(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド車両のブリッピング制御を伴うダウン変速において、バッテリを保護しつつ変速感を向上させる。【解決手段】ＥＣＵ３００は、自動変速機５００のダウン変速中に、自動変速機５００の入力軸６２０の回転速度を上昇させるブリッピング制御の要求がある場合に、エンジントルクを増大させることによりブリッピング制御を実現する通常変速制御、第１ＭＧ１０の出力トルクを増大させることによりブリッピング制御を実現するＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速によりブリッピング制御を実現するダブルクラッチ変速制御の各々について、変速時間と、バッテリ１５０への充電電力とを算出する。ＥＣＵ３００は、通常変速制御、ＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速制御のうち、算出された充電電力の大きさが充電電力上限値Ｗｉｎを下回り、かつ算出された変速時間が最も短い変速制御を選択する。【選択図】図１
2016084034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、回転電機と、蓄電装置と、駆動輪とを備えたハイブリッド車両であって、
前記内燃機関および前記回転電機が連結された入力軸と、クラッチと、前記駆動輪が連結された出力軸とを有する自動変速機と、
前記内燃機関と、前記回転電機と、前記自動変速機とを制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記自動変速機のダウン変速中に、前記入力軸の回転速度を上昇させるブリッピング制御の要求がある場合に、
前記内燃機関の出力トルクを増大させることにより、前記ブリッピング制御を実現する第１の変速制御と、
前記回転電機の出力トルクを増大させることにより、前記ブリッピング制御を実現する第２の変速制御と、
前記クラッチを用いたダブルクラッチ変速により、前記ブリッピング制御を実現する第３の変速制御との各々について、前記ダウン変速の変速時間と、前記回転電機から前記蓄電装置への充電電力とを算出し、
前記第１〜第３の変速制御のうち、算出された充電電力の大きさが所定のしきい値を下回り、かつ算出された変速時間が最も短い変速制御を選択する、ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、自動変速機を備えたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両において、エンジンおよびモータジェネレータからの動力が入力される自動変速機を備える構成が広く用いられている。このようなハイブリッド車の変速時には、プロペラシャフトの動力が自動変速機を介してモータジェネレータへと伝達され、モータジェネレータによって発電が行なわれる場合がある。バッテリの状態（たとえばＳＯＣ（State  Of  Charge））によっては発電電力をバッテリに充電することができないため、発電を制限しなければならない状況が生じ得る。そのため、バッテリの充電制限を考慮した変速制御が提案されている。
【０００３】
たとえば特開２０１０−１８８７９４号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両の変速制御によれば、バッテリに充電制限がかかっている場合に、変速前にエンジントルクを小さくすることによって第１のモータジェネレータでの発電電力を減少させる一方で、第２のモータジェネレータの出力トルクを大きくすることによって消費電力を増大させる。これにより、バッテリの空き容量を確保することができる（特許文献１の段落［００２６］，［００２９］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８８７９４号公報
【特許文献２】特開２０００−３１４４７４号公報
【特許文献３】特開２０１１−２４０９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動変速機（ＡＴ）を備えた車両は、シフトレバーを前進走行位置に入れておけば自動的に変速が行なわれるように構成されている。一方、ユーザによっては、手動変速（ＭＴ）のように自分の意志で変速段を選ぶ楽しさ、言い換えれば車を操る楽しさを求める場合がある。このようなユーザの希望に応えるために、マニュアルシフト操作によって変速比を選べるようにしたマニュアルシフトモードを有する車両が知られている。
【０００６】
マニュアルシフトモードを有するハイブリッド車両において、ユーザのシフトダウン操作に応答してダウン変速が行なわれる場合に、ブリッピング制御が実行される場合がある。ブリッピング制御とは、自動変速機の入力軸の回転速度が同期回転速度（変速後の入力軸の回転速度）へと早期に変化するように、入力軸の回転速度を上昇させる制御である。ブリッピング制御を実行すると変速時間が短縮されるので、変速感（シフトフィーリング）を向上させることができる。
【０００７】
良好な変速感を得る観点からは、変速時間をできるだけ短くする方が望ましい。しかし、変速時間が短くなると、自動変速機の入力軸の回転速度の変化速度（単位時間当たりの変化量）が大きくなるので、ブリッピング制御に伴いモータジェネレータでの発電電力が急激に大きくなり得る。そのため、バッテリを保護する観点からは、過大な充電電力が生じないように変速時間をある程度長く設定する必要がある。その一方で、変速時間が長くなり過ぎると、充電電力が減少するので確実にバッテリを保護できるようになるものの、変速感が損なわれてしまう可能性がある。
【０００８】
