JP2014159181A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、変速の車両ショックを抑制しつつ回生量の増加を達成できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】変速機のダウンシフトと回生量の増加とを行う際には、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも、変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択してダウンシフトと回生量の増加を行うので、ダウンシフト中の車両ショックを低減しつつ、回生量を増加することができる。従って、変速の車両ショック低減と回生量の増加による燃費向上とを両立させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、回生コースト走行中の制御に関するものである。

エンジンと、電動機と、そのエンジンおよび電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられている有段の変速機とを、備えるハイブリッド車両がよく知られている。このようなハイブリッド車両では、エンジンへの燃料供給を停止した状態で走行するコースト走行中に電動機の回生トルクによる回生を行う、所謂回生コースト走行を行うことができる。さらに、この回生コースト走行中において、車両の走行状態が所定の条件を満たすと変速機のダウンシフトが実行される。

ところで、前記回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、例えば運転者がブレーキペダルを踏み込むなどすると、車両の制動力を増加させるために回生量の増加が要求される。ここで、回生量を増加する際には、その回生量の増加に応じて変速機のトルク容量を増加する必要が生じ、結果として、ダウンシフト中の変速機のクラッチ油圧を上昇させる必要が生じる。しかしながら、一般的に電動機の応答性に対してクラッチ油圧の応答性は低いため、回生量増加のタイミングと油圧クラッチの増圧タイミングとを精度よく合わせることは困難であり、このタイミングにズレが生じると、例えばクラッチの急係合が発生するなどしてドライバビリティが悪化する可能性がある。これに対して、特許文献１では、電動機の回生を伴ってコースト走行する回生コースト走行中のダウンシフトにおいて回生量の増加が要求されると、その回生量の増加を抑制することでドライバビリティの悪化（ドラビリ悪化）を防止する技術が開示されている。

特開２０１１−１９９９５９号公報 特開２０１０−１６７９１１号公報

しかしながら、上記特許文献１にあっては、変速完了まで回生量の増加を抑制しているため、回生量を増加する場合と比べると回生による発電量が少なくなり、燃費を向上することが困難となる。一方、回生量の増加を優先させるため、ダウンシフトと回生量の増加とを同時に行った場合、電動機による回生量の増加に対するクラッチ油圧の応答遅れに起因して車両ショックが発生しやすくなる。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、回生コースト走行中にダウンシフトを実行できるハイブリッド車両において、ダウンシフト中に回生量を増加する要求が出力されたとき、変速の車両ショックを抑制しつつ回生量の増加を達成できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、電動機と、そのエンジンおよび電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられている有段の変速機とを、備えるハイブリッド車両の制御装置であって、(b)前記電動機による回生を伴って走行する回生コースト走行中に、前記変速機のダウンシフトおよび前記電動機の回生量の増加を行う際には、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも、変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択してダウンシフトを行うことを特徴とする。

このようにすれば、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも、変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択してダウンシフトを行うので、ダウンシフト中の車両ショックを低減しつつ、回生量を増加することができる。従って、車両ショック低減と回生量の増加による燃費向上とを両立することができる。

また、好適には、前記変速の車両ショックが小さいギヤ段とは、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段に比べて変速時に切り替えられる前記変速機のクラッチの応答性が高いギヤ段である。このようにすれば、クラッチの応答性の高いギヤ段が選択されるので、回生量の増加に対してクラッチのトルク容量を精度良く制御することができる。従って、車両ショックを低減しつつ、回生量を増加して燃費を向上することができる。

また、好適には、前記変速の車両ショックが小さいギヤ段とは、変速前のギヤ段と隣り合うギヤ段である。このようにすれば、例えば変速前のギヤ段から離れたギヤ段に跳び変速する場合に比べて車両ショックが小さくなる。従って、車両ショックを低減しつつ、回生量を増加して燃費を向上することができる。

また、好適には、前記変速の車両ショックが小さいギヤ段へのダウンシフトが完了すると、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段にダウンシフトされる。このようにすれば、車両の走行状態に合ったギヤ段に変速され、車両の走行状態の違和感をなくすことができる。

また、好適には、前記変速機の作動油温が予め設定されている所定値よりも低い場合に、前記変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択する。このようにすれば、クラッチ油圧の応答性が低下する場合にのみギヤ段の変更を行うことで、制御の負担を低減することができる。

