(57)【要約】【課題】トランスミッションに装備した動力取出軸と電動機とを接続したハイブリッド自動車の変速制御装置に関し、電動機を利用した走行中のトランスミッションの変速時に、電動機の駆動タイミングを早めることができるようにする。【解決手段】変速要求が検出されると、主クラッチ４及び副クラッチ２２を切断した上で、変速制御手段４０ｄにより所望の変速段への変速を行なうと共に、同期制御手段４０ｆにより内燃機関回転速度を変速機入力軸の回転速度に同期させ且つ電動機回転速度を変速機従動軸の回転速度に同期させてから、クラッチ制御手段４０ｅにより主クラッチ４及び副クラッチ２２を同時に接続するように変速制御手段４０ｄにより制御する。【選択図】図１
2011105022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、上記内燃機関と並列に設けられ、該内燃機関の駆動力をアシスト可能な電動機と、をそなえたハイブリッド自動車の変速制御装置であって、
上記内燃機関からの駆動力、又は上記内燃機関及び上記電動機からの駆動力を駆動輪に出力する変速機と、
上記内燃機関の出力軸と上記変速機の入力軸との間に設けられ、該内燃機関と該変速機との駆動力伝達を断接可能な主クラッチと、
上記変速機の従動軸と上記電動機の入力軸との間に設けられ、該電動機と該変速機との駆動力伝達を断接可能な副クラッチと、
上記主クラッチ及び上記副クラッチを断接制御するクラッチ制御手段と、
上記主クラッチ及び上記副クラッチが切断状態である時に、上記内燃機関の回転速度を上記変速機の入力軸の回転速度に同期させると共に、上記電動機の回転速度を上記変速機の従動軸の回転速度に同期させる制御をする同期制御手段と、
上記車両の走行状態に基づいて上記変速機の変速要求を検出する変速要求検出手段と、
上記変速要求検出手段により所望の変速段への変速要求が検出されると、上記クラッチ制御手段により上記主クラッチ及び上記副クラッチを切断した上で、上記変速制御手段により上記所望の変速段への変速を行なうと共に、上記同期制御手段により上記内燃機関の回転速度を上記変速機の入力軸の回転速度に同期させ且つ上記電動機の回転速度を上記変速機の従動軸の回転速度に同期させる同期制御を行ない、上記クラッチ制御手段により上記主クラッチ及び上記副クラッチをそれぞれ同期条件が成立したら接続する変速制御手段と、を備えた
ことを特徴とする、ハイブリッド自動車の変速制御装置。
【請求項２】
上記副クラッチには、上記内燃機関の駆動力を上記変速機の上記従動軸から取り出すＰＴＯ装置と上記変速機との駆動力伝達を断接するＰＴＯクラッチが用いられている
ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド自動車の変速制御装置。
【請求項３】
上記車両のアクセル開度に基づいて要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
上記要求トルク算出手段により算出された要求トルクに基づいて上記内燃機関及び上記電動機の出力トルクを制御する出力トルク制御手段と、を更に備え、
上記出力トルク制御手段は、上記変速の開始前に、上記内燃機関及び上記電動機の出力トルクをゼロに制御し、上記変速制御手段を通じて上記主クラッチ及び上記副クラッチを同時に接続操作開始した後に、上記内燃機関及び上記電動機の出力トルクを上記要求トルクに復帰させる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド自動車の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド自動車の変速制御装置に関し、特に変速機から取り出した動力を作業装置に伝達可能なＰＴＯ装置を備えたハイブリッド自動車の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に、内燃機関と走行用電動機とを搭載したハイブリッド車には、エンジンが発電機を駆動し、発電した電力によってモータ（電動機）を駆動するシリーズハイブリッド車、電動機で車輪を駆動すると同時にエンジンでも車輪を駆動することができるパラレルハイブリッド車、及びエンジンが発電機を駆動し、発電した電力によって電動機を駆動することができると共に電動機で車輪を駆動すると同時に、エンジンでも車輪を駆動することができるデュアルハイブリッド車等がある。
【０００３】
このようなシリーズハイブリッド車やパラレルハイブリッド車は、車両の運転モードに従った駆動パターンが選択されて、エネルギの利用効率を向上させることができるが、車両が搭載すべき機構が複雑になり且つ専用の部品を用いる。そのため、車両が高価になると共に、専用の機器や部品を既存の車両に搭載することが非常に困難になり、環境問題に対する配慮からハイブリッド車に期待が集まっているにもかかわらず、ハイブリッド車の普及が促進されない。
【０００４】
一方、車両のトランスミッションには動力取出軸（ＰＴＯ軸，ＰＴＯ；Power Take Off）が、クラッチ（ＰＴＯクラッチ）を介して配設されているものがある。このような車両において、この動力取出軸を利用して、既存の車両から発電電動機（電動発電機）等の電気的設備を付設することによって、簡単に改造されるハイブリッド車を提供する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この技術では、トランスミッションのカウンタ軸に動力取出軸が動力伝達可能に接続されるものにおいて、この動力取出軸と並列に、動力取出軸とは別の動力伝達軸がカウンタ軸に動力伝達可能に接続され、この動力伝達軸に発電電動機が連結されている。これにより、内燃機関の動力或いは制動時に駆動輪から受ける動力を、トランスミッションから動力伝達軸を介して発電電動機に伝達し、発電電動機を発電機として駆動し、この発電電力を車両に搭載されたバッテリに蓄電することができる。逆に、発電電動機を電動機として作動させ、これによって生じる動力を、動力伝達軸を介してトランスミッションから駆動輪に伝達して、内燃機関の動力と協働して駆動輪を駆動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８９４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、トランスミッションに装備した動力取出軸と並列に動力伝達軸を接続し電動機と接続したハイブリッド車（ＰＴＯ利用のハイブリッド車）において、電動機を利用して走行している際にトランスミッションの変速要求があった場合、電動機の駆動タイミングが遅くなってしまうことが考えられる。
つまり、ＰＴＯ利用のハイブリッド車において、電動機を利用しての走行中に、変速要求があると、例えば、図１０に示すように、ステップＡ１０の判定後、まず、ＰＴＯクラッチを切断して動力取出軸との動力伝達を絶って（ステップＡ２０）、その後、通常の変速制御、即ち、主クラッチの切断と、使用していた変速段ギヤ対の係合離脱（ギヤ抜き）と、変速先の変速段ギヤ対の回転を合わせる同期操作の後の係合（ギヤ入れ）と、主クラッチの係合と、を順次行なう（ステップＡ３０）。そして、その後、電動機の回転速度合わせを行ないながらＰＴＯクラッチを係合させて（ステップＡ４０）、エンジン（内燃機関）と電動機とのトルク分担制御を行なう（ステップＡ５０）ことになる。
【０００８】
