(57)【要約】【課題】キックダウン時における変速の応答性を向上させることが可能なハイブリッド車両の変速制御装置を提供する。【解決手段】デュアルクラッチ式の変速機１０と、変速機１０の第１入力軸１３と動力伝達可能に接続された第１ＭＧ３と、変速機１０の第２入力軸１４と動力伝達可能に接続された第２ＭＧ４とを備えたハイブリッド車両１に適用される変速制御装置において、車両１が内燃機関２にて走行しているときに、車両１への要求駆動力を推定し、その推定要求駆動力が第２判定値より大きい場合には車両１の走行に関与していない側のギヤ列を現在よりも三段低速側の変速段に変速し、推定要求駆動力が第２判定値以下の場合には現在よりも一段低速側の変速段に変速しておく。変速しておいた変速段と実際に変速すべき目標変速段が異なった場合には、第１ＭＧ３又は第２ＭＧ４で駆動輪６の駆動をアシストしつつ変速機１０を目標変速段に変速する。【選択図】図４
2014094596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関と第１クラッチを介して接続された第１入力軸及び前記内燃機関と第２クラッチを介して接続された第２入力軸を含む入力系と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力系と、一部が前記第１入力軸と前記出力系との間に介在するとともに残りが前記第２入力軸と前記出力系との間に介在し、かつ互いに変速比が相違する複数のギヤ列と、前記第１入力軸と前記出力系との間に介在するギヤ列のうちのいずれか１つのギヤ列による前記第１入力軸と前記出力系との間の動力伝達を選択的に成立させることによりそれらの間の変速比を切り替え可能、かつ前記第１入力軸と前記出力系との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態に切り替え可能な第１変速機構と、前記第２入力軸と前記出力系との間に介在するギヤ列のうちのいずれか１つのギヤ列による前記第２入力軸と前記出力系との間の動力伝達を選択的に成立させることによりそれらの間の変速比を切り替え可能、かつ前記第２入力軸と前記出力系との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態に切り替え可能な第２変速機構と、を有し、前記入力系と前記出力系との間の動力伝達に用いるギヤ列を切り替えることにより複数の変速段に切り替え可能であり、かつ前記複数の変速段のうちの奇数段に対応したギヤ列が前記第１入力軸と前記出力系との間に介在し、偶数段に対応したギヤ列が前記第２入力軸と前記出力系との間に介在するデュアルクラッチ式の変速機と、
前記第１入力軸と動力伝達可能に接続された第１電動機と、
前記第２入力軸と動力伝達可能に接続された第２電動機と、を備え、
前記変速機は、前記複数の変速段として４速以上の変速段を有するとともに各変速段に対応するギヤ列を有し、
前記内燃機関で走行する場合に、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうちのいずれか一方の入力軸が前記内燃機関と動力伝達可能に連結され、かつ他方の入力軸と前記内燃機関との間の動力伝達が遮断されるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが制御されるハイブリッド車両に適用される変速制御装置において、
前記変速機が４速以上の変速段に変速されており、かつ前記車両が前記内燃機関にて走行しているときに、前記車両に対して要求されると予想される駆動力の大きさを推定する要求駆動力推定手段と、
前記要求駆動力推定手段が推定した駆動力である推定要求駆動力が予め設定した所定の変速段判定値より大きい場合には、前記推定要求駆動力が推定されたときに前記内燃機関と前記出力系との間の動力伝達に使用されているギヤ列の変速比よりも三段低速側のギヤ列によって前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立するように前記第１変速機構及び前記第２変速機構のうち前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達を制御する一方の変速機構を制御し、前記推定要求駆動力が前記変速段判定値以下の場合には、前記推定要求駆動力が推定されたときに前記内燃機関と前記出力系との間の動力伝達に使用されているギヤ列の変速比よりも一段低速側のギヤ列によって前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立するように前記一方の変速機構を制御するプレシフト制御手段と、
前記車両が前記内燃機関にて走行し、かつ前記一段低速側のギヤ列又は前記三段低速側のギヤ列による前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立しているときに、前記変速機をその時点の変速段から他の目標変速段に切り替えるべき所定の変速条件が成立し、かつ前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達に用いられているギヤ列に対応する変速段と前記目標変速段とが異なる場合には、前記車両の速度が変動しないように前記第１電動機又は前記第２電動機で前記駆動輪を駆動するアシスト駆動を実行するとともに、前記アシスト駆動の実行中に前記変速機の変速段が前記目標変速段になるように前記第１変速機構又は前記第２変速機構を制御する変速手段と、を備えている変速制御装置。
【請求項２】
