JP5340790B2 - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関し、特に、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用されるものに係わる。

近年、動力源として内燃機関と電動機（電動モータ、電動発電機）とを備えた所謂ハイブリッド車両が開発されてきている（例えば、特許文献１を参照）。ハイブリッド車両では、電動機が、内燃機関と協働又は単独で、車両を駆動する駆動トルクを発生する動力源として、或いは、内燃機関を始動するための動力源として使用される。加えて、電動機が、車両を制動する回生トルクを発生する発電機として、或いは、車両のバッテリに供給・貯留される電気エネルギを発生する発電機として使用される。このように電動機を使用することで、車両全体としての総合的なエネルギ効率（燃費）を良くすることができる。

特開２０００−２２４７１０号公報

ところで、ハイブリッド車両では、電動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（以下、「ＩＮ接続状態」と称呼する。）が採用される場合と、電動機の出力軸と変速機の出力軸（従って、駆動輪）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（以下、「ＯＵＴ接続状態」と称呼する。）が採用される場合と、がある。

ＩＮ接続状態では、変速機の変速段を変更することで、車両速度に対する電動機の出力軸の回転速度を変更することができる。従って、変速機の変速段を調整することで、電動機の出力軸の回転速度をエネルギ変換効率（より具体的には、駆動トルク、回生トルク等の発生効率）が良好となる範囲内に維持し易いというメリットがある。

一方、ＯＵＴ接続状態では、動力伝達系統が複雑な機構を有する変速機を介さないことから、動力の伝達損失を小さくできるというメリットがある。また、変速機（特に、トルクコンバータを備えない形式の変速機）では、通常、変速作動中（変速段を切り替える作動中）において、変速機の入力軸から出力軸への動力の伝達が一時的に遮断される場合が多い。この結果、車両前後方向の加速度の急激な変化（所謂変速ショック）が発生し易い。このような変速作動中においても、ＯＵＴ接続状態では、電動機の駆動トルクを変速機の出力軸（従って、駆動輪）へ連続して出力し続けることができ、変速ショックを低減できるというメリットもある。

以上のことに鑑み、本出願人は、特願２００７−２７１５５６号において、電動機の出力軸の接続状態（以下、単に「電動機接続状態」とも称呼する。）をＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態とに切り替え可能な切替機構について既に提案している。この切替機構では、電動機の出力軸と変速機の入力軸との間も電動機の出力軸と変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない接続状態（以下、「非接続状態」と称呼する。）も選択され得る。

ところで、車両の運転者が加速操作部材（例えば、アクセルペダル）の操作量を増大させた場合において、その増大後の操作量に対して十分な駆動力が得られない場合等の所定の条件が成立すると、変速機減速比が増大される作動（即ち、変速段がより低速側に変更される作動）（以下、「キックダウン」と呼ぶ。）がなされる場合がある。

キックダウンがなされることは、より大きい駆動力が要求されていることを意味する。しかしながら、キックダウンがなされる場合において、電動機接続状態をどのように切り替えるかについては未だ提案されていなかった。

本発明の目的は、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、キックダウンがなされる場合において電動機接続状態を適切に切り替えることができるものを提供することにある。

本発明による車両の動力伝達制御装置は、変速機と、切替機構と、判定手段と、制御手段と、を備える。以下、順に説明していく。

前記変速機は、前記内燃機関の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、前記車両の駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸とを備えている。変速機は、変速機の出力軸の回転速度に対する変速機の入力軸の回転速度の割合（変速機減速比）を調整可能に構成されている。前記変速機は、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であっても、前記変速機減速比として減速比を連続的に（無段階に）調整可能な無段変速機であってもよい。

また、前記変速機は、トルクコンバータを備えるとともに車両の走行状態に応じて変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂オートマチックトランスミッション（ＡＴ））であっても、トルクコンバータを備えない多段変速機（所謂マニュアルトランスミッション（ＭＴ））であってもよい。ＭＴの場合、運転者によるシフトレバーの操作力により直接的に変速作動が実行される形式であっても、運転者により操作されるシフトレバーの位置を示す信号に基づいてアクチュエータの駆動力により変速作動が実行される形式であっても、運転者によるシフトレバー操作によらず車両の走行状態に応じてアクチュエータの駆動力により変速作動が自動的に実行され得る形式（所謂、オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション）であってもよい。

前記切替機構は、前記電動機接続状態を、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される入力側接続状態（ＩＮ接続状態）と、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成される出力側接続状態（ＯＵＴ接続状態）と、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間も前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない非接続状態と、のうちで２以上の状態に切り替え可能に構成される。即ち、前記切替機構として、ＩＮ接続状態及び非接続状態のみに切り替え可能なもの、ＯＵＴ接続状態及び非接続状態のみに切り替え可能なもの、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態のみに切り替え可能なもの、ＩＮ接続状態、ＯＵＴ接続状態、及び非接続状態の何れにも切り替え可能なものが挙げられる。

