(57)【要約】【課題】コストの増加を抑制しつつ燃費を向上させることが可能なハイブリッド車両の車両制御装置を提供する。【解決手段】シフトレバー３０の操作にて変速段が切り替わる手動変速機１０と、クラッチペダルＣＰの踏み込み操作にて動作する摩擦式の第１クラッチ４０を介して手動変速機１０の入力軸１１と接続されたＭＧ３と、第２クラッチ４１を介してＭＧ３と接続された内燃機関２と、手動変速機１０の出力軸１２と動力伝達可能に接続された駆動輪６とを備えたハイブリッド車両１に適用される車両制御装置において、第２クラッチ４１を解放状態に切り替えてＭＧ３で車両１を走行させるＥＶ走行モードが実行されているときに、手動変速機１０の変速段が１速であると仮定した場合における入力軸１１の回転数である最低速段回転数ＮｉｎＬを算出し、ＭＧ３の回転数から最低速段回転数ＮｉｎＬを引いた値が上限許容値αより小さくなるようにＭＧ３が制御される。【選択図】図４
2013230794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる大きさの変速比が設定された複数の変速段を有し、シフトレバーの操作にて変速段が切り替わる手動変速機と、クラッチペダルの踏み込み操作にて動作する摩擦式の第１クラッチを介して前記手動変速機の入力軸と接続された電動機と、第２クラッチを介して前記電動機と接続された内燃機関と、前記手動変速機の出力軸と動力伝達可能に接続された駆動輪と、を備え、
前記第２クラッチを前記内燃機関と前記電動機との間の動力伝達が遮断される解放状態に切り替えて前記電動機で走行するＥＶ走行モードを実現可能なハイブリッド車両に適用され、
前記電動機及び前記第２クラッチの動作を制御可能な制御手段を備え、
前記制御手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記手動変速機の変速段が前記複数の変速段のうち最も変速比が大きい最低速段に切り替えられていると仮定した場合における前記手動変速機の入力軸の回転数である最低速段回転数を前記車両の速度に基づいて算出する最低速段回転数算出手段と、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記電動機の回転数から前記最低速段回転数を引いた値が所定の上限許容値より小さくなるように前記電動機のトルクを制限するトルク制限手段と、を備えている車両制御装置。
【請求項２】
前記トルク制限手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されており、かつ前記車両の速度が予め設定した所定の判定速度以下の場合には、前記内燃機関がストールする回転数よりも前記電動機の回転数が低くなるように前記電動機のトルクを制限する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記車両のアクセル開度の変化量が大きいほど前記上限許容値が大きくなるように前記上限許容値を設定する上限許容値設定手段をさらに備えている請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記手動変速機の変速段が前記複数の変速段のうち最も変速比が小さい最高速段に切り替えられていると仮定した場合における前記手動変速機の入力軸の回転数である最高速段回転数を前記車両の速度に基づいて算出する最高速段回転数算出手段をさらに備え、
前記トルク制限手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記電動機の回転数から前記最低速段回転数を引いた値が前記上限許容値より小さく、かつ前記最高速段回転数から前記電動機の回転数を引いた値が所定の下限許容値より小さくなるように前記電動機のトルクを制限する請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、それら動力源の動力が共通のマニュアル式のクラッチを介して手動変速機の入力軸に伝達されるハイブリッド車両に適用される車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、それら動力源の動力が手動変速機を介して駆動輪に伝達されるハイブリッド車両が知られている。例えば、手動変速機の入力軸にクラッチペダルで操作されるマニュアル式のクラッチを介して電動機のロータ軸が接続され、そのロータ軸に自動クラッチを介して内燃機関の出力軸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）。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２０１１−１８３８４７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６３２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の車両では、自動クラッチを解放し、電動機と内燃機関とを切り離すことで車両を電動機のみで走行させることができる。