(57)【要約】【課題】回転電機の接続を変速機の入力軸又は出力軸に切り替える際に要する時間を短縮し、応答性を向上させる。【解決手段】動力伝達機構の制御装置は、エンジンと、回転電機と、変速機構と、切り替え制御手段とを備える。変速機構は、入力軸と車輪に繋がる出力軸との回転速度の比である変速比を変化させる。切り替え制御手段は、変速機構の入力軸又は出力軸のいずれかと、回転電機との回転を同期させた後、回転電機の接続を切り替える。このとき、切り替え制御手段は、回転電機の回転の変化方向が、回転同期を行う場合の回転の変化方向となるように、回転電機にトルクを発生させた状態で、回転電機をニュートラル状態とした後、回転同期を行い、回転電機の接続を切り替える。【選択図】図３
2013116693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、
入力軸と車輪に繋がる出力軸との回転速度の比である変速比を変化させる変速機構と、
前記入力軸又は前記出力軸のいずれかと、前記回転電機との回転同期を行い、当該回転同期が行われた前記入力軸又は前記出力軸へ前記回転電機の接続を切り替える切り替え制御手段と、を備え、
前記切り替え制御手段は、前記回転電機の回転の変化方向が、前記回転同期を行う場合の回転の変化方向となるように、前記回転電機にトルクを発生させた状態で、前記回転電機を、前記入力軸又は前記出力軸のいずれにも接続しないニュートラル状態とした後、前記回転同期を行い、前記回転電機の接続を切り替える
ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
【請求項２】
前記切り替え制御手段は、前記トルクの大きさを、前記回転同期を行う場合に前記回転電機に発生させるトルクの初期値に基づき定めることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構の制御装置。
【請求項３】
前記切り替え制御手段は、前記トルクの大きさを、前記回転電機を前記ニュートラル状態に遷移させる際にショックが発生しない範囲において、前記初期値に近似させることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達機構の制御装置。
【請求項４】
前記回転電機の接続の切り替えが行われると推測される場合、前記回転電機の接続の切り替えの要求がある前に、前記回転電機に前記トルクを発生させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置。
【請求項５】
エンジンをさらに備え、
前記切り替え制御手段は、前記入力軸から前記出力軸へ前記回転電機の接続を切り替える場合に、前記回転電機に前記トルクを発生させた状態で、前記回転電機を前記ニュートラル状態に遷移させる際、前記エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカット又は／及び点火時期の遅角を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置。
【請求項６】
前記切り替え制御手段は、応答性が求められる走行状態の場合に、前記回転電機に前記トルクを発生させて、前記回転電機を前記ニュートラル状態に遷移させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達機構を有する車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンと回転電機とを備えるハイブリッド車両において、回転電機の出力軸と変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される接続状態と、回転電機の出力軸と変速機の出力軸との間で変速機を介することなく動力伝達系統が形成される接続状態とを切り替え可能な構成を有するハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、回転電機の出力軸を変速機の入力軸又は出力軸のいずれかに接続を切り替える場合、回転電機のトルクを０にした後、回転電機の出力軸を変速機の入力軸又は出力軸のいずれにも接続しないニュートラル状態とする技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、トランスミッションとして、奇数段ギアと偶数ギアをそれぞれ専用のクラッチを用いて独立して作動させる所謂デュアルクラッチ型トランスミッション（ＤＣＴ：Ｄｕａｌ  Ｃｌｕｔｃｈ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を備えるハイブリッド車両において、停車発電から発進する場合に、変速機を制御してエンジンと回転電機とを動力として発進する技術が開示されている。その他、本発明に関連する技術が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４１３２９号公報
【特許文献２】特開２０１１−０２０５０７号公報
