JP2004215396A

JP2004215396A - 車輌の制御装置

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Publication number: JP2004215396A
Application number: JP2002382172A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Kobayashi; 靖彦小林; Takayuki Kubo; 孝行久保; Takeshi Inuzuka; 武犬塚; Yukinori Nakamori; 幸典中森; 重樹 ▲高▼見; Shigeki Takami; Yoichi Tajima; 陽一田島
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP3931809B2

Abstract

【課題】ハイブリッド車輌に特有のモータを利用して、走行条件等の変動に拘らず、算出された変速点にて確実に変速を行い得るように構成した車輌の制御装置を提供する。
【解決手段】本制御装置は、エンジン２の回転数が速度制御開始回転数Ｎ_１に達したとき、該回転数Ｎ_１から、該回転数Ｎ_１より高くかつエンジン２の許容最高回転数Ｎ_３より低い予め定められた変速開始回転数Ｎ_２へ、エンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えることなく到達し得るように、予め定められた回転数変化となるようにモータ３の出力トルクを制御するモータ駆動制御手段（１２，１３）を備えている。これにより、走行条件等の変化に起因してエンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えてしまって、適正な変速が行われなくなる等の問題を確実に解消することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の制御装置に係り、詳しくは、エンジン出力を充分に引き出して変速するために許容最高回転数付近の高回転数域に設定される変速点で変速し得るように設定されている場合に、走行条件の変化等に拘らず変速を安定して行い得るようにした車輌の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジン及びモータ・ジェネレータの両方を変速機に付設して、発進時や加速時等においてはエンジン及びモータ・ジェネレータの両方の駆動力を変速機に伝え、また降坂路走行時や制動時においてはモータ・ジェネレータをジェネレータとして機能させてエンジンブレーキ効果を補い、また制動エネルギを回生して燃費を向上すると共に排気ガス排出量を低減させるようにしたハイブリット方式（パラレル・ハイブリット方式）が知られるようになった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなハイブリッド方式の車輌（ＨＥＶ：ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）に限らず、エンジンのみの出力トルクで走行する車輌においても、エンジンと駆動車輪との間に自動変速機を備える場合、例えば、エンジンの最大出力が要求されるスロットル全開状態での変速（パワーオンアップシフト）にあっては、エンジン出力を充分に引き出して変速するためにエンジン回転数が許容最高回転数となることが望ましい。そして、走行中の高スロットル時、つまりエンジン高回転数域において許容最高回転数に対し余裕を持って早めに変速し得るように構成した変速制御装置、或いは、所定条件の変化に応じて変速点を変更することにより、変速時のエンジン回転数が許容最高回転数を超えるなどの不都合を回避し得るようにした変速制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２１５２７０号公報（図１，図５及び図６）
【特許文献２】
特開平９−２８０３５１号公報（図１ないし図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献２に記載の変速制御装置によれば、所定条件の変化に応じて変速点を変更するとしても、例えばパワーオンアップシフト時に、道路勾配の変化等に起因して走行条件が複雑に変動するような際に、許容最高回転数を超えようとするエンジン回転数がフューエルカットで抑制されるようなこともあり得る。その場合には、算出された変速点での変速動作が中止されることに伴う違和感をドライバに与えてしまう等の虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ハイブリッド車輌に特有のモータを利用することにより、走行条件等の変化に拘らず、算出された変速点で確実に変速を行い得るように構成し、もって上述した課題を解決した車輌の制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は（例えば図１ないし図７参照）、エンジン（２）と駆動連結されるモータ（３）と、これらエンジン（２）及びモータ（３）の出力トルクを変速して駆動車輪に伝達する自動変速機（１０）と、を備えた車輌の制御装置において、
