(57)【要約】【課題】  本発明の課題の一つは、車両にとって好適な変速ギアの選択制御を実現できる変速機の制御装置を提供することにある。【解決手段】  上記課題は、第１又は第２クラッチ１４０，１４１のいずれか一方を締結し、締結状態のクラッチに対応する側の変速機構の複数の変速ギアのうちの一つを選択したとき、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアとして、締結状態のクラッチに対応する側の変速機構の選択された変速ギアに最も近い段数の変速ギアを選択することにより解決できる。このような解決手段によれば、最適なアシストギアを選択できて、機械音や回転慣性抵抗などの増加を抑制できるので、従来よりも低騒音化や車両の燃費向上を図ることができる。【選択図】図５
2010006290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関側の軸と車軸側の軸との間に設けられ、前記内燃機関側の軸と前記車軸側の軸との間の動力伝達路を構成する第１及び第２動力伝達機構と、
前記第１動力伝達機構に設けられた第１クラッチと、
前記第２動力伝達機構に設けられた第２クラッチと、
前記第１動力伝達機構に設けられ、互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第１変速機構と、
前記第２動力伝達機構に設けられると共に、前記第１変速機構とは変速段数が異なり、かつ互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第２変速機構と、
前記第１及び第２動力伝達機構に機械的に接続された回転電機と、を有する変速機の制御装置において、
前記第１又は第２クラッチのいずれか一方を締結し、締結状態のクラッチに対応する側の変速機構の複数の変速ギアのうちの一つを選択したとき、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアとして、締結状態のクラッチに対応する側の変速機構の選択された変速ギアに最も近い段数の変速ギアを選択する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項２】
内燃機関側の軸と車軸側の軸との間に設けられ、前記内燃機関側の軸と前記車軸側の軸との間の動力伝達路を構成する第１及び第２動力伝達機構と、
前記第１動力伝達機構に設けられた第１クラッチと、
前記第２動力伝達機構に設けられた第２クラッチと、
前記第１動力伝達機構に設けられ、互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第１変速機構と、
前記第２動力伝達機構に設けられると共に、前記第１変速機構とは変速段数が異なり、かつ互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第２変速機構と、
前記第１及び第２動力伝達機構に機械的に接続された回転電機と、を有する変速機の制御装置において、
前記回転電機の回転速度，車両の速度，アクセル開度，前記変速機の内部の抵抗の推定値，舵角，地図情報を含む複数の状態情報うちの少なくとも１つ以上を入力し、この入力された状態情報に基づいて、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを変更する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項３】
内燃機関側の軸と車軸側の軸との間に設けられ、前記内燃機関側の軸と前記車軸側の軸との間の動力伝達路を構成する第１及び第２動力伝達機構と、
前記第１動力伝達機構に設けられた第１クラッチと、
前記第２動力伝達機構に設けられた第２クラッチと、
前記第１動力伝達機構に設けられ、互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第１変速機構と、
前記第２動力伝達機構に設けられると共に、前記第１変速機構とは変速段数が異なり、かつ互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第２変速機構と、
前記第１及び第２動力伝達機構に機械的に接続された回転電機と、を有する変速機の制御装置において、
前記回転電機の電源である蓄電装置の充電量が基準値を下回った場合、前記締結状態のクラッチに対応する側及び前記開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の複数の変速ギアを各々選択したときの前記回転電機による発電電力を算出し、非選択の変速ギアのときの前記回転電機による発電電力と、選択中の変速ギアのときの前記回転電機による発電電力との差分が判定値よりも上回っているときには、前記締結状態のクラッチに対応する側及び前記開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の少なくとも一方の変速ギアを変更し、それ以外のときには、前記締結状態のクラッチに対応する側及び前記開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを選択中の変速ギアのままとする、
ことを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の変速機の制御装置において、
前記開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを変更する場合、電気的エネルギーの回収率が最も大きい変速段数の変速ギアを選択する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の変速機の制御装置において、
前記回転電機の電源である蓄電装置の充電量が基準値を上回った場合、前記開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを、消費電力が最も大きい変速段数の変速ギアに変更する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力軸からクラッチ，中間軸、及び変速機構を介して出力軸に至る二つの動力伝達機構に回転電機から相対的にトルクを印加できるように構成された変速機が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された変速機では、動力伝達機構の一方に設けられた変速機構の複数の変速ギアのうちの一つを選択すると共に、動力伝達機構の一方に設けられたクラッチを締結し、内燃機関からの動力を動力伝達機構の一方によって出力軸に伝達しているとき、動力伝達機構の他方に設けられた変速機構の複数の変速ギアのうちの一つを選択し、回転電機からの動力を動力伝達機構の他方によって出力軸に伝達することによりトルクアシストが可能である。
【０００３】
また、特許文献１に開示された変速機では、内燃機関からの動力又は車輪からの動力によって回転電機を発電動作させることにより回生が可能である。
【０００４】
尚、本明細書では、内燃機関の動力を伝達するのに用いられる変速ギアを走行ギア、回転電機によるトルクアシスト又は回生の際に用いられる変速ギアをアシストギアと呼ぶことにする。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０４５０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３９３２号公報
【特許文献３】特開平５−１８９６９８号公報
【特許文献４】特開平７−１０１２７１号公報
【特許文献５】特開平７−１９２１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された変速機では、トルクアシスト時、最大アシストトルクが得られるようにアシストギアを選択している（段落００３１参照）。この際、特許文献１に開示された変速機では、回転電機が過回転を起こさないように考慮している。ところが、特許文献１に開示された変速機では、例えば走行ギアとして５速の変速ギアが選択されているとき、アシストギアとして２速の変速ギアが選択されるというように、走行ギアとは段数が大きく離れたアシストギアが選択される場合があると考えられる。このように、走行ギアとは段数が大きく離れたアシストギアが選択されると、走行ギアと近いアシストギアが選択された場合と比較して回転電機の回転速度が大きくなるので、機械音や回転慣性抵抗などが増加すると考えられる。特許文献１に開示された変速機において、これまで以上に低騒音化や車両の燃費向上に寄与するためには、最適なアシストギアの選択によって機械音や回転慣性抵抗などの低減が望ましい。
【０００７】
また、内燃機関及び電動機を動力源として有するハイブリッド車においては、電動機の電源である蓄電装置の充電量が極端に低い状態又は極端に高い状態が長時間継続しないように、蓄電装置の充電量をある一定の範囲に管理するのが一般的である。このため、特許文献１に開示された変速機を搭載したハイブリッド車において、上述のような蓄電装置の充電量の管理を実現するためには、ハイブリッド車の運転状態や走行路の環境に応じて最適なアシストギアの選択が必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の代表的なものは、車両にとって好適な変速ギアの選択制御を実現できる変速機の制御装置を提供する。また、本発明の代表的なものは、回転電機の電源である蓄電装置の充電量の管理にとって好適な変速ギアの選択制御を実現できる変速機の制御装置を提供する。
【０００９】
ここに、本発明の代表的なものは、内燃機関側の軸と車軸側の軸との間に設けられ、内燃機関側の軸と車軸側の軸との間の動力伝達路を構成する第１及び第２動力伝達機構と、
第１動力伝達機構に設けられた第１クラッチと、第２動力伝達機構に設けられた第２クラッチと、第１動力伝達機構に設けられ、互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第１変速機構と、前記第２動力伝達機構に設けられると共に、前記第１変速機構とは変速段数が異なり、かつ互いに変速段数が異なる複数の変速ギアを有する第２変速機構と、第１及び第２動力伝達機構に機械的に接続された回転電機とを有する変速機の制御装置において、第１又は第２クラッチのいずれか一方を締結し、締結状態のクラッチに対応する側の変速機構の複数の変速ギアのうちの一つを選択したとき、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアとして、締結状態のクラッチに対応する側の変速機構の選択された変速ギアに最も近い段数の変速ギアを選択することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の代表的なものは、回転電機の回転速度，車両の速度，アクセル開度，変速機の内部の抵抗の推定値，舵角，地図情報を含む複数の状態情報うちの少なくとも１つ以上を入力し、この入力された状態情報に基づいて、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを変更することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の代表的なものは、回転電機の電源である蓄電装置の充電量が基準値を下回った場合、締結状態のクラッチに対応する側及び開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の複数の変速ギアを各々選択したときの回転電機による発電電力を算出し、非選択の変速ギアのときの回転電機による発電電力と、選択中の変速ギアのときの回転電機による発電電力との差分が判定値よりも上回っているときには、締結状態のクラッチに対応する側及び開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の少なくとも一方の変速ギアを変更し、それ以外のときには、締結状態のクラッチに対応する側及び開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを選択中の変速ギアのままとすることを特徴とする。
【００１２】
上記において、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを変更する場合には、電気的エネルギーの回収率が最も大きい変速段数の変速ギアを選択することが好ましい。
【００１３】
上記において、回転電機の電源である蓄電装置の充電量が基準値を上回った場合には、開放状態のクラッチに対応する側の変速機構の変速ギアを、消費電力が最も大きい変速段数の変速ギアに変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の代表的なものによれば、最適なアシストギアを選択できるので、機械音や回転慣性抵抗などの増加を抑制できる。これにより、本発明の代表的なものによれば、従来よりも低騒音化や車両の燃費向上を図ることができる。また、本発明の代表的なものによれば、最適なアシストギアを選択できるので、回転電機の電源である蓄電装置の充電量を最適に管理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
以下に説明する実施例では、本発明を、内燃機関であるエンジン及び回転電機を動力源として有するハイブリッド自動車に適用した場合を例に挙げて説明する。本発明は、エンジン及び回転電機を動力源として有する他のハイブリッド車両にも適用できる。他のハイブリッド車両としては、鉄道車両、トラックなどの貨物自動車，バスなどの乗合自動車及び建設機械などの特殊車両などがある。
【実施例１】
【００１７】
本発明の第１実施例を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１８】
まず、図１を用いて、ハイブリッド自動車１の駆動システムについて説明する。
【００１９】
ハイブリッド自動車１は車両の駆動源（動力源）の一つとして、内燃機関（原動機）であるエンジン６を備えている。エンジン６の出力（回転動力）は変速機１００，最終減速機（デファレンシャルギア）５及び駆動輪ドライブシャフト４を介して駆動輪（例えば後輪）２に伝達される。これにより、駆動輪２が駆動される。
【００２０】
尚、本実施例では、エンジン６としてガソリンエンジンを用いた場合を例に挙げて説明する。エンジン６としては、ディーゼルエンジン又は水素エンジン或いはガスエンジン若しくはバイオ燃料エンジンなど、他のエンジンを用いても構わない。
【００２１】
３は従動輪（例えば前輪）を示す。
【００２２】
変速機１００には、回転電機（原動機）であるモータジェネレータ２００が内蔵されている。モータジェネレータ２００は車両のもう一つの駆動源（動力源）を構成している。モータジェネレータ２００の出力（回転動力）は変速機１００，最終減速機５及び駆動輪ドライブシャフト４を介して駆動輪２に伝達される。これにより、駆動輪２が駆動される。
【００２３】