【特許文献３】特開２００７−２７８４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転電機の出力軸の接続を変速機の入力軸又は出力軸に切り替える場合には、回転電機と、接続先となる変速機の入力軸又は出力軸との回転を同期させる必要がある。しかし、回転電機のトルクを０にしてニュートラル状態とした後に、回転同期を行うと、回転同期に要する時間が長くなり、結果として、回転電機の出力軸の接続の切り替えに要する時間が長くなる。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転電機の接続を変速機の入力軸又は出力軸に切り替える際に要する時間を短縮し、応答性を向上させることが可能な動力伝達機構の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、回転電機と、入力軸と車輪に繋がる出力軸との回転速度の比である変速比を変化させる変速機構と、前記入力軸又は前記出力軸のいずれかと、前記回転電機との回転同期を行い、当該回転同期が行われた前記入力軸又は前記出力軸へ前記回転電機の接続を切り替える切り替え制御手段と、を備え、前記切り替え制御手段は、前記回転電機の回転の変化方向が、前記回転同期を行う場合の回転の変化方向となるように、前記回転電機にトルクを発生させた状態で、前記回転電機を、前記入力軸又は前記出力軸のいずれにも接続しないニュートラル状態とした後、前記回転同期を行い、前記回転電機の接続を切り替える。
【０００８】
上記動力伝達機構の制御装置は、回転電機と、変速機構と、切り替え制御手段とを備える。変速機構は、入力軸と車輪に繋がる出力軸との回転速度の比である変速比を変化させる。切り替え制御手段は、変速機構の入力軸又は出力軸のいずれかと、回転電機との回転を同期させた後、回転電機の接続を切り替える。このとき、切り替え制御手段は、回転電機の回転の変化方向が、回転同期を行う場合の回転の変化方向となるように、回転電機にトルクを発生させた状態で、回転電機をニュートラル状態とした後、回転同期を行い、回転電機の接続を切り替える。
【０００９】
回転電機のトルクを「０」にした状態で回転電機をニュートラル状態とした場合、確実にショック等を抑制することができる反面、回転電機の接続の切り替えに要する時間が長くなり、応答性が低下する。一方、回転電機のトルクを「０」にしないで回転電機をニュートラル状態とした場合であっても、回転電機がニュートラル状態であるため、その影響は限定される。以上を勘案し、動力伝達機構の制御装置は、回転電機の回転の変化方向が、回転同期を行う場合の回転の変化方向となるように、回転電機にトルクを発生させた状態で、回転電機をニュートラル状態とすることで、回転電機の接続の切り替えに要する時間を短縮し、応答性を向上させることができる。
【００１０】
上記動力伝達機構の制御装置の一態様では、前記切り替え制御手段は、前記トルクの大きさを、前記回転同期を行う場合に前記回転電機に発生させるトルクの初期値に基づき定める。この態様により、動力伝達機構の制御装置は、回転電機をニュートラル状態にした時点で、回転同期を行うのに必要なトルクに回転電機のトルクを近づけることができるため、回転同期に要する時間を短縮し、応答性を向上させることができる。
【００１１】
上記動力伝達機構の制御装置の他の一態様では、前記切り替え制御手段は、前記トルクの大きさを、前記回転電機を前記ニュートラル状態に遷移させる際にショックが発生しない範囲において、前記初期値に近似させる。この態様により、動力伝達機構の制御装置は、回転電機の接続の切り替え時のショックの発生を抑制しつつ、回転電機の接続の切り替えを迅速に実行することができる。
【００１２】
上記動力伝達機構の制御装置の他の一態様では、前記回転電機の接続の切り替えが行われると推測される場合、前記回転電機の接続の切り替えの要求がある前に、前記回転電機に前記トルクを発生させる。この態様により、動力伝達機構の制御装置は、回転電機をニュートラル状態へ遷移させるまでの時間及び回転同期に要する時間をさらに短縮し、応答性を向上させることができる。
【００１３】
上記動力伝達機構の制御装置の他の一態様では、エンジンをさらに備え、前記切り替え制御手段は、前記入力軸から前記出力軸へ前記回転電機の接続を切り替える場合に、前記回転電機に前記トルクを発生させた状態で、前記回転電機を前記ニュートラル状態に遷移させる際、前記エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカット又は／及び点火時期の遅角を行う。これにより、動力伝達機構の制御装置は、回転電機をニュートラル状態へ遷移させる際に生じる変速機構の入力軸の上昇を好適に抑制することができる。
【００１４】
上記動力伝達機構の制御装置の他の一態様では、前記切り替え制御手段は、応答性が求められる走行状態の場合に、前記回転電機に前記トルクを発生させて、前記回転電機を前記ニュートラル状態に遷移させる。この態様により、動力伝達機構の制御装置は、応答性が求められる走行状態の場合には、柔軟に回転電機の接続の切り替えに要する時間を短縮し、応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。
【図２】ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。
【図３】第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図４】比較例の切り替え制御を実行した場合のタイムチャートの一例である。
【図５】第１実施形態の切り替え制御を実行した場合のタイムチャートの一例である。
【図６】第２実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図７】比較例の切り替え制御を実行した場合のタイムチャートの一例である。
【図８】第２実施形態の切り替え制御を実行した場合のタイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
［全体構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係る動力伝達機構の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、ブレーキセンサ１５及びハイブリッド駆動装置１０を備える。
