JP3885784B2 - 車両の制御装置および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の変速性能を向上させる制御装置および制御方法に関し、特に、複数の動力源を備える車両の変速性能を向上させる制御装置および制御方法に関する。

エンジンと回転電機とを搭載したハイブリッド型とよばれる車両がある。この車両は、運転状況に応じて、エネルギ効率を高めるように、コンピュータがエンジンと回転電機（電動機）とを制御する。このような車両には、エンジンと回転電機の少なくとも一方の出力回転速度を減速または増速して下流に送出する変速機を備える。具体的には、エンジンを備えることによって、高い出力を得て、回転電機を備えることによって、エンジンの効率が悪い運転領域をこれで補うとともに、車両制動時に回転電機を発電機として用いて、運動エネルギを電気エネルギとして回収し、エネルギ効率を高める。

変速機としては、有限の数の変速比を有する変速機を備えたものが知られている。たとえば自動変速機とよばれる、常時噛み合い式または同期噛み合い式の歯車機構を有し、クラッチの解放動作および係合動作を油圧アクチュエータにより行なう。また、このような変速機は、トルクコンバータなどの流体継手を、エンジンと歯車機構との間に備える。

この変速機の場合、変速比は、あらかじめ設定された不連続の値のものの中から選択することになる。これに対して、たとえばベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）は、変速比を連続的な値の中から選ぶことができる。

ＣＶＴと異なり、前述の有限の数の変速比しか持たない変速機の場合、選択できる変速比が不連続であるので、変速動作の前後で駆動輪に送り出す動力が不連続となり、変速動作時に円滑にトルクがつながらない場合があるという問題があった。

特開２０００−３０８２０６号公報（特許文献１）は、このような問題を解決すべく、有限数の変速比を有する変速機を備えたパワートレーンにおいて、変速時の車両駆動力の変動に起因するショックを低減する技術を開示する。この技術は、車両を駆動する車両用パワートレーンに関するものであって、熱機関制御装置によって制御される熱機関と、熱機関の出力回転速度を変速して、駆動輪へと熱機関の動力を伝達する動力伝達軸に、熱機関の動力を送り出す変速機であって、当該変速機の変速比は、複数で有限数が設定され、これらを選択的に使用可能な変速機と、動力伝達軸に対し、さらに動力を付加する回転電機と、回転電機を制御する回転電機制御装置とを有する車両用パワートレーンであって、回転電機制御装置は、変速機の変速比の切り替え動作中における熱機関からの駆動輪へと伝達される動力の低下の少なくとも一部を補うように回転電機の動力を制御する。

この車両用パワートレーンによると、たとえば、エンジンとモータジェネレータのそれぞれの発生する動力により、滑らかに連続する車両駆動力曲線を得ることができる。すなわち、有限数（たとえば、５個）の変速比しか実現できない手動変速機（ＭＴ：Manual Transmission）を用いた場合であっても、所望の車両駆動力を得ることができる。特に、運転者の要求する車両駆動力が最大値またはそれに近いときは、変速比が連続的な値を取ることができないために生じる、ギア組の切り替え前後での車両駆動力の不連続性を、モータジェネレータの発生する動力により補うことにより、所望の連続的な車両駆動力特性を得ることができる。
特開２０００−３０８２０６号公報

しかしながら、上述した公報に開示された車両用パワートレーンでは、以下のような問題点がある。

特許文献１に開示された車両用パワートレーンでは、回転電機であるモータジェネレータにより、変速機の変速比の切り替え動作中における熱機関であるエンジンからの駆動輪へと伝達される動力の低下を補う。このため、モータジェネレータの電力源である二次電池のＳＯＣ（States Of Charge）が低いときには、トルクアシストできないので、特許文献１に記載の効果を得ることができない。また、モータジェネレータにより車両を駆動する場合のエネルギ効率は、エンジンで車両を駆動する場合のエネルギ効率よりも良くない場合もあるので、モータジェネレータのみによるトルクアシストではエネルギ効率が悪化する可能性がある。さらに、トルク発生指令からの応答性はモータジェネレータの方が好ましいが、モータジェネレータのみによるトルクアシスト時間が長いと二次電池の電力を多く消費してしまう。

