JP2013124032A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に、車両の走行方向を従来よりも短時間で反転することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】変速装置および電動機を備える車両の制御装置であって、車両の前進走行ポジションでの走行中に（ステップＳ２；ＹＥＳ）、シフトレバーのシフトポジションが前進走行ポジションから後進走行ポジションに操作されたら（ステップＳ１；ＹＥＳ）、マニュアルバルブを介して、変速機構のシフトレンジを前進走行レンジから後進走行レンジに切り替え（ステップＳ４）、変速機構のシフトレンジを切り替える間に電動機の回転方向を逆転させ（ステップＳ５）、電動機と変速装置とを同期させ（ステップＳ６）、同期後は電動機により回生制動する（ステップＳ７）。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両の制御装置に関するものである。

近年、環境に配慮した自動車などの車両として、ハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、駆動力源として、ガソリンなどを燃料として駆動する内燃機関（以下、エンジンという）と、バッテリからの電力により駆動する電動機（以下、モータという）とを備えている。

この種のハイブリッド車両では、例えばエンジンと、モータと、モータに連結された変速機構と、制御ユニットとを備えてなる車両の制御装置を搭載したものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。変速機構には、運転者がシフトレンジを切り替えるためのシフトレバーが接続されている。変速機構のシフトレンジとしては、例えば、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｒ（後進）レンジ、Ｍ（マニュアル）レンジ（シーケンシャルレンジ）などがある。

制御ユニットは、変速機構においてハイブリッド車両の走行状況に応じて複数のクラッチやブレーキの係合および解放を切り替えることにより、変速機構のギヤ列を所望のシフトレンジおよび変速段に設定するようになっている。

制御ユニットは、車両がＤレンジで前進走行中に運転者がシフトレバーをＤレンジからＲレンジに切り替えた場合は、変速機構のシフトレンジをＲレンジに強制的に切り替えると、変速機構のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用して車両にショックを発生してしまう。そこで、制御ユニットは、車両がＤレンジで前進走行中に運転者がシフトレバーをＲレンジに切り替えた場合は、変速機構のシフトレンジをＤレンジに維持したまま、モータにより回生制動を行うようにしている。

そして、制御ユニットは、車速が十分に低速になってから、変速機構のシフトレンジをＲレンジに切り替えるようになっている。これにより、制御ユニットは、車両の高速での前進走行中に変速機構のシフトレンジをＲレンジに強制的に切り替えることを防止し、ギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用して車両にショックが発生することを抑制している。

特開２００９−５１３６６号公報

しかしながら、従来の車両の制御装置にあっては、マニュアルバルブを有する変速機構については考慮されていない。マニュアルバルブは、シフトレバーと変速機構との間の油圧経路に設けられるとともに、シフトレバーの切り替わりにより切り替えられて、変速機構のクラッチやブレーキを操作するようになっている。これにより、マニュアルバルブは、車両の走行状態とは独立して変速機構のシフトレンジを切り替えるようになっている。

このため、制御ユニットは、マニュアルバルブを有する変速機構においては、シフトレバーがＤレンジからＲレンジに操作されると変速機構のシフトレンジをＤレンジに維持することはできず、モータを回生制動することはできなかった。これにより、マニュアルバルブを備えた変速機構では、車両の前進走行時にシフトレバーをＤレンジからＲレンジに切り替えても車両は減速しにくかった。よって、マニュアルバルブを備えた変速機構では、車両の前進走行時にシフトレバーをＲレンジに切り替えてから車両が後進するまで、従来のように変速機構がマニュアルバルブを備えずにモータが回生制動する場合に比べて、長時間を要してしまうという問題があった。

また、マニュアルバルブを有する変速機構では、車両の前進走行中にシフトレバーがＤレンジからＲレンジに切り替えられた場合は、変速機構のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用して車両にショックを発生してしまうという問題があった。

同様に、マニュアルバルブを備えた変速機構では、車両の後進走行時にシフトレバーを例えばＤレンジなどの前進走行レンジに切り替えた場合も、シフトレバーをＤレンジに切り替えてから、前進するまで長時間を要してしまうという問題があった。また、マニュアルバルブを有する変速機構では、車両の後進走行中にシフトレバーがＤレンジに切り替えられた場合は、変速機構のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用して車両にショックを発生してしまうという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に、車両の走行方向を従来よりも短時間で反転することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）車輪に連結された変速装置と、前記変速装置に連結された電動機とを備えるとともに、前記変速装置は、複数のクラッチやブレーキが選択的に係合または解放されることにより切替可能な前進走行レンジと後進走行レンジとの少なくとも２つのシフトレンジを有する変速機構と、前記変速機構の前記シフトレンジを前記前進走行レンジに設定する前進走行ポジションと、前記変速機構の前記シフトレンジを前記後進走行レンジに設定する後進走行ポジションとの少なくとも２つのシフトポジションを有するとともに、前記前進走行ポジションと前記後進走行ポジションとを切替可能なシフトレバーと、前記変速機構を前記シフトレバーにより設定された前記シフトレンジに切り替える作動油を制御するマニュアルバルブと、を有する車両の制御装置であって、前記車両が前記前進走行ポジションおよび前記後進走行ポジションのうちいずれか一方のシフトポジションで走行中に、いずれか一方の前記シフトポジションから他方の前記シフトポジションに操作されたら、前記マニュアルバルブを介して、前記シフトレンジを前記シフトポジションに対応する前記シフトレンジに切り替え、前記変速機構の前記シフトレンジを切り替える間に前記電動機の回転方向を逆転させて前記電動機と前記変速装置とを同期させ、同期後は前記電動機により回生制動するよう構成する。

この構成により、車両の制御装置は、車両走行中に、選択されているシフトポジションから他のシフトポジションに切り替えられた場合は、マニュアルバルブを介して、シフトレンジを切替後のシフトポジションに対応するシフトレンジに切り替える。

例えば、車両の制御装置は、車両が前進走行中に、シフトレバーのシフトポジションが前進走行ポジションから後進走行ポジションに操作された場合は、変速機構のシフトレンジを前進走行レンジから後進走行レンジに切り替える。このため、車両は前進走行しながらも変速機構のシフトレンジは後進走行レンジに切り替わるので、ギヤ列は本来の後進走行時とは逆方向に回転され、連結されたモータも逆回転されるようになる。

または、車両の制御装置は、車両が後進走行中に、シフトレバーのシフトポジションが後進走行ポジションから前進走行ポジションに操作された場合は、変速機構のシフトレンジを後進走行レンジから前進走行レンジに切り替える。このため、車両は後進走行しながらも変速機構のシフトレンジは前進走行レンジに切り替わるので、ギヤ列は本来の前進走行時とは逆方向に回転され、連結されたモータも逆回転されるようになる。

いずれの場合も、車両の制御装置は、変速機構のシフトレンジを切り替える間に、モータの回転方向を逆転させる。このため、車両の制御装置は、モータから変速機構に本来とは逆方向の回転力を与えることになり、モータと変速装置とを同期させることができる。車両の制御装置は、モータと変速装置とを同期させることにより、変速機構でギヤ列が回転方向を反転する際の負荷を解消する方向にモータを回転させるようになる。よって、車両の制御装置は、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に変速機構のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用することを抑え、車両にショックが発生することを抑制している。

さらに、車両の制御装置は、モータと変速装置との同期後は、モータに回生制動をさせる。このため、車両はモータの回生制動により減速されるので、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に車両が進行方向を反転するまでに要する時間を、従来のように回生制動できない場合に比べて短縮することができる。