前記エンジン（２）の回転数が所定回転数（Ｎ_１）に達したとき、該所定回転数（Ｎ_１）から、該所定回転数（Ｎ_１）より高くかつ前記エンジン（２）の許容最高回転数（Ｎ_３）より低い予め定められた変速開始回転数（Ｎ_２）へ、前記エンジン回転数が前記許容最高回転数（Ｎ_３）を超えることなく到達し得るように、予め定められた回転数変化となるように前記モータ（３）の出力トルクを制御するモータ駆動制御手段（１２，１３）と、を備えてなる、
ことを特徴とする車輌の制御装置にある。
【０００８】
なお、本発明における「モータ」とは、電気エネルギを回転運動に変換する所謂狭義のモータに限らず、回転運動を電気エネルギに変換する所謂ジェネレータをも含む概念である。
【０００９】
請求項２に係る本発明は（例えば図１ないし図７参照）、モータ駆動制御手段（１２，１３）は、目標回転数マップに格納された回転数上昇率に関するデータを用いてモータ（３）の出力トルクを制御してなる、
請求項１記載の車輌の制御装置にある。
【００１０】
請求項３に係る本発明は（例えば図１，図８ないし図１２参照）、エンジン（２）と駆動連結されるモータ（３）と、これらエンジン（２）及びモータ（３）の出力トルクを変速して駆動車輪に伝達する自動変速機（１０）と、を備えた車輌の制御装置において、
前記エンジン（２）の回転数が所定回転数（Ｎ_４）に達したとき、該所定回転数（Ｎ_４）より高くかつ前記エンジン（２）の許容最高回転数（Ｎ_３）より低い変速開始回転数（Ｎ_２）を算出する変速開始回転数算出手段（１３）と、
前記エンジン回転数が前記許容最高回転数（Ｎ_３）を超えることなく前記所定回転数（Ｎ_４）から前記変速開始回転数（Ｎ_２）へ到達し得るように前記モータ（３）の出力トルクを制御するモータ駆動制御手段（１２，１３）と、を備えてなる、
ことを特徴とする車輌の制御装置にある。
【００１１】
請求項４に係る本発明は（例えば図１，図１１及び図１２参照）、前記変速開始回転数算出手段（１３）が、前記所定回転数（Ｎ_４）に達した時点で算出した前記エンジン又は前記車輌の加速度に基づいて前記変速開始回転数（Ｎ_２）を算出してなる、
請求項３記載の車輌の制御装置にある。
【００１２】
請求項５に係る本発明は（例えば図１，図７及び図１１参照）、前記モータ駆動制御手段（１２，１３）が、前記変速開始回転数（Ｎ_２）の算出後における前記エンジン（２）の過剰な回転数を抑え得るように前記モータ（３）を速度制御してなる、
請求項３又は４記載の車輌の制御装置にある。
【００１３】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、モータ駆動制御手段が、エンジンの回転数が所定回転数に達したとき、該所定回転数から、該所定回転数より高くかつエンジンの許容最高回転数より低い予め定められた変速開始回転数へ、エンジン回転数が許容最高回転数を超えることなく到達し得るように、予め定められた回転数変化となるようにモータの出力トルクを制御するので、走行条件が変動してエンジン回転数が許容最高回転数を超えそうになるような場合に、モータトルクの作用によってエンジンを変速開始回転数に向けて的確に回転駆動させることができる。従って、ハイブリッド車輌に特有のモータを利用することにより、走行条件等の変化に拘らず、算出された変速点で確実に変速を行うようにすることができる。
【００１５】
請求項２に係る本発明によると、モータ駆動制御手段が、目標回転数マップに格納された回転数上昇率に関するデータを用いるので、モータの出力トルクを的確に制御することができる。
【００１６】
請求項３に係る本発明によると、変速開始回転数算出手段が、エンジンの回転数が所定回転数に達したとき、該所定回転数より高くかつ許容最高回転数より低い変速開始回転数を算出し、モータ駆動制御手段が、エンジン回転数が許容最高回転数を超えることなく変速開始回転数へ到達し得るようにモータの出力トルクを制御するので、変速開始回転数の算出前のエンジン回転数の変化パターンによると変速開始点が許容最高回転数を超えそうになり、或いは、変速開始回転数の算出後に走行条件が変動して変速開始点が許容最高回転数を超えそうになるような場合に、モータトルクの作用によってエンジンを変速開始回転数に向けて的確に回転駆動させることができる。これにより、算出された変速点での変速動作が中止されてドライバに違和感を与えてしまうような不都合を確実に回避することができる。
【００１７】
請求項４に係る本発明によると、変速開始回転数算出手段が、所定回転数に達した時点で算出したエンジン又は車輌の加速度に基づいて変速開始回転数を算出するので、単位時間当たりのエンジン回転速度や車速の変化を検出することにより、変速開始回転数を的確に算出することができる。
【００１８】
請求項５に係る本発明によると、モータ駆動制御手段が、変速開始回転数の算出後におけるエンジンの過剰な回転数を抑え得るトルクを出力するようにモータを制御するので、例えば、降坂路に差し掛かったことで変速開始回転数の算出後に走行条件が変動した場合であっても、エンジンを変速開始回転数に向けて的確に回転駆動させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図に沿って説明する。まず、本発明に係る制御装置を適用し得るハイブリッド車輌の駆動系及びそこに設けられた自動変速機構について図２及び図３に沿って説明する。図２はハイブリッド車輌の駆動系を示すブロック模式図、図３は本発明を適用し得る自動変速機構５の詳細を示す図で、（ａ）は自動変速機構５のスケルトン図、（ｂ）はその作動表である。
