(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の係合要素を係合して動力伝達を行う自動変速機を搭載した車両を制御対象とし、係合ショックやジャダーの発生を適切に抑制することが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】入力軸と、出力軸と、第１クラッチおよび第２クラッチとを有し、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを共に解放することにより、前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断するニュートラルを設定し、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを共に係合することにより、所定の変速段を設定してエンジンと駆動輪との間を動力伝達状態にする自動変速機を備えた車両の制御装置において、前記自動変速機をニュートラルから前記動力伝達状態にする場合に、前記自動変速機の出力軸トルクが一定値となるように、前記自動変速機の入力軸トルクＴｅおよび前記第１クラッチの伝達トルク容量Ｔｃ１をそれぞれ制御して前記第１クラッチを係合する。【選択図】図３
2019143754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、駆動輪と、伝達トルク容量を連続的に変化させることが可能な少なくとも二つの係合要素を係合することによって前記エンジンと前記駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機と、前記エンジンおよび前記自動変速機を制御するコントローラとを備え、車速と運転者による駆動要求操作とから決まる目標駆動力に基づいて前記エンジンが出力する駆動トルクおよび前記係合要素の動作をそれぞれ制御する車両の制御装置において、
前記自動変速機は、
入力軸と、出力軸と、前記係合要素として少なくとも第１クラッチおよび第２クラッチとを有し、
前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを共に解放することにより、前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断するニュートラルを設定し、前記ニュートラルの状態から、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチをそれぞれ係合することにより、所定の変速段を設定して前記動力伝達が可能な状態にするように構成され、
前記コントローラは、
前記自動変速機を前記ニュートラルから前記動力伝達が可能な状態にする場合に、前記出力軸から前記駆動輪側に伝達する出力軸トルクが一定値となるように、前記駆動トルクが伝達される前記入力軸の入力軸トルクおよび前記第１クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御して前記第１クラッチを係合する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動変速機を搭載した車両を制御する制御装置に関し、特に、自動変速機の係合要素を解放して動力伝達を遮断したニュートラルの状態から、係合要素を係合して所定の変速段を設定する状態へ移行する際に、エンジンの出力および係合要素の動作を制御する車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自動変速機を搭載した車両を制御対象とし、クラッチ・ツウ・クラッチ変速の際の変速ショックを低減することを目的とした車両の変速制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された車両の変速制御装置は、自動変速機におけるクラッチの解放および係合を並行して進行させることにより、変速段を変化させる変速制御、すなわち、いわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行するように構成されている。そして、この特許文献１に記載された車両の変速制御装置では、運転者による駆動要求量に基づく自動変速機の入力軸トルクと、自動変速機の入力軸角加速度目標値と、自動変速機の出力軸角加速度と、係合側クラッチおよび解放側クラッチのトルク分担率とに基づいて自動変速機の出力軸トルク目標値が求められる。次いで、その出力軸トルク目標値と、自動変速機の入力軸角加速度目標値と、自動変速機の出力軸角加速度と、クラッチ・ツウ・クラッチ変速の進行に伴って変化する係合側クラッチおよび解放側クラッチのトルク分担率とに基づいて、クラッチ・ツウ・クラッチ変速におけるトルク相およびイナーシャ相で共通の演算式を使用してトルク相およびイナーシャ相での係合側クラッチおよび解放側クラッチのトルク容量が求められ、クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９２８５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、特許文献１では、クラッチ・ツウ・クラッチ変速に関する制御技術が開示されている。