この場合においても運転者はクラッチペダルを操作することによりマニュアル式のクラッチを操作することができる。そのため、電動機で車両を走行させる場合においてもマニュアル式のクラッチが、手動変速機の入力軸と電動機のロータ軸とが異なる回転数で回転しつつこれら入力軸とロータ軸との間で動力が伝達される状態、いわゆる半クラッチに操作されることがある。この際にアクセル開度に基づいて電動機の回転数を上昇させるとクラッチで無駄にエネルギが消費されるため、燃費が悪化するおそれがある。このような無駄なエネルギの消費を抑制する方法としては、マニュアル式のクラッチが運転者によりどのように操作されているか検出し、その検出結果に基づいて電動機を制御する方法がある。しかしながら、この方法ではクラッチの操作状態を検出するセンサが必要であるため、コストが増加するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、コストの増加を抑制しつつ燃費を向上させることが可能なハイブリッド車両の車両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】
本発明の車両制御装置は、互いに異なる大きさの変速比が設定された複数の変速段を有し、シフトレバーの操作にて変速段が切り替わる手動変速機と、クラッチペダルの踏み込み操作にて動作する摩擦式の第１クラッチを介して前記手動変速機の入力軸と接続された電動機と、第２クラッチを介して前記電動機と接続された内燃機関と、前記手動変速機の出力軸と動力伝達可能に接続された駆動輪と、を備え、前記第２クラッチを前記内燃機関と前記電動機との間の動力伝達が遮断される解放状態に切り替えて前記電動機で走行するＥＶ走行モードを実現可能なハイブリッド車両に適用され、前記電動機及び前記第２クラッチの動作を制御可能な制御手段を備え、前記制御手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記手動変速機の変速段が前記複数の変速段のうち最も変速比が大きい最低速段に切り替えられていると仮定した場合における前記手動変速機の入力軸の回転数である最低速段回転数を前記車両の速度に基づいて算出する最低速段回転数算出手段と、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記電動機の回転数から前記最低速段回転数を引いた値が所定の上限許容値より小さくなるように前記電動機のトルクを制限するトルク制限手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明では第１クラッチが摩擦式のクラッチである。周知のように摩擦式のクラッチは手動変速機の入力軸と電動機とが異なる回転数で回転しつつこれらの間で動力が伝達される状態、いわゆる半クラッチに操作できる。また、周知のように摩擦式のクラッチでは半クラッチのときに入力されたエネルギの一部が摩擦熱に変換されて消費される。そして、この摩擦熱で消費されるエネルギはクラッチに入力される回転数とクラッチから出力される回転数との差が大きいほど多くなる。本発明の車両制御装置では、電動機の回転数から最低速段回転数を引いた値を上限許容値より小さくする。最低速段は複数の変速段のうちで最も変速比が大きい変速段であるため、最低速段回転数は現在の車両の速度（車速）において入力軸が取りうる最大の回転数である。そのため、このように電動機を制御することにより、入力軸の回転数と電動機の回転数との差が過度に大きくなることを抑制できる。従って、第１クラッチが半クラッチになったときに第１クラッチで消費されるエネルギを低減できる。そして、これにより車両の燃費を向上させることができる。また、このように手動変速機の入力軸の回転数と電動機の回転数との差が過度に大きくなることを抑制することにより、第１クラッチの寿命を延ばすことができる。さらに、本発明の車両制御装置では、第１クラッチの状態を検出するためのセンサ及び手動変速機の入力軸の回転数を検出するためのセンサをいずれも設ける必要がない。そのため、コストの増加を抑制できる。
【０００８】
本発明の車両制御装置の一形態において、前記トルク制限手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されており、かつ前記車両の速度が予め設定した所定の判定速度以下の場合には、前記内燃機関がストールする回転数よりも前記電動機の回転数が低くなるように前記電動機のトルクを制限してもよい（請求項２）。この形態によれば、車速が判定速度以下の場合には電動機の回転数を内燃機関がストールする回転数よりも低くする。これにより車両が微低速で走行しているとき等に入力軸の回転数と電動機の回転数との差が大きくなることを抑制できる。例えば、車両を発進させる場合には車速が０であるため入力軸の回転数も０である。そして、電動機は内燃機関のようにストールすることがない。この形態では、このような場合に電動機の回転数が内燃機関がストールする回転数よりも低くなるので、内燃機関で車両を発進させる場合と比較して第１クラッチに入力される回転数と第１クラッチから出力される回転数との差を小さくできる。そのため、第１クラッチが半クラッチになったときに第１クラッチで消費されるエネルギをさらに低減できる。そして、これにより車両の燃費をさらに向上させることができる。