このように、ハイブリッド車両のブリッピング制御を伴うダウン変速においては、バッテリ保護と、変速時間の短縮による変速感の向上との間にトレードオフの関係が成立し得る。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両のブリッピング制御を伴うダウン変速において、バッテリを保護しつつ変速感を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある局面に従うハイブリッド車両は、内燃機関と、回転電機と、蓄電装置と、自動変速機と、駆動輪と、制御装置とを備える。自動変速機は、内燃機関および回転電機が連結された入力軸と、クラッチと、駆動輪が連結された出力軸とを有する。制御装置は、内燃機関、回転電機、および自動変速機を制御する。制御装置は、自動変速機のダウン変速中に、入力軸の回転速度を上昇させるブリッピング制御の要求がある場合に、第１〜第３の変速制御の各々について、ダウン変速の変速時間と、回転電機から蓄電装置への充電電力とを算出する。第１の変速制御は、内燃機関の出力トルクを増大させることにより、ブリッピング制御を実現する。第２の変速制御は、回転電機の出力トルクを増大させることにより、ブリッピング制御を実現する。第３の変速制御は、クラッチを用いたダブルクラッチ変速により、ブリッピング制御を実現する。制御装置は、第１〜第３の変速制御のうち、算出された充電電力の大きさが所定のしきい値を下回り、かつ算出された変速時間が最も短い変速制御を選択する。
【００１１】
上記構成によれば、ブリッピング制御の要求がある場合に、第１〜第３の変速制御の各々について、ダウン変速を実行した場合の変速時間と、蓄電装置への充電電力とが算出される。第１〜第３の変速制御のうち、算出された充電電力が所定の上限値を下回る変速制御を選択することにより、バッテリを保護することができる。さらに、バッテリを保護可能な範囲内において、算出された変速時間が最も短い変速制御を選択することにより、変速感を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ハイブリッド車両のブリッピング制御を伴うダウン変速において、バッテリを保護しつつ変速感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す動力分割機構および自動変速機の構成を詳細に表す図である。
【図３】図２に示す自動変速機の係合作動表を表す図である。
【図４】本実施の形態に係る車両における通常変速制御を説明するための共線図である。
【図５】本実施の形態に係る車両におけるＭＧ変速制御を説明するための共線図である。
【図６】本実施の形態に係る車両におけるダブルクラッチ変速制御を説明するための共線図である。
【図７】本実施の形態におけるダウン変速時の変速制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示す変速制御選択処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
以下に示す実施の形態においては、本発明に係るハイブリッド車両の一例として、２つのモータジェネレータと、シングルクラッチ方式の自動変速機とを備える構成について説明する。しかし、本発明が適用可能な車両は自動変速機を備えたハイブリッド車両であれば、これに限定されるものではない。モータジェネレータ数は１であってもよく、自動変速機はデュアルクラッチ方式であってもよい。
【００１６】
＜車両の構成＞
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、バッテリ１５０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）１６０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、エンジン１００と、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）１０と、動力分割機構４００と、第２ＭＧ２０と、自動変速機５００と、駆動輪３５０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００１７】
バッテリ１５０は、再充電が可能に構成された蓄電装置である。バッテリ１５０は、代表的にはニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを含んで構成される。
【００１８】
バッテリ１５０には電池センサ１５２が設けられている。電池センサ１５２は、いずれも図示しないが、電圧センサと、電流センサと、温度センサとを含む。電圧センサは、バッテリ１５０の電圧ＶＢを検出する。電流センサは、バッテリ１５０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサは、バッテリ１５０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、各センサからの信号に基づいて、バッテリ１５０のＳＯＣ（State  Of  Charge）を算出する。
【００１９】
ＳＭＲ１６０は、バッテリ１５０とＰＣＵ１６０との間に電気的に接続される。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との導通と遮断とを切り替える。
【００２０】
ＰＣＵ２００は、いずれも図示しないが、コンバータおよびインバータを含んで構成される。ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０に蓄えられた直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換して第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０で発電された交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１５０に供給する。
【００２１】
エンジン１００は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、車両１が走行するための動力を発生する。エンジン１００が発生した動力は動力分割機構４００に出力される。
【００２２】
