(57)【要約】【課題】デュアルクラッチ変速機を備えたハイブリッド電気自動車において、電動機のみでの走行中のプリチャージ制御（予圧制御）に起因するトルクショックを抑制することができ、運転者への不快感を軽減することのできるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供すること。【解決手段】変速後に各クラッチが切断状態となるモータ走行となる場合には（S1がYes）、プリチャージの対象となるクラッチが第１クラッチの場合は第１短縮ゲインαを設定し(S3)、プリチャージの対象となるクラッチが第２クラッチの場合は第２短縮ゲインβを設定して(S4)、設定した短縮ゲインを適用したプリチャージ時間によるプリチャージを実行する（S5）。【選択図】図２
2014177179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の駆動源としてのエンジン及び電動機と、
第１の変速機構及び第２の変速機構を有する変速機と、
前記エンジンの動力が前記第１の変速機構を介して駆動輪に伝達される第１の動力伝達系と、
前記エンジン及び前記電動機の動力が前記第２の変速機構を介して前記駆動輪に伝達される第２の動力伝達系と、
前記第１の動力伝達系にてエンジン及び変速機との間に設けられた第１のクラッチと、
前記第２の動力伝達系にてエンジン及び電動機との間に設けられた第２のクラッチと、を備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチに油圧を発生させるための作動油を供給する油圧供給手段と、
前記油圧供給手段を介して、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの接続前に予め前記作動油を充填する予圧制御を行う予圧制御手段と、
変速後に前記第１のクラッチ及び第２のクラッチがそれぞれ切断状態であり前記電動機のみでの走行が行われる場合には、前記予圧制御手段による予圧制御における作動油の充填時間をその他の変速動作時における作動油の充填時間よりも短縮する予圧時間短縮制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記予圧時間短縮制御手段は、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチのうちの一方が他方よりも作動油が流れにくい構成である場合、前記一方のクラッチに対する作動油の充填時間を前記他方のクラッチに対する作動油の充填時間よりも短くなるように前記作動油の充填時間を短縮することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の駆動源としてエンジンと電動機とを備え、変速機として２系統の変速機構からなるデュアルクラッチ変速機を有するハイブリッド電気自動車において、予圧制御（プリチャージ制御）時に生じるトルクショックを抑制するための油圧制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機として、２つのクラッチとそれに対応した２系統の変速機構を有し、変速段を交互に切り替えることで変速を行ういわゆるデュアルクラッチ変速機が開発されている。さらに、当該デュアルクラッチ変速機において、一方の動力伝達系に電動機を搭載し、走行用の駆動源としてエンジンと電動機とを切り替え可能なハイブリッド電気自動車がある（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなデュアルクラッチ変速機では、走行時、動力伝達に使用する一方の変速機構に対応するクラッチは接続され、待機状態にある他方のクラッチは切断状態にある。そして、このようなデュアルクラッチ変速機を含め、湿式のクラッチを有した変速機においては、変速段を早期に切り替えるために、変速前から事前に対応するクラッチに作動油を充填しておく、いわゆるプリチャージ制御（予圧制御）が行われている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３６７８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハイブリット電気自動車では、電動機のみでの走行が可能であり、特許文献１のようなデュアルクラッチ変速機を備えたハイブリット電気自動車において、特許文献２のようなプリチャージ制御を採用した場合には、電動機のみでの走行時においても、エンジン駆動に切り替えた場合に使用する予定の変速機構に対応したクラッチにプリチャージを行っている。
【０００６】
