ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｆ）の縦軸はクラッチ足軸トルクＴｏｃ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｇ）の縦軸はモータ足軸トルクＴｏｍ（単位はＮ・ｍ）、図２（ｈ）の縦軸は足軸トルクＴｏ（単位はＮ・ｍ）である。
【００７３】
ここで、エンジン回転数ＮｅはエンジンＥＮＧの回転数であり、エンジントルクＴｅはエンジンＥＮＧの出力するトルク（駆動力）である。前段クラッチトルクＴｐｃは前段クラッチの締結量によって決定される伝達可能な最大トルクであり、次段クラッチトルクＴｎｃは次段クラッチの締結量によって決定される伝達可能な最大トルクである。モータトルクＴｍは電動機ＭＧの出力するトルク（駆動力）である。
【００７４】
また、クラッチ足軸トルクＴｏｃは、エンジントルクＴｅ及びエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉの合計駆動力が第１クラッチＣ１及び奇数番目のギア列（３速ギア列Ｇ３，５速ギア列Ｇ５）を介して出力ギア３３に伝達されるトルクと、エンジントルクＴｅ及びエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉの合計駆動力が第２クラッチＣ２及び偶数番目のギア列（２速ギア列Ｇ２，４速ギア列Ｇ４）を介して出力ギア３３に伝達されるトルクとを合わせた合計駆動力である。モータ足軸トルクＴｏｍはモータトルクＴｍが３速ギア列Ｇ３及び５速ギア列Ｇ５のいずれかを介して出力ギア３３に伝達されるトルクである。足軸トルクＴｏは、クラッチ足軸トルクＴｏｃとモータ足軸トルクＴｏｍとを合わせた合計駆動力である。すなわち、足軸トルクＴｏは、自動変速機３１から出力ギア３３に伝達されるトルクである。
【００７５】
また、モータトルクＴｍ及びモータ足軸トルクＴｏｍが、正の値のときには電動機ＭＧの駆動力が出力ギア３３に伝達されている状態であり、負の値のときには電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生をしている状態である。
【００７６】
尚、図２では、エンジントルクＴｅ（図２（ｂ））が一定のＴＱ１で維持されるものとして説明する。車両が前段でＥＮＧ走行中である場合には、前段クラッチトルクＴｐｃ（図２（ｃ））はＴＱ１よりも大きいＴＱ２に設定される。このときには、エンジントルクＴｅのＴＱ１のみが自動変速機３１を介して出力ギア３３に伝達されて車両が走行している。
【００７７】
時刻ｔ１は、エンジン回転数Ｎｅ（図２（ａ））が所定の回転数α以上になったことで、駆動力制御装置２１がアップシフトが必要であると判断した時刻を示す。駆動力制御装置２１は、時刻ｔ１でアップシフトが必要であると判断すると、前段クラッチトルクＴｐｃ（図２（ｃ））をＴＱ１に設定する。
【００７８】
時刻ｔ２は、時刻ｔ１から所定時間経過後の時刻であり、駆動力制御装置２１が前段クラッチ及び次段クラッチの状態の切り替えを開始する時点である。時刻ｔ３は、前段クラッチ及び次段クラッチの状態の切り替えが終了する時刻を示す。駆動力制御装置２１は、前段クラッチの締結量を制御して、時刻ｔ２でＴＱ１である前段クラッチトルクＴｐｃを時刻ｔ３で０となるように減少させると共に、次段クラッチの締結量を制御して、時刻ｔ２で０である次段クラッチトルクＴｎｃ（図２（ｄ））を時刻ｔ３でＴＱ１になるように増加させる。時刻ｔ３で、前段クラッチが開放状態となり、次段クラッチがＴＱ１のトルクを伝達する伝達状態となり、エンジンＥＮＧの駆動力の伝達経路が前段のギア列から次段のギア列に切り替わる。変速比が小さくなるため、時刻ｔ３以降ではエンジン回転数Ｎｅが減少し、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉが発生する。
【００７９】
このため、次段クラッチが滑らないようにするために、時刻ｔ３〜ｔ４において、エンジントルクＴｅとイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力が伝達できるように次段クラッチトルクＴｎｃをＴＱ３に増加させる。ここで、時刻ｔ４は、エンジン回転数Ｎｅの減少が止まり、アップシフトによるイナーシャトルクＴｉが０になる時刻を示す。本実施形態では、時刻ｔ３〜ｔ４の期間をイナーシャ相としている。すなわち、イナーシャ相の開始時点（時刻ｔ３）は、次段クラッチトルクＴｎｃがエンジントルクＴｅに到達した時点、換言すれば、エンジンＥＮＧの駆動力の伝達経路が前段のギア列から次段のギア列に切り替わることでエンジン回転数Ｎｅの変化が始まった時点となる。イナーシャ相の終了時点（時刻ｔ４）は、変速によるエンジン回転数Ｎｅの減少が収まり、イナーシャトルクＴｉが０になった時点となる。
【００８０】
