(57)【要約】【課題】変速時に十分なトルクアシストができない場合でも減加速による違和感が抑制できるトルク制御装置を提供する。【解決手段】実施形態に係るトルク制御装置は、ギア比の異なる複数のギア対に対してトルク伝達状態とトルク非伝達状態とを切り替えて変速処理を行う自動変速機１６と、変速処理時に内燃機関１２側から供給される駆動トルクについて接続状態と切断状態とを切り替えるクラッチ１４と、モータジェネレータ１８と、制御部２６と、を備える。制御部２６は、変速処理のときにモータジェネレータ１８にトルク制限がかかった場合、クラッチ１４が切断状態から接続状態を経て遅くても次の切断状態へ移行を開始までの間に内燃機関１２から供給される駆動トルクとモータジェネレータ１８の供給するモータトルクの合計トルクがドライバ要求トルクに対して所定のなまし率でなまされるようにモータジェネレータ１８をなまし制御する。【選択図】図１
2015027854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態とトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り替えて変速処理を行う変速機構と、
前記入力シャフトに接続され、前記変速処理を行うときに内燃機関側から供給される駆動トルクを伝達する接続状態と遮断する切断状態とを少なくとも切り替えるクラッチと、
前記出力シャフト側にトルクを供給可能なモータジェネレータと、
前記モータジェネレータのトルクを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記変速処理のときに前記モータジェネレータの出力トルクに出力制限がかかった場合、前記クラッチが切断状態から接続状態を経て遅くても次の切断状態へ移行を開始するまでの間に前記内燃機関から供給される駆動トルクと前記モータジェネレータの供給するモータトルクの合計トルクが運転者の操作するアクセル操作量に基づくドライバ要求トルクに対して所定のなまし率でなまされるように前記モータジェネレータをなまし制御するトルク制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記なまし率を前記ドライバ要求トルクの大きさに対応して補正する請求項１記載のトルク制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記なまし制御中に前記モータジェネレータを回生制御することで負トルクを発生させて前記合計トルクをなます請求項１または請求項２記載のトルク制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ドライバ要求トルクを補正して、前記モータジェネレータの出力可能範囲内でなまし制御を実行する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトルク制御装置。
【請求項５】
前記なまし率は、前記変速機構で変速後にトルク伝達状態とする前記ギア対に応じて変化させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、トルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を動力源の１つとして、その動力を変速機構を介して駆動輪側に伝達する車両は、変速制御を行う際に内燃機関からの動力を一時的に遮断する必要があるため内燃機関と変速機構との間にクラッチを備える。クラッチの制御状態には、トルクを伝達する接続状態と、トルクを伝達しない切断状態と、その中間の状態で滑りながら接触している滑り状態の３状態がある。
【０００３】
上述したように変速制御を行う場合、一時的に内燃機関から供給される動力が遮断されるため、変速機構を含む下流側の構成にトルクが伝達されない、いわゆる「トルク抜け」が生じる。例えば定速走行中または加速中に変速が行われる際にトルク抜けが生じると運転者の走行イメージに反して減速する可能性があり、違和感が生じる場合がある。この対策として、例えば、変速中にクラッチが切断状態となるのと同時に出力シャフト側に接続された電動機の駆動トルクを増大させて、車両の減速感を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６９５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のように電動機によるトルクアシストを行う場合、常時十分なトルクアシストができるとは限らない。一般的に電動機は、低速回転時に出力可能なトルクに比べて高速回転時に出力可能なトルクが小さい。そのため高速回転時（高速走行時）に出力トルクの制限（トルク制限）がかかる場合がある。また、バッテリの充電量（ＳＯＣ）が不十分な場合もトルク制限がかかる場合がある。このような場合、変速制御中のトルク抜けを十分に補うことができない場合がある。また、不十分なトルクアシストにより一時的な減速感が生じた後、変速制御が完了してクラッチが接続状態になることで、急速にエンジントルクの伝達が再開されて加速して加速感を与える。つまり、運転者のアクセル操作に対応する走行イメージと異なり、変速中の短時間に減加速が生じて、単に減速感が生じる場合に比べて車両搭乗者に違和感が認識され易くなる場合がある。また、電動機が十分なトルクアシストをできるか否かは走行状態やＳＯＣの状態によって変化するため、変速時に不規則に減加速が発生して、いっそう違和感を招きやすい。  