しかしながら、複数の係合要素または全ての係合要素を解放したニュートラルの状態から、複数の係合要素を係合して所定の変速段を形成する際の制御技術に関しては詳細な開示がない。例えば、自動変速機をニュートラルにして車両を惰性走行させるニュートラル制御の実行時や、あるいは、ハイブリッド車両をモータの出力だけで駆動するＥＶ走行の際には、車両の走行中に自動変速機がニュートラルの状態にされる。ニュートラル制御を終了して通常状態に復帰するケースや、ＥＶ走行からエンジンの出力でハイブリッド車両を駆動するＨＶ走行（あるいは、パラレル走行）へ移行するケースでは、走行中に複数の係合要素を係合することにより、自動変速機が動力伝達可能な状態にされる。そのような場合に、係合要素の係合制御やエンジンの出力トルク制御が適切に実行されないと、走行中に係合要素の係合ショックが発生してしまう。また、係合要素を係合する際にジャダー現象を引き起こしてしまう可能性もある。このように、複数の係合要素を解放して自動変速機をニュートラルにした状態から、複数の係合要素を係合して自動変速機を動力伝達状態に復帰させる制御を行う車両を対象にした場合、係合ショックやジャダーの発生を適切に抑制するためには、未だ改良の余地がある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、複数の係合要素を解放してニュートラルを設定するとともに、複数の係合要素を係合して動力伝達を行う自動変速機を搭載した車両を対象にして、係合ショックやジャダーの発生を適切に抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明における車両の制御装置は、エンジンと、駆動輪と、伝達トルク容量を連続的に変化させることが可能な少なくとも二つの係合要素を係合することによって前記エンジンと前記駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機と、前記エンジンおよび前記自動変速機を制御するコントローラとを備え、車速と運転者による駆動要求操作とから決まる目標駆動力に基づいて前記エンジンが出力する駆動トルクおよび前記係合要素の動作をそれぞれ制御する車両の制御装置において、前記自動変速機は、入力軸と、出力軸と、前記係合要素として少なくとも第１クラッチおよび第２クラッチとを有し、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを共に解放することにより、前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断するニュートラルを設定し、前記ニュートラルの状態から、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチをそれぞれ係合することにより、所定の変速段を設定して前記動力伝達が可能な状態にするように構成され、前記コントローラは、前記自動変速機を前記ニュートラルから前記動力伝達が可能な状態にする場合に、前記出力軸から前記駆動輪側に伝達する出力軸トルクが一定値となるように、前記駆動トルクが伝達される前記入力軸の入力軸トルクおよび前記第１クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御して前記第１クラッチを係合することを特徴とするものである。
【０００７】
なお、この発明における車両の制御装置では、前記コントローラは、前記入力軸トルクと前記第１クラッチの伝達トルク容量との比が一定値となるように、前記入力軸トルクおよび前記第１クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御して前記第１クラッチを係合してもよい。
【０００８】
また、この発明における車両の制御装置では、上記のようにして第１クラッチを係合させた後に、前記コントローラは、前記第２クラッチを係合させる際の前記入力軸の角加速度の目標値として予め定めた目標角加速度で、前記目標駆動力を満たすように、前記入力軸トルクおよび第２クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御して前記第２クラッチを係合してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の車両の制御装置では、自動変速機の少なくとも二つの係合要素、すなわち、少なくとも第１クラッチおよび第２クラッチを共に係合することにより、所定の変速段が設定され、自動変速機が動力伝達可能な状態にされる。第１クラッチおよび第２クラッチを共に解放することにより、自動変速機がニュートラルにされる。そのため、一つの係合要素のみを解放してニュートラルを設定する場合と比較し、自動変速機をニュートラルにして走行する際の引き摺り損失が低減する。
【００１０】