前記プレシフト制御手段は、前記推定要求駆動力が、前記変速段判定値よりも小さい値が設定されたニュートラル判定値以下の場合には、前記一方の変速機構を前記ニュートラル状態に制御する請求項１に記載の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルクラッチ式の変速機を備え、その変速機の２つの入力軸にそれぞれ電動機が接続されたハイブリッド車両に適用される変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１入力軸と出力系との間及び第２入力軸と出力系との間のそれぞれにギヤ列が設けられ、それら２つの入力軸のいずれか一方を選択的に内燃機関と接続するデュアルクラッチ式の変速機が知られている。また、このようなデュアルクラッチ式の変速機が搭載され、各入力軸にそれぞれモータが接続されたハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１の車両では一方の入力軸に設けられている電動機で走行する場合、他方の入力軸と内燃機関との間に介在する摩擦クラッチを解放するか、又は他方の入力軸と出力軸との間に設けられているギヤ列のハブスリーブを全て中立状態にする。内燃機関で走行する場合には、内燃機関と一方の入力軸とを接続するとともにその一方の入力軸のギヤ列を介して内燃機関の動力を出力軸に出力し、他方の入力軸は次の変速に備えて現在の変速段に対して１段低速側又は１段高速側の変速段で出力軸と接続される。ただし、内燃機関で一方のモータを駆動して発電を行う場合には、他方のモータ側の入力軸にあるハブスリーブを全て中立状態にして他方のモータを切り離す。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０７９００５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３０７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクセルペダルが大きく踏み込まれて車両に大きな駆動力が要求された場合には、変速段を現在の変速段から低速側の変速段に切り替える制御、いわゆるキックダウンが行われる。この際に、どの低速側の変速段に切り替えるかは車両に要求された駆動力に応じて変化する。そのため、現在の変速段が４速以上のときには三段低速側の変速段に切り替える場合も生じる。特許文献１の装置では、車両の走行に関与していない入力軸が一段低速側の変速段で出力軸と接続される。そのため、キックダウンで変速機を三段低速側の変速段に切り替える必要が生じた場合には変速に時間がかかり、応答が遅れるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、キックダウン時における変速の応答性を向上させることが可能なハイブリッド車両の変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の変速制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関と第１クラッチを介して接続された第１入力軸及び前記内燃機関と第２クラッチを介して接続された第２入力軸を含む入力系と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力系と、一部が前記第１入力軸と前記出力系との間に介在するとともに残りが前記第２入力軸と前記出力系との間に介在し、かつ互いに変速比が相違する複数のギヤ列と、前記第１入力軸と前記出力系との間に介在するギヤ列のうちのいずれか１つのギヤ列による前記第１入力軸と前記出力系との間の動力伝達を選択的に成立させることによりそれらの間の変速比を切り替え可能、かつ前記第１入力軸と前記出力系との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態に切り替え可能な第１変速機構と、前記第２入力軸と前記出力系との間に介在するギヤ列のうちのいずれか１つのギヤ列による前記第２入力軸と前記出力系との間の動力伝達を選択的に成立させることによりそれらの間の変速比を切り替え可能、かつ前記第２入力軸と前記出力系との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態に切り替え可能な第２変速機構と、を有し、前記入力系と前記出力系との間の動力伝達に用いるギヤ列を切り替えることにより複数の変速段に切り替え可能であり、かつ前記複数の変速段のうちの奇数段に対応したギヤ列が前記第１入力軸と前記出力系との間に介在し、偶数段に対応したギヤ列が前記第２入力軸と前記出力系との間に介在するデュアルクラッチ式の変速機と、前記第１入力軸と動力伝達可能に接続された第１電動機と、前記第２入力軸と動力伝達可能に接続された第２電動機と、を備え、前記変速機は、前記複数の変速段として４速以上の変速段を有するとともに各変速段に対応するギヤ列を有し、前記内燃機関で走行する場合に、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうちのいずれか一方の入力軸が前記内燃機関と動力伝達可能に連結され、かつ他方の入力軸と前記内燃機関との間の動力伝達が遮断されるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが制御されるハイブリッド車両に適用される変速制御装置において、前記変速機が４速以上の変速段に変速されており、かつ前記車両が前記内燃機関にて走行しているときに、前記車両に対して要求されると予想される駆動力の大きさを推定する要求駆動力推定手段と、前記要求駆動力推定手段が推定した駆動力である推定要求駆動力が予め設定した所定の変速段判定値より大きい場合には、前記推定要求駆動力が推定されたときに前記内燃機関と前記出力系との間の動力伝達に使用されているギヤ列の変速比よりも三段低速側のギヤ列によって前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立するように前記第１変速機構及び前記第２変速機構のうち前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達を制御する一方の変速機構を制御し、前記推定要求駆動力が前記変速段判定値以下の場合には、前記推定要求駆動力が推定されたときに前記内燃機関と前記出力系との間の動力伝達に使用されているギヤ列の変速比よりも一段低速側のギヤ列によって前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立するように前記一方の変速機構を制御するプレシフト