さらに、特許文献１に開示された車両用パワートレーンでは、手動変速機（ＭＴ）を搭載した車両を前提にしたものであって、エンジンからの出力トルクを増幅できるトルクコンバータと歯車式の有段変速機構とから構成される自動変速機を搭載した車両における、トルク増幅機能を考慮したものではない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、自動変速機の変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証する車両の制御装置および車両の制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、車両を駆動する第１の動力源および第２の動力源と、有段変速機とを備え、第２の動力源により第１の動力源をアシストするように動力源が制御される車両を制御する。この制御装置は、変速機のアップシフト変速後におけるトルク段差を算出するための算出手段と、トルク段差を解消するように、第１の動力源の駆動力および第２の動力源の駆動力を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、制御手段により、たとえば、第１の動力源であるエンジンを第２の動力源であるモータジェネレータでアシストする車両において、パワーオンアップシフトが実行されると、有段の自動変速機において変速後に生じるトルク段差を、エンジンとモータジェネレータとの双方を用いてトルク段差を解消することができる。このため、たとえばモータジェネレータに電力を供給する電池のＳＯＣが低く従来はアシスト不能であっても、エンジンによるトルク増加を行なうことができる。その結果、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証する車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機であって、制御手段は、第１の動力源の駆動力によりトルク段差を解消することを、第２の動力源の駆動力によりトルク段差を解消することよりも優先させて実行するように制御するための手段を含む。

第２の発明によると、制御手段により、回転電機よりもエネルギ効率がより好ましい熱機関によりトルク段差を解消するように制御できる。このため、エネルギ効率を考慮して、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機であって、制御手段は、第１の動力源の駆動力と第２の動力源の駆動力とに基づいて、トルク段差を解消するように制御するための手段を含む。

第３の発明によると、制御手段により、熱機関（エンジン）による駆動力（トルク）上昇分と回転電機（モータジェネレータ）による駆動力（トルク）上昇分とにより、トルク段差を解消するように制御される。このため、トルク段差を解消するために必要なトルクを、エンジンとモータジェネレータとに分担させて、トルク段差を発生させているトルク不足量を、双方のトルク上昇分の合計により実現する。これにより、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機であって、制御手段は、第１の動力源の応答性と第２の動力源の応答性とに基づいて、トルク段差を解消するように制御するための手段を含む。

第４の発明によると、制御手段により、駆動力の上昇について、持続性は良好であるが応答性が良好でない熱機関（エンジン）と、持続性は良好でないが応答性が良好である回転電機（モータジェネレータ）とにより、トルク段差をタイミング良く解消するように駆動力（トルク）をそれぞれ上昇させるように制御される。このため、トルク段差を解消するために必要なトルクを、エンジンとモータジェネレータとに分担させて、タイミング良くトルク段差を解消する。これにより、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第５の発明に係る制御装置は、車両を駆動する第１の動力源および第２の動力源と、有段変速機とを備え、第２の動力源により第１の動力源をアシストするように動力源を制御する車両を制御する。第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機である。変速機は、歯車式変速機構と、動力源からの駆動力を歯車式変速機構に伝達するトルク増幅機能を有する流体継手とを有する。この制御装置は、変速機のアップシフト変速後におけるトルク段差を算出するための算出手段と、変速機のアップシフト変速前後の変速比とトルク増幅機能による増幅比とに基づいて、トルク段差を解消するように、熱機関または回転電機を制御するための制御手段とを含む。

第５の発明によると、制御手段により、トルク段差を発生させているトルク不足分（トルク補正量）は、変速前の変速比と、変速後の変速比と、トルク増幅機能を有する流体継手（トルクコンバータ）のトルク比とに基づいて算出して、トルク段差を解消できる。特に、トルクコンバータのトルク増幅機能を考慮して、トルク段差を解消する。これにより、トルクコンバータを備えた自動変速機における、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第６の発明に係る制御方法は、車両を駆動する第１の動力源および第２の動力源と、有段変速機とを備え、第２の動力源により第１の動力源をアシストするように動力源が制御される車両を制御する。この制御方法は、変速機のアップシフト変速後におけるトルク段差を算出する算出ステップと、トルク段差を解消するように、第１の動力源の駆動力および第２の動力源の駆動力を制御する制御ステップとを含む。