以上のように、本実施例では、エンジン６及びモータジェネレータ２００の両方を車両の駆動源とする、いわゆるパラレル方式によりハイブリッド自動車１の駆動システムを構成している。パラレル方式の駆動システムでは、主駆動源であるエンジン６の動力のみを用いて車両を駆動する運転モード（エンジン駆動モード）、従駆動源であるモータジェネレータ２００の動力で、主駆動源であるエンジン６の動力をアシストして車両を駆動する運転モード（アシスト駆動モード）が可能である。また、パラレル方式の駆動システムでは、従駆動源であるモータジェネレータ２００のみの動力を用いて車両を駆動する運転モード（モータ駆動モード）も可能である。
【００２４】
尚、本実施例では、モータジェネレータ２００として、三相交流同期機、例えば回転磁界を発生する電機子、及び永久磁石を備えた界磁から構成された永久磁石界磁型三相交流同期機を用いた場合を例に挙げて説明する。モータジェネレータ２００としては三相交流誘導機或いは直流機を用いても構わない。また、三相交流同期機としては、回転磁界を発生する電機子、及び界磁巻線を備えた界磁から構成された巻線界磁型三相交流同期機を用いてもよい。
【００２５】
モータジェネレータ２００の電機子にはインバータ装置７を介して蓄電装置８が電気的に接続されている。
【００２６】
蓄電装置８はモータジェネレータ２００の駆動用直流電源であり、車載補機用バッテリよりも高電圧のバッテリ、例えばリチウムイオンバッテリ或いはニッケル水素バッテリにより構成されている。
【００２７】
尚、本実施例では、蓄電装置８を高電圧のバッテリにより構成した場合を例に挙げて説明する。蓄電装置８としては大容量のキャパシタ或いはコンデンサを用いても構わない。
【００２８】
インバータ装置７は電力変換回路を備え、モータジェネレータ２００の電機子と蓄電装置８との間において直流電力から三相交流電力への電力変換、及び三相交流電力から直流電力への電力変換を行う電力変換装置である。電力変換回路は、二つのスイッチング半導体素子を電気的に直列に接続した一相分の直列回路が三相分、蓄電装置８の直流正極と負極との間に対して電気的に並列に接続されることにより構成されている。各直列回路の中点にはモータジェネレータ２００の電機子の対応する相の巻線が電気的に接続されている。
【００２９】
尚、本実施例では、電力変換用の六つのスイッチング半導体素子として、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いた場合を例に挙げて説明する。スイッチング半導体素子としては、金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を用いても構わない。
【００３０】
エンジン６の作動はエンジン制御装置（図示省略）によって制御されている。エンジン制御装置は、エンジンコンポーネント機器（空気絞り弁，吸排気弁，燃料噴射弁など）に対して指令信号を出力してエンジンコンポーネント機器の駆動を制御し、エンジン６に供給される空気量，燃料量などを制御する。
【００３１】
モータジェネレータ２００の作動は変速機制御装置３００によって制御されている。変速機制御装置３００は、インバータ装置７に対して駆動指令信号を出力してインバータ装置７の駆動を制御し、モータジェネレータ２００の電機子と蓄電装置８との間の電力を制御する。
【００３２】
蓄電装置８から供給された直流電力がインバータ装置７によって三相交流電力に変換されてモータジェネレータ２００の電機子に供給されると、モータジェネレータ２００は力行動作、すなわち電動機として動作し、回転動力を発生する。発生した回転動力は駆動輪２に伝達される。これにより、エンジン６の動力のアシスト及びモータジェネレータ２００のみの動力による車両の駆動が可能である。一方、エンジン６或いは駆動輪２からの動力によってモータジェネレータ２００が駆動されると、モータジェネレータ２００は回生（発電）動作、すなわち発電機として動作し、三相交流電力を発生する。発生した三相交流電力はインバータ装置７によって直流電力に変換され、蓄電装置８に供給される。これにより、蓄電装置８の蓄電及び回生制動が可能である。
【００３３】
変速機１００の作動は変速機制御装置３００によって制御されている。変速機制御装置３００は、変速機構を構成する変速ギア及びクラッチのアクチュエータに対して指令信号を出力して変速ギア及びクラッチのアクチュエータの駆動を制御し、変速機１００における変速動作を制御する。
【００３４】
変速機制御装置３００には、変速機１００及びモータジェネレータ２００の制御に必要な複数の入力情報に対応する複数の信号が入力されている。複数の入力情報としては、例えばアクセルペダル９の操作情報（アクセル踏込量検出装置から出力された検出情報或いは空気絞り弁の開度情報），車速検出装置１０から出力された車速情報、蓄電装置８のバッテリ制御装置から出力されたバッテリ状態情報（例えば充電量（ＳＯＣ）情報，充放電許容電力情報など），シフトレバーの位置情報（シフトレバー位置検出装置から出力された検出情報），モータジェネレータ２００とインバータ装置７との間に流れる三相交流電流情報（電流センサから出力された検出情報），モータジェネレータ２００の回転位置情報（レゾルバなどの磁極位置センサから出力された検出情報）などがある。
【００３５】
変速機制御装置３００は、通信ネットワークによってエンジン制御装置を含む他の制御装置と電気的に接続され、相互に信号伝送が可能である。変速機制御装置３００に入力される複数の入力情報は、各検出装置或いは他の制御装置から通信ネットワークを介して信号伝送される。
【００３６】
次に、図２を用いて、変速機１００の構成について説明する。
【００３７】
本実施例の変速機１００はツインクラッチ方式のものであり、二つの動力伝達機構間にモータジェネレータ２００がギア機構を介して機械的に接続されたものである。
【００３８】
二つの動力伝達機構は、エンジン６に機械的に接続された入力軸（エンジン側軸）１１０と出力軸（駆動輪側軸）１２０との間に構成されている。入力軸１１０には入力ギア１１１が結合されている。
【００３９】
第１動力伝達機構は、入力ギア１１１と噛み合う第１結合ギア１３０，第１結合ギア１３０に結合され、入力軸１１０と平行に配置された第１結合軸１３１，第１クラッチ１４０，第１結合軸１３１と同軸に配置された第１中間軸１５０、及び第１中間軸１５０と平行に配置された出力軸１２０と第１中間軸１５０との間に設けらた第１変速機構から構成されている。
【００４０】
第１クラッチ１４０は第１中間軸１５０と第１結合軸１３１との間に設けられ、第１クラッチアクチュエータ１０１によって第１結合軸１３１側のクラッチ板及び第１中間軸１５０側のクラッチ板の両者が係合（或いは締結）／開放されることにより、第１中間軸１５０と第１結合軸１３１との間の動力の伝達／遮断を行う摩擦クラッチである。第１クラッチ１４０は、例えばドッグクラッチのような他の形式のクラッチに置き換えてもよい。
【００４１】
第１変速機構は前進用奇数変速段を構成しており、第１中間軸１５０上に配置され、互いに変速段数の異なる複数のドライブギア（１速のドライブギア１５１，３速のドライブギア１５２，５速のドライブギア１５３）、出力軸１２０に結合され、互いに変速段数が異なり、対応する変速段のドライブギアと噛み合う複数のドリブンギア（１速のドリブンギア１２１，３速のドリブンギア１２２，５速のドリブンギア１２３）、ドライブギア１５１，１５２との係合（或いは締結）／開放が可能であり、変速アクチュエータ１０３によって、第１中間軸１５０に沿って平行移動させられることにより、ドライブギア１５１と第１中間軸１５０との間の機械的な接続／切離し、ドライブギア１５２と第１中間軸１５０との間の機械的な接続／切離しを行う変速クラッチ１５４、及びドライブギア１５３との係合（或いは締結）／開放が可能であり、変速アクチュエータ１０４によって、第１中間軸１５０に沿って平行移動させられることにより、ドライブギア１５３と第１中間軸１５０との間の機械的な接続／切離しを行う変速クラッチ１５５から構成されている。変速クラッチ１０３，１０４はドッグクラッチである。
【００４２】
第２動力伝達機構は、入力ギア１１１と噛み合う第２結合ギア１３２，第２結合ギア１３２に結合され、入力軸１１０と平行に配置された第２結合軸１３３，第２クラッチ１４１，第２結合軸１３３と同軸に配置された第２中間軸１６０、及び第２中間軸１６０と平行に配置された出力軸１２０と第２中間軸１６０との間に設けられた第２変速機構から構成されている。
【００４３】
第２クラッチ１４１は第２中間軸１６０と第２結合軸１３３との間に設けられ、第２クラッチアクチュエータ１０２によって第２結合軸１３３側のクラッチ板及び第２中間軸１６０側のクラッチ板の両者が係合（或いは締結）／開放されることにより、第２中間軸１６０と第２結合軸１３３との間の動力の伝達／遮断を行う摩擦クラッチである。第２クラッチ１４０は、例えばドッグクラッチのような他の形式のクラッチに置き換えてもよい。
【００４４】
第２変速機構は前進用偶数変速段及び後退変速段を構成しており、第２中間軸１６０上に配置され、互いに変速段数の異なる複数のドライブギア（２速のドライブギア１６１，４速のドライブギア１６２）、出力軸１２０に結合され、互いに変速段数が異なり、対応する変速段のドライブギアと噛み合う複数のドリブンギア（２速のドリブンギア１２４，４速のドリブンギア１２５）、第２中間軸１６０上に配置された後退用ドライブギア１６３、後退用ドライブギア１６３と噛み合い、後退用ドライブギア１６３に従動する後退用アイドルギア１７０，出力軸１２０に結合され、後退用アイドルギア１７０と噛み合う後退用ドリブンギア１２６，ドライブギア１６１，１６２との係合（或いは締結）／開放が可能であり、変速アクチュエータ１０５によって、第２中間軸１６０に沿って平行移動させられることにより、ドライブギア１６１と第２中間軸１６０との間の機械的な接続／切離し、ドライブギア１６２と第２中間軸１６０との間の機械的な接続／切離しを行う変速クラッチ１６４、及び後退用ドライブギア１６３との係合（或いは締結）／開放が可能であり、変速アクチュエータ１０６によって、第２中間軸１６０に沿って平行移動させられることにより、後退用ドライブギア１６３と第２中間軸１６０との間の機械的な接続／切離しを行う変速クラッチ１６５から構成されている。変速クラッチ１０５，１０６はドッグクラッチである。
【００４５】
このように、本実施例の変速機１００は、前進５段＋後退１段の有段変速機から構成されている。
【００４６】
尚、各変速段を構成するギアの組み合わせをまとめると、以下の通りになる。
【００４７】
前進変速１段目（１速）：ドライブギア１５１＋ドリブンギア１２１
前進変速２段目（２速）：ドライブギア１６１＋ドリブンギア１２４
前進変速３段目（３速）：ドライブギア１５２＋ドリブンギア１２２
前進変速４段目（４速）：ドライブギア１６２＋ドリブンギア１２５
前進変速５段目（５速）：ドライブギア１５３＋ドリブンギア１２３
後退変速１段目（後退）：ドライブギア１６３＋アイドルギア１７０＋ドリブンギア１２６
第１中間軸１５０と第２中間軸１６０との間にはモータジェネレータ２００が配置されている。モータジェネレータ２００は遊星歯車機構１８０及びギア１９０〜１９３を介して第１中間軸１５０と第２中間軸１６０に機械的に接続されている。
【００４８】
遊星歯車機構１８０は、その中心に配置されたサンギア１８１，サンギア１８１の外周側に配置されたリングギア１８２，サンギア１８１とリングギア１８２との間に配置されて、それらと噛み合い、自転しながらサンギア１８１及びリングギア１８２と同心軸上において公転する複数のプラネタリ（ピニオン）ギア１８３、及び複数のプラネタリギア１８３の軸が回動可能に結合され、複数のプラネタリギア１８３の公転を受けて回転するキャリア１８４から構成されている。
【００４９】
モータジェネレータ２００の回転子（界磁）２０１は遊星歯車機構１８０のサンギア１８１の軸と機械的に接続されている。遊星歯車機構１８０のリングギア１８２の軸にはギア１９０が結合されている。ギア１９０はギア１９２に噛み合っている。ギア１９２は第１中間軸１５０に結合されている。これにより、遊星歯車機構１８０のリングギア１８２及び第１中間軸１５０の両者は機械的に接続される。遊星歯車機構１８０のキャリア１８４の軸にはギア１９１が結合されている。ギア１９１はギア１９３に噛み合っている。ギア１９３は第２中間軸１６０に結合されている。これにより、遊星歯車機構１８０のキャリア１８４及び第２中間軸１６０の両者は機械的に接続される。以上の構成により、モータジェネレータ２００は第１中間軸１５０及び第２中間軸１６０に機械的にされる。モータジェネレータ２００の回転速度は、第１中間軸１５０と第２中間軸１６０の回転速度差に遊星歯車機構１８０の変速比を乗算したものとなる。
【００５０】
第１クラッチアクチュエータ１０１，第２クラッチアクチュエータ１０２、及び変速アクチュエータ１０３〜１０６は、変速機制御装置３００から出力された指令信号によりその動作が制御されている。
【００５１】
エンジン６から出力された回転動力は、入力軸１１０，入力ギア１１１，第１結合ギア１３０，第１結合軸１３１を介して第１クラッチ１４０に伝達されると共に、入力軸１１０，入力ギア１１１，第２結合ギア１３２，第２結合軸１３３を介して第２クラッチ１４１にそれぞれ伝達される。第１クラッチ１４０が係合している場合には、エンジン６の回転動力は第１変速機構によって変速された後、出力軸１２０に伝達される。第２クラッチ１４１が係合している場合には、エンジン６の回転動力は第２変速機構によって変速された後、出力軸１２０に伝達される。出力軸１２０に伝達された回転動力は、前述したように、最終減速機５及び駆動輪ドライブシャフト４を介して駆動輪２に伝達される。これにより、駆動輪２が駆動され、車両がエンジン６の回転動力によって走行する。
【００５２】
前述のように、エンジン６の回転動力によって車両が走行しているとき、モータジェネレータ２００から出力された回転動力でトルクアシストする場合には、クラッチを係合してエンジン６の回転動力を出力軸１２０に伝達している動力伝達路とは異なる動力伝達路を用いることにより可能である。すなわち第１クラッチ１４０が係合され、１速，３速，５速の変速ギアのうちのいずれかが走行ギアとして選択されている場合には、２速，４速の変速ギアのうちのいずれかをアシストギアとして選択し、第２クラッチ１４１が係合され、２速，４速の変速ギアのうちのいずれかが走行ギアとして選択されている場合には、１速，３速，５速の変速ギアのうちのいずれかをアシストギアとして選択し、モータジェネレータ２００から出力された回転動力を出力軸１２０に伝達する。
【００５３】
次に、図３を用いて、本実施例の変速機１００によるトルクアシスト時のトルクの流れについて説明する。
【００５４】
例えば今、第１クラッチ１４０を係合すると共に、変速クラッチ１５４とドライブギア１５２とを係合し、３速の変速ギアを走行ギアとして第１動力伝達機構によりエンジン６の回転動力を出力軸１２０に伝達しているとき、変速クラッチ１６４とドライブギア１６１とを係合して、２速の変速ギアをアシストギアとして選択し、モータジェネレータ２００の回転動力によりトルクアシストするとする。