エンジン１００にはエンジン回転速度センサ１０２が設けられている。エンジン回転速度センサ１０２は、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出して、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００２３】
動力分割機構４００は、エンジン１００から受けた動力を、第１ＭＧ１０に伝達される動力と、第２ＭＧ２０および自動変速機５００を介して駆動輪３５０に伝達される動力とに分割する。動力分割機構４００は遊星歯車機構であるが、動力分割機構４００の構成の詳細については後述する。
【００２４】
第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は、交流の回転電機であって、たとえば三相交流永久磁石型同期モータである。第１ＭＧ１０は、エンジン１００を始動させる際にはバッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランクシャフト１１０を回転させる。また、第１ＭＧ１０はエンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、第２ＭＧ２０に供給される場合もある。
【００２５】
第２ＭＧ２０は、バッテリ１５０からの電力および第１ＭＧ１０により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて、動力分割機構４００の出力軸６２０を回転させる。また、第２ＭＧ２０は回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。
【００２６】
第１ＭＧ１０にはレゾルバ１２が設けられている。レゾルバ１２は、第１ＭＧ１０の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。同様に、第２ＭＧ２０にはレゾルバ２２が設けられている。レゾルバ２２は、第２ＭＧ２０の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００２７】
車両１は、変速制御のための構成要素として、自動変速機５００と、油圧回路５５０と、油温センサ５５２と、シフトレバー３２と、ポジションスイッチ３４とを備える。
【００２８】
自動変速機５００は、複数の変速段（本実施の形態では４段）を有する有段式変速機であって、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＴに基づいて変速比を切り替える。変速比とは、自動変速機５００の出力軸６４０の回転速度（出力軸回転速度）Ｎｏｕｔに対する自動変速機５００の入力軸６３０（いずれも図２参照）の回転速度（入力軸回転速度）Ｎｉｎの比を意味する。
【００２９】
より具体的には、車両１は、ユーザが任意のギヤ段を選択可能なマニュアルシフトモードを有する。マニュアルシフトモードにおいてユーザがシフトレバー３２を操作すると、ポジションスイッチ３４はシフトレバー３２の位置を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、シフトレバー３２の位置に対応した制御信号ＡＴを油圧回路５５０に出力する。油圧回路５５０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＴに応じて、自動変速機５００に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic  Transmission  Fluid）の圧力（油圧）を調整する。この油圧により、自動変速機５００内のブレーキＢ１，Ｂ２（図２参照）が係合されたり解放されたりすることで、ユーザが選択したギヤ段が形成される。
【００３０】
油温センサ５５２は、油圧回路５５０のオイルの温度（油温）ＴＯを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、後に図８にて詳細に説明するように、油温センサ５５２からの信号に基づいて、油温ＴＯが所定の判定値Ｔｃを上回らないように変速制御を実行する。
【００３１】
自動変速機５００の入力軸６３０（図２参照）は、第２ＭＧ２０に連結されるとともに、動力分割機構４００を介してエンジン１００および第１ＭＧ１０に連結される。自動変速機５００の出力軸６４０（図２参照）は、プロペラシャフト６５０に連結される。プロペラシャフト６５０は、エンジン１００から動力分割機構４００および自動変速機５００を介して伝達される動力、および第２ＭＧ２０から自動変速機５００を介して伝達される動力のうちの少なくとも一方の動力によって回転する。
【００３２】
プロペラシャフト６５０には車速センサ６５２が設けられている。車速センサ６５２は、プロペラシャフト６５０の回転速度（プロペラシャフト回転速度）Ｎｐを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、車速センサ６５２からの信号に基づいて、車速Ｖを算出する。
【００３３】
ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）（図示せず）と、メモリ３１０と、バッファ（図示せず）とを含む。ＥＣＵ３００は、各センサから受けた信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるように機器類を制御する。なお、ＥＣＵ３００の一部あるいは全部は、電子回路等のハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００３４】
図２は、図１に示す動力分割機構４００および自動変速機５００の構成を詳細に表す図である。図１および図２を参照して、動力分割機構４００は、サンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣＡと、ピニオンギヤＰとを含む。
【００３５】