ＩＮ接続状態では、通常、前記「第１減速比」（＝変速機の入力軸の回転速度に対する電動機の出力軸の回転速度の割合）が一定（例えば、１）に固定される。また、通常、変速機の入力軸の回転速度に対する内燃機関の出力軸の回転速度の割合（以下、「第２減速比」と呼ぶ。）も一定（例えば、１）とされる。

前記判定手段は、前記車両の運転者による加速操作部材の操作量の増大に基づいて前記変速機減速比を増大する条件であるキックダウン条件が成立したか否かを判定する。具体的には、例えば、現在の変速機減速比（即ち、現在の変速段）において変速機の出力軸（従って、駆動輪）に発生し得る駆動トルクの最大値（即ち、電動機側出力トルクと内燃機関側出力トルクの和の最大値）が、（増大後の）加速操作部材の操作量に基づいて得られる運転者が要求する駆動トルク（以下、「要求トルク」と呼ぶ。）に対して所定割合以下である場合等にキックダウン条件が成立する。

前記制御手段は、前記キックダウン条件が成立したことに基づいて、先ず、前記切替機構を制御して前記電動機の出力軸の接続状態を切り替える切り替え作動を行い、前記切り替え作動の終了後、前記変速機を制御して前記変速機減速比を増大する変速作動を行う。

以下、ＩＮ接続状態における変速機の入力軸の回転速度に対する電動機の出力軸の回転速度の割合（第１減速比）と変速機の減速比との積を「ＩＮ接続減速比」と定義し、ＯＵＴ接続状態における変速機の出力軸の回転速度に対する電動機の出力軸の回転速度の割合を「ＯＵＴ接続減速比」と定義する。「ＩＮ接続減速比」は、変速機の減速比（以下、「変速機減速比」と呼ぶ。）の変化に伴って変化し得る。一方、「ＯＵＴ接続減速比」は、変速機減速比によらず一定に維持され得る。

また、電動機の出力軸のトルク（電動機トルク）に基づく変速機の出力軸に伝達されるトルクを「電動機側出力トルク」と定義し、内燃機関の出力軸のトルク（内燃機関トルク）に基づく変速機の出力軸に伝達されるトルクを「内燃機関側出力トルク」と定義する。

一般に、変速作動中は、内燃機関トルクが変速機の出力軸に実質的には伝達されない（即ち、内燃機関側出力トルクが実質的にゼロになる）。同様に、切り替え作動中は、電動機トルクが変速機の出力軸に伝達されない（即ち、電動機側出力トルクが実質的にゼロになる）。上記構成によれば、遅くとも切り替え作動の終了後からは、電動機側出力トルクに基づいて車両を十分に加速することができる。

更に、前記制御手段は、前記電動機の出力軸の接続状態を、前記ＯＵＴ接続状態以外の接続状態から前記ＯＵＴ接続状態に切り替える。即ち、キックダウン条件成立時点にて電動機接続状態がＯＵＴ接続状態以外の場合において、電動機接続状態が、現在の接続状態からＯＵＴ接続状態に切り替えられる（一方、キックダウン条件成立時点にて電動機接続状態がＯＵＴ接続状態の場合、電動機接続状態が変更されない。）。この結果、上述のように、変速作動中においても、電動機トルクを変速機の出力軸（従って、駆動輪）へ連続して出力し続けることができ、変速ショックを低減できるとともに、車両を十分に加速することができる。なお、車両の走行状態に基づいて前記切り替え作動の許可・禁止が判定され、キックダウン条件成立時点にて電動機接続状態がＯＵＴ接続状態以外の場合、且つ、前記切り替え作動の許可がなされた場合にのみ、前記切り替え作動が行われてもよい。

以上より、本発明に係る動力伝達制御装置によれば、キックダウンがなされる場合において、遅くとも切り替え作動の終了後からは、電動機側出力トルクに基づいて車両を十分に加速することができ、且つ、その後の変速作動中においてもＯＵＴ接続状態に起因して電動機側出力トルクに基づいて継続して車両を十分に加速することができる。ここで、上述の切り替え作動のパターンとしては、非接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替え、並びに、ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替えが挙げられる。

上記本発明に係る動力伝達制御装置においては、前記制御手段は、前記キックダウン条件の成立後且つ前記切り替え作動の終了前において、前記内燃機関の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルク（内燃機関側出力トルク）が増大するように前記内燃機関側出力トルクを調整するよう構成されることが好適である。