【００５５】
このとき、エンジン６から出力軸１２０に伝達されるエンジントルクＴｅｏは数式１のようになる。
【００５６】
Ｔｅｏ＝Ｔｅ×Ｇ３        （数式１）
また、モータジェネレータ２００の回転動力は、遊星歯車機構１８０のプラネタリギア１８３，キャリア１８４，ギア１９１，ギア１９３からなる第１動力伝達経路（１）を介して第２中間軸１６０に伝達され、第２中間軸１６０から２速の変速ギアを介して出力軸１２０に伝達されると共に、遊星歯車機構１８０のリングギア１８２，ギア１９０，ギア１９２からなる第２動力伝達経路（２）を介して第１中間軸１５０に伝達され、第１中間軸１５０から３速の変速ギアを介して出力軸１２０に伝達される。
【００５７】
このとき、第１動力伝達経路（１），第２中間軸１６０，２速の変速ギアを介して出力軸１２０に伝達されるモータジェネレータ２００の第１アシストトルクＴｍｏ１は数式２のようになる。
【００５８】
Ｔｍｏ１＝Ｔｍ×Ｇｍ２×Ｇ２        （数式２）
また、第２動力伝達経路（２），第１中間軸１５０，３速の変速ギアを介して出力軸１２０に伝達されるモータジェネレータ２００の第２アシストトルクＴｍｏ２は数式３のようになる。
【００５９】
Ｔｍｏ２＝−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇ３        （数式３）
これにより、モータジェネレータ２００のアシストトルクＴｍｏは、第１アシストトルクＴｍｏ１と第２アシストトルクＴｍｏ２とを加算した合成トルクとなり、数式４のようになる。
【００６０】
Ｔｍｏ＝Ｔｍｏ１＋Ｔｍｏ２
＝Ｔｍ×Ｇｍ２×Ｇ２−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇ３        （数式４）
以上のことから、出力軸１２０におけるトルクは、エンジントルクＴｅｏとモータジェネレータ２００のアシストトルクＴｍｏとを加算した合成トルクとなり、数式５のようになる。
【００６１】
Ｔｏ＝Ｔｅｏ＋Ｔｍｏ
＝Ｔｅ×Ｇ３＋Ｔｍ×Ｇｍ２×Ｇ２−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇ３
＝Ｔｅ×Ｇ３＋Ｔｍ（Ｇｍ２×Ｇ２−Ｇｍ１×Ｇ３）        （数式５）
尚、Ｔｅはエンジン６の出力トルクを、Ｔｍはモータジェネレータ２００の出力トルクを、Ｇ１〜Ｇ５は１速〜５速の変速ギアの変速比を、Ｇｍ１はモータジェネレータ２００から遊星歯車機構１８０を介して第１中間軸１５０に至るまでの減速比を、Ｇｍ２はモータジェネレータ２００から遊星歯車機構１８０を介して第２中間軸１６０に至るまでの減速比をそれぞれ示す。
【００６２】
数式５から判るように、走行ギアとアシストギアの変速比の差がモータジェネレータ２００の出力トルクＴｍの増幅比を支配している。すなわちモータジェネレータ２００の出力トルクＴｍが一定である場合、アシストギアと走行ギアとの変速比の差を大きくすればするほど、アシストトルクは増大することになる。
【００６３】
しかし、アシストギアと走行ギアとの変速比の差を大きく、すなわち走行ギアとは段数が大きく離れたアシストギアを選択すると、走行ギアと近いアシストギアを選択した場合と比較してモータジェネレータ２００の回転速度が大きくなるので、機械音や回転慣性抵抗などが増加する。これらは、低騒音化や車両の燃費向上などに影響を与える。このようなことから、機械音や回転慣性抵抗などの低減を図り、低騒音化や車両の燃費向上への影響を小さくすることが望ましい。
【００６４】
次に、図４を用いて、本実施例のハイブリッド自動車１の駆動システムによるトルクパターンを説明する。
【００６５】
ハイブリッド自動車１の駆動システムによるトルクパターンには、図４（ａ）のトルクアシスト、図４（ｂ）のエンジン回生、図４（ｃ）の回生制動、図４（ｄ）のエンジン回生＋回生制動の４パターンがあり、それぞれ、エンジン６の駆動動作，エンジン６のブレーキ動作，モータジェネレータ２００の電動機（力行）動作，モータジェネレータ２００の発電機（回生）動作の４動作によるトルクのうちの２つのトルクの組み合せによって形成されている。
【００６６】
尚、図４（ａ）〜（ｄ）の一点鎖線よりも右側の矢印方向（駆動）は正トルクを、左側の矢印方向（制動）は負トルクをそれぞれ示す。
【００６７】
それぞれのトルクパターンについて具体的に説明すると、図４（ａ）のトルクアシストパターンは、エンジン６の駆動動作によるエンジントルクＴｅｏ及びモータジェネレータ２００の電動機動作によるアシストトルクＴｍｏによって車両を走行させている状態（例えば車両の発進時，加速時，高負荷走行時など）を示す。この場合、エンジントルクＴｅｏとアシストトルクＴｍｏとを加算したトルクＴｏが駆動トルクとして出力軸１２０から出力される。
【００６８】
図４（ｂ）のエンジン回生は、エンジン６の駆動動作によるエンジントルクＴｅｏの一部によってモータジェネレータ２００を発電機動作させると共に、残りのエンジントルクＴｅｏによって車両を走行させている状態（例えば車両の低負荷走行など）を示す。この場合、エンジントルクＴｅｏから回生トルクＴｍｏを差し引いたトルクＴｏが駆動トルクとして出力軸１２０から出力される。
【００６９】
図４（ｃ）の回生制動は、アクセルのオフにしてエンジン６をブレーキ動作させる（エンジンブレーキをかける）と共に、車両（駆動輪２）からの運動エネルギー（回転動力）によってモータジェネレータ２００を発電機動作させている状態（例えば減速走行、下り坂走行など）を示す。この場合、エンジントルクＴｅｏと回生トルクＴｍｏとを加算したトルクＴｏが制動トルクとして車両に作用する。また、回生トルクＴｍｏによって得られた電気エネルギーが蓄電装置８に回収される。
【００７０】
図４（ｄ）のエンジン回生＋回生制動は、エンジン６の駆動動作によるエンジントルクＴｅｏと車両（駆動輪２）からの運動エネルギー（回転動力）とによってモータジェネレータ２００を発電機動作させている状態を示す。この場合、回生トルクＴｍｏからエンジントルクＴｅｏを差し引いたトルクＴｏが制動トルクとして車両に作用する。また、回生トルクＴｍｏによって得られた電気エネルギーが蓄電装置８に回収される。
【００７１】
次に、図５を用いて、変速機制御装置３００の構成について説明する。
【００７２】
尚、図５において、１〜５は前進変速段を、Ｒは後退変速段をそれぞれ示す。
【００７３】
変速機制御装置３００は、半導体装置であるマイクロコンピュータ及び記憶装置を含む複数の電子部品が電子回路基板に実装されて電気的に接続されることにより構成されている。マイクロコンピュータは変速機制御部及びモータジェネレータ制御部を備えている。それらの制御部はソフトウエアによって構成されている。
【００７４】
モータジェネレータ制御部は、インバータ装置７のスイッチング半導体素子をオンオフさせるための駆動指令信号をインバータ装置７に出力してインバータ装置７による電力変換を制御し、これによってモータジェネレータ２００の作動を制御する制御演算部であり、モータジェネレータ２００に対するトルク指令値，モータジェネレータ２００の磁極位置，インバータ装置７とモータジェネレータ２００との間の三相交流電流値を含む複数の入力情報に基づいて、インバータ装置７のスイッチング半導体素子をオンオフするための駆動指令値を演算し、その駆動指令値を出力情報として、その駆動指令値に対応する信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）をインバータ装置７の駆動回路に出力する。
【００７５】
モータジェネレータ２００に要求されるトルク指令値は、変速機制御装置３００の上位の制御装置において演算された値を入力するようにしてもよいし、変速機制御装置３００に入力されたアクセル開度情報に基づいて、運転者から車両に要求されるトルク指令値を演算し、この演算されたトルク指令値からモータジェネレータ２００の要求分として分配された値（エンジン６に要求されるトルク指令値分をトルク指令値から差し引いた値）を用いるようにしてもよい。
【００７６】
変速機制御部は、６つの各クラッチアクチュエータを駆動するための駆動指令信号を出力して各クラッチアクチュエータの駆動を制御し、これによって変速機１００の作動を制御する制御演算部であり、走行ギア演算部３０１，アシストギア演算部３１０、及びクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２を備えている。
【００７７】
走行ギア演算部３０１は、アクセル開度，車速，シフトレバー位置を含む複数の入力情報に基づいて、選択すべき走行ギアの選択指令値を演算し、その選択指令値をアシストギア演算手段３１０及びクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２に出力する。走行ギアの選択指令値の演算は、アクセル開度と車速との関係に基づいて予め設定された変速線に関するテーブル（マップ）を用いて行われる。また、走行ギア演算部３０１は、車両の発進時かつシフトレバー位置が「Ｄ」レンジにある場合には前進変速段１段目（１速）の変速ギアを、車両の発進時かつシフトレバー位置が「Ｒ」レンジにある場合には後進変速段１段目（後退）の変速ギアをそれぞれ走行ギアとするように、それらのギアに対応する選択指令値を出力する。すなわちデフォルトで設定されている。
【００７８】
アシストギア演算手段３１０は、走行ギアの選択指令値に基づいて、選択すべきアシストギアの選択指令値を演算し、その選択指令値を駆動指令信号発生部に出力する。アシストギアの選択指令値の演算は、アシストギアと走行ギアとの関係に基づいて予め設定されたアシストギア選択演算に関するテーブル（マップ）を用いて行われる。テーブル（マップ）は、走行ギアのダウンシフト及びアップシフトを想定し、図５（ａ）に示すアップシフト用テーブルと、図５（ｂ）に示すダウンシフト用テーブルとを用意している。
【００７９】
図５（ａ）に示すアップシフト用テーブルでは、走行ギアに対してアシストギアは基本的に１段下となるように一義的に設定している。すなわち複数のアシストギアのうち、選択された走行ギアに最も近い段数のアシストギアが選択されるように設定している。但し、選択された走行ギアが最も低速の１速のときには、アシストギアは走行ギアの１段上の２速のギアが選択されるように、走行ギアが後退のときには、アシストギアは１速のギアが選択されるように設定している。
【００８０】
図５（ｂ）に示すダウンシフト用テーブルでは、走行ギアに対してアシストギアは基本的に１段上となるように一義的に設定している。すなわち複数のアシストギアのうち、選択された走行ギアに最も近い段数のアシストギアが選択されるように設定している。但し、選択された走行ギアが最も高速の５速のときには、アシストギアは走行ギアの１段下の４速のギアが選択されるように、走行ギアが後退のときは、アシストギアは１速のギアが選択されるように設定している。
【００８１】
本実施例によれば、図５（ａ）（ｂ）に示すテーブルを用いて、選択された走行ギアの選択指令値から、アップシフトの場合は、選択された走行ギアに対して１段下のアシストギアを一義的に選択し、ダウンシフトの場合は、走行ギアに対して１段上のアシストギアを一義的に選択する、というように、複数のアシストギアのうち、選択された走行ギアに最も近い段数のアシストギアを選択できる。このように、アシストギアを最適に選択できると、アシストギアと走行ギアとの変速比の差を小さくでき、アシストギアと走行ギアとの変速比の差を大きく、すなわち走行ギアとは段数が大きく離れたアシストギアを選択する場合と比べて、モータジェネレータ２００の回転速度の増加を抑制し、機械音や回転慣性抵抗などの増加を抑制できる。従って、本実施例によれば、低騒音化や車両の燃費向上に大きく寄与できる。
【００８２】
また、本実施例によれば、走行ギアに対してアシストギアが１段下或いは１段上であるので、走行ギアのダウンシフト及びアップシフトを最短のシーケンスで行えるので、走行ギアとは段数が大きく離れたアシストギアを選択する場合と比べて、変速時間を短くできる。
【実施例２】
【００８３】
本発明の第２実施例を図６に基づいて説明する。
【００８４】
本実施例は第１実施例の改良例であり、アシストギア演算部３１０の入力側に加速要求値演算部３１１を設け、加速要求値演算部３１１から出力された加速要求値及び走行ギア演算部３０１から出力された走行ギアの選択指令値に基づいて、アシストギアの選択指令値をアシストギア演算部３１０により演算する例である。
【００８５】
第１実施例では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、走行ギアに対するアシストギアとして、アップシフト及びダウンシフトに応じて１段下或いは１段上のギアを選択している。大きなアシストトルク要求があった場合、その要求に対して、図５（ｂ）のダウンシフトよりも、図５（ａ）のアップシフトの方が十分に応じることができる。
【００８６】
例えば３速の変速段に対して上の変速段（４速）を選択したときと、下の変速段（２速）を選択したときの変速段数差が１段で同じであった場合、それぞれのときの変速比の差が、｜（３速変速比−４速変速比）｜＜｜（２速変速比−３速変速比）｜というように、上の変速段（４速）との変速比差よりも下の変速段（２速）との変速比差が大きくなる。このため、トルクアシスト時のモータジェネレータ２００のトルクが一定である場合、３速の変速段に対して下の変速段（２速）をアシストギアとして選択した方が、アシストトルクは大きくなる。従って、大きなアシストトルク要求があった場合、その要求に対して、図５（ｂ）のダウンシフトよりも、図５（ａ）のアップシフトの方が十分に応じることができる。
【００８７】
以上のことを考慮すると、第１実施例のようなアシストの選択方法では、運転者がアクセルを踏み込んで加速要求し、この要求にしたがって走行ギアがダウンシフトされると共に、モータジェネレータ２００からトルクがアシストされた場合、その要求に確実に応じることができない場面があるのではないかと考えられる。
【００８８】
そこで、本実施例では、走行ギア及び運転者の加速要求に基づいてアシストギアを選択できるようにしている。このため、本実施例では、図６に示すように、アクセル開度情報に基づいて運転者の加速要求値を演算する加速要求値演算部３１１を設けている。
【００８９】
加速要求値演算部３１１は、アクセル開度から、アクセル開度と加速値との関係に基づいて予め設定された加速要求値演算に関するテーブル（マップ）を用いて加速要求値を演算し、その加速要求値をアシストギア演算部３１０に入力する。
【００９０】
アシストギア演算部３１０は、走行ギアの選択指令値及び加速要求値演算部３１１からの加速要求値から、アシストギアと走行ギアと加速要求値との関係に基づいて予め設定されたアシストギア選択演算に関するテーブル（マップ）を用いて、アシストギアの選択演算を行い、演算された選択指令値をクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２に出力する。アシストギア選択演算に関するテーブルは加速要求値に応じて３段階に分けられており、加速要求値の大小に走行ギアとアシストギアの変速比差の大小とが対応するように、アシストギアの変速段数を決定したものとなっている。