このように、通常の変速操作の前後に、ＰＴＯクラッチを切断操作と係合操作とが加わって、これらが完了した後に電動機を駆動して電動機のトルクを復帰させることになるので、電動機の駆動再開までの時間を長く要し、この間の電動機トルクが抜けている間は、車両の要求トルクをエンジンのみで賄うことになるため、エンジンの負担が大きくなって、燃費や排ガスの点で不利になる。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、トランスミッションに装備した動力取出軸と電動機とを接続したハイブリッド自動車において、電動機を利用して走行している際のトランスミッションの変速時に、電動機の駆動タイミングを早めることができるようにした、ハイブリッド自動車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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、ハイブリッド自動車の変速制御装置は、内燃機関と、上記内燃機関と並列に設けられ、該内燃機関の駆動力をアシスト可能な電動機と、をそなえたハイブリッド自動車の変速制御装置であって、上記内燃機関からの駆動力、又は上記内燃機関及び上記電動機からの駆動力を駆動輪に出力する変速機と、上記内燃機関の出力軸と上記変速機の入力軸との間に設けられ、該内燃機関と該変速機との駆動力伝達を断接可能な主クラッチと、上記変速機の従動軸と上記電動機の入力軸との間に設けられ、該電動機と該変速機との駆動力伝達を断接可能な副クラッチと、上記主クラッチ及び上記副クラッチを断接制御するクラッチ制御手段と、上記主クラッチ及び上記副クラッチが切断状態である時に、上記内燃機関の回転速度を上記変速機の入力軸の回転速度に同期させると共に、上記電動機の回転速度を上記変速機の従動軸の回転速度に同期させる制御をする同期制御手段と、上記車両の走行状態に基づいて上記変速機の変速要求を検出する変速要求検出手段と、上記変速要求検出手段により所望の変速段への変速要求が検出されると、上記クラッチ制御手段により上記主クラッチ及び上記副クラッチを切断した上で、上記変速制御手段により上記所望の変速段への変速を行なうと共に、上記同期制御手段により上記内燃機関の回転速度を上記変速機の入力軸の回転速度に同期させ且つ上記電動機の回転速度を上記変速機の従動軸の回転速度に同期させる同期制御を行ない、上記クラッチ制御手段により上記主クラッチ及び上記副クラッチをそれぞれ同期条件が成立したら接続する変速制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記副クラッチには、内燃機関の駆動力を上記変速機の上記従動軸から取り出すＰＴＯ装置と上記変速機との駆動力伝達を断接するＰＴＯクラッチが用いられていることが好ましい。
上記車両のアクセル開度に基づいて要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、上記要求トルク算出手段により算出された要求トルクに基づいて上記内燃機関及び上記電動機の出力トルクを制御する出力トルク制御手段と、を更に備え、上記出力トルク制御手段は、上記変速の開始前に、上記内燃機関及び上記電動機の出力トルクをゼロに制御し、上記変速制御手段を通じて上記主クラッチ及び上記副クラッチを同時に接続操作開始した後に、上記内燃機関及び上記電動機の出力トルクを上記要求トルクに復帰させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のハイブリッド自動車の変速制御装置によれば、変速要求があると、クラッチ制御手段により主クラッチ及び副クラッチを切断した上で、所望の変速段への変速を行なうと共に、同期制御手段により内燃機関の回転速度を変速機の入力軸の回転速度に同期させ且つ電動機の回転速度を変速機の従動軸の回転速度に同期させる同期制御を行ない、主クラッチ及び副クラッチをそれぞれ同期条件が成立したら接続するので、変速操作時間を短縮することができる。
【００１３】
したがって、電動機のトルクを用いて走行していた場合の変速では、副クラッチの速やかな接続によって、変速操作時に一旦抜いた電動機トルクの復帰を速やかに行なうことができ、変速時の内燃機関のトルク負担を軽減することができ、燃費や排ガスの点で有利になる。
また、減速中であれば、副クラッチの速やかな接続によって、電動機による回生制動に直ちに復帰させることができ、回生量増加による燃費向上に寄与する。
【００１４】
電動機の入力軸をＰＴＯ装置に接続し、副クラッチには、ＰＴＯ装置と上記変速機との駆動力伝達を断接可能なＰＴＯクラッチを用いることにより、既存のＰＴＯ装置を利用すると共に電動機を追加することによりハイブリッド自動車を低コストで構成することができる。
変速の開始前に、内燃機関及び電動機の出力トルクをゼロに制御し、主クラッチ及び副クラッチの接続操作を同時に開始した後に、内燃機関及び電動機の出力トルクを要求トルクに復帰させることにより、各クラッチの回転合わせ（同期）を円滑に且つ速やかに行なえ、車両のトルク復帰をより速やかに行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の各実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系の全体構成を示す模式的平面図である。
【図２】本発明の各実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系の要部構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の変速制御に用いる予測制御を説明するグラフである。
【図１０】本発明の課題に係るハイブリッド自動車の変速制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
＜各実施形態に共通する駆動系の構成＞
まず、各実施形態に共通するハイブリッド自動車の駆動系について説明する。
図１は各実施形態に係るハイブリッド自動車１の駆動系の全体構成を示す模式的平面図である。図１に示すように、ディーゼルエンジン（内燃機関、以下エンジンという）２の出力軸であるクランク軸にはクラッチ（主クラッチ）４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸には自動変速機（以下変速機という）６の入力軸が連結されている。また、変速機６の出力軸はプロペラシャフト８、差動装置１０及び駆動軸１２を介して左右の駆動輪１４に接続されている。なお、主クラッチ４は図示しないがシンクロ機構を有し、クラッチの係合要素間に回転速度差があっても、この回転速度差が所定の許容値以内になった時点で係合操作することが可能となる。
【００１７】
図２は、このようなＰＴＯ装置２０と変速機６の概略構成図であり、図２に示すように変速機６はクラッチ４の出力側回転軸に連結された入力軸６２と、カウンタ軸（従動軸）６４と、プロペラシャフト８に連結された出力軸６６とを備えている。
入力軸６２とカウンタ軸６４との間には、入力軸６２からカウンタ軸６４に回転を伝達する１対の入力ギヤ６８が設けられ、カウンタ軸６４と出力軸６６との間には、変速段毎のギヤ比で常時噛み合う複数対の変速ギヤ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄが配設されている。そして、変速ギヤ７０ａ及び７０ｂについては、出力軸６６側の歯車が出力軸６６に対してそれぞれ相対回転可能であると共に、カウンタ軸６４側の歯車がカウンタ軸６４に対してそれぞれ固定されている。
【００１８】
一方、変速ギヤ７０ｃ及び７０ｄについては、カウンタ軸６４側の歯車がカウンタ軸６４に対してそれぞれ相対回転可能であると共に、出力軸６６側の歯車が出力軸６６に対してそれぞれ固定されている。また、変速ギヤ７０ａは１速、変速ギヤ７０ｂは２速、変速ギヤ７０ｃは３速、変速ギヤ７０ｄは４速にそれぞれ対応している。
出力軸６６側には、出力軸６６と変速ギヤ７０ａ又は変速ギヤ７０ｂとの間の回転速度を同期させて変速段の切り換えを行なうためのシンクロ機構７２ａが設けられており、カウンタ軸６４側には、変速ギヤ７０ｃと変速ギヤ７０ｄとの間に、カウンタ軸６４と変速ギヤ７０ｃ又は変速ギヤ７０ｄとの間の回転速度を同期させて変速段の切り換えを行なうためのシンクロ機構７２ｂが設けられている。
【００１９】
なお、シンクロ機構７２ａ及び７２ｂ自体は公知の構成であるので、ここでは詳細な説明を省略するが、変速機６には後述する車両ＥＣＵ４０からの制御信号に応じてこれらシンクロ機構７２ａ或いは７２ｂを作動させ、変速段の切り換えを行なう変速アクチュエータ７４が設けられている。更に、変速機６には、変速機６がニュートラル状態にあることを含め、変速機６で現在どの変速段が使用されているかを検出して車両ＥＣＵ４０に出力する変速位置センサ７６が設けられている。