これによれば、切り替え作動の終了前の段階から、内燃機関側出力トルクに基づいて車両を十分に加速することができる。即ち、キックダウン条件の成立後において内燃機関側出力トルクを増大させない場合と比べて、より早い段階から車両を十分に加速することができる。

この場合、前記制御手段は、前記切り替え作動の開始前において前記電動機の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルク（電動機側出力トルク）を減少するように制御する場合において、前記電動機側出力トルクが減少している間において前記電動機側出力トルクと前記内燃機関側出力トルクとの和（合計トルク）が増大するように前記電動機側出力トルク及び前記内燃機関側出力トルクを調整するよう構成されることが好ましい。

一般に、切り替え作動をスムーズに行うため、切り替え作動中は、電動機トルクがゼロ又はゼロ近傍の値に調整され、且つ電動機側出力トルクがゼロに維持される。従って、切り替え作動の開始前において電動機側出力トルクがゼロよりも大きい場合、切り替え作動の開始前において電動機側出力トルクがゼロに向けて減少させられる。このような場合において、上記構成によれば、切り替え作動の開始前の段階から、内燃機関側出力トルク及び電動機側出力トルクに基づいて車両を十分に加速することができる。即ち、切り替え作動の開始前において合計トルクが減少する場合と比べて、より早い段階から車両を十分に加速することができる。

更には、この場合、前記制御手段は、前記切り替え作動の終了後且つ前記変速作動の開始前において前記内燃機関側出力トルクを減少するように制御する場合において、前記内燃機関側出力トルクが減少している間において前記合計トルクが増大するように前記電動機側出力トルク及び前記内燃機関側出力トルクを調整するよう構成されることが好ましい。

一般に、変速作動をスムーズに行うため、変速作動中は、内燃機関トルクがゼロ又はゼロ近傍の値に調整され、且つ内燃機関側出力トルクがゼロに維持される。従って、変速作動の開始前において内燃機関側出力トルクがゼロよりも大きい場合、変速作動の開始前において内燃機関側出力トルクがゼロに向けて減少させられる。このような場合において、上記構成によれば、切り替え作動中から継続して、切り替え作動の終了後且つ変速作動の開始前の期間においても、内燃機関側出力トルク及び電動機側出力トルクに基づいて車両を十分に加速し続けることができる。

更には、この場合、前記制御手段は、前記変速作動中において、前記電動機側出力トルクが前記加速操作部材の操作に基づいて得られる前記運転者が要求する駆動トルク（要求トルク）と一致するように前記電動機側出力トルクを調整するように構成されることが好ましい。

上述したように、変速作動中は、内燃機関側出力トルクがゼロになる。従って、上記構成によれば、変速作動中において、合計トルクが要求トルクに一致され続けることができる。これによれば、変速作動の開始時点近傍にて既に変速作動が終了したような感覚を運転者に与えることができる。換言すれば、実際よりも早期に変速作動が終了したような感覚を運転者に与えることができる。

以上、本発明に係る動力伝達制御装置は、上述したオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション）に適用されることが好適である。この場合、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間に、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統を遮断・接続するクラッチ機構が備えられ、前記変速機は、トルクコンバータを備えておらず、且つ、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であり、前記制御手段は、前記車両の運転状態（例えば、車両速度及び要求トルク）に応じて、前記クラッチ機構の遮断・接続（半接続および完全接続）、及び前記変速機の変速段を制御するように構成される。

本発明の実施形態に係る車両の動力伝達制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図１に示した切替機構において切り替え可能な３状態を示した図である。 ＩＮ接続状態にてキックダウン条件が成立した場合における、変速作動、切り替え作動、種々のトルク・回転速度等の変化の一例を示したタイムチャートである。

以下、本発明による車両の動力伝達制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、動力源として内燃機関とモータジェネレータとを備え、且つ、トルクコンバータを備えない多段変速機を使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッションを備えた車両に適用されている。

この車両は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１０と、変速機（Ｔ／Ｍ）２０と、クラッチ（Ｃ／Ｔ）３０と、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）４０と、切替機構５０とを備えている。Ｅ／Ｇ１０は、周知の内燃機関の１つであり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１は、Ｃ／Ｔ３０を介してＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２と接続されている。

Ｔ／Ｍ２０は、前進用の複数（例えば、５つ）の変速段、後進用の１つの変速段、及びニュートラル段を有するトルクコンバータを備えない周知の多段変速機の１つである。以下、前進用の変速段及び後進用の変速段を「走行用変速段」と称呼する。走行用変速段では、Ｔ／Ｍ２０の入出力軸Ａ２，Ａ３の間で動力伝達系統が形成される。ニュートラル段では、Ｔ／Ｍ２０の入出力軸Ａ２，Ａ３の間で動力伝達系統が形成されない。走行用変速段において、Ｔ／Ｍ２０は、出力軸Ａ３の回転速度に対する入力軸Ａ２の回転速度の割合である変速機減速比Ｇｔｍを複数の段階の何れかに任意に設定可能となっている。Ｔ／Ｍ２０では、変速段の切り替えは、Ｔ／Ｍアクチュエータ２１を制御することでのみ実行される。