【００９１】
その他の構成は第１実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【００９２】
以上の構成を備えた本実施例によれば、運転者の加速要求に応じたアシストギアを選択でき、運転者の加速要求に応じたトルクを確実に出力できる。また、本実施例においても、走行ギアに対するアシストギアの選択は、第１実施例と同様に、選択された走行ギアに最も近い段数のアシストギアを選択することを基本としている。従って、本実施例においても第１実施例と同様の効果を達成できる。
【００９３】
ここで、１〜５速の各変速段の変速比をＧ１〜Ｇ５、後退の変速段の変速比をＧＲとしたとき、それぞれを、Ｇ１＝３.５，Ｇ２＝２.０，Ｇ３＝１.３，Ｇ４＝１.０，Ｇ５＝０.８，ＧＲ＝３.３とし、モータジェネレータ２００から遊星歯車機構１８０を介して第１中間軸１５０までの減速比をＧｍ１としたとき、それをＧｍ１＝１.０とし、モータジェネレータ２００から遊星歯車機構１８０を介して第２中間軸１６０までの減速比をＧｍ２としたとき、それをＧｍ２＝１.０とすると、例えば走行ギアが３速、加速要求値が低、アシストギアが４速の場合、アシストトルクＴｍｏは数式４より、
Ｔｍｏ＝Ｔｍ×Ｇｍ２×Ｇ４−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇ３
＝Ｔｍ×１.０×１.０−Ｔｍ×１.０×１.３
＝Ｔｍ（１.０−１.３）
＝−０.３Ｔｍ
となる。
【００９４】
次に、例えば走行ギアが３速、加速要求値が上の例よりも少し高、アシストギアが２速の場合、アシストトルクＴｍｏは数式４より、
Ｔｍｏ＝Ｔｍ×Ｇｍ２×Ｇ２−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇ３
＝Ｔｍ×１.０×２.０−Ｔｍ×１.０×１.３
＝Ｔｍ（２.０−１.３）
＝０.７Ｔｍ
となる。
【００９５】
次に、例えば走行ギアが３速、加速要求値が上の例よりも更に高、アシストギアが後退の場合、アシストトルクＴｍｏは数式４より、
Ｔｍｏ＝−（Ｔｍ×Ｇｍ２×ＧＲ）−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇ３
＝−（Ｔｍ×１.０×３.３）−Ｔｍ×１.０×１.３
＝Ｔｍ（−３.３−１.３）
＝−４.６Ｔｍ
となる。
【００９６】
上記例のように、走行ギアが３速、アシストギアが４速の場合、及び走行ギアが３速、アシストギアが後退の場合、モータジェネレータ２００のトルクＴｍが正であればアシストトルクＴｍｏは負になるので、走行ギアが３速、アシストギアが２速の場合に対してモータジェネレータ２００のトルクを逆方向に作用させる必要がある。モータジェネレータ２００のトルクを逆方向に作用させるには、インバータ装置７からモータジェネレータ２００の電機子巻線に印加する三相交流電圧の位相を反転させればよい。
【００９７】
次に、一定の走行ギアで走行している状態から運転者が加減速意思の下にアクセルペダルの踏み加減を変化させたときの変速について説明する。運転者がアクセルペダルを高開度から低開度へ緩めて加速要求値が低い方へ変化すれば、走行ギアのアップシフト要求とアシストギアの変速要求とが同時に起こる場合がある。また、運転者がアクセルペダルを低開度から高開度へアクセルペダルを踏み込んで加速要求値が高い方へ変化すれば、走行ギアのダウンシフト要求とアシストギアの変速要求とが同時に起こる場合がある。このように、走行ギアの変速要求とアシストギアの変速要求とが同時に起こる場合があるが、あくまでもアシストギアは走行ギアに対して決定されるので、走行ギアの変速要求が優先される。走行ギアの変速要求は、前述した変速線によって行われる。
【００９８】
次に、変速シーケンスの具体的な例について、図１９及び図２０を用いて説明する。
【００９９】
図１９は走行ギアのアップシフト要求が起こった場合である。今、第２クラッチ１４１が係合され、走行ギアが２速、加速要求値が高、アシストギアが１速で走行中であるとする。このとき、エンジン６のトルクは第２クラッチ１４１から第２中間軸１６０→２速の変速ギア１６１，１２４→出力軸１２０へと伝達される。この状態からアクセルペダルが緩められて加速要求値が低下すると、変速線に基づいて走行ギアの３速へのアップシフト要求が起こる。この場合、まず、走行ギアの変速準備としてモータジェネレータ２００のトルクをゼロ、アシストギアである１速の変速ギア１５１，１２１を開放として３速の変速ギア１５２，１２２を係合する。次に、モータジェネレータ２００のトルクを増加させていくと、エンジン６のトルクが第２クラッチ１４１から第２中間軸１６０→遊星歯車機構１８０→第１中間軸１５０→３速の変速ギア１５２，１２２→出力軸１２０へと伝達されはじめる。走行ギアは、２速の変速ギア１６１，１２４に作用するモータジェネレータ２００のトルクがゼロになるまで増加させる間に２速から３速へ移り変わる。２速の変速ギア１６１，１２４に作用するトルクがゼロになれば２速の変速ギア１６１，１２４を開放する。次に、第１クラッチ１４０を係合させてモータジェネレータ２００のトルクをゼロにすると、エンジン６のトルクは第１クラッチ１４０→第１中間軸１５０→３速の変速ギア１５２，１２２→出力軸１２０へと伝達される。最後に４速の変速ギア１６２，１２５を係合すると、走行ギアが３速、アシストギアが４速になり、変速が終了する。
【０１００】
図２０は走行ギアのダウンシフト要求が起こった場合である。今、第１クラッチ１４０が係合され、走行ギアが３速、加速要求値が低、アシストギアが４速で走行中であるとする。このとき、エンジン６のトルクは第１クラッチ１４０→第１中間軸１５０→３速の変速ギア１５２，１２２→出力軸１２０へと伝達される。この状態からアクセルペダルが踏まれて加速要求値が増加すると、変速線に基づいて走行ギアの２速へのダウンシフト要求が起こる。まず、走行ギアの変速準備として、モータジェネレータ２００のトルクをゼロ、アシストギアである４速の変速ギア１６２，１２５を開放して２速の変速ギア１６１，１２４を係合する。次に、モータジェネレータ２００のトルクを増加させていくと、エンジン６のトルクが第１クラッチ１４０→第１中間軸１５０→遊星歯車機構１８０→第２中間軸１６０→２速の変速ギア１６１，１２４→出力軸１２０へと伝達されはじめる。走行ギアは、３速の変速ギア１５２，１２２に作用するモータジェネレータ２００のトルクがゼロになるまで増加させる間に、３速から２速へ移り変わる。３速の変速ギア１５２，１２２に作用するトルクがゼロになれば３速の変速ギア１５２，１２２を開放する。次に、第２クラッチ１４１を係合させてモータジェネレータ２００のトルクをゼロにすると、エンジン６のトルクは第２クラッチ１４１→第２中間軸１６０→２速の変速ギア１６１，１２４→出力軸１２０へと伝達される。最後に１速の変速ギア１５１，１２１を係合すると、走行ギアが２速、アシストギアが１速になり、変速が終了する。
【０１０１】
以上のように、本実施例では、図１９及び図２０に示すタイムチャートのように変速が行われる。より具体的な走行ギアの変速方法については、特開２００３−１１３９３２号公報に記載されている。
【０１０２】
尚、本実施例では、走行ギア及び加速要求値に基づいてアシストギアを選択するようにしたが、例えば急発進などのように、走行ギアを１速から２速、更に３速へと短時間で移行させなければならない場合、その都度、加速要求値に応じてアシストギアによる変速を行うと、アシストギアによる変速に多くの時間を要してしまい、走行ギアによる変速が間に合わなくなることが考えられる。そこで、例えば急発進などのように、走行ギアを１速から２速、更に３速へと短時間で移行させなければなら場合であって、走行ギアが比較的低速段にある場合には、加速要求値に応じてアシストギアによる変速を行わないようにすることが、走行ギアの変速を確実に行う上で好ましい。
【実施例３】
【０１０３】
本発明の第３実施例を図７に基づいて説明する。
【０１０４】
本実施例は第２実施例の改良例であり、アシストギア演算部３１０によって演算されたアシストギアの選択指令値に基づいて、最終的なアシストギアの選択指令値を決定するアシストギア決定部３１２を備えた例である。
【０１０５】
第２実施例では、図６に示すように、加速要求値が大きいときには、より変速比差が大きいアシストギアを選択するようにした。しかし、そのようにしても、例えばモータジェネレータ２００の最大電力制限にかかった場合には、変速比差が大きい分だけモータジェネレータ２００の軸トルクが下がってアシストトルクが増加せず、かえって、モータジェネレータ２００及びアシストギアに対応する側の中間軸の回転による回転慣性抵抗及び潤滑油攪拌抵抗が増加し、燃費が悪化するなどの影響が及ぶと考えられる。
【０１０６】
そこで、本実施例では、回転慣性抵抗及び潤滑油攪拌抵抗を考慮して、最終的なアシストギアを決定できるようにしている。このため、本実施例では、図７に示すように、アシストギア演算部３１０から出力されたアシストギアの選択指令値に基づいて、最終的なアシストギアの選択指令値を演算して出力するアシストギア決定部３１２を備えている。
【０１０７】
アシストギア決定部３１２は、アシストギア変更演算部３１３〜３２０，アシストトルク演算部３２１〜３２９，回転慣性抵抗及び潤滑油攪拌抵抗を演算する抵抗演算部３３０〜３３８，加算器３４０〜３４８，最大アシストトルク選択部３５０、及び選択指令値選択部３５１から構成されている。
【０１０８】
アシストギア変更演算部３１３〜３２０は、アシストギア演算部３１０から出力されたアシストギアの選択指令値に対応する変速段数に１〜４の変速段数をそれぞれ加算したときの変速段数に対応するアシストギアの選択指令値、及びアシストギア演算部３１０から出力されたアシストギアの選択指令値に対応する変速段数に１〜４の変速段数をそれぞれ減算したときの変速段数に対応するアシストギアの選択指令値をそれぞれ演算し、それらのアシストギアの選択指令値を、選択指令値選択部３５１、対応するアシストトルク演算部３２１〜３２９及び対応する抵抗演算部３３０〜３３８に出力する。
【０１０９】
アシストトルク演算部３２１〜３２９は、アシストギア演算部３１０及びアシストギア変更演算部３１３〜３２０のそれぞれに対応して設けられ、それぞれのアシストギアの選択指令値に対応するアシストトルク値をそれぞれ演算し、それらのアシストトルク値を、対応する加算器３４０〜３４８に出力する。ここで、アシストギア変更演算部３１３〜３２０により演算されたアシストギアの選択指令値に対応するアシストギア（１〜５速及び後退の変速段）が存在しない場合には、アシストトルク演算部３２１〜３２９はアシストトルク値を０として出力する。
【０１１０】
抵抗演算部３３０〜３３８は、アシストギア演算部３１０及びアシストギア変更演算部３１３〜３２０のそれぞれに対応して設けられ、それぞれのアシストギアの選択指令値、第１中間軸１５０の回転速度及び第２中間軸１６０の回転速度に基づいて、それぞれのアシストギアの選択指令値に対応する回転慣性抵抗値及び潤滑油攪拌抵抗値をそれぞれ演算し、それらの回転慣性抵抗値及び潤滑油攪拌抵抗値を、対応する加算器３４０〜３４８に出力する。
【０１１１】
加算器３４０〜３４８は、対応するアシストトルク演算部３２１〜３２９から出力されたアシストトルク値を正の値として入力し、対応する抵抗演算部３３０〜３３８から出力された回転慣性抵抗値及び潤滑油攪拌抵抗値を負の値として入力し、各変速段数毎に対応する２つの値を加算して、損失分を除く最終的なアシストトルク値を演算し、その最終的なアシストトルク値を最大アシストトルク選択部３５０に出力する。
【０１１２】
最大アシストトルク選択部３５０は、加算器３４０〜３４８から出力された最終的なアアシストトルク値を入力し、それらの中から、最大のアシストトルク値を選択し、その最大のアシストトルクがアシストギア演算部３１０及びアシストギア変更演算部３１３〜３２０のうち、どの演算部から出力されたかを示す演算部選択指令値を選択指令値選択部３５１に出力する。
【０１１３】
選択指令値選択部３５１は、アシストギア演算部３１０及びアシストギア変更演算部３１３〜３２０から出力されたアシストギアの選択指令値と、最大アシストトルク選択部３５０から出力された演算器選択指令値とを入力し、演算器選択指令値に対応する演算器から出力されたアシストギアの選択指令値を、最終のアシストギアの選択指令値として、クラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２に出力する。
【０１１４】
その他の構成は第２実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１５】
以上のように、本実施例では、回転慣性抵抗及び潤滑油攪拌抵抗を考慮してアシストギアを選択しているので、モータジェネレータ２００及びアシストギアに対応する側の中間軸の回転による回転慣性抵抗及び潤滑油攪拌抵抗の増加による燃費の悪化などの影響を小さくできる。
【実施例４】
【０１１６】
本発明の第４実施例を図８に基づいて説明する。
【０１１７】
本実施例は第３実施例の改良例であり、渋滞，山間路，高速道路などの道路環境、及びゆったり運転，スポーティ運転などの運転状態などの運転状況を推定する運転状況推定部３５２を備えると共に、アシストギア決定部３１２から出力されたアシストギアの選択指令値及び運転状況推定部３５２から出力された運転状況値に基づいて、運転状況を勘案してアシストギアを選択するアシストギア総合判定部３５３を備えた例である。
【０１１８】
運転状況推定部３５２は、車速，アクセル開度，舵角，路面勾配、及び地図情報の各情報を入力情報として入力し、それらの入力情報に基づいて、渋滞，山間路，高速道路などの道路環境、及びゆったり運転，スポーティ運転などの運転状態などの運転状況を推定し、その結果を示す運転状況値をアシストギア総合判定部３５３に出力する。入力情報による道路環境，運転状態の推定方法は、例えば特開平５−１８９６９８号公報，特開平７−１０１２７１号公報，特開平７−１９２１９４号公報など記載されている。
【０１１９】
アシストギア総合判定部３５３は、アシストギア決定部３１２から出力されたアシストギアの選択指令値、及び運転状況推定部３５２から出力された運転状況値に基づいて、アシストギア決定部３１２から出力されたアシストギアの選択指令値をそのまま出力するか、或いは異なるアシストギアの選択指令値に変更して出力するかを判定し、この判定結果に応じた選択指令値をクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２に出力する。
【０１２０】
その他の構成は第３実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２１】