更に、この発明の車両の制御装置は、自動変速機をニュートラルの状態から動力伝達が可能な状態に移行する場合、係合要素の係合の前後で、自動変速機の出力軸トルクが一定値となるように、自動変速機の入力軸トルクおよび第１クラッチの伝達トルク容量を制御する。例えば、第１クラッチの伝達トルク容量および入力軸トルクを座標軸とする直交座標系で、出力軸トルクを一定とした場合の直線と、入力軸角加速度を一定とした場合の直線との交点を、入力軸トルクの目標値および第１クラッチの伝達トルク容量の目標値とする。そして、それらの目標値を基に、入力軸トルクおよび第１クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御し、第１クラッチを係合する。言い換えると、所定の入力軸角加速度の下で、入力軸トルクと第１クラッチの伝達トルク容量との比が一定値となるように、それら入力軸トルクおよび第１クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御し、第１クラッチを係合する。その結果、第１クラッチを係合する際には、その係合の前後で出力軸トルクが一定となる。そのため、係合ショックを生じさせることなく、第１クラッチを適切に係合することができる。
【００１１】
また、第１クラッチを係合した後に第２クラッチを係合する際には、自動変速機の入力軸の回転数を予め定めた目標角加速度の下で変化させつつ、車両の目標駆動力を達成するように、入力軸トルクおよび第２クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御する。例えば、第２クラッチの伝達トルク容量および入力軸トルクを座標軸とする直交座標系で、目標角加速度を実現可能にする条件を結んだ直線と、目標駆動力を実現可能にする条件を結んだ直線との交点を、入力軸トルクの目標値および第２クラッチの伝達トルク容量の目標値とする。そして、それらの目標値を基に、入力軸トルクおよび第２クラッチの伝達トルク容量をそれぞれ制御し、第２クラッチを係合する。その結果、第２クラッチを係合する際には、その係合の前後で出力軸トルクが一定となる。そのため、係合ショックを生じさせることなく、第２クラッチを適切に係合することができる。
【００１２】
また、上記のように、入力軸トルクと第１クラッチの伝達トルク容量との比、および、入力軸トルクと第２クラッチの伝達トルク容量との比がそれぞれ一定となる条件の下で、入力軸トルク、ならびに、第１クラッチの伝達トルク容量および第２クラッチの伝達トルク容量を、それぞれ、自由に設定することができる。そのため、第１クラッチの差回転および第２クラッチの差回転を、それぞれ、適切に制御することができる。その結果、係合要素を係合する際のクラッチジャダーの発生を適切に抑制することができる。
【００１３】
したがって、この発明の車両の制御装置によれば、複数の係合要素を解放してニュートラルを設定するとともに、複数の係合要素を係合して動力伝達を行う自動変速機を搭載した車両を対象にして、係合ショックやジャダーの発生を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両の構成および制御系統の一例を示す図である。
【図２】この発明の車両の制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートで示す制御を実行する場合の車両の挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図２のフローチャートで示す制御を実行する場合に、第１クラッチを係合する際の制御内容を説明するための図である。
【図５】図２のフローチャートで示す制御を実行する場合に、第２クラッチを係合する際の制御内容を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
【００１６】
この発明の実施形態で制御対象にする車両は、駆動力源としてエンジンのみを搭載したコンベンショナルな車両であってもよい。あるいは、駆動力源としてエンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両であってもよい。図１には、エンジン、および、二基のモータを搭載したハイブリッド車両の例を示してある。また、この発明の実施形態で制御対象にする車両は、エンジンと駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機を備えている。
【００１７】
図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源として、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２および第２モータ（MG2）３を備えている。さらに、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、自動変速機（AT）４、検出部５、および、コントローラ（ECU）６を備えている。図１に示す例では、車両Ｖｅは、エンジン１が出力する駆動トルクを、第１モータ２、自動変速機４、第２モータ３、および、デファレンシャルギヤ７を介して、ドライブシャフト８および駆動輪９に伝達するように構成されている。
【００１８】
エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、および、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。
【００１９】
