(57)【要約】【課題】モータの出力が制限されているか否かに拘らず、クラッチ解放時にトルクの抜けを補うために必要とされるトルクをモータが出力することができない場合に、トルク抜け感を抑制することができ、運転者の違和感を回避することが可能なパワートレインの制御装置を提供する【解決手段】本発明に係るパワートレインの制御装置によれば、内燃機関から出力された動力の伝達を断続するクラッチ装置の解放時にモータの出力が増大されるように制御される一方、加速度検出手段により検出された加速度の減少幅が所定の閾値以上となったときに、トランスミッションの変速期間が短縮される。【選択図】  図１
2004208421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸から出力された動力の伝達を断続するクラッチ装置と、前記クラッチ装置から出力された前記動力を変換して出力するトランスミッションと、前記内燃機関と並列に駆動軸に動力を出力することが可能なモータとを備えたハイブリッド車におけるパワートレインの制御装置であって、
前記モータの出力を制御するモータ出力制御手段と、
前記ハイブリッド車の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記クラッチ装置の解放及び係合並びに前記トランスミッションの変速制御を行う自動変速制御手段と、
を備え、
前記モータ出力制御手段は、前記クラッチ装置の解放時に前記モータの出力を増大させるように制御し、
前記自動変速制御手段は、前記加速度検出手段により検出された加速度の減少幅が所定の閾値以上となったときに、前記トランスミッションの変速期間を短縮させる、
ことを特徴とするパワートレインの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車におけるパワートレインの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関から変速機に至るトルクの伝達経路に、自動的に解放及び係合されるクラッチが設けられている同期噛み合い式の変速機が知られている。この形式の変速機においては、運転者の意図したタイミングとずれたタイミングで変速が行われた場合、変速時にクラッチが解放されることにともなうトルク抜けにより、運転者が違和感や不快感を持つことがある。
【０００３】
このような運転者の違和感などを解消するために、変速時にクラッチが解放されてエンジントルクが駆動輪に伝達されなくなる間、モータのトルクを駆動輪に伝達することにより駆動力の低下を抑制することが考えられる。
【０００４】
しかし、バッテリの充電量が低下ないしは無くなった場合等、モータの出力が低下したときには、変速時にモータから駆動輪に対して伝達するトルクを確保することができなくなり、トルク抜け感が生じる。
【０００５】
そこで、下記特許文献１には、充電量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の低下などにより、モータの出力が制限され、変速にともない駆動輪に伝達されるトルクの抜けを補うことができないときには、変速期間を短縮することによりトルク抜け感を抑制することのできる車両の制御装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１５３２１８号公報（第５―７頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記車両の制御装置では、モータの出力が制限されていない状態においては、クラッチ解放時にトルクの抜けを補うために必要とされるトルクをモータが出力することができない場合であっても変速期間が短縮されないので、トルク抜け感を抑制することができないため、運転者の違和感を回避することができないという問題を有する。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、モータの出力が制限されているか否かに拘らず、クラッチ解放時にトルクの抜けを補うために必要とされるトルクをモータが出力することができない場合に、トルク抜け感を抑制することができ、運転者の違和感を回避することが可能なパワートレインの制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るパワートレインの制御装置は、内燃機関と、内燃機関の出力軸から出力された動力の伝達を断続するクラッチ装置と、クラッチ装置から出力された動力を変換して出力するトランスミッションと、内燃機関と並列に駆動軸に動力を出力することが可能なモータとを備えたハイブリッド車におけるパワートレインの制御装置であって、モータの出力を制御するモータ出力制御手段と、ハイブリッド車の加速度を検出する加速度検出手段と、クラッチ装置の解放及び係合並びにトランスミッションの変速制御を行う自動変速制御手段とを備え、モータ出