【０００９】
本発明の車両制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記車両のアクセル開度の変化量が大きいほど前記上限許容値が大きくなるように前記上限許容値を設定する上限許容値設定手段をさらに備えていてもよい（請求項３）。アクセル開度の変化量が大きい場合にはクラッチペダルが急操作されることが予想される。例えば、車両に対して急発進や急加速が要求された場合にアクセル開度の変化量が大きくなる。そして、このような場合には第１クラッチを迅速に繋げるためにクラッチペダルが急操作される。この形態では、アクセル開度の変化量が大きいほど上限許容値を大きくするので、車両に対して急発進や急加速が要求されている場合に電動機のトルクが無駄に制限されることを防止できる。そのため、ドライバビリティを向上させることができる。
【００１０】
本発明の車両制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記手動変速機の変速段が前記複数の変速段のうち最も変速比が小さい最高速段に切り替えられていると仮定した場合における前記手動変速機の入力軸の回転数である最高速段回転数を前記車両の速度に基づいて算出する最高速段回転数算出手段をさらに備え、前記トルク制限手段は、前記ＥＶ走行モードが実行されているときに、前記電動機の回転数から前記最低速段回転数を引いた値が前記上限許容値より小さく、かつ前記最高速段回転数から前記電動機の回転数を引いた値が所定の下限許容値より小さくなるように前記電動機のトルクを制限してもよい（請求項４）。最高速段は複数の変速段のうちで最も変速比が小さい変速段であるため、最高速段回転数は現在の車速において入力軸が取りうる最小の回転数である。この形態では、この最高速段回転数から電動機の回転数を引いた値を下限許容値より小さくするので、電動機の回転数が過度に小さくなって入力軸の回転数と電動機の回転数との差が過度に大きくなることを抑制できる。そのため、第１クラッチが半クラッチになったときに第１クラッチで消費されるエネルギを低減できる。そして、これにより車両の燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に説明したように、本発明の車両制御装置によれば、電動機の回転数から最低速段回転数を引いた値を上限許容値より小さくするので、入力軸の回転数と電動機の回転数との差が過度に大きくなることを抑制できる。これにより第１クラッチで消費されるエネルギを低減できるので、車両の燃費を向上させることができる。また、本発明の車両制御装置では、第１クラッチの状態を検出するためのセンサ及び手動変速機の入力軸の回転数を検出するためのセンサをいずれも設ける必要がない。そのため、コストの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態に係る車両制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。
【図２】変速機のシフトレバーのシフトパターンを示す図。
【図３】車両に設けられている複数のペダルを示す図。
【図４】制御装置が実行するＭＧ制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】最低速段回転数と最高速段回転数との関係を説明するための図。
【図６】車両の発進時における第１クラッチのクラッチストローク量、ＭＧの回転数及び変速機の入力軸の回転数の時間変化を示す図。
【図７】ＭＧ制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一形態に係る車両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及び電動機としてのモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称することがある。）３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、４つの気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。ＭＧ３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。ＭＧ３は、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ３ｃとを備えている。
【００１４】