第１モータ２は、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどの電気モータであり、主に、外部からのトルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機として機能する。第１モータ２は、エンジン１の出力軸１ａに連結されており、エンジン１によって第１モータ２を駆動して発電できるように構成されている。言い換えれば、第１モータ２は、エンジン１が出力した動力の一部を電力に変換する。第１モータ２は、上記のような発電機としての機能と、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能とを兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。第１モータ２は、出力回転数やモータトルクが電気的に制御される。また、モータ・ジェネレータであれば、上記のような発電機としての機能と原動機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。
【００２０】
第２モータ３は、上記の第１モータ２と同様に、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどの電気モータであり、主に、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機として機能する。第２モータ３は、後述する自動変速機４の出力軸１１に、モータトルクを付加することができるように連結されている。第２モータ３は、上記のような原動機としての機能と、発電機としての機能とを兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。第２モータ３は、出力回転数やモータトルクが電気的に制御される。また、モータ・ジェネレータであれば、上記のような原動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。
【００２１】
自動変速機４は、入力軸１０、出力軸１１、および、複数の係合要素（クラッチ・ブレーキ機構）１２を有している。自動変速機４は、エンジン１の出力側に連結されている。具体的には、エンジン１の出力軸１ａに、第１モータ２を介して、自動変速機４の入力軸１０が連結されている。自動変速機４の出力軸１１は、終減速機であるデファレンシャルギヤ７に連結され、出力軸１１のトルクをデファレンシャルギヤ７によって左右のドライブシャフト８および駆動輪９に伝達するように構成されている。また、自動変速機４の出力軸１１には、上記のように、走行のためのモータトルクを出力する第２モータ３が連結されている。自動変速機４は、例えば遊星歯車機構（図示せず）、および、所定の変速段（変速比）を設定するために選択的に係合される複数の係合要素１２から構成される従来一般的な有段式の自動変速機である。したがって、自動変速機４は、エンジン１の出力トルク（駆動トルク）が伝達される入力軸１０の回転数を変速し、出力軸１１から駆動輪９側へ駆動トルクを伝達する。
【００２２】
この発明の実施形態における自動変速機４は、伝達トルク容量（クラッチトルク容量）を連続的に変化させることが可能な少なくとも二つの係合要素１２を有している。図１に示す例では、係合要素１２として、第１クラッチ１２ａ、および、第２クラッチ１２ｂを有している。第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂは、いずれも、クラッチトルク容量を連続的に変化させることのできる係合機構であり、例えば、油圧式の摩擦クラッチまたは摩擦ブレーキ、あるいは、電磁式のクラッチまたはブレーキによって構成されている。この発明の実施形態における自動変速機４は、第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂを共に解放することにより、入力軸１０と出力軸１１との間の動力伝達を遮断するニュートラルを設定する。また、第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂをそれぞれ係合することにより、所定の変速段を設定し、入力軸１０と出力軸１１との間を動力伝達が可能な状態にする。
【００２３】
上記の第１クラッチ１２ａは、自動変速機４内で第２クラッチ１２ｂよりも入力軸１０側に配置されている。第２クラッチ１２ｂは、自動変速機４内で第１クラッチ１２ａよりも出力軸１１側に配置されている。したがって、第１クラッチ１２ａには、第２クラッチ１２ｂよりも先に入力軸１０のトルクが伝達される。第１クラッチ１２ａが解放している場合、第２クラッチ１２ｂには入力軸１０のトルクは伝達されない。そして、この発明の実施形態における自動変速機４では、後述するように、ニュートラルの状態から所定の変速段を設定して入力軸１０と出力軸１１との間で動力伝達を行う場合に、第１クラッチ１２ａ、第２クラッチ１２ｂの順で、それら第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂがそれぞれ係合される。
【００２４】