第６の発明によると、制御ステップにて、たとえば、第１の動力源であるエンジンを第２の動力源であるモータジェネレータでアシストする車両において、パワーオンアップシフトが実行されると、有段の自動変速機において変速後に生じるトルク段差を、エンジンとモータジェネレータとの双方を用いてトルク段差を解消することができる。このため、たとえばモータジェネレータに電力を供給する電池のＳＯＣが低く従来はアシスト不能であっても、エンジンによるトルク増加を行なうことができる。その結果、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証する車両の制御方法を提供することができる。

第７の発明に係る制御方法においては、第６の発明の構成に加えて、第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機であって、制御ステップは、第１の動力源の駆動力によりトルク段差を解消することを、第２の動力源の駆動力によりトルク段差を解消することよりも優先させて実行するように制御するステップを含む。

第７の発明によると、制御ステップにて、回転電機よりもエネルギ効率がより好ましい熱機関によりトルク段差を解消するように制御できる。このため、エネルギ効率を考慮して、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第８の発明に係る制御方法においては、第６の発明の構成に加えて、第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機であって、制御ステップは、第１の動力源の駆動力と第２の動力源の駆動力とに基づいて、トルク段差を解消するように制御するステップを含む。

第８の発明によると、制御ステップにて、熱機関（エンジン）による駆動力（トルク）上昇分と回転電機（モータジェネレータ）による駆動力（トルク）上昇分とにより、トルク段差を解消するように制御する。このため、トルク段差を解消するために必要なトルクを、エンジンとモータジェネレータとに分担させて、トルク段差を発生させているトルク不足量を、双方のトルク上昇分の合計により実現する。これにより、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第９の発明に係る制御方法においては、第６の発明の構成に加えて、第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機であって、制御ステップは、第１の動力源の応答性と第２の動力源の応答性とに基づいて、トルク段差を解消するように制御するステップを含む。

第９の発明によると、制御ステップにて、駆動力の上昇について、持続性は良好であるが応答性が良好でない熱機関（エンジン）と、持続性は良好でないが応答性が良好である回転電機（モータジェネレータ）とにより、トルク段差をタイミング良く解消するように駆動力（トルク）をそれぞれ上昇させるように制御する。このため、トルク段差を解消するために必要なトルクを、エンジンとモータジェネレータとに分担させて、タイミング良くトルク段差を解消する。これにより、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

第１０の発明に係る制御方法は、車両を駆動する第１の動力源および第２の動力源と、有段変速機とを備え、第２の動力源により第１の動力源をアシストするように動力源を制御する。第１の動力源は熱機関であって、第２の動力源は回転電機である。変速機は、歯車式変速機構と、動力源からの駆動力を歯車式変速機構に伝達するトルク増幅機能を有する流体継手とを有する。この制御装置は、変速機のアップシフト変速後におけるトルク段差を算出する算出ステップと、変速機のアップシフト変速前後の変速比とトルク増幅機能による増幅比とに基づいて、トルク段差を解消するように、熱機関または回転電機を制御する制御ステップとを含む。

第１０の発明によると、制御ステップにおいて、トルク段差を発生させているトルク不足分（トルク補正量）は、変速前の変速比と、変速後の変速比と、トルク増幅機能を有する流体継手（トルクコンバータ）のトルク比とに基づいて算出して、トルク段差を解消できる。特に、トルクコンバータのトルク増幅機能を考慮して、トルク段差を解消する。これにより、トルクコンバータを備えた自動変速機における、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

以下、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両のパワートレインについて説明する。以下の説明においては、自動変速機を、トルク増幅機能を有するトルクコンバータと、歯車式変速機構とを備える変速機として説明する。

また、本実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵ（Electronic Controlled Automatic Transmission＿Electronic Control Unit）４００が制御する車両には、エンジンと、そのエンジンをトルクアシストするモータジェネレータとが搭載される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、パワーオンアップシフト時のトルク段差の状態に応じて、エンジンのトルクを増加させるか、モータジェネレータによりエンジンをトルクアシストさせて、トルク段差を解消する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。たとえば、モータジェネレータの代わりに、電気エネルギや回転エネルギのうちの余剰分を一旦貯蔵しておいて、必要に応じてその貯蔵されたエネルギを供給するフライホイール装置からエネルギを取出して、エンジンをトルクアシストするものであってもよい。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレインについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＴ＿ＥＣＵ（Electronic Controlled Automatic Transmission＿Electronic Control Unit）４００により実現される。