以上説明した本実施例によれば、運転状況推定部３５２が例えば渋滞であると判断した場合には、変速比差の小さいアシストギアが選択されるように、アシストギア決定部３１２から出力されたアシストギアの選択指令値をそのまま或いは変更して出力する。これにより、本実施例によれば、アクセルペダル操作に対するモータジェネレータ２００の回転速度変化と、それによるトルク変動が緩やかになり、運転性が向上する。
【０１２２】
また、本実施例によれば、運転状況推定部３５２が例えば山間路或いはスポーティ運転であると判定した場合には、変速比差の大きいアシストギアを選択するように、アシストギア決定部３１２から出力されたアシストギアの選択指令値をそのまま或いは変更して出力する。これにより、本実施例によれば、強めのコーストトルクと強めのアシストトルクを得ることができ、運転性が向上する。
【０１２３】
さらに、本実施例によれば、運転状況推定部３５２が例えば高速道路或いはゆったり運転であると判定した場合には、変速比差の小さいアシストギアを選択するように、アシストギア決定部３１２から出力されたアシストギアの選択指令値をそのまま或いは変更して出力する。これにより、本実施例によれば、モータジェネレータ２００の回転速度が小さくなり、騒音（機械音）が低下する。
【実施例５】
【０１２４】
本発明の第５実施例を図４，図９〜図１５に基づいて説明する。
【０１２５】
本実施例は第１乃至第４実施例のいずれかの改良例であり、蓄電装置８の状態が強制充電領域にあるとき、現在の走行ギアに基づいて選択された現在のアシストギア、すなわち第１乃至第４実施例のいずれかによって最終的に選択されたアシストギア（第１及び第２実施例の場合はアシストギア演算部３１０の出力，第３実施例の場合はアシストギア決定部３１２の出力，第４実施例の場合はアシストギア総合判定部３５３の出力）を、蓄電装置８の充電量を早く回復できるアシストギアに変更すると共に、エンジン６及びモータジェネレータ２００のトルクを制御する例である。
【０１２６】
蓄電装置８はその制御装置によって充電状態（以下、「ＳＯＣ」という）が所定の範囲に管理されている。もし、蓄電装置８を、ＳＯＣ＝０［％］になるまで放電を続け、その後、１００［％］まで充電するという、フル充放電が繰り返されると、蓄電装置８を構成する蓄電器の内部抵抗が増加して蓄電器が早く劣化してしまう。このため、蓄電装置８はＳＯＣが０［％］や１００［％］にならないように、ＳＯＣに基づいて充放電制御領域が設定され、例えば２０［％］から８０［％］の範囲内で充放電が繰り返されるように制御され、長寿命化が図られている。ＳＯＣに基づく充放電制御領域の設定例を図９に示す。
【０１２７】
図９の設定例は、横軸にＳＯＣをとり、０［％］と１００［％］の間に、ＳＯＣ＿１（強制充電領域と非強制充電放電領域の境界設定値）と、ＳＯＣ＿２（強制放電領域と非強制充電放電領域の境界設定値）の２つの値を設定し（但し、ＳＯＣ＿１≦ＳＯＣ＿２）、強制充電領域，非強制充電放電領域，強制放電領域の３つの充放電制御領域を定義している。図９の設定例によれば、３つの充放電制御領域は次の通り設定される。
【０１２８】
ＳＯＣ≦ＳＯＣ＿１：強制充電領域
ＳＯＣ≧ＳＯＣ＿２：強制放電領域
ＳＯＣ＿１＜ＳＯＣ＜ＳＯＣ＿２：非強制充電放電領域
ここで、図９の設定例の場合、ＳＯＣ＿１とＳＯＣ＿２とを跨いで頻繁にＳＯＣが変動すると、ＳＯＣの変動に応じて領域が頻繁に切り換わる。これを避けるためには、図１０に示す設定例のように、充放電制御領域の切り換わりにヒステリシスを持たせればよい。この場合、ＳＯＣ＿１，ＳＯＣ＿２，ＳＯＣ＿３，ＳＯＣ＿４の４つの値を設定し（ただし、ＳＯＣ＿１≦ＳＯＣ＿３＜ＳＯＣ＿４≦ＳＯＣ＿２）、３つの充放電制御領域を設定すると、次の通りになる。
【０１２９】
ＳＯＣが低下し、ＳＯＣ＿１以下：強制充電領域
強制充電領域後、ＳＯＣが上昇し、ＳＯＣ＿３以上：非強制充電放電領域
ＳＯＣが上昇し、ＳＯＣ＿２以上：強制放電領域
強制放電領域後、ＳＯＣが低下し、ＳＯＣ＿４以上：非強制充電放電領域
尚、本実施例では、ＳＯＣと充放電制御領域との関係としては、図９の関係を用いた場合を例に挙げて説明する。
【０１３０】
蓄電装置８の充放電制御では、充放電制御領域が強制充電領域にある場合、蓄電装置８を充電して、できるだけ早くＳＯＣを回復することが大変重要である。早くＳＯＣを回復するためには、モータジェネレータ２００の発電電力（回生トルク）を大きくする必要があるが、これによる出力軸トルクへの影響を考慮しなければならない。また、早くＳＯＣを回復するためには、モータジェネレータ２００を効率の良い動作点で動作させることが好ましい。それらの点について、図４のパターンを用いて説明する。
【０１３１】
蓄電装置８の充電時におけるエンジントルクＴｅｏ，モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏ，出力軸トルクＴｏの関係を示すパターンとしては、図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）の３つが考えられる。また、それらは、出力軸トルクＴｏが駆動側にある場合（図４（ｂ））と、出力軸トルクＴｏが制動側にある場合（図４（ｃ）（ｄ））とに分けられる。
【０１３２】
出力軸トルクＴｏが制動側にある場合（例えばアクセルがオフの状態にあるとき）において、できるだけ早くＳＯＣを回復するために、モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏを大きくすると、図４（ｃ）のパターンでは、回生を伴う場合と回生を伴わない場合で出力軸トルクＴｏに大きな差ができてしまい、運転者に違和感を与えてしまう。これに対して図４（ｄ）のパターンでは、出力軸トルクＴｏが制動側に、エンジントルクＴｅｏが駆動側になるので、出力軸トルクＴｏとエンジントルクＴｅｏとの差を回生トルクＴｍｏにできる。図４（ｄ）のパターンは、図４（ｃ）のパターンに比べて、出力軸トルクＴｏを制御しやすく、回生トルクＴｍｏを大きくすることができる。
【０１３３】
一方、図４（ｂ）のパターンでは、エンジントルクＴｅｏと出力軸トルクＴｏとの差分が、モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏとなる。モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏをできるだけ大きく設定するためには、エンジントルクＴｅｏをできるだけ大きく設定する必要がある。この場合、図１１に示すエンジンの全負荷トルク特性から得られる全負荷トルクによる出力軸トルクをエンジントルクＴｅｏに設定すると、エンジントルクＴｅｏと出力軸トルクＴｏとの差分がモータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏになる。しかし、図１２に示すモータジェネレータの全負荷トルク特性から得られる全負荷トルクによる出力軸トルクを、モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏが上回った場合、モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏは、モータジェネレータの全負荷トルクによる出力軸トルクに制限されてしまう。この結果、モータジェネレータ（回生）トルクＴｍｏとモータジェネレータの全負荷トルクによる出力軸トルクとの差分が出力軸トルクＴｏに上乗せされ、その上乗せ分だけ余計に車両が加速し、運転者に違和感を与える場合がある。
【０１３４】
尚、図４（ｂ）で説明したことは、図４（ｄ）のパターンにおいても同様に言える。すなわち図４（ｂ）のパターンと図４（ｄ）のパターンとを対比すると、図４（ｄ）のパターンは、図４（ｂ）のパターンの出力軸トルクＴｏを駆動側から制動側に切り換えることにより得られる。従って、図４（ｄ）のパターンは図４（ｂ）のパターンと同様に考えることができる。
【０１３５】
以上説明したことから、蓄電装置８が強制充電領域にあるときには、エンジン６の全負荷トルク、モータジェネレータ２００の全負荷トルクを考慮することが大変重要であり、それにしたがってアシストギアを決定すると共に、モータジェネレータ２００のトルクとエンジン６のトルクを制御する必要がある。
【０１３６】
また、モータジェネレータ２００は図１３に示す効率特性を有する。図１３に示す効率特性と蓄電装置８の充電時間と、の間には比例の関係がある。このため、モータジェネレータ（回生）トルクを一定とし、モータジェネレータ２００を効率のより良い動作点において運転させる。これにより、モータジェネレータ２００の発電電力が大きくなり、蓄電装置８を短時間で充電できる。
【０１３７】
そこで、本実施例では、蓄電装置８の状態が強制充電領域にあるとき、エンジン６及びモータジェネレータ２００の全負荷トルクと、モータジェネレータ２００の効率とを考慮し、アシストギアを変更すると共に、エンジン６及びモータジェネレータ２００のトルクを制御している。このため、本実施例では、図１５に示すアシストギア変更部３６０を備え、図１４に示す処理を行っている。
【０１３８】
以下、図１４，図１５を用いて、アシストギアの変更処理、エンジン６及びモータジェネレータ２００のトルク制御処理について説明する。
【０１３９】
ステップ１０００：強制充電領域の判定
アシストギア変更部３６０は、蓄電装置８の制御装置からＳＯＣの情報を入力し、蓄電装置８の充放電制御領域が強制充電領域（閾値ＳＯＣ＿１）であるか否かを判定する。この結果、否定の場合には、アシストギア変更部３６０はアシストギア変更処理を終了する。この場合、アシストギア変更部３６０は、現在の走行ギア及びアシストギアの選択指令値をクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２にそのまま出力すると共に、現在のアシストギアに対応する回生トルクの指令値をモータジェネレータ制御部２１０に出力し、さらには、現在のアシストギアに対応する回生トルクと現在のアシストギアに対応する目標回生トルクとの比較に基づいて演算されたエンジン目標トルクの指令値をエンジン制御装置６０に出力する。判定結果が肯定の場合には、アシストギア変更部３６０はステップ１００１の処理を実行する。
【０１４０】
ステップ１００１：走行ギア及びアシストギアの選択指令値の取得
アシストギア変更部３６０は、走行ギア演算部３０１から出力された走行ギアの選択指令値を現在の走行ギアの選択指令値として、第１乃至第４実施例の最終的に選択されたアシストギアの選択指令値（第１及び第２実施例の場合はアシストギア演算部３１０の出力、第３実施例の場合はアシストギア決定部３１２の出力、第４実施例の場合はアシストギア総合判定部３５３の出力）を現在のアシストギアの選択指令値として、それぞれ取得する。
【０１４１】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００２の処理を実行する。
【０１４２】
ステップ１００２：モータジェネレータ２００の動作点及び効率の取得
アシストギア変更部３６０はモータジェネレータ２００の動作点を取得する。ここで、モータジェネレータ２００の動作点とは、モータジェネレータ２００のトルク及び回転速度の２つの変数によって決まる点を示す。従って、現在のモータジェネレータ２００の動作点を取得するとは、現在のモータジェネレータ２００のトルク指令値及び回転速度を取得することを意味する。現在のモータジェネレータ２００のトルク指令値はアシストギア変更部３６０からモータジェネレータ制御部２１０に出力されるトルク指令値である。現在のモータジェネレータ２００の回転速度は、モータジェネレータ２００に設けられた回転センサの出力に基づいて検出された検出値、或いは第１及び第２中間軸１５０，１６０の回転速度を検出してその差分に遊星歯車機構１８０の変速比を乗算した演算値である。モータジェネレータ２００の効率は、例えばモータジェネレータ２００のトルク及び回転速度の２変数（動作点）によって決まる効率特性の配列データ（図１３に示すように、モータジェネレータ２００のトルク、回転速度、及び効率の３つの関係から予め設定されたテーブル（マップ））を用いて、モータジェネレータ２００の動作点から演算する。
【０１４３】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００３に進む。
【０１４４】
ステップ１００３：エンジン６の動作点の取得
アシストギア変更部３６０は現在のエンジン６の動作点を取得する。ここで、エンジン６の動作点とは、エンジン６のトルク及び回転速度の２つの変数によって決まる点を示す。従って、現在のエンジン６の動作点を取得するとは、現在のエンジン６のトルク指令値及び回転速度を取得することを意味する。現在のエンジン６のトルク指令値はアシストギア変更部３６０からエンジン制御装置６０に出力されるトルク指令値である。現在のエンジン６の回転速度はエンジン制御装置６０から出力された値である。
【０１４５】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００４に進む。
【０１４６】
ステップ１００４：エンジン６の全負荷トルクの取得
アシストギア変更部３６０はエンジン全負荷トルク演算部３６１を備えている。エンジン全負荷トルク演算部３６１は、ステップ１００３で取得した現在のエンジン６の回転速度に対する全負荷トルクを、例えばエンジン６の回転速度から決定される全負荷トルク特性の配列データ（図１１に示すように、エンジン６のトルク及び回転速度の両者の関係から予め設定されたテーブル（マップ））を用いて、ステップ１００３で取得した現在のエンジン６の回転速度から演算する。
【０１４７】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００５に進む。
【０１４８】
ステップ１００５：要求駆動トルクの取得
アシストギア変更部３６０は要求出力軸トルク演算部３６２を備えている。要求出力軸トルク演算部３６２は、入力されたアクセル開度に基づいて要求駆動トルクを演算する。要求駆動トルクは、アクセル開度及び要求駆動トルクの両者の関係から予め設定されたテーブル（マップ）を用いて、アクセル開度から演算する。
【０１４９】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００６に進む。
【０１５０】
ステップ１００６：要求出力軸トルク及び出力軸回転速度の取得
要求出力軸トルク演算部３６２は現在の要求出力軸トルク及び出力軸回転速度を演算する。要求出力軸トルクは、ステップ１００５で取得した現在の要求駆動トルクを最終減速機１６０のギア比で除算することにより得られる。現在の出力軸回転速度は、現在の駆動輪回転速度に最終減速機１６０のギア比を乗算することにより得られる。また、変速機１００の出力軸１２０に回転センサを取り付けることにより、現在の出力軸回転速度は、その回転センサの出力信号から検出できる。
【０１５１】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００７に進む。
【０１５２】
ステップ１００７：目標回生トルクの取得