制御手段と、前記車両が前記内燃機関にて走行し、かつ前記一段低速側のギヤ列又は前記三段低速側のギヤ列による前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立しているときに、前記変速機をその時点の変速段から他の目標変速段に切り替えるべき所定の変速条件が成立し、かつ前記他方の入力軸と前記出力系との間の動力伝達に用いられているギヤ列に対応する変速段と前記目標変速段とが異なる場合には、前記車両の速度が変動しないように前記第１電動機又は前記第２電動機で前記駆動輪を駆動するアシスト駆動を実行するとともに、前記アシスト駆動の実行中に前記変速機の変速段が前記目標変速段になるように前記第１変速機構又は前記第２変速機構を制御する変速手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速制御装置では、車両が内燃機関にて走行し、かつ変速機が４速以上の変速段に変速されている場合には、推定要求駆動力を推定し、その推定要求駆動力が変速段判定値以下の場合には一段低速側のギヤ列にて、推定要求駆動力が変速段判定値より大きい場合には三段低速側のギヤ列によって他方の入力軸と出力系との間の動力伝達を成立させておく。そのため、第１クラッチ及び第２クラッチの状態を切り替えるのみでキックダウンを実行できる。また、推定要求駆動力に応じて他方の入力軸と出力系との間の動力伝達に用いてギヤ列を変更するので、キックダウンで三段低速側のギヤ列の変速段に切り替える場合であっても応答遅れが発生することを抑制できる。従って、キックダウン時における変速の応答性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明では、推定要求駆動力に応じて切り替えておいた変速段と目標変速段とが異なっていても、第１電動機又は第２電動機で駆動輪を駆動し、その間に変速機の変速段を目標変速段にするので、車速の変動を抑制しつつ変速機を適切な変速段に変速できる。
【０００９】
本発明の変速制御装置の一形態において、前記プレシフト制御手段は、前記推定要求駆動力が、前記変速段判定値よりも小さい値が設定されたニュートラル判定値以下の場合には、前記一方の変速機構を前記ニュートラル状態に制御してもよい（請求項２）。この形態によれば、推定要求駆動力がニュートラル判定値以下の場合には一方の変速機構をニュートラル状態にするので、他方の入力軸を内燃機関及び出力系から切り離すことができる。この場合、他方の入力軸に接続されている電動機の連れ回しを防止できるので、内燃機関の動力が無駄に消費されることを防止できる。また、このように電動機の連れ回しを防止することにより、電力損失の発生を防止してバッテリ電力の無駄な消費を防止できる。従って、内燃機関の燃費を向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の変速制御装置では、車両が内燃機関にて走行し、かつ変速機が４速以上の変速段に変速されている場合には、現在の変速段のギヤ列よりも一段低速側のギヤ列又は三段低速側のギヤ列にて他方の入力軸と出力系との間の動力伝達を成立させておく。そのため、第１クラッチ及び第２クラッチの状態を切り替えるのみでキックダウンを実行できる。また、推定要求駆動力に応じて他方の入力軸と出力系との間の動力伝達に用いてギヤ列を変更するので、応答遅れが発生することを抑制できる。従って、キックダウン時における変速の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る変速制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。
【図２】変速線図の一例を示す図。
【図３】第１判定値及び第２判定値とサブ側の入力軸の各スリーブの制御方法との対応関係の一例を示す図。
【図４】車両制御装置が実行するプレシフト制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】車両制御装置が実行するキックダウン制御ルーチンを示すフローチャート。
【図６】図５に続くフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一形態に係る変速制御装置が組み込まれた車両を概略的に示している。この車両１は、走行用動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２と、第１電動機としての第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）３と、第２電動機としての第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）４とを備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、複数の気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。また、第１ＭＧ３及び第２ＭＧ４は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。そのため、これらに関する詳細な説明を省略する。
【００１３】
車両１には、複数の変速段（１速〜５速及び後進）に変速可能な変速機１０が搭載されている。この変速機１０は、デュアルクラッチ式の変速機として構成されている。変速機１０は入力系１１と、出力系１２とを備えている。入力系１１は、第１入力軸１３と、第２入力軸１４とを備えている。第１入力軸１３は、第１クラッチ１５を介してエンジン２と接続されている。第２入力軸１４は、第２クラッチ１６を介してエンジン２と接続されている。第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６は、エンジン２と入力軸１３、１４との間で動力が伝達される係合状態及びその動力伝達が遮断される解放状態に切替可能な周知の摩擦クラッチである。
【００１４】