本実施形態では、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４を、アクセルペダルの操作量などに応じて求めている。具体的には、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４は、予め実験などによって求めることができる時間であり、この時間をアクセルペダルの操作量などから取得できるように、メモリ２１ｂに記憶されている。
【００８１】
イナーシャトルクＴｉは、駆動力制御装置２１の検知手段２１ｃによって、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４の時間と、前段及び次段の変速比と、エンジン回転数Ｎｅとから、テーブルを検索することで決定される。このテーブルは、予め実験などによって決定されてメモリ２１ｂに記憶されている。この検知手段２１ｃによる検索が、本発明の、「検知手段によって、原動機で発生するイナーシャトルクを検知する」処理に該当する。そして、駆動力制御装置２１は、時刻ｔ３でＴＱ１である次段クラッチトルクＴｎｃに、ここで検索されたイナーシャトルクＴｉを超えるトルクを上乗せして、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４における次段クラッチトルクＴｎｃがＴＱ３に設定される。これにより、次段クラッチの滑りが防止される。
【００８２】
駆動力制御装置２１は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なう。このため、モータトルクＴｍ（図２（ｅ））は、駆動する場合とは逆方向で、大きさがＴＱ４のトルクとなる。このときのモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍ（−ＴＱ４）は、「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」及び「イナーシャトルクＴｉ」に応じて決定される。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、１速段から２速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは、遊星歯車機構ＰＧ、３速ギア列Ｇ３，出力軸３３ａ，２速ギア列Ｇ２を介して第２クラッチＣ２に接続され、１速段の変速比である１／｛ｉ（ｇ＋１）｝と２速ギア列のギア比とに応じた値となる。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、２速段から３速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは第１クラッチＣ１に直結されているので１である。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、３速段から４速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは、３速ギア列Ｇ３，出力軸３３ａ，４速ギア列Ｇ４を介して第２クラッチＣ２に接続されるので、３，４速ギア列Ｇ３，Ｇ４のギア比に応じた値となる。「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」は、４速段から５速段へのアップシフトのときには、電動機ＭＧは第１クラッチＣ１に直結されているので１である。
【００８３】
このモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍに応じて電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なうことが、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なう」処理に該当する。
【００８４】
上記のようなＥＮＧ走行時におけるアップシフト時の駆動力制御装置２１の駆動力制御によって、時刻ｔ２〜ｔ３において、前段クラッチトルクＴｐｃがＴＱ１から０に減少し、次段クラッチトルクＴｎｃが０からＴＱ１に増加することで、クラッチ足軸トルクＴｏｃ（図２（ｆ））は、エンジントルクＴｅによって出力ギア３３に発生するトルクがＴＱ５からＴＱ６に減少していく。そして、イナーシャ相の開始時点である時刻ｔ３で、次段クラッチトルクＴｎｃが、エンジントルクＴｅとイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力を伝達できるようにＴＱ１からＴＱ３に増加されることで、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ６からＴＱ７に増加する。そして、イナーシャ相の終了時点である時刻ｔ４で、次段クラッチトルクＴｎｃが、ＴＱ３からＴＱ１に減少されることで、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ７からＴＱ６に減少する。
【００８５】