また、好適には、前記電動機の回生量の増加を判断したときに、前記変速機のイナーシャ相が開始されている場合には、その変速を許容する。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両を構成するエンジンおよび電動機から駆動輪までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、走行用駆動力源として機能するエンジンの出力制御、自動変速機の変速制御、電動機の駆動制御などのために車両に設けられた制御系統の要部を説明する図である。 図１の電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図２の電子制御装置の制御作動の作動状態を示すタイムチャートである。 図３のタイムチャートに対して、回生量が増加した場合であっても５速ギヤ段から３速ギヤ段に変速した場合の作動状態を示す他のタイムチャートである。 図２の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、回生量が増加したときの制御作動を説明するフローチャートである。 本実施例の自動変速機において、各ギヤ段を成立させる際の摩擦係合装置の作動状態を説明する作動表である。 本発明の他の実施例に対応する電子制御装置の制御作動の要部、すなわち回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、回生量が増加したときの制御作動を説明する他のフローチャートである。

ここで、好適には、回生コースト走行とは、コースト走行（惰性走行、減速走行）に、電動機による回生を行う走行モードに対応している。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）を構成するエンジン１４および電動機ＭＧから駆動輪３４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、走行用駆動力源として機能するエンジン１４の出力制御、自動変速機１８の変速制御、電動機ＭＧの駆動制御などのために車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。

図１において、車両用動力伝達装置１２（以下、動力伝達装置１２という）は、車体にボルト止め等によって取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース２０（以下、ケース２０という）内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０、電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、オイルポンプ２２、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１２は、自動変速機１８の出力回転部材である出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、そのプロペラシャフト２６に連結された差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２８、その差動歯車装置２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型の車両１０に好適に用いられるものである。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力は、エンジン断接用クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４とエンジン断接用クラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３２から、エンジン断接用クラッチＫ０、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。

トルクコンバータ１６は、ポンプ翼車１６ａに入力された駆動力を自動変速機１８側へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。このポンプ翼車１６ａは、エンジン断接用クラッチＫ０とエンジン連結軸３２とを順次介してエンジン１４に連結されており、エンジン１４からの駆動力が入力され且つ軸心回りに回転可能な入力側回転要素である。トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂは、トルクコンバータ１６の出力側回転要素であり、自動変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸３６にスプライン嵌合等によって相対回転不能に連結されている。また、トルクコンバータ１６は、ロックアップクラッチ３８を備えている。このロックアップクラッチ３８は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間に設けられた直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは解放状態とされる。

電動機ＭＧは、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、電動機ＭＧは、動力源であるエンジン１４の代替として、或いはそのエンジン１４と共に走行用の駆動力を発生させる走行用駆動力源として機能し得る。また、エンジン１４により発生させられた駆動力や駆動輪３４側から入力される被駆動力（機械的エネルギー）から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギをインバータ４０や図示しない昇圧コンバータ等を介して蓄電装置であるバッテリ４６に蓄積する等の作動を行う。電動機ＭＧは、作動的にポンプ翼車１６ａに連結されており、電動機ＭＧとポンプ翼車１６ａとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機ＭＧは、エンジン１４と同様に、変速機入力軸３６に動力伝達可能に連結されている。電動機ＭＧは、インバータ４０や図示しない昇圧コンバータ等を介してバッテリ４６との電力の授受を行うように接続されている。そして、電動機ＭＧを走行用駆動力源として走行する場合には、エンジン断続用クラッチＫ０が解放され、電動機ＭＧの動力が、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。

オイルポンプ２２は、ポンプ翼車１６ａに連結されており、自動変速機１８を変速制御したり、ロックアップクラッチ３８のトルク容量を制御したり、エンジン断接用クラッチＫ０の係合・解放を制御したり、車両１０の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりするための作動油圧をエンジン１４（或いは電動機ＭＧ）により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプである。また、動力伝達装置１２は、図示しない電動モータによって駆動される電動式オイルポンプ５２を備えており、例えば車両停止時など、オイルポンプ２２が駆動されない場合などには、電動式オイルポンプ５２を補助的に作動させて油圧を発生させる。