出力系１２は、第１出力軸１７と、第２出力軸１８と、駆動軸１９とを備えている。この図に示すように第１出力軸１７には、第１出力ギヤ２０が設けられている。また、第２出力軸１８には、第２出力ギヤ２１が設けられている。駆動軸１９には、被駆動ギヤ２２が設けられている。そして、第１出力ギヤ２０及び第２出力ギヤ２１は、それぞれ被駆動ギヤ２２と噛み合っている。駆動軸１９は、デファレンシャル機構５と動力伝達可能なように接続されている。デファレンシャル機構５は、入力された動力を左右の駆動輪６に分配する周知の機構である。
【００１５】
入力系１１と出力系１２との間には、第１〜第５ギヤ列Ｇ１〜Ｇ５及び後進ギヤ列ＧＲが介在している。この図に示すように第１ギヤ列Ｇ１、第３ギヤ列Ｇ３、及び第５ギヤ列Ｇ５は、第１入力軸１３と第１出力軸１７との間に介在している。第２ギヤ列Ｇ２、第４ギヤ列Ｇ４、及び後進ギヤ列ＧＲは、第２入力軸１４と第２出力軸１８との間に介在している。
【００１６】
第１ギヤ列Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギヤ２３及び第１ドリブンギヤ２４にて構成され、第２ギヤ列Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギヤ２５及び第２ドリブンギヤ２６にて構成されている。第３ギヤ列Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギヤ２７及び第３ドリブンギヤ２８にて構成され、第４ギヤ列Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギヤ２９及び第４ドリブンギヤ３０にて構成されている。第５ギヤ列Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギヤ３１及び第５ドリブンギヤ３２にて構成されている。第１〜第５ギヤ列Ｇ１〜Ｇ５は、ドライブギヤとドリブンギヤとが常時噛み合うように設けられている。各ギヤ列Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１ギヤ列Ｇ１、第２ギヤ列Ｇ２、第３ギヤ列Ｇ３、第４ギヤ列Ｇ４、第５ギヤ列Ｇ５の順に小さい。そのため、第１ギヤ列Ｇ１が１速に、第２ギヤ列Ｇ２が２速に、第３ギヤ列Ｇ３が３速に、第４ギヤ列Ｇ４が４速に、第５ギヤ列Ｇ５が５速にそれぞれ対応する。後進ギヤ列ＧＲは、後進ドライブギヤ３３、中間ギヤ３４、及び後進ドリブンギヤ３５にて構成されている。
【００１７】
第１ドライブギヤ２３、第３ドライブギヤ２７、第５ドライブギヤ３１は、第１入力軸１３と一体に回転するように第１入力軸１３に固定されている。一方、第１ドリブンギヤ２４、第３ドリブンギヤ２８、及び第５ドリブンギヤ３２は、第１出力軸１７に対して相対回転可能なように第１出力軸１７に支持されている。第２ドライブギヤ２５、第４ドライブギヤ２９、及び後進ドライブギヤ３３は、第２入力軸１４と一体に回転するように第２入力軸１４に固定されている。一方、第２ドリブンギヤ２６、第４ドリブンギヤ３０、及び後進ドリブンギヤ３５は、第２出力軸１８に対して相対回転可能なように第２出力軸１８に支持されている。中間ギヤ３４は、変速機１０の不図示のケースに回転自在に支持されている。この図に示すように中間ギヤ３４は、後進ドライブギヤ３３及び後進ドリブンギヤ３５のそれぞれと噛み合っている。
【００１８】
第１出力軸１７には、第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が設けられている。これらのスリーブ３６、３８、４０は、第１出力軸１７と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように第１出力軸１７に支持されている。第１スリーブ３６は、第１出力軸１７と第１ドリブンギヤ２４とが一体に回転するように第１ドリブンギヤ２４と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。第３スリーブ３８は、第１出力軸１７と第３ドリブンギヤ２８とが一体に回転するように第３ドリブンギヤ２８と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。第５スリーブ４０は、第１出力軸１７と第５ドリブンギヤ３２とが一体に回転するように第５ドリブンギヤ３２と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。なお、以降では、第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が全て解放位置に切り替えられている場合をニュートラル状態と呼ぶことがある。このように第１出力軸１７と各ドリブンギヤ２４、２８、３２との間の動力伝達を制御することにより、第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が本発明の第１変速機構として機能する。そして、第１スリーブ３６が係合位置に切り替えられた場合、第３スリーブ３８が係合位置に切り替えられた場合、又は第５スリーブ４０が係合位置に切り替えられた場合が本発明の係合状態に相当する。
【００１９】
第２出力軸１８には、第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が設けられている。これらのスリーブ３７、３９、４１は、第２出力軸１８と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように第２出力軸１８に支持されている。第２スリーブ３７は、第２出力軸１８と第２ドリブンギヤ２６とが一体に回転するように第２ドリブンギヤ２６と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。第４スリーブ３９は、第２出力軸１８と第４ドリブンギヤ３０とが一体に回転するように第４ドリブンギヤ３０と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。後進スリーブ４１は、第２出力軸１８と後進ドリブンギヤ３５とが一体に回転するように後進ドリブンギヤ３５と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。なお、以降では、第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が全て解放位置に切り替えられている場合をニュートラル状態と呼ぶことがある。このように第２出力軸１８と各ドリブンギヤ２６、３０、３５との間の動力伝達を制御することにより、第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が本発明の第２変速機構として機能する。そして、第２スリーブ３７が係合位置に切り替えられた場合、第４スリーブ３９が係合位置に切り替えられた場合、又は後進スリーブ４１が係合位置に切り替えられた場合が本発明の係合状態に相当する。