図１に示すように、この車両は、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、エンジン１００をアシストするモータジェネレータ５００と、モータジェネレータ５００を制御するインバータ６００とから構成される。エンジン１００の出力軸は、模式的に表現されたエンジンイナーシャ１１０を介してトルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸１５０により連結されている。したがって、エンジン１００の出力軸回転数Ｎ（Ｅ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数Ｎ（Ｐ）とは同じである。また、エンジン１００の出力トルクをＴ（Ｅ）と、トルクコンバータ２００への入力トルクをＴ（Ｐ）として表わす。

モータジェネレータ５００は、エンジン１００とトルクコンバータ２００とを接続する回転軸１５０にトルクを伝達するように構成される。このモータジェネレータ５００は、車両の発進時に所望の加速度を得るためにモータとして作動してエンジン１００をアシストする。また、回生制動時にはジェネレータとして作動して運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する。

トルクコンバータ２００は、ロックアップクラッチ２１０を含み、ポンプ羽根車２２０とタービン羽根車２３０とから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸２５０により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数をＮ（Ｔ）と、トルクコンバータ２００の出力トルクをＴ（Ｔ）として表わす。

これらのパワートレインを制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ４００には、ポンプ回転数Ｎ（Ｐ）、タービン回転数Ｎ（Ｔ）、アクセル開度、車速、車両加速度、スロットル開度、ＡＴ信号およびシフトポジション信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチ２１０に対してロックアップクラッチ制御信号が出力される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、自動変速機３００に対してＡＴ制御信号が出力される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、インバータ６００に対してアシスト量指示信号が出力される。

図１において、エンジン１００またはエンジン１００およびモータジェネレータ５００の動力は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２００を備えた自動変速機３００を介して連結される駆動輪に伝達される。トルクコンバータ２００は、エンジン１００のクランク軸（トルクコンバータ２００の入力軸）に固定されたポンプ羽根車２２０と、自動変速機３００の入力軸（トルクコンバータ２００の出力軸）に連結されたタービン羽根車２３０と、それらポンプ羽根車２２０および入力軸を直結するロックアップクラッチ２１０と、ステータ２２２とを備えている。

また、上述した以外の検知信号および制御信号が、図１に示すように、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に入力されたり、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から出力されたりする。

図２に自動変速機３００のスケルトン図を、図３に自動変速機３００の作動表を示す。図２に示すスケルトン図および図３に示す作動表によると、摩擦要素であるクラッチ要素（図中のＣ（０）〜Ｃ（２））や、ブレーキ要素（Ｂ（０）〜Ｂ（４））、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ（０）〜Ｆ（２））が、どのギヤ段の場合に係合および解放されるかを示している。車両の発進時に使用される１速時には、クラッチ要素（Ｃ（０）、Ｃ（１））、ブレーキ要素（Ｂ（４））、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ（０）、Ｆ（２））が係合する。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、たとえば、２ｎｄから３ｒｄへのパワーオンアップシフト時に、アウトプットトルクにおける変速前後のトルク段差を解消するように、エンジン１００のみ、またはエンジン１００とモータジェネレータ５００とを用いて、トルクを増加させるトルク補正制御を実行する。

図４を参照して、トルク段差について説明する。図４の点線が、トルクアシストされない場合のアウトプットトルクである。図４の太い実線がトルクアシストされた場合のアウトプットトルクである。斜線部分が、たとえば１ｓｔから２ｎｄへの変速時におけるトルクアシスト量に対応する部分である。

図４に示すように、有段変速機においては、アップシフトで変速比が小さくなる分、アウトプットトルクが低下する。これは、ＣＶＴにおけるドライブフィーリングに対して、有段変速機が劣る点である。これを解消するために、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、アップシフト変速後またはアップシフト変速終了直前から駆動力源（エンジン１００およびモータジェネレータ５００）のトルクを調整して増加させて、見掛け上太い実線で示すようにトルクの変化を滑らかにするものである。