エンジン断接用クラッチＫ０は、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ２２や電動式オイルポンプ５２が発生する油圧を元圧とし動力伝達装置１２に設けられた油圧制御回路５０によって係合解放制御される。そして、その係合解放制御においてはエンジン断接用クラッチＫ０の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断接用クラッチＫ０の係合力が、油圧制御回路５０内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断接用クラッチＫ０は、それの解放状態において相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチハブ及びクラッチドラム）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ）はエンジン連結軸３２に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム）はトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断接用クラッチＫ０は、係合状態では、エンジン連結軸３２を介してポンプ翼車１６ａをエンジン１４と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断接用クラッチＫ０の係合状態では、エンジン１４からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断接用クラッチＫ０の解放状態では、ポンプ翼車１６ａとエンジン１４との間の動力伝達が遮断される。また、前述したように、電動機ＭＧは作動的にポンプ翼車１６ａに連結されているので、エンジン断接用クラッチＫ０は、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチとして機能する。また、本実施例のエンジン断接用クラッチＫ０にあっては、油圧に比例してトルク容量（係合力）が増加し、油圧が供給されない状態では解放状態とされる、所謂ノーマリオープンタイプのクラッチが使用されている。

自動変速機１８は、エンジン断接用クラッチＫ０を介することなく電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて、エンジン１４および電動機ＭＧから駆動輪３４までの動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）からの動力を駆動輪３４側へ伝達する。自動変速機１８は、例えば複数の係合装置例えばクラッチＣやブレーキＢ等の油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と解放とにより）変速が実行されて複数の変速段（ギヤ段）が選択的に成立させられる有段の自動変速機として機能する遊星歯車式多段変速機である。すなわち、自動変速機１８は、公知の車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機であり、変速機入力軸３６の回転を変速して出力軸２４から出力する。また、この変速機入力軸３６は、トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂによって回転駆動されるタービン軸でもある。そして、自動変速機１８では、クラッチＣ及びブレーキＢのそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて所定のギヤ段（変速段）が成立させられる。また、自動変速機１８のクラッチＣおよびブレーキＢの何れもが解放されるとニュートラル状態となり、駆動輪３４とエンジン１４および電動機ＭＧとの動力伝達経路が遮断される。なお、自動変速機１８が本発明の有段の変速機に対応している。

図１に戻り、車両１０には、例えばハイブリッド駆動制御などに関連する制御装置を含む電子制御装置１００が備えられている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１４の出力制御、電動機ＭＧの回生制御を含む電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、ロックアップクラッチ３８のトルク容量制御、エンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。

電子制御装置１００には、例えばエンジン回転速度センサ５６により検出されたエンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、タービン回転速度センサ５８により検出された自動変速機１８の入力回転速度としてのトルクコンバータ１６のタービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸３６の回転速度である変速機入力回転速度Ｎinを表す信号、出力軸回転速度センサ６０により検出された車速関連値としての車速Ｖやプロペラシャフト２６の回転速度等に対応する出力軸２４の回転速度である変速機出力回転速度Ｎoutを表す信号、電動機回転速度センサ６２により検出された電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度Ｎmgを表す信号、スロットルセンサ６４により検出された不図示の電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θthを表す信号、吸入空気量センサ６６により検出されたエンジン１４の吸入空気量Ｑairを表す信号、加速度センサ６８により検出された車両１０の前後加速度Ｇ（或いは前後減速度Ｇ）を表す信号、冷却水温センサ７０により検出されたエンジン１４の冷却水温ＴＨwを表す信号、油温センサ７２により検出された油圧制御回路５０内の作動油の作動油温ＴＨoilを表す信号、アクセル開度センサ７４により検出された運転者による車両１０に対する駆動力要求量（ドライバ要求出力）としてのアクセルペダル７６の操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、フットブレーキセンサ７８により検出された運転者による車両１０に対する制動力要求量（ドライバ要求減速度）としてのブレーキペダル８０の操作量であるブレーキ操作量Ｂrkを表す信号、シフトポジションセンサ８２により検出された公知の「Ｐ」，「Ｎ」，「Ｄ」，「Ｒ」，「Ｓ」ポジション等のシフトレバー８４のレバーポジション（シフト操作位置、シフトポジション、操作ポジション）Ｐshを表す信号、バッテリセンサ８６により検出されたバッテリ部４６の充電量（充電容量、充電残量）ＳＯＣなどが、それぞれ供給される。また、電子制御装置１００には、図示しないＤＣＤＣコンバータによって降圧された電力が充電される補機バッテリ８８から電力が供給される。