【００１８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。
【００１９】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。
【００２０】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述するモータジェネレータＭＧとの間の電力の入出力等を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述のモータジェネレータＭＧに供給すると共に、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００２１】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、モータジェネレータＭＧを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。
【００２２】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２３】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２４】
ブレーキセンサ１４は、ハイブリッド車両１の図示せぬブレーキペダルの操作量「Ａｂ」を検出可能に構成されたセンサである。ブレーキセンサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操作量Ａｂは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００２５】
［ハイブリッド駆動装置の構成］
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。ここでは、一例として、ハイブリッド駆動装置１０は、自動化されたマニュアル変速装置（ＡＭＴ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍａｎｕａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）をトランスミッションとして有する場合について説明する。
【００２６】
図２に示すように、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０と、変速機構５０と、クラッチＣＬ１と、切り替え装置７０とを備える。
【００２７】
エンジン２０は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されたエンジンである。エンジン２０の機関出力軸としての不図示のクランク軸は、クラッチＣＬ１のクラッチ板（符号省略）に連結されている。クラッチＣＬ１が係合状態にある場合、エンジン２０の出力トルクであるエンジントルク「Ｔｅ」は、クラッチＣＬ１を介して変速機構５０の入力軸ＩＳに伝達される。入力軸ＩＳに伝達されたエンジントルクＴｅは、変速機構５０のギア段（不図示）に応じて変換され、変速機構５０の出力軸から各種ギア装置、駆動軸ＤＳ及びデファレンシャルＤＧを介して上記左右車軸ＳＦＬ、ＳＦＲに出力される。
【００２８】
モータジェネレータＭＧは、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機であり、本発明に係る「回転電機」の一例である。尚、モータジェネレータＭＧは、同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、無論他の構成を有していてもよい。以後では、モータジェネレータＭＧのトルクを、「モータトルクＴｍｇ」とも呼ぶ。モータトルクＴｍｇは、力行トルクである場合に正値となり、回生トルクである場合に負値となる。
【００２９】
変速機構５０は、入力軸ＩＳと出力軸ＯＳとの間に、各ギア段を備える。各ギア段と出力軸ＯＳとの接続状態は、各ギア段に対応するカップリング機構により実現される。変速機構５０は、通常のＭＴ（Ｍａｎｕａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：手動式変速装置）のギア機構と基本的に同等である。後述するように、変速機構５０は、マニュアルトランスミッションの他、オートマティックトランスミッション、無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、又はデュアルクラッチ型トランスミッション（ＤＣＴ）等であってもよい。
【００３０】
クラッチＣＬ１は、変速機構５０の入力軸ＩＳとエンジン２０のクランク軸とを断切可能な、油圧制御湿式多板式係合装置である。
【００３１】
切り替え装置７０は、モータジェネレータＭＧの出力軸を、入力軸ＩＳと接続した状態（「入力軸接続状態」とも呼ぶ。）と、出力軸ＯＳと接続した状態（「出力軸接続状態」とも呼ぶ。）と、入力軸ＩＳと出力軸ＯＳとのいずれにも接続しない状態（「ニュートラル状態」とも呼ぶ。）との間で切り替え可能な係合装置である。例えば、切り替え装置７０がドグクラッチ装置である場合、切り替え装置７０は、モータジェネレータＭＧの出力軸に連結された環状のスリーブＳＬの内周面に係合用の歯状部材たる内歯を有している。この内歯は、スリーブＳＬが図示両矢線方向にストロークすることによって、出力軸ＯＳと連結されたクラッチプレートＣＬＰ１の外周面に形成された歯状部材たる外歯と、入力軸ＩＳと連結されたクラッチプレートＣＬＰ２の外周面に形成された歯状部材たる外歯とのうち一方と選択的に係合可能となっている。スリーブＳＬと一方のクラッチプレートが係合している状態では、モータジェネレータＭＧは、係合中のクラッチプレートに対応する入出力軸の一方との間でトルクの入出力が可能となる。通常、モータジェネレータＭＧは、変速機構５０の変速作用による動作領域の最適化効果を得るため、入力軸ＩＳに連結されている。
