車両制御装置
【課題】自動変速機の制御の複雑化を抑制できる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】自動変速機が駆動状態でアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、駆動アップシフト制御は、変速前に対し変速中の自動変速機の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものであり、自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、現在の変速段の係合手段を変速前係合手段とし、ダウンシフトの目標変速段の係合手段を変速後係合手段として（Ｓ１０）駆動アップシフト制御を作動させる（Ｓ２０）。ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の自動変速機の要求入力トルクの変化量は、現在の変速段を変速後の変速段、目標変速段を変速前の変速段として駆動アップシフト制御を作動させる場合の所定量を正負反転した値とされる（Ｓ６０）。ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するＭＧ出力トルクの制御が行われる。
【解決手段】自動変速機が駆動状態でアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、駆動アップシフト制御は、変速前に対し変速中の自動変速機の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものであり、自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、現在の変速段の係合手段を変速前係合手段とし、ダウンシフトの目標変速段の係合手段を変速後係合手段として（Ｓ１０）駆動アップシフト制御を作動させる（Ｓ２０）。ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の自動変速機の要求入力トルクの変化量は、現在の変速段を変速後の変速段、目標変速段を変速前の変速段として駆動アップシフト制御を作動させる場合の所定量を正負反転した値とされる（Ｓ６０）。ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するＭＧ出力トルクの制御が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータジェネレータを発電させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生制御の効率を向上させるためなど、多くの変速制御が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、車両の減速状態を検出した時に、モータジェネレータを発電させ、制動エネルギーを回収させるモータジェネレータ制御手段と、変速機を、現在の変速段と現在の変速段よりも大きなギヤ比の変速段との中で、回収可能な制動エネルギーが最大となる最適変速段に変速させる変速制御手段を有する車両用駆動装置の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回生時のダウンシフト制御など、新規モードを追加するたびに自動変速機の制御に新たな制御を追加すると、制御ロジックの複雑化などの問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、自動変速機の制御の複雑化を抑制できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両制御装置は、モータジェネレータと、前記モータジェネレータと異なる原動機と、前記モータジェネレータおよび前記原動機と駆動輪との間でトルクを伝達する有段の自動変速機と、が搭載された車両を制御する車両制御装置であって、前記自動変速機が駆動状態で前記自動変速機をアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、前記駆動アップシフト制御は、前記自動変速機において変速前の変速段に対応する係合手段である変速前係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する係合手段である変速後係合手段を係合させ、かつ、前記変速前の変速段と前記変速後の変速段とに基づいて、前記駆動アップシフト制御の変速前に対して、変速中の前記自動変速機の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものであり、前記自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、前記自動変速機の現在の変速段に対応する係合手段を前記変速前係合手段とし、前記ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を前記変速後係合手段として前記駆動アップシフト制御を作動させ、かつ、前記ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の前記自動変速機の要求入力トルクの変化量は、前記現在の変速段を前記変速後の変速段とし、前記ダウンシフトの目標変速段を前記変速前の変速段として前記駆動アップシフト制御を作動させる場合の前記所定量を正負反転したダウンシフト所定量とされ、
前記ダウンシフトにおいて、前記ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するように前記モータジェネレータの出力トルクの制御が行われることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両制御装置において、前記ダウンシフト所定量が、前記モータジェネレータの出力トルクの増加量の上限値を超える場合には、前記駆動アップシフト制御を作動させることによる前記ダウンシフトを禁止することを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両制御装置において、前記ダウンシフトは、前記モータジェネレータにより回生を行っているときに、前記モータジェネレータの状態量に基づくダウンシフト要求によって行われるものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両制御装置において、前記ダウンシフトの目標変速段は、前記モータジェネレータの回生効率に基づいて設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる車両制御装置は、自動変速機が駆動状態で自動変速機をアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、自動変速機の現在の変速段に対応する係合手段を変速前係合手段とし、ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を変速後係合手段として駆動アップシフト制御を作動させる。また、ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の自動変速機の要求入力トルクの変化量は、現在の変速段を変速後の変速段とし、ダウンシフトの目標変速段を変速前の変速段として駆動アップシフト制御を作動させる場合の所定量を正負反転したダウンシフト所定量とされる。また、ダウンシフトにおいて、ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するようにモータジェネレータの出力トルクの制御が行われる。これにより、新たな制御を追加することなく、自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトを実行可能となり、自動変速機の制御の複雑化を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態に係る車両の要部の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態の車両制御装置によるパワーオンアップシフトに係るタイムチャートである。
【図４】図４は、実施形態の車両制御装置による回生ダウンシフトに係るタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる車両制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
（実施形態）
図１から図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、モータジェネレータと、モータジェネレータと異なる原動機と、モータジェネレータおよび原動機と駆動輪との間でトルクを伝達する有段の自動変速機と、が搭載された車両を制御する車両制御装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態に係る車両の要部の概略構成を示す図である。
【００１５】