力制御手段は、クラッチ装置の解放時にモータの出力を増大させるように制御し、自動変速制御手段は、加速度検出手段により検出された加速度の減少幅が所定の閾値以上となったときに、トランスミッションの変速期間を短縮させることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るパワートレインの制御装置によれば、内燃機関から出力された動力の伝達を断続するクラッチ装置の解放時に、モータの出力が増大されるように制御される一方、加速度検出手段により検出された加速度の減少幅が所定の閾値以上となったときに、トランスミッションの変速期間が短縮されるので、クラッチ解放時にトルク抜けを補うために必要とされるトルクをモータが出力することができない場合において、トルク抜けの発生する時間を短縮することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
まず、図１を用いて、本実施形態に係るパワートレインの制御装置を搭載したハイブリッド車１の主要構成について説明する。ハイブリッド車１は、駆動輪３に駆動力を出力するパワートレイン２及びこのパワートレイン２の運転を総合的に制御する制御装置７を備えている。
【００１３】
パワートレイン２は、主動力として機能するエンジン（内燃機関）１０と、補助動力として機能するモータ４０と、エンジン１０の駆動力を断続するクラッチ装置１５と、エンジン１０からの駆動力を変換して出力する同期噛み合い式のトランスミッション２０とを有している。また、パワートレイン２は、ハイブリッド車１の旋回時に左右の駆動輪３の回転速度を変えるとともに両輪に均等な駆動力を伝達するディファレンシャル３０と、エンジン１０及びモータ４０からの動力をディファレンシャル３０に伝達するトランスファ３２と、モータ４０からの動力をトランスファ３２に伝達するプロペラシャフト３４と、ディファレンシャル３０から出力された動力を駆動輪３に伝達するドライブシャフト（駆動軸）３６とを有している。
【００１４】
エンジン１０は、例えば、ディーゼルエンジンが用いられる。エンジン１０では、図示しないエアクリーナから吸入された吸入空気が、インテークマニホールド１１０を介してエンジン１０に形成された各気筒１１に吸入される。各気筒１１には、燃料を噴射する燃料噴射ノズル１３が設けられており、各燃料噴射ノズル１３には図示しない蓄圧室に蓄えられた高圧燃料が導かれる。そして、各気筒１１では、吸入空気と燃料との混合ガスが燃焼し、その燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド１２０へ排気される。
【００１５】
クラッチ装置１５は、例えば、油圧式クラッチであり、その油圧を制御することにより解放及び係合の制御が可能になっている。
【００１６】
トランスミッション２０は、油圧機構により自動変速可能に構成された同期噛み合い式の有段歯車トランスミッションであって、油圧の切替を行う複数の油圧制御弁等からなる変速制御機構２０ａを具備しており、例えば、入力シャフト及び出力シャフト上に配列された常時噛み合い式歯車列の伝達状態を変速制御機構２０ａによって切り換えることにより所定の変速比が設定（シフト）される。
【００１７】
モータ４０は、交流同期モータであり、インバータ５０から出力される交流電力によって駆動される。また、モータ４０は、駆動輪３の回転を利用して発電（回生発電）することもできる。
【００１８】
インバータ５０は、バッテリ６０に蓄えられた電力を直流から交流に変換して、モータ４０に供給すると共に、モータ４０により回生発電された電力を、交流から直流に変換してバッテリ６０に蓄える。
【００１９】
ここで、エンジン１０からの動力は、クラッチ装置１５及びトランスミッション２０を介してトランスファ３２に伝達される。一方、モータ４０からの動力は、プロペラシャフト３４を介してトランスファ３２に伝達される。このように、エンジン１０及びモータ４０は、トランスファ３２により接続されており、トランスファ３２に入力されたエンジン１０及びモータ４０からの動力それぞれは、並列にディファレンシャル３０に伝達され、さらにドライブシャフト３６を介して駆動輪３に動力が伝達されることにより駆動輪３が駆動される。
【００２０】
パワートレイン２を制御する制御装置７は、クラッチ装置１５の解放、係合及びトランスミッション２０の変速制御並びにエンジン１０の運転を制御する電子制御ユニット（自動変速制御手段、以下、統合ＥＣＵという）７２及びモータ４０を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（モータ出力制御手段、以下、モータＥＣＵという）７４を備えている。
【００２１】