【００３２】
また、入力軸ＩＳ、出力軸ＯＳ、及びモータジェネレータＭＧの出力軸には、図示しないレゾルバ等の回転センサが設けられている。これら回転センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、検出された回転数（回転角速度）は、夫々ＥＣＵ１００に対し一定又は不定の周期で送出される。以後では、入力軸ＩＳの回転数を「入力軸回転数Ｎｉｎ」、出力軸ＯＳの回転数を「出力軸回転数Ｎｏｕｔ」、モータジェネレータＭＧの出力軸の回転数を「モータ回転数Ｎｍｇ」とも呼ぶ。
【００３３】
ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬ１の係合状態の制御を行うと共に、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａ等に対する各ギア段の適用領域を定めた変速線図等を参照し、変速機構５０の各ギア段と出力軸ＯＳとの接続状態を制御する。また、ＥＣＵ１００は、切り替え装置７０の制御を行い、モータジェネレータＭＧを、入力軸接続状態と出力軸接続状態との間で切り替える。このとき、ＥＣＵ１００は、まず、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態に遷移させた後、モータジェネレータＭＧの出力軸と接続させる入力軸ＩＳ又は出力軸ＯＳの回転数と、モータ回転数Ｎｍｇとを同期させる制御（単に「回転同期制御」とも呼ぶ。）を行う。そして、回転同期制御の実行後、ＥＣＵ１００は、スリーブＳＬと一方のクラッチプレートとを係合させてモータジェネレータＭＧの接続状態の切り替えを完了する。ＥＣＵ１００及び切り替え装置７０は、本発明における「切り替え制御手段」の一例である。
【００３４】
なお、図２の説明では、ハイブリッド駆動装置１０のトランスミッションがＡＭＴである場合について述べたが、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。これに代えて、ハイブリッド駆動装置１０は、トランスミッションとして、奇数段ギアと偶数ギアをそれぞれ専用のクラッチを用いて独立して作動させる所謂デュアルクラッチ型トランスミッション（ＤＣＴ）を有する構成、変速比を連続的に変化させる無段変速機（ＣＶＴ）を有する構成、又はオートマティックトランスミッションを有する構成等であってもよい。いずれの構成であっても、ハイブリッド駆動装置１０は、モータジェネレータＭＧの出力軸とトランスミッションの入力軸とを接続した入力軸接続状態と、モータジェネレータＭＧの出力軸とトランスミッションの出力軸とを接続した出力軸接続状態と、モータジェネレータＭＧの出力軸がトランスミッションの入力軸及び出力軸のいずれにも接続しないニュートラル状態とをＥＣＵ１００の制御に基づき切り替え可能な構成を有する。
【００３５】
［制御方法］
次に、ＥＣＵ１００が実行する制御の具体例である第１実施形態及び第２実施形態について説明する。
【００３６】
＜第１実施形態＞
図３は、第１実施形態において、ＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、図３に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００３７】
まず、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧの出力軸の接続位置（「ＭＧ接続位置」とも呼ぶ。）の切り替え要求があるか否か判定する（ステップＳ１０１）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え要求がある場合には（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２以降の処理を実行し、ＭＧ接続位置の切り替え要求がない場合には（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００３８】
次に、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１００は、応答性が必要であるか否か判定する（ステップＳ１０２）。ここで、応答性が必要な場合とは、例えば、停車時に発電を行う停車発電時や、スポーツモード、即ち、高車速を促進（補助）するための運転モードが指定されている場合などが該当する。なお、停車発電時では、ＥＣＵ１００は、変速機構５０をニュートラルの状態でエンジン２０と直結させ、かつ、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態とする。
【００３９】
一般に、停車発電から車両が走行を開始する場合には、変速機構５０を走行ギアにするよりもモータジェネレータＭＧを出力軸接続状態に切り替えた方が駆動力を早く出力することができる。よって、例えば、シフトレバーの位置がドライビングレンジに指定された状態かつバッテリ１２の充電量が低い状態で停車発電を行っているときに車両が発進する場合、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態から出力軸接続状態への切り替えるのに要する時間を短縮し、応答性を向上させる必要がある。