上記（１）に記載の車両の制御装置においては、（２）前記電動機への運転者の加速要求を設定するアクセルペダルを備えるとともに、前記変速機構は、電動機から前記車輪への動力伝達系を切断するニュートラルレンジを有し、前記アクセルペダルの開度が閉状態であるときは、前記車両が前記前進走行ポジションおよび前記後進走行ポジションのうちいずれか一方のシフトポジションで走行中に、いずれか一方の前記シフトポジションから他方のシフトポジションに操作されたら、前記マニュアルバルブを介して、前記シフトレンジを前記ニュートラルレンジに切り替え、少なくとも前記変速機構の前記シフトレンジを切り替える間に、前記電動機による駆動および回生を行わないよう構成する。

この構成により、車両の制御装置は、アクセルペダルが踏み込まれずアクセル開度が閉状態であるときは、車両の走行中にシフトレバーのシフトポジションが走行方向と反対の走行方向に操作されると、変速機構のシフトレンジをニュートラルレンジに切り替える。このため、車両の制御装置は、変速機構のギヤ列を逆方向に回転させることがなく、変速機構でのショックの発生を抑制することができる。ここで、アクセル開度が閉状態とは、アクセルペダルが操作されていない状態、すなわちアクセル開度が０である状態を意味する。

また、運転者は、アクセルペダルが踏み込まれずアクセル開度が０であるときは、車両の走行方向を反対方向にして急加速しようという意思を有していないことが多い。このため、車両の制御装置は、変速機構のシフトレンジをニュートラルレンジに切り替えることにより、モータによる回生を行わずに車両の走行方向を反対方向にするまで長時間を要しても、ドライバビリティへの影響を抑えることができる。

一方、運転者は、アクセルペダルが踏み込まれアクセル開度が０でないときは、車両の走行方向を反対方向にして急加速しようという意思を有していることが多い。このため、車両の制御装置は、アクセルペダルが踏み込まれアクセル開度が０でないときは、変速機構のシフトレンジが走行方向と反対方向に切り替えられることにより、車両をモータの回生制動により減速するようになる。よって、車両の制御装置は、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に車両が進行方向を反転するまでに要する時間を、従来のように回生制動できない場合に比べて短縮することができる。

上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置においては、（３）内燃機関と、前記内燃機関と前記電動機との間に、前記内燃機関と前記電動機とを切り離す解放状態と、前記内燃機関と前記電動機とを接続する係合状態との間で伝達状態を切り替えるクラッチとを備え、前記クラッチを前記解放状態に切り替えるとともに、前記変速機構の前記シフトレンジを切り替える間に前記内燃機関を始動させるよう構成する。

ここで、本願明細書中では、エンジンとモータとの間のクラッチの解放状態とは、エンジンとモータとを完全に切断する状態を意味している。また、本願明細書中では、エンジンとモータとの間のクラッチの係合状態とは、エンジンとモータとを滑りなく接続する完全係合の他、半クラッチのようにエンジンとモータとの間で滑りを生ずる状態をも含む意味としている。

この構成により、車両の制御装置は、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があり、モータの回生制動で車両が減速する際に、予めエンジンを始動させておくとともにクラッチを解放状態にしておくようにできる。このため、車両の制御装置は、更なる駆動力の要求に備えて、エンジンの駆動力を利用できるように待機させることができる。これにより、車両の制御装置は、車両の減速後、運転者により走行方向を反転して急発進する要求があった場合に、クラッチを係合状態にしてエンジンの駆動力を利用して車両を急発進することができ、ドライバビリティを向上することができる。

また、車両の制御装置は、エンジンを始動することにより、振動や音を発する。このため、車両の制御装置は、仮に運転者が意思に反してシフトレバーを操作した場合であっても、運転者にシフトレンジが切り替わったことを知らせることができる。

上記（３）に記載の車両の制御装置においては、（４）前記内燃機関は、前記電動機により始動されるよう構成する。この構成により、車両の制御装置は、エンジンを始動する際に、クラッチを係合状態にして、モータの駆動力または回生中のモータの慣性力を利用して押し掛けする。このため、車両の制御装置は、エンジン始動用の専用装置を用いることなくエンジンを始動することができるので、部品コストの増大を抑制することができる。

上記（３）に記載の車両の制御装置においては、（５）前記内燃機関に連結されるとともに前記内燃機関を始動可能なスタータを備え、前記内燃機関は、前記スタータにより始動されるよう構成する。この構成により、車両の制御装置は、クラッチを解放状態にしてスタータを利用してエンジンを始動する。このため、車両の制御装置は、モータの回転数や出力トルクに影響を与えることなくエンジンを始動することができるので、モータの制御を簡易化することができる。

本発明によれば、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に、車両の走行方向を従来よりも短時間で反転することができる車両の制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した駆動装置を示す概略のスケルトン図である。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した駆動装置の主要部を示す概略のスケルトン図である。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御ユニットを示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るトランスミッションの構成を表す概略のスケルトン図である。 本発明の実施の形態に係る油圧制御装置の概略構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態に係る各シフトレンジおよび各変速段を実現するクラッチおよびブレーキの係合状態を示す作動表である。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の動作を示すタイムチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明をハイブリッド車両用の駆動装置に適用したものである。

まず、構成について説明する。

図１〜図３に示すように、駆動装置１は、エンジン１０と、駆動ユニット２０と、自動変速機３０と、制御ユニット４０とを備えている。本実施の形態では、駆動装置１のエンジン１０の方向をエンジン側Ｅ、駆動装置１の自動変速機３０の方向を自動変速機側Ｔとしている。

エンジン１０は、ガソリンあるいは軽油などの炭化水素系の燃料と空気との混合気を、図示しない燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の動力装置により構成されている。エンジン１０は、本発明の内燃機関を構成している。エンジン１０は、燃焼室内で混合気の吸気と燃焼と排気とを繰り返すことにより図示しないシリンダブロック内の図示しないピストンを往復動させ、ピストンと動力伝達可能に連結されたクランクシャフト１１を回転させるようになっている。エンジン１０は、クランクシャフト１１から駆動ユニット２０にトルクを伝達するようになっている。

クランクシャフト１１には、エンジン回転数センサ１９が設けられている。エンジン回転数センサ１９は、クランクシャフト１１の回転数を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。

駆動ユニット２０は、入力部２１と、クラッチ２２と、ワンウェイクラッチ２３と、モータジェネレータ２４と、出力部２７と、ケース部２８とを備えている。モータジェネレータ２４は、本発明における電動機を構成している。駆動ユニット２０は、エンジン１０と自動変速機３０との間に介在されるとともに、エンジン１０のクランクシャフト１１からの動力を自動変速機３０の後述する変速機入力軸３１に伝達するようになっている。

入力部２１は、クラッチ入力軸２１２を備えている。クラッチ入力軸２１２は、クランクシャフト１１と同軸に設けられている。クラッチ入力軸２１２は、クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３に一体回転可能に連結されるとともに、クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３に動力を伝達するようになっている。

出力部２７は、クラッチ出力軸２７０を備えている。クラッチ出力軸２７０は、クラッチ入力軸２１２と同軸に設けられている。クラッチ出力軸２７０は、クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３に一体回転可能に連結されるとともに、クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３の動力を外部に伝達するようになっている。クラッチ出力軸２７０は、自動変速機３０の変速機入力軸３１に一体回転可能に連結されるとともに、駆動ユニット２０の出力を自動変速機３０に伝達するようになっている。

モータジェネレータ２４は、ステータ２４０と、ロータ２４１とを備えている。モータジェネレータ２４は、クランクシャフト１１と変速機入力軸３１との動力伝達経路に介在されている。

ステータ２４０は、図示しないステータコアと、ステータコアに巻回される図示しない三相コイルとを備えている。ステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成されるとともに、ケース部２８に固定されている。ステータ２４０は、三相コイルへの通電により回転磁界を形成するようになっている。

