JP5305576B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータと駆動輪との間に締結要素を備えた車両の制御装置に関する。

ハイブリッド車両として特許文献１の技術が開示されている。この公報には、エンジンと有段式の自動変速機との間にモータジェネレータを備えた構成が開示されている。
特開２００２−２１３２６６号公報

ハイブリッド車両では、例えば、アクセルから足を離してコースト減速をしているときに、モータジェネレータによりコースト回生トルクを発生させ、所望の減速度を実現しつつ運動エネルギを電気エネルギとして回収し、燃費の向上を図ることがある。しかしながら、特許文献１に記載の構成にあっては、コースト減速時に自動変速機が締結要素の掛け換え等によって変速を行うと、伝達トルク容量が減少し、モータジェネレータのコースト回生トルクを伝達できなくなるため、目標とする減速度が実現できなくなるという課題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コースト回生時等に自動変速機が掛け換え変速したとしても、運転者に違和感を与えることなく回生可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、複数の締結要素の締結・解放により複数の変速段を達成する自動変速機と、該自動変速機の入力側に設けられ回生トルクを付与するモータジェネレータと、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記自動変速機の変速に伴って変化しうる回転要素の回転数を検出する回転数検出手段と、コースト走行時であって回生トルクを発生中に前記自動変速機が変速する場合に前記モータジェネレータの回生トルクを制限する回生トルク制限手段と、を設け、前記回生トルク制限手段は、前記回転要素の回転数の変化する方向が予め設定された変速目標回転数の変化する方向と一致しているか否かを判定する第１の判定手段を有し、該第１の判定手段により前記回転要素の回転数の変化する方向が前記変速目標回転数の変化する方向と一致していないと判定された場合は、一致していると判定された場合よりも、前記モータジェネレータの回生トルクの絶対値が小さくなるように該回生トルクを制限する第１の回生トルク制限手段と、前記回転要素の回転数と前記変速目標回転数との回転偏差が閾値よりも大きいか否かを判定する第２の判定手段を有し、該第２の判定手段により前記回転偏差が前記閾値よりも大きいと判定された場合は、大きいと判定されなかった場合よりも、前記モータジェネレータの回生トルクの絶対値が小さくなるように該回生トルクを制限する第２の回生トルク制限手段と、前記回転要素の回転数が適正に変速が進行した場合に変速中に取り得る最低回転数未満か否かを判定する第３の判定手段を有し、該第３の判定手段により前記回転要素の回転数が前記最低回転数未満と判定された場合は、未満と判定されなかった場合よりも、前記モータジェネレータの回生トルクの絶対値が小さくなるように該回生トルクを制限する第３の回生トルク制限手段と、を有することを特徴とする。

よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、回生トルクを作用させた状態で変速したとしても、変速ショックを低減することが可能となり、運転者の違和感を抑制することができる。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。

第１クラッチCL1は、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。

モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。

第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。

自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。尚、詳細については後述する。

そして、自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。

このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。

第３走行モードは、第１クラッチCL1は締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC（Wet Start Clutch）走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成する。更に、エンジン停止状態からの発進時にエンジン始動しつつ駆動力を出力可能なモードである。

上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。

「エンジン走行モード」は、エンジンＥのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンＥとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンＥを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。

定速運転時や加速運転時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギーを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。

また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いに情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

エンジンコントローラ１は、エンジン水温センサ１ａからのエンジン水温や、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。また、エンジンコントローラ１内には、エンジンＥの燃料噴射量やスロットル開度等に基づいてエンジントルクTengを推定するエンジントルク推定部１ｂが設けられている。エンジン回転数Neや推定されたエンジントルクTengの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

また、モータジェネレータMGに流れる電流値（電流値の正負によって駆動トルクと回生トルクを区別している）に基づいて、モータジェネレータトルクTmgを推定するモータジェネレータトルク推定部２ｂが設けられている。この推定されたモータジェネレータトルクTmgの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。なお、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８とからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。なお、アクセルペダル開度APOと車速VSPの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。