【００２０】
ＰＴＯ装置２０には、車両ＥＣＵ４０からの制御信号によって断接状態が制御される電磁式のＰＴＯクラッチ２２と、ＰＴＯクラッチ２２の入力側に連結されたＰＴＯ入力軸２４と、ＰＴＯクラッチ２２の出力側に連結されて動力を接続対象装置に伝達するＰＴＯ出力軸２６とを備えている。なお、ＰＴＯクラッチ２２はシンクロ機構をそなえないドグクラッチであり、クラッチの係合要素間の回転速度差がなくなって、つまり、この回転速度差が比較的小さな（０に極めて近い）所定の許容回転速度差以内になった時点で始めて係合操作することが可能となる。
【００２１】
変速機６のカウンタ軸６４とＰＴＯ入力軸２４との間には、常時噛合して変速機６の動力を取り出すためのＰＴＯギヤ２８が設けられ、カウンタ軸６４側のＰＴＯギヤ２８の歯車はカウンタ軸６４に固定され、ＰＴＯ入力軸２４側のＰＴＯギヤ２８の歯車はＰＴＯ入力軸２４に固定されている。
また、ＰＴＯ装置２０には、ＰＴＯクラッチ２２の出力側回転数であるＰＴＯ出力軸２４の回転数を検出するＰＴＯ回転センサ７８が設けられ、ＰＴＯ回転センサ７８の検出信号は車両ＥＣＵ４０に送られるようになっている。
【００２２】
そして、本ハイブリッド自動車１の電動機（電動発電機）３０は、このＰＴＯ装置２０を利用して付設されている。つまり、ＰＴＯ装置２０のＰＴＯ出力軸２６は、接続対象装置としての電動機３０のモータ回転軸として構成され、変速機６の側から見れば電動機３０の動力を変速機６に入力する入力軸となっている。したがって、ＰＴＯクラッチ２２を接続することにより、力行時には、電動機３０と変速機６とが入力され、電動機３０から出力された動力が変速機６を介して駆動輪１４に伝達され車両の駆動力とされる。また、制動時には、電動機３０が発電機に切り替えられて、駆動輪１４の制動エネルギによって電動機３０を駆動して電力エネルギに回生することができる。
【００２３】
また、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸が変速機６を介して駆動輪１４と機械的に接続可能となり、クラッチ４が切断されているときには、エンジン２の出力軸と変速機６の入力軸との連結が解除される。なお、クラッチ４は内部に装着された図示しないクラッチアクチュエータによりクラッチストロークを制御することができるようになっている。
【００２４】
したがって、クラッチ４が接続され且つＰＴＯクラッチ２２が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機３０の回転軸とが共に変速機６を介して駆動輪１４と機械的に接続可能となる。また、クラッチ４が接続されているがＰＴＯクラッチ２２が切断されているときには、エンジン２の出力軸のみ変速機６を介して駆動輪１４と機械的に接続可能となる。クラッチ４が切断されているがＰＴＯクラッチ２２が接続されているときには、電動機３０の回転軸のみが変速機６を介して駆動輪１４と機械的に接続可能となる。
【００２５】
電動機３０は、インバータ３６，コンタクタ３８を介して、バッテリ３２に接続されており、バッテリ３２に蓄えられた直流で高圧の電流が、インバータ３６によって交流電流に変換されて供給されることにより作動する。これにより、ＰＴＯクラッチ２２が接続されているときには、電動機３０の駆動トルクが変速機６によって適切な速度に変速された後に駆動輪１４に伝達される。
【００２６】
また、電動機３０は、電動発電機であり、バッテリ３０の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ３０を充電する必要があるときには、電動機３０が発電機として作動する。このとき、電動機３０の駆動は、エンジン２からの動力或いは制動時の駆動輪の動力により行なう。電動機３０によって発電された電力は、インバータ３６により交流電力から直流電力に変換され、バッテリ３２に蓄電される。
【００２７】
エンジン２からの動力を用いて電動機３０により発電する場合には、クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２を接続する。これにより、エンジン２の駆動トルクの一部は、変速機６を経由して適切な速度に変速された後に駆動輪１４に伝達され、エンジン２の駆動トルクの残部は、変速機６を経由して電動機３０に伝達され、発電機として作動する電動機３０を駆動する。
【００２８】
制動時に駆動輪１４の回転による運動エネルギにより発電する場合には、制動時には、ＰＴＯクラッチ２２を接続しクラッチ４は切断することにより、駆動輪１４の回転による運動エネルギを、変速機６を介して電動機３０に伝達して交流電力に変換（発電）することにより回生制動トルクを発生する。これにより、駆動輪１４の回転による運動エネルギが効率よく電気エネルギとして回収される。
【００２９】
そして、本車両の駆動系の制御のために、車両の駆動系全体を制御するための車両ＥＣＵ（制御手段）４０に加えて、エンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ４２と、バッテリ３２を制御するためのバッテリＥＣＵ４４と、インバータ３６を制御するためのインバータＥＣＵ４６と、が設けられている。何れのＥＣＵ４０〜４６、図示しない入出力装置，制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ）及びタイマカウンタ等を備えて構成されている。
【００３０】
さらに、変速位置センサ７６及びＰＴＯ回転センサ７８に加えて、車速センサ８０や、アクセルペダル８２の踏込量を検出するアクセル開度センサ８４が設けられ、何れのセンサ７６，７８，８０，８４も車両ＥＣＵ４０に接続されている。また、電動機３０の回転軸３０ａはＰＴＯ出力軸２４とギヤ対２８のギヤ比に応じた速度比で回転するので、ＰＴＯ回転センサ７８は電動機回転数センサ（電動機回転数検出手段）としても機能する。
【００３１】
車両ＥＣＵ４０は、車速センサ８０によって検出された車両の走行速度などの車両の運転状態、エンジン２の運転状態、電動機回転数センサ７８によって検出された電動機３０の回転数の各情報、並びに、バッテリＥＣＵ４４、インバータＥＣＵ４６からの情報等に応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機６の変速段切換制御を行なうと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機３０を適切に運転するための統合制御を行なう。
【００３２】
エンジンＥＣＵ４２は、車両ＥＣＵ４０からの情報に基づきエンジン２の始動・停止のための制御を行なうほか、エンジン２のアイドル運転制御や排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行なうと共に、車両ＥＣＵ４０によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
【００３３】
一方、インバータＥＣＵ４６は、電動機３０やインバータ３６の温度などの状態を監視して車両ＥＣＵ４０にその情報を送るほか、車両ＥＣＵ４０によって設定された電動機３０が発生すべきトルクに基づきインバータ３６を制御することにより、電動機３０をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。
また、バッテリＥＣＵ４４、バッテリ３２の温度や、バッテリ３２の電圧、インバータ３６とバッテリ３２との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ３２のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ４０に送る。
【００３４】