【００２０】
図２に示すように、駆動源は、内燃エンジン（Ｅ／Ｇ）（以下、単に「エンジン」とも言う）２及びモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）（以下、単に「モータ」とも言う）３により構成されており、その駆動力は自動変速機１０に出力される。該自動変速機１０は、流体伝動装置の一例であるトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）４、自動変速機構５、油圧制御装置６、機械式オイルポンプ７、及び電動オイルポンプ８を備えている。
【００２１】
上記自動変速機構５は、入力される駆動力を所定の走行条件に基づいて変速し、駆動車輪等に出力する。また、該自動変速機構５は、変速を行うための複数の摩擦係合要素（クラッチ、ブレーキ）を備えており、上記油圧制御装置６は、これら摩擦係合要素の係合を油圧制御して変速すると共に、上記トルクコンバータ４の作動を制御する。また、上記機械式オイルポンプ７及び電動オイルポンプ８は、上記油圧制御装置６に油圧を供給する。該機械式オイルポンプ７は、トルクコンバータ４と連動するように構成されており、上記エンジン２及びモータ３の駆動力により駆動される。上記電動オイルポンプ８は、エンジン２及びモータ・ジェネレータ３の駆動力とは独立しており、不図示のバッテリから電力供給されるモータ（図示せず）により駆動される。
【００２２】
ついで、自動変速機構５について説明する。該自動変速機構５は、図３（ａ）に示すように、主自動変速機構３０、副変速機構４０、及びディファレンシャル装置５０を備えている。上記主自動変速機構３０は、エンジン出力軸に整列して配置される第１軸（以下、「入力軸」と言う）３７上に配置されており、エンジン２及びモータ３から、ロックアップクラッチ３６を有するトルクコンバータ４を介して上記入力軸３７に駆動力が伝達される。該入力軸３７には、トルクコンバータ４に隣接する機械式オイルポンプ７及び電動オイルポンプ８、ブレーキ部３４、プラネタリギヤユニット部３１、及びクラッチ部３５が順に配置されている。上記モータ３は、ステータ３ｂと、該ステータ３ｂに対して回転するロータ３ａと、を備えている。なお、図中の２ａは、エンジン２のクランク軸（エンジン出力軸）である。
【００２３】
プラネタリギヤユニット部３１は、シンプルプラネタリギヤ３２とダブルピニオンプラネタリギヤ３３から構成されている。該シンプルプラネタリギヤ３２は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、及びこれらギヤに噛合するピニオンＰ１を支持したキャリヤＣＲからなり、また、該ダブルピニオンプラネタリギヤ３３は、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、並びにサンギヤＳ１に噛合するピニオンＰ２及びリングギヤＲ２に噛合するピニオンＰ３を互に噛合するように支持するキャリヤＣＲからなる。そして、サンギヤＳ１及びサンギヤＳ２は、それぞれ入力軸３７に回転自在に支持された中空軸に回転自在に支持されている。また、キャリヤＣＲは、両プラネタリギヤ３２，３３に共通しており、それぞれサンギヤＳ１，Ｓ２に噛合するピニオンＰ１及びピニオンＰ２は一体に回転するように連結されている。
【００２４】
ブレーキ部３４は、内径側から外径方向に向って順次ワンウェイクラッチＦ１、ブレーキＢ１そしてブレーキＢ２が配設されており、また、カウンタドライブギヤ３９はスプラインを介してキャリヤＣＲに連結している。更に、リングギヤＲ２にワンウェイクラッチＦ２が介在しており、該リングギヤＲ２外周とケースとの間にはブレーキＢ３が介在している。また、クラッチ部３５は、入力クラッチ（係合要素）であるフォワードクラッチ（以下、単に「クラッチ」と言う）Ｃ１及びダイレクトクラッチＣ２を備えており、該クラッチＣ１は、リングギヤＲ１外周に介在しており、また該ダイレクトクラッチＣ２は、不図示の可動部材の内周と中空軸先端に連結されたフランジ部との間に介在している。
【００２５】
副変速機構４０は、入力軸３７に平行に配置された第２軸４３に配設されており、これら入力軸３７及び第２軸４３は、ディファレンシャル軸（左右車軸）４５ｌ，４５ｒからなる第３軸と合せて、側面視３角状に構成されている。そして、該副変速機構４０は、シンプルプラネタリギヤ４１，４２を有しており、キャリヤＣＲ３とリングギヤＲ４が一体に連結すると共に、サンギヤＳ３，Ｓ４同士が一体に連結して、シンプソンタイプのギヤ列を構成している。更に、リングギヤＲ３がカウンタドリブンギヤ４６に連結して入力部を構成し、またキャリヤＣＲ３及びリングギヤＲ４が出力部となる減速ギヤ４７に連結している。更に、リングギヤＲ３と一体サンギヤＳ３，Ｓ４との間にＵＤダイレクトクラッチＣ３が介在し、また一体サンギヤＳ３（Ｓ４）がブレーキＢ４にて適宜係止し得、かつキャリヤＣＲ４がブレーキＢ５にて適宜係止し得る。これにより、該副変速機構４０は、前進３速の変速段を得られる。
【００２６】