ロータ２４１は、ステータ２４０の内部に配置されるとともに、複数個の永久磁石が埋め込まれて形成されている。

ロータ２４１には、モータ回転数センサ２４３が設けられている。モータ回転数センサ２４３は、ロータ２４１の回転数を検出することにより、モータジェネレータ２４の回転数を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。

モータジェネレータ２４は、ロータ２４１に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイルによって形成される磁界との相互作用により、ロータ２４１を回転駆動する電動機として動作するようになっている。また、モータジェネレータ２４は、ロータ２４１に埋め込まれた永久磁石による磁界とロータ２４１の回転との相互作用により、三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作するようになっている。

モータジェネレータ２４は、インバータ４６に接続されている。インバータ４６はバッテリ４７に接続されている。このため、モータジェネレータ２４は、インバータ４６を介してバッテリ４７との間で電力のやり取りを行うようになっている。バッテリ４７は、ハイブリッド車両の運転状況に応じて、モータジェネレータ２４から生じた電力を充電したり、あるいは放電したりするようになっている。

インバータ４６からモータジェネレータ２４への電力ラインには、ＭＧ電流センサ４６１が取り付けられている。ＭＧ電流センサ４６１は、相電流を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。バッテリ４７の出力端子間にはバッテリ電圧センサ４７１が取り付けられている。バッテリ電圧センサ４７１は、バッテリ４７の出力電圧を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。バッテリ４７の出力端子には、バッテリ電流センサ４７２が取り付けられている。バッテリ電流センサ４７２は、バッテリ４７の充放電電流を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。バッテリ４７には、バッテリ温度センサ４７３が取り付けられている。バッテリ温度センサ４７３は、バッテリ温度を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。

クラッチ２２は、図示しない多板部と、図示しないピストン部とを備えている。クラッチ２２は、入力部２１と出力部２７との間に設けられている。クラッチ２２は、クランクシャフト１１と変速機入力軸３１との間に設けられるとともに、クランクシャフト１１と変速機入力軸３１との間を接続したり切断したりするようになっている。すなわち、クラッチ２２は、エンジン１０とモータジェネレータ２４とを切り離す解放状態と、エンジン１０とモータジェネレータ２４とを接続する係合状態との間で伝達状態が切り替わるようになっている。

クラッチ２２は、ノーマリーオープン型となっている。クラッチ２２は、通常は解放されていてエンジン１０とモータジェネレータ２４との接続を切断している。また、クラッチ２２は、自動変速機３０の後述するオイルポンプ３４から高圧の作動油が供給されることにより作動して、エンジン１０とモータジェネレータ２４とを接続するようになっている。クラッチ２２は、モータジェネレータ２４の内周部に設けられている。

ワンウェイクラッチ２３は、クランクシャフト１１と変速機入力軸３１との間に設けられるとともに、クランクシャフト１１から変速機入力軸３１を介してモータジェネレータ２４に正転方向の動力のみを伝達可能に接続されている。ここで、正転方向とは、クランクシャフト１１の回転方向を意味する。また、ワンウェイクラッチ２３は、モータジェネレータ２４の内周部に設けられている。ワンウェイクラッチ２３は、モータジェネレータ２４の内周部でクラッチ２２に対して軸方向に隣接して配置されている。

クラッチ入力軸２１２には、入力軸回転数センサ２９が取り付けられている。入力軸回転数センサ２９は、クラッチ入力軸２１２の回転速度を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。入力軸回転数センサ２９は、例えばレゾルバである。

自動変速機３０は、変速機入力軸３１と、トルクコンバータ３２と、変速機構入力軸３３と、オイルポンプ３４と、変速機構３５と、油圧制御装置３６と、出力軸３７と、ケース３８と、シフトレバー５１と、マニュアルバルブ３５０とを備えている。自動変速機３０は、車輪とモータジェネレータ２４とに連結されている。自動変速機３０は、本発明の変速装置を構成している。

トルクコンバータ３２は、循環する作動油の作用を利用する流体式で、駆動ユニット２０のクラッチ出力軸２７０から伝達される駆動力を、変速機構入力軸３３を介して変速機構３５に伝達するようになっている。トルクコンバータ３２は、タービンランナ９０と、ポンプインペラ９１と、フロントカバー９２と、ステータ９３と、ワンウェイクラッチ９４と、中空軸９５と、ロックアップクラッチ９６とを備えている。すなわち、トルクコンバータ３２は、モータジェネレータ２４および車輪の間に連結されるとともにロックアップクラッチ９６を備えたものになっている。

タービンランナ９０およびポンプインペラ９１は、タービンランナ９０がエンジン側Ｅに位置するように互いに対向して配置されている。タービンランナ９０は、変速機構入力軸３３に一体回転するように連結されている。ポンプインペラ９１は、フロントカバー９２を介して変速機入力軸３１に一体回転するように連結されている。ケース３８の内部には、作動油が供給されている。

タービンランナ９０およびポンプインペラ９１の間の内周側には、ステータ９３が設けられている。ステータ９３には、ワンウェイクラッチ９４を介して中空軸９５が接続されている。中空軸９５は、ケース３８に固定されるとともに、内部に変速機構入力軸３３を回転可能に収容している。

ロックアップクラッチ９６は、ロックアップピストン９６ａと、ロックアップピストン９６ａに接合された摩擦材９６ｂとを備えている。ロックアップクラッチ９６は、油圧制御装置３６により調整されたオイルポンプ３４からの高圧の作動油により、図２中に点線矢印で示すようにエンジン側Ｅに押圧されるようになっている。作動油は、ロックアップピストン９６ａをエンジン側Ｅに移動させ、摩擦材９６ｂをフロントカバー９２に押し当てるようになっている。

ロックアップクラッチ９６は、ロックアップピストン９６ａのエンジン側Ｅへの摺動により、係合状態に切り替わるようになっている。係合状態では、摩擦材９６ｂがフロントカバー９２に押し当てられて、摩擦材９６ｂとフロントカバー９２とが摩擦により結合するようになる。また、ロックアップクラッチ９６は、ロックアップピストン９６ａの自動変速機側Ｔへの摺動により、解放状態に切り替わるようになっている。解放状態では、摩擦材９６ｂがフロントカバー９２から離隔して、摩擦材９６ｂとフロントカバー９２とが別個に回転可能になる。

オイルポンプ３４は、ロータ３４０と、ハブ３４１と、ボデー３４２とを備えている。ハブ３４１は、円筒形状で、ロータ３４０とポンプインペラ９１とを一体回転するように連結している。ボデー３４２は、ケース３８に固定されている。このため、駆動ユニット２０からの動力が、フロントカバー９２からポンプインペラ９１を介してロータ３４０に伝達され、オイルポンプ３４が駆動されるようになっている。

オイルポンプ３４から吐出される作動油は、変速機構３５に供給されるとともに、駆動ユニット２０のクラッチ２２にも供給されるようになっている（図２中、一点鎖線で示す）。オイルポンプ３４は、油圧の供給により、変速機構３５のシフトレンジおよび変速段の切り替えや、クラッチ２２の締結を行うようになっている。

オイルポンプ３４とクラッチ２２との間には、油圧調整バルブ３９が設けられている。油圧調整バルブ３９は、制御ユニット４０からの信号に従い、オイルポンプ３４からクラッチ２２への作動油の供給量を調整するようになっている。

オイルポンプ３４と油圧調整バルブ３９とは、クラッチ切替手段を構成している。オイルポンプ３４と、油圧調整バルブ３９とは、クラッチ２２を解放状態から係合状態に切り替えるようになっている。