アシストギア変更部３６０は目標回生トルク演算部３６４を備えている。目標回生トルク演算部３６４は、ステップ１００４で取得したエンジン６の全負荷トルクから、それによる出力軸トルクを演算し、この演算によって得られた全負荷トルクによる出力軸トルクから、ステップ１００６で得られた要求出力軸トルクを減算する。これにより、目標回生トルクが得られる。ここで、強制充電領域判定が成立しているので、目標回生トルクは現時点で得られる最大回生トルクになる。
【０１５３】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００８に進む。
【０１５４】
ステップ１００８：各アシストギア毎のモータジェネレータの回転速度の取得
アシストギア変更部３６０はモータジェネレータ回転速度演算部３６３を備えている。モータジェネレータ回転速度演算部３６３は、ステップ１００６で取得した出力軸回転速度、ステップ１００１で取得した現在の走行ギアの選択指令値に対応するギア比、及び各アシストギアのギア比に基づいて、各アシストギアでのモータジェネレータ２００の回転速度を演算する。
【０１５５】
ここで、例えば走行ギアを３速、アシストギアを２速とした場合、モータジェネレータ２００の回転速度Ｎｍは、走行ギアのギア比をＧ３、アシストギアのギア比をＧ２、出力軸回転速度をＮｏとすると、数６の式から算出できる。尚、Ｇｍ１とＧｍ２は、数式４において用いたものと同じものである。
【０１５６】
Ｎｍ＝（Ｇｍ２×Ｇ２−Ｇｍ１×Ｇ３）×Ｎｏ        （数式６）
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１００９に進む。
【０１５７】
ステップ１００９：各アシストギア毎の回生トルクの取得
アシストギア変更部３６０は回生トルク演算部３６５を備えている。回生トルク演算部３６５は各アシストギアにおける回生トルクを取得する。まず、回生トルク演算部３６５は、図１２に示すモータジェネレータ２００の全負荷トルク特性のテーブル（マップ）を用いて、ステップ１００８で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度から、各アシストギアにおいて発生可能なモータジェネレータ２００の全負荷トルクを演算する。このとき、回生トルク演算部３６５は、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度と最大回転速度とを比較し、回転速度が最大回転速度を上回っている場合には、その回転速度に対応するアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクを０に設定する。或いはそのアシストギアについてのステップ１０１０以降の処理をスキップするフラグを立てるなどの対応しても構わない。モータジェネレータ２００の回転速度が最大回転速度以下のアシストギアについては次の処理を続ける。
【０１５８】
次に、回生トルク演算部３６５は、演算された各アシストギアにおける全負荷トルクから数式４を用いて、モータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクを演算する。
【０１５９】
次に、回生トルク演算部３６５は、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクと、ステップ１００７で取得した目標回生トルクとを比較する。各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクが目標回生トルクを上回っている場合には、回生トルク演算部３６５は、そのアシストギアにおける回生トルクを目標回生トルクに設定する。各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクが目標回生トルク以下の場合には、そのアシストギアにおける回生トルクを、そのアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクに設定する。
【０１６０】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１０１０に進む。
【０１６１】
ステップ１０１０：各アシストギア毎のモータジェネレータの効率の取得
アシストギア変更部３６０はモータジェネレータ効率演算部３６６を備えている。まず、モータジェネレータ効率演算部３６６は、ステップ１００９で取得した各アシストギアにおける回生トルクＴｍｏから数式７を用いて、モータジェネレータ２００のトルクＴｍを演算する。尚、Ｇｍ１，Ｇｍ２は数式４と同じものを、Ｇｉは第２中間軸１６０で選択されたギアの変速比を、Ｇｊは第１中間軸１５０で選択されたギアの変速比をそれぞれ示す。
【０１６２】
Ｔｍ＝Ｔｍｏ／（Ｇｍ２×Ｇｉ−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇｊ）        （数式７）
次に、モータジェネレータ効率演算部３６６は、図１３に示すモータジェネレータ２００の効率特性のテーブル（マップ）を用いて、ステップ１００８で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度Ｎｍ、及び数式７から演算したモータジェネレータ２００のトルクＴｍから、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の効率を演算する。
【０１６３】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１０１１に進む。
【０１６４】
ステップ１０１１：アシストギアの決定
アシストギア変更部３６０はアシストギア決定部３６７を備えている。まず、アシストギア決定部３６７は、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の発電電力を、ステップ１００８で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度、ステップ１００９で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回生トルク、及びステップ１０１０で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の効率に基づいて演算する。モータジェネレータ２００の回生動作で蓄電装置８に充電される電力（発電電力）Ｗｇは、数式８に示す通り、モータジェネレータ２００のトルクＴｍとモータジェネレータ２００の回転速度Ｎｍとの積にモータジェネレータ２００の発電時の効率ηｇを乗じることにより演算できる。
【０１６５】
Ｗｇ＝Ｔｍ×Ｎｍ×ηｇ        （数式８）
次に、アシストギア決定部３６７は、アシストギアを決定するための判定を行う。変速機１００の場合、走行ギアに対する選択可能なアシストギアの組み合わせは、走行ギアが奇数ギアの場合にはアシストギアは２速，４速の２通りあり、走行ギアが遇数ギアの場合にはアシストギアは１速，３速，５速の３通りある。そこで、アシストギア決定部３６７は、ステップ１００１で取得した現在のアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の発電電力Ｗｇと、他の選択可能なアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の発電電力Ｗｇｉとを用いて、数式９の判定を行う。Ｋ１は判定基準値である。
【０１６６】
Ｗｇｉ−Ｗｇ＞Ｋ１        （数式９）
アシストギア決定部３６７は、数式９の判定式が成立しない場合には、アシストギアを現在のアシストギアに決定する。数式９の判定式が成立する場合には、アシストギア決定部３６７は、アシストギアを、現在のアシストギアとは異なる、選択可能な他のアシストギアに決定する。選択可能な他のアシストギアが複数ある場合には、例えばモータジェネレータ２００の回転速度に起因する回転音を小さく抑えられるように、回転速度が小さい方のアシストギアに決定する。そして、アシストギア決定部３６７は、決定されたアシストギアの選択指令値と走行ギアの選択指令値とをクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２に出力する。
【０１６７】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１０１２に進む。
【０１６８】
ステップ１０１２：決定されたアシストギアによる回生トルクの取得
アシストギア決定部３６７は、ステップ１００９で取得した各アシストギアの回生トルクから、ステップ１０１１で決定したアシストギアにおける回生トルクを取得し、その回生トルクに対応する指令値をモータジェネレータ制御部２１０に出力する。
【０１６９】
この後、アシストギア変更部３６０はステップ１０１３に進む。
【０１７０】
ステップ１０１３：目標回生トルクと回生トルクの比較
アシストギア変更部３６０はエンジン目標トルク演算部３６８を備えている。エンジン目標トルク演算部３６８は、ステップ１０１２で取得された回生トルクと、ステップ１００７で取得した目標回生トルクとを比較する。ここで、ステップ１００９において、回生トルクを目標回生トルク以下に制限していることから、ステップ１０１３での比較は、目標回生トルクよりも回生トルクが小さいか、目標回生トルクと回生トルクとが等しいかを判定する。エンジン目標トルク演算部３６８は、目標回生トルクよりも回生トルクが小さいと判定（肯定）した場合にはステップ１０１４に進み、目標回生トルクと回生トルクとが等しいと判定した場合（否定）にはステップ１０１５に進む。
【０１７１】
ステップ１０１４：エンジン６の目標トルクの取得
エンジン目標トルク演算部３６８は、ステップ１０１３の判定が肯定の場合には、まず、ステップ１０１２で取得した回生トルクと、ステップ１００６で取得した要求出力軸トルクとを加算して出力軸トルクＴｅｏｔを演算し、この出力軸トルクＴｅｏｔを、数式１０に示す通り、走行ギアの変速比Ｇｅによって除算し、エンジン６の目標トルクＴｅｔを演算する。このようにして得られた目標トルクＴｅｔはエンジン目標トルク演算部３６８からエンジン制御装置６０に出力される。
【０１７２】
Ｔｅｔ＝Ｔｅｏｔ／Ｇｅ        （数式１０）
ステップ１０１５：エンジン６の目標トルクの取得
エンジン目標トルク演算部３６８は、ステップ１０１３の判定が否定の場合には、エンジン６の目標トルクＴｅｔを、その回転速度におけるエンジン６の全負荷トルクとする。このようにして得られた目標トルクＴｅｔはエンジン目標トルク演算部３６８からエンジン制御装置６０に出力される。
【０１７３】
この他の構成は第１乃至第４実施例のいずれかと同様であるので、その説明を省略する。
【０１７４】
以上説明したように本実施例では、モータジェネレータ２００の発電電力が最も大きなアシストギアを決定することができるので、蓄電装置８のＳＯＣをできるだけ早く非強制充電放電領域に回復することができる。
【実施例６】
【０１７５】
本発明の第６実施例を説明する。
【０１７６】
本実施例は第５実施例の改良例である。第５実施例では、現在の走行ギアに対してアシストギアを選択した。しかし、走行ギアも変速した方がより大きな発電電力を得られ、蓄電装置８のＳＯＣの回復を早くできる場合がある。この場合、以下に述べる処理を図１４のフローにおいて実行すればよい。
【０１７７】
まず、ステップ１００１の走行ギア及びアシストギアの取得において、現在の走行ギア及びアシストギアの選択指令値と同時に、現在の選択指令値以外の走行ギアとアシストギアの組み合わせを取得する。例えば変速機１００において、現在の走行ギアが３速の場合を例に挙げて説明する。現在の走行ギア３速に対して選択可能なアシストギアは２速、４速の２つである。このうち、現在係合しているアシストギアが２速の場合、現在の走行ギアの選択指令値として３速、現在のアシストギアの選択指令値として２速を記憶する。この現在の選択指令値以外では、走行ギアが奇数段の場合はアシストギアとして偶数段が選択でき、走行ギアが偶数段の場合はアシストギアとして奇数段が選択できる。この様に現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせを全て記憶する。
【０１７８】
次に、ステップ１００３のエンジン６の動作点の取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについて、エンジン６の回転速度を算出する。
【０１７９】
次に、ステップ１００４のエンジン６の全負荷トルクの取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについて、エンジン６の全負荷トルクを算出する。
【０１８０】
次に、ステップ１００７の目標回生トルクの取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについて、エンジン６の全負荷トルクによる出力軸トルクに対する目標回生トルクを算出する。
【０１８１】
次に、ステップ１００８の各アシストギアでのモータジェネレータ２００の回転速度の取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについてモータジェネレータ２００の回転速度を算出する。
【０１８２】
次に、ステップ１０１１のアシストギアを決定において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせについて、モータジェネレータ２００の発電電力を比較し、数式９の判定にしたがって走行ギアとアシストギアとの組み合わせを決定する。
【０１８３】
走行ギアとアシストギアの決定後、走行ギアとアシストギアを変更する。
【０１８４】
この他の構成は第５実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８５】
本実施例によれば、上記各処理を図１４のフローに追加して走行ギア及びアシストギアの両方を決定するようにしたので、モータジェネレータ２００からより大きな発電電力が得られ、蓄電装置８のＳＯＣをより早く回復できる。
【実施例７】
【０１８６】
本発明の第７実施例を図１６に基づいて説明する。
【０１８７】
本実施例は第５及び第６実施例の改良例である。第５及び第６実施例では、目標回生トルクを、エンジン６の回転速度の全負荷トルクによる出力軸トルクと要求出力軸トルクの差で算出している。登坂路を走行中に勾配が大きくなると、エンジン６が全負荷トルクに近いトルクを出す場合もあり得る。このような状況で強制充電領域判定が成立した場合、エンジン６の発生可能な全負荷トルクによる出力軸トルクと要求出力軸トルクとの差が小さくなる場合や、エンジン６の発生可能な全負荷トルクによる出力軸トルクと要求出力軸トルクとが一致する場合も考えられる。この結果、ステップ１００７において求める目標回生トルクが非常に小さくなる又はゼロという場合も起こり得る。このような場合、第５及び第６の実施例のようにアシストギアを決定しても、ＳＯＣを早く回復することができない。