また、電子制御装置１００からは、例えばエンジン１４の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧの作動を制御するための電動機制御指令信号Ｓm、エンジン断接用クラッチＫ０や自動変速機１８のクラッチＣ及びブレーキＢの油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路５０に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）や電動式オイルポンプ５２等を作動させるための油圧指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。

図２は、電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、有段変速制御部１０２（有段変速制御手段）は、自動変速機１８の変速を行う変速制御部として機能するものである。有段変速制御部１０２は、例えば車速Ｖとアクセル開度Ａcc（或いは変速機出力トルクＴout等）とを変数として予め記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両の走行状態に基づいて、自動変速機１８の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち車両の走行状態に基づいて自動変速機１８の変速すべきギヤ段を判断し、その判断したギヤ段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。例えば、有段変速制御部１０２は、アクセルペダル７６の踏増し操作によるアクセル開度Ａccの増大に伴ってアクセル開度Ａcc（車両要求トルク）が上記ダウンシフト線を高アクセル開度（高車両要求トルク）側へ超えた場合には、自動変速機１８のダウンシフト要求が為されたと判定し、そのダウンシフト線に対応した自動変速機１８のダウンシフト制御を実行する。このとき、有段変速制御部１０２は、例えば予め記憶された所定の係合作動表に従ってギヤ段が達成されるように、自動変速機１８の変速に関与する係合装置を係合及び／又は解放させる指令（変速出力指令、油圧指令）Ｓpを油圧制御回路５０へ出力する。油圧制御回路５０は、その指令Ｓpに従って、例えば解放側クラッチを解放すると共に係合側クラッチを係合して自動変速機１８の変速が実行されるように、油圧制御回路５０内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。

ハイブリッド制御部１０４（ハイブリッド制御手段）は、エンジン１４の駆動を制御するエンジン駆動制御部としての機能と、インバータ４０を介して電動機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部１０４は、アクセル開度Ａccや車速Ｖから車両要求トルクを算出し、伝達損失、補機負荷、自動変速機１８のギヤ段、バッテリ４６の充電量ＳＯＣ等を考慮して、その車両要求トルクが得られる走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）の出力トルクとなるようにその走行用駆動力源を制御する。

より具体的には、ハイブリッド制御部１０４は、例えば上記車両要求トルクが電動機ＭＧの出力トルク（電動機トルク）Ｔmgのみで賄える範囲の場合には、走行モードをモータ走行モード（以下、ＥＶ走行モード）とし、電動機ＭＧのみを走行用の駆動力源とするモータ走行（ＥＶ走行）を行う。一方で、ハイブリッド制御部１０４は、例えば上記車両要求トルクが少なくともエンジン１４の出力トルク（エンジントルク）Ｔeを用いないと賄えない範囲の場合には、走行モードをエンジン走行モードとし、少なくともエンジン１４を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行う。

ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を解放させてエンジン１４とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路を遮断すると共に、電動機ＭＧにモータ走行に必要な電動機トルクＴmgを出力させる。一方で、ハイブリッド制御部１０４は、エンジン走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合させてエンジン１４からの駆動力をポンプ翼車１６ａに伝達させると共に、必要に応じて電動機ＭＧにアシストトルクを出力させる。なお、ハイブリッド制御手段１０４は、車両停止時などオイルポンプ２２が駆動しない場合などでは、電動式オイルポンプ５２を補助的に作動させて作動油の不足を防止する。

また、ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行中に例えばアクセルペダル７６が踏増し操作されて車両要求トルクが増大し、その車両要求トルクに対応したＥＶ走行に必要な電動機トルクＴmgがＥＶ走行可能な所定ＥＶ走行トルク範囲を超えた場合には、走行モードをＥＶ走行モードからエンジン走行モードへ切り換え、エンジン１４を始動させてエンジン走行を行う。ハイブリッド制御部１０４は、このエンジン１４の始動に際しては、エンジン断接用クラッチＫ０を完全係合に向けて係合させつつ、電動機ＭＧからエンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン始動のためのエンジン始動トルクＴmgsを伝達させてエンジン１４を回転上昇させ、エンジン回転速度Ｎeを自立運転可能な回転速度まで引き上げてエンジン点火や燃料供給などを制御することでエンジン１４を始動する。そして、ハイブリッド制御部１０４は、エンジン１４の始動後、速やかにエンジン断接用クラッチＫ０を完全係合させる。