Ｃ／Ｔ３０は、周知の構成の１つを備えていて、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１とＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２との間の動力伝達系統を遮断・接続（完全接続・半接続）可能となっている。この車両では、クラッチペダルは設けられていない。Ｃ／Ｔ３０の状態は、Ｃ／Ｔアクチュエータ３１のみにより制御されるようになっている。Ｃ／Ｔ３０が完全接続状態となっている場合において、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１とＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とは同じ回転速度で回転する。即ち、Ｃ／Ｔ３０が完全接続状態となっている場合において、上述の「第２減速比」は「１」である。

Ｍ／Ｇ４０は、周知の構成（例えば、交流同期モータ）の１つを有していて、例えば、ロータ（図示せず）が出力軸Ａ４と一体回転するようになっている。Ｍ／Ｇ４０は、動力源としても発電機としても機能する。

切替機構５０は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の接続状態を切り替える機構である。切替機構５０は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４と一体回転する連結ピース５１と、ギヤｇ１と一体回転する連結ピース５２と、ギヤｇ３と一体回転する連結ピース５３と、スリーブ５４と、切替アクチュエータ５５とを備える。ギヤｇ１は、Ｔ／Ｍ２０の入力軸Ａ２と一体回転するギヤｇ２と常時歯合し、ギヤｇ３は、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３と一体回転するギヤｇ４と常時歯合している。

スリーブ５４は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の軸線方向に同軸的に移動可能に配設されていて、切替アクチュエータ５５によりその軸線方向の位置が制御されるようになっている。スリーブ５４は、連結ピース５１，５２，５３とスプライン嵌合可能となっている。

スリーブ５４が図２（ａ）に示すＩＮ接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１，５２とスプライン嵌合する。これにより、ギヤｇ１，ｇ２を介してＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間で動力伝達系統が形成される。この状態を「ＩＮ接続状態」と呼ぶ。

ＩＮ接続状態において、Ｔ／Ｍ２０の入力軸Ａ２の回転速度に対するＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度の割合を「第１減速比Ｇ１」と呼び、第１減速比Ｇ１と変速機減速比Ｇｔｍとの積（Ｇ１・Ｇｔｍ）を「ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ」と呼ぶ。本例では、Ｇ１＝（ｇ２の歯数）／（ｇ１の歯数）であるから、Ｇｉｎ＝（ｇ２の歯数）／（ｇ１の歯数）・Ｇｔｍとなる。即ち、Ｇｉｎは、Ｔ／Ｍ２０の変速段の変化に応じて変化する。

また、スリーブ５４が図２（ｂ）に示すＯＵＴ接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１，５３とスプライン嵌合する。これにより、ギヤｇ３、ｇ４を介してＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でＴ／Ｍ２０を介することなく動力伝達系統が形成される。この状態を「ＯＵＴ接続状態」と呼ぶ。

ＯＵＴ接続状態において、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３の回転速度に対するＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度の割合を「ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔ」と呼ぶ。本例では、Ｇｏｕｔは、（ｇ４の歯数）／（ｇ３の歯数）で一定となる。即ち、Ｇｏｕｔは、Ｔ／Ｍ２０の変速段の変化に応じて変化しない。

また、スリーブ５４が図２（ｃ）に示す非接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１のみとスプライン嵌合する。これにより、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でもＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でも動力伝達系統が形成されない。この状態を「ニュートラル状態」と呼ぶ。

以上、切替機構５０では、切替アクチュエータ５５を制御する（従って、スリーブ５４の位置を制御する）ことで、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の接続状態（以下、「Ｍ／Ｇ接続状態」とも称呼する。）を、「ＩＮ接続状態」、「ＯＵＴ接続状態」、「ニュートラル状態」の何れかに選択的に切り替え可能となっている。

Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３は、作動機構Ｄ／Ｆと連結されていて、作動機構Ｄ／Ｆは、左右一対の駆動輪と連結されている。なお、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３と作動機構Ｄ／Ｆとの間に、所謂最終減速機構が介装されていてもよい。

また、本装置は、駆動輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ６１と、アクセルペダルＡＰの操作量を検出するアクセル開度センサ６２と、シフトレバーＳＦの位置を検出するシフト位置センサ６３と、ブレーキペダルＢＰの操作の有無を検出するブレーキセンサ６４と、を備えている。