検出部５は、少なくとも、車両Ｖｅの車速、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３の各運転状態、ならびに、自動変速機４の動作状態等をそれぞれ検出または算出するセンサや機器を総称している。したがって、検出部５は、代表的に、駆動輪９および他の車輪（図示せず）の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ５ａ、エンジン１の出力軸１ａの回転数を検出するエンジン回転数センサ５ｂ、第１モータ２の回転数を検出する第１モータ回転数センサ（または、レゾルバ）５ｃ、第２モータ３の回転数を検出する第２モータ回転数センサ（または、レゾルバ）５ｄ、自動変速機４の入力軸１０の回転数を検出する入力軸回転数センサ５ｅ、自動変速機４の出力軸１１の回転数を検出する出力軸回転数センサ５ｆ、および、係合要素１２のクラッチトルク容量を制御するための係合油圧を検出する油圧センサ５ｇなどを有している。その他には、例えば、運転者によるアクセルペダルの操作量や操作速度を検出するアクセルポジションセンサ５ｈ、自動変速機４の変速段や車両Ｖｅの走行モード等を設定するシフト装置（図示せず）の選択位置を検出するシフトポジションセンサ５ｉ、および、車両Ｖｅの加速度を検出する加速度センサ５ｊなどを有している。そして、検出部５は、後述するコントローラ６と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ６に出力する。
【００２５】
コントローラ６は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置であり、この図１に示す例では、主に、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、および、自動変速機４をそれぞれ制御する。コントローラ６には、上記の検出部５で検出または算出された各種データが入力される。コントローラ６は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ６は、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のような、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、および、自動変速機４の動作をそれぞれ制御するように構成されている。例えば、コントローラ６は、車速、および、運転者によるアクセルペダルの操作量（駆動要求操作）に基づいて、車両Ｖｅの目標駆動力を設定し、その目標駆動力を達成するように、エンジン１が出力する駆動トルクおよび自動変速機４の変速動作をそれぞれ制御する。なお、図１では一つのコントローラ６が設けられた例を示しているが、コントローラ６は、例えば制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。
【００２６】
上述したような自動変速機４を搭載した従来の車両では、所定の変速段を設定する際に係合する複数の係合要素１２のうち、いずれか一つの係合要素１２を解放することにより、自動変速機４のニュートラルが設定される。例えば、エンジンのフリクショントルクによる損失を低減するニュートラル制御を実行する際には、走行中に自動変速機４がニュートラルにされる。従来、上記のようにいずれか一つの係合要素１２を解放して自動変速機４をニュートラルにする場合は、ニュートラル制御を終了して通常の走行状態に復帰する際に、解放されていた一つの係合要素１２を係合することにより、自動変速機４が動力伝達状態にされる。したがって、その場合は、一つの係合要素１２における入力軸１０側と出力軸１１側との間の差回転を適切に制御することにより、係合時のトルク変動や係合ショックの発生を防止することができる。
【００２７】
例えば、自動変速機４の入力軸１０のイナーシャをＩｅ、入力軸１０の角加速度（入力軸角速度）をd/dtωｅ、入力軸１０のトルク（入力軸トルク）をＴｅ、係合する係合要素１２の伝達トルク容量（クラッチトルク容量）をＴｃ、および、自動変速機４の出力軸１１のトルク（出力軸トルク）をＴｏとすると、自動変速機４の入力軸１０および出力軸１１に関して下記の運動方程式が成立する。
入力軸１０周りに関して（係合前）：Ｉｅ×d/dtωｅ＝Ｔｅ−Ｔｃ
出力軸１１周りに関して（係合前）：Ｔｏ＝Ｔｃ
出力軸１１周りに関して（係合後）：Ｔｏ＝Ｔｅ
上記の運動方程式において、入力軸角加速度d/dtωｅを一定にすれば、
入力軸トルクＴｅ＝クラッチトルク容量Ｔｃ
となり、係合要素１２の係合前と係合後とで出力軸トルクＴｏの値が一致する。したがって、例えば係合要素１２の差回転をフィードバック制御して、係合要素１２を係合することにより、係合ショックを抑制することができる。
【００２８】
一方、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、少なくとも二つの係合要素１２、すなわち、少なくとも第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂを共に解放することにより、自動変速機４のニュートラルを設定する。そのため、上記のように、いずれか他の一つの係合要素１２が係合している状態で自動変速機４のニュートラルを設定する従来の車両と比較して、自動変速機４をニュートラルにして車両Ｖｅを走行させる際の引き摺り損失が低減し、その分、車両Ｖｅのエネルギ効率が向上する。
【００２９】
但し、この発明の実施形態における車両Ｖｅのように複数の係合要素１２を解放して自動変速機４のニュートラルを設定する場合、すなわち、自動変速機４をニュートラルから動力伝達状態にする際に複数の係合要素１２を係合する場合は、上記の運動方程式で示した関係性が成立しない。したがって、上記のような従来と同様の制御では、係合時のトルク変動や係合ショックが発生してしまう可能性がある。