そして車両ＥＣＵ４０は、これらエンジンＥＣＵ４２、インバータＥＣＵ４６及びバッテリＥＣＵ４４との間で相互に情報をやりとりしながら、エンジン２及び電動機３０を適切に制御するようエンジンＥＣＵ４２及びインバータＥＣＵ４６に指示すると共に、クラッチ４，ＰＴＯクラッチ２２及び変速機３０を適宜制御する。
つまり、車両ＥＣＵ４０には、このような制御のために、アクセル開度センサ８４や、車速センサ８０及び電動機回転数センサ７８の検出結果に基づき、車両の走行に必要な要求トルクを演算する要求トルク演算部（要求トルク演算手段）４０ａと、各ＥＣＵ４２，４４，４６からの情報に基づき、そのときの車両の運転状態やエンジン２及び電動機３０の運転状態に応じて、この要求トルクをエンジン２及び電動機３０に配分するトルクを設定しエンジンＥＣＵ４２やインバータＥＣＵ４６に指示するトルク配分部（トルク配分手段）４０ｂと、上記車両の走行状態（運転状態）及び変速位置センサ７６からの変速段情報に基づいて変速機６の変速要求を検出する変速要求検出部（変速要求検出手段）４０ｃと、変速要求検出部４０ｃの変速要求に応じて変速機６を制御する変速制御部（変速制御手段）４０ｄと、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２の断接を制御するクラッチ制御部（クラッチ制御手段）４０ｅと、主クラッチ４又はＰＴＯクラッチ２２を切断状態から接続状態に切り換える際に各クラッチ４，２２の入出力側の回転速度合わせ（つまり、同期）を制御する同期制御部（同期制御手段）４０ｆと、トルク配分部４０ｂのトルク配分に応じてエンジン２及び電動機３０の出力トルクを制御する出力トルク制御部（出力トルク制御手段）４０ｇと、をそれぞれ機能要素としてそなえている。
【００３５】
各実施形態にかかるハイブリッド自動車の変速制御装置は、変速機６と、主クラッチ４と、ＰＴＯクラッチ（副クラッチ）２２と、クラッチ制御部４０ｅと、同期制御部４０ｆと、変速要求検出部４０ｃと、変速制御手段４０ｄと、出力トルク制御部４０ｇと、を備えて構成される。
このような変速制御装置の要素を含む車両ＥＣＵ４０の各機能要素４０ａ〜４０ｆは相互に連携して動作する。
【００３６】
＜第１実施形態＞
本実施形態では、例えば、トルク配分部４０ｂは、バッテリ３２のＳＯＣが十分（ＳＯＣが予め設定された範囲内）にあり、且つ、車両の要求トルクが電動機３０のみの出力トルクで賄える場合には、電動機３０のみにトルクを配分してエンジン２にはトルクを配分しないように設定する。この場合には、クラッチ制御部４０ｅは、クラッチ４を切断すると共にＰＴＯクラッチ２２を接続し、トルク配分部４０ｂは、インバータＥＣＵ４６に対して電動機３０の出力トルクを要求トルクとするように指示する。この場合には、エンジンＥＣＵ４２はエンジン２をアイドル運転する一方、インバータＥＣＵ４６は、車両ＥＣＵ４０が指示したトルクに応じてインバータ３６を制御し、バッテリ３２の直流電力がインバータ３６によって交流電力に変換されて電動機３０に供給される。電動機３０は交流電力が供給されることによってモータ作動して要求トルクを出力し、この要求トルクが変速機６を介して駆動輪１４に伝達される。
【００３７】
また、トルク配分部４０ｂは、バッテリ３２のＳＯＣが十分にあるが、車両の要求トルクが電動機３０のみの出力トルクで賄えない場合には、エンジン２及び電動機３０の両方にトルクを配分するようにトルク配分を設定する。この場合には、クラッチ制御部４０ｅは、クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２を共に接続し、トルク配分部４０ｂは、エンジンＥＣＵ４２に対してエンジン２に配分された出力トルクを指示すると共に、インバータＥＣＵ４６に対して電動機３０に配分された出力トルクを指示する。この場合、例えば、電動機３０の出力トルクを最大にして、不足の出力トルク分をエンジン２に分担させるか、或いは、エンジン２を効率及び排気の上で良好な一定の出力状態とし、不足の出力トルク分を電動機３０に分担させる。
【００３８】
エンジンＥＣＵ４２は車両ＥＣＵ４０が指示したトルクをエンジン２が出力するようエンジン２を制御すると共に、インバータＥＣＵ４６は、車両ＥＣＵ４０が指示したトルクに応じてインバータ３６を制御することにより、エンジン２の出力トルクと電動機３０のトルクとの合計が要求トルクとなり、この要求トルクが変速機６を介して駆動輪１４に伝達される。
【００３９】
一方、トルク配分部４０ｂは、バッテリ３２のＳＯＣが十分でない（ＳＯＣが予め設定された範囲未満）場合には、エンジン２のみにトルクを配分して電動機３０にはトルクを配分しないように設定する。この場合は、車両ＥＣＵ４０がクラッチ４を接続状態とし、エンジンＥＣＵ４２に対してエンジン２の出力トルクを要求トルクとするよう指示すると共に、インバータＥＣＵ４６に対して電動機３０の出力トルクを零とするように指示する。
【００４０】
エンジンＥＣＵ４２は車両ＥＣＵ４０が指示した要求トルクをエンジン２が出力するようエンジン２を制御すると共に、インバータＥＣＵ４６は、電動機３０がモータ及び発電機のいずれとしても動作しないようインバータ３６を制御することにより、エンジン２から出力された要求トルクが変速機６を介して駆動輪１４に伝達される。
一方、本変速制御装置に着目すると、変速要求検出部４０ｃが、車両の走行状態（運転状態）及び変速位置センサ７６からの変速段情報に基づいて変速機６の変速要求、つまり、使用する変速段に切替要求を検出すると、変速制御部４０ｄは、トルク配分部４０ｂ，クラッチ制御部４０ｅ及び同期制御部４０ｆと協働して、例えば図３，図４に示すように変速制御を行なう。
【００４１】
つまり、図３に示すように、まず、車両の走行状態（運転状態）及び変速位置センサ７６からの変速段情報に基づく変速要求検出部４０ｃの検出情報から変速要求があるかを判定し（ステップＢ１０）、変速要求があると、図4に示す変速制御を実施する（ステップＢ２０）。
この変速制御では、図４に示すように、まず、トルク配分部４０ｂはエンジン２及び電動機３０への要求トルクをいずれも０に徐々に移行する（ステップＳ１０、ランプ制御）。そして、ステップＳ２０の判定により、エンジン２及び電動機３０の要求トルクが予め設定された閾値未満になったら、クラッチ制御部４０ｅが主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２を切断制御する（ステップＳ３０）。
【００４２】
ステップＳ４０の判定により、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２の切断がいずれも完了したら、変速制御部４０ｄによって現在使用中の変速段ギヤの係合を解除する（ギヤ抜き）制御をし（ステップＳ５０）、このギヤ抜きが完了したら、ステップＳ６０の判定により、ステップＳ７０に進んで、次に使用する切り換え目標の変速段ギヤを係合（ギヤ入れ）すると共に、同期制御部４０ｆが、主クラッチ４の同期制御（エンジン回転合わせ制御）とＰＴＯクラッチ２２の同期制御（ＰＴＯ回転合わせ制御）とを行なう。
【００４３】
即ち、主クラッチ４の同期制御として、目標の変速段達成時の主クラッチ４の入出力軸の回転速度が合うようにエンジン２の回転速度（回転数）を調整し、ＰＴＯクラッチ２２の同期として、目標の変速段達成時のＰＴＯクラッチ２２の入出力軸の回転速度が合うように電動機３０の回転速度（回転数）を調整する。
変速位置センサ７６からの変速段情報に基づいてギヤ入りの完了が判定されたら、ステップＳ８０の判定により、ステップＳ９０に進んで、クラッチ制御部４０ｅによって主クラッチ４の接続制御とＰＴＯクラッチ２２の接続制御とを行なう。この接続制御は、同期制御部４０ｆによる各クラッチ４，２２のそれぞれの回転合わせ制御（同期制御）によって各目標状態まで回転合わせが達成されるのを待って、各目標状態まで回転合わせが達成されたら、接続動作を開始する。なお、各回転合わせ制御は、対応するクラッチ４，２２の係合達成が判断されるまで続行して行なう。
【００４４】
主クラッチ４は、係合要素同士にすべりが生じる半クラッチ状態の係合から開始することができるので、主クラッチ４の係合は接続指令に対して係合要素間に回転速度差があっても即座に開始できるが、主クラッチ４が完全係合するには、主クラッチ４の係合要素を徐々にストロークさせていくので係合開始から完全係合までに一定の時間がかかる。