【００４０】
そして、応答性が必要である場合には（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを、ステップＳ１０５の回転同期制御を実行すると仮定した場合に設定される初期値「Ｔｉｎｉ」の近似値「Ｔｔａｇ」に設定する（ステップＳ１０３）。ここで、近似値Ｔｔａｇは、上述の初期値Ｔｉｎｉと同一符号であって、かつ、入力軸接続状態又は出力軸接続状態からニュートラル状態へ遷移させる際にショックが発生しないモータトルクＴｍｇの大きさの範囲で、初期値Ｔｉｎｉに最も近い値に設定される。このように、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５で実行されるモータ回転数Ｎｍｇと入力軸回転数Ｎｉｎ又は出力軸回転数Ｎｏｕｔとの回転同期制御に備えて、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態へ遷移させる前にモータトルクＴｍｇを予め調整しておく。これにより、後述するように、ＭＧ接続位置の切り替え時間が短縮される。また、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０３でモータトルクＴｍｇを調整する際には、ドライバの操作に基づく要求駆動力を満たすように、エンジントルクＴｅを調整する。
【００４１】
ここで、ステップＳ１０３の処理について、さらに補足説明する。ステップＳ１０５の回転同期制御では、モータトルクＴｍｇを回生トルクとすることでモータ回転数Ｎｍｇを高回転数から低回転数へ遷移させる場合と、モータトルクＴｍｇを力行トルクとすることでモータ回転数Ｎｍｇを低回転数から高回転数へ遷移させる場合とがある。一方、ＥＣＵ１００は、回転センサにより検出した入力軸回転数Ｎｉｎ及び出力軸回転数Ｎｏｕｔに基づき、モータ回転数Ｎｍｇを入力軸回転数Ｎｉｎ又は出力軸回転数Ｎｏｕｔに同期させる際のモータトルクＴｍｇの初期値Ｔｉｎｉを算出することが可能である。
【００４２】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、まず、近似値Ｔｔａｇを、上述の初期値Ｔｉｎｉと同一符号とする。即ち、ＥＣＵ１００は、回転同期制御においてモータ回転数Ｎｍｇを高回転数から低回転数へ遷移させる必要がある場合には近似値Ｔｔａｇを負値とし、回転同期制御においてモータ回転数Ｎｍｇを低回転数から高回転数へ遷移させる場合には近似値Ｔｔａｇを正値とする。これにより、ＥＣＵ１００は、回転同期制御の実行前に、モータ回転数Ｎｍｇの変化方向を、回転同期制御を行う場合のモータ回転数Ｎｍｇの変化方向と一致させるように、モータトルクＴｍｇを調整することができる。
【００４３】
これに加え、ＥＣＵ１００は、近似値Ｔｔａｇの大きさを、ステップＳ１０４でニュートラル状態にモータジェネレータＭＧを遷移させた際にショックが発生しない範囲で初期値Ｔｉｎｉに近似させる。上述のショックが発生しない範囲は、例えば実験等に基づき予め定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。このように、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを、モータ回転数Ｎｍｇを入力軸回転数Ｎｉｎ又は出力軸回転数Ｎｏｕｔと同期させるのに必要なトルクに予め近づけておくことで、後述するステップＳ１０５で回転同期制御を早期に完了することができる。
【００４４】
次に、ステップＳ１０４以降の処理について説明する。ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを近似値Ｔｔａｇに調整した状態で、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態に遷移させる（ステップＳ１０４）。次に、ＥＣＵ１００は、回転同期制御を実行する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧの出力軸を出力軸ＯＳと接続させる場合には、モータ回転数Ｎｍｇと出力軸回転数Ｎｏｕｔとが同期するようにモータトルクＴｍｇを調整し、モータジェネレータＭＧの出力軸を入力軸ＩＳと接続させる場合には、モータ回転数Ｎｍｇと入力軸回転数Ｎｉｎとが同期するようにモータトルクＴｍｇを調整する。
【００４５】
そして、ＥＣＵ１００は、回転同期が完了したか否か判定する（ステップＳ１０６）。そして、回転同期が完了した場合には（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態又は出力軸接続状態へ遷移させる（ステップＳ１０７）。一方、回転同期が完了していない場合には（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、引き続き、ステップＳ１０５で回転同期制御を行う。
【００４６】
一方、ステップＳ１０２において、応答性が必要でない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、通常のＭＧ接続位置の切り替え制御を実行する（ステップＳ１０８）。具体的には、まず、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを「０」に遷移させた後、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態とする。その後、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５と同様に、回転同期制御を実行し、回転同期が完了した場合に、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態又は出力軸接続状態へ遷移させる。