【００３０】
そこで、この発明の実施形態における車両Ｖｅの制御装置は、自動変速機４をニュートラルから動力伝達が可能な状態にする場合に、第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂの係合状態をそれぞれ適切に制御して、係合ショックやジャダーの発生を抑制することが可能なように構成されている。そのためにこの発明の実施形態におけるコントローラ６によって実行される制御の一例について、以下に説明する。
【００３１】
図２は、その制御の一例を示すフローチャートであって、第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂを共に解放し、自動変速機４をニュートラルにした状態で車両Ｖｅが走行している場合に実行される。例えば、前述したようなニュートラル制御によって自動変速機４をニュートラルにしている際に実行される。あるいは、自動変速機４をニュートラルにして第２モータ３のモータトルクによってＥＶ走行している際に実行される。
【００３２】
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、自動変速機４に対するニュートラルからの復帰指示があるか否かが判断される。例えば、前述したようなニュートラル制御を終了するため、自動変速機４をニュートラルにした状態から、所定の変速段を設定して自動変速機４を動力伝達状態にする指示があるか否かが判断される。あるいは、自動変速機４をニュートラルにしてＥＶ走行している状態から、自動変速機４を動力伝達状態にしてエンジン１が出力する駆動トルクでＨＶ走行する状態に移行する指示があるか否かが判断される。
【００３３】
自動変速機４に対するニュートラルからの復帰指示がないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、自動変速機４に対するニュートラルからの復帰指示があることにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進む。
【００３４】
ステップＳ２では、エンジン１が始動される。例えば、車両Ｖｅの燃費を向上させるため、ニュートラル制御の実行中に燃焼運転を停止させていたエンジン１が始動される。あるいは、ＥＶ走行からＨＶ走行へ移行するために、ＥＶ走行中に燃焼運転を停止させていたエンジン１が始動される。
【００３５】
続いて、ステップＳ３では、第１クラッチ１２ａの差回転が０になったか否かが判断される。自動変速機４がニュートラルの状態でエンジン１が起動して回転数が上昇することにより、それに連れて入力軸１０の回転数が上昇し、その結果、第１クラッチ１２ａの差回転が減少する。この発明の実施形態における制御では、第１クラッチ１２ａの差回転が０になるタイミングで、次に示す第１クラッチ１２ａの係合制御を開始する。
【００３６】
したがって、このステップＳ３は、第１クラッチ１２ａの差回転が０になるまで繰り返し実行される。第１クラッチ１２ａの差回転が０になったことにより、ステップＳ３で肯定的に判断された場合には、ステップＳ４へ進む。
【００３７】
ステップＳ４では、第１クラッチ１２ａの係合制御が実行される。この第１クラッチ１２ａの係合制御では、第１クラッチ１２ａを係合する前後で、自動変速機４の出力軸１１から駆動輪９側に伝達する出力軸トルクＴｏが一定値となるように、エンジン１の駆動トルクが伝達される自動変速機４の入力軸１０のトルク（すなわち、入力軸トルクＴｅ）および第１クラッチ１２ａのクラッチトルク容量Ｔｃ１がそれぞれ制御される。なお、上記のように第１クラッチ１２ａを係合する場合、入力軸１０の入力軸角加速度d/dtωｅが所定の目標角加速度となるように、入力軸トルクＴｅおよびクラッチトルク容量Ｔｃ１がそれぞれ制御され、第１クラッチ１２ａが係合させられる。すなわち、自動変速機４の入力軸１０の回転数を上記の目標角加速度の下で変化させつつ、出力軸トルクＴｏが一定値となるように、入力軸トルクＴｅおよびクラッチトルク容量Ｔｃ２がそれぞれ制御される。なお、この場合の上記の目標角加速度は、第１クラッチ１２ａを係合させる際の入力軸角加速度d/dtωｅの目標値として予め定められている。
【００３８】
続いて、ステップＳ５では、第１クラッチ１２ａの係合が完了したか否かが判断される。例えば、第１クラッチ１２ａの係合油圧を検出する油圧センサ５ｇの検出値を基に、第１クラッチ１２ａの係合状態を判断することができる。
【００３９】
未だ、第１クラッチ１２ａの係合が完了してないことにより、このステップＳ５で否定的に判断された場合は、ステップＳ４へ戻り、従前のステップＳ４およびステップＳ５の制御が繰り返される。すなわち、第１クラッチ１２ａの係合が完了するまで、ステップＳ４およびステップＳ５の制御が繰り返し実行される。これに対して、第１クラッチ１２ａの係合が完了したことにより、ステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進む。
【００４０】