車両１には５速の手動変速機（以下、変速機と略称することがある。）１０が搭載されている。変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２とを備えている。入力軸１１と出力軸１２との間には、第１〜第５ギア対Ｇ１〜Ｇ５及び後進ギア群ＧＲが設けられている。第１ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第５ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。第１〜第５ギア対Ｇ１〜Ｇ５は、ドライブギアとドリブンギアとが常時噛み合うように設けられている。各ギア対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ギア対Ｇ１、第２ギア対Ｇ２、第３ギア対Ｇ３、第４ギア対Ｇ４、第５ギア対Ｇ５の順に小さい。後進ギア群ＧＲは、後進ドライブギア２３、中間ギア２４、及び後進ドリブンギア２５にて構成されている。
【００１５】
第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に支持されている。後進ドライブギア２３は、入力軸１１と一体に回転するように入力軸１１に固定されている。この図に示したようにこれらのギアは、後進ドライブギア２３、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、第５ドライブギア２１の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。第１〜第５ドリブンギア１４、１６、１８、２０、２２及び後進ドリブンギア２５は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。
【００１６】
入力軸１１には第１〜第４スリーブ２６〜２９が設けられている。第１〜第３スリーブ２６〜２８は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。第４スリーブ２９は、入力軸１１に対して相対回転可能かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。第１スリーブ２６及び第４スリーブ２９は、第１ドライブギア１３と後進ドライブギア２３との間に設けられている。第２スリーブ２７は、第２ドライブギア１５と第３ドライブギア１７との間に設けられている。第３スリーブ２８は、第４ドライブギア１９と第５ドライブギア２１との間に設けられている。
【００１７】
第１スリーブ２６は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２７は、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、第２ドライブギア１５及び第３ドライブギア１７のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第３スリーブ２８は、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、入力軸１１と第５ドライブギア２１とが一体に回転するように第５ドライブギア２１と噛み合う５速位置と、第４ドライブギア１９及び第５ドライブギア２１のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。なお、図示は省略したが入力軸１１には、第１〜第３スリーブ２６〜２８と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。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。
【００１８】
第４スリーブ２９は、中間ギア２４を回転可能に支持している。中間ギア２４は、第４スリーブ２９とともに軸線方向に移動する。第４スリーブ２９は、中間ギア２４が後進ドライブギア２３及び後進ドリブンギア２５のそれぞれと噛み合うリバース位置と、中間ギア２４と各ギア２３、２５との噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００１９】
変速機１０の各スリーブ２６〜２９は、運転者が操作するシフトレバー３０と接続されている。図２は、シフトレバー３０のシフトパターン３１を示している。シフトパターン３１は、この図の左右方向に延びるセレクト経路３２と、そのセレクト経路３２から図の上下方向に延びる６つのシフト経路３３とを備えている。シフトレバー３０は、これらセレクト経路３２及び各シフト経路３３を移動可能に設けられている。この図に示すように６つのシフト経路３３には１速〜５速及び後進Ｒが設定されている。セレクト経路３２には、ニュートラルＮが設定されている。
【００２０】