更に、本装置は、電子制御ユニットＥＣＵ７０を備えている。ＥＣＵ７０は、上述のセンサ６１〜６４、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータ２１，３１，５５を制御することで、Ｔ／Ｍ２０の変速段、Ｃ／Ｔ３０の状態、及び切替機構５０の状態を制御する。加えて、ＥＣＵ７０は、Ｅ／Ｇ１０、及びＭ／Ｇ４０のそれぞれの出力（駆動トルク）を制御するようになっている。

Ｔ／Ｍ２０の変速段は、車輪速度センサ６１から得られる車速Ｖと、アクセル開度センサ６２から得られる運転者によるアクセルペダルＡＰの操作量に基づいて算出される要求トルクＴｒ（Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３についてのトルク）と、シフト位置センサ６３から得られるシフトレバーＳＦの位置に基づいて制御される。シフトレバーＳＦの位置が「手動モード」に対応する位置にある場合、Ｔ／Ｍ２０の変速段が、シフトレバーＳＦの操作により運転者により選択された変速段に原則的に設定される。一方、シフトレバーＳＦの位置が「自動モード」に対応する位置にある場合、Ｔ／Ｍ２０の変速段が、車速Ｖと要求トルクＴｒとの組み合わせに基づいて、シフトレバーＳＦが操作されることなく自動的に制御される。以下、Ｔ／Ｍ２０の変速段が変更される際の作動を「変速作動」と称呼する。変速作動の開始は、変速段の変更に関連して移動する部材の移動の開始に対応し、変速作動の終了は、その部材の移動の終了に対応する。

Ｃ／Ｔ３０は、通常、完全接続状態に維持され、Ｔ／Ｍ２０のシフトアップ・シフトダウンの作動中、及び、シフトレバーＳＦの位置が「ニュートラル」位置にある場合等において一時的に完全接続状態から遮断状態へと切り換えられる。また、Ｃ／Ｔ３０は、半接続状態において、伝達し得るトルクの最大値（以下、「クラッチトルク」とも称呼する。）を調整可能となっている。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクそのものよりもクラッチトルクの方がより緻密に調整され得る。従って、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクがクラッチトルクよりも大きい状態を維持しつつクラッチトルクを制御することで、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクに基づくＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２に伝達されるトルクをより緻密に調整できる。

Ｍ／Ｇ４０は、Ｅ／Ｇ１０と協働又は単独で、車両を駆動する駆動トルクを発生する動力源として、或いは、Ｅ／Ｇ１０を始動するための動力源として使用される。また、Ｍ／Ｇ４０は、車両を制動する回生トルクを発生する発電機として、或いは、車両のバッテリ（図示せず）に供給・貯留される電気エネルギを発生する発電機としても使用される。

以下、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクを「Ｅ／Ｇトルク」と、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４のトルクを「Ｍ／Ｇトルク」と称呼する。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１の回転速度を「Ｅ／Ｇ回転速度」と、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度を「Ｍ／Ｇ回転速度」と称呼する。また、Ｅ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達されるトルクを「Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ」と称呼し、Ｍ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達されるトルクを「Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍ」と称呼する。Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅは、（Ｃ／Ｔ３０が完全接続状態にある場合において）Ｅ／Ｇトルクに、（第２減速比（＝１）、及び）変速機減速比Ｇｔｍを乗じた値である。Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍは、ＩＮ接続状態では、Ｍ／ＧトルクにＩＮ接続減速比Ｇｉｎを乗じた値であり、ＯＵＴ接続状態では、Ｍ／ＧトルクにＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔを乗じた値である。Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍは、Ｍ／Ｇトルクの調整により調整され得、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅは、Ｅ／Ｇトルク、或いはクラッチトルクの調整により調整され得る。

本装置では、通常、周知の手法の１つに従って、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍの和が要求トルクＴｒと一致するように、Ｅ／ＧトルクとＭ／Ｇトルクとの配分が調整される。

切替機構５０では、スリーブ５４が移動することで、Ｍ／Ｇ接続状態が切り替えられる。以下、このスリーブ５４の移動を「切り替え作動」と称呼する。切り替え作動の開始は、スリーブ５４の移動の開始に対応し、切り替え作動の終了は、スリーブ５４の移動の終了に対応する。Ｍ／Ｇ接続状態の切り替えは、例えば、車速Ｖと要求トルクＴｒとの組み合わせに基づいてなされ得る。

（キックダウン時におけるＴ／Ｍ、Ｅ／Ｇ、Ｍ／Ｇ、及び切替機構の制御）
以下、キックダウンがなされる場合における、Ｔ／Ｍ、Ｅ／Ｇ、Ｍ／Ｇ、及び切替機構の制御パターンの一例について、図３を参照しながら説明する。キックダウンとは、車両の運転者がアクセルペダルＡＰの操作量（アクセル開度）を増大させた場合において、変速機減速比Ｇｔｍが増大される作動（即ち、変速段がより低速側に変更される作動）を意味する。キックダウンは、増大後のアクセル開度に対して十分な駆動力が得られない場合等の所定の条件（キックダウン条件）が成立した場合に実行される。