変速機構３５は、ハイブリッド車両の走行状況に応じて複数のクラッチやブレーキの係合および解放が油圧制御装置３６から供給される油圧によって切り替えられることで、所望のシフトレンジおよび変速段を形成するようになっている。本実施の形態では、変速機構３５は、切替可能な前進走行レンジと後進走行レンジとの少なくとも２つのシフトレンジと、停止レンジとを有している。

前進走行レンジとしては、例えば、Ｄ（ドライブ）レンジ、２（セカンド）レンジ、Ｌ（ロー）レンジ、Ｍ（マニュアル）レンジ（シーケンシャルレンジ）、Ｂ（ブレーキ）レンジ、Ｓ（スポーツ）レンジ、Ｄｓ（スポーツドライブ）レンジなどがある。後進走行レンジとしては、例えば、Ｒ（後進）レンジがある。停止レンジとしては、例えば、Ｎ（ニュートラル）レンジおよびＰ（パーキング）レンジがある。

シフトレバー５１は、前進走行ポジションと後進走行ポジションとの少なくとも２つのシフトポジションと、停止ポジションとを有するとともに、これら前進走行ポジションと後進走行ポジションと停止ポジションとを運転者により切替可能にしている。前進走行ポジションは、変速機構３５のシフトレンジを前進走行レンジに設定するものとしている。後進走行ポジションは、変速機構３５のシフトレンジを後進走行レンジに設定するものとしている。停止ポジションは、変速機構３５のシフトレンジを停止レンジに設定するものとしている。

前進走行ポジションとしては、例えば、Ｄ（ドライブ）ポジション、２（セカンド）ポジション、Ｌ（ロー）ポジション、Ｍ（マニュアル）ポジション（シーケンシャルポジション）、Ｂ（ブレーキ）ポジション、Ｓ（スポーツ）ポジション、Ｄｓ（スポーツドライブ）ポジションなどがある。後進走行ポジションとしては、例えば、Ｒ（後進）ポジションがある。停止ポジションとしては、例えば、Ｎ（ニュートラル）ポジションおよびＰ（パーキング）ポジションがある。

シフトレバー５１には、シフトポジションセンサ５２が設けられている。シフトポジションセンサ５２は、シフトレバー５１の操作位置をシフトポジション信号として検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。

変速機構３５の変速機構入力軸３３は、トルクコンバータ３２のタービンランナ９０に接続されている。したがって、変速機構３５の変速機構入力軸３３は、トルクコンバータ３２の出力軸としても機能する。

変速機構入力軸３３から伝達された駆動力は、変速機構３５を経て出力軸３７に伝達され、出力軸３７から図示しないディファレンシャルを経て車輪に伝達されるようになっている。すなわち、モータジェネレータ２４および自動変速機３０は、車輪に連結されている。なお、本実施の形態の変速機構３５は、有段式の変速機構で構成されているが、有段式に限られず、例えば無段式でかつ変速機クラッチを備えた変速機構で構成されるようにしてもよい。

図４に示すように、変速機構３５は、遊星歯車機構の第１セット６０と、遊星歯車機構の第２セット６１と、出力ギヤ６２と、ギヤケース６３に固定されたＢ１ブレーキ６４、Ｂ２ブレーキ６５およびＢ３ブレーキ６６と、Ｃ１クラッチ６７と、Ｃ２クラッチ６８と、ワンウェイクラッチＦ６９とを備えている。

第１セット６０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。第１セット６０は、サンギヤ６００と、ピニオンギヤ６０１と、リングギヤ６０２と、キャリア６０３とを有している。

サンギヤ６００は、変速機構入力軸３３を介してトルクコンバータ３２のタービンランナ９０に連結されている。ピニオンギヤ６０１は、キャリア６０３に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ６０１は、サンギヤ６００およびリングギヤ６０２と係合している。

リングギヤ６０２は、Ｂ３ブレーキ６６によりギヤケース６３に選択的に固定可能となっている。キャリア６０３は、Ｂ１ブレーキ６４によりギヤケース６３に選択的に固定可能となっている。

第２セット６１は、ラビニヨ型の遊星歯車機構により構成されている。第２セット６１は、サンギヤ６１０と、ショートピニオンギヤ６１１と、キャリア６１２、６１４と、ロングピニオンギヤ６１３と、サンギヤ６１５と、リングギヤ６１６とを有している。

サンギヤ６１０は、キャリア６０３に連結されている。ショートピニオンギヤ６１１は、キャリア６１２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ６１１は、サンギヤ６１０およびロングピニオンギヤ６１３と係合している。キャリア６１２は、出力ギヤ６２に連結されている。

ロングピニオンギヤ６１３は、キャリア６１４に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ６１３は、ショートピニオンギヤ６１１、サンギヤ６１５およびリングギヤ６１６と係合している。キャリア６１４は、出力ギヤ６２に連結されている。

サンギヤ６１５は、Ｃ１クラッチ６７を介して変速機構入力軸３３に選択的に連結可能となっている。リングギヤ６１６は、Ｂ２ブレーキ６５により、ギヤケース６３に選択的に固定可能になるとともに、Ｃ２クラッチ６８により変速機構入力軸３３に選択的に連結可能となっている。また、リングギヤ６１６は、ワンウェイクラッチＦ６９に連結されるとともに、変速段が１速で、かつ駆動時において回転不能となる。

図５に示すように、油圧制御装置３６は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を有している。オイルポンプ３４から圧送された作動油は、リリーフ型の調圧バルブ３４３により調圧され、第１ライン圧ＰＬ１を有するようになる。マニュアルバルブ３５０は、シフトレバー５１に連動されるとともに、変速機構３５をシフトレバー５１により設定されたシフトレンジに切り替える作動油を制御するようになっている。第１ライン圧ＰＬ１を有する作動油は、リニアソレノイドバルブＳＬ４へ供給されるようになっている。

シフトレバー５１が前進走行ポジションに位置する場合には、第１ライン圧ＰＬ１と等しい前進走行ポジション圧ＰＤを有する作動油が、マニュアルバルブ３５０を介してリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ３、ＳＬ５へ供給されるようになっている。シフトレバー５１が後進走行ポジションに位置する場合には、第１ライン圧ＰＬ１と等しい後進走行ポジション圧ＰＲを有する作動油が、マニュアルバルブ３５０を介してリニアソレノイドバルブＳＬ５へ供給されるようになっている。

リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、Ｃ１クラッチ６７、Ｃ２クラッチ６８、Ｂ１ブレーキ６４、Ｂ２ブレーキ６５、Ｂ３ブレーキ６６にそれぞれ対応するよう接続されている。

後述するトランスミッション用電子制御ユニット（以下、トランスミッションＥＣＵという）４５は、ソレノイド電流によってこれらのリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を制御することにより、油圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＢ１〜ＰＢ３を調節するようになっている。これにより、トランスミッションＥＣＵ４５は、Ｃ１クラッチ６７、Ｃ２クラッチ６８、Ｂ１ブレーキ６４、Ｂ２ブレーキ６５、Ｂ３ブレーキ６６の係合および解放を切り替えたり、係合圧を調節したりするようになっている。

図６に示すように、変速機構３５は、Ｃ１クラッチ６７と、Ｃ２クラッチ６８と、Ｂ１ブレーキ６４と、Ｂ２ブレーキ６５と、Ｂ３ブレーキ６６と、ワンウェイクラッチＦ６９との係合または解放の組み合わせにより、所望のシフトレンジおよび変速段を形成するようになっている。図６に示す作動表中、「○」は係合を表し、「×」は解放を表し、「◎」はエンジンブレーキ時のみの係合を表し、「△」は駆動時のみの係合を表している。