また、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、モータトルクＴｍは、イナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、−ＴＱ４に減少されるため、モータ足軸トルクＴｏｍ（図２（ｇ））は、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ６からＴＱ７に増加し、モータ足軸トルクＴｏｍが０から−ＴＱ８に減少するため、従って、足軸トルクＴｏ（図２（ｈ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉが発生してもＴＱ６のまま変化せず、変速ショックが抑制される。
【００８６】
次に、ＨＥＶ走行中のアップシフト時の駆動力制御について図３を参照して説明する。図３は、ＨＥＶ走行中におけるアップシフト時の回転数やトルクの時間変化を示す図である。尚、図３の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸は、図２の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸と同じである。
【００８７】
ここで、モータトルクＴｍ（図３（ｅ））は、前段において、ＴＱ９に設定されているものとして説明する。ＨＥＶ走行時においても、ＥＮＧ走行時と同様に、時刻ｔ３で、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉが発生する。このイナーシャトルクＴｉを検知手段２１ｃが検知する。イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においては、イナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、モータトルクＴｍをＴＱ９から減少量ΔＴｍだけ小さいＴＱ１０に減少させる。このときのモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍは、ＥＮＧ走行時と同様に、「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」及び「イナーシャトルクＴｉ」に応じて決定される。これにより、モータ足軸トルクＴｏｍ（図３（ｇ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、ＴＱ１１からＴＱ１２に減少する。
【００８８】
このモータトルクＴｍをＴＱ９からＴＱ１０に減少させることが、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機の駆動力を減少させる」処理に該当する。
【００８９】
クラッチ足軸トルクＴｏｃ（図３（ｆ））は、図２で示したＥＮＧ走行時と同じである。このため、足軸トルクＴｏは、時刻ｔ２までは、ＴＱ５のクラッチ足軸トルクＴｏｃとＴＱ１１のモータ足軸トルクＴｏｍとの合計駆動力であるＴＱ１３となる。また、足軸トルクＴｏは、時刻ｔ２〜ｔ３において、ＴＱ６のクラッチ足軸トルクＴｏｃとＴＱ１１のモータ足軸トルクＴｏｍとの合計駆動力であるＴＱ１４に向かって徐々に減少していく。イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉが発生しても、クラッチ足軸トルクＴｏｃがＴＱ６からＴＱ７に増加し、モータ足軸トルクＴｏｍがＴＱ１１からＴＱ１２に減少するため、足軸トルクＴｏ（図３（ｈ））はＴＱ１４のまま変化せず、変速ショックが抑制される。
【００９０】
また、ＨＥＶ走行時に、モータトルクＴｍが減少量ΔＴｍに比べて小さかった場合には、この減少量ΔＴｍから時刻ｔ３時点でのモータトルクＴｍを引いた分のトルクに応じて、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なう。
【００９１】
次に、比較例として、従来のＨＥＶ走行中のアップシフト時の作動について図４を参照して説明する。図４は、ＨＥＶ走行中におけるアップシフト時の回転数やトルクの時間変化を示す図である。尚、図４の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸は、図２及び図３の（ａ）〜（ｈ）の縦軸及び横軸と同じである。
【００９２】