本実施形態では、エンジンとモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」と記載する）とを備えたハイブリッド車両において、ＭＧのみを動力源とする電気自動車モードの車両減速時に、ブレーキに代わりＭＧを用いてバッテリへの充電モード（回生）を実施することで燃費を向上させる。また、車速の低下に伴い、ＭＧの回転数が低下した場合には、自動変速機のダウンシフトを行うことによってＭＧの回転数を上昇させ、ＭＧの回生効率を高める回生ダウンシフトを行う。
【００１６】
ここで、回生ダウンシフトのための制御をハイブリッド車両の機能として追加する場合に、従来の減速時ダウンシフト制御を改良して新たに回生ダウンシフト制御を追加作成することが考えられる。例えば、従来のエンジン車両において、車両減速時にダウンシフトをさせることによってエンジン回転数を上昇させ、エンジンのフューエルカット時間を延ばす減速時ダウンシフト制御が知られているが、こうしたダウンシフト制御を改良して回生ダウンシフト制御を作成することは可能である。しかしながら、新規モードを追加するたびに新たな制御を追加すると、制御の複雑化を招くこととなる。ハイブリッド車両においては、エンジン等とＭＧとの２種類の原動機を備え、制御モードが増えやすい。例えば、自動変速機の制御を構築する際に、原動機の状態、アップシフト、ダウンシフト、駆動、被駆動の組み合わせでそれぞれに制御を作るとすると、制御が複雑化してしまう。このため、制御の複雑化を抑制できることが望まれる。
【００１７】
本実施形態では、新たな制御を追加することなく、パワーオンアップシフト制御を利用して回生ダウンシフトを実行する。従来のエンジン車両とは異なり、ハイブリッド車両ではＭＧによるトルクアップが可能であることを活かし、回生ダウンシフト制御を新規追加することに代えて、入力トルク情報の正負反転、トルクダウンのための遅角制御の代わりにＭＧによるトルクアップ制御を作動、などにより辻褄を合わせ、パワーオンアップシフト制御を作動させる。これにより、新たな制御を追加することなく、回生ダウンシフトの変速制御を実施可能とする。
【００１８】
本実施形態は、以下のハード要件を備えることを前提としている。
（１）原動機を複数切り替えられること。例えば、図２に示すようにエンジン（符号２０参照）とＭＧ（符号３０参照）とを切り離すクラッチ（符号２２参照）が存在すること。あるいは、トヨタハイブリッドシステム（ＴＨＳ）のように、プラネタリーギヤを用いてＥＶとＥＨＶとを切り替えられること。
【００１９】
また、本実施形態は、以下のソフト要件を備えることを前提としている。
（１）回生中の変速と判断できること。
（２）変速前の変速段と変速後の変速段が定められたとき、動かすべきアクチュエータが規定されていること。
（３）変速進行の判断を出力軸回転数×ギヤ比と入力軸回転数の差分で判断できること。
（４）ＭＧトルク制御ができること。
（５）駆動時のアップシフト用の制御が存在すること。
（６）上記ソフト要件の（１）から、（２）、（３）の情報をアップシフト用に変換できること。
（７）上記ソフト要件の（３）、（６）から変速の終了を判断し、変換を元に戻せること。
【００２０】
図２において、符号１は、ハイブリッド車両を示す。ハイブリッド車両１は、原動機としてのエンジン２０と、ＭＧ３０と、自動変速機４０とを有する。エンジン２０は、熱機関であり、本実施形態では、エンジン２０が燃焼室内で燃焼させた燃料の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換して動力として出力する内燃機関である場合を例に説明する。エンジン２０は、出力軸（クランクシャフト）２１から機械的な動力を出力する公知の内燃機関であることができる。エンジン２０の出力軸２１とＭＧ３０の回転軸３１との間には、クラッチ２２が設けられている。クラッチ２２は、出力軸２１と回転軸３１とを接続または切断するものであり、例えば摩擦係合式のクラッチであることができる。クラッチ２２には、制御信号に応じてクラッチ２２の係合または解放状態を切り替える図示しないアクチュエータが設けられている。
【００２１】
ＭＧ３０は、回転軸３１と連結され、回転軸３１と一体に回転するロータ３２と、ロータ３２の径方向外側に配置され、車体側に固定されたステータ３３とを有する。ＭＧ３０は、供給された電力を機械的な動力（モータ出力トルク）に変換して回転軸３１から出力するモータ（電動機）としての機能と、回転軸３１に入力された機械的な動力を電力に変換して回収するジェネレータ（発電機）としての機能とを有する。ＭＧ３０は、図示しないバッテリと接続されており、バッテリとの間で電力を授受することができる。ＭＧ３０がモータとして機能する場合、ステータ３３は、電力の供給を受けて回転磁界を発生させ、その回転磁界に引き付けられてロータ３２が回転して出力軸３１からモータ出力トルクを出力する。一方、ＭＧ３０がジェネレータとして機能する場合、出力軸３１に入力されるトルクによりロータ３２が回転し、その回転がステータ３３で交流電力に変換される。ＭＧ３０には、回転軸３１の回転数を検出する図示しないレゾルバが設けられており、レゾルバの検出結果を示す信号がＥＣＵ１００に出力される。
【００２２】
自動変速機４０は、トルクコンバータ５０と、ギヤトレーン（変速機構）６０と、電動式のオイルポンプ７０と、油圧制御装置８０とを有する。トルクコンバータ５０は、入力軸５１、出力軸５４、流体伝達機構５２およびロックアップクラッチ５３を有する。入力軸５１は、ＭＧ３０の回転軸３１と接続されており、回転軸３１と一体に回転する。流体伝達機構５２は、入力軸５１と出力軸５４との間でトルクを伝達できる流体継手である。ロックアップクラッチ５３は、入力軸５１と出力軸５４とを接続または切断するクラッチである。ロックアップクラッチ５３が係合すると、トルクコンバータ５０は、流体伝達機構５２を介さずに入力軸５１から出力軸５４に直接トルクを伝達することができる。
【００２３】
トルクコンバータ５０の出力軸５４は、ギヤトレーン６０の入力軸６１に接続されており、トルクコンバータ５０を介して伝達されるエンジン２０やＭＧ３０の出力トルクは、入力軸６１に入力される。ギヤトレーン６０は、トルクコンバータ５０から入力される回転を変速して、出力軸６２から図示しない駆動輪に出力する有段の変速機構である。
【００２４】
ギヤトレーン６０は、例えば、変速要素としての図示しない複数の遊星歯車機構と、摩擦係合手段としての図示しない複数のクラッチおよびブレーキとを組み合わせて構成される多段式の変速装置である。変速要素が有するキャリヤやリングギヤ等の回転要素において、停止させる回転要素をブレーキにより切り替え、また、入力されるトルクを伝達する回転要素をクラッチで切り替えることにより、ギヤトレーン６０の変速段が変更される。
【００２５】
オイルポンプ７０は、各摩擦係合手段を動作させるための油圧を発生させる。油圧制御装置８０は、オイルポンプ７０が発生させる油圧を摩擦係合手段に配分すると共に、摩擦係合手段に配分する油圧を調整することができる。ギヤトレーン６０では、変速段ごとに係合させる摩擦係合手段の組合せが決められており、油圧制御装置８０は、ギヤトレーン６０の目標変速段に応じて係合させる各摩擦係合手段に油圧を供給する。これにより、油圧制御装置８０は、変速前の変速段に対応する摩擦係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する摩擦係合手段を係合させる。油圧制御装置８０は、各変速段の摩擦係合手段に対応するソレノイドバルブ（クラッチソレノイド）を有しており、変速前後の変速段に対応するソレノイドバルブをそれぞれ制御して変速を実行する。
【００２６】
ハイブリッド車両１には、車両の各部を制御するＥＣＵ（車両制御装置）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、エンジン２０、クラッチ２２、ＭＧ３０および自動変速機４０をそれぞれ制御する。ＥＣＵ１００は、エンジン２０の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火時期等を制御することで、エンジン２０から出力される動力（エンジン出力トルク）の大きさを調整する。また、ＥＣＵ１００は、ＭＧ３０とバッテリとの間に設けられた図示しないインバータの動作を制御することで、ＭＧ３０を制御する。また、ＥＣＵ１００は、トルクコンバータ５０および油圧制御装置８０を制御して変速制御を行う。
【００２７】
ＥＣＵ１００は、自動変速機４０の駆動状態で自動変速機４０をアップシフトさせるパワーオンアップシフト制御（駆動アップシフト制御）を実行可能に構成されている。ここで、自動変速機４０の「駆動状態」とは、原動機であるエンジン２０やＭＧ３０によって駆動されて自動変速機４０が回転している状態であり、「被駆動状態」とは、駆動輪によって駆動されて自動変速機４０が回転している状態である。パワーオンアップシフト制御は、例えば、アクセルＯＮで走行中に、エンジン２０等の動力源の出力が増加することで実行される。パワーオンアップシフトは、自動変速機４０において変速前の変速段に対応する係合手段（クラッチ、ブレーキ）である変速前係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する係合手段である変速後係合手段を係合させ、かつ、変速前の変速段と変速後の変速段とに基づいて、パワーオンアップシフト制御の変速前に対して、変速中の自動変速機４０の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものである。