そこで、変速時に電動機でトルクアシストが可能な車両において、変速時に十分なトルクアシストができない場合でも、減加速による違和感（変速ショック）が抑制できるトルク制御装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るトルク制御装置は、ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態とトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り替えて変速処理を行う変速機構と、前記入力シャフトに接続され、前記変速処理を行うときに内燃機関側から供給される駆動トルクを伝達する接続状態と遮断する切断状態とを少なくとも切り替えるクラッチと、前記出力シャフト側にトルクを供給可能なモータジェネレータと、前記モータジェネレータのトルクを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記変速処理のときに前記モータジェネレータの出力トルクに出力制限がかかった場合、前記クラッチが切断状態から接続状態を経て遅くても次の切断状態へ移行を開始するまでの間に前記内燃機関から供給される駆動トルクと前記モータジェネレータの供給するモータトルクの合計トルクが運転者の操作するアクセル操作量に基づくドライバ要求トルクに対して所定のなまし率でなまされるように前記モータジェネレータをなまし制御する。この態様によると、変速処理のときにモータジェネレータの出力制限がかかっている場合、少なくとも変速処理でクラッチが接続されて内燃機関側からのトルク伝達が回復する場合でも合計トルクがなまされるので、変速ショックが軽減できる。
【０００７】
また、実施形態に係るトルク制御装置の前記制御部は、前記なまし率を前記ドライバ要求トルクの大きさに対応して補正してもよい。ドライバ要求トルクは、運転者がアクセルペダルの操作量を変化させることで変化する。つまり、運転者の持つ走行イメージに対応する。したがって、ドライバ要求トルクに応じてなまし率を補正することで、走行イメージに対応するトルク制御が可能になり、運転者の違和感が軽減できる。
【０００８】
また、実施形態に係るトルク制御装置の前記制御部は、前記なまし制御中に前記モータジェネレータを回生制御することで負トルクを発生させて前記合計トルクをなますようにしてもよい。この態様によると、回生制御により発生する負トルクで内燃機関から提供される駆動トルクの一部を相殺して合計トルクの調整ができる。また、回生制御により発生した電力を次回モータジェネレータのトルクを必要とする場合に利用可能となるので、モータジェネレータのトルク不足が軽減できる。
【０００９】
また、実施形態に係るトルク制御装置の前記制御部は、前記ドライバ要求トルクを補正して、前記モータジェネレータの出力可能範囲内でなまし制御を実行するようにしてもよい。この態様によれば、モータジェネレータの出力可能範囲内でトルク制御を行うので、ドライバ要求トルクに対しトルク不足が生じて制御に矛盾が生じることを防止できる。
【００１０】
また、実施形態に係るトルク制御装置における前記なまし率は、前記変速機構で変速後にトルク伝達状態とする前記ギア対の種類に応じて変化させるようにしてもよい。ギア対ごとに最適な回転数が定められている。また、モータジェネレータは回転数に応じて出力可能なトルクが定まる。したがって、変速後のギア比に対応してなまし率を変化させることで、トルク変動の違和感が軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係るトルク制御装置を含むハイブリッド車両の機能ブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係るトルク制御装置を含むハイブリッド車両のドライブトレインを中心とする駆動系の模式図である。
【図３】図３は、変速時にトルク抜けが発生した場合にモータジェネレータでトルク制限がかからず、十分なトルクアシストができた場合のトルク変化を示す比較例を示す図である。
【図４】図４は、変速時にトルク抜けが発生した場合にモータジェネレータでトルク制限がかかり、十分なトルクアシストができなかった場合のトルク変化を示す比較例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係るトルク制御装置のトルク制御処理を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態に係るトルク制御装置のトルク制御処理を実行した場合のトルク変化を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係るトルク制御装置を含む他の構成のハイブリッド車両の機能ブロック図である。
【図８】図８は、実施形態に係るトルク制御装置を含むハイブリッド車両のドライブトレインを中心とする駆動系の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施形態に係るトルク制御装置を含むハイブリッド車両の機能ブロック図である。本実施形態のトルク制御装置は、変速機構の変速制御のときにクラッチが切断され、変速機構側に内燃機関からのトルクが一時的に伝達されない場合に、モータジェネレータからトルクを供給してトルクを補う。そのときに、モータジェネレータの出力トルクが運転者が要求するドライバ要求トルクに満たない場合、クラッチが切断状態から接続状態を経て遅くても次の切断状態へ移行を開始するまでの間は内燃機関から供給される駆動トルクとモータジェネレータの供給するモータトルクの合計トルクを制御する。具体的には、運転者の操作するアクセル操作量に基づくドライバ要求トルクに対して合計トルクが所定のなまし率でなまされるようにモータジェネレータをなまし制御するものである。
【００１３】