図３は、Ｍ／Ｇ接続状態がＩＮ接続状態にあり、且つ、Ｔ／Ｍ２０の変速段が「３速」にある状態で、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側出力トルクＴｍの駆動力で車両が走行中において、時刻ｔ１にて、運転者がアクセル開度を増大させたことに基づいて「３速」から「２速」へのキックダウン条件が成立した場合の一例を示す。本例では、第１減速比Ｇ１＝１の場合が想定されている。従って、ＩＮ接続状態では、Ｍ／Ｇ回転速度ＮｍがＥ／Ｇ回転速度Ｎｅと一致する。

図３に示すように、キックダウン条件が成立すると（時刻ｔ１）、先ず、Ｍ／Ｇ接続状態の切り替えに関連する作動が開始される。この例では、キックダウン条件の成立と同時に（時刻ｔ１）、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが、時刻ｔ１での値からゼロまで減少させられる（時刻ｔ１〜ｔ２）。加えて、キックダウン条件の成立と同時に（時刻ｔ１）、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが、時刻ｔ１での値から増大させられる（時刻ｔ１〜ｔ２）。

ここで、Ｔｍの減少勾配Ｇ２（＞０）よりもＴｅの増加勾配Ｇ１の方が大きい値に設定されている。従って、時刻ｔ１〜ｔ２の間において、合計トルクＴｓ（＝Ｔｅ＋Ｔｍ）が増大していく。

Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍがゼロに達すると（時刻ｔ２）、ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替え作動そのものが開始される。この例では、この切り替え作動は、時刻ｔ３にて終了する。また、この例では、切り替え作動が終了する時点（時刻ｔ３）にて、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍを、切り替え作動終了後のＭ／Ｇ接続状態（即ち、ＯＵＴ接続状態）における「車速に対応する回転速度」に一致させるため、時刻ｔ２とｔ３の間の所定時点（この時点では、Ｍ／Ｇ接続状態がニュートラル状態となっている）からＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４を空回りさせながら、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが調整される。本例では、ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが変速機減速比Ｇｔｍにおける「２速」に対応する値に設定された場合が想定されている。従って、この所定時点以降、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍは、Ｅ／Ｇ回転速度Ｎｅ（＝「３速」に対応する値）から増大方向に離れていく。

加えて、切り替え作動中（時刻ｔ２〜ｔ３）に亘って、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが、時刻ｔ２以前から継続して増大され続ける。切り替え作動中では、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍがゼロに維持される。従って、切り替え作動中では、合計トルクＴｓが、時刻ｔ２以前から継続して、且つ、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅと同じ値を採りながら増大していく。

切り替え作動が終了すると（時刻ｔ３）、「３速」から「２速」への変速作動（キックダウン）に関連する作動が開始される。この例では、切り替え作動の終了時点（時刻ｔ３）以降、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが、時刻ｔ３での値からゼロまで減少させられる（時刻ｔ３〜ｔ４）。このＴｅの調整は、Ｅ／Ｇトルクそのものの調整に加えて、Ｃ／Ｔ２０の半接続状態におけるクラッチトルクを調整することでも達成される。上述のように、クラッチトルクの調整は、Ｅ／Ｇトルクがクラッチトルクよりも大きい状態を維持しながら行われる。

加えて、切り替え作動の終了時点（時刻ｔ３）以降、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが、ゼロから増大させられる（時刻ｔ３〜ｔ４）。この例では、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅがゼロに達した時点（時刻ｔ４）にてＭ／Ｇ側出力トルクＴｍが要求トルクＴｒに達するように、且つ、時刻ｔ３〜ｔ４の間において合計トルクＴｓが増大するように、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが増大させられる。

Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅがゼロに達すると（時刻ｔ４）、「３速」から「２速」への変速作動そのものが開始される。この変速作動は時刻ｔ５にて終了している。これに伴い、変速作動中（時刻ｔ４〜ｔ５）において、Ｅ／Ｇ回転速度Ｎｅが、「３速」における「車速に対応する回転速度」から「２速」における「車速に対応する回転速度」（＝Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍ）まで増大させられる。このＥ／Ｇ回転速度Ｎｅの増大調整は、Ｃ／Ｔ２０が遮断状態に維持された状態で、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１を空回りさせながら行われる。

加えて、この例では、変速作動中（時刻ｔ４〜ｔ５）において、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが要求トルクＴｒに一致するように調整される。ここで、変速作動中では、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅはゼロに維持される。従って、変速作動中において、この例では、合計トルクＴｓは要求トルクＴｒと一致する。