また、第３軸を構成するディファレンシャル装置５０は、デフケース５１を有しており、該ケース５１には上記減速ギヤ４７と噛合するギヤ５２が固定されている。更に、デフケース５１の内部にはデフギヤ５３及び左右サイドギヤ５５，５６が互に噛合してかつ回転自在に支持されており、左右サイドギヤから左右車軸４５ｌ，４５ｒが延設されている。これにより、ギヤ５２からの回転が、負荷トルクに対応して分岐され、左右車軸４５ｌ，４５ｒを介して左右の前輪に伝達される。
【００２７】
上記クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５のそれぞれには、前述の油圧制御装置６によって制御された油圧が供給されることで駆動制御される油圧サーボ（図示せず）が備えられており、該油圧サーボは、それらクラッチやブレーキに隙間を介在させて配設されている複数の内摩擦板と外摩擦板とを押圧するためのピストンを有して、それらクラッチやブレーキの係合状態を自在に操作し得るように構成されている。なお、以下の説明において、クラッチＣ１の係合直前の状態とは、上記ピストン、内摩擦板及び外摩擦板のそれぞれの間に介在する隙間を詰めている状態で、かつクラッチＣ１が係合しない状態である。
【００２８】
ついで、本自動変速機構５の作動を、図３（ｂ）に示す作動表に沿って説明する。前進１速（１ＳＴ）状態では、クラッチＣ１、ワンウェイクラッチＦ２及びブレーキＢ５が係合する。これにより、主変速機構３０は、１速となり、その減速回転がカウンタギヤ３９，４６を介して、副変速機構４０におけるリングギヤＲ３に伝達される。該副変速機構４０は、ブレーキＢ５によりキャリヤＣＲ４が停止されて、１速状態にある。主変速機構３０の減速回転は、該副変速機構４０により更に減速されて、ギヤ４７，５２及びディファレンシャル装置５０を介して車軸４５ｌ，４５ｒに伝達される。
【００２９】
前進２速（２ＮＤ）状態では、クラッチＣ１の外、ブレーキＢ２が係合すると共に、ワンウェイクラッチＦ２からワンウェイクラッチＦ１に滑らかに切換わり、主変速機構３０は２速状態となる。また、副変速機構４０は、ブレーキＢ５の係合により１速状態にあり、２速状態と１速状態とが相俟って、自動変速機構５全体で２速回転が得られる。
【００３０】
前進３速（３ＲＤ）状態において、主変速機構３０は、クラッチＣ１、ブレーキＢ２及びワンウェイクラッチＦ１が係合した上記２速状態と同様の状態であり、副変速機構４０がブレーキＢ４を係合させる。すると、サンギヤＳ３，Ｓ４が固定され、リングギヤＲ３からの回転は２速回転としてキャリヤＣＲ３から出力し、従って主変速機構３０の２速と副変速機構４０の２速とが相俟って、自動変速機構５全体で３速回転が得られる。
【００３１】
前進４速（４ＴＨ）状態において、主変速機構３０は、クラッチＣ１、ブレーキＢ２及びワンウェイクラッチＦ１が係合した上記２速及び３速状態と同様の状態であり、副変速機構４０は、ブレーキＢ４を解放すると共にＵＤダイレクトクラッチＣ３を係合させる。この状態では、リングギヤＲ３とサンギヤＳ３（Ｓ４）とが連結して、両プラネタリギヤ４１，４２が一体回転する直結回転となる。従って、主変速機構３０の２速と副変速機構４０の直結（３速）とが相俟って、自動変速機構５全体で、４速回転が得られる。
【００３２】
前進５速（５ＴＨ）状態では、クラッチＣ１及びダイレクトクラッチＣ２が係合して、入力軸３７の回転がリングギヤＲ１及びサンギヤＳ１に共に伝達されて、主変速機構３０は、ギヤユニット３１を一体回転させる直結回転となる。また、副変速機構４０は、ＵＤダイレクトクラッチＣ３が係合した直結回転となっており、従って主変速機構３０の３速（直結）と副変速機構４０の３速（直結）とが相俟って、自動変速機構５全体で５速回転が得られる。
【００３３】
後進（ＲＥＶ）状態では、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ３が係合すると共に、ブレーキＢ５が係合する。この状態において、主変速機構３０では後進回転が取り出され、また副変速機構４０では、ブレーキＢ５に基づきキャリヤＣＲ４が逆回転方向にも停止され、１速状態に保持される。従って、主変速機構３０の逆転と副変速機構４０の１速回転とが相俟って、逆転減速回転が得られる。
【００３４】
なお、図３（ｂ）において、〇印は係合状態を示し、三角印はエンジンブレーキ時に作動することを示す。即ち、前進１速段にあっては、ブレーキＢ３が係合して、ワンウェイクラッチＦ２に代ってリングギヤＲ２を固定する。前進２速、３速、４速段にあっては、ブレーキＢ１が係合して、ワンウェイクラッチＦ１に代ってサンギヤＳ２を固定する。
【００３５】
次に、本発明に係る車輌の制御装置について図１に沿って説明する。図１は本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車輌の制御装置を示すブロック図である。図１に示すように、本制御装置は、制御部（ＥＣＵ）Ｕを備えており、該制御部Ｕには、エンジン（Ｅ／Ｇ）２、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）３（図２参照）、及び自動変速機構５等が接続されている。また制御部Ｕには、自動変速機１０の出力軸である前記車軸４５ｌ，４５ｒ上に設けられて車輌の走行速度を検知する車速センサ（出力軸回転数センサ）１９、不図示のアクセルペダルの踏込み量に応じたエンジン２側のアクセル開度を検知するアクセル開度センサ２０、及び、エンジン２に設けられて該エンジン２の回転数を検知するエンジン回転数センサ２１等が接続されている。