統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nm（＝ωmg）を検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチトルクTCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、ブレーキ油圧センサ２４と、第１クラッチCL1の温度を検知する温度センサ１０ａと、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ｂと、からの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。

また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。

以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。

目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。

モード選択部200では、図４に示すEV-HEV選択マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。また、EV-HEV選択マップには、低車速領域においてアクセルペダル開度APOが大きいときに、大きな駆動力を出力するために、WSCモードが設定されている。HEV→WSC切換線もしくはEV→WSC切換線は、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンＥのアイドル回転数よりも小さな回転数となる車速VSP1よりも低い領域に設定されている。図４中斜線領域を画成する実線がHEV走行モードからWSC走行モードに切り換えられる領域であり、図４中網掛け領域を画成する点線がWSC走行モードからEV走行モードに切り換えられる領域となる。

目標充放電演算部300では、図５に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。

動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ締結トルクと目標自動変速シフトと第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンＥを始動する図外のエンジン始動制御部が設けられている。

変速制御部500では、予め設定されたシフトスケジュールに沿って、各クラッチ締結トルクと目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、このシフトスケジュールは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものであり、アップシフト線、ダウンシフト線等が設定されている。

次に、自動変速機ATの構成について説明する。実施例１では前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機である。具体的には複数の遊星歯車列と、各遊星歯車の回転要素同士を連結する回転メンバと、各回転要素を変速機ケース等に固定する複数のブレーキと、各回転要素や回転メンバを連結する複数のクラッチが設けられている。尚、詳細な構成については省略し、一般的な有段式自動変速機の作用が説明できる程度に簡略化したモデルを定義して説明することとする。

以下、ブレーキやクラッチを総称して締結要素として記載し、ある変速段（第ｎ速）において締結する締結要素を第１締結要素B1、他の変速段（第（ｎ＋１）速）において締結する締結要素を第２締結要素B2とする。

実施例１の自動変速機ATでは、例えば、第１締結要素B1を締結して達成する変速段からの変速時において、第１の締結要素B1を解放し、第２の締結要素B2を締結することでアップシフトやダウンシフトを行う。このような変速を掛け換え変速と言う。

掛け換え変速は、第１締結要素B1の締結容量をスリップ直前の締結容量に低下させ、第２締結要素B2の締結容量を徐々に増大させるトルクフェーズと、第１締結要素B1の締結容量を更に低下させて変速を進行させるイナーシャフェーズと、変速終了後に第２締結要素B2を完全締結させる変速終了フェーズ等から構成される。

図６は自動変速機ATの簡略化したモデルに基づく共通速度線図である。この共通速度線図は縦軸に各回転要素等の回転速度を取り、横軸に各回転要素間のギヤ比を取って配置したものである。自動変速機の入力回転数に相当するモータジェネレータMGが連結された回転メンバを図６中左端に配置し、右側に向けて順に出力軸回転数に相当する回転メンバ（プロペラシャフトPS等に相当、以下、出力軸OUTと記載する）、第ｎ速を達成する際に固定される第１回転メンバM1、第（ｎ＋１）速を達成する際に固定される第２回転メンバM2を配置する。第１回転メンバM1を固定する締結要素を第１締結要素B1とし、第２回転メンバM2を固定する締結要素を第２締結要素B2とする。各回転要素の回転速度を結ぶ直線を剛体レバーと記載する。

以下、各走行状態における具体的な変速作用及び変速時の課題について説明する。
（コースト減速時のダウンシフト）
第（ｎ＋１）速におけるコースト減速時では、モータジェネレータMGにより回生トルクが出力されると、第２締結要素B2は反力トルクを発生し、出力軸OUTに車両のイナーシャトルクが作用する。図６中、モータジェネレータMGにおいて下向きの矢印が回生トルクであり、出力軸OUTにおいて上向きの矢印がイナーシャトルクであり、第２回転メンバM2の下向きの矢印が反力トルクである。