【０１８８】
そこで、本実施例では、回生トルク下限値を設定し、ステップ１００７の後、第５及び第６の実施例で算出した目標回生トルクと回生トルク下限値とを比較し、数式１１の判定を実施する（ステップ１０１６）。
【０１８９】
目標回生トルク−回生トルク下限値＞０        （数式１１）
上記判定の結果が肯定の場合にはステップ１００８に進み、第５及び第６実施例と同様にアシストギアを決定する。上記判定の結果が否定の場合にはステップ１０１７に進み、目標回生トルクに回生トルク下限値を代入した後、ステップ１００８に進む。
【０１９０】
また、ステップ１０１２において、決定したアシストギアによる回生トルクを取得した後、ステップ１０１８に進み、数式１１の判定を実施する。
【０１９１】
上記判定の結果が肯定の場合にはステップ１０１３に進み、ステップ１０１３の判定を実施する。上記判定の結果が否定の場合にはステップ１０１５に進み、エンジン６の目標トルクを全負荷トルクに設定する。
【０１９２】
この他の構成は第５或いは第６実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９３】
以上説明した本実施例によれば、回生トルク下限値を設定し、目標回生トルクが回生トルク下限値よりも小さい或いは等しい場合には、目標回生トルクを回生トルク下限値に設定するようにしたので、登坂路を走行中に勾配が大きくなるなど、エンジン６が全負荷トルクに近いトルクを出す状況で強制充電領域判定が成立した場合でも、目標回生トルクを大きくでき、蓄電装置８のＳＯＣを早く回復することができる。
【０１９４】
尚、ステップ１０１６の判定の結果が否定の場合、目標駆動トルクを維持できず、加速度が低下し運転者に違和感を与えてしまう場合がある。このとき、目標回生トルクに代入する回生トルク下限値をステップ状に設定すると、目標駆動トルクもステップ状に変化してしまうため、トルク段差に伴うショックが発生してしまう。これを回避するためには、目標回生トルクに代入する回生トルク下限値を、ゼロから回生トルク下限値まで徐々に値を変化させればよい。例えば時間に対する１次関数で変化させる方法や、１次遅れフィルタを施す方法などが考えられる。
【０１９５】
また、運転者の意思に反して車両の加速度が低下した場合、車両の加速を維持させようと、運転者がアクセルを大きく踏み込む場合も考えられる。しかし、アクセルの踏み込み量に対応して車両が加速しないので、運転者に更なる違和感を与えてしまう。この運転者の違和感を緩和するためには、運転者に対し強制充電中であることを告知すればよい。例えば車室内スピーカーでのアナウンスや、インストゥルメント・パネル上に強制充電中を示すランプを点灯する方法などがある。
【実施例８】
【０１９６】
本発明の第８実施例を説明する。
【０１９７】
本実施例は第７実施例の改良例であり、第７実施例において発生する加速度の低下の頻度を低減する例である。加速度の低下の頻度を低減するためには、強制充電領域を判定するための閾値を、図１０に示すように、２つ（ＳＯＣ＿１，ＳＯＣ＿３）設定し、以下の通り処理すればよい。尚、第１閾値（ＳＯＣ＿３）は第２閾値（ＳＯＣ＿１）よりも高い値である。
【０１９８】
まず、ＳＯＣが第１閾値（ＳＯＣ＿３）よりも低下したか或いはそれ以外かを判断する（第１判定）。ＳＯＣが第１閾値（ＳＯＣ＿３）よりも低下した場合にはモータジェネレータ２００の力行動作を禁止し、蓄電装置８の消費エネルギーを最小に抑える。尚、モータジェネレータ２００の力行動作を禁止しても、蓄電装置８のＳＯＣは補機類の電力を蓄電装置８から供給する場合は徐々に低下する。
【０１９９】
第１判定の成立後から、第２閾値によるＳＯＣの低下判定（第２判定）までの間に走行状態が変化し、数式１１の判定の結果、肯定の場合には回生を実施し、ＳＯＣを回復することができる。第１判定から第２判定が成立するまでの間にＳＯＣを回復できず、第２判定が成立した場合には、図１６に示す処理を実施する。
【０２００】
以上説明したように、本実施例では、ＳＯＣの判定閾値を２つ設定し、第２判定が成立する頻度を低減している。これにより、本実施例では、図１６に示すの処理を実施することによる、車両の加速度の低下の発生頻度を低減できる。
【実施例９】
【０２０１】
本発明の第９実施例を図１７，図１８に基づいて説明する。
【０２０２】
第５乃至第８実施例では、蓄電装置８のＳＯＣが強制充電領域であるときのアシストギアの変更処理について説明した。本実施例では、蓄電装置８のＳＯＣが強制放電領域であるときのアシストギアの変更処理について説明する。
【０２０３】
強制放電領域の場合、できるだけ早く蓄電装置８のエネルギーを消費してＳＯＣを非強制充電放電領域へ回復する必要がある。蓄電装置８のエネルギーを消費する場合、すなわち蓄電装置８の放電時におけるエンジントルクＴｅｏ，モータジェネレータ（アシスト）トルクＴｍｏ、出力軸トルクＴｏの関係を示すパターンとしては図４（ａ）が考えられる。図４（ａ）に示すパターンでは、エンジントルクＴｅｏとモータジェネレータ（アシスト）トルクＴｍｏとの和が出力軸トルクＴｏになる。蓄電装置８のエネルギーをモータジェネレータ２００で消費するには、モータジェネレータ２００を力行動作させれば良い。この場合、モータジェネレータ２００のトルク分は数式１２で表すことができる。
【０２０４】
Ｔｍｏ＝Ｔｏ−Ｔｅｏ        （数式１２）
また、蓄電装置８のエネルギーをモータジェネレータ２００で消費するには、モータジェネレータ２００の効率がより悪い動作点となるようにアシストギアを選択すれば、より早く蓄電装置８のエネルギーを消費してＳＯＣを非強制充電放電領域に回復できる。
【０２０５】
そこで、本実施例では、蓄電装置８の状態が強制放電領域にあるとき、モータジェネレータ２００の全負荷トルク及びモータジェネレータ２００の効率を考慮し、アシストギアを変更する共に、エンジン６及びモータジェネレータ２００のトルクを制御している。このため、本実施例では、図１８に示すアシストギア変更部３７０を備え、図１７に示す処理を行っている。
【０２０６】
以下、図１７，図１８を用いて、アシストギアの変更処理，エンジン６及びモータジェネレータ２００のトルク制御処理について説明する。
【０２０７】
ステップ２０００：強制放電領域の判定
アシストギア変更部３７０は、蓄電装置８の制御装置からＳＯＣの情報を入力し、蓄電装置８の充放電制御領域が強制放電領域（閾値ＳＯＣ＿２）であるか否かを判定する。この結果、否定の場合には、アシストギア変更部３７０はアシストギア変更処理を終了する。この場合、アシストギア変更部３７０は、現在の走行ギア及びアシストギアの選択指令値をクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２にそのまま出力すると共に、現在のアシストギアに対応するアシストトルクの指令値をモータジェネレータ制御部２１０に出力し、さらには、現在のアシストギアに対応するアシストトルクと現在のアシストギアに対応する目標アシストトルクとの比較に基づいて演算されたエンジン目標トルクの指令値をエンジン制御装置６０に出力する。判定結果が肯定の場合には、アシストギア変更部３７０はステップ２００１の処理を実行する。
【０２０８】
ステップ２００１：走行ギア及びアシストギアの選択指令値の取得
アシストギア変更部３７０は、走行ギア演算部３０１から出力された走行ギアの選択指令値を現在の走行ギアの選択指令値として、第１乃至第４実施例の最終的に選択されたアシストギアの選択指令値（第１及び第２実施例の場合はアシストギア演算部３１０の出力、第３実施例の場合はアシストギア決定部３１２の出力、第４実施例の場合はアシストギア総合判定部３５３の出力）を現在のアシストギアの選択指令値として、それぞれ取得する。
【０２０９】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００２の処理を実行する。
【０２１０】
ステップ２００２：モータジェネレータ２００の動作点及び効率の取得
アシストギア変更部３７０はモータジェネレータ２００の動作点及び効率を取得する。それらの取得方法は第５乃至第８実施例と同様である。
【０２１１】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００３に進む。
【０２１２】
ステップ２００３：エンジン６の動作点の取得
アシストギア変更部３７０は現在のエンジン６の動作点を取得する。その取得方法は第５乃至第８実施例と同様である。
【０２１３】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００４に進む。
【０２１４】
ステップ２００４：エンジン６の目標トルクの設定
アシストギア変更部３７０はエンジン６の目標トルクをゼロに設定する。
【０２１５】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００５に進む。
【０２１６】
ステップ２００５：要求駆動トルクの取得
アシストギア変更部３７０は要求出力軸トルク演算部３７１を備えている。要求出力軸トルク演算部３７１は、入力されたアクセル開度に基づいて要求駆動トルクを演算する。要求駆動トルクの演算方法は第５乃至第８実施例と同様である。
【０２１７】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００６に進む。
【０２１８】
ステップ２００６：要求出力軸トルク及び出力軸回転速度の取得
要求出力軸トルク演算部３７１は現在の要求出力軸トルク及び出力軸回転速度を演算する。要求出力軸トルクは、ステップ２００５で取得した現在の要求駆動トルクを最終減速機１６０のギア比で除算することにより得られる。現在の出力軸回転速度は、現在の駆動輪回転速度に最終減速機１６０のギア比を乗算することにより得られる。また、変速機１００の出力軸１２０に回転センサを取り付けることにより、現在の出力軸回転速度は、その回転センサの出力信号から検出できる。
【０２１９】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００７に進む。
【０２２０】
ステップ２００７：目標アシストトルクの取得
アシストギア変更部３７０は目標アシストトルク演算部３７２を備えている。目標アシストトルク演算部３７２は、ステップ２００６で取得した要求出力軸トルクを目標アシストトルクに設定する。
【０２２１】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００８に進む。
【０２２２】
ステップ２００８：各アシストギア毎のモータジェネレータの回転速度の取得
アシストギア変更部３７０はモータジェネレータ回転速度演算部３７３を備えている。モータジェネレータ回転速度演算部３７３は、ステップ２００６で取得した出力軸回転速度、ステップ２００１で取得した現在の走行ギアの選択指令値に対応するギア比、及び各アシストギアのギア比に基づいて、数式６から、各アシストギアでのモータジェネレータ２００の回転速度を演算する。
【０２２３】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２００９に進む。
【０２２４】
ステップ２００９：で、各アシストギア毎のアシストトルクの取得
アシストギア変更部３７０はアシストトルク演算部３７４を備えている。アシストトルク演算部３７４は各アシストギアにおけるアシストトルクを取得する。まず、アシストトルク演算部３７４は、図１２に示すモータジェネレータ２００の全負荷トルク特性のテーブル（マップ）を用いて、ステップ２００８で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度から、各アシストギアにおいて発生可能なモータジェネレータ２００の全負荷トルクを演算する。このとき、アシストトルク演算部３７４は、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度と最大回転速度とを比較し、回転速度が最大回転速度を上回っている場合には、その回転速度に対応するアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクを０に設定する。或いはそのアシストギアについてのステップ２０１０以降の処理をスキップするフラグを立てるなどの対応しても構わない。モータジェネレータ２００の回転速度が最大回転速度以下のアシストギアについては次の処理を続ける。
【０２２５】
次に、アシストトルク演算部３７４は、演算された各アシストギアにおける全負荷トルクから数式４を用いて、モータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクを演算する。
【０２２６】
次に、アシストトルク演算部３７４は、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクと、ステップ２００７で取得した目標アシストトルクとを比較する。各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクが目標アシストトルクを上回っている場合には、アシストトルク演算部３７４は、そのアシストギアにおけるアシストトルクを目標アシストトルクに設定する。各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクが目標アシストトルク以下の場合には、そのアシストギアにおけるアシストトルクを、そのアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の全負荷トルクによる出力軸トルクに設定する。
【０２２７】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２０１０に進む。
【０２２８】
ステップ２０１０：各アシストギア毎のモータジェネレータの効率の取得
アシストギア変更部３７０はモータジェネレータ効率演算部３７５を備えている。まず、モータジェネレータ効率演算部３７５は、ステップ２００９で取得した各アシストギアにおけるアシストトルクＴｍｏから数式１３を用いて、モータジェネレータ２００のトルクＴｍを演算する。尚、Ｇｍ１，Ｇｍ２は数式４と同じものを、Ｇｉは第２中間軸１６０で選択されたギアの変速比を、Ｇｊは第１中間軸１５０で選択されたギアの変速比をそれぞれ示す。
【０２２９】
Ｔｍ＝Ｔｍｏ／（Ｇｍ２×Ｇｉ−Ｔｍ×Ｇｍ１×Ｇｊ）        （数式１３）
次に、モータジェネレータ効率演算部３７５は、図１３に示すモータジェネレータ２００の効率特性のテーブル（マップ）を用いて、ステップ２００８で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度Ｎｍ、及び数式１３から演算したモータジェネレータ２００のトルクＴｍから、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の効率を演算する。