ステップＳ６では、第２クラッチ１２ｂの係合制御が実行される。この第２クラッチ１２ｂの係合制御では、車両Ｖｅの目標駆動力を実現するように、所定の目標角加速度の下で、入力軸トルクＴｅおよび第２クラッチ１２ｂのクラッチトルク容量Ｔｃ２がそれぞれ制御され、第２クラッチ１２ｂが係合させられる。すなわち、自動変速機４の入力軸１０の回転数を目標角加速度の下で変化させつつ、目標駆動力を満足するように、入力軸トルクＴｅおよび第２クラッチ１２ｂのクラッチトルク容量Ｔｃ２がそれぞれ制御される。なお、この場合の上記の目標角加速度は、第２クラッチ１２ｂを係合させる際の入力軸角加速度d/dtωｅの目標値として予め定められている。
【００４１】
続いて、ステップＳ７では、第２クラッチ１２ｂの係合が完了したか否かが判断される。例えば、第２クラッチ１２ｂの係合油圧を検出する油圧センサ５ｇの検出値を基に、第２クラッチ１２ｂの係合状態を判断することができる。
【００４２】
未だ、第２クラッチ１２ｂの係合が完了してないことにより、このステップＳ７で否定的に判断された場合は、ステップＳ６へ戻り、従前のステップＳ６およびステップＳ７の制御が繰り返される。すなわち、第２クラッチ１２ｂの係合が完了するまで、ステップＳ６およびステップＳ７の制御が繰り返し実行される。そして、第２クラッチ１２ｂの係合が完了したことにより、ステップＳ７で肯定的に判断された場合に、このルーチンを一旦終了する。
【００４３】
上記のようにして図２のフローチャートで示す制御を実行した場合の車両Ｖｅの挙動を、図３のタイムチャートに示してある。この図３のタイムチャートは、例えば、車両Ｖｅの走行モードをＥＶ走行からＨＶ走行に切り替えて移行するケースを示している。図３のタイムチャートにおいて、エンジン１の始動を開始する時刻ｔ１以前は、車両ＶｅがＥＶ走行している状態であり、自動変速機４はニュートラルにされている。したがって、第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂは共に解放されていて、いずれも、クラッチトルク容量が０になっている。
【００４４】
例えばＥＶ走行からＨＶ走行への移行指示があったことにより、時刻ｔ１でエンジン１が始動すると、エンジン１の回転数（図示せず）が上昇するのに伴い、自動変速機４の入力軸１０の回転数（入力軸回転数）が上昇し始める。入力軸回転数が上昇することにより、第１クラッチ１２ａの差回転が徐々に減少する。すなわち、第１クラッチ１２ａの差回転が０に近付いていく。そして、第１クラッチ１２ａの差回転が０になるタイミング（時刻ｔ２）で、第１クラッチ１２ａの係合制御を開始する。
【００４５】
第１クラッチ１２ａの係合制御は、前述のように、第１クラッチ１２ａの係合の前後で、自動変速機４の出力軸トルクＴｏが一定値となるように、入力軸トルクＴｅ、および、第１クラッチのクラッチトルク容量Ｔｃ１をそれぞれ制御する。例えば、図４に示すように、第１クラッチ１２ａのクラッチトルク容量Ｔｃ１、および、入力軸トルクＴｅを座標軸とする直交座標系で、出力軸トルクＴｏを一定とした場合の直線Ｌ１と、入力軸角加速度d/dtωｅを一定とした（入力軸角加速度d/dtωｅを所定の目標角加速度とした）場合の直線Ｌ２との交点Ａを、入力軸トルクＴｅの目標値およびクラッチトルク容量Ｔｃ１の目標値とする。そして、それらの目標値を基に、入力軸トルクＴｅおよびクラッチトルク容量Ｔｃ１をそれぞれ制御し、第１クラッチ１２ａを係合する。すなわち、この発明の実施形態における第１クラッチ１２ａの係合制御では、入力軸トルクＴｅとクラッチトルク容量Ｔｃ１との比（Ｔｅ／Ｔｃ１）が一定値となるように、それら入力軸トルクＴｅおよびクラッチトルク容量Ｔｃ１がそれぞれ制御され、第１クラッチ１２ａが係合される。
【００４６】
なお、この第１クラッチ１２ａの係合制御における上記の目標角加速度は、第１クラッチ１２ａを係合する際に適した値に設定した定数である。目標角加速度は、例えば、走行実験やシミュレーションなどの結果を基に、予め定められている。
【００４７】
前述した従来の例と同様に、入力軸角加速度をd/dtωｅ、入力軸トルクをＴｅ、第１クラッチ１２ａのクラッチトルク容量（伝達トルク容量）をＴｃ１、および、自動変速機４の出力軸トルクをＴｏとすると、この発明の実施形態における自動変速機４の入力軸１０および出力軸１１に関する運動方程式は、簡略的に、下記のように表される。
入力軸１０周りに関して（係合前）：d/dtωｅ＝ａ１×Ｔｅ−ｂ１×Ｔｃ１
出力軸１１周りに関して（係合前）：Ｔｏ＝ａ２×Ｔｅ＋ｂ２×Ｔｃ１
出力軸１１周りに関して（係合後）：Ｔｏ＝ａ３×Ｔｅ
なお、上記のａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２は、いずれも、例えばギヤ比やイナーシャなどの自動変速機４の機械的特性から決まる定数である。
【００４８】
上記の運動方程式において、係合前の出力軸トルクＴｏと、係合後の出力軸トルクＴｏとが等しくなるのは、
ａ２×Ｔｅ＋ｂ２×Ｔｃ１＝ａ３×Ｔｅ
の場合であり、この等式から、
Ｔｅ／Ｔｃ１＝ｂ２／（ａ３−ａ２）
の関係式が求まる。この関係式において、「ｂ２／（ａ３−ａ２）」は定数になる。
【００４９】
したがって、この発明の実施形態における第１クラッチ１２ａの係合制御では、入力軸トルクＴｅとクラッチトルク容量Ｔｃ１との比が一定値（定数）となるように、それら入力軸トルクＴｅおよびクラッチトルク容量Ｔｃ１をそれぞれ制御することにより、第１クラッチ１２ａの係合の前後で、出力軸トルクＴｏを一定にすることができる。その結果、係合ショックを生じさせることなく、第１クラッチ１２ａを適切に係合することができる。