この状態で、第（ｎ＋１）速から第ｎ速へのダウンシフト指令が出力されると、第２締結要素B2の締結容量を低下させ、第１締結要素B1の締結容量を増大させる（図７参照）。これにより、剛体レバーを出力軸OUTの回転速度を中心に時計回りに回転させることでダウンシフトを行う。このとき、剛体レバーの左端には回生トルクが作用しているため剛体レバーを反時計回りに回転させようとする力が作用している。よって、第１締結要素B1の締結容量を回生トルクに打ち勝つように大きくすること等によってダウンシフトを達成する。

（課題１）
上述のようにコースト減速時で回生トルク発生中にダウンシフトを行う際、第２締結要素B2の締結容量を一旦低下させることから自動変速機AT内で第２締結要素B2の伝達トルク容量が減少し、モータジェネレータMGの回生トルクを出力軸OUTに伝達できなくなるおそれがあり、目標とする減速度が実現できなくなる。例えば、図７に示すように、トルクフェーズにおいては自動変速機AT内でトルク循環が生じ、出力軸OUTに作用するトルクが減少してしまう。

（課題２）
上述のようにコースト減速時で回生トルク発生中にダウンシフトを行う際、剛体レバーを回転させる（変速を終了させる）ために第１締結要素B1の締結容量を過剰に増大させる必要がある（図８中一点鎖線参照）。このとき、回生トルクと反力トルクの和（実際にはギヤ比等を加味した値）と、出力軸OUTのイナーシャトルク及び剛体レバーの回転に使用するトルクとの和は保存関係にあることから、仮に第１締結要素B1の締結容量を過剰に増大させると、出力軸OUTのトルクに影響を与え、ショックが発生するおそれがある。

（課題３）
上述のようにコースト減速時で回生トルク発生中にダウンシフトを行う際、回生トルクは剛体レバーを反時計回りに回転させようとしているため、変速時間が長くなるおそれがある。例えば図８に示すように、第（ｎ＋１）速において（図８中点線）、第２締結要素B2の締結容量を低下させ過ぎた場合や、第１締結要素B1の締結容量が低すぎた場合、剛体レバーは一旦高変速段側（図８中実線）に回転してしまい、その後、徐々に第ｎ速側（図８中一点鎖線）に復帰することとなる。このように、変速時間が長くなる。

（コースト時のアップシフト）
アクセルペダルを踏んでいない状態における下り坂等で車速が上昇するようなとき、アップシフトする場合がある。よって、第ｎ速から第（ｎ＋１）速へのアップシフトについて説明する。第ｎ速におけるコースト走行時では、モータジェネレータMGにより回生トルクが出力されると、第１締結要素B1は反力トルクを発生し、出力軸OUTに車両のイナーシャトルクが作用する。図６中、モータジェネレータMGにおいて下向きの矢印が回生トルクであり、出力軸OUTにおいて上向きの矢印がイナーシャトルクであり、第１回転メンバM1の下向きの矢印が反力トルクである。

この状態で、第ｎ速から第（ｎ＋１）速へのアップシフト指令が出力されると、第１締結要素B1の締結容量を低下させ、第２締結要素B2の締結容量を増大させる。これにより、剛体レバーを出力軸OUTの回転速度を中心に反時計回りに回転させることでアップシフトを行う。このとき、剛体レバーの左端には回生トルクが作用しているため剛体レバーを反時計回りに回転させようとする力が作用している。よって、第１締結要素B1の締結容量を低下させた際に剛体レバーは自ら反時計回り（アップシフト方向）に回転する。

（課題４）
上述のようにコースト走行時で回生トルク発生中にアップシフトを行う際、回生トルクは剛体レバーを反時計回りに回転させようとしているため、剛体レバーが勢いよく回転し、モータジェネレータMGの回転数を一気に低下させることとなる。このとき、回転数の低下に伴ってモータジェネレータMGのイナーシャトルクが出力され、結果として回生トルクが増大した形となり、ショックが発生するおそれがある。