【００３６】
なお、上記エンジン２には、そのクランク軸の回転数などに基づいて出力トルクとイナーシャトルクとを含めて所定のトルク信号として出力する不図示のコンピュータが設けられており、上記モータ３には、これに通電される電流値などに基づいて出力トルクとイナーシャトルクとを含めて所定のトルク信号として出力する不図示のコンピュータが設けられている。
【００３７】
そして、前記制御部Ｕは、エンジン制御手段１１、モータ制御手段１２、トルク制御手段１３、入力トルク算出手段１４、車速検出手段１５、アクセル開度検出手段１６、エンジン回転数検出手段１７、及び変速制御手段１８を備えている。
【００３８】
エンジン制御手段１１は、車速センサ１９の検知結果に基づき車速検出手段１５で検出された車速や、不図示のブレーキセンサの検知結果に基づき検出されたブレーキ作動状態などに基づくエンジン２の停止制御、エンジン２の完爆判定、或いは、エンジン２の点火制御など、エンジン２の駆動に関する各種制御を実行する。上記点火制御において、エンジン制御手段１１は、車速センサ１９の検知結果に基づき車速０［ｋｍ／ｈ］付近になったことを検出した時点でインジェクションをＯＦＦにしてエンジン２の駆動を停止させ、またモータ３のみの回転駆動にて走行開始した後、アクセル開度が所定値以上でかつエンジン回転数が所定値以上になったとき、インジェクションをＯＮにして点火し、エンジン２を回転駆動するように制御する。
【００３９】
モータ制御手段１２は、モータ・ジェネレータ３による始動制御、停止制御及びアシスト制御を含む走行駆動制御と、モータ・ジェネレータ３に負トルクを発生させ発電する発電制御と、車輪からの駆動力を回生する回生制御とを実行するもので、車速検出手段１５で検出される車速、及びアクセル開度検出手段１６で検出されるアクセル開度、或いは不図示のブレーキ検出手段で検出されるドライバの減速意図、変速制御手段１８からの指令、及び入力トルク算出手段１４からのトルク算出データなどの諸条件に基づき、モータ・ジェネレータ３の駆動を適時制御する。そして、モータ制御手段１２は、後述するエンジン回転数制御において、トルク制御手段１３からの指令に応答して、後述するモータトルク指令値に沿うようにモータ３を駆動制御する。
【００４０】
トルク制御手段１３は、図６に示すように、エンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えることなく速度制御開始回転数Ｎ_１から変速開始回転数Ｎ_２へ到達し得るようにモータ３の出力トルクを制御する機能を有している。従って、該トルク制御手段１３はモータ制御手段１２とによって、エンジン２の回転数が速度制御開始回転数Ｎ_１に達したとき、該速度制御開始回転数Ｎ_１から、該回転数Ｎ_１より高くかつエンジン２の許容最高回転数Ｎ_３より低い予め定められた変速開始回転数Ｎ_２へ、エンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えることなく到達し得るように、予め定められた回転数変化となるようにモータ３の出力トルクを制御する、本発明におけるモータ駆動制御手段を構成している。
【００４１】
入力トルク算出手段１４は、エンジン２からの出力トルクとイナーシャトルクとを含めた所定のトルク信号を受けて、エンジン２の出力トルクとイナーシャトルクとを算出すると共に、モータ３からの所定のトルク信号を受けて、該モータ３の出力トルクとイナーシャトルクとを算出してトルク制御手段１３に出力する。該入力トルク算出手段１４は、後述する変速制御手段１８の変速制御中に、エンジン回転数検出手段１７で検出されるエンジン回転数に基づき、エンジンクランク軸２ａやトルクコンバータ４などのイナーシャトルクを算出し、該算出したイナーシャトルクと、予め算出したエンジン２及びモータ３の出力トルク及びイナーシャトルクとを合計した合計トルクを算出し、エンジン制御手段１１及びモータ制御手段１２に出力する。
【００４２】
車速検出手段１５は、車速センサ１９からの検出結果に基づき、本制御装置が搭載されたハイブリッド車輌の走行速度（車速）を検出して、エンジン制御手段１１、モータ制御手段１２及びトルク制御手段１３に出力する。
【００４３】
アクセル開度検出手段１６は、アクセル開度センサ２０からの検知結果に基づき、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量に応じたアクセル開度を検出してエンジン制御手段１１、モータ制御手段１２及びトルク制御手段１３に出力する。
【００４４】
エンジン回転数検出手段１７は、エンジン回転数センサ２１からの検知結果に基づき、エンジン回転数Ｎｅを検出してエンジン制御手段１１、モータ制御手段１２及びトルク制御手段１３に出力する。
【００４５】
変速制御手段１８は、自動変速機構５に備えた複数の摩擦係合要素であるクラッチやブレーキの係合、解放による掴み替えの制御を、車速検出手段１５にて検出される車速やアクセル開度検出手段１６にて検出されるアクセル開度等に基づいて行い、自動変速機構５による各種の変速制御を実行する。また、該変速制御手段１８は、自動変速機構５における入力軸３７及び車軸（出力軸）４５ｌ，４５ｒの回転数に基づき、ギヤ比（入出力回転数比）を検出し、該ギヤ比の変化に基づき、実際の変速開始及び実際の変速終了を判定する。