しかしながら、電動機のみでの走行中にプリチャージを行った場合に、何らかの理由でプリチャージの油圧が高く供給される等して、意図せずにクラッチが接続されて動力伝達状態になると、一時的にエンジンのトルクが付加されて過剰な駆動力又は制動力が生じることとなる。このため、通常は変速のショック等なく円滑に走行可能な電動機のみでの走行中に、トルクショックが生じ、運転者に不快感を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、デュアルクラッチ変速機を備えたハイブリッド電気自動車において、電動機のみでの走行中のプリチャージ制御（予圧制御）に起因するトルクショックを抑制することができ、運転者への不快感を軽減することのできるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置では、走行用の駆動源としてのエンジン及び電動機と、第１の変速機構及び第２の変速機構を有する変速機と、前記エンジンの動力が前記第１の変速機構を介して駆動輪に伝達される第１の動力伝達系と、前記エンジン及び前記電動機の動力が前記第２の変速機構を介して前記駆動輪に伝達される第２の動力伝達系と、前記第１の動力伝達系にてエンジン及び変速機との間に設けられた第１のクラッチと、前記第２の動力伝達系にてエンジン及び電動機との間に設けられた第２のクラッチと、を備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチに油圧を発生させるための作動油を供給する油圧供給手段と、前記油圧供給手段を介して、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの接続前に予め前記作動油を充填する予圧制御を行う予圧制御手段と、変速後に前記第１のクラッチ及び第２のクラッチがそれぞれ切断状態であり前記電動機のみでの走行が行われる場合には、前記予圧制御手段による予圧制御における作動油の充填時間をその他の変速動作時における作動油の充填時間よりも短縮する予圧時間短縮制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
好ましくは、前記予圧時間短縮制御手段は、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチのうちの一方が他方よりも作動油が流れにくい構成である場合、前記一方のクラッチに対する作動油の充填時間を前記他方のクラッチに対する作動油の充填時間よりも短くなるように前記作動油の充填時間を短縮するのがよい。つまり、構造的に作動油が流れにくい方のクラッチは、予圧制御に対する応答性も悪く、意図せずに接続状態となりやすいため、作動油の流れやすい方のクラッチよりも、作動油の充填時間がより短くなるように制御することで、クラッチが接続状態になることを回避することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段を用いる本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、デュアルクラッチ変速機を備えたハイブリッド電気自動車において、変速後にクラッチ切断状態となり前記電動機のみでの走行が行われる場合には、前記第１のクラッチ及び第２のクラッチへの作動油の充填時間をその他の変速動作時における作動油の充填時間よりも短縮することとする。
【００１１】
つまり、電動機のみでの走行中の変速時や、エンジンのみでの走行又はエンジン及び電動機を用いたハイブリット走行から電動機のみでの走行に切り替わる際の変速時のプリチャージ制御においては、作動油の充填時間を短くすることで、クラッチが意図せずに接続されるのを抑制することができる。
これにより、電動機のみの走行時におけるプリチャージ制御（予圧制御）に起因するトルクショックを抑制することができ、運転者への不快感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置のＥＣＵが実行するプリチャージ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態におけるハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成を示したブロック図であり、同図に基づき説明する。
図１に示す車両１はハイブリッド電気自動車であり、走行用の駆動源であるエンジン２及びモータ４（電動機）がクラッチユニット６を介して変速機構ユニット８（変速機）に接続された構成の駆動装置を備えている。車両１は、これらのエンジン２やモータ４からの駆動力をクラッチユニット６及び変速機構ユニット８を経て左右の駆動輪１０、１０（例えば後輪）に伝達することにより走行を行うものである。
【００１４】
詳しくは、エンジン２が出力する回転駆動力（以下、単に駆動力という）は入力軸１２を介してクラッチユニット６に入力され、クラッチユニット６内で２系統に分岐される。クラッチユニット６は第１クラッチ６ａ（第１のクラッチ）及び第２クラッチ６ｂ（第２のクラッチ）の２つのクラッチを有しており、クラッチユニット６内で２系統に分岐されたエンジン２の駆動力の一方は第１クラッチ６ａの入力側に伝達され、他方は第２クラッチ６ｂの入力側に伝達されるようになっている。