【００２０】
なお、図示は省略したが各出力軸１７、１８には、各スリーブ３６〜４１と各ドリブンギヤ２４、２６、２８、３０、３２、３５とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させるシンクロ機構がドリブンギヤ毎に設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。
【００２１】
第１入力軸１３には、第１被駆動ギヤ４２が設けられている。第１ＭＧ３の出力軸３ａには、第１被駆動ギヤ４２と噛み合う第１駆動ギヤ４３が設けられている。これにより第１ＭＧ３が第１入力軸１３と動力伝達可能に接続される。なお、第１駆動ギヤ４３と第１被駆動ギヤ４２との間の変速比は、第１ＭＧ３の回転が減速して第１入力軸１３に伝達されるように設定されている。第２入力軸１４には、第２被駆動ギヤ４４が設けられている。第２ＭＧ４の出力軸４ａには、第２被駆動ギヤ４４と噛み合う第２駆動ギヤ４５が設けられている。これにより第２ＭＧ４が第２入力軸１４と動力伝達可能に接続される。なお、第２駆動ギヤ４５と第２被駆動ギヤ４４との間の変速比は、第２ＭＧ４と第２入力軸１４とが略同じ回転数で回転するように設定されている。このように第１駆動ギヤ４３と第１被駆動ギヤ４２との間の変速比と第２駆動ギヤ４５と第２被駆動ギヤ４４との間の変速比とは互いに異なるように設定されている。
【００２２】
第１クラッチ１５、第２クラッチ１６、及び各スリーブ３６〜４１の動作は、車両制御装置５０にて制御される。また、エンジン２、第１ＭＧ３、及び第２ＭＧ４の動作も車両制御装置５０にて制御される。車両制御装置５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置５０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置５０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２及び各ＭＧ３、４等の制御対象に対する制御を行っている。車両制御装置５０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置５０には、例えば車速センサ５１、アクセル開度センサ５２、及び加速度センサ５３等が接続されている。車速センサ５１は、車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する。アクセル開度センサ５２は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に対応した信号を出力する。加速度センサ５３は、車両１の前後方向の加速度に対応した信号を出力する。また、車両制御装置５０には、不図示のシフトレバーも接続されている。この他にも車両制御装置５０には種々のセンサやスイッチ等が接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２３】
車両制御装置５０は、車速等に基づいて車両１の走行モードを切り替える。走行モードとしては、第１ＭＧ３又は第２ＭＧ４で駆動輪６を駆動するＥＶ走行モードと、主にエンジン２で駆動輪６を駆動するエンジン走行モードとが設定されている。車両制御装置５０は、車速が所定の判定速度未満の場合には走行モードをＥＶ走行モードに切り替える。なお、ＥＶ走行モードでは、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６をいずれも解放状態に切り替え、エンジン２を切り離す。一方、車速が判定速度以上の場合又はＭＧ３、４に接続されているバッテリ（不図示）の容量が判定値以下になった場合等には、走行モードをエンジン走行モードに切り替える。エンジン走行モードでは、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６のうち、車両１の走行に使用する変速段がある入力軸側のクラッチを完全係合状態に切り替え、他方のクラッチを解放状態に切り替える。
【００２４】
また、車両制御装置５０は、車速及びアクセル開度に基づいて変速機１０の変速段を切り替える。車両制御装置５０のＲＯＭには、車両及びアクセル開度と変速段との関係を示した変速線図がマップとして記憶されている。図２に変速線図の一例を示す。車両制御装置５０は、この変速線図に基づいて現在の車両１の走行状態に応じた変速段を設定する。そして、変速機１０がこの設定した変速段に切り替わるように各スリーブ３６〜４１の動作を制御する。この際、動力伝達に関与している一方の入力軸側の各スリーブは、その設定した変速段になるように制御される。一方、動力伝達に関与していない他方の入力軸側の各スリーブは、車両１の走行モードや走行状態に応じて適宜に制御される。なお、以降では、車両１の走行に使用されている一方の入力軸をメイン側の入力軸と呼び、車両１の走行に使用されていない他方の入力軸をサブ側の入力軸と呼ぶことがある。また、メイン側の入力軸のクラッチ、ＭＧ、ギヤ列、各スリーブをそれぞれメイン側のクラッチ、メイン側のＭＧ、メイン側のギヤ列、メイン側の各スリーブと呼び、サブ側の入力軸のクラッチ、ＭＧ、ギヤ列、各スリーブをそれぞれサブ側のクラッチ、サブ側のＭＧ、サブ側のギヤ列、サブ側の各スリーブと呼ぶことがある。