【００４７】
次に、図４、図５のタイムチャートを参照し、図３で述べたフローチャートの処理の具体例について説明する。なお、図４、図５は、一例として、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態から出力軸接続状態に切り替える場合のタイムチャートを示す。
【００４８】
図４は、図３のステップＳ１０８の処理に相当するＭＧ接続位置の切り替え制御（「比較例の切り替え制御」とも呼ぶ。）を実行した場合のモータトルクＴｍｇと各回転数のタイムチャートの一例を示す。図４において、グラフ「Ｂ１」は、入力軸回転数Ｎｉｎの時間変化を示し、グラフ「Ｂ２」は、出力軸回転数Ｎｏｕｔの時間変化を示し、グラフ「Ｂ３」は、モータ回転数Ｎｍｇの時間変化を示す。
【００４９】
まず、ＭＧ接続位置の切り替え要求があった時刻「ｔ１」から、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇが「０」になるようにモータジェネレータＭＧを制御する。そして、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇが「０」になったことを認識した時刻「ｔ２」において、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態からニュートラル状態に遷移させる。そして、ＥＣＵ１００は、モータ回転数Ｎｍｇが出力軸回転数Ｎｏｕｔと同期するように（グラフＢ２、Ｂ３参照）、モータトルクＴｍｇを変化させる。これにより、モータトルクＴｍｇは、０から負の方向に変化する。
【００５０】
次に、ＥＣＵ１００は、時刻「ｔ３」において、モータ回転数Ｎｍｇが出力軸回転数Ｎｏｕｔと同期したことを認識し、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態から出力軸接続状態に遷移させる。
【００５１】
このように、比較例の切り替え制御では、ＥＣＵ１００は、入力軸接続状態からニュートラル状態への切り替え前後において、モータトルクＴｍｇを負値から「０」にして再び負値に遷移させている。
【００５２】
図５は、図３のステップＳ１０３乃至ステップＳ１０７で実行される制御（「第１実施形態の切り替え制御」とも呼ぶ。）を実行した場合のモータトルクＴｍｇと各回転数とのタイムチャートの一例である。図５において、グラフ「Ｃ１」は、第１実施形態の切り替え制御を実行した場合のモータトルクＴｍｇの時間変化を示し、グラフ「Ｄ１」は、比較例の切り替え制御を実行した場合のモータトルクＴｍｇの時間変化を示す。また、グラフ「Ｃ２」乃至「Ｃ４」は、それぞれ、第１実施形態の切り替え制御を実行した場合の入力軸回転数Ｎｉｎ、出力軸回転数Ｎｏｕｔ、及びモータ回転数Ｎｍｇの時間変化を示し、グラフ「Ｄ２」は、比較例の切り替え制御を実行した場合のモータ回転数Ｎｍｇの時間変化を示す。
【００５３】
まず、ＭＧ接続位置の切り替え要求があった時刻ｔ１において、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇが近似値ＴｔａｇになるようにモータジェネレータＭＧを制御する。このとき、ＥＣＵ１００は、近似値Ｔｔａｇを、初期値Ｔｉｎｉと同じ符号（負値）であって、ニュートラル状態への移行時にショックが発生しない大きさに設定する。
【００５４】
そして、モータトルクＴｍｇが近似値ＴｔａｇになったことをＥＣＵ１００が認識した時刻「ｔ２ａ」において、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態からニュートラル状態へ切り替える。この場合、ＥＣＵ１００は、比較例の切り替え制御と異なり、モータトルクＴｍｇの大きさを「０」まで引き下げる必要がないため、時刻ｔ２と時刻ｔ２ａの差分だけ、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態からニュートラル状態へ切り替えるタイミングが早い。
【００５５】
このとき、モータトルクＴｍｇを「０」に設定していない状態でニュートラル状態に切り替えたことに起因して、入力軸回転数Ｎｉｎが一時的に上昇する（グラフＣ２参照）。しかし、近似値Ｔｔａｇはショックが発生しない程度の大きさに設定されていること、及び、モータジェネレータＭＧはニュートラル状態であることから、この影響は限定的である。なお、好適には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４の処理の実行と共に、フューエルカットや点火遅角の制御を行うとよい。これにより、ＥＣＵ１００は、入力軸ＩＳの一時的な上昇を抑制することができる。
【００５６】
次に、時刻ｔ２ａ以降、ＥＣＵ１００は、モータ回転数Ｎｍｇが出力軸回転数Ｎｏｕｔと一致するように（グラフＣ３、Ｃ４参照）、モータトルクＴｍｇを調整する（グラフＣ１参照）。そして、モータ回転数Ｎｍｇが出力軸回転数Ｎｏｕｔと一致する時刻「ｔ３ａ」において、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態から出力軸接続状態へ移行させる。
【００５７】
このように、第１実施形態の切り替え制御では、ＥＣＵ１００は、ニュートラル状態への移行時には、既にモータトルクＴｍｇを回転同期制御の初期値Ｔｉｎｉ又はその近傍に遷移させ、モータ回転数Ｎｍｇの変化方向を、回転同期制御を行う場合のモータ回転数Ｎｍｇの変化方向と一致させている。ここで、「回転の変化方向」とは、具体的には、高回転から低回転へ変化する方向、又は低回転から高回転へ変化する方向を指す。