このシフトパターン３１において、シフトレバー３０が１速に動かされた場合、第１スリーブ２６が１速位置に、第２〜第４スリーブ２７〜２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３０が２速に動かされた場合、第２スリーブ２７が２速位置に、第１スリーブ２６、第３スリーブ２８及び第４スリーブ２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３０が３速に動かされた場合、第２スリーブ２７が３速位置に、第１スリーブ２６、第３スリーブ２８及び第４スリーブ２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３０が４速に動かされた場合、第３スリーブ２８が４速位置に、第１スリーブ２６、第２スリーブ２７及び第４スリーブ２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３０が５速に動かされた場合、第３スリーブ２８が５速位置に、第１スリーブ２６、第２スリーブ２７及び第４スリーブ２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３０が後進Ｒに操作された場合、第４スリーブ２９がリバース位置に、第１〜第３スリーブ２６〜２８がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３０がニュートラルＮに操作された場合、第１〜第４スリーブ２６〜２９が解放位置に切り替わる。この場合、入力軸１１と出力軸１２との間の動力伝達が遮断される。以降、この状態をニュートラル状態と称する。このようにシフトレバー３０と各スリーブ２６〜２９とは連動するように接続されている。
【００２１】
図１に示すように入力軸１１には、第１クラッチ４０を介してＭＧ３のロータ軸３ａが接続されている。第１クラッチ４０は周知の摩擦クラッチである。第１クラッチ４０は、入力軸１１と一体に回転する第１係合部材４０ａと、ロータ軸３ａと一体に回転する第２係合部材４０ｂとを備えている。第１クラッチ４０は、第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとが係合して一体に回転する係合状態と、第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとが離間する解放状態とに切り替え可能に構成されている。係合状態では、入力軸１１とロータ軸３ａとが同じ回転数で回転する。一方、解放状態では、入力軸１１とロータ軸３ａとの間の動力伝達が遮断される。車両１には、運転者が足で操作する複数のペダルが設けられている。図３に示すように複数のペダルとしては、アクセルペダルＡＰ、ブレーキペダルＢＰ、及びクラッチペダルＣＰが設けられている。第１クラッチ４０はクラッチペダルＣＰにて操作される。すなわち、第１クラッチ４０はマニュアル式のクラッチとして構成されている。第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとの間の距離は、クラッチペダルＣＰの踏み込み量に応じて変化する。第１クラッチ４０は、クラッチペダルＣＰが踏まれていない場合は係合状態になる。そして、クラッチペダルＣＰがある程度まで踏み込まれると第１クラッチ４０は第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとが異なる回転数で回転しつつこれらの間で動力が伝達される状態、いわゆる半クラッチになる。そして、クラッチペダルＣＰがさらに踏み込まれると第１クラッチ４０は解放状態になる。なお、これらクラッチペダルＣＰと第１クラッチ４０の状態との関係は周知のマニュアル式のクラッチと同じであるため、詳細な説明は省略する。また、図３に示したアクセルペダルＡＰ及びブレーキペダルＢＰは一般に車両に設けられる周知のものである。そのため、これらの説明も省略する。
【００２２】
図１に示すようにＭＧ３のロータ軸３ａには、第２クラッチ４１を介してエンジン２の出力軸２ａが接続されている。第２クラッチ４１は摩擦クラッチである。第２クラッチ４１は、出力軸２ａとロータ軸３ａとが一体に回転する係合状態と、出力軸２ａとロータ軸３ａとが切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。また、第２クラッチ４１も、出力軸２ａとロータ軸３ａとが異なる回転数で回転しつつこれらの間で動力が伝達される状態である半クラッチにすることができる。第２クラッチ４１には、第２クラッチ４１の状態を切り替えるためのアクチュエータ４１ａが設けられている。
【００２３】
変速機１０の出力軸１２には、出力ギア４が一体回転するように設けられている。出力ギア４は、デファレンシャル機構５のリングギア５ａと噛み合っている。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。
【００２４】
エンジン２、ＭＧ３及び第２クラッチ４１の動作は、制御装置５０にて制御される。そのため、制御装置５０が本発明の制御手段に相当する。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。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。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ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。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。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ＭＧ回転数センサ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ＡＰ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。ＭＧ回転数センサ５３は、ＭＧ３のロータ軸３ａの回転数に対応した信号を出力する。この他にも制御装置５０には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２５】