実施例１では、上記各課題に鑑み、下記に示す回生トルク制限制御処理を実行することとした。図９は回生トルク制限制御処理を表すフローチャートである。

ステップS1では、変速中か否かを判断し、変速中の時はステップS2へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。尚、変速中とは、変速指令が出力された段階から、変速が終了し、各締結要素への締結圧が完全締結圧とされた状態までを表すものとする。

ステップS2では、回転数が変化する方向が目標変化方向と一致しているか否かを判断し、一致しているときはステップS4へ進み、それ以外のときはステップS3へ進む。尚、回転数が変化する方向とは、以下のものである。現在の変速段及び車速を検出することで、各回転要素（回転メンバ等を含む）の回転数を求めることができる。また、現在の車速で変速した場合、変速後の目標変速段と現在の車速との関係から変速後の各回転要素の回転数を求めることができる。よって、変速時に変化しうる回転要素の回転数に着目し、この回転要素の変速前の回転数が変速後の回転数方向に向かっているか否かを判断するものである。実施例１では入力回転数（モータジェネレータ回転数）に着目するが、他の回転メンバ等の回転数に着目してもよい。

ステップS3では、回生トルク制限１を行う。この回生トルク制限１は、剛体レバーが変速後の回転数方向に向かうのに必要な制限であり、予め設定された所定量を制限してもよいし、変速種別（変速後の変速段やアップシフト、ダウンシフト等）によって異なる値を適宜制限してもよい。

ステップS4では、入力回転数の実回転数と変速目標回転数との回転偏差が閾値よりも大きいか否かを判断し、大きいときはステップS5へ進み、それ以外のときはステップS6へ進む。尚、入力回転数の実回転数と変速目標回転数との回転偏差とは、以下のものである。上述したように、現在の車速と変速段から各回転要素の回転速度を求めることができ、現在の車速と変速後の変速段から変速後の回転要素の回転数を求めることができる。このとき、予め変速にかかる望ましい時間を設定し、この時間内に変速が完了する望ましいギヤ比変化の目標軌跡等を設定し、この目標軌跡に応じた変速目標回転数と実回転数との偏差を閾値と比較判断するものである。

ステップS5では、回生トルク制限２を行う。この回生トルク制限２は、変速目標回転数と実回転数との偏差を小さくするのに必要な制限であり、予め設定された所定量を制限してもよいし、変速種別によって異なる値を適宜設定してもよいし、偏差の大きさに応じて設定してもよい。例えば、偏差が大きいときは制限量を大きくし、偏差が小さいときは制限量を小さくする。

ステップS6では、自動変速機ATへの入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）が最低回転数未満か否かを判断し、最低回転数未満のときはステップS7へ進み、それ以外のときはステップS8へ進む。

ここで、変速中における最低回転数について説明する。ダウンシフトの場合、出力軸回転数はさほど変化しないことから入力回転数が上昇することでダウンシフトが達成される。このとき、適正に変速が進行した場合、ダウンシフト前とダウンシフト後を通じて入力回転数が最も低くなるのは、ダウンシフト前の入力回転数となる。この回転数を最低回転数として設定し、この回転数を下回ったときは、回生トルクによって剛体レバーが反時計回りに回転してしまっており、変速が進行していないことを表すものである。

一方、アップシフト前とアップシフト後を通じて入力回転数が最も低くなるのは、アップシフト後の入力回転数となる。この回転数を最低回転数として設定し、この回転数を下回ったときは、回生トルクによって剛体レバーが過回転してしまっており、変速がオーバーシュート気味になっていることを表す。

ステップS7では、回生トルク制限３を実行する。この回生トルク制限３は、剛体レバーがスムーズに変速後の入力回転数方向に向かうのに必要な制限であり、予め設定された所定量を制限してもよいし、変速種別（変速後の変速段やアップシフト、ダウンシフト等）によって異なる値を適宜制限してもよい。

ステップS8では、入力回転数の実回転数と変速後回転数との回転偏差が閾値よりも大きいか否かを判断し、大きいときはステップS9へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。ここで、変速後回転数との回転偏差について説明する。