【００２８】
図３は、本実施形態の車両制御装置によるパワーオンアップシフトに係るタイムチャートである。図３において、（ａ）は、ギヤトレーン６０の入力軸６１の回転数を示す。符号３０１は、パワーオンアップシフト制御において（ｎ−１）速変速段からｎ速変速段にアップシフトするときの入力軸６１の回転数の推移を示す。符号３００ａは、出力軸６２の回転数と（ｎ−１）速変速段のギヤ比との積を示し、符号３００ｂは、出力軸６２の回転数とｎ速変速段のギヤ比との積を示す。
【００２９】
図３の（ｂ）は、油圧制御装置８０のクラッチソレノイドの出力油圧を示す。符号３０２は、変速前の（ｎ−１）速変速段に対応する摩擦係合手段（変速前係合手段）の係合・解放を制御するクラッチソレノイドの出力油圧を示し、符号３０３は、変速後のｎ速変速段（目標変速段）に対応する摩擦係合手段（変速後係合手段）の係合・解放を制御するクラッチソレノイドの出力油圧を示す。パワーオンアップシフト制御では、変速前係合手段を解放すると共に、変速後係合手段を係合させる。
【００３０】
また、図３の（ｃ）は、エンジン２０における遅角要求量であり、エンジン出力トルクの低下量を示す。パワーオンアップシフトにおいて、ＥＣＵ１００は、入力軸回転数３０１を変速後の目標入力軸回転数（符号３００ｂ参照）に同期させること等のために、変速中にエンジン２０の出力トルクを変速前に対して低下させる。符号３０４は、変速前の目標エンジン出力トルクを示し、符号３０５は、パワーオンアップシフト制御の変速中の目標エンジン出力トルクを示す。符号ΔＴｄは、パワーオンアップシフト制御の変速前に対する変速中の自動変速機４０の要求入力トルクの低下量（所定量）であり、自動変速機４０の入力トルクにおけるトルク減少側の値である。自動変速機４０の入力トルクにおいて、正のトルクとは、エンジン２０の出力トルクで駆動されて回転する回転方向のトルクである。要求入力トルクの低下量ΔＴｄは、変速前の変速段と変速後の変速段とに基づいて決定される。
【００３１】
パワーオンアップシフトでは、例えば、エンジン２０の出力トルクの低下により、要求入力トルクの低下量ΔＴｄに応じたトルクダウンが実現される。例えば、要求入力トルクの低下量ΔＴｄに応じたエンジン２０の遅角要求量が、ＥＣＵ１００からエンジン２０に出力される。なお、パワーオンアップシフト制御の変速中における自動変速機４０の要求入力トルクの低下ΔＴｄは、スロットル制御等のエンジン２０の他の制御で実現されてもよく、エンジン２０の制御以外の他の装置の制御で実現されてもよい。
【００３２】
ハイブリッド車両１では、クラッチ２２を切断してＭＧ３０のみを動力源とする電気自動車（ＥＶ）モードと、クラッチ２２を接続してエンジン２０とＭＧ３０とを動力源とするハイブリッド電気自動車（ＥＨＶ）モードとを切り替え可能となっている。ＥＶモードにおいて、減速時には、ＭＧ３０を用いて回生を実施することで燃費の向上を図る。例えば、ブレーキに代わり、ＭＧ３０における発電負荷によりハイブリッド車両１に制動力を作用させることができる。ここで、ＭＧ３０の発電効率は、ロータ３２の回転数が高回転である方が低回転である場合と比較して高くなる。このため、本実施形態では、ＭＧ３０による回生制御の実行時に、車速が低下し、ロータ３２の回転数が低下すると、ギヤトレーン６０において変速比の大きい変速段に変速する回生ダウンシフトを行う。回生ダウンシフトは、ＭＧ３０により回生を行っているときに、ＭＧ３０の状態量（例えば、ロータ３２の回転数）に基づくダウンシフト要求によって行われる。
【００３３】
また、回生ダウンシフトの目標変速段は、ＭＧ３０の回生効率に基づいて設定される。例えば、自動変速機４０の変速段のうち、ＭＧ３０の回生効率を最も高くすることができる変速段が目標変速段として設定される。回生ダウンシフトでは、自動変速機４０が被駆動状態でのダウンシフトとなる。回生ダウンシフトにより、ＭＧ３０の回生効率を高めることが可能となる。しかしながら、回生ダウンシフトのためにギヤトレーン６０における新たな（専用の）制御モード（プログラム等）を追加すると、ＲＯＭ等の記憶装置の容量の増加や、制御ロジックの複雑化等につながることとなる。
【００３４】
本実施形態では、以下に図３および図４を参照して説明するように、パワーオンアップシフト制御を利用して回生ダウンシフトを実行する。これにより、新たな制御を追加することなく、回生ダウンシフトを行うことができる。図４は、本実施形態の車両制御装置による回生ダウンシフトに係るタイムチャートである。図４において、（ａ）は、ギヤトレーン６０の入力軸６１の回転数を示す。符号４０１は、パワーオンアップシフト制御を利用してｎ速変速段から（ｎ−１）速変速段にダウンシフトするときの入力軸６１の回転数の推移を示す。符号４００ａは、出力軸６２の回転数と（ｎ−１）速変速段のギヤ比との積を示し、符号４００ｂは、出力軸６２の回転数とｎ速変速段のギヤ比との積を示す。図４の（ｂ）は、油圧制御装置８０のクラッチソレノイドの出力油圧を示す。符号４０２は、変速前のｎ速変速段に対応するクラッチソレノイドの出力油圧を示し、符号４０３は、変速後の（ｎ−１）速変速段（目標変速段）に対応するクラッチソレノイドの出力油圧を示す。図４の（ｃ）は、ＭＧ３０に対する出力トルクの要求量を示す。
【００３５】
本実施形態では、自動変速機４０の被駆動状態での回生ダウンシフトにおいて、自動変速機４０の現在の変速段に対応する係合手段を変速前係合手段とし、ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を変速後係合手段としてパワーオンアップシフト制御を作動させ、かつ、回生ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の自動変速機４０の要求入力トルクの変化量は、現在の変速段を変速後の変速段とし、ダウンシフトの目標変速段を変速前の変速段としてパワーオンアップシフト制御を作動させる場合の所定量（要求入力トルク低下量ΔＴｄ）を正負反転したダウンシフト所定量（図４の符号ΔＴｕ参照）とされる。
【００３６】
回生時にダウンシフト要求がなされた場合、ＥＣＵ１００は、変速前後の変速段をアップシフト用からダウンシフト用に入れ替え、かつ、ギヤトレーン６０の入力トルク情報を正負反転させて、パワーオンアップシフト制御を作動させる。例えば、回生制御の実行時に、４速（ｎ速）変速段から３速（ｎ−１速）変速段へのダウンシフト要求がなされた場合について説明すると、ＥＣＵ１００は、４速変速段に対応する摩擦係合手段を変速前係合手段とし、３速変速段に対応する摩擦係合手段を変速後係合手段としてパワーオンアップシフト制御を作動させる。また、入力トルク情報は、通常のパワーオンアップシフト制御用の正の値から回生ダウンシフト用の負の値に反転される。
【００３７】
回生ダウンシフトの変速中には、変速前よりも自動変速機４０の要求入力トルクを増加させる。このときの要求入力トルクの増加量（図４の符号ΔＴｕ）は、３速変速段から４速変速段へパワーオンアップシフトする場合の要求入力トルクの低下量（図３の符号ΔＴｄ）を正負反転させた値である。また、パワーオンアップシフト制御を作動させることによる回生ダウンシフトにおいて、要求入力トルクの増加量ΔＴｕを実現するようにＭＧ３０の出力トルクの制御が行われる。ＥＶモードでは、クラッチ２２が解放されているため、エンジン２０の出力トルクの制御により自動変速機４０の入力トルクを調節することはできないが、エンジン２０に代えて、ＭＧ３０の出力トルクの制御により、自動変速機４０の入力トルクを調節する。ここで、ＭＧ３０の出力トルクとは、ＭＧ３０がモータとして機能して自動変速機４０を駆動するトルク（正トルク）には限定されず、ＭＧ３０がジェネレータとして機能して自動変速機４０によって駆動されるトルク（発電負荷により自動変速機４０に作用する負トルク）を含む。ＭＧ３０は、回生における発電量を減少させることで発電負荷を低下させ、変速前に対して変速中の出力トルクを増加させることができる。
【００３８】
駆動状態で自動変速機４０をアップシフトさせるパワーオンアップシフトにおける変速中の要求トルク低下量ΔＴｄ（図３）と、被駆動状態で自動変速機４０をダウンシフトさせる回生ダウンシフトにおける変速中の要求トルクの増加量ΔＴｕ（図４）とでは、トルクの増減の大きさは実質的に等しく、符号が正負反転した関係にある。よって、パワーオンアップシフト制御で算出される要求トルクの低下量ΔＴｄを正負反転させることで、パワーオンアップシフト制御を回生ダウンシフトに適合させることができる。また、ＭＧ３０の出力トルクを変化させる場合、エンジン２０の遅角制御による場合と同様に自動変速機４０の入力トルク制御の応答性がよい。このため、要求入力トルクを変化させるタイミングを調節することなく、パワーオンアップシフト制御を回生ダウンシフトに利用することも可能である。
【００３９】
図１を参照して、本実施形態の動作について説明する。ＥＣＵ１００の記憶装置には、予め図１のフローチャートに示す動作（制御ステップ）が記述されたプログラムが格納されているとともに、自動変速機４０の変速段を変速するための変速マップ及び変速制御の動作（図示せず）が記述されたプログラムが格納されている。図１に示す制御フローは、自動変速機４０が被駆動状態でＭＧ３０により回生を行っているときに、ＭＧ３０の状態量に基づきダウンシフトの判定がなされた場合に実行される。なお、ダウンシフトの判定を行うためのＭＧ３０の状態量は、ロータ３２の回転量以外の物理量であってもよい。