サンギヤＳは、第１ＭＧ１０のロータ６１０に連結される。リングギヤＲは、動力分割機構４００の出力軸６２０に連結される。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合する。キャリアＣＡは、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持するとともに、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結される。
【００３６】
自動変速機５００は、シングルピニオン型のプラネタリギヤ５１０，５２０と、ワンウェイクラッチＦ１とを含む。プラネタリギヤ５１０は、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛合するピニオンギヤＰ１と、ピニオンギヤＰ１が自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰ１を保持するキャリアＣＡ１とを有する。プラネタリギヤ５２０の構成はプラネタリギヤ５１０の構成と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。ワンウェイクラッチＦ１は、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２が一方向に回転できる一方で、他方向には回転できないようにキャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２を支持する。
【００３７】
自動変速機５００は、摩擦係合装置として、クラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１，Ｂ２とをさらに含む。各摩擦係合装置は、油圧回路５５０に接続されており、油圧回路５５０から出力される油圧によって作動する。より具体的には、ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１を選択的に固定する。ブレーキＢ２は、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２を選択的に固定する。ブレーキＢ１およびクラッチＣ１がいずれも係合すると、サンギヤＳ２は、動力分割機構４００のリングギヤＲに連結される。クラッチＣ２が係合すると、互いに連結されたキャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２は、いずれも動力分割機構４００のリングギヤＲに連結される。
【００３８】
このように、各摩擦係合装置の係合状態が変更されることによって、自動変速機５００は、係合状態、半係合状態、および解放状態のいずれかの状態に切り替えられる。自動変速機５００の係合状態では、自動変速機５００の入力軸６３０と出力軸６４０との間でトルクの全部が伝達される。半係合状態では、自動変速機５００の入力軸６３０と出力軸６４０との間でトルクの一部が伝達される。解放状態では、自動変速機５００の入力軸６３０と出力軸６４０との間でのトルクの伝達が遮断される。
【００３９】
図３は、図２に示す自動変速機５００の係合作動表を表す図である。図３を参照して、「○」は係合状態であることを示し、「（○）」はエンジンブレーキ時に係合されることを示し、空欄は解放状態であることを示す。
【００４０】
自動変速機５００では、各摩擦係合装置が係合作動表に従って係合されることにより、４段の前進ギヤ段（１ｓｔ〜４ｔｈで示す）と、後進ギヤ段（Ｒで示す）とが選択的に形成される。また、全ての摩擦係合装置を解放状態にすることにより、ニュートラル状態（Ｎで示す）が形成される。なお、図２に示す自動変速機５００の構成および図３に示す係合作動表は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００４１】
＜ブリッピング制御＞
以上のように構成された車両１は、マニュアルシフトモードにおいてシフトダウン操作により、変速段を１段ずつダウンシフトさせたり、２段以上ダウンシフト（ダウンスキップシフト）させたりすることができるように構成されている。ユーザがシフトダウン操作を行なった場合に所定の条件が満たされると、車両１は、ブリッピング制御を実行することが望ましいとして、ダウン変速中にブリッピング要求を発生させる。ブリッピング制御とは、上述のように、自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎが同期回転速度Ｎｓ（変速後の入力軸回転速度Ｎｉｎ）に早期に変化するように、ダウン変速中に入力軸回転速度Ｎｉｎを上昇させる制御である。なお、同期回転速度Ｎｓは、変速後の変速比と変速後の自動変速機５００の出力軸回転速度Ｎｏｕｔとから定まる。
【００４２】
ブリッピング制御を実行すると変速時間が短縮されるため、変速感を向上させることができる。さらに、ブリッピング制御を実行することにより、ブリッピング制御を実行しない場合と比べて、自動変速機５００の入力軸６３０の変速前のトルクと変速後のトルクとの差（トルク段差）が小さくなる。その結果、入力軸６３０に作用するイナーシャ（いわゆるエンジンブレーキ）が軽減されるため、変速ショック（ダウン変速中に発生する過大な減速度）を抑制することができる。
【００４３】
ブリッピング要求がある場合に、車両１は、通常変速制御（第１の変速制御）と、ＭＧ変速制御（第２の変速制御）と、ダブルクラッチ変速制御（第３の変速制御）とのうち、適切な変速制御を選択することによりブリッピング制御を実現する。以下、図４〜図６に示す共線図を参照しながら、各変速制御の詳細について説明する。ここでは４速ギヤ段から２速ギヤ段へのダウンスキップシフトが行なわれる場合を例に説明するが、本発明は、ダウン変速時であればギヤ段を問わず適用可能である。たとえば、３速ギヤ段から１速ギヤ段へのダウンスキップシフトの場合であってもよく、あるいは変速段を１段ずつダウンシフトさせる場合であってもよい。
【００４４】
＜通常変速制御＞