従来は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、イナーシャトルクＴｉ分のトルクを減少させるためにエンジンＥＮＧの点火時期を遅らせて、エンジントルクＴｅ（図４（ｂ））をＴＱ１からＴＱ１５に減少させる。これによって、ＴＱ１５に減少されたエンジントルクＴｅとイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力がＴＱ１になるため、次段クラッチトルクＴｎｃ（図４（ｄ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、本実施形態のようにＴＱ１からＴＱ３に増加されない。従って、クラッチ足軸トルクＴｏｃ（図４（ｆ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においてもＴＱ６のままとなる。このため、モータトルクＴｍ（図４（ｅ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において駆動力を減少する必要がないため、モータ足軸トルクＴｏｍ（図４（ｇ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においてもＴＱ１１のままとなる。従って、足軸トルクＴｏ（図４（ｈ））は、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４においてもＴＱ１４のまま変化せず、変速ショックが緩和される。
【００９３】
このように、従来のアップシフト時の作動では、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、最もエネルギー効率の高い点火時期から遅らせて点火することでエンジントルクＴｅを減少しているため、エネルギー効率が低下する。
【００９４】
次に、本実施形態の駆動力制御装置２１によって実行される駆動力制御の処理について説明する。
【００９５】
駆動力制御装置２１は、アクセルペダルの操作量などの各種電気信号に基づき、車両を加速する必要があると判断した場合には、先ず、エンジン回転数Ｎｅを増加させる。そして、駆動力制御装置２１は、エンジン回転数Ｎｅが前段における所定の回転数α以上になったとき（図２及び図３の時刻ｔ１）、前段から次段にアップシフトするために、変速の開始処理を実行する。駆動力制御装置２１は、変速の開始処理の最初に、前段クラッチトルクＴｐｃをＴＱ２からＴＱ１に設定する。そして、駆動力制御装置２１は、前段クラッチトルクＴｐｃをＴＱ１から０に減少させると共に、次段クラッチトルクＴｎｃを０からＴＱ１に増加させる（図２及び図３の時刻ｔ２〜ｔ３）。次段クラッチトルクＴｎｃがＴＱ１になったとき、駆動力制御装置２１は、変速の開始処理を終了し、イナーシャ相の処理を実行する（図２及び図３の時刻ｔ３〜ｔ４）。
【００９６】
このイナーシャ相の駆動力制御の処理について図５を参照して説明する。図５は、駆動力制御装置２１が実行するイナーシャ相における駆動力制御の処理の手順を示すフローチャートである。
【００９７】
最初のステップＳＴ１で、イナーシャトルクＴｉを検索する。これは、上述のように、イナーシャ相ｔ３〜ｔ４の時間と、前段及び次段の変速比と、エンジン回転数Ｎｅとから、メモリ２１ｂに格納されたテーブルからイナーシャトルクＴｉを検索する。本ステップＳＴ１が、本発明の「検知手段によって、原動機で発生するイナーシャトルクを検知する」処理に該当する。
【００９８】
次に、ステップＳＴ２に進み、モータトルクＴｍの減少量ΔＴｍを決定する。これは、上述のように、「電動機ＭＧと次段クラッチとの間の変速比」及び「イナーシャトルクＴｉ」に応じて決定する。次にステップＳＴ３に進み、車両がＨＥＶ走行中か否かを判定する。ステップＳＴ３で、ＨＥＶ走行中と判定される場合には、ステップＳＴ４に進み、ΔＴｍが現時点（図３（ｅ）のｔ３以前）のＴｍ（図３（ｅ）ではＴＱ９）より大きいか否かを判定する。ステップＳＴ４で、ΔＴｍが現時点のＴｍより小さいと判定される場合には、ステップＳＴ５に進み、次段クラッチトルクＴｎｃにイナーシャトルクＴｉを超えるトルクを上乗せする。本ステップＳＴ５の処理によって、次段クラッチトルクＴｎｃが、図３（ｄ）で示されるＴＱ１からＴＱ３に増加され、クラッチ足軸トルクＴｏｃが、ＴＱ６からＴＱ７に増加する。
【００９９】
次に、ステップＳＴ６に進み、減少量ΔＴｍに応じてモータトルクＴｍを減少させる。モータトルクＴｍが、図３（ｅ）で示されるＴＱ９からＴＱ１０に減少され、モータ足軸トルクＴｏｍが、図３（ｇ）で示されるＴＱ１１からＴＱ１２に減少される。ステップＳＴ５及びＳＴ６の処理によって、足軸トルクＴｏは、図３（ｈ）で示されるイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、ＴＱ１４のまま変化しないため、ＨＥＶ走行中のアップシフト時のイナーシャトルクＴｉによる出力ギア３３のトルク増加を阻止することができる。
【０１００】
ステップＳＴ６の処理が、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機の駆動力を減少させる」処理に該当する。
【０１０１】
ステップＳＴ３でＨＥＶ走行中ではないＥＮＧ走行中と判定される場合、又は、ステップＳＴ４でΔＴｍが現時点（図２のｔ３以前）のＴｍより大きいと判定される場合には、ステップＳＴ７に進み、電動機ＭＧが発電することにより二次電池１を充電する回生ができるか否かを判定する。二次電池１の充電率ＳＯＣが高くて充電すべきでないようなときに、回生ができないと判定する。
【０１０２】