なお、図４には、完全に連続的に接続するようにした場合についてのアウトプットトルクを記載しているが、本発明はこれに限定されない。完全に連続的ではなく、部分的（たとえば半分）にトルク段差を解消するものであればよい。また、図４においては、スロットル開度がほぼ全開の状態（ＷＯＴ：Wide Open Throttle）の場合を記載したが、本発明は中間のスロットル開度においても同様に適用が可能である。

本発明においては、特許文献１に開示されたような手動変速機（ＭＴ）ではなく、トルク増幅機能を有するトルクコンバータ２００を備える自動変速機３００における変速動作時の円滑なトルクのつながりを保証することが目的である。

トルクコンバータ２００は、前述の説明の通り、ロックアップクラッチ２１０を備える。ロックアップクラッチ２１０がオフ状態であると、特許文献１には開示されていないトルクコンバータ２００によるトルク増幅機能があるので、この増幅比によりアシストされるトルク量が異なる。すなわち、トルクコンバータ２１０のトルク比（増幅比）ｔが、アシストされるトルク量に関連がある。一方、ロックアップクラッチ２１０がオン状態であると、トルクコンバータ２００の伝達ロスがなくなり、高車速側での伝達トルクが大きくなりトルク段差が大きくなるので、これに基づいてアシストされるトルク量もロックアップクラッチ２１０がオフの場合に比べて異なる。

このように、本発明においては、アシストするトルク量が、トルクコンバータ２１０のトルクコンバータ２００のトルク比（増幅比）ｔに関連する点が、特許文献１のようなトルクコンバータ２００を有さない手動変速機と、本質的に異なる点である。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置を実現するＥＣＴ＿ＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、予め定められた変速線図（車速とスロットル開度とにより、アップシフト線を規定したマップ）に基づいて、パワーオンアップシフトが発生したか否かを判断する。なお、運転者がＥＣＴスイッチに「パワーモード」を設定している場合にのみ、以下に示す制御を行なうようにしてもよい。パワーオンアップシフトが発生すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、トルク段差を算出する。このとき、たとえば、変速前における、{エンジントルクＴ（Ｅ）×トルクコンバータ２００のトルク比ｔ×変速前ギヤ比}によりアウトプットトルクＴＯＵＴ（１）を算出して、変速後における、｛エンジントルクＴ（Ｅ）×トルクコンバータ２００のトルク比ｔ×変速後ギヤ比｝によりアウトプットトルクＴＯＵＴ（２）を算出して、トルク段差を、差分トルクΔＴ＝ＴＯＵＴ（１）−ＴＯＵＴ（２）として算出する。なお、トルクコンバータ２００のトルク比ｔは、トルクコンバータ２００の速度比ｅ（＝Ｎ（Ｔ）／Ｎ（Ｅ））の関数である。さらに、この数式における、エンジントルクＴ（Ｅ）もトルクコンバータ２００のトルク比ｔも、変速前後において同じ値ではない。また、ロックアップクラッチ２１０がオフ状態であるときにトルク比ｔが影響する。

Ｓ３００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、Ｓ２００にて算出したトルク段差に基づいて、たとえば図４に示す駆動トルク線上で定義された曲線に従ってトルクアシスト量を算出する。詳しくは、図４に示す駆動トルク線上で定義された曲線は、トルクコンバータ２００のトルク比ｔの影響や、ロックアップクラッチ２１０の状態を考慮して作成されているので、変速前後の変速比とトルクコンバータ２００のトルク比ｔやロックアップクラッチ２１０の状態とに基づいて、トルクアシスト量が算出されることになる。

Ｓ４００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、エンジン１００で可能なトルク増加量を算出する。エンジン１００は、変速中においては、イナーシャトルク低減のためにエンジントルクＴ（Ｅ）を低下させる制御を、たとえば点火遅角やスロットル開度を絞ることにより行なっている。このエンジントルクＴ（Ｅ）の低下分や現在のスロットル開度等に基づいて、エンジン１００で可能なトルク増加量を算出する。

Ｓ５００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、エンジン１００によるトルク増加を実行する。このとき、Ｓ３００で算出された、必要なトルクアシスト量を越えてトルク増加させることはない。