ただし、主クラッチ４は、完全係合までいかなくても、係合要素のストローク量が予め設定されたレベルまで到達したら半クラッチ状態であってもトルク伝達が可能になるので、主クラッチ４の係合要素のストローク量が予め設定されたレベルまで到達したら、主クラッチ４の係合が達成されたものと判定することができる。
【００４５】
一方、ＰＴＯクラッチ２２はドグクラッチであり、接続動作を開始したら略瞬時に接続達成するが、接続を開始するには、係合要素間に回転速度差がゼロ［ここで言う、ゼロとは極めて厳密なゼロではなく、ドグクラッチの係合を開始しても係合要素間で機械的な衝突が生じ得ない程度の回転速度差は許容するもので、０に極めて近い閾値ｄ（ｄ≒０）以内になったら回転速度差がゼロであるものとする］となってはじめて係合を開始させることができる。ＰＴＯクラッチ２２は完全係合した段階で初めてトルク伝達が可能になるので、ＰＴＯクラッチ２２の係合要素が完全係合したら、ＰＴＯクラッチ２２の係合が達成されたものと判定することができる。
【００４６】
そして、ステップＳ９０からステップＳ１００に進んで、主クラッチ４の接続が達成されたか否か、即ち、上記のように、主クラッチ４の係合要素のストローク量が予め設定されたレベルまで到達したか否かを判定する。この判定は、主クラッチ４の係合要素のストローク量が予め設定されたレベルまで到達したら主クラッチ４の接続が達成されたものとする。
【００４７】
ここでは、主クラッチ４の接続達成が判定されるまで待つ。主クラッチ４の接続達成が判定されたら、ＰＴＯクラッチ２２の接続達成を判定する（ステップＳ１１０）。ＰＴＯクラッチ２２の接続は、モータの回転数合わせによって係合要素間に回転速度差がゼロである（０に極めて近い閾値ｄ（ｄ≒０）以内である）と判断されてはじめて、動作開始するが、動作開始後は速やかに完全係合しＰＴＯクラッチ２２の接続達成が判定される。
【００４８】
ここで、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されていれば、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２及び電動機３０を何れも要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１２０）。この復帰時にも、各トルクをゼロから要求トルクに向けて徐々に復帰させる。
一方、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されていなければ、クラッチ制御部４０ｅによってＰＴＯクラッチ２２の接続制御を続行しながら、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２を要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１３０）。この復帰時にも、トルクをゼロから要求トルクに向けて徐々に復帰させる。
【００４９】
そして、その後、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されたら、ステップＳ１４０の判定を経て、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２と共に電動機３０を要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１２０）。
これ以降は、図３に示すように、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２と電動機３０とを要求トルクに応じて通常制御する（ステップＢ３０）。
【００５０】
本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド自動車の変速制御装置は、上述のように構成されているので、変速要求があると、クラッチ制御部４０ｅにより主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ（副クラッチ）２２を切断した上で、所望の変速段への変速を行なうと共に、同期制御部４０ｆによりエンジン２の回転速度を変速機６の入力軸の回転速度に同期させ主クラッチ４の係合要素同士の回転速度を同期させ、且つ、電動機３０の回転速度を変速機６の従動軸の回転速度に同期させＰＴＯクラッチ２２の係合要素同士の回転速度を同期させ、その後、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２を同時に接続するので、変速操作時間を短縮することができる。
【００５１】
特に、主クラッチ４はシンクロ機構を有し、クラッチの係合要素間に回転速度差があっても係合操作することが可能であるのに対し、ＰＴＯクラッチ２２はシンクロ機構をそなえないドグクラッチであり、クラッチの係合要素間の回転速度差が０に極めて近い僅かな閾値ｄになるまでは係合操作することができないので、通常は、図５に示すように、はじめに主クラッチ４の接続が判定され、その後、ＰＴＯクラッチ２２の接続が判定される。
【００５２】
例えば、図５に示すように、時点ｔ１で変速要求（目標ギヤ段への変更）があると、エンジン２及び電動機（モータ）３０の各トルクをゼロに向けて徐々に減少するようにランプ制御し、エンジン２及び電動機（モータ）３０の各トルクがゼロに所定の状態に接近した時点ｔ２で、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２に切断要求を実施する。ここでは、エンジン２及び電動機３０の各トルクが同時にゼロに到達するようにランプ制御しており、各トルクが所定の状態に接近した時点とは、各トルクがゼロになるまでの残り時間（ｔ）がある閾値以下となる時点としている。
【００５３】
主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２に切断要求を実施すると、シンプルなドグクラッチであるＰＴＯクラッチ２２は、時点ｔ２から応答遅れ時間だけ後の時点ｔ３で切断され、シンクロ機構を有する主クラッチ４は、時点ｔ２から切断側に徐々にストロークし、時点ｔ４で主クラッチ４のストロークがギヤ抜きするための閾値ａよりも小さくなり、この時点ｔ４で現変速段のギヤ抜きを指令し、時点ｔ４から応答遅れ時間だけ後の時点ｔ５で現変速段のギヤ抜きが実施される。
【００５４】
これと並行してランプ制御されていたエンジン２及び電動機３０の各トルクが、やがてゼロに到達する（時点ｔ６）。図示する例では、電動機３０のトルクはその後一旦急激なオーバシュートをしたあとで略ゼロに到達するが、これはモータ回転速度を目標モータ速度に迅速に同期させるためである。
エンジン２及び電動機３０の回転速度は、変速要求時点ｔ１で変速先のギヤ段の変速比に合った目標速度（目標エンジン速度，目標モータ速度）に変更されるが、各トルクを減少制御している間には、回転速度は緩やかに変化するだけであるが、ギヤ抜きの実施時点ｔ５以降若しくはエンジン２及び電動機３０の各トルクゼロに到達した時点ｔ６以降は、各回転速度は、それまでよりも速く目標速度に接近する。図示する例では、電動機３０の回転速度は微妙なオーバシュートを繰り返して目標速度に接近する。
【００５５】
この例では、エンジン２の回転速度が目標速度に対して比較的大きな許容差ｄ１内に達し、ギヤ入れが完了した時点ｔ７で、主クラッチ４に接続要求を実施する。
ＰＴＯクラッチ２２も接続可能の体制には入るが、電動機３０の回転速度が目標速度に接近してＰＴＯクラッチ２２係合要素間の回転速度差が微小な閾値ｄ内に収束するまではＰＴＯクラッチ２２は接続を開始しない。
【００５６】
主クラッチ４のストロークがエンジントルク復帰するための閾値ｂよりも大きくなったら、この時点ｔ８で、エンジントルクの復帰を開始する。このエンジントルクの復帰も徐々に行なう（ランプ制御）。この時点では、エンジントルクのみとなるので、エンジントルクのみで要求トルクを賄うように、エンジントルクの復帰目標は車両の要求トルクとする。