統合ＥＣＵ７２には、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ８０、車両の加速度を検出する加速度センサ（加速度検出手段）８２、エンジン回転数を検出するクランクポジションセンサ１４、冷却水温度を検出する水温センサ、車速を検出する車速センサ８４、トランスミッション２０のセレクトレバーによるレンジ位置を検出するレンジ位置検出スイッチ、トランスミッション２０の入力シャフトの回転数を検出する入力シャフト回転センサ及び出力シャフトの回転数を検出する出力シャフト回転センサなどが接続されている。
【００２２】
統合ＥＣＵ７２は、燃料噴射ノズル１３を駆動するドライバ及び変速制御機構２０ａの油圧の切替を行う複数の油圧制御弁の動作を制御するためのソレノイド（例えば、リニアソレノイドやデューティソレノイド）を駆動するためのソレノイドドライバなどを備えている。
【００２３】
統合ＥＣＵ７２は、その内部に、演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び図示しない１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。そして、これらによって、統合ＥＣＵ７２の内部には、燃料噴射ノズル１３によって噴射される燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出部７２ａ、モータ４０に出力させる目標モータ出力を算出するモータ出力算出部７２ｂ及びクラッチ装置１５の解放、係合及びトランスミッション２０の変速制御を行う変速制御部７２ｃが構築されている。
【００２４】
モータＥＣＵ７４は、設定されたモータ出力がモータ４０から出力されるようインバータ５０にスイッチング制御信号を出力するものであり、マイクロプロセッサなどにより構成されている。
【００２５】
また、モータＥＣＵ７４には、モータ４０のインナーロータ及びアウターロータそれぞれの回転数を検出するレゾルバ４０ａ及び三相線４５に流れる相電流を検出する電流センサ５０ａなどが接続されている。そして、これらのセンサからの入力信号と設定されたモータ４０の目標出力とに基づいてインバータ５０のスイッチング素子のスイッチング制御、即ちモータ４０の駆動制御を行うことができるように構成されている。
【００２６】
なお、統合ＥＣＵ７２とモータＥＣＵ７４とは通信回線７６で接続されており、相互にデータの交換が可能となるように構成されている。
【００２７】
次に、図２ないし図４を用いて、本実施形態に係る制御装置７の動作について説明するとともに、パワートレイン２の制御方法についても説明する。図２は、制御装置７による変速処理を示すフローチャートであり、図３は、通常変速時のドライブシャフト３６端における駆動力変化を示す図であり、図４は、変速期間短縮時のドライブシャフト３６端における駆動力変化を示す図である。
【００２８】
図２に示す本実施形態に係る制御装置による変速処理は、例えば、所定の時間（例えば、１０ｍｓ）毎に起動されて実行される。
【００２９】
ステップＳ１００では、統合ＥＣＵ７２のＲＡＭに一時記憶されている最も新しい加速度データを読み出して加速度の今回読み出し値（以下、今回加速度値Ｇnという）とする。ここで、この加速度データは、例えば、変速処理とは異なる別の処理（例えば、１ｍｓ毎に繰り返し実行される処理等）において、加速度センサ８２からの出力を読み込み、フィルタリング処理などを施してＲＡＭに記憶したものを用いると良い。
【００３０】
次に、ステップＳ１１０では、変速が必要か否かについての判断が行われる。ＥＣＵ７２のＲＯＭには、車速とアクセル開度と変速段との関係を定めた３次元マップ（変速マップ）が予め記憶されており、この変速マップに基づいて、車速及びアクセル開度の変化に伴って変速が必要であると判断された場合には、変速信号が統合ＥＣＵ７２から出力され、ステップＳ１２０に処理が移る。一方、変速が必要ではないと判断された場合には、ステップＳ１６０に進み、今回加速度値Ｇnを前回加速度値Ｇn-1（前回この処理が実行された時に読み出された加速度の値）に代入することにより前回加速度値Ｇn-1を更新し、処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で出力された変速信号によって、クラッチ装置１５が一時的に解放される。また、このクラッチ装置１５の解放に伴うエンジン１０の吹き上がりを防止するために、統合ＥＣＵ７２により制御された電子制御スロットルバルブが一時的に閉じられる。これと同時にモータ４０が駆動される（ステップＳ１３０）。このモータ４０のトルクは、プロペラシャフト３４、トランスファ３２及びディファレンシャル３０を介してドライブシャフト３６に伝達される。ここで、モータ４０から出力されるトルクは、アクセル開度に応じて算出され、この算出結果に対応するトルクがモータ４０から出力されるようにモータ４０に供給される電力がインバータ５０により制御される。
【００３２】