【００４０】
まず、ステップＳ１０では、ＥＣＵ１００により、各種必要情報の変換がなされる。ＥＣＵ１００は、パワーオンアップシフト制御を回生ダウンシフトを実現する制御として機能させるために、パワーオンアップシフト制御に入力するパラメータの変換を行う。具体的には、ＥＣＵ１００は、例えば以下の３つの情報の変換を行う。
（１）ギヤトレーン６０の入力軸回転数を上昇傾向から低下傾向に変換する。
（２）回生ダウンシフトに合わせて変速において解放する摩擦係合手段と係合する摩擦係合手段とを入れ替える。例えば、回生ダウンシフトにおいて現在の４速変速段から３速変速段へのダウンシフト判定がなされた場合、３速変速段から４速変速段へのパワーオンアップシフト制御において、解放すべき摩擦係合手段を元の３速変速段から４速変速段に対応する摩擦係合手段に、係合すべき摩擦係合手段を元の４速変速段から３速変速段に対応する摩擦係合手段にそれぞれ入れ替える。
（３）自動変速機４０の入力トルクを駆動時の正トルクから被駆動時の負トルクに変換する。
【００４１】
次に、ステップＳ２０では、ＥＣＵ１００により、パワーオンアップシフト制御が実施される。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０で変換された情報に基づき、パワーオンアップシフト制御を作動させる。
【００４２】
次に、ステップＳ３０では、ＥＣＵ１００により、ソレノイド出力圧が算出される。ＥＣＵ１００は、回生ダウンシフトの変速前変速段であるｎ速変速段のクラッチソレノイドの出力油圧４０２と、目標変速段である（ｎ−１）速変速段のクラッチソレノイドの出力油圧４０３のそれぞれについて、目標とする油圧を算出する。この油圧の算出は、変速の進行度合いと油圧との関係を示す予め定められたマップ等に基づいて行われる。変速進行の判断は、例えば、出力軸６２の回転数とギヤ比との積４００ａ，４００ｂと入力軸回転数４０１との差分に基づいて行われる。ＥＣＵ１００は、算出されたそれぞれの油圧をクラッチソレノイドの出力油圧４０２，４０３の指令値として出力する。
【００４３】
一方、ステップＳ３０のソレノイド出力圧の算出と並行して、以下のステップＳ４０〜Ｓ６０の各ステップが実行される。
【００４４】
ステップＳ４０では、ＥＣＵ１００により、遅角要求量が算出される。ＥＣＵ１００は、例えば、変速前後の変速段の組合せと、車両の走行条件等に基づいて、パワーオンアップシフト制御における変速中の遅角要求量を算出する。ここで、遅角要求量とは、例えば、変速前の燃焼タイミングに対する変速中の燃焼タイミングの遅角量を示す。遅角要求量は、パワーオンアップシフト制御における変速前の自動変速機４０の要求入力トルクに対する変速中の要求入力トルクの低下量ΔＴｄに基づいて設定される。
【００４５】
次に、ステップＳ５０では、ＥＣＵ１００により、ＭＧ要求量の算出への変換がなされる。ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０で算出された遅角要求量に応じた入力トルクの低下をＭＧ３０で実現する場合のＭＧ３０の出力トルクの変化量を算出する。
【００４６】
次に、ステップＳ６０では、ＥＣＵ１００により、正負反転がなされる。ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０で算出されたＭＧ３０の出力トルクの変化量を正負反転させる。ＥＣＵ１００は、算出された出力トルクの変化量を変速前のＭＧ３０の出力トルクに加算した値を変速中のＭＧ３０の出力トルクの指令値として出力する。これにより、変速前のＭＧ３０の出力トルク４０４に対して、変速中の出力トルク４０５を増加させることができる。ステップＳ３０〜Ｓ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。
【００４７】
ステップＳ７０では、ＥＣＵ１００により、変速制御が終了したか否かが判定される。その判定の結果、ｎ速変速段から（ｎ−１）速変速段への変速制御が終了したと判定された場合（ステップＳ７０−Ｙ）にはステップＳ８０に進み、そうでない場合（ステップＳ７０−Ｎ）にはステップＳ２０へ移行して変速制御を継続する。
【００４８】
ステップＳ８０では、ＥＣＵ１００による各種必要情報の変換が終了する。ステップＳ８０が実行されると、本制御フローは終了する。
【００４９】
本実施形態によれば、パワーオンアップシフト制御を利用して回生ダウンシフトを実行することができる。これにより、回生時のダウンシフトを実行可能で、かつ、自動変速機４０の制御の複雑化を抑制することが可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態のパワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトは、ＭＧ３０の回生効率を向上させるためのダウンシフトに限らず、他の要求によるダウンシフトに適用されてもよい。対象とするダウンシフトは、自動変速機４０が被駆動状態で行われるものであればよい。パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトは、ＭＧ３０の回生中に限らず実行可能である。これにより、多くの運転領域で新たな制御を追加することなく、自動変速機４０が被駆動状態のダウンシフトを実行することが可能となり、変速制御の複雑化が抑制される。
【００５１】
なお、パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトは、ダウンシフト所定量（要求入力トルクの増加量ΔＴｕ）が、ＭＧ３０の出力トルクの増加量の上限値を超える場合、禁止されることが好ましい。例えば、強くブレーキが踏まれている場合など、自動変速機４０が強い被駆動状態であると、ＭＧ３０によるトルクアップに制限がかけられる場合がある。このような場合に、ダウンシフト所定量が、ＭＧ３０の出力トルクの増加量の上限値を超える場合、パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトが禁止されるようにすればよい。また、パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトの実行中に、アクセルが踏まれた場合など、自動変速機４０が被駆動状態でなくなる場合には、変速制御を中止することが好ましい。
【００５２】
なお、本実施形態では、自動変速機４０が有段の自動変速機である場合を例に説明したが、これには限定されない。例えば、自動変速機４０は、無段変速機であってもよい。
【００５３】
また、エンジン２０とＭＧ３０と自動変速機４０との関係（配置、接続方法等）は、本実施形態で説明したものには限定されない。ハイブリッド車両１において、ＭＧ３０のみを動力源とする電気自動車モードと、ＭＧ３０と他の原動機とを動力源とするハイブリッド電気自動車モードとが切り替え可能で、かつ、動力源の出力トルクが自動変速機４０を介して駆動輪に伝達されるように構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、変速制御の複雑化を抑制する場合に有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ハイブリッド車両
２０ エンジン
２１ 出力軸
２２ クラッチ
３０ ＭＧ（モータジェネレータ）
３１ 回転軸
３２ ロータ
３３ ステータ
４０ 自動変速機
５０ トルクコンバータ
６０ ギヤトレーン
６１ 入力軸
６２ 出力軸
７０ オイルポンプ
８０ 油圧制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータジェネレータを発電させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生制御の効率を向上させるためなど、多くの変速制御が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、車両の減速状態を検出した時に、モータジェネレータを発電させ、制動エネルギーを回収させるモータジェネレータ制御手段と、変速機を、現在の変速段と現在の変速段よりも大きなギヤ比の変速段との中で、回収可能な制動エネルギーが最大となる最適変速段に変速させる変速制御手段を有する車両用駆動装置の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回生時のダウンシフト制御など、新規モードを追加するたびに自動変速機の制御に新たな制御を追加すると、制御ロジックの複雑化などの問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、自動変速機の制御の複雑化を抑制できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両制御装置は、モータジェネレータと、前記モータジェネレータと異なる原動機と、前記モータジェネレータおよび前記原動機と駆動輪との間でトルクを伝達する有段の自動変速機と、が搭載された車両を制御する車両制御装置であって、前記自動変速機が駆動状態で前記自動変速機をアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、前記駆動アップシフト制御は、前記自動変速機において変速前の変速段に対応する係合手段である変速前係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する係合手段である変速後係合手段を係合させ、かつ、前記変速前の変速段と前記変速後の変速段とに基づいて、前記駆動アップシフト制御の変速前に対して、変速中の前記自動変速機の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものであり、前記自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、前記自動変速機の現在の変速段に対応する係合手段を前記変速前係合手段とし、前記ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を前記変速後係合手段として前記駆動アップシフト制御を作動させ、かつ、前記ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の前記自動変速機の要求入力トルクの変化量は、前記現在の変速段を前記変速後の変速段とし、前記ダウンシフトの目標変速段を前記変速前の変速段として前記駆動アップシフト制御を作動させる場合の前記所定量を正負反転したダウンシフト所定量とされ、