【００４６】
ついで、本発明に係るハイブリッド車輌の制御装置による作用について、図１，図４ないし図７に沿って説明する。図４は、本実施の形態におけるエンジン回転数制御のメインルーチンを示すフローチャート、図５は、該メインルーチンにおけるモータ制御のサブルーチンを示すフローチャート、図６は、エンジン回転数とモータトルクとの時間的変化を示すタイムチャート、図７は、モータ制御手段１２の目標回転数マップに格納された回転数上昇率に関するデータを示すグラフである。
【００４７】
まず、本制御装置を搭載した車輌の停止状態において、イグニッションスイッチ（図示せず）がＯＮされ、運転席に設けられたシフトレバー（図示せず）が走行レンジに操作されると、モータ制御手段１２が制御を開始する。そして、アクセルペダルの踏み込みに応じて、モータ３が回転駆動されて走行が開始され、その後、所定のタイミングでエンジン制御手段１１がエンジン２を始動させると共にモータ制御手段１２がモータ駆動を停止させ、この状態で走行が継続される。
【００４８】
上記走行中、例えば、アクセルペダルがドライバにより強く踏み込まれることでエンジン最大出力要求によるパワーオンアップシフトが行われようとする場合、時刻ｔ_０からエンジン回転数Ｎｅが徐々に上昇しかつモータトルクＴｍがこれに対応して徐々に下降している図６に示す状況にあって、トルク制御手段１３は、まず、変速制御手段１０の制御による自動変速機構５の変速中か否かを判定する（ステップＳ１）。その結果、変速中でなければステップＳ２に進み、そうでなければエンジン回転数制御を終了する。
【００４９】
そして、ステップＳ２では、エンジン回転数検出手段１７によって検出された現在のエンジン回転数Ｎｅが速度制御開始回転数Ｎ_１（図６参照）より大きいか否か、つまり、エンジン回転数Ｎｅが速度制御開始回転数Ｎ_１に達したか否かを判定し、該速度制御開始回転数Ｎ_１に達したと判定した場合には、ステップＳ３に進んで、オーバーレブを回避するためのモータ制御を開始する。一方、上記ステップＳ２で、エンジン回転数Ｎｅが速度制御開始回転数Ｎ_１以下であれば、処理を終了する。
【００５０】
上記ステップＳ３におけるモータ制御では、まずステップＳ１０において、モータ制御手段１２が、目標回転数マップから読み出した図７に示すデータに基づき、モータ３の目標回転数を算出して、ステップＳ１１に進む。上記データは、オーバーレブを回避するモータ制御を開始すべき回転数（モータ制御開始回転数）Ｎ_１を超えた際の制御継続時間と、変速開始回転数Ｎ_２までのモータ目標回転数とが予め算出、設定されてマップに格納されたものである。
【００５１】
上記ステップＳ１１では、トルク制御手段１３が、モータ速度制御で必要となる、図７の線に沿ってエンジン回転数を上記変速開始回転数Ｎ_２に導くためのモータトルク指令値を算出し、その後、ステップＳ１２にて、算出した該モータトルク指令値が０より小さいか否かを判定する。その結果、該モータトルク指令値が０より小さければステップＳ１４にジャンプし、そうでなければステップＳ１３に進んで、モータトルク指令値を０に設定する。
【００５２】
引き続き、上記ステップＳ１４において、モータ制御手段１２が、上記ステップＳ１１にて算出したモータトルク指令値をトルク制御手段１３から受けて、モータ３を該モータトルク指令値に沿うように駆動制御する。即ち、トルク制御手段１３がモータ制御手段１２を介して、道路勾配や乗車人数等の関係から許容最高回転数を超える可能性があり図６のＮｅ１に移行しようとするエンジン回転数Ｎｅを、破線で示す出力トルクＴｍ１’のようにではなく、モータトルク指令値に沿うようなトルクＴｍ１を時刻ｔ_１からモータ３に出力させることで、許容最高回転数Ｎ_３を超えないようにフィードバックしつつ抑制し、速度制御開始回転数Ｎ_１から変速開始回転数Ｎ_２まで実線Ｎｅ２で示すように回転数制御する。
【００５３】
次いで、上記ステップＳ１５において、変速開始回転数Ｎ_２をエンジン回転数Ｎｅが超えたか否かを判定する。その結果、エンジン回転数Ｎｅが変速開始回転数Ｎ_２を超えた場合、直ちに変速制御手段１８に対して変速開始の要求指令を出力する（ステップＳ１６）ので、自動変速機構５による変速が、図６に示す変速開始点ｔ_２で開始される。これにより、エンジン回転数Ｎｅ２が該変速でアップシフトされたことで一旦低下した後、所定時間後の時刻ｔ_３から再び上昇する。一方、上記ステップＳ１５において、エンジン回転数Ｎｅが変速開始回転数Ｎ_２を超えない場合には、そのまま処理を終了する。
【００５４】
以上のように本実施の形態によると、モータ駆動制御手段（１２，１３）が、エンジン２の回転数が速度制御開始回転数Ｎ_１に達したとき、該速度制御開始回転数Ｎ_１から、該開始回転数Ｎ_１より高くかつエンジン２の許容最高回転数Ｎ_３より低い予め定められた変速開始回転数Ｎ_２へ、エンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えることなく到達し得るように、予め定められた回転数変化となるようにモータ３の出力トルクを制御するので、走行条件が変動してエンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えそうになるような場合に、モータトルクの作用によってエンジン３を変速開始回転数Ｎ_２に向けて的確に回転駆動させることができる。