ステップＳ１４０では、前回加速度値Ｇn-1と今回加速度値Ｇnとの差が所定の閾値Ｇth（例えば、２．９４ｍ／ｓ2）より大きいか否かについての判断が行われる。前回加速度値Ｇn-1と今回加速度値Ｇnとの差が所定の閾値Ｇth以下のときには、図３に示すように、モータ４０の出力によりトルク抜けが防止されていると判断されてステップ１７０に進み、通常の変速期間による変速制御が行われる。なお、通常の変速期間Ｔ１は、変速時（特に、クラッチ装置１５の係合時）のショックを低減できるような値（例えば、４５０ｍｓ）に設定されている。
【００３３】
一方、前回加速度値Ｇn-1と今回加速度値Ｇnとの差が所定の閾値Ｇthより大きい場合には、図４に示すように、モータ４０の出力ではトルク抜けが防止できていないと判断される。
【００３４】
このように、モータ４０によってトルク抜けが防止できない理由としては、次のようなことが考えられる。すなわち、ハイブリッド車１に搭載されているトランスミッション２０の機構上、クラッチ装置１５解放時のトルク抜けを防止するためにはエンジン１０と同等の出力が必要とされるため、例えば、エンジン１０の最大出力が２００ＫＷであり、モータ４０の最大出力が１０ＫＷであった場合、モータ４０の最大出力でモータ４０が駆動されたとしても、トルク抜けを防止できない場合が発生する。
【００３５】
モータ４０の出力ではトルク抜けが防止できていないと判断されたときには、運転者の違和感を回避するために、ステップＳ１５０に進み、変速期間が短縮される。
【００３６】
ステップＳ１５０では、図４に示すように、変速期間が短縮（変速期間Ｔ２；例えば、３５０ｍｓ）されるように変速制御が実行される。変速制御は、クラッチ装置１５が解放されている間に、入力シャフト及び出力シャフト上に配列された常時噛み合い式歯車列の伝達状態を変速制御機構２０ａによって切り換えることにより行われる。
【００３７】
その後、クラッチ装置１５が係合されるが、ここで、変速期間を短縮するために、クラッチ装置１５の係合に要する期間ｔ２が、通常の変速期間におけるクラッチ装置係合期間ｔ１よりも短くなるように、クラッチ装置１５に供給される油圧が制御される。
【００３８】
そして、クラッチ装置１５が係合されると共に、電子制御スロットルバルブがアクセル開度に応じた開度に制御され、エンジン１０のトルクがトランスミッション２０に伝達され、これと同時に、モータ４０の駆動が停止される。
【００３９】
ステップＳ１６０では、今回加速度値Ｇnを前回加速度値Ｇn-1に代入することにより前回加速度値Ｇn-1を更新し、その後、変速処理を終了する。
【００４０】
本実施形態に係るパワートレイン２の制御装置７によれば、モータ４０の最大出力でモータ４０が駆動されたとしてもクラッチ装置１５解放時のトルク抜けを防止できない場合には、変速期間を短縮することにより駆動輪３に伝達されるトルクの低下する時間が短縮されるので、トルク抜け感が低減される。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、車両の加速度は、加速度センサ８２を用いるのではなく、車速センサ８４により検出された車速の変化に基づいて算出しても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、クラッチ装置の解放時に加速度の減少幅が所定の閾値以上となったときに、トランスミッションの変速期間が短縮される構成を備えているので、モータの出力が制限されているか否かに拘らず、クラッチ解放時にトルクの抜けを補うために必要とされるトルクをモータが出力することができない場合に、トルク抜け感を抑制することができ、運転者の違和感を回避することが可能なパワートレインの制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るパワートレインの制御装置を搭載したハイブリッド車の主要部分の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る制御装置による変速処理を示すフローチャートである。
【図３】通常変速時の駆動軸端における駆動力変化を示す図である。
【図４】変速期間短縮時の駆動軸端における駆動力変化を示す図である。
【符号の説明】
１…ハイブリッド車、２…パワートレイン、３…駆動輪、７…制御装置、１０…エンジン、１５…クラッチ装置、２０…トランスミッション、３０…ディファレンシャル、３２…トランスファ、３４…プロペラシャフト、３６…ドライブシャフト、４０…モータ、５０…インバータ、６０…バッテリ、７２…統合ＥＣＵ、７４…モータＥＣＵ、８０…アクセルポジションセンサ、８２…加速度センサ、１１０…インテークマニホールド、１２０…エキゾーストマニホールド。
【図１】
2004208421.tif 000003
【図２】
2004208421.tif 000004
【図３】
2004208421.tif 000005
【図４】
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