また、ハイブリッド制御部１０４は、アクセルオフのコースト走行時（惰性走行時）やブレーキペダル８０の踏み込みによる制動時などには、燃費を向上するために車両１０の運動エネルギすなわち駆動輪３４からエンジン１４側へ伝達される逆駆動力により電動機ＭＧを回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギをインバータ４０を介してバッテリ４６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、バッテリ４６の充電量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。本明細書においては、コースト走行時に電動機ＭＧによる回生制御を伴う走行を回生コースト走行と定義する。また、本実施例にあっては、ハイブリッド制御手段１０４は、回生コースト走行中にロックアップクラッチ３８を係合させる。

このような回生コースト走行時において、ダウンシフト線を跨ぐなどして自動変速機１８のダウンシフト条件を満たすと、ダウンシフトの開始が判断される。そして、有段変速制御部１０２は、回生コースト走行と併行して自動変速機１８のダウンシフトを開始する。ここで、回生コースト走行中のダウンシフトが判断されダウンシフトが開始される時点において、例えばブレーキペダル８０が踏み込まれるなどすると、車両１０の制動力を増加させるために電動機ＭＧの回生量を増加する要求が出力される。このとき、回生量の増加に伴って自動変速機１８のトルク容量を確保するため、係合側クラッチのクラッチ油圧Ｐcを増加させる必要がある。しかしながら、クラッチ油圧Ｐcと電動機ＭＧとは、その応答性に差異があり、具体的には、電動機ＭＧの応答性がクラッチ油圧Ｐcの応答性よりも高い。このため、回生量増加に対してクラッチ油圧Ｐcの増加に遅れが生じやすく、電動機の回生量増加とクラッチ油圧Ｐcの増加タイミングとを精度よく合わせることは困難である。従って、例えばクラッチが急係合するなどして変速の車両ショックが生じやすく、ドライバビリティが悪化（ドラビリ悪化）する可能性がある。これに対して、ドラビリ悪化を防止するため、変速中は常に回生量増加を禁止すると、十分な回生ができず燃費が悪化してしまう。

そこで、本実施例では、電子制御装置１００は、回生コースト走行中の自動変速機１８のダウンシフトおよび電動機ＭＧ１の回生量の増加を行う場合、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも、変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択し、そのギヤ段へのダウンシフトを行う。このように制御されることで、車両ショックを低減しつつ回生量を増加することができる。以下、この回生コースト走行中の自動変速機１８のダウンシフトにおいて、さらに電動機ＭＧ１の回生量を増加させるときの制御について説明する。

図２に戻り、回生量増加判定部１０６（回生量増加判定手段）は、回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、回生量を増加する要求が出力されたか否かを判定する。回生量増加判定部１０６は、例えばブレーキペダル８０の踏み込み動作などに基づいて回生量の増加を判定する。

変速パターン変更部１０８（変速パターン変更手段）は、回生量増加判定部１０６によって回生量の増加を判断すると実行される。変速パターン変更部１０８は、自動変速機１８のダウンシフトに際して、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択する。例えば、５速ギヤ段での回生コースト走行中に、車両の走行状態に基づいて３速ギヤ段への跳びダウンシフトが判断された場合において、通常であれば３速ギヤ段への跳びダウンシフトが実行される。これに対して、変速パターン変更部１０８は、前記５速ギヤ段から３速ギヤ段への跳び変速を禁止し、変速前のギヤ段である５速ギヤ段と隣り合う第４速ギヤ段に変更する指令を有段変速制御部１０２に出力する。これを受けて、有段変速制御部１０２は、３速ギヤ段への跳び変速に代えて４速ギヤ段の変速を実行する。

このように制御されると、変速前の５速ギヤ段と隣り合う４速ギヤ段へのダウンシフトに切り替えられるため、回生量増加に伴うクラッチ油圧Ｐcの増加が発生しても３速ギヤ段への跳び変速に比べてダウンシフト時の車両ショックが小さくなる。