Ｓ６００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、エンジン１００のみでのトルク増加が、量的にもタイミング的にも、十分であるか否かを判断する。エンジン１００の変速中のトルクを低下させていることやスロットル開度はＷＯＴ以上に開けられないこと等に基づいてエンジン１００のみにより可能なトルク増加分で、Ｓ３００にて算出したトルクアシスト分を量的に十分に満足しているか否かが判断される。また、エンジン１００のみによるトルク増加では、トルク増加指令信号の出力からエンジン１００のトルクが増加するまでの時間が長い（応答性が良好でない）ので、十分な応答性を確保できないときには、トルク増加分が量的に十分であっても、エンジン１００のみでのトルク増加では十分ではないと判断されて、モータジェネレータ５００によるトルクアシストが行なわれる。このように、このＳ６００では、トルクアシストに対する量的な面とタイミングの面とで、エンジン１００のみでのトルク増加で十分であるか否かが判断される。エンジン１００のみでのトルク増加で十分であると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ７００に移される。

Ｓ７００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータジェネレータ５００で可能なトルクアシスト量を算出する。このとき、たとえば、モータジェネレータ５００に電力を供給する二次電池のＳＯＣ等からモータジェネレータ５００で可能なトルクアシスト量が、エンジン１００によるトルク増加量を考慮して算出される。

Ｓ８００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータジェネレータ５００でのトルクアシストが可能か否かを判断する。このとき、たとえば、モータジェネレータ５００から作動不か信号や、インバータ６００から作動不良信号が出力されていないか否かに基づいて判断される。モータジェネレータ５００でのトルクアシストが可能であると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、処理はＳ９００へ移される。もしそうでないと（Ｓ８００にてＮＯ）、処理はＳ１０００へ移される。

Ｓ９００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータジェネレータ５００によるトルクアシストを実行させる。インバータ６００に適切なタイミングでアシスト量を指示する。このアシスト量は時間的に変化するようにすると、応答遅れ時間を有して上昇してくるエンジン１００によりトルクアシストを補完できるので好ましい。

Ｓ９００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、トルクアシスト処理を中止する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を実現するＥＣＴ＿ＥＣＵ４００を含む車両の動作について説明する。

＜エンジンのみでトルク増加＞
車両が走行中に、パワーオンアップシフトを検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、トルク段差が算出され（Ｓ２００）、必要なトルクアシスト量が算出される（Ｓ３００）。エンジン１００で可能なトルク増加量が算出され（Ｓ４００）、エンジン１００によるトルク増加が行なわれる。このエンジン１００によるトルク増加のみで十分である場合には（Ｓ６００にてＹＥＳ）、モータジェネレータ５００によるトルクアシストが行なわれることなく変速時におけるトルクアシスト補正処理が終了する。

図６に示すように、変速中には、点火遅角やスロットル開度を絞ることによりエンジントルクＴ（Ｅ）が低下されている。ＷＯＴでない場合等においては、回転数変化やタイマ等で変速終期が近づいて来たときを検知して（変速終期が近づいて来たときとは、図６に示す変速終了判断よりも前の点線で表わされるとき）、エンジン１００のトルクを徐々に増加させる。最終的には、アップシフト後の変速段においてアシストなしのエンジントルクＴ（Ｅ）とする。

これにより、よりエネルギ効率の高いエンジン１００のみでトルクを増加させて、パワーオン時のアップシフトにおけるトルク段差を解消できる。

＜エンジンとモータジェネレータ（一時的）でトルクアシスト＞
車両が走行中に、パワーオンアップシフトを検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、トルク段差が算出され（Ｓ２００）、必要なトルクアシスト量が算出される（Ｓ３００）。エンジン１００で可能なトルクアシスト量が算出され（Ｓ４００）、エンジン１００によるトルク増加が行なわれる。このエンジン１００によるトルク増加のみではトルク上昇のタイミングが遅い場合には、エンジン１００によるトルク増加のみでは十分でないと判断される（Ｓ６００にてＮＯ）。このような場合には、エンジン１００によるトルク増加を優先させるが、併せてモータジェネレータ５００によるトルクアシストが行なわれる。