図１に示すハイブリッド車両１０は、内燃機関１２、クラッチ１４、自動変速機１６、モータジェネレータ１８、インバータ２０、バッテリ２２、差動装置（デフ）２４、制御部２６、記憶部２８等で構成されている。なお、図１では、本実施形態と関連しない構成については省略している。
【００１４】
内燃機関１２は、例えばガソリンエンジン等で、制御部２６の制御によりエンジン回転数やエンジントルクが制御される。クラッチ１４は内燃機関１２の出力シャフトと自動変速機１６の入力シャフトとの間に配置される。クラッチ１４には、内燃機関１２側から供給される動力（回転力または回転トルク）を伝達する接続状態と、非伝達とする切断状態、及び接続状態と切断状態の中間の状態で滑りながら接触している滑り状態の３状態がある。クラッチ１４の制御状態も走行状態に応じて制御部２６によって制御される。
【００１５】
自動変速機（変速機構）１６は、後述するいわゆるドグクラッチを含むドグトランスミッションとすることができるが、別の実施形態では、シンクロメッシュを備えるトランスミッションでもよい。自動変速機１６の出力シャフト側には、モータジェネレータ１８が接続されている。図１の構成では、モータジェネレータ１８と自動変速機１６の出力シャフトとの間に切替機構３０が設けられている。切替機構３０によって、モータジェネレータ１８が自動変速機１６の出力シャフト側に直結される場合と、モータジェネレータ１８が自動変速機１６の出力シャフト側から分離される場合を選択できる。モータジェネレータ１８が出力シャフト側と直結される場合は、インバータ２０を介してバッテリ２２からの電力供給を受けてモータとして機能するモータジェネレータ１８の出力トルクを差動装置２４側に提供可能である。したがって、内燃機関１２からの駆動力の供給を受けない場合、モータジェネレータ１８のみを駆動源とするＥＶ走行が可能となる。また、内燃機関１２からの駆動力の供給を受ける場合は、内燃機関１２の駆動力をアシストするアシスト走行が可能になる。また、ハイブリッド車両１０の制動時にモータジェネレータ１８を発電機として機能させて、インバータ２０を介してバッテリ２２を充電させることが可能である。なお、切替機構３０によりモータジェネレータ１８を自動変速機１６側から分離すれば内燃機関１２のみのエンジン走行が可能になる。
【００１６】
差動装置２４は、ハイブリッド車両１０が旋回する際に、内側と外側の車輪３２に生じる速度差（回転数の差）を吸収しつつ動力源（内燃機関１２またはモータジェネレータ１８あるいはその両方）からのトルクを各車輪３２に振り分けて伝える。
【００１７】
制御部２６は、運転者の走行操作に基づく走行要求またはハイブリッド車両１０の走行状態にしたがって、内燃機関１２、クラッチ１４、自動変速機１６、インバータ２０、バッテリ２２等を連携制御して、最適な走行を実現する。なお、図１の構成の場合、制御部２６は各機器を統合制御する統合制御部として示しているが、制御対象ごとに個別の制御部を備え、各制御部が連携制御されるようにしてもよい。また、いくつかの機能をまとめて制御するようにしてもよい。記憶部２８は制御部２６が取得する各種情報を記憶する。また、記憶した情報を制御部２６に提供して各機器を制御したり、各機器のフィードバック制御に反映させる。なお、制御部２６は、取得した各種情報に基づき、情報を加工して新たな情報を作成したり、既存の情報を更新したりして記憶部２８に記憶させてもよい。
【００１８】
図２は、ハイブリッド車両１０のドライブトレインを中心とする駆動系の模式図である。自動変速機１６の入力シャフト１６ａと内燃機関１２のクランクシャフト１２ａの間には、例えば乾式のクラッチ１４が配置されている。
【００１９】
クラッチ１４は、フライホイール、クラッチディスク、プレッシャプレート、ダイヤフラムスプリング、クラッチカバーおよびクラッチ制御機構等を有している。ダイヤフラムスプリングの付勢力により、クラッチディスクとプレッシャプレート、およびフライホイールとクラッチディスクがそれぞれ接触して摩擦力を発生する。この摩擦力により、クランクシャフト１２ａと入力シャフト１６ａとの間でクラッチ１４を介して動力が伝達される接続状態となる。クラッチ制御機構は、クラッチ１４の接触度合いを調整するものであり、液圧アクチュエータを含む。液圧アクチュエータの液圧を高めることでダイヤフラムスプリングがプレッシャプレートを押圧する押圧力が低減し、クラッチディスクとプレッシャプレート、およびフライホイールとクラッチディスクのそれぞれの接触が解放される。その結果、クラッチ１４は、滑り状態を経て切断状態に移行する。
【００２０】
接続状態とは、フライホイールとクラッチディスクとが接触し、かつ等しい回転数で一体に回転する状態である。滑り状態とは、フライホイールとクラッチディスクとが接触し、かつ互いに異なる回転数で回転する状態である。切断状態とは、フライホイールとクラッチディスクとが切断され動力を伝達しない状態である。アクチュエータは、クラッチ１４の滑り状態における動力の伝達度合いを制御することが可能である。
【００２１】
ダイヤフラムスプリングがプレッシャプレートを押圧する押圧力の大きさに応じて、クラッチ１４において伝達可能な最大トルク、すなわちクラッチ１４のトルク容量が変化する。以下の説明では、このクラッチ１４において伝達可能な最大トルクを「クラッチトルク」と記載する。液圧アクチュエータの液圧制御によるクラッチストロークの調節によりクラッチトルクが制御できる。
【００２２】
クラッチ１４のクラッチディスクとスプライン嵌合している入力シャフト１６ａは、複数のギア対を構成する複数の駆動ギアを備える。図２に示す例の場合、第１速用駆動ギア５６ａ、第２速用駆動ギア５６ｂ及び後進用駆動ギア５６ｆが入力シャフト１６ａに固定され一体回転するように構成されている。一方、第３速用駆動ギア５６ｃ、第４速用駆動ギア５６ｄ及び第５速用駆動ギア５６ｅが入力シャフト１６ａに回転自在に支持されている。