図４は、本実施の形態に係る車両１における通常変速制御を説明するための共線図である。図４を参照して、動力分割機構４００および自動変速機５００が上述のように構成されることによって、リングギヤＲの回転速度はＭＧ２回転速度Ｎｍ２と等しくなる。そして、サンギヤＳの回転速度（＝ＭＧ１回転速度Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転速度（＝ＭＧ２回転速度Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。つまり、いずれか２つの回転要素の回転速度が決まれば、残りの回転要素の回転速度も決まる。４速ギヤ段の形成時に対応する直線を実線（４ｔｈ）で示し、２速ギヤ段の形成時に対応する直線（２ｎｄ）を１点鎖線で示す。
【００４５】
自動変速機５００の入力軸６３０の回転速度（入力軸回転速度）Ｎｉｎは第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２に等しく、自動変速機５００の出力軸６４０の回転速度（出力軸回転速度）Ｎｏｕｔはプロペラシャフト回転速度Ｎｐに等しい。本実施の形態では、図示しないが３速ギヤ段が直結段（変速比＝１のギヤ段）とすると、３速ギヤ段の形成時において自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎが出力軸回転速度Ｎｏｕｔと等しくなる。そのため、２速ギヤ段の形成時における入力軸回転速度Ｎｉｎは出力軸回転速度Ｎｏｕｔよりも大きい一方で、４速ギヤ段の形成時における入力軸回転速度Ｎｉｎは出力軸回転速度Ｎｏｕｔよりも小さい。
【００４６】
通常変速制御においては、ダウン変速中に自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎを上昇させるために、エンジン１００から出力されるトルク（エンジントルク）Ｔｅを増大させる。すなわち、通常変速制御とは、エンジントルクＴｅを増大させることでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることによって、ブリッピング制御を実現する制御である。
【００４７】
通常変速制御を実行すると、エンジントルクＴｅによってエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ１回転速度Ｎｍ１が過度に上昇しないように、第１ＭＧ１０はトルク（ＭＧ１トルク）Ｔｍ１を負トルクとして増大させる。ＭＧ１回転速度Ｎｍ１は正である。したがって、第１ＭＧ１０はジェネレータ（発電機）として機能する。一方、第２ＭＧ２０は、シフトダウン時のＭＧ２回転速度Ｎｍ２の上昇に伴う変速ショックを吸収するために、トルク（ＭＧ２トルク）Ｔｍ２を負トルクとして出力する。ＭＧ２回転速度Ｎｍ２は、車両１が前進走行中のため正である。したがって、第２ＭＧ２０もジェネレータとして機能する。このように、通常変速制御においては、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０はいずれもジェネレータとして機能するため、バッテリ１５０は充電される。
【００４８】
＜ＭＧ変速制御＞
図５は、本実施の形態に係る車両１におけるＭＧ変速制御を説明するための共線図である。ＭＧ変速制御においては、ダウン変速中に自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎを上昇させるために、第１ＭＧ１０はＭＧ１トルクＴｍ１を正トルクとして増大させる。すなわち、ＭＧ変速制御とは、ＭＧ１トルクＴｍを正トルクとして増大させることでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることによって、ブリッピング制御を実現する制御である。
【００４９】
図５を参照して、ＭＧ１トルクＴｍ１が正トルクであり、かつＭＧ１回転速度Ｎｍ１が正の場合、第１ＭＧ１０はモータ（電動機）として機能する。一方、第２ＭＧ２０は、通常変速制御と同様に、変速ショックを吸収するためにジェネレータとして機能する。この場合、第２ＭＧ２０での発電電力の大きさが第１ＭＧ１０での消費電力の大きさよりも大きい場合に、バッテリ１５０は充電される。
【００５０】
＜ダブルクラッチ変速制御＞
図６は、本実施の形態に係る車両１におけるダブルクラッチ変速制御を説明するための共線図である。ダブルクラッチ変速制御とは、クラッチ（図３に示す例ではクラッチＣ２）を切断して自動変速機５００をニュートラル状態にする処理と、クラッチ（クラッチＣ２）を半係合状態にするとともにＭＧ１トルクＴｍ１（および／またはエンジントルクＴｅ）を出力することでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる処理と、クラッチ（クラッチＣ２）を切断してユーザが選択したギヤ段（２速ギヤ段）を形成する処理と、クラッチ（クラッチＣ１）を係合する処理とを連続的に行なう制御である。
【００５１】
図６を参照して、ダブルクラッチ変速制御においては、自動変速機５００を半係合状態（直線ＤＢＬ参照）にすることで段階的に自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎを上昇させる。この際、第２ＭＧ２０は、通常変速制御およびＭＧ変速制御と同様に、変速ショックを吸収するためにジェネレータとして機能する。一方、第１ＭＧ１０は、ＭＧ変速制御と同様に、モータとして機能する。したがって、第２ＭＧ２０での発電電力の大きさが第１ＭＧ１０での消費電力の大きさよりも大きい場合に、バッテリ１５０は充電される。
【００５２】
ダブルクラッチ変速制御を実行すると、クラッチ継合時のピークトルク（クラッチ継合により発生するヒゲ状のトルク）を段階的に小さくすることができる。言い換えれば、１回しかクラッチ継合を行なわない制御と比べて、クラッチ継合時のトルク段差を段階的に小さくすることができる。トルク段差が大きいと、瞬間的にバッテリ１５０に大充電電力が流入し得る。ダブルクラッチ変速制御によりトルク段差を段階的に小さくすることで、特にトルク段差が比較的大きい場合に、瞬間的な電力超過を防止することができる。
【００５３】