図７に示すように、変速中には、点火遅角やスロットル開度を絞ることによりエンジントルクＴ（Ｅ）が低下されている。ＷＯＴでない場合等においては、エンジン１００自体でトルクを増大させるものの、その応答性が良好でないので、一時的にモータジェネレータ５００でトルクアシストを行なう。回転数変化やタイマ等で変速終期が近づいて来たときを検知して（変速終期が近づいて来たときとは、図６に示す変速終了判断よりも前の点線で表わされるとき）、エンジン１００のトルクを徐々に増加させるとともに、モータジェネレータ５００によりトルクアシストする。その後、モータジェネレータ５００のトルクアシストは、変速終了判断時から徐々に低下して、最終的にはモータジェネレータ５００によるトルクアシストはなくなる。

これにより、よりエネルギ効率の高いエンジン１００によるトルク増加を優先させるが、時間的にトルク増加が遅れ、十分に早くトルク段差を解消できない場合であって、エネルギ効率的にも大きな問題がない場合には、モータジェネレータ５００によりトルクアシストして、パワーオン時のアップシフトにおけるトルク段差をタイミング良く解消できる。

＜エンジンとモータジェネレータ（継続的）でトルクアシスト＞
車両が走行中（このときＷＯＴに近い状態）、パワーオンアップシフトを検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、トルク段差が算出され（Ｓ２００）、必要なトルクアシスト量が算出される（Ｓ３００）。エンジン１００で可能なトルクアシスト量が算出され（Ｓ４００）、エンジン１００によるトルク増加が行なわれる。このエンジン１００によるトルク増加のみではトルク上昇のタイミングが遅くかつＷＯＴに近い状態であるので、エンジン１００によるトルク増加のみでは十分でないと判断される（Ｓ６００にてＮＯ）。このような場合には、エンジン１００によるトルク増加を優先させるが、併せてモータジェネレータ５００によるトルクアシストが行なわれる。

図８に示すように、変速中には、点火遅角やスロットル開度を絞ることによりエンジントルクＴ（Ｅ）が低下されている。ＷＯＴに近い場合等においては、エンジン１００自体でトルクを増大させるものの、その応答性が良好でないことに加えて、エンジン１００によるトルク増加量では不足するので、一時的ではなくさらに継続的にモータジェネレータ５００でトルクアシストを行なう。回転数変化やタイマ等で変速終期が近づいて来たときを検知して（変速終期が近づいて来たときとは、図６に示す変速終了判断よりも前の点線で表わされるとき）、エンジン１００のトルクを徐々に増加させるとともに、モータジェネレータ５００によりトルクアシストする。その後、モータジェネレータ５００のトルクアシストは、変速終了判断時から徐々に低下するが、モータジェネレータ５００によるトルクアシストはなくなることはなく、継続して行なわれる。

これにより、よりエネルギ効率の高いエンジン１００によるトルク増加を優先させるが、時間的にトルク増加が遅れ、かつ量的にもトルク増加が不足して十分にトルク段差を解消できない場合であって、エネルギ効率的にも大きな問題がない場合には、モータジェネレータ５００により継続的にトルクアシストして、パワーオン時のアップシフトにおけるトルク段差をタイミング良く解消できる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵによると、パワーオンアップシフト時に発生するトルク段差を、エンジンによるトルク増加を優先させて、それでも時間的に満足できない場合や量的に満足できない場合には、モータジェネレータによりトルクアシストする。その結果、変速動作時に円滑なトルクのつながりを保証することができる。

なお、図９に示すように、アップシフト後にモータジェネレータ５００のみでトルク増幅するようにしてもよい。この場合、変速中は、イナーシャトルク低減のためにエンジントルクＴ（Ｅ）を低下させるが、変速後は、変速前のエンジントルクＴ（Ｅ）の状態にする。このように、モータジェネレータ５００のみによるトルク増加で、変速前後のトルク段差をなくするようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載された車両のパワートレインの構成を示す図である。 図１に示す自動変速機のスケルトン図である。 図１に示す自動変速機の作動係合状態を表わす図である。 速度に対するアウトプットトルク特性（駆動トルク線）を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵで実行される処理の制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵで実行された結果を示すタイミングチャート（その１）である。 本発明の実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵで実行された結果を示すタイミングチャート（その２）である。 本発明の実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵで実行された結果を示すタイミングチャート（その３）である。 本発明の実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵで実行された結果を示すタイミングチャート（その４）である。