この車両１では、エンジン２、ＭＧ３及び第２クラッチ４１の動作を制御することにより複数の走行モードが実現される。複数の走行モードとしては、ＥＶ走行モード及びエンジン走行モード等が設定されている。ＥＶ走行モードでは、第２クラッチ４１を解放状態にするとともにＭＧ３を電動機として機能させ、ＭＧ３の動力で車両１を走行させる。エンジン走行モードでは、第２クラッチ４１を係合状態にし、主にエンジン２の動力で車両１を走行させる。なお、エンジン走行モードでは、減速時等にＭＧ３で回生発電を行ったり、加速時等にＭＧ３でエンジン２をアシストしたりする場合がある。制御装置５０は、車速及びアクセル開度等に基づいてこれらの走行モードを切り替える。制御装置５０は、例えば発進時又は低速走行時には走行モードをＥＶ走行モードに切り替える。一方、制御装置５０は、高速走行時には走行モードをエンジン走行モードに切り替える。
【００２６】
図４は、制御装置５０がＥＶ走行モードにおいてＭＧ３を制御するために実行するＭＧ制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行状態に拘わりなく所定の周期で繰り返し実行される。
【００２７】
この制御ルーチンにおいて制御装置５０は、まずステップＳ１１で現在の走行モードがＥＶ走行モードか否か判定する。ＥＶ走行モードではないと判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、ＥＶ走行モードと判定した場合はステップＳ１２に進み、制御装置５０は車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、例えば車速、アクセル開度、及びＭＧ３の回転数等が取得される。続くステップＳ１３において制御装置５０は、現在の走行状態においてＭＧ３から出力すべきトルク（ＭＧトルク）を算出する。ＭＧトルクは、例えばＭＧ３の回転数及びアクセル開度等に基づいて周知の方法で算出すればよい。そのため、ＭＧトルクの算出方法に関する詳細な説明は省略する。
【００２８】
次のステップＳ１４において制御装置５０は、車速が所定の判定速度以下であるか否か判定する。判定速度は車両１が停車中又は微低速で走行しているか否か判定するための判定基準として設定された値である。判定速度としては、例えば５ｋｍ／ｈが設定される。車速が判定速度以下と判定した場合はステップＳ１５に進み、制御装置５０は発進時トルク制限制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。発進時トルク制限制御では、ＭＧ３の回転数が所定の制限回転数より低くなるようにＭＧ３が制御される。なお、上述したステップＳ１３で算出されたＭＧトルクが０の場合にはＭＧ３を停止状態に維持する。制限回転数には、エンジン２がストールする回転数が設定される。周知のようにエンジン２に負荷をかけたりしてエンジン２の回転数を低下させていくと所定の回転数でエンジン２がストールする。そして、このストールする回転数はエンジン２の油温等により変動する。そこで、予め実験などによりエンジン２がストールする回転数の変動幅を求めておき、例えばその変動幅の中央値を制限回転数に設定すればよい。
【００２９】
一方、車速が判定速度より大きいと判定した場合はステップＳ１６に進み、制御装置５０は現在の車速において変速機１０の変速段が最低速段、すなわち１速に切り替えられたと仮定した場合の入力軸１１の回転数（以下、最低速段回転数と称することがある。）ＮｉｎＬを算出する。図１に示すように変速機１０の出力軸１２は駆動輪６と動力伝達可能に接続されているため、車速に基づいて出力軸１２の回転数Ｎｏｕｔを算出することができる。最低速段回転数ＮｉｎＬは、この算出した出力軸１２の回転数Ｎｏｕｔ及び１速の変速比に基づいて算出すればよい。続くステップＳ１７において制御装置５０は、現在の車速において変速機１０の変速段が最高速段、すなわち５速に切り替えられたと仮定した場合の入力軸１１の回転数（以下、最高速段回転数と称することがある。）ＮｉｎＨを算出する。最高速段回転数ＮｉｎＨは、出力軸１２の回転数Ｎｏｕｔ及び５速の変速比に基づいて算出すればよい。図５は、最低速段回転数ＮｉｎＬと最高速段回転数ＮｉｎＨとの関係を示している。上述したように１速〜５速のなかで１速の変速比が最も大きい。そのため、この最低速段回転数ＮｉｎＬは、現在の車速において入力軸１１が取りうる最大の回転数である。一方、５速の変速比は１速〜５速の変速比のなかで最も小さい。そのため、最高速段回転数ＮｉｎＨは、現在の車速において入力軸１１が取りうる最小の回転数である。従って、この図に示した回転数範囲Ｒ１は、現在の車速において入力軸１１が取りうる回転数範囲を示している。