ここで、回生量の増加を判断した時点において、第３速ギヤ段へのダウンシフトが既に進んだ状態にあると、４速ギヤ段の切替が困難となる。具体的には、自動変速機１８においてイナーシャ相が開始されると、ギヤ段の変更が困難となる。従って、変速パターン変更部１０８は、自動変速部１８において変速機入力回転速度Ｎinの変化に基づいてイナーシャ相の開始を判断すると、その変速を許容する。

図３は、電子制御装置１００の制御作動の作動状態を示すタイムチャートである。図３において、横軸は経過時間を示しており、縦軸は、上から順番に変速機入力回転速度Ｎinに対応するタービン回転速度Ｎt、変速の際に係合されるクラッチのクラッチ圧Ｐc、電動機ＭＧの回生要求量Ｗ（回生量）、前後加速度Ｇを示している。また、図３のタイムチャートでは、ｔ１時点以前から回生コースト走行が実行されており、ｔ１時点の直前において、車両の走行状態に基づいて自動変速機１８の５速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトが判断されたものとする。

ｔ１時点において、ブレーキペダル８０が踏み込まれるなどして回生要求量Ｗの増加が判断されると、変速パターン変更部１０８が実行される。この変速パターン変更部１０８が実行されることで、目標ギヤ段が３速ギヤ段から４速ギヤ段に変更される。これより、ｔ２時点において、４速ギヤ段への変速時に係合されるクラッチの油圧制御が開始される。ここで、回生量の増加に伴って、自動変速部１８のトルク容量を増加する必要があり、回生量が増加しない場合と比較してクラッチのクラッチ油圧Ｐcが増大される。このとき、クラッチ油圧Ｐcの指示圧と実際のクラッチ油圧Ｐcとの間にズレが生じてショックが発生しやすくなるが、変速パターン変更部１０８によって３速ギヤ段から４速ギヤ段へのダウンシフトに変更されることで、図３の前後加速度Ｇに見られるようにそのときに発生する車両ショックが小さくなる。

ｔ３時点では、イナーシャ相が開始され、タービン回転速度Ｎtの上昇が開始される。そして、ｔ４時点においてタービン回転速度Ｎtが４速ギヤ段への変速後に設定される回転速度と同期すると、変速が完了したものと判断され、クラッチが完全係合するようにクラッチ油圧Ｐcが引き上げられる。

図４に、回生量が増加した場合であっても５速ギヤ段から３速ギヤ段に跳びダウンシフトした場合のタイムチャートを示す。ｔ１時点において、回生要求量が増加すると、ｔ２時点において３速ギヤ段へのダウンシフト時に係合されるクラッチの油圧制御が開始される。このとき、この回生量の増加に伴って、クラッチのクラッチ油圧Ｐcが回生量増加のない場合に比べて増加し、クラッチ油圧の指示圧と実際のクラッチ油圧Ｐcとの間のズレも大きくなる。これに起因して回生量増加に対する実際のクラッチ油圧Ｐcの立ち上がりの遅れも大きくなり、図４の前後加速度Ｇに見られるように変速の車両ショックが大きくなる。

図５は、電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわち回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、さらに回生量増加が生じたときの制御作動を説明するフローチャートであって、数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、フローチャートの以下の説明において、回生コースト走行に車両の走行状態に基づいて５速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトが判断された場合を前提として説明する。

先ず、回生量増加判定部１０６に対応するステップＳ１（以下、Ｓ１と記載する）において、ブレーキペダル８０の踏み込みなどに基づいて回生量が増加したか否かが判定される。Ｓ１が否定される場合、Ｓ６において、車両の走行状態に基づいた３速ギヤ段への通常のダウンシフトが実行される。一方、Ｓ１が肯定される場合、変速パターン変更部１０８に対応するＳ２において、目標となるギヤ段が変更される。具体的には、５速ギヤ段から３速ギヤ段への跳び変速を禁止して、５速ギヤ段から４速ギヤ段への単一変速に変更する。そして、有段変速制御部１０２に対応するＳ３において、４速ギヤ段へのダウンシフトが実行される。有段変速制御部１０２に対応するＳ４では、４速ギヤ段へのダウンシフトが完了したか否かが判定される。Ｓ４が否定される場合、４速ギヤ段へのダウンシフトが継続して実行される。Ｓ４が肯定される場合、Ｓ５に進み、車両状態に基づいて設定される、通常の変速実行時と同じギヤ段すなわち３速ギヤ段へのダウンシフトがさらに実行されて本ルーチンが終了する。