前記ダウンシフトにおいて、前記ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するように前記モータジェネレータの出力トルクの制御が行われることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両制御装置において、前記ダウンシフト所定量が、前記モータジェネレータの出力トルクの増加量の上限値を超える場合には、前記駆動アップシフト制御を作動させることによる前記ダウンシフトを禁止することを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両制御装置において、前記ダウンシフトは、前記モータジェネレータにより回生を行っているときに、前記モータジェネレータの状態量に基づくダウンシフト要求によって行われるものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両制御装置において、前記ダウンシフトの目標変速段は、前記モータジェネレータの回生効率に基づいて設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる車両制御装置は、自動変速機が駆動状態で自動変速機をアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、自動変速機の現在の変速段に対応する係合手段を変速前係合手段とし、ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を変速後係合手段として駆動アップシフト制御を作動させる。また、ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の自動変速機の要求入力トルクの変化量は、現在の変速段を変速後の変速段とし、ダウンシフトの目標変速段を変速前の変速段として駆動アップシフト制御を作動させる場合の所定量を正負反転したダウンシフト所定量とされる。また、ダウンシフトにおいて、ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するようにモータジェネレータの出力トルクの制御が行われる。これにより、新たな制御を追加することなく、自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトを実行可能となり、自動変速機の制御の複雑化を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態に係る車両の要部の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態の車両制御装置によるパワーオンアップシフトに係るタイムチャートである。
【図４】図４は、実施形態の車両制御装置による回生ダウンシフトに係るタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる車両制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
（実施形態）
図１から図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、モータジェネレータと、モータジェネレータと異なる原動機と、モータジェネレータおよび原動機と駆動輪との間でトルクを伝達する有段の自動変速機と、が搭載された車両を制御する車両制御装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態に係る車両の要部の概略構成を示す図である。
【００１５】
本実施形態では、エンジンとモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」と記載する）とを備えたハイブリッド車両において、ＭＧのみを動力源とする電気自動車モードの車両減速時に、ブレーキに代わりＭＧを用いてバッテリへの充電モード（回生）を実施することで燃費を向上させる。また、車速の低下に伴い、ＭＧの回転数が低下した場合には、自動変速機のダウンシフトを行うことによってＭＧの回転数を上昇させ、ＭＧの回生効率を高める回生ダウンシフトを行う。
【００１６】
ここで、回生ダウンシフトのための制御をハイブリッド車両の機能として追加する場合に、従来の減速時ダウンシフト制御を改良して新たに回生ダウンシフト制御を追加作成することが考えられる。例えば、従来のエンジン車両において、車両減速時にダウンシフトをさせることによってエンジン回転数を上昇させ、エンジンのフューエルカット時間を延ばす減速時ダウンシフト制御が知られているが、こうしたダウンシフト制御を改良して回生ダウンシフト制御を作成することは可能である。しかしながら、新規モードを追加するたびに新たな制御を追加すると、制御の複雑化を招くこととなる。ハイブリッド車両においては、エンジン等とＭＧとの２種類の原動機を備え、制御モードが増えやすい。例えば、自動変速機の制御を構築する際に、原動機の状態、アップシフト、ダウンシフト、駆動、被駆動の組み合わせでそれぞれに制御を作るとすると、制御が複雑化してしまう。このため、制御の複雑化を抑制できることが望まれる。
【００１７】
本実施形態では、新たな制御を追加することなく、パワーオンアップシフト制御を利用して回生ダウンシフトを実行する。従来のエンジン車両とは異なり、ハイブリッド車両ではＭＧによるトルクアップが可能であることを活かし、回生ダウンシフト制御を新規追加することに代えて、入力トルク情報の正負反転、トルクダウンのための遅角制御の代わりにＭＧによるトルクアップ制御を作動、などにより辻褄を合わせ、パワーオンアップシフト制御を作動させる。これにより、新たな制御を追加することなく、回生ダウンシフトの変速制御を実施可能とする。
【００１８】
本実施形態は、以下のハード要件を備えることを前提としている。
（１）原動機を複数切り替えられること。例えば、図２に示すようにエンジン（符号２０参照）とＭＧ（符号３０参照）とを切り離すクラッチ（符号２２参照）が存在すること。あるいは、トヨタハイブリッドシステム（ＴＨＳ）のように、プラネタリーギヤを用いてＥＶとＥＨＶとを切り替えられること。
【００１９】
また、本実施形態は、以下のソフト要件を備えることを前提としている。
（１）回生中の変速と判断できること。
（２）変速前の変速段と変速後の変速段が定められたとき、動かすべきアクチュエータが規定されていること。
（３）変速進行の判断を出力軸回転数×ギヤ比と入力軸回転数の差分で判断できること。
（４）ＭＧトルク制御ができること。
（５）駆動時のアップシフト用の制御が存在すること。
（６）上記ソフト要件の（１）から、（２）、（３）の情報をアップシフト用に変換できること。
（７）上記ソフト要件の（３）、（６）から変速の終了を判断し、変換を元に戻せること。
【００２０】
図２において、符号１は、ハイブリッド車両を示す。ハイブリッド車両１は、原動機としてのエンジン２０と、ＭＧ３０と、自動変速機４０とを有する。エンジン２０は、熱機関であり、本実施形態では、エンジン２０が燃焼室内で燃焼させた燃料の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換して動力として出力する内燃機関である場合を例に説明する。エンジン２０は、出力軸（クランクシャフト）２１から機械的な動力を出力する公知の内燃機関であることができる。エンジン２０の出力軸２１とＭＧ３０の回転軸３１との間には、クラッチ２２が設けられている。クラッチ２２は、出力軸２１と回転軸３１とを接続または切断するものであり、例えば摩擦係合式のクラッチであることができる。クラッチ２２には、制御信号に応じてクラッチ２２の係合または解放状態を切り替える図示しないアクチュエータが設けられている。
【００２１】