【００５７】
なお、閾値ｂは閾値ａよりも小さく（ｂ＜ａ）設定されている。つまり、閾値ａはギヤ抜きを指示してから実際にギヤが抜けるまでに時間がかかることを考慮して半クラッチ状態でも接続側の値に設定され、閾値ｂはクラッチが半クラッチで接続された時点でトルクが多少は復帰していた方が変速ショックが少なく、トルク復帰も若干早くなるので、半クラッチ状態でも切断側の値に設定される。
【００５８】
電動機３０の回転速度が目標速度に接近してＰＴＯクラッチ２２係合要素間の回転速度差が微小な閾値ｄ内に収束した時点ｔ９´で、ＰＴＯクラッチ２２の接続を開始する。シンプルなドグクラッチであるＰＴＯクラッチ２２は、時点ｔ９´からわずかな応答遅れ時間だけ後の時点ｔ９で接続される。
この時点ｔ９で、モータトルクの復帰を開始する。このモータトルクの復帰も徐々に行なう（ランプ制御）。この時点ｔ９からは、エンジントルクにモータトルクが加わるので、エンジントルクはモータトルクの復帰分だけ差し引いて復帰する。そして、エンジントルクとモータトルクとのトータルトルクが要求トルクに近づくようにエンジントルクとモータトルクと所要のトルク配分状態に制御する。この例では、時点ｔ９以降の時点ｔ１０で、トータルトルクが目標トルクに達するので、時点ｔ１０以降は、モータトルクの所要の配分トルクへの増加に応じてエンジントルクは所要の配分トルクへ減少し、その後の時点ｔ１１でエンジントルク及びモータトルクが所要のトルク配分状態となる。
【００５９】
このようにして、電動機３０のトルクを用いて走行していた場合の変速では、ＰＴＯクラッチ２２の速やかな接続によって、変速操作時に一旦抜いた電動機３０のトルク復帰を速やかに行なうことができ、変速時のエンジン２のトルク負担を軽減することができ、燃費や排ガスの点で有利になる。
また、変速が減速中に行なわれる場合、ＰＴＯクラッチ２２の速やかな接続によって、電動機３０による回生制動を直ちに復帰させることができ、回生量増加による燃費向上に寄与する。
【００６０】
また、既存のＰＴＯ装置を利用すると共に電動機３０等を追加することによりハイブリッド自動車を低コストに構成することができる。
さらに、変速開始前に、エンジン２及び電動機３０の出力トルクをゼロに制御し、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２の接続操作を同時に開始した後で、エンジン２及び電動機３０の出力トルクを要求トルクに復帰させることにより、各クラッチ４，２２の回転合わせ（同期）を円滑に且つ速やかに行なえ、車両のトルク復帰をより速やかに行なうことができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、装置構成の概略は第１実施形態（図１，図２）と同様であり、また、変速制御の概要も第１実施形態（図３）と同様であるが、主クラッチ４の接続判定及びＰＴＯクラッチ２２の接続判定に対する出力トルク制御部４０ｇの制御が第１実施形態とは異なっている。そこで、装置構成の概略の説明は省略し、図３を流用しながら、図６，図７を用いて本実施形態に特徴的な部分を説明する。
【００６２】
つまり、第１実施形態では、主クラッチ４の接続完了が判定されるのを待ってＰＴＯクラッチ２２の接続完了を判定しており、主クラッチ４の接続完了の前にＰＴＯクラッチ２２が接続完了する状況は考慮していないが、本実施形態では、出力トルク制御部４０ｇは、主クラッチ４の接続完了の前にＰＴＯクラッチ２２が接続完了する状況は考慮して制御を行なっている。
【００６３】
具体的に説明すると、本実施形態では、図３に示すように、変速要求があるかを判定し（ステップＢ１０）、変速要求があると、図６に示す変速制御を実施する（ステップＢ２０）。
図６において、ステップＳ１０〜Ｓ９０については第１実施形態と全く同様であるので、ここでは説明を省略し、ステップＳ１００以降を説明する。
【００６４】
ステップＳ１００では、主クラッチ４の接続が達成されたか否か、即ち、上記のように、主クラッチ４の係合要素のストローク量が予め設定されたレベルまで到達したか否かを判定する。この判定は、主クラッチ４の係合要素のストローク量が予め設定されたレベルまで到達したら主クラッチ４の接続が達成されたものとする。
ここでは、主クラッチ４の接続達成が判定されるまで待つ。主クラッチ４の接続達成が判定されたら、ＰＴＯクラッチ２２の接続達成を判定する（ステップＳ１１０）。ＰＴＯクラッチ２２の接続は、モータの回転数合わせによって係合要素間に回転速度差が０又は０に極めて近い閾値ｄ（ｄ≒０）以内になってはじめて、動作開始するが、動作開始後は速やかに完全係合しＰＴＯクラッチ２２の接続達成が判定される。
【００６５】
ここで、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されていれば、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２及び電動機３０を何れも要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１２０）。この復帰時にも、各トルクをゼロから要求トルクに向けて徐々に復帰させる。
一方、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されていなければ、クラッチ制御部４０ｅによってＰＴＯクラッチ２２の接続制御を続行しながら、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２を要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１３０）。この復帰時にも、トルクをゼロから要求トルクに向けて徐々に復帰させる。
【００６６】
そして、その後、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されたら、ステップＳ１４０の判定を経て、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２と共に電動機３０を要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１２０）。
以上のステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理は第１実施形態と同様であるが、本実施形態では、主クラッチ４の接続完了が判定されない場合の処理であるステップＳ１５０〜Ｓ１７０が設けられている。
【００６７】
つまり、主クラッチ４の接続達成が判定されなければ、ステップＳ１５０に進んで、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されたか否かを判定する。つまり、ＰＴＯクラッチ２２の接続は、モータの回転数合わせによって係合要素間に回転速度差が０又は０に極めて近い閾値ｄ（ｄ≒０）以内になってはじめて、動作開始し、動作開始後は速やかに完全係合するので、こうした経緯を経てＰＴＯクラッチ２２の接続は達成されたか否かが判定される。
【００６８】
ここで、ＰＴＯクラッチ２２の接続が達成されていれば、ステップＳ１６０に進んで、クラッチ制御部４０ｅによって主クラッチ４の接続制御を続行しながら、出力トルク制御部４０ｇによって電動機３０を要求トルクの状態に復帰制御する。この復帰時にも、電動機トルクをゼロから要求トルクに向けて徐々に復帰させる。
その後は、ステップＳ１７０によって、主クラッチ４の接続達成が判定されるのを待って、主クラッチ４の接続達成が判定されれば、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２及び電動機３０を何れも要求トルクの状態に復帰制御する（ステップＳ１２０）。この復帰時にも、各トルクをゼロから要求トルクに向けて徐々に復帰させる。
【００６９】
一方、ステップＳ１５０において、ＰＴＯクラッチ２２の接続達成が判定されなければ、再び、ステップＳ１００に戻って上記の処理を行なう。