【００２３】
第３速用駆動ギア５６ｃと第４速用駆動ギア５６ｄの間には第１ドグクラッチ５８が設けられている。第１ドグクラッチ５８は、入力シャフト１６ａに固定されたハブ５８ａの外周面にスプライン嵌合して軸方向に移動可能なリング状のスリーブ５８ｂを有している。ハブ５８ａを挟んで一方側には第３速用駆動ギア５６ｃに同心で固定されて入力シャフト１６ａに対して回転自在なクラッチリング５８ｃが設けられている。他方側には第４速用駆動ギア５６ｄに同心で固定されて入力シャフト１６ａに対して回転自在なクラッチリング５８ｃが設けられている。クラッチリング５８ｃには、ハブ５８ａと対向する側面にスリーブ５８ｂのスプラインが噛み合うドグ歯が円周方向に配置されている。したがって、スリーブ５８ｂがハブ５８ａ上を第３速用駆動ギア５６ｃ側のクラッチリング５８ｃに向かって移動して、スプラインとドグ歯が噛み合った場合、第３速用駆動ギア５６ｃが入力シャフト１６ａに固定されて一体的に回転して、トルク伝達状態となる。
【００２４】
同様に、スリーブ５８ｂがハブ５８ａ上を第４速用駆動ギア５６ｄ側のクラッチリング５８ｃに向かって移動して、スプラインとドグ歯が噛み合った場合、第４速用駆動ギア５６ｄが入力シャフト１６ａに固定されて一体的に回転して、トルク伝達状態となる。一方、スプラインとドグ歯が噛み合わない側のクラッチリング５８ｃは入力シャフト１６ａに対し回転自在な状態が維持されるので、クラッチリング５８ｃと一体化している駆動ギアも入力シャフト１６ａに対して回転自在な状態が維持される。つまり、トルク非伝達状態となる。なお、スリーブ５８ｂがハブ５８ａ上の中立位置に存在する場合は、第３速用駆動ギア５６ｃ及び第４速用駆動ギア５６ｄはいずれもトルク非伝達状態となる。
【００２５】
第５速用駆動ギア５６ｅには、第２ドグクラッチ６０が設けられている。第２ドグクラッチ６０は、第５速用駆動ギア５６ｅのトルク伝達状態とトルク非伝達状態を切り替えるようにハブ６０ａの片側にクラッチリング６０ｃが存在し、スリーブ６０ｂと噛み合う構成になっている他は第１ドグクラッチ５８と同様な構成である。
【００２６】
自動変速機１６の出力シャフト１６ｂは、第１速用駆動ギア５６ａ〜第５速用駆動ギア５６ｅ及び後進用駆動ギア５６ｆに対応する第１速用従動ギア６２ａ〜第５速用従動ギア６２ｅ及び後進用従動ギア６２ｆを備える。第３速用従動ギア６２ｃ〜第５速用従動ギア６２ｅは出力シャフト１６ｂに固定され、第１速用従動ギア６２ａと第２速用従動ギア６２ｂの間には第３ドグクラッチ６４が設けられている。第３ドグクラッチ６４は第１ドグクラッチ５８と同様の構成であり、第３ドグクラッチ６４の動作状態によって、第１速用従動ギア６２ａと第２速用従動ギア６２ｂとを出力シャフト１６ｂに対してトルク伝達状態とトルク非伝達状態に切り替える。また、第３ドグクラッチ６４も第１速用従動ギア６２ａと第２速用従動ギア６２ｂをトルク非伝達状態にするニュートラル状態に制御することができる。
【００２７】
なお、第３ドグクラッチ６４のスリーブ６４ｂの外周面には後進用従動ギア６２ｆが固定されている。後進時には、後進用駆動ギア５６ｆと後進用従動ギア６２ｆとの間にリバースアイドラー６６が挿入される。入力シャフト１６ａを前進走行時の回転方向に回転させると、スリーブ６４ｂとスプライン嵌合したハブ６４ａが前進走行とは逆方向（後進方向）に回転する。ハブ６４ａは出力シャフト１６ｂに固定されているので、出力シャフト１６ｂは後進方向に回転する。なお、リバースアイドラー６６をドグクラッチによって後進時のトルク伝達状態とその他の場合のトルク非伝達状態とに切り替える構成にしてもよい。
【００２８】
また、出力シャフト１６ｂには、差動装置２４のリングギア６８と噛み合う出力ギア７０が固定されている。第１速用駆動ギア５６ａ〜第５速用駆動ギア５６ｅ及び後進用駆動ギア５６ｆは、それぞれ第１速用従動ギア６２ａ〜第５速用従動ギア６２ｅ及び後進用従動ギア６２ｆと噛み合い、第１ギア対７２、第２ギア対７４、第３ギア対７６、第４ギア対７８、第５ギア対８０、後進ギア対８２を構成する。内燃機関１２の動力を用いてハイブリッド車両１０を走行させる場合、制御部２６は、いずれかのギア対がトルク伝達状態になるようにドグクラッチのスリーブを移動させて、入力シャフト１６ａから出力シャフト１６ｂへトルクを伝達する。
【００２９】
なお、図２の構成では、図１の切替機構３０を省略して、モータジェネレータ１８が差動装置２４に直結されている例を示している。つまり、モータジェネレータ１８の出力シャフト１８ａには駆動ギア１８ｂが固定され、カウンターシャフト８４に固定された従動ギア８４ａと噛み合う。また、カウンターシャフト８４にはピニオンギア８４ｂが固定され、リングギア６８と噛み合っている。したがって、モータジェネレータ１８の駆動力のみでハイブリッド車両１０を走行させる場合には、自動変速機１６側の各ギア対が全てニュートラルの状態になるように各ドグクラッチを制御すればよい。また、モータジェネレータ１８が差動装置２４に直結されているので、モータジェネレータ１８によるトルクアシストを必要としない場合には、モータジェネレータ１８が負荷になってしまう。そのような場合は、その負荷を打ち消す分のトルクをモータジェネレータ１８で発生するようにしてもよい。なお、図２の例の場合、カウンターシャフト８４にはパーキングギア８６が固定されている。シフトレバー操作等によりパーキング状態にする場合には、図示しないアクチュエータで動作するロック爪とパーキングギア８６を噛み合わせることにより、カウンターシャフト８４及びリングギア６８が回転不能になり、車輪がロックされる状態、すなわち、パーキング状態が実現できる。