この例では、「３速」から「２速」への変速作動が終了すると（時刻ｔ５）、合計トルクＴｓが要求トルクＴｒに維持されながら、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅがゼロから増大させられるとともに、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが時刻ｔ５での値（＝要求トルクＴｒ）から減少させられる（時刻ｔ５〜ｔ６）。上記と同様、このＴｅの調整は、Ｅ／Ｇトルクそのものの調整に加えて、Ｃ／Ｔ２０の半接続状態におけるクラッチトルクを調整することでも達成される。これにより、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍとの配分が、現在の車両の走行状態に基づいて決定される配分に近づいていく。

そして、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍとの配分が、現在の車両の走行状態に基づいて決定される配分に一致すると（時刻ｔ６）、それ以降、合計トルクＴｓが要求トルクＴｒと等しい値に維持された状態で、車両の走行状態に基づいてＥ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍとの配分が調整されていく。

以上、本装置によれば、図３に示す例では、キックダウン条件が成立すると（時刻ｔ１）、先ず、ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替え作動が行われる（時刻ｔ２〜ｔ３）。この切り替え作動により、その後において、変速作動中においてＭ／ＧトルクをＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３（従って、駆動輪）へ連続して出力し続けることができる状態が得られる。この切り替え作動の終了後（時刻ｔ３以降）、「３速」から「２速」への変速作動（即ち、キックダウン）が行われる。この変速作動により、変速機減速比Ｇｔｍが「３速」に対応する値から「２速」に対応する値まで増大する。

これにより、キックダウンがなされる場合において、遅くとも切り替え作動の終了時点（時刻ｔ３）からは、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍに基づいて車両を十分に加速することができる状態が得られる。加えて、その後の変速作動中（時刻ｔ４〜ｔ５）においても、ＯＵＴ接続状態に起因してＭ／Ｇ側出力トルクＴｍに基づいて継続して車両を十分に加速することができる状態が得られる。

加えて、本装置では、図３に示す例では、キックダウン条件成立後且つ切り替え作動の終了前（時刻ｔ１〜ｔ３）において、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが増大されていく。従って、切り替え作動の終了前の段階（時刻ｔ３以前）から、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅに基づいて車両を十分に加速することができる。即ち、キックダウン条件成立後においてＥ／Ｇ側出力トルクＴｅを増大させない場合と比べて、より早い段階から車両を十分に加速することができる。

また、本装置では、図３に示す例では、切り替え作動の開始前においてＭ／Ｇ側出力トルクＴｍが減少している間（時刻ｔ１〜ｔ２）において、合計トルクＴｓが増大するようにＭ／Ｇ側出力トルクＴｍ及びＥ／Ｇ側出力トルクＴｅが調整される。従って、切り替え作動の開始前の段階（時刻ｔ２以前）から、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側出力トルクＴｍに基づいて車両を十分に加速することができる。即ち、切り替え作動の開始前において合計トルクＴｓが減少する場合と比べて、より早い段階から車両を十分に加速することができる。

更には、本装置では、図３に示す例では、切り替え作動の終了後且つ変速作動の開始前（時刻ｔ３〜ｔ４）において、合計トルクＴｓが増大するようにＭ／Ｇ側出力トルクＴｍ及びＥ／Ｇ側出力トルクＴｅが調整される。従って、切り替え作動中から継続して、切り替え作動の終了後且つ変速作動の開始前の期間（時刻ｔ３〜ｔ４）においても、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側出力トルクＴｍに基づいて車両を十分に加速し続けることができる。

加えて、本装置では、図３に示す例では、変速作動中（時刻ｔ４〜ｔ５）において、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが要求トルクＴｒと一致するようにＭ／Ｇ側出力トルクＴｍが調整される。即ち、変速作動中において、合計トルクＴｓが要求トルクＴｒに一致され続ける。従って、変速作動の開始時点近傍（時刻ｔ４の近傍）にて既に変速作動が終了したような感覚を運転者に与えることができる。換言すれば、実際よりも早期に変速作動が終了したような感覚を運転者に与えることができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態（図３に示す例）では、キックダウン前のＭ／Ｇ接続状態の切り替え作動として、ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替えが行われているが、ニュートラル状態からＯＵＴ接続状態への切り替えが行われてもよい。この場合、切替機構５０にて、「ＯＵＴ接続状態」、及び「ニュートラル状態」のみが選択可能となっていてもよい。また、ＩＮ接続状態、ＯＵＴ接続状態、及びニュートラル状態のうちの任意の１つから他の任意の１つへの切り替えが行われてもよい。