【００１５】
図１では簡略化してブロック図として示しているが、クラッチユニット６の具体的な構成としては、第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂは、エンジン２の回転に伴い駆動する油圧ポンプ１４（油圧供給手段）から油圧経路１６ａ、１６ｂを介して供給される作動油の油圧に応じて断接可能な湿式多板クラッチである。油圧ポンプ１４は図示しないオイルパンから作動油を吸引して各クラッチ６ａ、６ｂへと圧送し、当該各クラッチ６ａ、６ｂを通った作動油はオイルパンに抜ける。また、第１クラッチ６ａは内側（インナクラッチ）、第２クラッチ６ｂは外側（アウタクラッチ）に同心円状に配設されている。このような配置から、第１クラッチ６ａへの油圧経路１６ａは、第２クラッチ６ｂへの油圧経路１６ｂより複雑で作動油が流れにくい構成となっている。
【００１６】
変速機構ユニット８は、第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂに対応して、第１変速機構８ａ（図１のＧ１）（第１の変速機構）及び第２変速機構８ｂ（図１のＧ２）（第２の変速機構）の２系統の変速機構を備えている。第１クラッチ６ａの出力側は第１変速機構８ａの入力軸に連結され、第２クラッチ６ｂの出力側は第２変速機構８ｂの入力軸に連結されている。
【００１７】
第１変速機構８ａは、前進用の変速段として第１速、第３速、及び第５速の奇数段の変速ギヤを有している。また、第１変速機構８ａには後退用の変速段（Ｒ）も含まれている。第２クラッチ６ｂに対応している第２変速機構８ｂは、前進用の変速段として第２速、第４速、及び第６速の偶数段の変速ギヤを有している。
【００１８】
そして、第１変速機構８ａから出力される駆動力、及び第２変速機構８ｂから出力される駆動力は、いずれも共通の出力軸１８を介してデファレンシャル装置２０に伝達され、左右の駆動輪１０、１０に割り振られるようになっている。このようにクラッチユニット６及び変速機構ユニット８により、いわゆるデュアルクラッチ変速機が構成されている。
【００１９】
モータ４は、第２クラッチ６ｂと第２変速機構８ｂとの間に介装されている。具体的には図示しないが、モータ４は第２クラッチ６ｂの出力軸の外周に配設されている。より詳しくは、モータ４のロータが第２クラッチ６ｂの出力軸の外周に固定され、モータ４のステータがクラッチユニット６のケーシングに固定されている。つまり、第２クラッチ６ｂがモータ４の回転軸を兼用しており、第２クラッチ６ｂと共にロータがステータの内側で回転し、ロータとステータとの間に発生した磁界による駆動トルクや回生トルクが第２変速機構８ｂに入力されるようになっている。
【００２０】
モータ４は、車両１に搭載されたバッテリ２２がインバータ２４を介して接続されており、当該バッテリ２２からの電力供給を受けて駆動トルクを発生させる。バッテリ２２は例えばリチウムイオン、ニッケル水素等の二次電池であり、インバータ２４がバッテリ２２からの直流電力を交流電力に変換してモータ４に電力を供給する。一方、車両減速時等には、モータ４が発電機（ジェネレータ）として機能し、回生駆動する。つまり、駆動輪１０から逆に伝達される駆動力によりモータ４が交流電力を発電するとともに、このときモータ４が発生する回生トルクにより駆動輪１０に減速抵抗が付与される。そして、この交流電力は、インバータ２４によって直流電力に変換された後、バッテリ２２に充電されることで、駆動輪１０の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
【００２１】
当該構成の車両１は、第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂのそれぞれが切断状態にあるときには、モータ４の回転軸のみが変速機構ユニット８の第２変速機構８ｂを介して駆動輪１０と機械的に接続されることになる。つまり、モータ４により発生する駆動トルク（以下、モータトルクともいう）のみが車両１の駆動トルクとして駆動輪１０に伝達される。このように駆動源としてモータ４のみを用いた走行を以下モータ走行という。
【００２２】
一方、第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂのいずれかが接続状態にあるときには、エンジン２が変速機構ユニット８のうち接続状態にあるクラッチに対応した変速機構を介して、駆動輪１０等と機械的に接続されることとなる。このときモータ４が発生するトルクを０として、エンジン２のみを作動した場合にはエンジン２により発生する駆動トルク（以下、エンジントルクともいう）のみが車両１の駆動トルクとなる。このように駆動源としてエンジン２のみを用いた走行を以下エンジン走行という。