トランスミッションＥＣＵ４５は、図６に示す作動表に示された組み合わせで、油圧制御装置３６に設けられたリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５と、図示しないトランスミッションソレノイドの励磁および非励磁とによって各ブレーキおよび各クラッチを作動させるようになっている。これにより、制御ユニット４０は、１速〜６速の前進走行レンジおよび後進走行レンジを形成するようになっている。

図３に示すように、制御ユニット４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット（Electronic Control Unit；以下、ＥＣＵという）４１と、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）４２と、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４３と、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）４４と、トランスミッションＥＣＵ４５とを備えている。制御ユニット４０は、制御手段を構成している。

ＥＣＵ４１は、ＣＰＵ（Central processing unit）４１０と、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read only memory）４１１と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random access memory）４１２と、バックアップメモリ４１３と、入力ポート４１４と、出力ポート４１５と、通信ポート４１６とを備えている。ＥＣＵ４１は、ハイブリッド車両の制御を統括するようになっている。

ＥＣＵ４１の入力ポート４１４には、エンジン回転数センサ１９と、入力軸回転数センサ２９と、モータ回転数センサ２４３と、車速センサ５０と、シフトポジションセンサ５２と、アクセルセンサ５４と、ＭＧ電流センサ４６１と、バッテリ電圧センサ４７１と、バッテリ電流センサ４７２と、バッテリ温度センサ４７３とが接続されている。

車速センサ５０は、車速信号を検出して制御ユニット４０に入力するようになっている。アクセルセンサ５４には、アクセルペダル５３が接続されている。アクセルセンサ５４は、アクセルペダル５３が踏み込まれた踏み込み量を検出して、検出した踏み込み量に応じた検出信号をＥＣＵ４１に入力するようになっている。また、ＥＣＵ４１は、アクセルセンサ５４から出力された検出信号が表すアクセルペダル５３の踏み込み量から、アクセル開度Ａｃｃを算出するようになっている。

アクセルペダル５３は、エンジン１０およびモータジェネレータ２４の少なくとも一方の運転者の加速要求を設定するようになっている。アクセルペダル５３は、運転者によって踏み込まれることにより、運転者の加速要求を設定するとともに、エンジン１０およびモータジェネレータ２４の少なくとも一方の回転数を操作するようになっている。

ＥＣＵ４１は、エンジンＥＣＵ４２と、モータＥＣＵ４３と、バッテリＥＣＵ４４と、トランスミッションＥＣＵ４５とに通信ポート４１６を介して接続されている。ＥＣＵ４１は、エンジンＥＣＵ４２と、モータＥＣＵ４３と、バッテリＥＣＵ４４と、トランスミッションＥＣＵ４５と各種制御信号やデータのやり取りを行うようになっている。

エンジンＥＣＵ４２は、エンジン１０およびＥＣＵ４１に接続されている。エンジンＥＣＵ４２は、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するとともに、入力した信号に応じて燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を行うようになっている。

エンジンＥＣＵ４２は、ＥＣＵ４１と通信するようになっている。エンジンＥＣＵ４２は、ＥＣＵ４１から入力される制御信号によりエンジン１０を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン１０の運転状態に関するデータをＥＣＵ４１に出力するようになっている。

モータＥＣＵ４３は、インバータ４６およびＥＣＵ４１に接続されている。モータＥＣＵ４３は、モータジェネレータ２４を駆動制御するようになっている。モータＥＣＵ４３は、モータジェネレータ２４を駆動制御するために必要な信号を入力するようになっている。モータジェネレータ２４を駆動制御するために必要な信号としては、例えば、モータジェネレータ２４のモータ回転数センサ２４３から入力される信号や、ＭＧ電流センサ４６１により検出されるモータジェネレータ２４に印加される相電流の信号などがある。モータＥＣＵ４３は、インバータ４６へのスイッチング制御信号を出力するようになっている。

モータＥＣＵ４３は、ＥＣＵ４１と通信するようになっている。モータＥＣＵ４３は、ＥＣＵ４１から入力される制御信号に応じてインバータ４６を駆動制御することにより、モータジェネレータ２４の回転数および出力トルクを制御するようになっている。モータＥＣＵ４３は、必要に応じてモータジェネレータ２４の運転状態に関するデータをＥＣＵ４１に出力するようになっている。

バッテリＥＣＵ４４は、バッテリ４７およびＥＣＵ４１に接続されている。バッテリＥＣＵ４４は、バッテリ４７を管理している。バッテリＥＣＵ４４は、バッテリ４７を管理するのに必要な信号を入力するようになっている。バッテリ４７を管理するのに必要な信号としては、例えば、バッテリ電圧センサ４７１からの端子間電圧の信号や、バッテリ電流センサ４７２からの充放電電流の信号や、バッテリ温度センサ４７３からの電池温度の信号などがある。

バッテリＥＣＵ４４は、ＥＣＵ４１と通信するようになっている。バッテリＥＣＵ４４は、必要に応じてバッテリ４７の状態に関するデータをＥＣＵ４１に出力するようになっている。バッテリＥＣＵ４４は、バッテリ４７を管理するために、バッテリ電流センサ４７２により検出された充放電電流の積算値に基づいて、バッテリ４７の残容量（以下、ＳＯＣ（State of charge）という）を演算するようになっている。

トランスミッションＥＣＵ４５は、自動変速機３０およびＥＣＵ４１に接続されている。トランスミッションＥＣＵ４５は、トルクコンバータ３２のロックアップクラッチ９６を駆動制御したり、変速機構３５のシフトレンジや変速段を変更したりするようになっている。

トランスミッションＥＣＵ４５は、ＥＣＵ４１と通信するようになっている。トランスミッションＥＣＵ４５は、ＥＣＵ４１からの信号に基づいて変速機構３５のシフトレンジや変速段を変更する変速制御を実行するようになっている。トランスミッションＥＣＵ４５は、必要に応じて変速機構３５やトルクコンバータ３２の運転状態に関するデータをＥＣＵ４１に出力するようになっている。

上述した自動変速機３０と、モータジェネレータ２４とは、本実施の形態における車両の制御装置を構成している。ＥＣＵ４１は、車両が前進走行ポジションおよび後進走行ポジションのうちいずれか一方のシフトポジションで走行中に、いずれか一方のシフトポジションから他方のシフトポジションに操作されることがある。ＥＣＵ４１は、いずれか一方のシフトポジションから他方のシフトポジションに操作された場合は、マニュアルバルブ３５０を介して、シフトレンジをシフトポジションに対応するシフトレンジに切り替えるようになっている。

具体的には、ＥＣＵ４１は、アクセル開度Ａｃｃが０でないときは、車両の前進走行中に、シフトレバー５１が前進走行ポジションから後進走行ポジションに操作されたら、マニュアルバルブ３５０を介して、変速機構３５を前進走行レンジから後進走行レンジに切り替えるようになっている。そして、ＥＣＵ４１は、変速機構３５のシフトレンジを切り替える間にモータジェネレータ２４の回転方向を逆転させてモータジェネレータ２４と自動変速機３０とを同期させ、同期後はモータジェネレータ２４により回生制動するようになっている。ここで、モータジェネレータ２４と自動変速機３０との同期とは、モータジェネレータ２４の回転軸であるクラッチ出力軸２７０と、変速機構３５の変速機構入力軸３３との同期である。

また、ＥＣＵ４１は、アクセル開度Ａｃｃが０でないときは、車両の後進走行中に、シフトレバー５１が後進走行ポジションから前進走行ポジションに操作されたら、マニュアルバルブ３５０を介して、変速機構３５を後進走行レンジから前進走行レンジに切り替えるようになっている。そして、ＥＣＵ４１は、変速機構３５のシフトレンジを切り替える間にモータジェネレータ２４の回転方向を逆転させてモータジェネレータ２４と自動変速機３０とを同期させ、同期後はモータジェネレータ２４により回生制動するようになっている。