以上のように、通常変速制御、ＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速制御のうちのいずれの変速制御を用いてブリッピング制御を実現する場合であっても、バッテリ１５０が充電される状況が生じ得る。車両１では、過大な充電電力からバッテリ１５０を保護するために、充電電力上限値Ｗｉｎが予め設定されている。なお、充電電力上限値Ｗｉｎは、バッテリ１５０への充電時に許容される充電電力の上限値を意味し、本発明に係る充電電力の「しきい値」に対応する。
【００５４】
ブリッピング制御を実行すると、変速時間（ブリッピング制御を含む変速制御全体に要する時間）が短縮されるので変速感を向上させることができる。良好な変速感を得る観点からは、変速時間をできるだけ短くする方が望ましい。しかし、変速時間が短くなると、より短期間で変速ショックを吸収する必要が生じるため、第２ＭＧ２０での発電電力が急激に大きくなり得る。その結果、バッテリ１５０への充電電力が充電電力上限値Ｗｉｎに到達する可能性が高くなる。その一方で、変速時間が長くなり過ぎると、充電電力が減少するので確実にバッテリ１５０を保護できるようになるものの、変速感が損なわれてしまう可能性がある。
【００５５】
このように、ハイブリッド車両のブリッピング制御を伴うダウン変速においては、ブリッピング制御を伴う変速時間の短縮と、ブリッピング制御に起因する充電電力からのバッテリ１５０の保護との間に、トレードオフの関係が成立し得る。
【００５６】
そこで、本実施の形態によれば、自動変速機のダウン変速中にブリッピング制御の要求がある場合に、通常変速制御、ＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速制御の各々について、変速時間と、バッテリ１５０への充電電力とを算出し、充電電力が充電電力上限値Ｗｉｎ以下となる範囲内において、変速時間が最も短い変速制御を選択する構成が採用される。これにより、バッテリ１５０を保護しつつ変速感を向上させることができる。
【００５７】
図７は、本実施の形態におけるダウン変速時の変速制御を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、このフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００５８】
図７を参照して、ステップ（以下、Ｓと略す）１０において、ＥＣＵ３００は、ユーザによるシフトダウン操作が検出されたか否かを判定する。たとえばＥＣＵ３００は、シフトレバー３２の操作に基づいてシフトダウンを実行すべき旨を示す信号をポジションスイッチ３４から受けた場合に、シフトダウン操作が検出されたと判定する。なお、シフト操作は、いわゆる「Ｈパターン型」または「シーケンシャル型」のシフトレバーの操作であってもよいし、図示しないパドルスイッチの操作であってあってもよい。
【００５９】
シフトダウン操作が検出されなかった場合（Ｓ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、以降の処理をスキップして一連の処理を終了する。一方、シフトダウン操作が検出された場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ２０に進める。
【００６０】
Ｓ２０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１０にて検出されたシフトダウン操作に応答して、ブリッピング制御を実行する必要があるか否か（ブリッピング要求を発生させる必要があるか否か）を判定する。より具体的には、シフトダウン操作がダウンスキップシフト操作の場合、ダウン変速前後でのトルク段差が大きくなりやすい。また、ダウン変速前におけるエンジン回転速度Ｎｅと自動変速機５００の出力軸回転速度Ｎｏｕｔとの差分値（Ｎｅ−Ｎｏｕｔ）が所定値以上の場合にも、トルク段差が大きくなりやすい。したがって、ＥＣＵ３００は、たとえばシフトダウン操作がダウンスキップシフト操作の場合、または差分値（Ｎｅ−Ｎｏｕｔ）が所定値以上の場合に、ブリッピング制御を実行する必要があると判定する。
【００６１】
ブリッピング制御を実行する必要がないと判定した場合（Ｓ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ブリッピング制御を行なわずに、ユーザが選択したギヤ段への変速制御を実行する。この変速制御は一般的な変速制御と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。一方、ブリッピング制御を実行する必要があると判定した場合（Ｓ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、クラッチ（クラッチＣ１またはクラッチＣ２）の係合を待機させる（Ｓ３０）。
【００６２】
以下のＳ４０〜Ｓ７０の処理において、ＥＣＵ３００は、通常変速制御によってブリッピング制御を実現した場合、ＭＧ変速制御によってブリッピング制御を実現した場合、およびダブルクラッチ制御によってブリッピング制御を実現した場合の各々について、変速時間を算出する。
【００６３】
Ｓ４０において、ＥＣＵ３００は、通常変速制御によりブリッピング制御を実現した場合の変速時間Ｌ１を算出する。変速時間Ｌ１は、下記式（１）に示すように、クラッチ切断時間Ｌｔｈｒと、同期時間（自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎを同期回転速度Ｎｓまで上昇させるのに要する時間）Ｌｓ１と、クラッチ係合時間Ｌｅｎｇとの和として表される。
【００６４】
Ｌ１＝Ｌｔｈｒ＋Ｌｓ１＋Ｌｅｎｇ                                  ・・・（１）
上記各時間の算出手法の一例について説明する。まず、ＥＣＵ３００は、同期回転速度Ｎｓとダウン変速前のエンジン回転速度Ｎｅとの差分値（Ｎｓ−Ｎｅ）を算出する。ＥＣＵ３００のメモリ３１０には、差分値（Ｎｓ−Ｎｅ）と、エンジン回転速度Ｎｅと、油圧回路５５０の油温ＴＯと、同期時間Ｌｓ１との間の関係を示すマップが予め格納されている。したがって、ＥＣＵ３００は、算出した差分値（Ｎｓ−Ｎｅ）と、センサから取得したエンジン回転速度Ｎｅおよび油温ＴＯとに基づいて上記マップを参照することによって同期時間Ｌｓ１を算出することができる。なお、クラッチ切断時間Ｌｔｈｒおよびクラッチ係合時間Ｌｅｎｇについても同様に、所定のマップを参照することによって算出可能である。算出した値はメモリ３１０に記憶される。