【００３０】
図４に戻って制御ルーチンの説明を続ける。次のステップＳ１８において制御装置５０は、最低速段回転数ＮｉｎＬに所定の上限許容値αを加えた値よりもＭＧ３の回転数が大きいか否か判定する。周知のように第１クラッチ４０が半クラッチのときには第１クラッチ４０に伝達されたエネルギの一部が摩擦熱で消費される。そして、入力軸１１の回転数とＭＧ３の回転数との差が大きいほど摩擦熱で消費されるエネルギが多くなる。また、第１クラッチ４０が解放状態のときにＭＧ３の回転数が高くなりすぎるとＭＧ３で無駄にエネルギが消費される。そこで、上限許容値αにより最低速段回転数ＮｉｎＬに対してＭＧ３の回転数をどの程度まで高くしてもよいかを設定する。上限許容値αは、第１クラッチ４０の熱容量等に基づいて適宜に設定すればよい。最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値よりもＭＧ３の回転数が大きいと判定した場合はステップＳ１９をスキップしてステップＳ２０に進む。
【００３１】
一方、ＭＧ３の回転数が最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値以下と判定した場合はステップＳ１９に進み、制御装置５０は最高速段回転数ＮｉｎＨから所定の下限許容値βを引いた値よりもＭＧ３の回転数が小さいか否か判定する。上述したように入力軸１１の回転数とＭＧ３の回転数との差が大きいほど第１クラッチ４０が半クラッチのときに第１クラッチ４０で消費されるエネルギが多くなる。そこで、下限許容値βにより最高速段回転数ＮｉｎＨに対してＭＧ３の回転数をどの程度まで低くしてもよいかを設定する。下限許容値βも上限許容値αと同様に、第１クラッチ４０の熱容量等に基づいて適宜に設定すればよい。
【００３２】
最高速段回転数ＮｉｎＨから所定の下限許容値βを引いた値よりもＭＧ３の回転数が小さいと判定した場合はステップＳ２０に進み、制御装置５０はトルク制限制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。このトルク制限制御では、ＭＧ３の回転数が図５の回転数範囲Ｒ２内に収まるように、すなわち最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値以下であり、かつ最高速段回転数ＮｉｎＨから下限許容値βを引いた値以上の回転数になるようにＭＧ３が制御される。言い換えるとＭＧ３の回転数から最低速段回転数ＮｉｎＬを引いた値が上限許容値αより小さく、かつ最高速段回転数ＮｉｎＨからＭＧ３の回転数を引いた値が下限許容値βより小さくなるようにＭＧ３が制御される。具体的には、例えばＭＧ３の回転数が最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値より大きい場合には、ＭＧ３の回転数が最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値になるようにＭＧ３から出力するトルクを低下させる。一方、ＭＧ３の回転数が最高速段回転数ＮｉｎＨから下限許容値βを引いた値より小さい場合には、ＭＧ３の回転数が最高速段回転数ＮｉｎＨから下限許容値βを引いた値になるようにＭＧ３から出力するトルクを増加させる。
【００３３】
一方、ＭＧ３の回転数が最高速段回転数ＮｉｎＨから所定の下限許容値βを引いた値以上と判定した場合はステップＳ２１に進み、制御装置５０は通常制御を実行する。この通常制御では、算出したＭＧトルクがＭＧ３から出力されるようにＭＧ３が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
図６は、車両１の発進時における第１クラッチ４０のクラッチストローク量、ＭＧ３の回転数及び変速機１０の入力軸１１の回転数の時間変化を示している。なお、クラッチストローク量は、第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとの間の距離と相関関係を有している。クラッチストローク量が最小の場合に第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとの間の距離が最大になる。すなわち、この場合に第１クラッチ４０が解放状態になる。一方、クラッチストローク量が最大の場合に第１係合部材４０ａと第２係合部材４０ｂとの間の距離が０になる。すなわち、この場合に第１クラッチ４０が係合状態になる。図中の線ＮｍｇがＭＧ３の回転数を示し、線Ｎｉｎが入力軸１１の回転数を示している。また、この図にはトルク制限制御を実行しなかった場合のＭＧ３のトルクを比較例として示した。図中の線Ｎｃが比較例を示している。
【００３５】
この図から明らかなように、トルク制限制御を実行しなかった場合には車両１の発進時にＭＧ３の回転数が急に上昇する。そのため、第１クラッチ４０が半クラッチのときにＭＧ３の回転数と入力軸１１の回転数との差が大きくなる。上述したようにこの回転数差が大きいほど第１クラッチ４０で消費されるエネルギが多くなる。そのため、比較例では第１クラッチ４０で消費されるエネルギが多い。