【０２３０】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２０１１に進む。
【０２３１】
ステップ２０１１：アシストギアの決定
アシストギア変更部３７０はアシストギア決定部３７６を備えている。まず、アシストギア決定部３７６は、各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の力行動作時における蓄電装置８の消費電力Ｗｍを、ステップ２００８で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の回転速度、ステップ２００９で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００のアシストトルク、及びステップ２０１０で取得した各アシストギアにおけるモータジェネレータ２００の効率に基づいて演算する。モータジェネレータ２００の力行動作時における蓄電装置８の消費電力Ｗｍは、数式１４に示す通り、モータジェネレータ２００のトルクＴｍとモータジェネレータ２００の回転速度Ｎｍとの積にモータジェネレータ２００の力行動作時の効率ηｍの逆数を乗じることにより演算できる。
【０２３２】
Ｗｍ＝Ｔｍ×Ｎｍ×（１／ηｍ）        （数式１４）
次に、アシストギア決定部３７６は、アシストギアを決定するための判定を行う。変速機１００の場合、走行ギアに対する選択可能なアシストギアの組み合わせは、走行ギアが奇数ギアの場合にはアシストギアは２速，４速の２通りあり、走行ギアが遇数ギアの場合にはアシストギアは１速，３速，５速の３通りある。そこで、アシストギア決定部３７６は、数式１４によって演算されたモータジェネレータ２００の複数の消費電力Ｗｍのうち、消費電力Ｗｍが最大となるギアをアシストギアとして決定する。
【０２３３】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２０１２に進む。
【０２３４】
ステップ２０１２：決定されたアシストギアによるアシストトルクの取得
アシストギア決定部３７６は、ステップ２００９で取得した各アシストギアのアシストトルクから、ステップ２０１１で決定したアシストギアにおけるアシストトルクを取得し、そのアシストトルクに対応する指令値をモータジェネレータ制御部２１０に出力する。
【０２３５】
この後、アシストギア変更部３７０はステップ２０１３に進む。
【０２３６】
ステップ２０１３：目標アシストトルクとアシストトルクの比較
アシストギア変更部３７０はエンジン目標トルク演算部３７７を備えている。エンジン目標トルク演算部３７７は、ステップ２０１２で取得されたアシストトルクと、ステップ２００７で取得した目標アシストトルクとを比較する。ここで、ステップ２００９において、アシストトルクを目標アシストトルク以下に制限していることから、ステップ２０１３での比較は、目標アシストトルクよりもアシストトルクが小さいか、目標アシストトルクとアシストトルクとが等しいかを判定する。エンジン目標トルク演算部３７７は、目標アシストトルクよりもアシストトルクが小さいと判定（肯定）した場合にはステップ２０１４に進み、目標アシストトルクとアシストトルクとが等しいと判定した場合（否定）にはステップ２０１５に進む。
【０２３７】
ステップ２０１４：エンジン６の目標トルクの取得
エンジン目標トルク演算部３７７は、ステップ２０１３の判定が肯定の場合には、まず、ステップ２００７で取得した目標アシストトルクから、ステップ２０１２で取得したアシストトルクを減算して出力軸トルクＴｅｏｔを演算し、この出力軸トルクＴｅｏｔを、数式１５に示す通り、走行ギアの変速比Ｇｅによって除算し、エンジン６の目標トルクＴｅｔを演算する。このようにして得られた目標トルクＴｅｔはエンジン目標トルク演算部３７７からエンジン制御装置６０に出力される。
【０２３８】
Ｔｅｔ＝Ｔｅｏｔ／Ｇｅ        （数式１５）
ステップ２０１５：エンジン６の目標トルクの取得
エンジン目標トルク演算部３７７は、ステップ２０１３の判定が否定の場合には、エンジン６の目標トルクＴｅｔをゼロとする。このようにして得られた目標トルクＴｅｔはエンジン目標トルク演算部３７７からエンジン制御装置６０に出力される。
【０２３９】
この他の構成は第１乃至第４実施例のいずれかと同様であるので、その説明を省略する。
【０２４０】
以上説明したように本実施例では、モータジェネレータ２００の消費電力が最も大きなアシストギアを決定することができるので、蓄電装置８のＳＯＣをできるだけ早く非強制充電放電領域に回復することができる。
【実施例１０】
【０２４１】
本発明の第１０実施例を説明する。
【０２４２】
本実施例は第９実施例の改良例である。第９実施例では、ステップ２０１１のアシストギア決定処理において、選択可能なアシストギアそれぞれの場合について、モータジェネレータ２００の消費電力が最大となるアシストギアを選択した。
【０２４３】
しかし、ステップ２００１で取得した現在のアシストギアとステップ２０１１で選択したアシストギアとによって決まるモータジェネレータ２００の消費電力にほとんど差が無い場合には、アシストギアを変更する必要が無い。この場合、ステップ２０１１のアシストギアを決定する処理に以下の処理を追加すれば、不必要なアシストギアの変更を行わなくてもよい。
【０２４４】
アシストギア決定部３７６は、現在のアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の消費電力Ｗｍと、他の選択可能なアシストギアにおけるモータジェネレータ２００の消費電力Ｗｍｉについて、数式１６の判定を実施する。Ｋ２は判定基準値である。
【０２４５】
Ｗｍｉ−Ｗｍ＞Ｋ２        （数式１６）
アシストギア決定部３７６は、数式１６の判定式が成立しない場合には、アシストギアを現在のアシストギアに決定する。数式１６の判定式が成立する場合には、アシストギア決定部３７６は、アシストギアを、現在のアシストギアとは異なる、選択可能な他のアシストギアに決定する。そして、アシストギア決定部３７６は、決定されたアシストギアの選択指令値と走行ギアの選択指令値とをクラッチアクチュエータ駆動指令信号発生部３０２に出力する。
【０２４６】
以上説明した本実施例では、現在のアシストギアと新たに選択されるアシストギアとによって決まるモータジェネレータ２００の消費電力にほとんど差が無い場合には、アシストギアの変更を行わなくて済む。
【実施例１１】
【０２４７】
本発明の第１１実施例を説明する。
【０２４８】
本実施例は第９及び第１０実施例の改良例である。第９及び第１０実施例では、現在の走行ギアに対してアシストギアを選択した。しかし、走行ギアも変速した方がより大きな消費電力を得られ、蓄電装置８のＳＯＣの回復を早くできる場合がある。この場合、以下に述べる処理を図１７のフローにおいて実行すればよい。
【０２４９】
まず、ステップ２００１の走行ギア及びアシストギアの取得において、現在の走行ギア及びアシストギアの選択指令値と同時に、現在の選択指令値以外の走行ギアとアシストギアの組み合わせを取得する。例えば変速機１００において、現在の走行ギアが３速の場合を例に挙げて説明する。現在の走行ギア３速に対して選択可能なアシストギアは２速、４速の２つである。このうち、現在係合しているアシストギアが２速の場合、現在の走行ギアの選択指令値として３速、現在のアシストギアの選択指令値として２速を記憶する。この現在の選択指令値以外では、走行ギアが奇数段の場合はアシストギアとして偶数段が選択でき、走行ギアが偶数段の場合はアシストギアとして奇数段が選択できる。
【０２５０】
次に、ステップ２００３のエンジン６の動作点を取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについて、エンジン６の回転速度を算出する。
【０２５１】
次に、ステップ２００４のエンジン６の目標トルクのゼロ設定において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについて、エンジン６の目標トルクをゼロに設定する。
【０２５２】
次に、ステップ２００７の目標アシストトルクの取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについて、現在の走行ギアの選択可能な走行ギアに対する目標アシストトルクとして要求出力軸トルクを設定する。
【０２５３】
次に、ステップ２００８の各アシストギアでのモータジェネレータ２００の回転速度の取得において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせそれぞれについてモータジェネレータ２００の回転速度を算出する。
【０２５４】
次に、ステップ２０１１のアシストギアの決定において、現在の走行ギアとアシストギアの組み合わせと、走行ギアとアシストギアの他の組み合わせについて、モータジェネレータ２００の消費電力を比較し、消費電力が最大となる走行ギアとアシストギアの組み合わせを決定する。
【０２５５】
走行ギアとアシストギアの決定後、走行ギアとアシストギアを変更する。
【０２５６】
この他の構成は第９及び第１０実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０２５７】
本実施例によれば、上記各処理を図１７のフローに追加して走行ギア及びアシストギアの両方を決定するようにしたので、モータジェネレータ２００によってより大きな電力を消費でき、蓄電装置８のＳＯＣをより早く回復できる。
【実施例１２】
【０２５８】
本発明の第１２実施例を説明する。
【０２５９】
本実施例は第９乃至第１１実施例の改良例である。第９乃至第１１実施例では、ステップ２００７の処理において、目標アシストトルクとして要求出力軸トルクを設定している。例えば一定速度で走行中の場合、要求出力軸トルクが走行抵抗分とほぼ等しくなる。このような状況で強制放電領域判定が成立した場合、要求出力軸トルクが小さく、目標アシストトルクを大きく設定できないので、モータジェネレータ２００の消費電力が小さくなり、ＳＯＣをできるだけ早く非強制充電放電領域へ回復することができなくなる。このため、本実施例ではアシストトルク下限値を設定し、第９乃至第１１実施例で算出した目標アシストトルクと比較して、数式１７の判定処理を実施する。
【０２６０】
目標アシストトルク−アシストトルク下限値＞０        （数式１７）
数式１７の判定式が成立した場合には、第９乃至第１１実施例にしたがってアシストギアを決定する。
【０２６１】
数式１７の判定式が成立しない場合には、モータジェネレータ２００で蓄電装置８のエネルギーを消費できない。このような場合には、例えば、（１）エンジン６を切り離してモータジェネレータ２００で走行する、（２）エンジン６を切り離さずにエンジン６の燃料を停止するなどして、エンジン６を負荷として用い、モータジェネレータ２００で走行する、（３）ヒータなどの電気負荷を駆動して蓄電装置８のエネルギーを消費する、などの手段を講じるようにすればよい。
【０２６２】
この他の構成は第９乃至第１１実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０２６３】
本実施例によれば、アシストトルク下限値を設定し、数式１７の判定処理を実施するようにしたので、例えば一定速度で走行中の場合、要求出力軸トルクが走行抵抗分とほぼ等しくなるような状況においても、目標アシストトルクを大きく設定でき、モータジェネレータ２００の消費電力を大きくして、ＳＯＣをできるだけ早く非強制充電放電領域へ回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２６４】
【図１】本発明の第１実施例であるハイブリッド自動車の駆動系の構成を示すブロック図。
【図２】図１のハイブリッド自動車に搭載された変速機の構成を示す機構図。
【図３】図２の変速機による動力伝達（トルク）の流れの一例を示す動作図。
【図４】図１のハイブリッド自動車におけるエンジンとモータジェネレータとのトルクの分配を示す分配図。
【図５】図２の変速機の制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第２実施例である変速機の制御装置の構成を示すブロック図。
【図７−（ａ）】本発明の第３実施例である変速機の制御装置の構成を示すブロック図。
【図７−（ｂ）】図７−（ａ）のアシストギア決定部の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第４実施例である変速機の制御装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第５実施例を示す図であって、蓄電装置の充放電制御領域を示す図。
【図１０】図９の充放電制御領域にヒステリシスを持たせたときの蓄電装置の充放電制御領域を示す図。
【図１１】本発明の第５実施例を示す図であって、トルクと回転速度との関係で示されるエンジン全負荷トルク特性を示す特性図。
【図１２】本発明の第５実施例を示す図であって、トルクと回転速度との関係で示されるモータジェネレータ全負荷トルク特性を示す特性図。
【図１３】本発明の第５実施例を示す図であって、トルクと回転速度と効率との関係で示されるモータジェネレータ効率を示す特性図。
【図１４】本発明の第５実施例である変速機の制御装置による制御動作を示すフローチャート。
【図１５】本発明の第５実施例である変速機の制御装置のアシストギア変更部の構成（図１４の制御動作を実行するための構成）を示すブロック図。
【図１６】本発明の第７実施例である変速機の制御装置による制御動作を示すフローチャート。
【図１７】本発明の第９実施例である変速機の制御装置による制御動作を示すフローチャート。
【図１８】本発明の第９実施例である変速機の制御装置のアシストギア変更部の構成（図１６の制御動作を実行するための構成）を示すブロック図。
【図１９】図６に示す変速機の制御装置によるアップシフト動作を示すタイムチャート。
【図２０】図６に示す変速機の制御装置によるダウンシフト動作を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【０２６５】
４  駆動輪ドライブシャフト
６  エンジン
１００  変速機
１１０  入力軸
１２０  出力軸
１２１〜１２６  ドリブンギア
１４０  第１クラッチ
１４１  第２クラッチ
１５０  第１中間軸
１５１〜１５３  ドライブギア
１６０  第２中間軸
１６１〜１６３  ドライブギア
１７０  アイドルギア
２００  モータジェネレータ
３００  変速機制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７−（ａ）】
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【図７−（ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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