【００２５】
この他、車両制御装置５０は、アクセルペダルが大きく踏み込まれる等して車両１に対して大きな駆動力が要求された場合には、変速段を現在の変速段から低速側の変速段に変速する制御、すなわちキックダウンを実行する。この際、いずれの低速側の変速段に変速するかは、アクセル開度の変化量、すなわち車両１への要求駆動力の大きさに応じて決まる。例えば、図２に一例を示したように現在の変速段が５速のときにアクセル開度が開度Ａ１から開度Ａ２に変更された場合、変速機１０は一段低速側の４速に変速される。そして、アクセル開度が開度Ａ１から開度Ａ３に変更された場合には二段低速側の３速に、開度Ａ１から開度Ａ４に変更された場合には三段低速側の２速に変速される。
【００２６】
そこで、車両制御装置５０は、車両１の走行モードがエンジン走行モードであり、かつ変速機１０が４速以上に変速されている場合には、車両１に対して要求されると予想される駆動力を推定し、その推定した駆動力（以下、推定要求駆動力と称することがある。）に応じてサブ側の各スリーブを制御する。この際、車両制御装置５０は、推定要求駆動力を第１判定値及び第２判定値と比較し、その比較した結果に基づいて動力伝達に関与していない入力軸側のスリーブを制御する。なお、第２判定値には、第１判定値より大きい値が設定される。図３は、各判定値とサブ側の各スリーブの制御方法との対応関係の一例を示している。この図に示したように推定要求駆動力が第１判定値以下の場合には、サブ側の各スリーブがニュートラル状態、すなわち全て解放位置に切り替えられる。一方、推定要求駆動力が第１判定値より大きく、かつ第２判定値以下の場合には、サブ側の入力軸の変速段が現在の変速段に対して一段低速側の変速段になるように各スリーブが制御される。具体的に説明すると、例えば現在の変速段が５速の場合には、４速になるように各スリーブが制御される。そして、推定要求駆動力が第２判定値より大きい場合には、サブ側の入力軸の変速段が現在の変速段に対して三段低速側の変速段になるように各スリーブが制御される。具体的に説明すると、例えば現在の変速段が５速の場合には、２速になるように各スリーブが制御される。なお、図３に示した第１判定値及び第２判定値には、ヒステリシスを持たせてもよい。この場合、サブ側の入力軸の変速段が頻繁に変更される、いわゆるハンチングを防止することができる。
【００２７】
図４は、車両制御装置５０が、このようにサブ側の各スリーブを制御するために実行するプレシフト制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行モードがエンジン走行モードであり、かつ現在の変速段が４速以上の場合に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２８】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置５０は、まずステップＳ１１で車両１の状態を取得する。車両１の状態としては、例えば車速、アクセル開度、現在の変速段、及び前後方向の加速度等が取得される。また、車両１にナビゲーション装置が搭載されている場合には、そのナビゲーション装置からコーナーや登り坂等といった現在車両１が走行している道路の状態が取得される。
【００２９】
続くステップＳ１２において車両制御装置５０は、車両１に対して要求されると予想される駆動力（推定要求駆動力）の大きさを推定する。推定要求駆動量の大きさは、例えば車両１の走行状態や車両１が走行している道路の状態に基づいて推定することができる。例えば、車両１が登り坂を走行している場合には車両１の対して大きな駆動力が要求されると予想できる。そして、登り坂の勾配が大きいほど推定要求駆動力が大きくなると考えられる。そこで、登り坂の勾配と推定要求駆動力との関係を予め実験や数値計算で求めておき、車両制御装置５０のＲＯＭにマップとして記憶させておく。そして、このマップに基づいて推定要求駆動力の大きさを推定すればよい。なお、登り坂の勾配は、ナビゲーション装置から取得したり、車両１の前後方向に加速度に基づいて取得すればよい。また、例えば加速度センサ５３等によって急な減速が検出された場合には、運転者がスポーツ走行を行っていると推測できる。この場合、急な減速が検出された後に車両１に対して大きな駆動力が要求されると予想される。そして、その際の推定要求駆動力は、急な減速時の車速の変化量やブレーキペダルの踏み込み量が大きいほど大きくなると予想される。そこで、減速時の車速の変化量やブレーキペダルの踏み込み量と推定要求駆動力との関係を予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置５０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップに基づいて推定要求駆動力を推定すればよい。
【００３０】
次のステップＳ１３において車両制御装置５０は、推定要求駆動力が第１判定値以下か否か判定する。図３に示したように第１判定値は、サブ側の各スリーブをニュートラル状態に制御するか低速側の変速段に制御するか判定する基準として設定されている。この第１判定値には、サブ側の入力軸が出力系１２と動力伝達されるように無駄に接続されないように適宜の値を設定すればよい。
【００３１】
推定要求駆動力が第１判定値以下と判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置５０はニュートラル制御を実行する。このニュートラル制御では、サブ側の各スリーブをニュートラル状態に制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、推定要求駆動力が第１判定値より大きいと判定した場合はステップＳ１５に進み、車両制御装置５０は推定要求駆動力が第２判定値以下か否か判定する。この第２判定値は、サブ側の各スリーブを一段低速側の変速段に制御するか三段低速側の変速段に制御するか判定する基準として設定されている。この第２判定値には、各変速段において駆動輪６に伝達可能な駆動力に応じて適宜の値を設定すればよい。
【００３３】