【００３６】
一方、本発明ではＭＧ３の回転数が最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値より大きい場合には、ＭＧ３の回転数が最低速段回転数ＮｉｎＬに上限許容値αを加えた値になるようにＭＧ３が制御される。また、本発明では、車両１の発進時はＭＧ３の回転数がエンジン２がストールする回転数より低くなるようにＭＧ３が制御される。そのため、本発明では車両１の発進時にＭＧ３の回転数が急に上昇しない。従って、第１クラッチ４０でＭＧ３のトルクを入力軸１１に伝達しつつ第１クラッチ４０で消費されるエネルギを低減できる。
【００３７】
以上に説明したように、本発明によれば、ＥＶ走行モードにおいてＭＧ３の回転数が図６の回転数範囲Ｒ２内に収まるようにＭＧ３が制御されるので、第１クラッチ４０で消費されるエネルギを低減できる。そのため、車両１の燃費を向上させることができる。また、第１クラッチ４０の摩耗の進行を遅らせることができる。そのため、第１クラッチ４０の寿命を延ばすことができる。さらに本発明では、第１クラッチ４０の状態を検出するためのセンサ及び入力軸１１の回転数を検出するためのセンサを設ける必要ない。そのため、コストの増加を抑制できる。
【００３８】
なお、図４のステップＳ１６を実行することにより制御装置５０が本発明の最低速段回転数算出手段として機能する。また、図４のステップＳ１７を実行することにより制御装置５０が本発明の最高速段回転数算出手段として機能する。そして、図４のステップＳ１５及びＳ１８〜Ｓ２０を実行することにより制御装置５０が本発明のトルク制限手段として機能する。
【００３９】
ＭＧ制御ルーチンで使用する上限許容値αと下限許容値βとは同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。また、これら許容値α、βが小さいほどＥＶ走行モードにおけるＭＧ３と入力軸１１の回転数差を小さくできる。そのため、これら許容値α、βを小さくするほどエネルギ効率を向上させて燃費を改善することができる。
【００４０】
図７は、ＭＧ制御ルーチンの変形例を示している。この変形例では、図４のステップＳ１７とステップＳ１８の間にステップＳ３１が設けられている点が異なり、それ以外は図４と同じである。そのため、図４と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この変形例ではステップＳ１７まで図４と同様に処理が進められる。次のステップＳ３１において制御装置５０はアクセル開度の変化量に基づいて上限許容値α及び下限許容値βを設定する。アクセルペダルＡＰの踏み込み量が大きい場合、クラッチペダルＣＰが急操作されることが予想される。そのため、このような場合には第１クラッチ４０が半クラッチや解放状態になる期間が短い。そして、このようにアクセルペダルＡＰの踏み込み量が大きい場合は車両１に対して急発進又は急加速が要求されていると予想される。そこで、アクセル開度の変化量が大きいほど上限許容値α及び下限許容値βを大きくする。上限許容値α及び下限許容値βを設定した後はステップＳ１８に進み、以降は図４の制御ルーチンと同様に処理が進められる。
【００４１】
このようにアクセル開度の変化量に応じて各許容値α、βを変更することにより、車両１に対して急発進や急加速が要求されている場合にＭＧ３のトルクが無駄に制限されることを防止できる。そのため、ドライバビリティを向上させることができる。なお、図７のステップＳ３１を実行することにより制御装置５０が本発明の上限許容値設定手段として機能する。
【００４２】
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、本発明が適用される車両の変速機は前進の最高段が５速の変速機に限定されない。例えば前進の最高段が４速以下又は６速以上の変速機であってもよい。また、本発明が適用されるハイブリッド車両には、モータ・ジェネレータの代わりに電動機が設けられていてもよい。
【００４３】
本発明が適用されるハイブリッド車両は、上述した形態で示した車両に限定されない。例えば、手動変速機の入力軸にマニュアル式のクラッチを介して回転軸等の回転部材が接続され、その回転部材にモータ・ジェネレータが接続されるとともに自動クラッチを介して内燃機関が接続されたハイブリッド車両に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  車両
２  内燃機関
３  モータ・ジェネレータ（電動機）
６  駆動輪
１０  手動変速機
１１  入力軸
１２  出力軸
３０  シフトレバー
４０  第１クラッチ
４１  第２クラッチ
５０  制御装置（制御手段、トルク制限手段、最低速段回転数算出手段、最高速段回転数算出手段、上限許容値設定手段）
α  上限許容値
β  下限許容値
ＮｉｎＬ  最低速段回転数
ＮｉｎＨ  最高速段回転数
【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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