【００３０】
このように構成されるハイブリッド車両１０の走行制御を行う場合、走行状態に応じて適宜自動変速機１６において伝達状態となるギア対が選択されて切り替える変速処理が実行される。変速処理を実行する場合、制御部２６は、この変速処理に先立ちクラッチ１４を切断状態にして内燃機関１２からのトルク供給を一時的に遮断する。それと同時に内燃機関１２の吹き上がりを防止するために内燃機関１２のトルクを低下させる。このとき、制御部２６は、運転者の操作するアクセル操作量に基づくドライバ要求トルクを満たすようにトルク制御を行おうとするが、クラッチ１４は、接続状態から滑り状態を経て切断状態に移行する。したがって、自動変速機１６の入力シャフト１６ａに入力されるエンジントルクは漸減し、クラッチ１４が切断状態になった時点で「０」となる。つまり、自動変速機１６の出力シャフト１６ｂから出力されるトルクが漸減し、いわゆる「トルク抜け」の状態になり、減速感の原因になる。そこで、制御部２６は、モータジェネレータ１８を制御してモータトルクを自動変速機１６の出力シャフト１６ｂに供給する。この場合、供給するモータトルクは、エンジントルクの漸減に対応して漸増するようにして、エンジントルクとモータトルクの合計トルクがドライバ要求トルクになるようにする。そして、クラッチ１４が切断状態になった時点で、モータジェネレータ１８のモータトルクがドライバ要求トルクの全てを賄う。その後、自動変速機１６において変速後のギア対がトルク伝達状態になった場合、制御部２６は、クラッチ１４を切断状態から滑り状態を経て接続状態に移行させる。つまり、制御部２６は、エンジントルクを漸増させ始め、その一方でモータトルクを漸減させ始める。クラッチ１４が完全に接続状態に移行したら、モータトルクは「０」になり、エンジントルクがドライバ要求トルクの全てを賄うようになる。このようなトルク制御を行うことにより、「トルク抜け」のない変速制御が実現できる。
【００３１】
図３は上述したモータジェネレータ１８の出力するモータトルクでエンジントルクの減少分を完全に賄うことができる場合、つまりトルクアシストが十分にできる場合のトルク変化を模式的に示す比較例である。図３及び後述する図４、図６において、ドライバ要求トルクａが実線で示され、エンジントルクｂが破線で示されている。また、モータトルクｃが一点鎖線で、合計トルクｄが二点鎖線で示されている。なお、図３、図４、図６には、変速時の自動変速機１６にて切り替えられるギア対、すなわち要求される要求ギア段ｒが破線で示され、実際に移行している実ギア段ｓが実線で示されている。また、図３、図４、図６の場合、「１速」から「２速」に変速する場合を一例として示している。図３、図４、図６において、各線の識別を容易にするため２本以上の線が重なる部分は各線を少しずらして描画しているが、基本的には重なっているものとする。
【００３２】
図３の場合は、変速処理を開始する時点を基準（０秒）として示す。制御部２６は、変速処理を開始するとクラッチ１４を滑り状態に移行させる。このとき要求ギア段ｒは２速に変更される。そして、例えば「０．５秒」でクラッチ１４は切断状態になる。制御部２６は、クラッチ１４を滑り状態に移行させるタイミングで内燃機関１２のエンジントルクを漸減させて吹き上がりを防止する。また、同時にモータジェネレータ１８のモータトルクを漸増させて減少分のトルクを補填する。クラッチ１４が切断状態になると、自動変速機１６では、実ギア段ｓが１速から不定状態、すなわち１速や２速等のギア確定状態でもニュートラル（Ｎ）でもない状態を経て、ニュートラルに移行し、さらに不定状態を経て２速に移行する。クラッチ１４が切断状態となる「０．５秒」から「１．５秒」の間、ドライバ要求トルクａは、モータトルクｃで全て賄われることになる。その後、制御部２６は、例えば「１．５秒」のときにクラッチ１４を滑り状態にして接続状態へ移行を開始する。つまり、クラッチ１４が完全に切断状態になっている間に、自動変速機１６はギア対の切り替えを完了させる。なお、運転者が操作するアクセル踏み込み量が一定の場合でも、自動変速機１６のギア段が「１速」から「２速」に移行すると、対応するギア対のギア比にしたがって、ドライバ要求トルクａが減少する（１．５秒付近）。クラッチ１４が滑り状態に移行するとエンジントルクｂの伝達が再開され、エンジントルクｂの漸増が開始される。それに対応して、モータトルクｃの漸増が開始される。なお、変速（シフトアップ）の結果、ドライバ要求トルクａはギア比に応じて減少するので、エンジントルクｂの漸増及びモータトルクｃの漸減による合計トルクｄは、変更されたドライバ要求トルクａを満たすように調整される。そして、例えば「２．０秒」でクラッチ１４が完全に接続状態になり、変速処理が完了する。つまり、ドライバ要求トルクａの全てがエンジントルクｂによって賄われる状態に復帰する。この一連の変速処理中に合計トルクｄはドライバ要求トルクａと同じであり、「トルク抜け」が生じていないことが示されている。
【００３３】
図４は、自動変速機１６の変速処理のときに、モータジェネレータ１８の出力するモータトルクがドライバ要求トルクを満たすことができない場合の比較例を示す図である。モータジェネレータ１８が、十分なモータトルクを出力できない原因としては、モータジェネレータ１８自体の特性に起因する場合がある。一般的に電動機は、低速回転時に出力可能なモータトルクに比べて高速回転時に出力可能なモータトルクが小さい。そのため高速回転時（高速走行時）に変速制御が実行されて、モータジェネレータ１８のモータトルクでドライバ要求トルクを賄わなければならない場合、必要なモータトルクが出せない場合がある。つまり出力トルクの制限（トルク制限）がかかる場合がある。また、十分なモータトルクが出力できない別の場合として、バッテリ２２の充電量（ＳＯＣ）が不十分な場合がある。この場合もトルク制限がかかる場合がある。図４の場合、モータジェネレータ１８は、一時的に例えば１７５Ｎｍのモータトルクｃを出力可能であるが、バッテリ２２の充電不足により例えば１２０Ｎｍ付近が最大となるトルク制限がかかってしまう例を示す。