また、上記実施形態（図３に示す例）のように、現在のＭ／Ｇ接続状態がＯＵＴ接続状態以外の場合には、キックダウン前にＯＵＴ接続状態への切り替え作動が行われるが、現在のＭ／Ｇ接続状態がＯＵＴ接続状態の場合には、キックダウン前にＭ／Ｇ接続状態の切り替え作動が行われない。

また、上記実施形態（図３に示す例）では、変速作動の開始時点（時刻ｔ４）にてＭ／Ｇ側出力トルクＴｍが要求トルクＴｒに達するように、切り替え作動の終了時点（時刻ｔ３）以降においてＭ／Ｇ側出力トルクＴｍが増大されているが、変速作動の開始時点にて、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍが、アクセル開度、Ｅ／Ｇ回転速度Ｎｅ、Ｅ／Ｇ１０の冷却水の温度、Ｅ／Ｇ１０の潤滑油の温度等に基づいて決定される目標トルクに達するように、切り替え作動の終了時点（時刻ｔ３）以降においてＭ／Ｇ側出力トルクＴｍが増大されてもよい。

また、上記実施形態（図３に示す例）では、キックダウン条件成立後且つ切り替え作動の開始前（時刻ｔ１〜ｔ２）において、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅの増加勾配Ｇ１、及び、Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍの減少勾配Ｇ２が一定となっているが、合計トルクＴｓが増大していく条件下において、Ｇ１及びＧ２が時間経過に応じて変更されてもよい。

また、上記実施形態では、変速機としてトルクコンバータを備えない多段変速機を使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッションが使用されているが、変速機として、トルクコンバータを備えるとともに車両の走行状態に応じて変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂オートマチックトランスミッション（ＡＴ））が使用されてもよい。この場合、Ｃ／Ｔ３０が省略される。

１０…エンジン、２０…変速機、３０…クラッチ、４０…モータジェネレータ、５０…切替機構、５４…スリーブ、６１…車輪速度センサ、６２…アクセル開度センサ、６３…シフト位置センサ、６４…ブレーキセンサ、７０…ＥＣＵ、ＡＰ…アクセルペダル、ＢＰ…アクセルペダル、ＳＦ…シフトレバー

Claims (6)

1. 動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、前記車両の駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸とを備え、前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合である変速機減速比を調整可能な変速機と、
   前記電動機の出力軸の接続状態を、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される入力側接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成される出力側接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間も前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない非接続状態と、のうち何れか一つの状態に選択的に切り替え可能な切替機構と、
   前記車両の運転者による加速操作部材の操作量の増大に基づいて前記変速機減速比を増大する条件であるキックダウン条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
   前記電動機の出力軸の接続状態として前記出力側接続状態以外の接続状態が選択された状態で前記キックダウン条件が成立したことに基づいて、先ず、前記内燃機関及び前記電動機を制御して前記電動機の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルクである電動機側出力トルクをゼロに調整し且つ前記内燃機関の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルクである内燃機関側出力トルクをゼロより大きい値に調整した状態で、前記切替機構を制御して前記電動機の出力軸の接続状態を前記出力側接続状態以外の接続状態から前記出力側接続状態に切り替える切り替え作動を行い、前記切り替え作動の終了後、前記内燃機関側出力トルクをゼロに調整し且つ前記電動機側出力トルクをゼロより大きい値に調整した状態で、前記変速機を制御して前記変速機減速比を増大する変速作動を行う制御手段と、
   を備えた車両の動力伝達制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記キックダウン条件の成立後且つ前記切り替え作動の終了前において、前記内燃機関側出力トルクが増大するように前記内燃機関側出力トルクを調整するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記切り替え作動の開始前において前記電動機側出力トルクを減少するように制御する場合において、前記電動機側出力トルクが減少している間において前記電動機側出力トルクと前記内燃機関側出力トルクとの和である合計トルクが増大するように前記電動機側出力トルク及び前記内燃機関側出力トルクを調整するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記切り替え作動の終了後且つ前記変速作動の開始前において前記内燃機関側出力トルクを減少するように制御する場合において、前記内燃機関側出力トルクが減少している間において前記合計トルクが増大するように前記電動機側出力トルク及び前記内燃機関側出力トルクを調整するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
5. 請求項４に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記変速作動中において、前記電動機側出力トルクが前記加速操作部材の操作に基づいて得られる前記運転者が要求する駆動トルクと一致するように前記電動機側出力トルクを調整するように構成された車両の動力伝達制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間に、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統を遮断・接続するクラッチ機構を備え、
   前記変速機は、
   トルクコンバータを備えておらず、且つ、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であり、
   前記制御手段は、
   前記車両の運転状態に応じて、前記クラッチ機構の遮断・接続、及び前記変速機の変速段を制御するように構成された車両の動力伝達制御装置。

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