【００６５】
Ｓ５０において、ＥＣＵ３００は、ＭＧ１トルクＴｍ１によって自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎを引上げ可能な量を算出する。より具体的には、ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０の電池温度ＴＢおよびＳＯＣと、通常変速制御の同期時間Ｌｓ１とに基づいて、メモリ３１０に予め格納された所定のマップを参照することによって、バッテリ１５０から放電可能な電力を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、放電可能な範囲内の電力を用いて自動変速機５００の入力軸回転速度Ｎｉｎを引上げ可能な量を算出する。
【００６６】
Ｓ６０において、ＥＣＵ３００は、ＭＧ変速制御での変速時間Ｌ２を算出する。より具体的には、変速時間Ｌ２は、下記式（２）に示すように、クラッチ切断時間Ｌｔｈｒと、同期時間Ｌｓ２と、クラッチ係合時間Ｌｅｎｇとの和として表される。
【００６７】
Ｌ２＝Ｌｔｈｒ＋Ｌｓ２＋Ｌｅｎｇ                                  ・・・（２）
同期時間Ｌｓ２の算出手法は、同期回転速度Ｎｓとダウン変速前のエンジン回転速度Ｎｅとの差分値（Ｎｓ−Ｎｅ）の算出に際し、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１をさらに考慮する点（差分値としてＮｓ−Ｎｅ＋Ｎｍ１を用いる点）において上述の同期時間Ｌｓ１の算出手法と異なるものの、それ以外は同期時間Ｌｓ１の算出手法と同様である。したがって、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
【００６８】
Ｓ７０において、ＥＣＵ３００は、ダブルクラッチ変速制御での変速時間Ｌ３を算出する。より具体的には、変速時間Ｌ３は、下記式（３）に示すように、同期時間Ｌｓ３と、ダブルクラッチ所要時間Ｌｄｂｌとの和として表される。
【００６９】
Ｌ３＝Ｌｓ３＋Ｌｄｂｌ                                            ・・・（３）
ＥＣＵ３００は、同期回転速度Ｎｓと、エンジン回転速度Ｎｅと、半係合状態でのエンジン回転速度ΔＮｅとに基づいて、差分値（Ｎｓ−Ｎｅ＋ΔＮｅ）を算出する。ＥＣＵ３００のメモリ３１０には、差分値（Ｎｓ−Ｎｅ＋ΔＮｅ）と、エンジン回転速度Ｎｅと、油圧回路５５０の油温ＴＯと、同期時間Ｌｓ３との間の関係を示すマップが予め格納されている。したがって、ＥＣＵ３００は、算出した差分値（Ｎｓ−Ｎｅ＋ΔＮｅ）と、センサから取得したエンジン回転速度Ｎｅおよび油温ＴＯとに基づいて、上記マップを参照することによって同期時間Ｌｓ３を算出することができる。なお、ダブルクラッチ所要時間Ｌｄｂｌは、所定のマップを参照することによって算出可能である。
【００７０】
Ｓ８０において、ＥＣＵ３００は、各変速制御を実行した場合に充電電力が到達すると推定される電力値を算出する。より具体的には、ＥＣＵ３００のメモリ３１０には、各変速制御について、上記差分値と油温ＴＯと充電電力との間の関係を示すマップが格納されている。ＥＣＵ３００は、このマップを参照することによって、差分値と油温ＴＯとに基づいて充電電力の推測値を算出する。
【００７１】
Ｓ９０において、ＥＣＵ３００は、各変速制御を実行した場合に油温ＴＯが到達すると推定される温度を算出する。油温ＴＯが高温になると、オイルから気泡が発生して、自動変速機５００が収容された筐体内の圧力（内圧）が上昇する。この筐体には、内圧上昇時に筐体内部を大気に開放するためのブリーザプラグ（図示せず）が設けられているが、内圧が過度に上昇するとブリーザプラグからオイルが漏れる可能性がある。そうすると、オイル量の減少により油圧回路５５０による油圧調整を適切に行なうことができなくなる。その結果、変速ショックが増加したり、オイルが付着した構成部品が劣化したりするおそれがある。このような状況に至らないように、油温ＴＯが所定の判定値Ｔｃ以上にならないことが推定される場合に限り（図８のＳ１４０参照）、ブリッピング制御が実行可能と判定することが好ましい。
【００７２】
Ｓ１００において、ＥＣＵ３００は、変速時間Ｌ１〜Ｌ３と、充電電力の推測値と、油温ＴＯの推測値とを用いて、通常変速制御、ＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速制御のうち実行すべき変速制御を選択するための処理（変速制御選択処理）を実行する。
【００７３】
Ｓ２１０において、ＥＣＵ３００は、ブリッピング制御が実行可能か否かを判定する。ブリッピング制御が実行可能な場合、すなわち変速制御選択処理の結果としていずれかの変速制御が実行可能と判定された場合（図８のＳ１５０参照）（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、選択された変速制御を実行する。これにより、図７に示す一連の処理が終了する。
【００７４】
一方、ブリッピング制御を実行できない場合、すなわち後述する図８のＳ１７０にてブリッピング制御は実行不可能と判定された場合（Ｓ２１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ブリッピング制御を行なわずに、ユーザが選択したギヤ段への変速制御を実行する（Ｓ３００）。
【００７５】
図８は、図７に示す変速制御選択処理（Ｓ１００）を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、ＥＣＵ３００のメモリ３１０には、変速制御の選択に使用されるカウント値ｎが記憶されている。カウント値ｎの初期値は１である。
【００７６】