【００５５】
＜第２の実施の形態＞
ついで、本発明に係る第２の実施の形態について、図８ないし図１２に沿って説明する。図８は、本実施の形態におけるエンジン回転数制御のメインルーチンを示すフローチャート、図９は、該メインルーチンにおけるモータ制御のサブルーチンを示すフローチャート、図１０は、該メインルーチンにおける変速点前出し量演算処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態における制御系は、トルク制御手段１３の機能にやや相違はあるものの、他の構成要素は第１の実施形態における図１の構成と略々同様であるので、本第２の実施形態では図１を併用して説明を進めることとする。
【００５６】
すなわち、本実施の形態における制御部Ｕでは、トルク制御手段１３が、図１１に示すように、予め設定された速度前出し速度回転数Ｎ_４（つまり、速度前出し速度演算点ｔ_４）にエンジン回転数が達したとき、この時点でのエンジン２の加速度変化に基づき、該速度前出し速度回転数Ｎ_４より高くかつ許容最高回転数（オーバーレブ回転数）Ｎ_３より低い変速開始回転数Ｎ_２を算出する変速開始回転数算出手段として機能する。また、トルク制御手段１３は、エンジン回転数が許容最高回転数Ｎ_３を超えることなく速度前出し速度回転数Ｎ_４から変速開始回転数Ｎ_２へ到達し得るようにモータ３の出力トルクを制御する機能を有しており、従って、該トルク制御手段１３はモータ制御手段１２と共に、本発明におけるモータ駆動制御手段を構成している。該トルク制御手段１３は、エンジン２の加速度に応じた変速前出し量を予め格納したマップを有し、該マップから読み出した変速前出し量等に基づき、基本変速回転数から前出し量を減算し上記変速開始回転数Ｎ_２と共に、変速点（変速開始点ｔ_２）を算出する。なお、本実施の形態では、エンジン２の加速度変化に代えて、車輌の加速度変化を用いることによっても、上記変速開始回転数Ｎ_２及び変速開始点ｔ_２を算出することが可能である。
【００５７】
上記構成を有する本実施の形態における制御装置によると、ハイブリッド車輌の走行中、アクセルペダルが強く踏み込まれてエンジン最大出力要求によるパワーオンアップシフトが行われようとする際、図１１に示すようにエンジン回転数Ｎｅが徐々に上昇しかつモータトルクＴｍがこれに対応して徐々に下降する状況にあって、トルク制御手段１３は、変速制御手段１０による自動変速機構５の変速中か否かを判定する（ステップＳ２０）。その結果、変速中であればステップＳ２１に進んで、変速前出し演算終了フラグをＯＦＦにした後、処理を終了し、そうでなければステップＳ２２に進む。
【００５８】
上記ステップＳ２２では、エンジン回転数Ｎｅが速度前出し速度回転数Ｎ_４より大きいか否かを判定する。その結果、エンジン回転数Ｎｅが変速前出し速度回転数Ｎ_４より大きい場合にはステップＳ２３に進み、そうでなければ処理を終了する。
【００５９】
上記ステップＳ２３では、変速前出し演算終了フラグがＯＮされているか否かを判定し、その結果、ＯＮしていればステップＳ２４に進んでモータ制御を実行し、そうでなければ、ステップＳ２５に進んで変速点前出し量演算処理を実行する。
【００６０】
上記ステップＳ２４におけるモータ制御では、図９に示すように、まずステップＳ３５において目標回転数を算出する。該目標回転数の算出では、マップから読み出した対応線図（図１２参照）に基づき、変速前出し量算出時のエンジン加速度Δｙ／Δｘが変化しないように一定に維持するため（許容最高回転数Ｎ_３を超えないようにするため）のモータ３の目標回転数を算出し、ステップＳ３６に進む。
【００６１】
上記ステップＳ３６では、トルク制御手段１３が、モータ速度制御で必要となる、エンジン回転数を図１２の線に沿って上記変速開始回転数Ｎ_２に導くために必要となるモータトルク指令値を算出して、ステップＳ３７に進む。更に、該ステップＳ３７では、モータトルク指令値が０より小さいか否かを判定し、その結果、モータトルク指令値が０より小さい場合には処理を終了し、０以上の場合には、モータトルク指令値を０に設定した後、処理を終了する。
【００６２】
一方、前記ステップＳ２３にて変速前出し演算終了フラグがＯＮしていないと判定して進んだステップＳ２５では、変速点前出し量演算処理を実行する。図１０に示すように、該変速点前出し量演算処理では、まずステップＳ３０にて、トルク制御手段１３が、車速センサ１９やエンジン回転数センサ２１等の検知結果に基づいて現在の（つまり、変速前出し量算出時における）エンジン加速度Δｙ／Δｘを算出した後、ステップＳ３１にて、変速前出し量を算出する。該変速前出し量の算出では、トルク制御手段１３が、エンジン回転数検出手段１７にて検出されたエンジン回転数が速度前出し速度回転数Ｎ_４に達したと判定した時点で、上記ステップＳ３０で算出したエンジン加速度Δｙ／Δｘであればエンジン回転数が何ｒｐｍのときに変速開始要求を出力すべきか、によって変速開始点ｔ_２を演算する。なおこの場合、送信処理等の変速開始遅れも考慮する。その後、ステップＳ３２にて変速前出し演算終了フラグをＯＮして、処理を終了する。
【００６３】