符号の説明

１００ エンジン、１１０ エンジンイナーシャ、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、３００ 自動変速機、４００ ＥＣＴ＿ＥＣＵ、５００ モータジェネレータ、６００ インバータ。

Claims (6)

1. 車両の制御装置であって、前記車両は、車両を駆動する熱機関および回転電機と、有段変速機とを備え、前記回転電機により前記熱機関をアシストするように前記熱機関および前記回転電機を制御する車両の制御装置であって、
   前記変速機は、前記熱機関および前記回転電機からの駆動力が伝達される変速機構を有し、
   前記変速機のアップシフト変速の終了後におけるトルク段差を算出するための算出手段と、
   前記トルク段差を解消するように、前記熱機関の駆動力および前記回転電機の駆動力を制御するための制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記熱機関の駆動力によりトルク段差を解消することを、前記回転電機の駆動力によりトルク段差を解消することよりも優先させて実行するように制御するための手段を含む、制御装置。
2. 車両の制御装置であって、前記車両は、車両を駆動する熱機関および回転電機と、有段変速機とを備え、前記回転電機により前記熱機関をアシストするように前記熱機関および前記回転電機を制御する車両の制御装置であって、
   前記変速機は、前記熱機関および前記回転電機からの駆動力が伝達される変速機構を有し、
   前記変速機のアップシフト変速の終了後におけるトルク段差を算出するための算出手段と、
   前記トルク段差を解消するように、前記熱機関の駆動力および前記回転電機の駆動力を制御するための制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記熱機関の応答性と前記回転電機の応答性とに基づいて、トルク段差を解消するように制御するための手段を含む、制御装置。
3. 前記変速機は、前記変速機構に加えて、前記熱機関および前記回転電機からの駆動力を前記変速機構に伝達するトルク増幅機能を有する流体継手を有し、
   前記制御手段は、さらに前記変速機のアップシフト変速前後の変速比と前記トルク増幅機能による増幅比とに基づいて、前記トルク段差を解消するように、前記熱機関または前記回転電機を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 車両の制御方法であって、前記車両は、車両を駆動する熱機関および回転電機と、有段変速機とを備え、前記回転電機により前記熱機関をアシストするように前記熱機関および前記回転電機を制御する車両の制御方法であって、
   前記変速機は、前記熱機関および前記回転電機からの駆動力が伝達される変速機構を有し、
   前記変速機のアップシフト変速の終了後におけるトルク段差を算出する算出ステップと、
   前記トルク段差を解消するように、前記熱機関の駆動力および前記回転電機の駆動力を制御する制御ステップとを含み、
   前記制御ステップは、前記熱機関の駆動力によりトルク段差を解消することを、前記回転電機の駆動力によりトルク段差を解消することよりも優先させて実行するように制御するステップを含む、制御方法。
5. 車両の制御方法であって、前記車両は、車両を駆動する熱機関および回転電機と、有段変速機とを備え、前記回転電機により前記熱機関をアシストするように前記熱機関および前記回転電機を制御する車両の制御方法であって、
   前記変速機は、前記熱機関および前記回転電機からの駆動力が伝達される変速機構を有し、
   前記変速機のアップシフト変速の終了後におけるトルク段差を算出する算出ステップと、
   前記トルク段差を解消するように、前記熱機関の駆動力および前記回転電機の駆動力を制御する制御ステップとを含み、
   前記制御ステップは、前記熱機関の応答性と前記回転電機の応答性とに基づいて、トルク段差を解消するように制御するステップを含む、制御方法。
6. 前記変速機は、前記変速機構に加えて、前記熱機関および前記回転電機からの駆動力を前記変速機構に伝達するトルク増幅機能を有する流体継手を有し、
   前記制御ステップは、さらに前記変速機のアップシフト変速前後の変速比と前記トルク増幅機能による増幅比とに基づいて、前記トルク段差を解消するように、前記熱機関または前記回転電機を制御するステップを含む、請求項４または５に記載の制御方法。

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