ステップＳＴ７で、回生ができないと判定されたときは、ステップＳＴ８に進み、エンジンＥＮＧの点火時期を遅らせるなどによって、エンジントルクＴｅを減少させる従来のイナーシャ相の処理を実行する。ステップＳＴ７で、回生ができると判定されたときは、ステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９では、ステップＳＴ５と同様に、次段クラッチトルクＴｎｃにイナーシャトルクＴｉを超えるトルクを上乗せする。本ステップＳＴ９の処理によって、次段クラッチトルクＴｎｃが、図２（ｄ）の時刻ｔ３〜ｔ４で示されるＴＱ１からＴＱ３に増加され、クラッチ足軸トルクＴｏｃが、ＴＱ６からＴＱ７に増加する。
【０１０３】
次に、ステップＳＴ１０に進み、モータトルクＴｍの減少量ΔＴｍに応じて電動機ＭＧで発電することで二次電池１を充電する回生を行なう。本ステップＳＴ１０の処理によって、モータトルクＴｍが、図２（ｅ）の時刻ｔ３〜ｔ４で示される０から−ＴＱ４に減少され、モータ足軸トルクＴｏｍが０から−ＴＱ８に減少される。ステップＳＴ１０の処理によって、ＥＮＧ走行中のアップシフト時のイナーシャトルクＴｉによる出力ギア３３のトルク増加を阻止することができる。ステップＳＴ９及びＳＴ１０の処理によって、足軸トルクＴｏは、図２（ｈ）で示されるイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、ＴＱ６のまま変化しないため、ＥＮＧ走行中のアップシフト時のイナーシャトルクＴｉによる出力ギア３３のトルク増加を阻止することができる。
【０１０４】
ステップＳＴ１０の処理が、本発明の、「原動機のイナーシャトルクが駆動輪に伝達されることを阻止するように、検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、電動機で発電させて二次電池に充電する回生を行なう」処理に該当する。
【０１０５】
ステップＳＴ６，ＳＴ８，ＳＴ１０の処理が終了するとイナーシャ相ｔ３〜ｔ４の駆動力制御処理を終了する。
【０１０６】
図５に示されるイナーシャ相の処理が終了すると（図２及び図３の時刻ｔ４以降）、駆動力制御装置２１は、前段から次段への変速の終了処理を実行し、変速処理を終了する。
【０１０７】
以上、説明してきたように、本実施形態の車両の駆動力制御装置によって、アップシフト時のイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、従来のように点火時期を遅らせてエンジントルクＴｅを減少させることなく、原動機としてのエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉが出力ギア３３に伝達されることを阻止するように、変速ショックを抑制している。また、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なう場合には、イナーシャトルクＴｉ分のエネルギーで二次電池１の充電率ＳＯＣを増加させることができ、モータトルクＴｍを減少させる場合には、電動機ＭＧの電力消費量を減少させることができる。従って、アップシフト時の変速ショックを抑制すると共に、イナーシャトルクを有効に利用することで、従来のように、最もエネルギー効率の高い点火時期から遅らせて点火することでエンジントルクＴｅを減少させるものに比べ、エネルギー効率を向上できる。
【０１０８】
また、本実施形態の車両の駆動力制御装置では、電動機ＭＧは、摩擦係合機構としての第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２との２つのクラッチを介して原動機としてのエンジンＥＮＧと駆動力を互いに伝達自在に設けられている。そして、アップシフト時のイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、次段クラッチトルクＴｎｃが、エンジントルクＴｅとエンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉとの合計駆動力になるように次段クラッチの締結量を制御する。これによって、変速ショックの抑制及びエネルギー効率の向上に加えて、次段クラッチの摩耗及び発熱を抑制することができる。
【０１０９】
ここで、次段クラッチとは、上述したとおり、１速段から２速段へのアップシフト又は３速段から４速段へのアップシフトの場合には、他方の摩擦係合機構（次段クラッチ）となる第２クラッチＣ２であり、２速段から３速段へのアップシフト又は４速段から５速段へのアップシフトの場合には、他方の摩擦係合機構（次段クラッチ）となる第１クラッチＣ１である。
【０１１０】
尚、本実施形態では、電動機ＭＧは、摩擦係合機構としての第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を介して原動機としてのエンジンＥＮＧと駆動力を互いに伝達自在に設けられているがこれに限らない。例えば、電動機ＭＧは、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を介さずに、エンジンＥＮＧと直結されていてもよい。