【００３４】
図４において、図３と同様に制御部２６は、変速処理を開始するとエンジントルクｂを漸減させ始め、それに対応してモータトルクｃを漸増させ始める。そして、クラッチ１４が完全に切断状態になった時点（０．５秒）で、ドライバ要求トルクａをモータトルクｃのみで賄うようになる。ただし、図４の例では、バッテリ２２の充電量不足等が理由で、途中でトルク制限がかかり、モータトルクｃが低下している（図４の１．０秒前後）。図中「０．５秒」から「１．５秒」がクラッチ１４が切断状態であり、エンジントルクｂの伝達が行われない。したがって、合計トルクｄはモータトルクｃと同様に低下する。
【００３５】
そして、制御部２６は、自動変速機１６においてギア対の変更が完了したことを契機に、クラッチ１４を滑り状態に制御し、エンジントルクｂを漸増させていく（１．５秒以降）。したがって、「トルク抜け」が原因で減少してきた合計トルクｄは、クラッチ１４が滑り状態に移行してエンジントルクｂが急速に回復し始めると、それに伴い急速に増加し始める（図４の１．５秒以降）。つまり、出力シャフト１６ｂへ伝達されるトルクは、一度減少した後、急速に増加する。その結果、変速中、領域Ｍで示すような減速と加速が短時間に連続することになり運転者及び搭乗者に違和感を与えてしまう場合がある。この場合、減速後に加速に急変するので変速ショックＧとして認識されやすい。
【００３６】
一方、本実施形態のトルク制御装置を搭載するハイブリッド車両１０においては、変速ショックが認識されにくいようにしている。  
図５は、本実施形態のトルク制御装置における制御処理を説明するフローチャートである。また、図６は、変速時にモータジェネレータ１８が十分なモータトルクを発生できない場合に、図５のフローチャートに従う制御を実行した場合のトルク変動の様子を示す図である。
【００３７】
まず、制御部２６は、走行中に自動変速機１６により変速処理を開始するか否かを検出する（Ｓ１００のＮ）。例えば、車速とアクセルペダルの踏み具合に基づいて変速マップを参照して変速を行うタイミングであるか判定する。そして、変速を開始するタイミングであると判定した場合（Ｓ１００のＹ）、制御部２６は、クラッチ１４を切断状態に移行させる制御を行うと共に、エンジントルクｂを漸減させモータトルクｃを漸増させて、変速処理中のドライバ要求トルクａをモータトルクｃで賄う制御に切り替える（例えば０秒〜０．５秒）。制御部２６は、モータトルクｃでドライバ要求トルクａを賄うにあたり、モータジェネレータ１８がトルク制限状態にあるか否かを判定する。具体的には、ドライバ要求トルクを満たすために必要となる要求モータトルク（要求ＭＧトルク）と実際に出力可能な実モータトルク（実ＭＧトルク）を比較する。もし、要求ＭＧトルク−実ＭＧトルク＞閾値１（例えば閾値＝０）の場合（Ｓ１０２のＹ）、トルク制限がかかっていると判定して、制御部２６はＭＧトルクリミットフラグをＯＮする（Ｓ１０４）。なお、この比較のための情報を含め各種情報の伝達は、車載ネットワークを介して行われるので、情報伝達時間や情報処理時間を考慮する必要がある。したがって、要求ＭＧトルク−実ＭＧトルク＞閾値１の判定は、変速を開始するタイミングであると判定された後、所定時間が経過するのを待って判定することが望ましい。そして、ギア対の切り替えを行っている期間Ｎは、クラッチ１４が切断状態なので、エンジントルクｂは伝達されず、モータトルクｃのみで合計トルクｄが賄われる。もし、要求ＭＧトルク−実ＭＧトルク＞閾値１ではない場合（Ｓ１０２のＮ）、すなわち、モータトルクｃに余裕がある場合はＳ１０４をスキップする。この場合、トルクは図３で示す状態になり変速ショックは発生しないことになる。
【００３８】
ここで、変速時の要求ＭＧトルクは、そのときの自動変速機１６とクラッチ１４の状態及びエンジントルクとクラッチトルクの状態によって異なる。  
例えば、自動変速機１６の実際のシフトポジション（実シフトＰ）がニュートラル状態（Ｎ）ではなく、かつクラッチ１４が切断状態ではない場合を考える（実シフトＰ≠Ｎかつクラッチ≠断）。このとき、クラッチトルクの大きさがエンジントルクの絶対値以上の場合（クラッチトルク≧｜エンジントルク｜の場合）、つまり、ハイブリッド車両１０の走行中でクラッチ１４は完全に接続されている場合、要求ＭＧトルクは、「ドライバ要求トルク−エンジントルク」となる。
【００３９】
一方、クラッチトルク＜｜エンジントルク｜の場合、つまり、クラッチ１４が滑り状態の場合で、エンジントルク≧０の場合、要求ＭＧトルクは、「ドライバ要求トルク−クラッチトルク」となる。また、エンジントルク＜０の場合、要求ＭＧトルクは、「ドライバ要求トルク＋クラッチトルク」となる。
【００４０】
自動変速機１６の実シフトｓがニュートラル状態（Ｎ）または、クラッチ１４が切断状態の場合、つまり、自動変速機１６は完全にトルクが伝達されていない状態である場合、要求ＭＧトルクは、ドライバ要求トルクと同じになる。
【００４１】
そして、制御部２６は、自動変速機１６においてギア対の切り替えが終了したか否か、つまり、要求シフトポジション（要求ギア段ｒ：切り替えようとしたギア対）に実際のシフトポジション（実シフトＰ）が一致したか否かを例えばドグクラッチのアクチュエータの状態により検出する（Ｓ１０６）。もし、要求シフトＰ≠実シフトＰの場合、つまり、ギア対が切り替え途中の場合、Ｓ１０２に移行して、トルク制限が新たにかかるか否か判定する（Ｓ１０６のＮ）。例えば、前回処理では、十分なトルクアシストが可能で、ドライバ要求トルクａをモータトルクｃで賄うことができてもギア対の切り替え中にＳＯＣが低下してトルク制限がかかる場合があるためである。