【００５０】
上記のようにして第１クラッチ１２ａの係合制御が実行され、時刻ｔ３で第１クラッチ１２ａの係合が完了すると、同時に、または、引き続き、第２クラッチ１２ｂの係合制御を開始する。
【００５１】
第２クラッチ１２ｂの係合制御は、前述のように、入力軸角加速度d/dtωｅを一定値（所定の目標角加速度）とし、車両Ｖｅの目標駆動力を実現するように、入力軸トルクＴｅおよび第２クラッチ１２ｂのクラッチトルク容量Ｔｃ２をそれぞれ制御する。例えば、図５に示すように、第２クラッチ１２ｂのクラッチトルク容量Ｔｃ２、および、入力軸トルクＴｅを座標軸とする直交座標系で、目標角加速度を実現可能にする条件を結んだ直線Ｌ３と、目標駆動力を実現可能にする条件を結んだ直線Ｌ４との交点Ｂを、入力軸トルクＴｅの目標値およびクラッチトルク容量Ｔｃ２の目標値とする。そして、それらの目標値を基に、入力軸トルクＴｅおよびクラッチトルク容量Ｔｃ２をそれぞれ制御し、第２クラッチ１２ｂを係合する。
【００５２】
なお、この第２クラッチ１２ｂの係合制御における上記の目標角加速度は、第２クラッチ１２ｂを係合する際に、その係合の前後で自動変速機４の出力軸トルクＴｏが一定となるように設定した定数である。目標角加速度は、例えば、走行実験やシミュレーションなどの結果を基に、予め定められている。
【００５３】
上記のようにして第２クラッチ１２ｂの係合制御が実行され、時刻ｔ４で第２クラッチ１２ｂの係合が完了すると、自動変速機４は、所定の変速段が設定され、入力軸１０と出力軸１１との間で動力伝達が可能な状態になる。
【００５４】
したがって、この発明の実施形態における第２クラッチ１２ｂの係合制御では、第２クラッチ１２ｂを係合する際には、第２クラッチ１２ｂの係合の前後で、出力軸トルクＴｏを一定にすることができる。その結果、係合ショックを生じさせることなく、第２クラッチ１２ｂを適切に係合することができる。
【００５５】
また、この発明の実施形態における車両Ｖｅの制御装置によれば、上記のように、入力軸トルクＴｅと第１クラッチ１２ａのクラッチトルク容量Ｔｃ１との比、および、入力軸トルクＴｅと第２クラッチのクラッチトルク容量Ｔｃ２との比がそれぞれ一定となる条件の下で、入力軸トルクＴｅ、ならびに、クラッチトルク容量Ｔｃ１およびクラッチトルク容量Ｔｃ２を、それぞれ、自由に設定することができる。そのため、第１クラッチ１２ａの差回転および第２クラッチ１２ｂの差回転を、それぞれ、適切に制御することができる。その結果、自動変速機４の係合要素１２を係合する際のクラッチジャダーの発生を適切に抑制することができる。
【００５６】
したがって、発明の実施形態における車両Ｖｅの制御装置によれば、少なくとも第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂの複数の係合要素１２を解放してニュートラルを設定するとともに、それら第１クラッチ１２ａおよび第２クラッチ１２ｂの複数の係合要素を係合して動力伝達を行う自動変速機４を搭載した車両Ｖｅを対象にして、係合ショックやジャダーの発生を適切に抑制することができる。
【００５７】
なお、この発明の実施形態では、上述したような第１クラッチ１２ａの係合制御と第２クラッチ１２ｂの係合制御とを入れ替えてもよい。すなわち、自動変速機４をニュートラルから所定の変速段を設定して動力伝達が可能な状態にする場合に、先ず、第１クラッチ１２ａを係合させる際の入力軸角加速度d/dtωｅの目標値として予め定めた所定の目標角加速度で、車両Ｖｅの目標駆動力を満たすように、入力軸トルクＴｅおよび第１クラッチのクラッチトルク容量Ｔｃ１をそれぞれ制御して第１クラッチ１２ａを係合させてもよい。その場合、第１クラッチ１２ａを係合させた後に、出力軸トルクＴｏが一定値となるように、具体的には、入力軸トルクＴｅと第２クラッチ１２ｂのクラッチトルク容量Ｔｃ２との比（Ｔｅ／Ｔｃ２）が一定値となるように、入力軸トルクＴｅおよび第２クラッチ１２ｂのクラッチトルク容量Ｔｃ２をそれぞれ制御して第２クラッチ１２ｂを係合させてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…エンジン（ENG）、  １ａ…（エンジンの）出力軸、  ２…第１モータ（MG1）、  ３…第２モータ（MG2）、４…自動変速機（AT）、  ５…検出部、  ５ａ…車輪速センサ、  ５ｂ…エンジン回転数センサ、  ５ｃ…第１モータ回転数センサ（レゾルバ）、  ５ｄ…第２モータ回転数センサ（レゾルバ）、  ５ｅ…入力軸回転数センサ、  ５ｆ…出力軸回転数センサ、  ５ｇ…油圧センサ、  ５ｈ…アクセルポジションセンサ、  ５ｉ…シフトポジションセンサ、  ５ｊ…加速度センサ、  ６…コントローラ（ECU）、  ７…デファレンシャルギヤ、  ８…ドライブシャフト、  ９…駆動輪、  １０…（自動変速機の）入力軸、  １１…（自動変速機の）出力軸、  １２…（自動変速機の）係合要素、  １２ａ…第１クラッチ、  １２ｂ…第２クラッチ、  Ｖｅ…車両。
【図１】
2019143754.tif 000003
【図２】
2019143754.tif 000004
【図３】
2019143754.tif 000005
【図４】
2019143754.tif 000006
【図５】
2019143754.tif 000007