ＭＧ３０は、回転軸３１と連結され、回転軸３１と一体に回転するロータ３２と、ロータ３２の径方向外側に配置され、車体側に固定されたステータ３３とを有する。ＭＧ３０は、供給された電力を機械的な動力（モータ出力トルク）に変換して回転軸３１から出力するモータ（電動機）としての機能と、回転軸３１に入力された機械的な動力を電力に変換して回収するジェネレータ（発電機）としての機能とを有する。ＭＧ３０は、図示しないバッテリと接続されており、バッテリとの間で電力を授受することができる。ＭＧ３０がモータとして機能する場合、ステータ３３は、電力の供給を受けて回転磁界を発生させ、その回転磁界に引き付けられてロータ３２が回転して出力軸３１からモータ出力トルクを出力する。一方、ＭＧ３０がジェネレータとして機能する場合、出力軸３１に入力されるトルクによりロータ３２が回転し、その回転がステータ３３で交流電力に変換される。ＭＧ３０には、回転軸３１の回転数を検出する図示しないレゾルバが設けられており、レゾルバの検出結果を示す信号がＥＣＵ１００に出力される。
【００２２】
自動変速機４０は、トルクコンバータ５０と、ギヤトレーン（変速機構）６０と、電動式のオイルポンプ７０と、油圧制御装置８０とを有する。トルクコンバータ５０は、入力軸５１、出力軸５４、流体伝達機構５２およびロックアップクラッチ５３を有する。入力軸５１は、ＭＧ３０の回転軸３１と接続されており、回転軸３１と一体に回転する。流体伝達機構５２は、入力軸５１と出力軸５４との間でトルクを伝達できる流体継手である。ロックアップクラッチ５３は、入力軸５１と出力軸５４とを接続または切断するクラッチである。ロックアップクラッチ５３が係合すると、トルクコンバータ５０は、流体伝達機構５２を介さずに入力軸５１から出力軸５４に直接トルクを伝達することができる。
【００２３】
トルクコンバータ５０の出力軸５４は、ギヤトレーン６０の入力軸６１に接続されており、トルクコンバータ５０を介して伝達されるエンジン２０やＭＧ３０の出力トルクは、入力軸６１に入力される。ギヤトレーン６０は、トルクコンバータ５０から入力される回転を変速して、出力軸６２から図示しない駆動輪に出力する有段の変速機構である。
【００２４】
ギヤトレーン６０は、例えば、変速要素としての図示しない複数の遊星歯車機構と、摩擦係合手段としての図示しない複数のクラッチおよびブレーキとを組み合わせて構成される多段式の変速装置である。変速要素が有するキャリヤやリングギヤ等の回転要素において、停止させる回転要素をブレーキにより切り替え、また、入力されるトルクを伝達する回転要素をクラッチで切り替えることにより、ギヤトレーン６０の変速段が変更される。
【００２５】
オイルポンプ７０は、各摩擦係合手段を動作させるための油圧を発生させる。油圧制御装置８０は、オイルポンプ７０が発生させる油圧を摩擦係合手段に配分すると共に、摩擦係合手段に配分する油圧を調整することができる。ギヤトレーン６０では、変速段ごとに係合させる摩擦係合手段の組合せが決められており、油圧制御装置８０は、ギヤトレーン６０の目標変速段に応じて係合させる各摩擦係合手段に油圧を供給する。これにより、油圧制御装置８０は、変速前の変速段に対応する摩擦係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する摩擦係合手段を係合させる。油圧制御装置８０は、各変速段の摩擦係合手段に対応するソレノイドバルブ（クラッチソレノイド）を有しており、変速前後の変速段に対応するソレノイドバルブをそれぞれ制御して変速を実行する。
【００２６】
ハイブリッド車両１には、車両の各部を制御するＥＣＵ（車両制御装置）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、エンジン２０、クラッチ２２、ＭＧ３０および自動変速機４０をそれぞれ制御する。ＥＣＵ１００は、エンジン２０の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火時期等を制御することで、エンジン２０から出力される動力（エンジン出力トルク）の大きさを調整する。また、ＥＣＵ１００は、ＭＧ３０とバッテリとの間に設けられた図示しないインバータの動作を制御することで、ＭＧ３０を制御する。また、ＥＣＵ１００は、トルクコンバータ５０および油圧制御装置８０を制御して変速制御を行う。
【００２７】
ＥＣＵ１００は、自動変速機４０の駆動状態で自動変速機４０をアップシフトさせるパワーオンアップシフト制御（駆動アップシフト制御）を実行可能に構成されている。ここで、自動変速機４０の「駆動状態」とは、原動機であるエンジン２０やＭＧ３０によって駆動されて自動変速機４０が回転している状態であり、「被駆動状態」とは、駆動輪によって駆動されて自動変速機４０が回転している状態である。パワーオンアップシフト制御は、例えば、アクセルＯＮで走行中に、エンジン２０等の動力源の出力が増加することで実行される。パワーオンアップシフトは、自動変速機４０において変速前の変速段に対応する係合手段（クラッチ、ブレーキ）である変速前係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する係合手段である変速後係合手段を係合させ、かつ、変速前の変速段と変速後の変速段とに基づいて、パワーオンアップシフト制御の変速前に対して、変速中の自動変速機４０の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものである。
【００２８】
図３は、本実施形態の車両制御装置によるパワーオンアップシフトに係るタイムチャートである。図３において、（ａ）は、ギヤトレーン６０の入力軸６１の回転数を示す。符号３０１は、パワーオンアップシフト制御において（ｎ−１）速変速段からｎ速変速段にアップシフトするときの入力軸６１の回転数の推移を示す。符号３００ａは、出力軸６２の回転数と（ｎ−１）速変速段のギヤ比との積を示し、符号３００ｂは、出力軸６２の回転数とｎ速変速段のギヤ比との積を示す。
【００２９】
図３の（ｂ）は、油圧制御装置８０のクラッチソレノイドの出力油圧を示す。符号３０２は、変速前の（ｎ−１）速変速段に対応する摩擦係合手段（変速前係合手段）の係合・解放を制御するクラッチソレノイドの出力油圧を示し、符号３０３は、変速後のｎ速変速段（目標変速段）に対応する摩擦係合手段（変速後係合手段）の係合・解放を制御するクラッチソレノイドの出力油圧を示す。パワーオンアップシフト制御では、変速前係合手段を解放すると共に、変速後係合手段を係合させる。
【００３０】
また、図３の（ｃ）は、エンジン２０における遅角要求量であり、エンジン出力トルクの低下量を示す。パワーオンアップシフトにおいて、ＥＣＵ１００は、入力軸回転数３０１を変速後の目標入力軸回転数（符号３００ｂ参照）に同期させること等のために、変速中にエンジン２０の出力トルクを変速前に対して低下させる。符号３０４は、変速前の目標エンジン出力トルクを示し、符号３０５は、パワーオンアップシフト制御の変速中の目標エンジン出力トルクを示す。符号ΔＴｄは、パワーオンアップシフト制御の変速前に対する変速中の自動変速機４０の要求入力トルクの低下量（所定量）であり、自動変速機４０の入力トルクにおけるトルク減少側の値である。自動変速機４０の入力トルクにおいて、正のトルクとは、エンジン２０の出力トルクで駆動されて回転する回転方向のトルクである。要求入力トルクの低下量ΔＴｄは、変速前の変速段と変速後の変速段とに基づいて決定される。
【００３１】
パワーオンアップシフトでは、例えば、エンジン２０の出力トルクの低下により、要求入力トルクの低下量ΔＴｄに応じたトルクダウンが実現される。例えば、要求入力トルクの低下量ΔＴｄに応じたエンジン２０の遅角要求量が、ＥＣＵ１００からエンジン２０に出力される。なお、パワーオンアップシフト制御の変速中における自動変速機４０の要求入力トルクの低下ΔＴｄは、スロットル制御等のエンジン２０の他の制御で実現されてもよく、エンジン２０の制御以外の他の装置の制御で実現されてもよい。
【００３２】
ハイブリッド車両１では、クラッチ２２を切断してＭＧ３０のみを動力源とする電気自動車（ＥＶ）モードと、クラッチ２２を接続してエンジン２０とＭＧ３０とを動力源とするハイブリッド電気自動車（ＥＨＶ）モードとを切り替え可能となっている。ＥＶモードにおいて、減速時には、ＭＧ３０を用いて回生を実施することで燃費の向上を図る。例えば、ブレーキに代わり、ＭＧ３０における発電負荷によりハイブリッド車両１に制動力を作用させることができる。ここで、ＭＧ３０の発電効率は、ロータ３２の回転数が高回転である方が低回転である場合と比較して高くなる。このため、本実施形態では、ＭＧ３０による回生制御の実行時に、車速が低下し、ロータ３２の回転数が低下すると、ギヤトレーン６０において変速比の大きい変速段に変速する回生ダウンシフトを行う。回生ダウンシフトは、ＭＧ３０により回生を行っているときに、ＭＧ３０の状態量（例えば、ロータ３２の回転数）に基づくダウンシフト要求によって行われる。
【００３３】
また、回生ダウンシフトの目標変速段は、ＭＧ３０の回生効率に基づいて設定される。例えば、自動変速機４０の変速段のうち、ＭＧ３０の回生効率を最も高くすることができる変速段が目標変速段として設定される。回生ダウンシフトでは、自動変速機４０が被駆動状態でのダウンシフトとなる。回生ダウンシフトにより、ＭＧ３０の回生効率を高めることが可能となる。しかしながら、回生ダウンシフトのためにギヤトレーン６０における新たな（専用の）制御モード（プログラム等）を追加すると、ＲＯＭ等の記憶装置の容量の増加や、制御ロジックの複雑化等につながることとなる。
【００３４】