これ以降は、図３に示すように、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２と電動機３０とを要求トルクに応じて通常制御する（ステップＢ３０）。
本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド自動車の変速制御装置は、上述のように構成されているので、変速要求があると、第１実施形態と同様に、クラッチ制御部４０ｅにより主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ（副クラッチ）２２を切断した上で、所望の変速段への変速を行なうと共に、同期制御部４０ｆによりエンジン２の回転速度を変速機６の入力軸の回転速度に同期させ主クラッチ４の係合要素同士の回転速度を同期させ、且つ、電動機３０の回転速度を変速機６の従動軸の回転速度に同期させＰＴＯクラッチ２２の係合要素同士の回転速度を同期させ、その後、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２を同時に接続するので、変速操作時間を短縮することができる。
【００７０】
特に、主クラッチ４はシンクロ機構を有し、クラッチの係合要素間に回転速度差があっても、この回転速度差が所定の許容値以内になった時点で係合操作することが可能であるのに対し、ＰＴＯクラッチ２２はシンクロ機構をそなえないドグクラッチであり、クラッチの係合要素間の回転速度差が０に極めて近い僅かな値になるまでは係合操作することができないので、通常は、図５に示すように、はじめに主クラッチ４の接続が判定され、その後、ＰＴＯクラッチ２２の接続が判定される。
【００７１】
しかし、主クラッチ４の接続が判定される前に、ＰＴＯクラッチ２２の接続が判定される場合も発生しうるため、本実施形態では、図７に示すように、はじめにＰＴＯクラッチ２２の接続が判定され、その後、主クラッチ４の接続が判定される場合の制御を、例えば図７に示すように実施している。なお、図７において、時点ｔ７までは第１実施形態で例示した図５の場合と同様であるので、時点ｔ７以降を説明する。
【００７２】
つまり、図７に示すように、エンジン２の回転速度が目標速度に対して比較的大きな許容差ｄ１内に達した時点ｔ７でギヤ入れが実施され、これと同時に時点ｔ７で主クラッチ４の接続動作が開始される。
電動機３０の回転数合わせによってＰＴＯクラッチ２２の係合要素間に回転速度差が０又は０に極めて近い閾値ｄ以内になってはじめて、ＰＴＯクラッチ２２は動作開始するため、この時点では、ＰＴＯクラッチ２２には接続動作を開始しない。
【００７３】
ただし、ここでは、主クラッチ４のストロークがエンジントルク復帰するための閾値ｂよりも大きくなる前の時点ｔ８´で、ＰＴＯクラッチ２２の係合要素間に回転速度差が０又は０に極めて近い閾値ｄ以内に収束すると、ＰＴＯクラッチ２２の接続が開始され、シンプルなドグクラッチであるＰＴＯクラッチ２２は、時点ｔ８´から応答遅れ時間だけ後の時点ｔ８で接続される。
【００７４】
そして、この時点ｔ８で、電動機トルクの復帰を開始する。この電動機トルクの復帰も徐々に行なう（ランプ制御）。この時点では、電動機トルクのみとなるので、電動機トルクのみで要求トルクを賄うように、電動機トルクの復帰目標は車両の要求トルクとする。
一方、その後の時点ｔ９で、主クラッチ４のストロークがエンジントルク復帰するための閾値ｂよりも大きくなると、この時点ｔ９で、エンジントルクの復帰を開始する。このエンジントルクの復帰も徐々に行なう（ランプ制御）。
【００７５】
この例では、時点ｔ９以降の時点ｔ１０で、トータルトルクが目標トルクに達するので、時点ｔ１０以降は、エンジントルクの所要の配分トルクへの増加に応じてモータトルクは所要の配分トルクへ減少し、その後の時点ｔ１１でエンジントルク及びモータトルクが所要のトルク配分状態となる。
このようにして、本発明の第２実施形態にかかる変速制御装置によれば、第１実施形態と同様に、下記の効果を得ることができる。
【００７６】
電動機３０のトルクを用いて走行していた場合の変速では、ＰＴＯクラッチ２２の速やかな接続によって、変速操作時に一旦抜いた電動機３０のトルク復帰を速やかに行なうことができ、変速時のエンジン２のトルク負担を軽減することができ、燃費や排ガスの点で有利になる。
また、変速が減速中に行なわれる場合、ＰＴＯクラッチ２２の速やかな接続によって、電動機３０による回生制動を直ちに復帰させることができ、回生量増加による燃費向上に寄与する。
【００７７】
また、既存のＰＴＯ装置を利用すると共に電動機３０等を追加することによりハイブリッド自動車を低コストに構成することができる。
さらに、変速開始前に、エンジン２及び電動機３０の出力トルクをゼロに制御し、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２の接続操作を同時に開始した後で、エンジン２及び電動機３０の出力トルクを要求トルクに復帰させることにより、各クラッチ４，２２の回転合わせ（同期）を円滑に且つ速やかに行なえ、車両のトルク復帰をより速やかに行なうことができる。
【００７８】
さらに、本実施形態特有の効果として、主クラッチ４の接続が完了していなくても、ＰＴＯクラッチ２２の接続が完了していれば、クラッチ制御部４０ｅによって主クラッチ４の接続制御を続行しながら、出力トルク制御部４０ｇによって電動機３０を要求トルクの状態に復帰制御するので、ＰＴＯクラッチ２２の接続後に、ＰＴＯ装置２０に接続されている電動機３０や動力伝達シャフト等の回転体が負荷となって、車両が失速するような事態を回避することができる。
【００７９】
つまり、エンジントルクが駆動輪１４に加えられていない状態で、ＰＴＯクラッチ２２が接続されると、ＰＴＯ装置２０に接続されている電動機３０や動力伝達シャフト等の回転体が回転の負荷となって駆動輪１４の制動トルクとなってしまうが、ＰＴＯクラッチ２２が接続されると速やかに電動機３０のトルクが復帰するので、かかる回転体の負荷に対してこの電動機３０のトルクが対抗して作用し、駆動輪１４への制動トルクの付加を防止することができ、車両が失速を回避することができる。もちろん、変速にかかるトルク抜け期間の短縮にも寄与する。
【００８０】
＜第３実施形態＞
本実施形態では、装置構成の概略は第１実施形態（図１，図２）と同様であり、また、変速制御の概要も第１実施形態（図３）と同様であるが、ＰＴＯクラッチ２２の接続制御に、電動機回転数（電動機回転速度、換言すれば、ＰＴＯ回転数）を予測して制御している点が異なっている。そこで、装置構成の概略の説明は省略し、図３を流用しながら、図８，図９を用いて本実施形態に特徴的な部分を説明する。
【００８１】
つまり、第１実施形態では、主クラッチ４の接続完了が判定された後に、ＰＴＯクラッチ２２の接続完了を判定して、主クラッチ４の接続は完了したがＰＴＯクラッチ２２の接続は完了しない場合に、クラッチ制御部４０ｅによってＰＴＯクラッチ２２の接続制御を続行しながら、出力トルク制御部４０ｇによってエンジン２を要求トルクの状態に復帰制御しているが（ステップＳ１３０）、本実施形態では、この際のＰＴＯクラッチ２２の接続制御に工夫を加えている。
【００８２】
具体的には、図８に示すように、図４のステップＳ１３０に替えて、ステップＳ１３２が設けられている。なお、図８において、ステップＳ１３２以外の各ステップは第１実施形態の図４と同様であるので、ここでは説明を省略する。
ステップＳ１３２の処理内容について説明する。
ＰＴＯクラッチ２２よりも先に主クラッチ４の接続達成が判定されて、エンジントルクの復帰制御が開始されると、エンジントルクが駆動輪１４に加わるため、車両速度が変化してしまうおそれがある。一方、このエンジントルクの復帰制御時には、これと平行してＰＴＯクラッチ２２の接続制御、つまり、電動機３０の回転数合わせによって係合要素間に回転速度差を０に近づける制御も行なわれている。
【００８３】