【０１１１】
この場合には、アップシフト時のイナーシャ相ｔ３〜ｔ４において、次段クラッチトルクＴｎｃを増加させず、エンジンＥＮＧのイナーシャトルクＴｉに応じて、電動機ＭＧで発電させて二次電池１を充電する回生を行なうか、又は電動機ＭＧの駆動力を減少させればよい。このときのモータトルクＴｍの減少量ΔＴｍは、電動機ＭＧとエンジンＥＮＧとが直結されているため、イナーシャトルクＴｉと同じになる。
【０１１２】
また、本実施形態の自動変速機３１は、５速段まで変速可能であるが、これに限らず、例えば、６速段以上まで変速可能な自動変速機にも、本発明を適用することができる。この場合、変速段に対応させてギア列の駆動ギア及び噛合機構を駆動ギア軸３４，３５に追加し、追加された駆動ギアに噛合する従動ギアを出力軸３３ａに追加すればよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１…二次電池、７…変速機ケース、２１…駆動力制御装置、２１ａ…ＣＰＵ、２１ｂ…メモリ、２１ｃ…検知手段、３１…自動変速機、３３…出力軸、３４…第１入力軸（入力部材）、３５…第２入力軸（入力部材）、ＥＮＧ…エンジン（原動機）、ＭＧ…電動機、Ｃ１…第１クラッチ（摩擦係合機構）、Ｃ２…第２クラッチ（摩擦係合機構）、ＳＭ１…第１噛合機構、ＳＭ２…第２噛合機構、Ｇ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａ，Ｇ５ａ…駆動ギア、Ｇｏ１，Ｇｏ２…従動ギア、ＰＧ…遊星歯車機構、Ｓａ…サンギア、Ｃａ…キャリア、Ｒａ…リングギア、Ｒ１…ロック機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、電動機と、二次電池と、前記原動機の駆動力により回転する入力部材を有し該入力部材の回転速度を複数段に変速して駆動輪に出力自在な自動変速機とを備える車両に設けられ、前記電動機と前記自動変速機とを制御する車両の駆動力制御装置であって、
前記複数段のうち最高速段を除く何れか１つの低速側変速段から、該低速側変速段より変速比の小さい高速側変速段に変速するときにおける、前記原動機の回転数が変化するイナーシャ相中に、前記原動機で発生するイナーシャトルクを検知する検知手段を備え、
前記イナーシャ相中に、前記原動機のイナーシャトルクが前記駆動輪に伝達されることを阻止するように、前記検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、前記電動機で発電させて前記二次電池に充電する回生を行ない、又は前記電動機の駆動力を減少させることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記自動変速機は、締結量を変化させることにより、駆動力の伝達量を調整自在な２つの摩擦係合機構を備え、
前記電動機は、前記２つの摩擦係合機構を介して前記原動機と駆動力を互いに伝達自在に設けられ、
前記低速側変速段では、前記２つの摩擦係合機構のうち一方の摩擦係合機構は駆動力を伝達する状態とされ、他方の摩擦係合機構は駆動力の伝達を断つ状態とされ、
前記高速側変速段では、前記他方の摩擦係合機構は駆動力を伝達する状態とされ、前記一方の摩擦係合機構は駆動力の伝達を断つ状態とされ、
前記イナーシャ相中に、前記他方の摩擦係合機構が、前記原動機の駆動力と前記検知手段で検知されたイナーシャトルクとの合計駆動力を伝達するように、前記他方の摩擦係合機構の締結量が制御されることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記入力部材は、第１と第２の２つの入力軸で構成され、
前記自動変速機は、変速比の異なる複数のギア列と、前記原動機の駆動力を前記第１入力軸に伝達自在な第１クラッチと、前記原動機の駆動力を前記第２入力軸に伝達自在な第２クラッチと、前記複数のギア列の従動ギアを軸支又は固定する出力軸と、第１と第２の２つの噛合機構とを備え、
前記第１入力軸は、変速比順位で奇数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、前記第２入力軸は、変速比順位で偶数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、
前記第１噛合機構は、前記奇数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち前記第１入力軸又は前記出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、前記奇数番目のギア列の１つを選択的に確立し、
前記第２噛合機構は、前記偶数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち前記第２入力軸又は前記出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、前記偶数番目のギア列の１つを選択的に確立し、