【００４２】
要求シフトＰ＝実シフトＰとなった場合（Ｓ１０６のＹ）、つまりギア対の切り替えが完了した時点で、ＭＧトルクリミットフラグがＯＮになっていない場合（Ｓ１０８のＮ）、つまり、十分なトルクアシストができている場合は、一旦このフローを終了する。
【００４３】
一方、ギア対の切り替えが完了した時点で、ＭＧトルクリミットフラグがＯＮになっている場合（Ｓ１０８のＹ）、つまり、ドライバ要求トルクａをモータトルクｃのみで賄うことができていない場合である。この場合、このままの状態でクラッチ１４が接続されてエンジントルクｂの伝達が再開された場合、図４に示すように変速ショックＧが発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、合計トルクｄがドライバ要求トルクａに対して所定のなまし率でなまされるようにモータジェネレータ１８をなまし制御する。つまり、エンジントルクｂの供給再開により合計トルクｄが急増しないように「なます」ことによって、変速ショックを現れ難くする。本実施形態の場合、ドライバ要求トルクを補正することで、結果的にモータトルクを修正して合計トルクをなましている（Ｓ１１０）。本実施形態において、「なまし制御」とは、図４における変速ショックＧの発生以降の合計トルクｄの傾き（増加）より緩やかな傾きで合計トルクを増加させるようにトルク制御を実行することを意味する。
【００４４】
このなまし制御は、要求シフトＰ＝実シフトＰとなり、あとは、クラッチ１４を切断状態から接続状態に移行するだけとなったタイミング（ポイントＡ）で発動させる。ポイントＡの時点では、クラッチ１４は切断状態なので、ドライバ要求トルク＝モータトルクのはずである。しかし、図６に示すように、モータトルクｃが不足しているので、モータジェネレータ１８の出力可能範囲内でなまし制御を実行できるようにポイントＡからドライバ要求トルクａを太線で示すように補正する（補正ドライバ要求トルクｅ）。
【００４５】
ここで、補正ドライバ要求トルクｅの補正は、前回演算時のドライバ要求トルクに基準レート値（予め定めた所定値）を加算して求めることができる。別の実施形態では、前回演算時のドライバ要求トルク＋基準レート値×（現在のアクセルペダル踏み込み量／前回補正処理時のアクセルペダル踏み込み量）とすることができる。例えば、変速時に運転者がアクセルを踏み増しして加速要求をしている場合には、踏み増ししていない場合に比べて加算するレート値を大きくする。これは、運転者が加速要求をしている場合は、加速感を期待して運転しているので「トルク抜け」による減速後の加速がある程度大きくても違和感を感じ難いということに基づくものである。また、レート値を大きくして加速感を生じさせることによって迅速な変速が行われたような感覚を持たせやすいという別の効果を得ることができる。
【００４６】
基準レート値は、例えば、（変速後ドライバ要求トルク−変速前ドライバ要求トルク）／目標時間で算出するようにしてもよい。前述したように、アクセル操作量が同じでも自動変速機１６のギア段（ギア対ごとの変速比）が変わるとドライバ要求トルクは変化する。したがって、変速後のドライバ要求トルク、図６の場合は、「２速」での走行に適したトルクに緩やかに到達するように単位時間あたり増加レート値を定める。なお、ドライバ要求トルクは、少なくとも次の変速処理を開始する前までには、現在のギア段に適したトルクに到達させることが望ましい。言い換えれば、クラッチ１４が切断状態から接続状態を経て遅くても次の切断状態へ移行を開始までに、なまし処理が完了しドライバ要求トルクに到達していることが望ましい。図６の場合、１．５秒〜３．０秒の１．５秒間でなまし制御を完了させて、３．０秒以降に次の変速処理が実行可能である例を示している。したがって、図６の例の場合、目標時間は１．５秒となる。
【００４７】
ところで、本実施形態の場合、エンジントルクｂは、選択されるギア段（ギア比）にしたがって制御されるので、なまし制御によってドライバ要求トルクａを補正して補正ドライバ要求トルクｅとする場合、結果的にモータトルクｃを補正することになる。つまり、制御部２６は、エンジントルクｂのうち補正ドライバ要求トルクｅを超える分をモータジェネレータ１８を電動機として機能させて負トルクを発生させることで相殺する。モータジェネレータ１８を電動機として機能させる場合、そのときに発生した回生エネルギは、バッテリ２２に充電できる。その結果、次回の変速時に実行するトルクアシストに今回回収した回生エネルギを利用することができる。つまり、今回の制御時における「なまし制御」は、今回の制御時の「変速ショック」を軽減するとともに、次回の制御時の「トルク抜け」を軽減または抑制する効果を有する。
【００４８】
そして、制御部２６は、補正ドライバ要求トルクｅがドライバ要求トルクになるのを待ち（Ｓ１１２のＮ）、補正ドライバ要求トルク＝ドライバ要求トルクになったら（Ｓ１１２のＹ）、今回の変速処理でＯＮしているＭＧトルクリミットフラグをリセットして（Ｓ１１４）、今回の「１速」から「２速」への変速処理を終了する。Ｓ１１２で、補正ドライバ要求トルク＝ドライバ要求トルクになっていない場合（Ｓ１１２のＮ）、Ｓ１１０に戻り、ドライバ要求トルクの補正処理を繰り返す。
【００４９】