また、ＥＣＵ４１は、アクセル開度Ａｃｃが０であるときは、車両の前進走行中に、シフトレバー５１が前進走行ポジションから後進走行ポジションに操作されたら、マニュアルバルブ３５０を介して、変速機構３５を前進走行レンジからニュートラルレンジに切り替えるようになっている。そして、ＥＣＵ４１は、少なくとも変速機構３５のシフトレンジを切り替える間は、モータジェネレータ２４による駆動および回生を行わないようになっている。

また、ＥＣＵ４１は、アクセル開度Ａｃｃが０であるときは、車両の後進走行中に、シフトレバー５１が後進走行ポジションから前進走行ポジションに操作されたら、マニュアルバルブ３５０を介して、変速機構３５を後進走行レンジからニュートラルレンジに切り替えるようになっている。そして、ＥＣＵ４１は、少なくとも変速機構３５のシフトレンジを切り替える間は、モータジェネレータ２４による駆動および回生を行わないようになっている。

また、本実施の形態の車両の制御装置は、エンジン１０と、クラッチ２２と、クラッチ切替手段とを備えている。ＥＣＵ４１は、クラッチフラグを有するとともに、クラッチフラグをオンオフすることにより、クラッチ切替手段を制御して、クラッチ２２を切り替えるようになっている。ＥＣＵ４１は、変速機構３５のシフトレンジを切り替える間に、クラッチ切替手段を作動させてクラッチ２２を解放状態に切り替えるとともにエンジン１０を始動させるようになっている。そして、ＥＣＵ４１は、エンジン１０をモータジェネレータ２４により始動するようになっている。

また、ＥＣＵ４１は、例えば前進走行中に変速機構３５が前進走行レンジから後進走行レンジに切り替わってもショックが大きくない程度の所定速度を設定して、ＲＯＭ４１１に記憶しておく。本実施の形態では、この所定速度を１３〜１５ｋｍ／ｈとしている。但し、所定速度としては、１３〜１５ｋｍ／ｈに限られないのは勿論である。

次に、作用について説明する。

ここでは、シフトレバー５１のシフトポジションはＤポジションとなっている。車両はモータジェネレータ２４のみを駆動源として前進走行をしている。

図７に示すように、ＥＣＵ４１は、シフトレバー５１のシフトポジションがＤポジションからＲポジションに切り替わったか否かを判断する（ステップＳ１）。シフトレバー５１のシフトポジションがＤポジションからＲポジションに切り替わったか否かは、シフトポジションセンサ５２により検出された信号に基づいて、ＥＣＵ４１により判断される。ＥＣＵ４１が、シフトレバー５１のシフトポジションがＤポジションからＲポジションに切り替わっていないと判断した場合は（ステップＳ１；ＮＯ）、ＥＣＵ４１はメインルーチンに処理を戻す。

ＥＣＵ４１が、シフトレバー５１のシフトポジションがＤポジションからＲポジションに切り替わったと判断した場合は（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４１は、車速が所定速度以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。ここでの所定速度は、例えば１３〜１５ｋｍ／ｈとしている。車速が所定速度以上であるか否かは、車速センサ５０により検出された信号が、ＥＣＵ４１により事前に設定した所定速度と比較されて判断される。

ＥＣＵ４１が、車速が所定速度以上であると判断した場合は（ステップＳ２；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４１は、現在の高速の車速では車両はそのまま後進走行に切り替えできないと判断する。このため、ＥＣＵ４１は、アクセルペダル５３が踏み込まれているか、すなわちアクセルペダル５３がオンされているか否かを判断する（ステップＳ３）。アクセルペダル５３が踏み込まれているか否かは、アクセルセンサ５４により検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて、ＥＣＵ４１により判断される。ＥＣＵ４１は、例えば、アクセル開度Ａｃｃの所定の閾値を予め設定しておき、その閾値を超えた時にアクセルペダル５３がオンされたと判断するようにできる。

ＥＣＵ４１が、アクセルペダル５３が踏み込まれていると判断した場合は（ステップＳ３；ＹＥＳ）、トランスミッションＥＣＵ４５は、運転者が迅速な後進走行を要求していると判断し、変速機構３５のシフトレンジをＲレンジに切り替える（ステップＳ４）。そして、モータＥＣＵ４３は、モータジェネレータ２４をここまでとは逆方向に回転させる（ステップＳ５）。

これにより、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４から変速機構３５に本来とは逆方向の回転力を与えることになり、モータジェネレータ２４と自動変速機３０とを同期させる（ステップＳ６）。ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４と自動変速機３０とを同期させることにより、変速機構３５でギヤ列が回転方向を反転する際の負荷を解消する方向にモータジェネレータ２４を回転させるようになる。よって、ＥＣＵ４１は、車両の前進走行中にシフトレバー５１をＲポジションにする操作があった場合に変速機構３５のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用することを抑え、車両にショックが発生することを抑制している。

さらに、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４に回生制動をさせる（ステップＳ７）。このため、車両はモータジェネレータ２４の回生制動により減速されるので、車両の前進走行中にシフトレバー５１をＲポジションにする操作があった場合に車両が後進走行するまでに要する時間を、従来のように回生制動できない場合に比べて短縮することができる。

ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４による回生制動により車速が十分に低下した後、エンジン始動要求があるか否かを判断する（ステップＳ８）。エンジン始動要求がある場合とは、例えば、アクセル開度Ａｃｃが所定の閾値より大きい場合や、ＳＯＣが所定値より少ない場合や、エンジン駆動要求ボタンがオンされた場合などである。例えば、アクセル開度Ａｃｃが所定値より大きいか否かは、アクセルセンサ５４により検出されたアクセル開度Ａｃｃが、ＥＣＵ４１により事前に設定した所定値と比較されて判断される。また、ＳＯＣが所定値より少ないか否かは、バッテリＥＣＵ４３により算出されたＳＯＣが、ＥＣＵ４１により事前に設定した所定値と比較されて判断される。さらに、エンジン駆動要求ボタンがオンされたか否かは、エンジン駆動要求ボタンから検出されたオンオフ信号に基づいて、ＥＣＵ４１により判断される。

ＥＣＵ４１が、エンジン始動要求があると判断した場合は（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４１は、クラッチ係合手段を作動させクラッチ２２を係合状態にする。そして、モータＥＣＵ４３は、モータジェネレータ２４の駆動力または回生中のモータジェネレータ２４の慣性力を利用して、クラッチ２２を介してエンジン１０を押し回し掛けし、エンジンＥＣＵ４２は、エンジン１０を始動する（ステップＳ９）。

これにより、ＥＣＵ４１は、車両の減速後、運転者により走行方向を反転して急発進する要求があった場合に、クラッチ２２を係合状態にしてエンジン１０の駆動力を利用して車両を急発進することができるので、ドライバビリティを向上することができる。ＥＣＵ４１は、エンジン１０の始動後は、車両を後進走行させる（ステップＳ１０）。

ＥＣＵ４１は、ステップＳ２において車速が所定速度以上でないと判断した場合（ステップＳ２；ＮＯ）と、ステップＳ８においてエンジン始動要求がないと判断した場合（ステップＳ８；ＮＯ）とにおいても、車両を後進走行させる（ステップＳ１０）。