ダウンシフトの場合、変速後の入力回転数である目標回転数が現在の入力回転数より高くなる。ダウンシフトであっても、一般に第４速から第３速への変速時と、第２速から第１速への変速時とでは、４→３ダウンシフトの回転数偏差は２→１ダウンシフトの回転数偏差よりも小さい。アップシフトの場合、変速後の入力回転数である目標回転数が現在の入力回転数より低くなる。アップシフトもダウンシフトと同様、変速種別によって回転数偏差が異なる。

このとき、目標回転数と現在の回転数との偏差が大きいときは、より大きな回転数変化（剛体レバーの回転）が必要なため、回生トルクの制限によって回転数変化を確保しやすくする必要があるか否かを判断するものである。

ステップS9では、回生トルク制限４を実行する。この回生トルク制限４は、ダウンシフトとアップシフトで異なる制限を行うものである。ダウンシフト時は、目標回転数が現在の回転数より高くなるので、回転数を上げる必要がある場合には回生トルクを制限して変速時間を短くすることができる。一方、回転数を上げる必要が少なくなるほど回生トルクの制限量を小さくして、回転の上昇速度を抑制することで、変速時のショックを少なくする。

アップシフト時は、目標回転数が現在の回転数より低くなるので、回転数を下げる必要がある場合には回生トルクの制限量を小さくして回転数を早く下げることで変速時間を短くする。一方、回転数を下げる必要がなくなるほど回生トルクを制限量を大きくして回転数の降下速度を抑制することで、変速終了時の完全締結時に変速ショックを少なくする。

次に、上記制御フローに基づく作用を、図１０及び図１１に示すタイムチャートを用いて説明する。

図１０はダウンシフト時における回生トルク制限制御処理を表すタイムチャートである。コースト時に回生トルクの作用によって減速している第（ｎ＋１）速状態で、時刻ｔ１において車速が低下し、変速制御部500に備えられた変速マップがダウンシフト指令を出力すると、第２締結要素B2の締結容量を低下させる。これにより、自動変速機ATの伝達可能トルクが低下する。

時刻ｔ２において、変速のため第２締結要素B2が滑るが、回生トルクが掛かっていいるため入力回転数が低下してしまい、変速目標回転数は上昇しているのに入力回転数が低下しているため、回生トルクが制限される（回生トルク制限１）。

時刻ｔ３において、入力回転数が最低回転数を下回っているため、回生トルクを更に制限する（回生トルク制限３）。

時刻ｔ４において、目標回転数と実回転数との偏差が閾値を越えたため、偏差に応じて回生トルクが制限される（回生トルク制限２）。

時刻ｔ５において、変速終了のため、第１締結要素B1の締結容量を完全締結可能な締結容量まで上昇させると、自動変速機ATの伝達可能トルクが上昇するとともに、入力回転数が引き上げられる。そして、時刻ｔ６において、入力回転数が目標回転数に追いつき、変速が終了する。

図１１はアップシフト時における回生トルク制限制御処理を表すタイムチャートである。コースト時に回生トルクを作用させている第ｎ速状態で、時刻ｔ１において下り坂等によって車速が上昇し、変速制御部500に備えられた変速マップがアップシフト指令を出力すると、第１締結要素B1の締結容量を低下させる。これにより、自動変速機ATの伝達可能トルクが低下する。

時刻ｔ２において、変速のため第１締結要素B1が滑り出す。このとき、回生トルクが掛かっているため入力回転数が一気に低下してしまう。

時刻ｔ３において、回転数の変化方向は目標変化方向と一致しているものの、目標回転数よりも入力回転数が下がったため、回転数偏差に基づいて回生トルクが制限される（回生トルク制限２）。