以上のように第２の実施形態によると、前述した第１の実施形態と略々同様の効果が得られると共に、トルク制御手段１３が速度前出し速度回転数Ｎ_４に達した時点で算出したエンジン２又は車輌の加速度に基づいて変速開始回転数Ｎ_２を算出することにより、単位時間当たりのエンジン回転速度や車速の変化を検出することで変速開始回転数Ｎ_２を的確に算出できるという効果も得ることができる。
【００６４】
また、本第２の実施形態によると、トルク制御手段１３が、速度前出し速度回転数Ｎ_４に達した際のエンジン加速度又は車輌加速度に基づいて変速開始回転数Ｎ_２を算出するので、上記速度前出し速度回転数Ｎ_４に至るエンジン回転数の上昇状況を把握すること等により、変速開始回転数Ｎ_２を的確に算出することができる。更に、エンジン回転数センサ２１及びトルク制御手段１３が、変速開始回転数Ｎ_２の算出後におけるエンジン２の過剰な回転数を抑え得るトルクを出力するようにモータ３を制御するので、例えば、降坂路に差し掛かったことで変速開始回転数Ｎ_２の算出後に走行条件が変動した場合であっても、エンジン２を変速開始回転数Ｎ_２に向けて的確に回転駆動させることができる。
【００６５】
なお、上記第１及び第２の実施形態の構成に限らず、例えば、エンジンクランク軸２ａに直結されたロータ３ａを有するモータ３を備えた構成を活用して、トルク制御手段１３が、エンジン回転数が所定の回転数に達した際に、この時点で算出した変速開始回転数となるようにモータ３を駆動制御するように構成することもできる。この場合、変速開始回転数に向かうための回転指令をモータ３に出力するだけで、走行条件等の変動に拘らず、エンジン回転数を変速開始回転数に確実に到達させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態におけるハイブリッド車輌の制御装置を示すブロック図。
【図２】ハイブリッド車輌の駆動系を示すブロック模式図。
【図３】本発明を適用し得る自動変速機構の詳細を示す図で、（ａ）は該自動変速機構のスケルトン図、（ｂ）はその作動表である。
【図４】第１の実施形態におけるエンジン回転数制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図５】図４のメインルーチンにおけるモータ制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態におけるエンジン回転数とモータトルクとの時間的変化を示すタイムチャート。
【図７】第１の実施形態における目標回転数マップに格納された回転数上昇率に関するデータを示すグラフ。
【図８】本発明に係る第２の実施形態におけるエンジン回転数制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図９】図８のメインルーチンにおけるモータ制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１０】図８のメインルーチンにおける変速点前出し量演算処理を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態におけるエンジン回転数とモータトルクとの時間的変化を示すタイムチャート。
【図１２】第２の実施形態における変速用マップに格納された回転数上昇パターンのデータを示すグラフ。
【符号の説明】
２エンジン
３モータ
１０自動変速機
１１エンジン制御手段
１２モータ駆動制御手段（モータ制御手段）
１３変速開始回転数算出手段、モータ駆動制御手段（トルク制御手段）
Ｎ_１速度制御開始回転数
Ｎ_２変速開始回転数
Ｎ_３許容最高回転数（オーバーレブ回転数）
Ｎ_４速度前出し速度回転数
Ｎｅエンジン回転数
ｔ_２変速開始点
Ｔｍ，Ｔｍ１モータトルク

Claims

エンジンと駆動連結されるモータと、これらエンジン及びモータの出力トルクを変速して駆動車輪に伝達する自動変速機と、を備えた車輌の制御装置において、
前記エンジンの回転数が所定回転数に達したとき、該所定回転数から、該所定回転数より高くかつ前記エンジンの許容最高回転数より低い予め定められた変速開始回転数へ、前記エンジン回転数が前記許容最高回転数を超えることなく到達し得るように、予め定められた回転数変化となるように前記モータの出力トルクを制御するモータ駆動制御手段と、を備えてなる、
ことを特徴とする車輌の制御装置。
前記モータ駆動制御手段は、目標回転数マップに格納された回転数上昇率に関するデータを用いて前記モータの出力トルクを制御してなる、
請求項１記載の車輌の制御装置。
エンジンと駆動連結されるモータと、これらエンジン及びモータの出力トルクを変速して駆動車輪に伝達する自動変速機と、を備えた車輌の制御装置において、
前記エンジンの回転数が所定回転数に達したとき、該所定回転数より高くかつ前記エンジンの許容最高回転数より低い変速開始回転数を算出する変速開始回転数算出手段と、
前記エンジン回転数が前記許容最高回転数を超えることなく前記所定回転数から前記変速開始回転数へ到達し得るように前記モータの出力トルクを制御するモータ駆動制御手段と、を備えてなる、
ことを特徴とする車輌の制御装置。
前記変速開始回転数算出手段は、前記所定回転数に達した時点で算出した前記エンジン又は前記車輌の加速度に基づいて前記変速開始回転数を算出してなる、
請求項３記載の車輌の制御装置。
前記モータ駆動制御手段は、前記変速開始回転数の算出後における前記エンジンの過剰な回転数を抑え得るように前記モータを速度制御してなる、
請求項３又は４記載の車輌の制御装置。