推定要求駆動力が第２判定値以下と判定した場合はステップＳ１６に進み、車両制御装置５０は一段低速側プレシフト制御を実行する。この一段低速側プレシフト制御では、サブ側の入力軸と出力系１２とが、現在の変速段に対して一段低速側の変速段のギヤ列で接続されるようにサブ側の各スリーブを制御する。例えば、現在の変速段が５速の場合には、第２入力軸１４の変速段が４速になるように、すなわち第２スリーブ３７及び後進スリーブ４１が解放位置に切り替わるとともに第４スリーブ３９が係合位置に切り替わるように第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が制御される。また、現在の変速段が４速の場合には、第１入力軸１３の変速段が３速になるように、すなわち第１スリーブ３６及び第５スリーブ４０が解放位置に切り替わるとともに第３スリーブ３８が係合位置に切り替わるように第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、推定要求駆動力が第２判定値より大きいと判定した場合はステップＳ１７に進み、車両制御装置５０は三段低速側プレシフト制御を実行する。この三段低速側プレシフト制御では、サブ側の入力軸と出力系１２とが、現在の変速段に対して三段低速側の変速段のギヤ列で接続されるようにサブ側の各スリーブを制御する。例えば、現在の変速段が５速の場合には、第２入力軸１４の変速段が２速になるように、すなわち第４スリーブ３９及び後進スリーブ４１が解放位置に切り替わるとともに第２スリーブ３７が係合位置に切り替わるように第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が制御される。また、現在の変速段が４速の場合には、第１入力軸１３の変速段が１速になるように、すなわち第３スリーブ３８及び第５スリーブ４０が解放位置に切り替わるとともに第１スリーブ３６が係合位置に切り替わるように第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３５】
図５及び図６は、実際にアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合にキックダウンを行うべく車両制御装置５０が実行するキックダウン制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１がエンジン走行モードで走行中であり、かつ上述したプレシフト制御ルーチンによりサブ側の変速段が一段低速側の変速段又は三段低速側の変速段になっている場合に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図４の制御ルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置５０は、まずステップＳ１１で車両１の状態を取得する。次のステップＳ１２において車両制御装置５０は、車両１に対してキックダウンが要求されたか否か判定する。この判定は、アクセル開度の変化量及び図２の変速線図に基づいて行えばよい。なお、このキックダウンが要求された場合が、本発明の所定の変速条件が成立した場合に相当する。キックダウンが要求されていないと判定した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３７】
一方、キックダウンが要求されたと判定した場合はステップＳ２２に進み、車両制御装置５０はキックダウンの完了後に変速されているべき変速段（以下、目標変速段と称することがある。）を取得する。目標変速段は、アクセル開度の変化量と変速線図とに基づいて取得すればよい。次のステップＳ２３において車両制御装置５０は、プレシフト制御ルーチンで切り替えたサブ側の変速段（以下、プレシフト変速段と称することがある。）と目標変速段とが一致しているか否か判定する。
【００３８】
プレシフト変速段と目標変速段とが一致していると判定した場合はステップＳ２４に進み、車両制御装置５０は通常キックダウン制御を実行する。この通常キックダウン制御では、エンジン２と動力伝達可能に接続される入力軸が入れ替わるように第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６が制御される。これによりメイン側の入力軸とサブ側の入力軸とが入れ替わる。具体的に説明すると、それまで第１クラッチ１５が係合状態であり、第２クラッチ１６が解放状態であった場合には、この通常キックダウン制御で第１クラッチ１５が解放状態に切り替えられるとともに第２クラッチ１６が係合状態に切り替えられる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３９】
一方、プレシフト変速段と目標変速段とが異なっていると判定した場合はステップＳ２５に進み、車両制御装置５０は目標変速段がメイン側の入力軸の変速段か否か判定する。具体的に説明すると、例えば現在の変速段が５速の場合には、目標変速段が３速又は１速の場合に目標変速段がメイン側の入力軸の変速段と判定する。目標変速段がメイン側の入力軸の変速段であると判定した場合はステップＳ２６に進み、車両制御装置５０はサブ側ＭＧによる変速準備制御を実行する。この変速準備制御では、サブ側のＭＧを電動機として機能させる。そして、車速が変動しないようにこのサブ側のＭＧで駆動輪６の駆動をアシストしつつメイン側のクラッチを解放状態に切り替える。なお、このサブ側のＭＧによる駆動輪６の駆動が本発明のアシスト駆動に相当する。そして、メイン側のクラッチが解放状態になりエンジン２が出力系１２から切り離された場合には、サブ側のＭＧで駆動輪６を駆動する。具体的に説明すると、例えば現在の変速段が５速の場合には、第２ＭＧ４で駆動輪６の駆動をアシストしつつ第１クラッチ１５を解放状態に切り替える。そして、エンジン２が出力系１２から切り離されると第２ＭＧ４のみで駆動輪６を駆動する。
【００４０】