Ｓ１１０において、ＥＣＵ３００は、カウント値ｎが３以下であるか否かを判定する。カウント値ｎが３以下の場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ１２０に進める。
【００７７】
Ｓ１２０において、ＥＣＵ３００は、変速時間Ｌ１〜Ｌ３のうちｎ番目に短い変速時間について、図７のＳ４０〜Ｓ９０にて算出した値をメモリ３１０から読み出して、その変速制御を実行すべきか否かを判定する。
【００７８】
Ｓ１３０において、ＥＣＵ３００は、当該変速制御におけるバッテリ１５０への充電電力の推測値が充電電力上限値Ｗｉｎ以下であるか否かを判定する。充電電力が充電電力上限値Ｗｉｎ以下の場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、油温ＴＯが判定値Ｔｃ未満であるか否かをさらに判定する（Ｓ１４０）。
【００７９】
充電電力値が充電電力上限値Ｗｉｎであり、かつ油温ＴＯが判定値ＴＯｃ未満の場合（Ｓ１３０，Ｓ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０の保護の観点および油圧回路５５０の正常駆動の観点から特に問題がないとして、ブリッピング制御を実現するための変速制御として、変速時間がｎ番目に短い変速制御を選択する（Ｓ１５０）。その後、ＥＣＵ３００は、処理を図７に示すフローチャートへと戻す。
【００８０】
一方、バッテリ１５０への充電電力が充電電力上限値Ｗｉｎよりも大きい場合（Ｓ１３０においてＮＯ）、または油温ＴＯが判定値Ｔｃ以上の場合（Ｓ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、変速時間がｎ番目に短い変速制御は選択すべきではないと判定する。そして、ＥＣＵ３００は、他の変速制御について実行可能か否かを判定するためにカウント値ｎをインクリメントして（Ｓ１６０）、処理をＳ１１０へと戻す。その後、実行可能な変速制御が特定されるまでＳ１１０〜Ｓ１６０に示す処理が繰り返される。
【００８１】
充電電力上限値Ｗｉｎに関する条件（Ｓ１３０）および自動変速機５００の油温ＴＯに関する条件（Ｓ１４０）の両方を満たす変速制御が存在しない場合（ｎ＝３の場合にＳ２３０においてＮＯ、またはＳ２４０においてＮＯ）、カウント値はｎ＝４に設定される。そうすると、Ｓ１１０において処理はＳ１７０へと進められる（Ｓ１１０においてＮＯ）。Ｓ１７０において、ＥＣＵ３００は、実行可能な変速制御がないためブリッピング制御を実行不可能と判定し、処理を図７に示すフローチャートへと戻す。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、ブリッピング制御の要求がある場合に、通常変速制御、ＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速制御の各々について、ダウン変速を実行した場合の変速時間（Ｌ１〜Ｌ３）と、バッテリ１５０への充電電力とが算出される。そして、通常変速制御、ＭＧ変速制御、およびダブルクラッチ変速制御のうち、算出された充電電力が充電電力上限値Ｗｉｎ以下となる変速制御を選択することにより、バッテリ１５０を保護することができる。さらに、充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内において変速時間が最も短い変速制御を選択することにより、変速感を向上させることができる。
【００８３】
マニュアルシフトモードを有するハイブリッド車両（たとえばスポーツ車両）は、車を操る楽しさや加速性を重視するユーザを対象に、大容量エンジン（排気量の大きなエンジン）を搭載する場合がある。このような車両では、排気量の小さなエンジンを搭載した車両と比べて、ダウン変速前後のトルク段差が大きく、大きな変速ショックが生じやすい。したがって、その変速ショックを吸収するためにモータジェネレータで発電されバッテリに充電される電力も大きくなる。一方で、大容量エンジンを搭載する分、車両の軽量化および小型化を目的として相対的に小さなバッテリが搭載される場合がある。一般にバッテリが小容量になるほど充電電力上限値Ｗｉｎも低く設定されるので、充電電力が充電電力上限値Ｗｉｎに到達しやすくなり、本実施の形態の課題がより顕著になる。このように、本実施の形態は、大容量エンジンと小容量バッテリとを組み合わせたハイブリッド車両に特に好適に利用することができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１  車両、１２，２２  レゾルバ、３２  シフトレバー、３４  ポジションスイッチ、１００  エンジン、１０２  エンジン回転速度センサ、１１０  クランクシャフト、１５０  バッテリ、１５２  電池センサ、３１０  メモリ、３５０  駆動輪、４００  動力分割機構、５００  自動変速機、５１０，５２０  プラネタリギヤ、５５０  油圧回路、５５２  油温センサ、６１０  ロータ、６２０，６４０  出力軸、６３０  入力軸、６５０  プロペラシャフト、６５２  車速センサ、Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ、Ｃ１，Ｃ２  クラッチ、ＣＡ，ＣＡ１，ＣＡ２  キャリア、Ｆ１  ワンウェイクラッチ、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  ピニオンギヤ、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２  リングギヤ、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２  サンギヤ。
【図１】
2016084034.tif 000003
【図２】
2016084034.tif 000004
【図３】
2016084034.tif 000005
【図４】
2016084034.tif 000006
【図５】
2016084034.tif 000007
【図６】
2016084034.tif 000008
【図７】
2016084034.tif 000009
【図８】
2016084034.tif 000010