また、ＥＣＵ４１は、アクセルペダル５３が踏み込まれていないと判断した場合は（ステップＳ３；ＮＯ）、トランスミッションＥＣＵ４５は、運転者が迅速な後進走行を要求していないと判断し、変速機構３５のシフトレンジをＮレンジに切り替える（ステップＳ１１）。そして、ＥＣＵ４１は、車速が所定速度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここでの所定速度もまた例えば１３〜１５ｋｍ／ｈとしている。車速が所定速度以上であるか否かは、車速センサ５０により検出された信号が、ＥＣＵ４１により事前に設定した所定速度と比較されて判断される。

ＥＣＵ４１が、車速が所定速度以下であると判断した場合は（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４１は、現在の低速の車速で車両はそのまま後進走行に切り替えできると判断する。このため、ＥＣＵ４１は、車両を後進走行させる（ステップＳ１０）。

ＥＣＵ４１が、車速が所定速度以下でないと判断した場合は（ステップＳ１２；ＮＯ）、ＥＣＵ４１は、現在の高速の車速で車両はそのまま後進走行に切り替えできないと判断する。このため、ＥＣＵ４１は、アクセルペダル５３が踏み込まれているか、すなわちアクセルペダル５３がオンされているか否かを判断する（ステップＳ３）。

次に、シフトレバー５１のシフトポジションがＤポジションであるとともに、モータジェネレータ２４を駆動源として前進走行している車両において、シフトレバー５１のシフトポジションをＲポジションに操作した際の動作を、図８に示すタイムチャートに沿って説明する。

車両がモータジェネレータ２４を駆動源として所定速度以上の速度で走行している際に、Ｔ_０において、運転者はシフトレバー５１のシフトポジションをＤポジションからＲポジションに切り替える。ＥＣＵ４１は、車速が所定速度以上であるので、アクセルペダル５３が踏み込まれているかを判断する。トランスミッションＥＣＵ４５は、Ｔ_０においてはアクセルペダル５３が踏まれていないので、変速機構３５のシフトレンジをＤレンジからＮレンジに切り替える。変速機構３５がＮレンジに切り替わることにより、モータジェネレータ２４からの動力は車輪に伝達されなくなるので、車速は徐々に減速される。

運転者は、Ｔ_１においてアクセルペダル５３を踏み込む。これにより、トランスミッションＥＣＵ４５は、変速機構３５のシフトレンジをＮレンジからＲレンジに切り替える。そして、モータＥＣＵ４３は、モータジェネレータ２４を逆回転させる。また、運転者がアクセルペダル５３を踏み込んだことにより、エンジン始動フラグがオンになる。モータジェネレータ２４は逆回転することで、自動変速機３０と同期する。

ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４と自動変速機３０とを同期させることにより、変速機構３５でギヤ列が回転方向を反転する際の負荷を解消する方向にモータジェネレータ２４を回転させるようになる。よって、ＥＣＵ４１は、車両の前進走行中にシフトレバー５１をＲポジションにする操作があった場合に変速機構３５のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用することを抑え、車両にショックが発生することを抑制している。

モータジェネレータ２４は、同期後に回生制動し、モータジェネレータ２４のＭＧ回転数は０に近づくとともに、車速は減速される。そして、Ｔ_２においてＭＧ回転数が０になると、車速も０になる。このため、車両はモータジェネレータ２４の回生制動により減速されるので、車両の前進走行中にシフトレバー５１をＲポジションにする操作があった場合に車両が後進走行するまでに要する時間を、回生制動できない場合に比べて短縮することができる。

ＥＣＵ４１は、クラッチフラグをオンにして、クラッチ２２を係合状態にする。モータＥＣＵ４３は、モータジェネレータ２４を正転方向に回転させ、エンジン１０を押し掛けする。これにより、車両は後進走行するようになる。

ハイブリッド車両が駐車などで停止するとともにエンジン１０が停止している場合にエンジン１０を始動するには、モータジェネレータ２４に電力を供給する。モータジェネレータ２４への電力の供給により、モータジェネレータ２４のロータ２４１が回転する。ロータ２４１の駆動力は、クラッチ出力軸２７０からトルクコンバータ３２という経路を経て、オイルポンプ３４に伝達される。

ここで、ロータ２４１が回転しても、クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３は、解放されているので、モータジェネレータ２４の動力はエンジン１０に伝わることはない。また、トルクコンバータ３２の回転により変速機構３５の変速機構入力軸３３が回転するが、変速機構３５のシフトレンジがＮレンジであるので、変速機構３５の出力軸３７は回転しない。

オイルポンプ３４から吐出された作動油がクラッチ２２に供給されると、クラッチ２２が締結される。よって、ロータ２４１の駆動力が、入力部２１を経て、クランクシャフト１１に伝達される。これにより、エンジン１０が始動される。

エンジン１０の始動後の車両発進時には、エンジン１０の駆動力は、クランクシャフト１１→入力部２１→クラッチ２２→ロータ２４１→クラッチ出力軸２７０という経路を経て、自動変速機３０に伝達される。動力が自動変速機３０に伝達されることにより、オイルポンプ３４が駆動されるので、作動油がクラッチ２２に供給され続けて、クラッチ２２の締結が維持される。そして、変速機構３５のシフトレンジを前進走行レンジまたは後進走行レンジとする。よって、クランクシャフト１１の動力が自動変速機３０から車輪に伝達されて、ハイブリッド車両が発進する。

また、ハイブリッド車両が駐車などで停止するとともにエンジン１０が停止している場合には、クラッチ２２は解放されている。ここで、モータジェネレータ２４の駆動力のみで発進する場合には、モータジェネレータ２４に電力を供給する。モータジェネレータ２４への電力の供給により、モータジェネレータ２４のロータ２４１が回転する。ロータ２４１の駆動力は、クラッチ出力軸２７０からトルクコンバータ３２という経路を経て、オイルポンプ３４に伝達される。

ロータ２４１が回転しても、クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３は、解放されているので、モータジェネレータ２４の動力はエンジン１０に伝わることはない。また、油圧調整バルブ３９は閉塞しておく。これにより、オイルポンプ３４からの作動油はクラッチ２２に供給されることはない。

トルクコンバータ３２の回転に伴い変速機構３５の変速機構入力軸３３が回転する。そして、変速機構３５のシフトレンジを前進走行レンジまたは後進走行レンジとする。よって、クランクシャフト１１の動力が自動変速機３０から車輪に伝達されて、ハイブリッド車両が発進する。

以上のように、本実施の形態に係る車両の制御装置によれば、ＥＣＵ４１は、車両がモータジェネレータ２４により前進走行中に、シフトレバー５１が前進走行ポジションから後進走行ポジションに操作された場合は、変速機構３５を前進走行レンジから後進走行レンジに切り替える。そして、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４と自動変速機３０とを同期させることにより、変速機構３５でギヤ列が回転方向を反転する際の負荷を解消する方向にモータジェネレータ２４を回転させるようになる。よって、ＥＣＵ４１は、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバー５１の操作があった場合に変速機構３５のギヤ列に逆方向の大きな負荷が作用することを抑え、車両にショックが発生することを抑制することができる。

また、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４と自動変速機３０との同期後は、モータジェネレータ２４に回生制動をさせる。このため、車両はモータジェネレータ２４の回生制動により減速されるので、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバー５１の操作があった場合に車両が進行方向を反転するまでに要する時間を、従来のように回生制動できない場合に比べて短縮することができる。

また、本実施の形態に係る車両の制御装置によれば、ＥＣＵ４１は、アクセルペダル５３が踏み込まれたときは、変速機構３５のシフトレンジが走行方向と反対方向に切り替えられることにより、車両をモータジェネレータ２４の回生制動により減速するようにできる。このため、ＥＣＵ４１は、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバー５１の操作があった場合に車両が進行方向を反転するまでに要する時間を、従来のように回生制動できない場合に比べて短縮することができる。特に運転者によりアクセルペダル５３が踏み込まれたときは、運転者は車両の走行方向を反対方向にして急加速しようという意思を有していることが多い。このため、ＥＣＵ４１は、運転者の要求に即してドライバビリティを向上することができる。