【００２３】
また、第２クラッチ６ｂを接続した状態でモータ４も作動させればモータ４の駆動トルクとエンジン２の駆動トルクとの和が車両１の駆動トルクとなる。このように駆動源としてエンジン２及びモータ４の両方を用いた走行を以下ハイブリッド走行という。
このように車両１は、エンジン２の動力が第１クラッチ６ａ及び第１変速機構８ａを介して駆動輪１０に伝達される第１の動力伝達系と、エンジン２及びモータ４の動力が第２クラッチ６ｂ及び第２変速機構８ｂを介して駆動輪１０に伝達される第２の動力伝達系の２系統の動力伝達系を有している。
【００２４】
車両１には、このようなエンジン２及びモータ４のトルク配分の調整等の各種制御を行うべく、エンジン２、モータ４、クラッチユニット６、変速機構ユニット８、油圧ポンプ１４等を統合制御するＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０が搭載されている。
詳しくは、ＥＣＵ３０は、エンジン２、モータ４、クラッチユニット６、変速機構ユニット８、油圧ポンプ１４等のそれぞれの制御ユニット（図示せず）とＣＡＮ（Controller Area Network）を用いて通信可能に接続されている。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、エンジン２からエンジン回転数情報、モータ４からモータ回転数情報及びモータトルク情報、変速機構ユニット８から選択されている変速段情報、バッテリ２２からＳＯＣ（State Of Charge）、油圧ポンプ１４から作動油温度情報等の各種情報を取得する。
このように構成されたＥＣＵ３０は、バッテリ２２のＳＯＣや車両１の運転状態を監視し、燃費や排ガス性能の最適化を図りつつ、運転者の運転要求に応じた運転を行うべくエンジン２、モータ４、クラッチユニット６、変速機構ユニット８、油圧ポンプ１４等を制御する。
【００２６】
例えば、本実施形態におけるＥＣＵ３０は、車両１の車速や要求トルク等の運転状態に応じて第１変速機構８ａ及び第２変速機構８ｂのそれぞれの変速段を選択し、エンジン走行を行う際には走行に使用する変速機構に応じた第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂのいずれかのクラッチを接続し、他方のクラッチを切断するよう油圧ポンプ１４及び各クラッチ６ａ、６ｂを制御する。そして、ＥＣＵ３０は、接続前のクラッチに対して、接続に備えて予め作動油を充填しておく、いわゆるプリチャージ制御（予圧制御）を行う（予圧制御手段）。
【００２７】
ＥＣＵ３０はプリチャージ制御を行うに当たり、車両１の運転状態等に応じてプリチャージにおける作動油の充填時間（以下プリチャージ時間という）を設定する（予圧時間短縮制御手段）。
ここで、当該ＥＣＵ３０が行うプリチャージ制御について以下詳しく説明する。
図２には本実施形態におけるＥＣＵ３０が実行するプリチャージ制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下、同フローチャートに沿って説明する。
【００２８】
まず、図２に示すステップＳ１として、ＥＣＵ３０は、変速後に各クラッチ６ａ、６ｂを切断する状態にあるか否かを判別する。変速後に各クラッチ６ａ、６ｂを切断する状態とは、具体的には各クラッチ６ａ、６ｂが切断状態にあるモータ走行を維持しつつ変速機構ユニット８において変速動作を行う場合や、各クラッチ６ａ、６ｂのいずれかが接続されているエンジン走行又はハイブリッド走行から、モータ走行に移行する際の変速動作を行う場合である。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ２に進む。
【００２９】
ステップＳ２においてＥＣＵ３０は、プリチャージを行う対象のクラッチが第１クラッチ６ａであるか否かを判別する。プリチャージを行う対象のクラッチとは、変速後に選択される変速段を有する変速機構に対応するクラッチである。具体的には変速後の変速段が、第１変速機構８ａが有する第１、３、５速であれば第１クラッチ６ａ、第２変速機構８ｂが有する第２、４、６速であれば第２クラッチ６ｂがプリチャージを行う対象のクラッチとなる。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち変速後の変速段が第１、３、５速である場合は、ステップＳ３に進む。
【００３０】
ステップＳ３においてＥＣＵ３０は、プリチャージ時間を短縮補正する第１短縮ゲインαを設定する。第１短縮ゲインαは、車両１の仕様等に応じて通常走行での変速動作を行う上で設定されるプリチャージの時間を基準時間とし、当該基準時間に対してプリチャージ時間を短縮させるためのゲインである。