【００５８】
これにより、ＥＣＵ１００は、回転同期制御に要する時間を短縮し、その結果、第１実施形態の切り替え制御によるＭＧ接続位置の切り替えに要する時間は、比較例の切り替え制御によるＭＧ接続位置の切り替えに要する時間よりも、時刻ｔ３ａと時刻ｔ３との差分だけ短縮されている。このように、第１実施形態の切り替え制御では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替えを迅速に行い、応答性を向上させることができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え要求があると推定される場合には、当該切り替え要求よりも前に、モータトルクＴｍｇが近似値Ｔｔａｇになるように調整する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え要求からモータジェネレータＭＧをニュートラル状態への切り替えるまでの時間をさらに短縮し、応答性を向上させる。
【００６０】
図６は、第２実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、図６に示す処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６１】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階であるか否か判定する（ステップＳ２０１）。ここで、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階であるか否か判定する具体的方法について、２つ例を挙げて説明する。
【００６２】
例えば、車両が走行中の場合には、ＥＣＵ１００は、メモリに記憶する変速線図に、モータ接続位置の切り替えが行われると推定される境界線をさらに記憶しておき、動作点が当該境界線を跨いで変化した場合に、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階にあると判定する。上述の境界線は、例えば実験等に基づき予め定められる。一般に、ＥＣＵ１００は、走行中では、変速線に基づきモータ接続位置の切り替えを行う。よって、ＥＣＵ１００は、上述の境界線の情報を変速線の情報に加えて予め記憶しておくことで、好適に、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階であるか否か判定することができる。
【００６３】
他の例では、ＥＣＵ１００は、停車発電時には、ブレーキペダルの操作量Ａｂが所定値以下になり、ブレーキペダルの踏力が弱まったと判断した場合、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階にあると判定する。上述の所定値は、ブレーキがオフになることが推測される値に実験等により予め定められる。一般に、停車発電時では、ブレーキがオフになった場合に、停車発電が解除されると共に、ＭＧ接続位置が入力軸接続状態から出力軸接続状態に切り替わる。よって、このように、ＥＣＵ１００は、ブレーキペダルの踏力が弱まったか否か判定することで、好適に、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階にあるか否か判定することができる。
【００６４】
次に、ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを、回転同期制御を実行した場合に設定される初期値Ｔｉｎｉの近似値Ｔｔａｇに調整する（ステップＳ２０２）。このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え準備段階で、モータトルクＴｍｇをステップＳ２０５の回転同期制御の初期値Ｔｉｎｉに近似させることで、ステップＳ２０５の回転同期制御に要する時間を短縮することができる。また、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え要求があった場合には、迅速にモータジェネレータＭＧをニュートラル状態に遷移させることができる。なお、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを調整する際には、ドライバの操作に基づく要求駆動力を満たすように、エンジントルクＴｅを調整する。
【００６５】
次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え要求があったか否か判定する（ステップＳ２０３）。そして、ＭＧ接続位置の切り替え要求があったと判断した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、第１実施形態のステップＳ１０４乃至ステップＳ１０７と同様に、ステップＳ２０４乃至ステップＳ２０７の処理を行う。具体的には、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを近似値Ｔｔａｇに調整した状態で、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態に遷移させる（ステップＳ２０４）。そして、ＥＣＵ１００は、回転同期制御を実行する（ステップＳ２０５）。そして、回転同期が完了した場合には（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧを入力軸接続状態又は出力軸接続状態へ遷移させる（ステップＳ２０７）。一方、回転同期が完了していない場合には（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、引き続き、ステップＳ２０５で回転同期制御を行う。