時刻ｔ４において、回転数偏差が徐々に小さくなり、回生トルク制限２が徐々に解除される。

時刻ｔ５において、変速終了回転数に近づいたため、剛体レバーの回転速度を小さくしてショックを抑制するために回生トルクが制限される（回生トルク制限４）。

時刻ｔ６において、変速終了のため、第２締結要素B2の締結容量を完全締結可能な締結容量まで上昇させると、自動変速機ATの伝達可能トルクが上昇するとともに、入力回転数が変速終了回転数に追いつき、変速が終了する。

以上説明したように実施例１の構成にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。

(1)自動変速機ATが変速するときは、モータジェネレータMGの回生トルクを制限することとした（回生トルク制限手段）。

よって、回生トルクを掛けたまま変速することによる変速ショックを低減することができる。

(2)入力回転数（実ギヤ比相当値）が変速後の変速段に相当する目標回転数（ギヤ比相当値）に向かって変化していないときに回生トルクを制限することとした。

よって、変速時に目標とする動作に対して、回生トルクによりその動作を妨げられて変速時間が延びることを防止することができる。

(3)入力回転数（実ギヤ比相当値）と変速目標回転数（目標ギヤ比相当値）との偏差が所定値以上のときに回生トルクを制限することとした。

よって、変速時に目標とする動作に対して、回生トルクによりその動作を妨げられて変速時間が延びることを防ぐことができる。

(4)入力回転数と変速目標回転数との偏差が大きいほど回生トルクが小さくなるように制限することとした。

変速時に目標とする回転数に対して、ずれが少ないときには目標とする減速度が実現でき、ずれが大きくなった場合はずれが広がることを防ぐことで、変速終了時の完全締結時の変速ショックを抑制することができる。

(5)自動変速機ATへの入力回転数が所定の回転数以下のときに前記回生トルクを制限することとした。

自動変速機ATへの入力回転数が想定していた回転数以下になっている場合には、自動変速機AT内の締結要素がスリップしている、または回生トルクのために変速ができていない、ということが考えられ、これらに起因した変速ショックを抑制することができる。

(6)所定の回転数は、変速時の最低回転数（入力回転数最低値）とした。

変速時に生じうる最低回転数を下回る場合は、自動変速機AT内の締結要素がスリップしている、または回生トルクのために変速ができていないことが考えられるため、このようなときに回生トルクを制限することで変速ショックを抑制することができる。

(7)ダウンシフトの場合、変速前の入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）と変速後の目標としている入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）の差が大きいほど回生トルクの制限量を大きくし、変速前の入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）と変速後の目標としている入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）の差が小さいほど回生トルクの制限量を小さくすることとした。

ダウンシフト時は、目標回転数が現在の回転数より高くなるので、回転数を上げる必要がある場合には回生トルクの制限を大きくして変速時間を短くすることができる。一方、回転数を上げる必要がなくなるほど回生トルクの制限を小さくして、回転の上昇速度を抑制することで、変速終了時における完全締結時のショックを抑制することができる。

(8)アップシフトの場合、変速前の入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）と変速後の目標としている入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）の差が大きいほど回生トルクの制限量を小さくし、変速前の入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）と変速後の目標としている入力回転数（モータジェネレータMGの回転数）の差が小さいほど回生トルクの制限量を大きくすることとした。

アップシフト時は、目標回転数が現在の回転数より低くなるので、回転数を下げる必要がある場合には回生トルクの制限を小さくして回転数を早く下げることで変速時間を短くすることができる。一方、回転数を下げる必要がなくなるほど回生トルクの制限を大きくして、回転の降下速度を抑制することで、変速終了時における完全締結時のショックを抑制することができる。

以上実施例１について説明したが、本発明は上記実施例に限られるものではなく、発明を実施可能な他の実施例も許容される。

具体的には、実施例１では所定の回転数を変速時の最低回転数として設定したが、エンジンの最低回転数（アイドル回転数相当値等）に基づいて設定してもよい。第１クラッチCL1と第２クラッチCL2が完全締結状態において回生トルクを発生している場合、エンジンの最低回転数より低回転側となると、がくがく振動等が発生する。よって、エンジンの最低回転数より低回転となるときに回生トルクを制限することで、がくがく振動を回避することができる。