本実施形態では、以下に図３および図４を参照して説明するように、パワーオンアップシフト制御を利用して回生ダウンシフトを実行する。これにより、新たな制御を追加することなく、回生ダウンシフトを行うことができる。図４は、本実施形態の車両制御装置による回生ダウンシフトに係るタイムチャートである。図４において、（ａ）は、ギヤトレーン６０の入力軸６１の回転数を示す。符号４０１は、パワーオンアップシフト制御を利用してｎ速変速段から（ｎ−１）速変速段にダウンシフトするときの入力軸６１の回転数の推移を示す。符号４００ａは、出力軸６２の回転数と（ｎ−１）速変速段のギヤ比との積を示し、符号４００ｂは、出力軸６２の回転数とｎ速変速段のギヤ比との積を示す。図４の（ｂ）は、油圧制御装置８０のクラッチソレノイドの出力油圧を示す。符号４０２は、変速前のｎ速変速段に対応するクラッチソレノイドの出力油圧を示し、符号４０３は、変速後の（ｎ−１）速変速段（目標変速段）に対応するクラッチソレノイドの出力油圧を示す。図４の（ｃ）は、ＭＧ３０に対する出力トルクの要求量を示す。
【００３５】
本実施形態では、自動変速機４０の被駆動状態での回生ダウンシフトにおいて、自動変速機４０の現在の変速段に対応する係合手段を変速前係合手段とし、ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を変速後係合手段としてパワーオンアップシフト制御を作動させ、かつ、回生ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の自動変速機４０の要求入力トルクの変化量は、現在の変速段を変速後の変速段とし、ダウンシフトの目標変速段を変速前の変速段としてパワーオンアップシフト制御を作動させる場合の所定量（要求入力トルク低下量ΔＴｄ）を正負反転したダウンシフト所定量（図４の符号ΔＴｕ参照）とされる。
【００３６】
回生時にダウンシフト要求がなされた場合、ＥＣＵ１００は、変速前後の変速段をアップシフト用からダウンシフト用に入れ替え、かつ、ギヤトレーン６０の入力トルク情報を正負反転させて、パワーオンアップシフト制御を作動させる。例えば、回生制御の実行時に、４速（ｎ速）変速段から３速（ｎ−１速）変速段へのダウンシフト要求がなされた場合について説明すると、ＥＣＵ１００は、４速変速段に対応する摩擦係合手段を変速前係合手段とし、３速変速段に対応する摩擦係合手段を変速後係合手段としてパワーオンアップシフト制御を作動させる。また、入力トルク情報は、通常のパワーオンアップシフト制御用の正の値から回生ダウンシフト用の負の値に反転される。
【００３７】
回生ダウンシフトの変速中には、変速前よりも自動変速機４０の要求入力トルクを増加させる。このときの要求入力トルクの増加量（図４の符号ΔＴｕ）は、３速変速段から４速変速段へパワーオンアップシフトする場合の要求入力トルクの低下量（図３の符号ΔＴｄ）を正負反転させた値である。また、パワーオンアップシフト制御を作動させることによる回生ダウンシフトにおいて、要求入力トルクの増加量ΔＴｕを実現するようにＭＧ３０の出力トルクの制御が行われる。ＥＶモードでは、クラッチ２２が解放されているため、エンジン２０の出力トルクの制御により自動変速機４０の入力トルクを調節することはできないが、エンジン２０に代えて、ＭＧ３０の出力トルクの制御により、自動変速機４０の入力トルクを調節する。ここで、ＭＧ３０の出力トルクとは、ＭＧ３０がモータとして機能して自動変速機４０を駆動するトルク（正トルク）には限定されず、ＭＧ３０がジェネレータとして機能して自動変速機４０によって駆動されるトルク（発電負荷により自動変速機４０に作用する負トルク）を含む。ＭＧ３０は、回生における発電量を減少させることで発電負荷を低下させ、変速前に対して変速中の出力トルクを増加させることができる。
【００３８】
駆動状態で自動変速機４０をアップシフトさせるパワーオンアップシフトにおける変速中の要求トルク低下量ΔＴｄ（図３）と、被駆動状態で自動変速機４０をダウンシフトさせる回生ダウンシフトにおける変速中の要求トルクの増加量ΔＴｕ（図４）とでは、トルクの増減の大きさは実質的に等しく、符号が正負反転した関係にある。よって、パワーオンアップシフト制御で算出される要求トルクの低下量ΔＴｄを正負反転させることで、パワーオンアップシフト制御を回生ダウンシフトに適合させることができる。また、ＭＧ３０の出力トルクを変化させる場合、エンジン２０の遅角制御による場合と同様に自動変速機４０の入力トルク制御の応答性がよい。このため、要求入力トルクを変化させるタイミングを調節することなく、パワーオンアップシフト制御を回生ダウンシフトに利用することも可能である。
【００３９】
図１を参照して、本実施形態の動作について説明する。ＥＣＵ１００の記憶装置には、予め図１のフローチャートに示す動作（制御ステップ）が記述されたプログラムが格納されているとともに、自動変速機４０の変速段を変速するための変速マップ及び変速制御の動作（図示せず）が記述されたプログラムが格納されている。図１に示す制御フローは、自動変速機４０が被駆動状態でＭＧ３０により回生を行っているときに、ＭＧ３０の状態量に基づきダウンシフトの判定がなされた場合に実行される。なお、ダウンシフトの判定を行うためのＭＧ３０の状態量は、ロータ３２の回転量以外の物理量であってもよい。
【００４０】
まず、ステップＳ１０では、ＥＣＵ１００により、各種必要情報の変換がなされる。ＥＣＵ１００は、パワーオンアップシフト制御を回生ダウンシフトを実現する制御として機能させるために、パワーオンアップシフト制御に入力するパラメータの変換を行う。具体的には、ＥＣＵ１００は、例えば以下の３つの情報の変換を行う。
（１）ギヤトレーン６０の入力軸回転数を上昇傾向から低下傾向に変換する。
（２）回生ダウンシフトに合わせて変速において解放する摩擦係合手段と係合する摩擦係合手段とを入れ替える。例えば、回生ダウンシフトにおいて現在の４速変速段から３速変速段へのダウンシフト判定がなされた場合、３速変速段から４速変速段へのパワーオンアップシフト制御において、解放すべき摩擦係合手段を元の３速変速段から４速変速段に対応する摩擦係合手段に、係合すべき摩擦係合手段を元の４速変速段から３速変速段に対応する摩擦係合手段にそれぞれ入れ替える。
（３）自動変速機４０の入力トルクを駆動時の正トルクから被駆動時の負トルクに変換する。
【００４１】
次に、ステップＳ２０では、ＥＣＵ１００により、パワーオンアップシフト制御が実施される。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０で変換された情報に基づき、パワーオンアップシフト制御を作動させる。
【００４２】
次に、ステップＳ３０では、ＥＣＵ１００により、ソレノイド出力圧が算出される。ＥＣＵ１００は、回生ダウンシフトの変速前変速段であるｎ速変速段のクラッチソレノイドの出力油圧４０２と、目標変速段である（ｎ−１）速変速段のクラッチソレノイドの出力油圧４０３のそれぞれについて、目標とする油圧を算出する。この油圧の算出は、変速の進行度合いと油圧との関係を示す予め定められたマップ等に基づいて行われる。変速進行の判断は、例えば、出力軸６２の回転数とギヤ比との積４００ａ，４００ｂと入力軸回転数４０１との差分に基づいて行われる。ＥＣＵ１００は、算出されたそれぞれの油圧をクラッチソレノイドの出力油圧４０２，４０３の指令値として出力する。
【００４３】
一方、ステップＳ３０のソレノイド出力圧の算出と並行して、以下のステップＳ４０〜Ｓ６０の各ステップが実行される。
【００４４】
ステップＳ４０では、ＥＣＵ１００により、遅角要求量が算出される。ＥＣＵ１００は、例えば、変速前後の変速段の組合せと、車両の走行条件等に基づいて、パワーオンアップシフト制御における変速中の遅角要求量を算出する。ここで、遅角要求量とは、例えば、変速前の燃焼タイミングに対する変速中の燃焼タイミングの遅角量を示す。遅角要求量は、パワーオンアップシフト制御における変速前の自動変速機４０の要求入力トルクに対する変速中の要求入力トルクの低下量ΔＴｄに基づいて設定される。
【００４５】
次に、ステップＳ５０では、ＥＣＵ１００により、ＭＧ要求量の算出への変換がなされる。ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０で算出された遅角要求量に応じた入力トルクの低下をＭＧ３０で実現する場合のＭＧ３０の出力トルクの変化量を算出する。
【００４６】
次に、ステップＳ６０では、ＥＣＵ１００により、正負反転がなされる。ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０で算出されたＭＧ３０の出力トルクの変化量を正負反転させる。ＥＣＵ１００は、算出された出力トルクの変化量を変速前のＭＧ３０の出力トルクに加算した値を変速中のＭＧ３０の出力トルクの指令値として出力する。これにより、変速前のＭＧ３０の出力トルク４０４に対して、変速中の出力トルク４０５を増加させることができる。ステップＳ３０〜Ｓ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。
【００４７】
ステップＳ７０では、ＥＣＵ１００により、変速制御が終了したか否かが判定される。その判定の結果、ｎ速変速段から（ｎ−１）速変速段への変速制御が終了したと判定された場合（ステップＳ７０−Ｙ）にはステップＳ８０に進み、そうでない場合（ステップＳ７０−Ｎ）にはステップＳ２０へ移行して変速制御を継続する。