前記電動機は、前記第１入力軸と前記第２入力軸と前記出力軸のうちの何れか１つの軸に連結され、
前記低速側変速段が前記奇数番目のギア列により確立され、前記高速側変速段が前記偶数番目のギア列により確立される場合には、前記第１クラッチが前記一方の摩擦係合機構であり、前記第２クラッチが前記他方の摩擦係合機構であり、
前記低速側変速段が前記偶数番目のギア列により確立され、前記高速側変速段が前記奇数番目のギア列により確立される場合には、前記第２クラッチが前記一方の摩擦係合機構であり、前記第１クラッチが前記他方の摩擦係合機構であることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１】
原動機と、電動機と、二次電池と、前記原動機の駆動力により回転する入力部材を有し該入力部材の回転速度を複数段に変速して駆動輪に出力自在な自動変速機とを備える車両に設けられ、前記電動機と前記自動変速機とを制御する車両の駆動力制御装置であって、
前記複数段のうち最高速段を除く何れか１つの低速側変速段から、該低速側変速段より変速比の小さい高速側変速段に変速するときにおける、前記原動機の回転数が変化するイナーシャ相中に、前記原動機で発生するイナーシャトルクを検知する検知手段を備え、
前記イナーシャ相中に、前記原動機のイナーシャトルクが前記駆動輪に伝達されることを阻止するように、前記検知手段で検知されたイナーシャトルクに基づいて、前記電動機で発電させて前記二次電池に充電する回生を行ない、又は前記電動機の駆動力を減少させることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記自動変速機は、締結量を変化させることにより、駆動力の伝達量を調整自在な２つの摩擦係合機構を備え、
前記電動機は、前記２つの摩擦係合機構を介して前記原動機と駆動力を互いに伝達自在に設けられ、
前記低速側変速段では、前記２つの摩擦係合機構のうち一方の摩擦係合機構は駆動力を伝達する状態とされ、他方の摩擦係合機構は駆動力の伝達を断つ状態とされ、
前記高速側変速段では、前記他方の摩擦係合機構は駆動力を伝達する状態とされ、前記一方の摩擦係合機構は駆動力の伝達を断つ状態とされ、
前記イナーシャ相中に、前記他方の摩擦係合機構が、前記原動機の駆動力と前記検知手段で検知されたイナーシャトルクとの合計駆動力を伝達するように、前記他方の摩擦係合機構の締結量が制御されることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記入力部材は、第１と第２の２つの入力軸で構成され、
前記自動変速機は、変速比の異なる複数のギア列と、前記原動機の駆動力を前記第１入力軸に伝達自在な第１クラッチと、前記原動機の駆動力を前記第２入力軸に伝達自在な第２クラッチと、前記複数のギア列の従動ギアを軸支又は固定する出力軸と、第１と第２の２つの噛合機構とを備え、
前記第１入力軸は、変速比順位で奇数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、前記第２入力軸は、変速比順位で偶数番目の各ギア列の駆動ギアを固定又は軸支し、
前記第１噛合機構は、前記奇数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち前記第１入力軸又は前記出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、前記奇数番目のギア列の１つを選択的に確立し、
前記第２噛合機構は、前記偶数番目の各ギア列の駆動ギアと従動ギアとのうち前記第２入力軸又は前記出力軸に軸支されるギアを当該軸に連結して、前記偶数番目のギア列の１つを選択的に確立し、
前記電動機は、前記第１入力軸と前記第２入力軸と前記出力軸のうちの何れか１つの軸に連結され、
前記低速側変速段が前記奇数番目のギア列により確立され、前記高速側変速段が前記偶数番目のギア列により確立される場合には、前記第１クラッチが前記一方の摩擦係合機構であり、前記第２クラッチが前記他方の摩擦係合機構であり、
前記低速側変速段が前記偶数番目のギア列により確立され、前記高速側変速段が前記奇数番目のギア列により確立される場合には、前記第２クラッチが前記一方の摩擦係合機構であり、前記第１クラッチが前記他方の摩擦係合機構であることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１１２６２（Ｐ２０１２−１１１２６２Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９３５５（Ｐ２０１０−２５９３５５）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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