【００６６】
一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替え要求がない場合には（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、引き続きステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理を実行する。
【００６７】
次に、図７及び図８のタイムチャートを参照して、第２実施形態に基づくＭＧ接続位置の切り替え制御（「第２実施形態の切り替え制御」とも呼ぶ。）について具体的に説明する。
【００６８】
図７は、比較例の切り替え制御を実行した場合のモータトルクＴｍｇと各回転数のタイムチャートの一例を示す。なお、図７及び後述する図８は、スポーツモードなどの高車速を補助する運転状態において、モータジェネレータＭＧを出力軸接続状態から入力軸接続状態に切り替える場合のタイムチャートを示している。図７において、グラフ「Ｅ１」は、比較例の切り替え制御に係る出力軸回転数Ｎｏｕｔの時間変化を示し、グラフ「Ｅ２」は、比較例の切り替え制御に係る入力軸回転数Ｎｉｎの時間変化を示し、グラフ「Ｅ３」は、比較例の切り替え制御に係るモータ回転数Ｎｍｇの時間変化を示す。
【００６９】
図７に示す比較例の切り替え制御では、ＭＧ接続位置の切り替え要求があった時刻「ｔ１１」において、ＥＣＵ１００は、モータトルクＴｍｇを「０」に調整する制御を開始する。そして、モータトルクＴｍｇが「０」となったことを認識した時刻「ｔ１２」において、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧを出力軸接続状態からニュートラル状態に切り替え、モータ回転数Ｎｍｇと入力軸回転数Ｎｉｎとの回転同期制御を行う（グラフＥ２、Ｅ３参照）。そして、ＥＣＵ１００は、モータ回転数Ｎｍｇと入力軸回転数Ｎｉｎとが一致したことを認識した時刻「ｔ１３」において、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態から入力軸接続状態に切り替える。このように、図７に示す運転状態では、ＭＧ接続位置の切り替え前にはモータトルクＴｍｇが正値となり、回転同期制御においてモータトルクＴｍｇが負値となる。
【００７０】
図８は、第２実施形態の切り替え制御を実行した場合のモータトルクＴｍｇと各回転数のタイムチャートの一例を示す。図８において、グラフ「Ｆ１」は、第２実施形態の切り替え制御に係るモータトルクＴｍｇの時間変化を示し、グラフ「Ｆ２」乃至「Ｆ４」は、それぞれ、第２実施形態の切り替え制御に係る出力軸回転数Ｎｏｕｔ、入力軸回転数Ｎｉｎ、及びモータ回転数Ｎｍｇの時間変化を示す。グラフ「Ｇ１」は、比較例の切り替え制御に係るモータトルクＴｍｇの時間変化を示し、グラフ「Ｇ２」は、比較例の切り替え制御に係るモータ回転数Ｎｍｇの時間変化を示す。
【００７１】
まず、ＭＧ接続位置の切り替え要求がある時刻ｔ１１よりも前の時刻「ｔ１０」において、ＥＣＵ１００は、ＭＧ接続位置の切り替えが行われると推定し、モータトルクＴｍｇを回転同期制御の初期値Ｔｉｎｉの近似値Ｔｔａｇに調整する（グラフＦ１参照）。そして、ＭＧ接続位置の切り替え要求があった時刻ｔ１１において、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧを出力軸接続状態からニュートラル状態へ切り替えると共に、回転同期制御を行う。
【００７２】
ここで、時刻ｔ１０からモータトルクＴｍｇが近似値ＴｔａｇになるようにＥＣＵ１００が制御していることにより、時刻ｔ１１では、既に、モータトルクＴｍｇは、正値から初期値Ｔｉｎｉと同じ符号（負値）に遷移している。即ち、この時点において、ＥＣＵ１００は、モータ回転数Ｎｍｇの変化方向を、回転同期制御を行う場合のモータ回転数Ｎｍｇの変化方向と一致させている。従って、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１１でのＭＧ接続位置の切り替え要求後、迅速にモータジェネレータＭＧを出力軸接続状態からニュートラル状態へ切り替えると共に回転同期制御を完了することができる。
【００７３】
そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１２の近傍において、回転同期制御を完了し、モータジェネレータＭＧをニュートラル状態から入力軸接続状態へ切り替える。従って、この例では、比較例の切り替え制御を実行する例と比較して、およそ時刻ｔ１２と時刻ｔ１３の時間幅分だけ、ＭＧ接続位置の切り替えに要する時間が短縮されている。
【符号の説明】
【００７４】
１  ハイブリッド車両
１０  ハイブリッド駆動装置
１２  バッテリ
２０  エンジン
５０  変速機構
７０  切り替え装置
１００  ＥＣＵ
ＭＧ  モータジェネレータ
ＩＳ  入力軸
ＯＳ  出力軸
ＣＬ１  クラッチ
【図１】
2013116693.tif 000003
【図２】
2013116693.tif 000004
【図３】
2013116693.tif 000005
【図４】
2013116693.tif 000006
【図５】
2013116693.tif 000007
【図６】
2013116693.tif 000008
【図７】
2013116693.tif 000009
【図８】
2013116693.tif 000010