このように、本実施形態のトルク制御装置によれば、変速処理のときにモータジェネレータ１８に出力制限がかかる場合、少なくとも変速処理でクラッチ１４が接続されて内燃機関１２側からのトルク伝達が回復する場合でも合計トルクがなまされるので、変速ショックが軽減できる。なお、上述した実施形態では、ＳＯＣの不足により「トルク抜け」が生じる場合を説明したが、モータジェネレータ１８の性能に起因して「トルク抜け」が生じる場合でもなまし制御により同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図７は、本実施形態に係るトルク制御装置を含む他の構成のハイブリッド車両の機能ブロック図である。なお基本的な構成は図１に示すハイブリッド車両１０と同じであり、同様な構成には同じ符号を付して、その説明を省略する。図７の構成の場合、モータジェネレータ１８と自動変速機１６の出力シャフト側との接続／非接続を切り替える切替機構３０ａと、モータジェネレータ１８と自動変速機１６の入力シャフト側との接続／非接続を切り替える切替機構３０ｂとを有する。この場合、モータジェネレータ１８は、切替機構３０ａを接続状態にすることで、前述したようにクラッチ１４の制御時のトルク抜けを防止する機能を実現する。また、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、モータジェネレータ１８を駆動源として利用したり、発電機として利用したりすることが可能であり、トルク抜けの軽減を行いつつ、効率的なハイブリッド車両１０の走行を実現できる。また、自動変速機１６をニュートラル状態で、クラッチ１４を接続状態にして、切替機構３０ｂによりモータジェネレータ１８を自動変速機１６の入力シャフトに接続すると、停止中の内燃機関１２のクランクシャフトを回転させることができる。つまり、内燃機関１２のためのスタータ装置を省略することができて、構成の簡略及びコストダウンに寄与することができる。また、変速処理時、つまりクラッチ１４が切断状態のときに、自動変速機１６の入力シャフトを回転させることが可能になる。その結果、ドグクラッチを用いた自動変速機１６のギア対を切り替えるときの回転数同期が容易になり、スムーズな変速処理が実現できる。また、別の実施形態では、自動変速機１６の入力シャフト側と出力シャフト側で個別のモータジェネレータを配置してもよい。なお、入力シャフト側は、上述した回転同期の機能とスタータ装置の機能のみでもよいので、入力シャフト側には、ジェネレータ機能を有さないモータを配置するようにしてもよい。
【００５１】
図８は、図７の切替機構３０ａ，３０ｂを１つの接続切替部８８で実現している例である。図８の場合も、図２と同様な構成には、同じ符号を付しその説明を省略する。接続切替部８８は、例えばドグクラッチで構成され、モータジェネレータ１８を入力シャフト１６ａに接続する場合と、出力シャフト１６ｂに接続する場合と、入力シャフト１６ａ及び出力シャフト１６ｂのいずれにも接続しないニュートラルの場合がある。図８において、自動変速機１６は、図２に示す自動変速機１６と同様な構造で同様な機能を有するが、図示を簡略化している。基本的には、クラッチ１４を介して自動変速機１６の入力シャフト１６ａに伝達された内燃機関１２のトルクは、複数のギア対を介して出力シャフト１６ｂ側に伝達される。トルク伝達の切り替えを行うドグクラッチは図示を省略している。接続切替部８８は、モータジェネレータ１８の出力シャフト１８ａに固定された駆動ギア１８ｂが入力シャフト１６ａ側の切替ギア８８ａと噛み合った場合、モータジェネレータ１８のトルクを入力シャフト１６ａに伝達する。したがって、クラッチ１４が接続され、内燃機関１２のトルクが入力シャフト１６ａに入力されている場合には、モータアシスト走行となる。また、クラッチ１４が切断されている場合には、モータのみの走行となる。一方、駆動ギア１８ｂが切替ギア８８ｂと噛み合った場合、モータジェネレータ１８のトルクを第１ギア９０ａを介して、出力シャフト１６ｂに固定された第２ギア９０ｂに伝達する。したがって、クラッチ１４が接続され、内燃機関１２のトルクが入力シャフト１６ａに入力されている場合には、モータアシスト走行となる。また、クラッチ１４が切断されている場合には、モータのみの走行となる。また、駆動ギア１８ｂが切替ギア８８ａ及び切替ギア８８ｂのいずれとも噛み合わない場合は、クラッチ１４の接続により、内燃機関１２のトルクのみのエンジン走行になる。また、図８の構成も図７の構成と同様に、モータジェネレータ１８で内燃機関１２のクランクシャフトを回すことが可能で、スタータ装置を省略することができて、構成の簡略及びコストダウンに寄与することができる。そして、接続切替部８８により、モータジェネレータ１８が入力シャフト１６ａ側に接続された場合でも出力シャフト１６ｂ側に接続された場合でも上述した実施形態と同様に変速時の「トルク抜け」を軽減することが可能であると共に、「なまし制御」が実施可能となり同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、自動変速機１６の構成として、ドグクラッチを備えるドグトランスミッションを示したが、シンクロメッシュを備えるクラッチにも適用可能である。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…ハイブリッド車両、１２…内燃機関、１４…クラッチ、１６…自動変速機、１６ａ…入力シャフト、１６ｂ…出力シャフト、１８…モータジェネレータ、１８ａ…出力シャフト、２６…制御部。
【図１】
2015027854.tif 000003
【図２】
2015027854.tif 000004
【図３】
2015027854.tif 000005
【図４】
2015027854.tif 000006
【図５】
2015027854.tif 000007
【図６】
2015027854.tif 000008
【図７】
2015027854.tif 000009
【図８】
2015027854.tif 000010