一方、上記ステップＳ２の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち変速後の変速段が第２、４、６速でありプリチャージの対象が第２クラッチ６ｂである場合は、ステップＳ４に進む。
【００３１】
ステップＳ４においてＥＣＵ３０は、プリチャージ時間を短縮補正する第２短縮ゲインβを設定する。第２短縮ゲインβは、第１短縮ゲインαと同様にプリチャージの基準時間に対してプリチャージ時間を短縮させるためのゲインである。ただし、第２短縮ゲインβは、当該第２短縮ゲインβを適用して短縮したプリチャージ時間が第１短縮ゲインαを適用して短縮したプリチャージ時間よりも長くなるよう設定されている。つまり、プリチャージ時間は、基準時間＞基準時間×第２短縮ゲインβ＞基準時間×第１短縮ゲインαとなる。
【００３２】
ステップＳ３又はＳ４において短縮ゲインを設定した後、ＥＣＵ３０はステップＳ５に進む。
また、上記ステップＳ１において、変速後に各クラッチ６ａ、６ｂが切断状態とならない場合、例えば変速後においてエンジン走行又はハイブリッド走行が行われる場合には、特に短縮ゲインの設定等なく、プリチャージ時間は基準時間のままステップＳ５に進む。
【００３３】
ステップＳ５においてＥＣＵ３０は、プリチャージを実行する。ここで、ステップＳ３又はＳ４において第１短縮ゲインα又は第２短縮ゲインβが設定されている場合には、設定されている短縮ゲインを適用したプリチャージ時間で各クラッチ６ａ、６ｂへの作動油の充填が終了するように、油圧ポンプ１４及び各クラッチ６ａ、６ｂを制御し、当該ルーチンを終了する。
【００３４】
以上のように、デュアルクラッチ変速機を備えたハイブリッド電気自動車において、ＥＣＵ３０は、変速後に各クラッチ６ａ、６ｂが切断状態となりモータ走行が行われる変速時には、プリチャージ時間を短縮する。
つまり、プリチャージ時間が長ければその分クラッチが意図せずに接続される可能性も高くなりトルクショックを生じるおそれがあるのに対して、プリチャージ時間を短くするよう基準時間に第１短縮ゲインα又は第２短縮ゲインβを適用することで各クラッチ６ａ、６ｂの油圧が過大となることを抑制することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態のように同心円状に配置された第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂを備える車両１では、クラッチ毎の油圧経路１６ａ、１６ｂの構造が異なることから、ＥＣＵ３０はプリチャージの対象となるクラッチに応じて異なる短縮ゲインを設定している。
具体的には第１クラッチ６ａは作動油が流れにくい油圧経路１６ａから作動油が供給される構成であり、第２クラッチ６ｂに対するプリチャージよりも応答性が悪く、意図せずに接続されやすい。このため、ＥＣＵ３０はプリチャージの対象が第１クラッチ６ａである場合は、第２クラッチ６ｂに対する第２短縮ゲインβよりも大である第１短縮ゲインαを設定し、クラッチが接続状態となることをより確実に回避することができる。なお、プリチャージ時間を短縮することで、クラッチが接続されにくくなり変速が遅延する場合もあるが、少なくともモータ４が駆動されていることで変速遅延による影響は少ない。
【００３６】
以上のことから、ＥＣＵ３０による上述のプリチャージ制御を行うことで、モータ走行時におけるプリチャージ制御に起因するトルクショックを抑制することができ、運転者への不快感を軽減することができる。
以上で本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００３７】
上記実施形態では、第１クラッチ６ａ及び第２クラッチ６ｂが同心円状に配設されたデュアルクラッチ変速機について本発明を適用しているが、例えば各クラッチが軸方向に並んで配置される構成のデュアルクラッチ変速機に適用してもよい。その場合も作動油の流れにくい方のクラッチに対するプリチャージ時間が短くなるよう短縮ゲインを設定すればよい。
【００３８】
また、上記実施形態におけるプリチャージ制御の基準時間は１つに限られるものではなく、運転状態に応じて基準時間が可変してもよいし、第１クラッチと第２クラッチとで異なる基準時間を設定してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  車両
２  エンジン
４  モータ（電動機）
６  クラッチユニット
６ａ  第１クラッチ（第１のクラッチ）
６ｂ  第２クラッチ（第２のクラッチ）
８  変速機構ユニット（変速機）
８ａ  第１変速機構（第１の変速機構）
８ｂ  第２変速機構（第２の変速機構）
１４  油圧ポンプ（油圧供給手段）
３０  ＥＣＵ（予圧制御手段、予圧時間短縮制御手段）
【図１】
2014177179.tif 000003
【図２】
2014177179.tif 000004