【００４８】
ステップＳ８０では、ＥＣＵ１００による各種必要情報の変換が終了する。ステップＳ８０が実行されると、本制御フローは終了する。
【００４９】
本実施形態によれば、パワーオンアップシフト制御を利用して回生ダウンシフトを実行することができる。これにより、回生時のダウンシフトを実行可能で、かつ、自動変速機４０の制御の複雑化を抑制することが可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態のパワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトは、ＭＧ３０の回生効率を向上させるためのダウンシフトに限らず、他の要求によるダウンシフトに適用されてもよい。対象とするダウンシフトは、自動変速機４０が被駆動状態で行われるものであればよい。パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトは、ＭＧ３０の回生中に限らず実行可能である。これにより、多くの運転領域で新たな制御を追加することなく、自動変速機４０が被駆動状態のダウンシフトを実行することが可能となり、変速制御の複雑化が抑制される。
【００５１】
なお、パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトは、ダウンシフト所定量（要求入力トルクの増加量ΔＴｕ）が、ＭＧ３０の出力トルクの増加量の上限値を超える場合、禁止されることが好ましい。例えば、強くブレーキが踏まれている場合など、自動変速機４０が強い被駆動状態であると、ＭＧ３０によるトルクアップに制限がかけられる場合がある。このような場合に、ダウンシフト所定量が、ＭＧ３０の出力トルクの増加量の上限値を超える場合、パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトが禁止されるようにすればよい。また、パワーオンアップシフト制御を作動させることによるダウンシフトの実行中に、アクセルが踏まれた場合など、自動変速機４０が被駆動状態でなくなる場合には、変速制御を中止することが好ましい。
【００５２】
なお、本実施形態では、自動変速機４０が有段の自動変速機である場合を例に説明したが、これには限定されない。例えば、自動変速機４０は、無段変速機であってもよい。
【００５３】
また、エンジン２０とＭＧ３０と自動変速機４０との関係（配置、接続方法等）は、本実施形態で説明したものには限定されない。ハイブリッド車両１において、ＭＧ３０のみを動力源とする電気自動車モードと、ＭＧ３０と他の原動機とを動力源とするハイブリッド電気自動車モードとが切り替え可能で、かつ、動力源の出力トルクが自動変速機４０を介して駆動輪に伝達されるように構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、変速制御の複雑化を抑制する場合に有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ハイブリッド車両
２０ エンジン
２１ 出力軸
２２ クラッチ
３０ ＭＧ（モータジェネレータ）
３１ 回転軸
３２ ロータ
３３ ステータ
４０ 自動変速機
５０ トルクコンバータ
６０ ギヤトレーン
６１ 入力軸
６２ 出力軸
７０ オイルポンプ
８０ 油圧制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータジェネレータと、前記モータジェネレータと異なる原動機と、前記モータジェネレータおよび前記原動機と駆動輪との間でトルクを伝達する有段の自動変速機と、が搭載された車両を制御する車両制御装置であって、
前記自動変速機が駆動状態で前記自動変速機をアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、
前記駆動アップシフト制御は、前記自動変速機において変速前の変速段に対応する係合手段である変速前係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する係合手段である変速後係合手段を係合させ、かつ、前記変速前の変速段と前記変速後の変速段とに基づいて、前記駆動アップシフト制御の変速前に対して、変速中の前記自動変速機の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものであり、
前記自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、前記自動変速機の現在の変速段に対応する係合手段を前記変速前係合手段とし、前記ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を前記変速後係合手段として前記駆動アップシフト制御を作動させ、かつ、前記ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の前記自動変速機の要求入力トルクの変化量は、前記現在の変速段を前記変速後の変速段とし、前記ダウンシフトの目標変速段を前記変速前の変速段として前記駆動アップシフト制御を作動させる場合の前記所定量を正負反転したダウンシフト所定量とされ、
前記ダウンシフトにおいて、前記ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するように前記モータジェネレータの出力トルクの制御が行われる
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記ダウンシフト所定量が、前記モータジェネレータの出力トルクの増加量の上限値を超える場合には、前記駆動アップシフト制御を作動させることによる前記ダウンシフトを禁止する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両制御装置において、
前記ダウンシフトは、前記モータジェネレータにより回生を行っているときに、前記モータジェネレータの状態量に基づくダウンシフト要求によって行われるものである
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両制御装置において、
前記ダウンシフトの目標変速段は、前記モータジェネレータの回生効率に基づいて設定される
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項１】
モータジェネレータと、前記モータジェネレータと異なる原動機と、前記モータジェネレータおよび前記原動機と駆動輪との間でトルクを伝達する有段の自動変速機と、が搭載された車両を制御する車両制御装置であって、
前記自動変速機が駆動状態で前記自動変速機をアップシフトさせる駆動アップシフト制御を実行可能であり、
前記駆動アップシフト制御は、前記自動変速機において変速前の変速段に対応する係合手段である変速前係合手段を解放すると共に変速後の変速段に対応する係合手段である変速後係合手段を係合させ、かつ、前記変速前の変速段と前記変速後の変速段とに基づいて、前記駆動アップシフト制御の変速前に対して、変速中の前記自動変速機の要求入力トルクをトルク減少側の値である所定量変化させるものであり、
前記自動変速機が被駆動状態でのダウンシフトにおいて、前記自動変速機の現在の変速段に対応する係合手段を前記変速前係合手段とし、前記ダウンシフトの目標変速段に対応する係合手段を前記変速後係合手段として前記駆動アップシフト制御を作動させ、かつ、前記ダウンシフトにおける変速前に対する変速中の前記自動変速機の要求入力トルクの変化量は、前記現在の変速段を前記変速後の変速段とし、前記ダウンシフトの目標変速段を前記変速前の変速段として前記駆動アップシフト制御を作動させる場合の前記所定量を正負反転したダウンシフト所定量とされ、
前記ダウンシフトにおいて、前記ダウンシフト所定量のトルク変化を実現するように前記モータジェネレータの出力トルクの制御が行われる
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記ダウンシフト所定量が、前記モータジェネレータの出力トルクの増加量の上限値を超える場合には、前記駆動アップシフト制御を作動させることによる前記ダウンシフトを禁止する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両制御装置において、
前記ダウンシフトは、前記モータジェネレータにより回生を行っているときに、前記モータジェネレータの状態量に基づくダウンシフト要求によって行われるものである
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両制御装置において、
前記ダウンシフトの目標変速段は、前記モータジェネレータの回生効率に基づいて設定される
ことを特徴とする車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８３８４６（Ｐ２０１１−１８３８４６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４８３６２（Ｐ２０１０−４８３６２）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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