この電動機３０の回転数合わせは、係合要素間の回転速度差が０に極めて近い閾値ｄ以内に収束するまで行なわれるが、この回転数合わせ中に、車両速度が変化すると、回転数合わせは車速の変化に対して後追い状態で制御していくことになるので、係合要素間の回転速度差が閾値ｄ以内になかなか収束しない事態となる。これでは、モータトルク制御をなかなか開始することができない。
【００８４】
そこで、本実施形態では、ステップＳ１３２のＰＴＯクラッチ２２の接続制御、つまり、電動機３０の回転数合わせにかかる電動機３０の目標回転数（目標回転速度）に、車速の変化、及び、駆動輪へのトルク（ここでは、エンジントルク）の変化に応じた補正量を上乗せする補正を施している。
つまり、車両の加速度（車速の変化）に対しては、図９（ａ）に示すように、車両加速度が増大するのに応じて（車速の増加割合に応じて）、電動機３０の目標回転数に正の補正量を上乗せし、車両加速度が減少するのに応じて（車速の減少割合に応じて）、電動機３０の目標回転数に負の補正量を上乗せする。
【００８５】
また、車両のトルク変化率（エンジントルクとモータトルクとを合わせた車両の駆動にかかるトルクの時間変化率）に対しては、図９（ｂ）に示すように、車両のトルク変化率が増大するのに応じて、電動機３０の目標回転数に正の補正量を上乗せし、車両のトルク変化率が減少するのに応じて、電動機３０の目標回転数に負の補正量を上乗せする。
本実施形態では、図９（ａ），（ｂ）に示すように、車両の加速度に対する上乗せ補正量も、車両のトルク変化率に対する上乗せ補正量も、いずれも最もシンプルに線形の関係に設定されているが、これらの関係は線形に限らない。
【００８６】
また、本実施形態では、図９（ａ）の車両の加速度に対する上乗せ補正量と、図９（ｂ）の車両のトルク変化率に対する上乗せ補正量とのうちの、大きい方を補正量として採用するようにしている。
したがって、ステップＳ１３２のＰＴＯクラッチ２２の接続制御にかかる電動機３０の回転数合わせ制御では、電動機３０のランプ制御として与えられる目標回転数に対して、車両の加速度に対する上乗せ補正量と、車両のトルク変化率に対する上乗せ補正量とのうちの、大きい方を選んで加算し、補正目標回転数とし、電動機３０の回転数を制御する。
【００８７】
本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド自動車の変速制御装置は、上述のように構成されているので、変速要求があると、第１実施形態と同様に、クラッチ制御部４０ｅにより主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ（副クラッチ）２２を切断した上で、所望の変速段への変速を行なうと共に、同期制御部４０ｆによりエンジン２の回転速度を変速機６の入力軸の回転速度に同期させ主クラッチ４の係合要素同士の回転速度を同期させ、且つ、電動機３０の回転速度を変速機６の従動軸の回転速度に同期させＰＴＯクラッチ２２の係合要素同士の回転速度を同期させ、その後、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２を同時に接続するので、変速操作時間を短縮することができる。
【００８８】
また、第１実施形態と同様に、電動機３０のトルクを用いて走行していた場合の変速では、ＰＴＯクラッチ２２の速やかな接続によって、変速操作時に一旦抜いた電動機３０のトルク復帰を速やかに行なうことができ、変速時のエンジン２のトルク負担を軽減することができ、燃費や排ガスの点で有利になる。そして、変速が減速中に行なわれる場合、ＰＴＯクラッチ２２の速やかな接続によって、電動機３０による回生制動を直ちに復帰させることができ、回生量増加による燃費向上に寄与する。
【００８９】
さらに、第１，２実施形態と同様に、既存のＰＴＯ装置を利用すると共に電動機３０等を追加することによりハイブリッド自動車を低コストに構成することができる。また、変速開始前に、エンジン２及び電動機３０の出力トルクを０に制御し、主クラッチ４及びＰＴＯクラッチ２２の接続操作を同時に開始した後で、エンジン２及び電動機３０の出力トルクを要求トルクに復帰させることにより、各クラッチ４，２２の回転合わせ（同期）を円滑に且つ速やかに行なえ、車両のトルク復帰をより速やかに行なうことができる。
【００９０】
かかる効果に加えて、本実施形態に特有の効果として、ＰＴＯクラッチ２２よりも先に主クラッチ４の接続達成が判定されて、エンジントルクの復帰制御が開始されると共に、これと平行してＰＴＯクラッチ２２の接続制御、つまり、電動機３０の回転数合わせによって係合要素間に回転速度差を０に近づける制御も行なわれる際に、この電動機３０の回転数合わせにかかる電動機３０の目標回転数に、車速の変化、及び、駆動輪へのトルクの変化に応じた補正量を上乗せする補正を施しているので、この補正が言わば予測制御となって、車両速度が変化しても、ＰＴＯクラッチ２２の係合要素間の回転速度差を閾値ｄ以内に速やかに収束させることができ、ＰＴＯクラッチ２２を迅速に係合させ、モータトルク制御を早急に開始することができるようになる。
【００９１】
なお、本実施形態では、図９（ａ）の車両の加速度に対する上乗せ補正量と、図９（ｂ）の車両のトルク変化率に対する上乗せ補正量とのうちの、大きい方を補正量として採用するようにしているが、車速の変化はトルクの変化に追従するので、エンジントルクが目標トルクに復帰している間は、車両のトルク変化率に対する上乗せ補正量を用い、エンジントルクが目標トルクに復帰した後は、車両の加速度に対する上乗せ補正量を用いるようにすることもできる。
【００９２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲でかかる実施形態を変形したり、更なる構成を付加したりして実施することができる。
例えば、上記の各実施形態では、ＰＴＯ装置２０を利用して電動機３０を付設してハイブリッド自動車１を構成しているが、ＰＴＯ装置２０のＰＴＯクラッチ２２に相当するクラッチ（副クラッチ）を介して、変速機に電動機を接続可能に後付けしたものにも本発明を適用できる。
【００９３】
また、主クラッチは、シンクロ機構を有する滑り係合可能なクラッチであればいずれのタイプのものでもよく、副クラッチは、シンプルなものでればドグクラッチに限らずいずれのタイプのものでもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１  ハイブリッド自動車
２  ディーゼルエンジン（内燃機関）
４  クラッチ（主クラッチ）
６  自動変速機（変速機）
８  プロペラシャフト
１０  差動装置
１２  駆動軸
１４  駆動輪
２０  ＰＴＯ装置
２２  ＰＴＯクラッチ（副クラッチ）
２４  ＰＴＯ入力軸
２６  ＰＴＯ出力軸及びモータ回転軸（変速機への入力軸）
２８  ＰＴＯギヤ
３０  電動機（電動発電機）
３２  バッテリ
３４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３６  インバータ
３８  コンタクタ
４０  車両ＥＣＵ
４０ａ  要求トルク演算部（要求トルク演算手段）
４０ｂ  トルク配分部（トルク配分手段）
４０ｃ  変速要求検出部（変速要求検出手段）
４０ｄ  変速制御部（変速制御手段）
４０ｅ  クラッチ制御部（クラッチ制御手段）
４０ｆ  同期制御部（同期制御手段）
４２  エンジンＥＣＵ
４４  バッテリＥＣＵ
４６  インバータＥＣＵ
６２  変速機６の入力軸
６４  変速機６のカウンタ軸（従動軸）
６６  変速機６の出力軸
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ  変速ギヤ
７２ａ，７２ｂ  シンクロ機構
７４  変速アクチュエータ
７６  変速位置センサ
７８  ＰＴＯ回転センサ
８０  車速センサ
８２  アクセルペダル
８４  アクセル開度センサ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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