このように、変速パターン変更部１０８によって自動変速機１８の目標ギヤ段が３速ギヤ段から５速ギヤ段と隣り合う４速ギヤ段に変更されることで、回生コースト走行中のダウンシフトに回生量を増加しても、変速中に発生する車両ショックが低減される。

上述のように、本実施例によれば、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも、変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択してダウンシフトと回生量の増加を行うので、ダウンシフト中の車両ショックを低減しつつ、回生量を増加することができる。従って、車両ショック低減と回生量の増加による燃費向上とを両立することができる。

また、本実施例によれば、車両ショックが小さいギヤ段とは、変速前のギヤ段（本実施例では５速ギヤ段）と隣り合うギヤ段（４速ギヤ段）である。このようにすれば、例えば変速前のギヤ段から離れたギヤ段（３速ギヤ段）に跳び変速する場合に比べて変速の車両ショックが小さくなる。従って、車両ショックを低減しつつ、回生量を増加して燃費を向上することができる。

また、本実施例によれば、車両ショックが小さいギヤ段へのダウンシフトが完了すると、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段にさらにダウンシフトされるため、最終的には車両の走行状態に合ったギヤ段に変速され、車両の走行状態の違和感をなくすことができる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

前述の実施例の変速パターン変更部１０８は、回生量が増加した際に跳び変速を禁止して隣り合うギヤ段に変速するものであったが、本実施例の変速パターン変更部１２０は、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段に比べて変速時に切り替えられる自動変速機１８のクラッチの応答性が高いギヤ段を選択する。

図６は、自動変速機１８において、各ギヤ段を成立させる際の摩擦係合装置の作動状態を説明する作動表で、「○」は係合、空欄は解放、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合、「△」は駆動時のみ作動、を意味している。

図６において、クラッチＣ１は、第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段で係合される発進クラッチであり、クラッチの振動をなくすためにダンパやクッションが設けられているために応答性が悪い。従って、例えば６速ギヤ段から４速ギヤ段にダウンシフトする際には、クラッチＣ１を係合する必要があるが、クラッチ油圧Ｐcの応答性が悪いため、回生量増加に伴ってＣ１クラッチのクラッチ油圧Ｐcを増圧する際の応答遅れも大きくなる。従って、変速中に発生するショックも大きくなる。そこで、変速パターン変更部１２０は、回生コースト走行中の６速ギヤ段から４速ギヤ段へのダウンシフトにおいて、回生量の増加を判断すると、４速ギヤ段に変速する際に係合されるクラッチＣ１よりも応答性が高いブレーキＢ３を係合する５速ギヤ段を選択する。ブレーキＢ３はクラッチＣ１と比べてクラッチ油圧Ｐcの応答性が高いので、５速ギヤ段は４速ギヤ段よりも応答性の高いギヤ段となる。そして、ブレーキＢ３は、指示圧に対する実際の油圧の応答性がクラッチＣ１に比べて高いので、回生量の増加に対するクラッチ油圧Ｐcの増圧のタイミングのズレ（遅れ）も少なくなる。従って、５速ギヤ段にダウンシフトされることでダウンシフトの車両ショックも低減される。

上述のように本実施例によっても前述の実施例と略同様の効果が得られ、本実施例では、前記変速の車両ショックが小さいギヤ段とは、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段に比べて変速時に切り替えられる前記変速機のクラッチの応答性が高いギヤ段であるので、回生量の増加に対してクラッチのトルク容量を精度良く制御することができる。従って、車両ショックを低減しつつ、回生量を増加して燃費を向上することができる。

また、前述の実施例において、さらにクラッチの作動油の作動油温ＴＨoilに応じて変速パターン変更部１０８（１２０）を実施するか否かを判定するステップを追加することもできる。作動油温ＴＨoilが低油温の場合には作動油の粘度も高くなるため、高油温の場合に比べてクラッチ油圧Ｐcの応答性が低下する。そこで、本実施例では、作動油温ＴＨoilを検出し、その作動油温ＴＨoilが予め設定されている所定温度よりも低い場合において変速パターン変更部１０８（１２０）を実施する。