次のステップＳ２７において、車両制御装置５０は変速段切替制御を実行する。この変速段切替制御では、メイン側の入力軸の変速段が目標変速段になるようにメイン側の各スリーブを制御する。続くステップＳ２８において車両制御装置５０は、エンジン回転数調整制御を実行する。この制御では、目標変速段に変速された後のメイン側の入力軸の回転数とエンジン２の回転数とがほぼ同じになるようにエンジン２の回転数を調整する。
【００４１】
次のステップＳ２９において、車両制御装置５０はメイン側クラッチ係合制御を実行する。この制御では、メイン側のクラッチを係合状態に切り替える。また、この際にはサブ側のＭＧで行っていた駆動輪６のアシストを終了する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ２５において目標変速段がサブ側の入力軸の変速段であると判定した場合は図６のステップＳ３０に進み、車両制御装置５０はメイン側ＭＧによる変速準備制御を実行する。この変速準備制御では、メイン側のＭＧを電動機として機能させる。そして、車速が変動しないようにこのメイン側のＭＧで駆動輪６の駆動をアシストしつつメイン側のクラッチを解放状態に切り替える。なお、このメイン側のＭＧによる駆動輪６の駆動も本発明のアシスト駆動に相当する。そして、メイン側のクラッチが解放状態になりエンジン２が出力系１２から切り離された場合には、メイン側のＭＧで駆動輪６を駆動する。具体的に説明すると、例えば現在の変速段が５速の場合には、第１ＭＧ３で駆動輪６の駆動をアシストしつつ第１クラッチ１５を解放状態に切り替える。そして、エンジン２が出力系１２から切り離されると第１ＭＧ３のみで駆動輪６を駆動する。
【００４３】
次のステップＳ３１において、車両制御装置５０は変速段切替制御を実行する。この変速段切替制御では、サブ側の入力軸の変速段が目標変速段になるようにサブ側の各スリーブを制御する。続くステップＳ３２において車両制御装置５０は、エンジン回転数調整制御を実行する。この制御では、目標変速段に変速された後のサブ側の入力軸の回転数とエンジン２の回転数とがほぼ同じになるようにエンジン２の回転数を調整する。
【００４４】
次のステップＳ３３において、車両制御装置５０はサブ側クラッチ係合制御を実行する。この制御では、サブ側のクラッチを係合状態に切り替える。また、この際にはメイン側のＭＧで行っていた駆動輪６のアシストを終了する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４５】
以上に説明したように、本発明では、エンジン走行モードで走行中であり、かつ変速機１０が４速以上に変速されている場合には車両１に対して要求されると予想される駆動力を推定し、その推定要求駆動力に応じてサブ側の入力軸の変速段を一段低速側の変速段又は三段低速側の変速段に切り替えておく。そのため、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６の状態を切り替えるのみでキックダウンを実行できる。また、推定要求駆動力に応じて切り替えておくべきサブ側の入力軸の変速段を変更するので、キックダウンで三段低速側の変速段に切り替える場合でも応答遅れが発生することを抑制できる。従って、キックダウン時における変速の応答性を向上させることができる。
【００４６】
また、推定要求駆動力が第１判定値以下の場合には、サブ側の入力軸の変速段をニュートラル状態にするので、サブ側の入力軸をエンジン２及び出力系１２から切り離すことができる。この場合、サブ側の入力軸に接続されているＭＧの連れ回しを防止できるので、エンジン２の動力が無駄に消費されることを防止できる。また、このようにＭＧの連れ回しを防止することにより、電力損失の発生を防止してバッテリ電力の無駄な消費を防止できる。従って、エンジン２の燃費を向上できる。
【００４７】
さらに、本発明では、キックダウンの目標変速段とプレシフト変速段とが異なっていても、メイン側のＭＧ又はサブ側のＭＧで駆動輪６の駆動し、その間に変速機１０を目標変速段に変速する。そのため、車速の変動を抑制しつつ変速機１０を適切な変速段に変速することができる。
【００４８】
なお、上述した形態では、第２判定値が本発明の変速段判定値に相当し、第１判定値が本発明のニュートラル判定値に相当する。また、図４のステップＳ１２を実行することにより車両制御装置５０が本発明の要求駆動力推定手段として機能し、図４のステップＳ１７〜Ｓ１７を実行することにより車両制御装置５０が本発明のプレシフト制御手段として機能する。そして、図５及び図６の制御ルーチンを実行することにより、車両制御装置５０が本発明の変速手段として機能する。
【００４９】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した形態では、入力軸とモータ・ジェネレータとをギヤを介して動力伝達可能に接続したが、モータ・ジェネレータの出力軸を入力軸と直接接続してもよい。本発明が適用されるハイブリッド車両は、前進５速の変速機を搭載したハイブリッド車両に限定されない。前進４速以上の変速段を有する変速機が搭載された種々のハイブリッド車両に本発明を適用してよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  ハイブリッド車両
２  内燃機関
３  第１モータ・ジェネレータ（第１電動機）
４  第２モータ・ジェネレータ（第２電動機）
６  駆動輪
１０  変速機
１１  入力系
１２  出力系
１３  第１入力軸
１４  第２入力軸
１５  第１クラッチ
１６  第２クラッチ
３６  第１スリーブ（第１変速機構）
３７  第２スリーブ（第２変速機構）
３８  第３スリーブ（第１変速機構）
３９  第４スリーブ（第２変速機構）
４０  第５スリーブ（第１変速機構）
４１  後進スリーブ（第２変速機構）
５０  車両制御装置（要求駆動力推定手段、プレシフト制御手段、変速手段）
Ｇ１〜Ｇ５、ＧＲ  ギヤ列
【図１】
2014094596.tif 000003
【図２】
2014094596.tif 000004
【図３】
2014094596.tif 000005
【図４】
2014094596.tif 000006
【図５】
2014094596.tif 000007
【図６】
2014094596.tif 000008