また、本実施の形態に係る車両の制御装置によれば、ＥＣＵ４１は、アクセルペダル５３が踏み込まないときは、変速機構３５のシフトレンジをニュートラルレンジに切り替える。このため、ＥＣＵ４１は、変速機構３５のギヤ列を逆方向に回転させることがなく、変速機構３５でのショックの発生を抑制することができる。特に運転者によりアクセルペダル５３が踏み込まれないときは、運転者は車両の走行方向を反対方向にして急加速しようという意思を有していないことが多い。このため、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４による回生を行わずに車両の走行方向を反対方向にするまで長時間を要しても、ドライバビリティへの影響を抑えることができる。

また、本実施の形態に係る車両の制御装置によれば、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４の回生制動で車両が減速する際に、予めエンジン１０を始動させておくとともにクラッチ２２を解放状態にしておくようにできる。これにより、ＥＣＵ４１は、車両の減速後、運転者により走行方向を反転して急発進する要求があった場合に、クラッチ２２を係合状態にしてエンジン１０の駆動力を利用して車両を急発進することができるので、ドライバビリティを向上することができる。

また、ＥＣＵ４１は、エンジン１０を始動することにより、振動や音を発する。このため、ＥＣＵ４１は、仮に運転者が意思に反してシフトレバー５１を操作した場合であっても、運転者にシフトレンジが切り替わったことを知らせることができる。

また、本実施の形態に係る車両の制御装置によれば、ＥＣＵ４１は、エンジン１０を始動する際に、クラッチ２２を係合状態にして、モータジェネレータ２４の駆動力または回生中のモータジェネレータ２４の慣性力を利用して押し掛けする。このため、ＥＣＵ４１は、エンジン始動用の専用装置を用いることなくエンジン１０を始動することができるので、部品コストの増大を抑制することができる。

上述した本実施の形態の車両の制御装置においては、図７に示すフローチャートにおいてシフトレバー５１のシフトポジションをＤポジションからＲポジションに切り替えた場合について説明した。しかしながら、本発明に係る車両の制御装置においては、これに限られず、例えば、シフトレバー５１のシフトポジションをＲポジションからＤポジションに切り替えるようにしてもよい。

この場合、図７におけるステップＳ１では、ＥＣＵ４１は、シフトレバー５１のシフトポジションがＲポジションからＤポジションに切り替わったか否かを判断する。また、図７におけるステップＳ４では、トランスミッションＥＣＵ４５は、運転者が迅速な前進走行を要求していると判断し、変速機構３５のシフトレンジをＤレンジに切り替える。また、図７におけるステップＳ１０では、ＥＣＵ４１は、エンジン１０の始動後は、車両を前進走行させる。

また、本実施の形態の車両の制御装置においては、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ２４を利用してエンジン１０を始動している。しかしながら、本発明に係る車両の制御装置においては、これに限られず、例えば、エンジン１０に連結されるとともにエンジン１０を始動可能なスタータを備え、エンジン１０はスタータにより始動されるようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ４１は、スタータによりモータジェネレータ２４の回転数や出力トルクに影響を与えることなくエンジン１０を始動することができるので、モータジェネレータ２４の制御を簡易化することができる。

また、本実施の形態の車両の制御装置においては、ＥＣＵ４１は、変速機構３５のシフトレンジが走行方向と反対方向に切り替えられると、エンジン１０を始動してエンジン１０の振動や音により運転者にシフトレンジが切り替わったことを知らせるようにしている。しかしながら、本発明に係る車両の制御装置においては、これに限られず、例えば、変速機構３５のシフトレンジが走行方向と反対方向に切り替えられることにより、特別な警告音や警告表示を発する警報装置を設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態の車両の制御装置においては、クラッチ２２とワンウェイクラッチ２３とはロータ２４１の内周部で並設した構成としている。しかしながら、本発明に係る車両の制御装置においては、これに限られず、クラッチ２２とワンウェイクラッチ２３とはロータ２４１の内周部で軸方向にオーバーラップした構成であってもよい。

また、本実施の形態の車両の制御装置においては、適用する車両は１モータ型のハイブリッド車両とした。しかしながら、本発明に係る車両の制御装置においては、これに限られず、例えば、各種の２モータ型のハイブリッド車両に適用してもよい。

以上のように、本発明に係る駆動装置は、車両の走行中に走行方向を前後反転するシフトレバーの操作があった場合に、車両の走行方向を従来よりも短時間で反転することができるという効果を奏するものであり、ハイブリッド車両の制御装置に有用である。

１０ エンジン（内燃機関）
２０ 駆動ユニット
２２ クラッチ
２４ モータジェネレータ（電動機）
３０ 自動変速機（変速装置）
３４ オイルポンプ
３５ 変速機構
４０ 制御ユニット
５０ 車速センサ
５１ シフトレバー
５２ シフトポジションセンサ
５３ アクセルペダル
５４ アクセルセンサ
３５０ マニュアルバルブ

Claims (5)

1. 車輪に連結された変速装置と、前記変速装置に連結された電動機とを備えるとともに、
   前記変速装置は、
   複数のクラッチやブレーキが選択的に係合または解放されることにより切替可能な前進走行レンジと後進走行レンジとの少なくとも２つのシフトレンジを有する変速機構と、
   前記変速機構の前記シフトレンジを前記前進走行レンジに設定する前進走行ポジションと、前記変速機構の前記シフトレンジを前記後進走行レンジに設定する後進走行ポジションとの少なくとも２つのシフトポジションを有するとともに、前記前進走行ポジションと前記後進走行ポジションとを切替可能なシフトレバーと、
   前記変速機構を前記シフトレバーにより設定された前記シフトレンジに切り替える作動油を制御するマニュアルバルブと、を有する車両の制御装置であって、
   前記車両が前記前進走行ポジションおよび前記後進走行ポジションのうちいずれか一方のシフトポジションで走行中に、いずれか一方の前記シフトポジションから他方の前記シフトポジションに操作されたら、前記マニュアルバルブを介して、前記シフトレンジを前記シフトポジションに対応する前記シフトレンジに切り替え、
   前記変速機構の前記シフトレンジを切り替える間に前記電動機の回転方向を逆転させて前記電動機と前記変速装置とを同期させ、同期後は前記電動機により回生制動することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記電動機への運転者の加速要求を設定するアクセルペダルを備えるとともに、
   前記変速機構は、電動機から前記車輪への動力伝達系を切断するニュートラルレンジを有し、
   前記アクセルペダルの開度が閉状態であるときは、前記車両が前記前進走行ポジションおよび前記後進走行ポジションのうちいずれか一方のシフトポジションで走行中に、いずれか一方の前記シフトポジションから他方のシフトポジションに操作されたら、前記マニュアルバルブを介して、前記シフトレンジを前記ニュートラルレンジに切り替え、
   少なくとも前記変速機構の前記シフトレンジを切り替える間に、前記電動機による駆動および回生を行わないことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 内燃機関と、
   前記内燃機関と前記電動機との間に、前記内燃機関と前記電動機とを切り離す解放状態と、前記内燃機関と前記電動機とを接続する係合状態との間で伝達状態を切り替えるクラッチとを備え、
   前記クラッチを前記解放状態に切り替えるとともに、
   前記変速機構の前記シフトレンジを切り替える間に前記内燃機関を始動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記内燃機関は、前記電動機により始動されることを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記内燃機関に連結されるとともに前記内燃機関を始動可能なスタータを備え、
   前記内燃機関は、前記スタータにより始動されることを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。

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