また、変速前のギヤ段と変速後の目標としているギヤ段に応じて回生トルク制限量を変更することとしてもよい。変速前の回転数から変速後の回転数まで回転数を変化させる際に、自動変速機AT内の締結要素のイナーシャが大きく、回生トルクを掛けても回転変化が起こりにくい変速の場合は、回生トルクの制限量を小さくして減速度の実現を優先することで燃費の向上を図ることができる。一方、イナーシャが小さく回転変化が起こりやすい変速の場合は回生トルクの制限量を大きくして、回転数の急変によるショックを抑制することができる。

また、変速時の回転変化に作用するイナーシャが大きいほど回生トルクの制限量を小さくし、変速時の回転変化に作用するイナーシャが小さいほど回生トルクの制限量を大きくすることとしてもよい。変速前の回転数から変速後の回転数まで回転数を変化させる際に、自動変速機AT内の締結要素のイナーシャが大きく、回生トルクを掛けても回転変化が起こりにくい変速の場合は、回生トルクの制限量を小さくして減速度の実現を優先することで燃費の向上を図ることができる。一方、イナーシャが小さく回転変化が起こりやすい変速の場合は回生トルクの制限量を大きくして、回転数の急変によるショックを抑制することができる。

実施例１の過熱時対応モード遷移制御が適用された後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。 図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。 図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。 図２の目標充放電演算部にて目標充放電電力の演算に用いられる目標充放電量マップの一例を示す図である。 実施例１の自動変速機のモデルに基づく共線図である。 実施例１の自動変速機の変速時を表す共線図である。 実施例１の自動変速機のダウンシフト時に締結要素のスリップが発生した場合の共線図である。 実施例１の回生トルク制限制御処理を表すフローチャートである。 実施例１のダウンシフト時におけるタイムチャートである。 実施例１のアップシフト時におけるタイムチャートである。

符号の説明

Ｅ エンジン
FW フライホイール
CL1 第１クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
PS プロペラシャフト
DF ディファレンシャル
DSL 左ドライブシャフト
DSR 右ドライブシャフト
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
FL 左前輪
FR 右前輪
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
２４ ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部

Claims (1)

1. 複数の締結要素の締結・解放により複数の変速段を達成する自動変速機と、
   該自動変速機の入力側に設けられ回生トルクを付与するモータジェネレータと、
   を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記自動変速機の変速に伴って変化しうる回転要素の回転数を検出する回転数検出手段と、
   コースト走行時であって回生トルクを発生中に前記自動変速機が変速する場合に前記モータジェネレータの回生トルクを制限する回生トルク制限手段と、を設け、
   前記回生トルク制限手段は、
   前記回転要素の回転数の変化する方向が予め設定された変速目標回転数の変化する方向と一致しているか否かを判定する第１の判定手段を有し、該第１の判定手段により前記回転要素の回転数の変化する方向が前記変速目標回転数の変化する方向と一致していないと判定された場合は、一致していると判定された場合よりも、前記モータジェネレータの回生トルクの絶対値が小さくなるように該回生トルクを制限する第１の回生トルク制限手段と、
   前記回転要素の回転数と前記変速目標回転数との回転偏差が閾値よりも大きいか否かを判定する第２の判定手段を有し、該第２の判定手段により前記回転偏差が前記閾値よりも大きいと判定された場合は、大きいと判定されなかった場合よりも、前記モータジェネレータの回生トルクの絶対値が小さくなるように該回生トルクを制限する第２の回生トルク制限手段と、
   前記回転要素の回転数が適正に変速が進行した場合に変速中に取り得る最低回転数未満か否かを判定する第３の判定手段を有し、該第３の判定手段により前記回転要素の回転数が前記最低回転数未満と判定された場合は、未満と判定されなかった場合よりも、前記モータジェネレータの回生トルクの絶対値が小さくなるように該回生トルクを制限する第３の回生トルク制限手段と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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