図７は、本実施例の電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわち回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、回生量が増加したときの制御作動を説明するフローチャートである。図７のフローチャートを前述した図５に示すフローチャートと比較すると、図７では、図５のステップＳ１とステップＳ２の間に作動油温ＴＨoilの状態を判定するＳ１０が追加されている。以下では、本実施例において追加されたステップＳ１０について説明する。

図７のステップＳ１において回生量の増加が判断されると、ステップＳ１０が実行される。ステップＳ１０では、自動変速機１８の作動油の作動油温ＴＨoilが予め設定されている所定値αよりも低いか否かが判定される。Ｓ１が肯定される場合、Ｓ２以下のステップが実行され、Ｓ１が否定される場合、ステップＳ６に進む。ここで、所定値αは予め適合によって求められ、クラッチ油圧Ｐcの応答性が低下してダウンシフト時に車両ショックが生じやすくなる油温の閾値に設定されている。これより、作動油温ＴＨoilが低くクラッチ油圧Ｐcの応答性が低い場合に、変速パターン変更部１０８（１２０）によってギヤ段が変更され、車両ショックを低減することができる。一方、作動油温ＴＨoilが高くクラッチ油圧Ｐcの応答性が高い場合には、通常の変速が実行されても変速の車両ショックがそれほど大きくならないため通常の変速が実行される。

上述のように、本実施例によれば、前述の実施例と略同様の効果を得ることができ、さらに油温ＴＨoilに応じて変速パターン変更部１０８（１２０）を実行するか否かを判断することで、上記制御をさらに効率よく実施することができ、制御の負担を低減することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例はそれぞれ独立して実施されているが、矛盾のない範囲でこれらを適宜組み合わせて実施することもできる。

また、前述の実施例では、５速ギヤ段から３速ギヤ段への跳び変速を実行するに際して、回生量が増加する場合には跳び変速を禁止して４ギヤ段へのダウンシフトに変更するものであったが、具体的なギヤ段の値は一例であって、適宜変更されるものである。例えば、６速ギヤ段で走行中に４速ギヤ段へのダウンシフトが判断された場合、回生量が増加した場合には５速ギヤ段へのダウンシフトに変更されることになる。

また、前述の実施例では、クラッチＣ１の応答性が悪いことを考慮して、６速ギヤ段で回生コースト走行中のダウンシフトにおいて、このクラッチＣ１を係合する４速ギヤ段よりも、応答性のよいブレーキＢ３を係合する５速ギヤ段にダウンシフトするものであったが、これらは変速機の構造等に応じて適宜変更されるものである。すなわち、応答性の高いクラッチを係合するギヤ段に変速する範囲において具体的なギヤ段等は適宜変更される。また、応答性の高いクラッチを係合するギヤ段に変速する限りにおいて、跳び変速が実行されても構わない。

また、前述の実施例では、６速ギヤ段から４速ギヤ段へのダウンシフトにおいて、ダウンシフト中のクラッチの応答性の高いギヤ段として、ブレーキＢ３を係合する５速ギヤ段が選択されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば６速ギヤ段から３速ギヤ段において、変速可能なギヤ段は３速ギヤ段〜５速ギヤ段となり、このうち４速ギヤ段を成立させるクラッチの応答性が高い場合には、４速ギヤ段が選択されることとなる。

また、前述の実施例では、回生コースト走行中において、ハイブリッド制御部１０４は、ロックアップクラッチ３８を係合するとしたが、必ずしもロックアップクラッチ３８を係合させる必要はなく、スリップ係合や解放されていても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両
１４：エンジン
１８：自動変速機（有段の変速機）
３４：駆動輪
１００：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：電動機

Claims (4)

1. エンジンと、電動機と、該エンジンおよび該電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられている有段の変速機とを、備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記電動機による回生を伴って走行する回生コースト走行中に、前記変速機のダウンシフトおよび前記電動機の回生量の増加を行う際には、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段よりも、変速の車両ショックが小さいギヤ段を選択してダウンシフトを行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記変速の車両ショックが小さいギヤ段とは、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段に比べて変速時に切り替えられる前記変速機のクラッチの応答性が高いギヤ段であることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記変速の車両ショックが小さいギヤ段とは、変速前のギヤ段と隣り合うギヤ段であることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記変速の車両ショックが小さいギヤ段へのダウンシフトが完了すると、車両の走行状態に基づいて設定されるギヤ段にダウンシフトされることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１のハイブリッド車両の制御装置。

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