JP6112214B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード切替要求と、自動変速機のダウンシフト要求が発生した際のハイブリッド車両の制御装置に関する発明である。

従来、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード切替要求と変速要求が生じた場合、モード切替制御を先に開始し、エンジンへの燃料噴射及び点火が終了し、エンジン始動が完了してから自動変速機の変速制御を開始するハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2009-234292号公報

ところで、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジン始動の完了を待って変速制御を開始するが、このときの変速速度については何ら考慮されていない。このため、変速要求と同時に変速制御を開始する場合と比べて、変速完了のタイミングが遅れてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モード切替要求とダウンシフト要求が生じた場合の変速レスポンスの遅れを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、駆動系に、エンジンと、モータと、エンジンとモータの間に介装される第１クラッチと、自動変速機と、を備え、前記モータのみを駆動源とした電気自動車走行モード中にモード切替要求があったとき、前記エンジンと前記モータを駆動源としたハイブリッド車走行モードへと移行させるハイブリッド車両の制御装置において、協調制御手段を備えている。
前記協調制御手段は、前記モード切替要求と前記自動変速機のダウンシフト要求が生じた場合、前記第１クラッチを締結して前記エンジンを始動することにより、前記電気自動車走行モードから前記ハイブリッド車走行モードへと移行させるモード切替制御をただちに開始する。そして、前記エンジンの回転数が自爆可能回転数に達したらダウンシフト制御を開始する。
さらに、この協調制御手段は、前記モード切替要求と前記自動変速機のダウンシフト要求が生じた場合のダウンシフト制御時の変速速度を、前記自動変速機のダウンシフト要求のみが生じた場合のダウンシフト制御時の変速速度よりも速くする変速速度制御部を有する。

よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、エンジンの回転数が自爆可能回転数に達したら開始されるダウンシフト制御において、そのときの変速速度を、ダウンシフト要求のみが生じたときのダウンシフト制御時の変速速度よりも速くされる。
すなわち、ダウンシフト要求のみが生じたときのダウンシフト制御は、ダウンシフト要求の発生後ただちに開始される。これに対し、モード切替要求とダウンシフト要求が共に生じたときのダウンシフト制御は、エンジン回転数が自爆可能回転数に達するまで開始を待つ。このため、ダウンシフト要求のみが生じたときのダウンシフト制御では、要求発生から制御開始までの時間が比較的短いが、モード切替要求とダウンシフト要求が共に生じたときのダウンシフト制御では、要求発生から制御開始までの時間が比較的長くなってしまう。
ここで、モード切替要求とダウンシフト要求が共に生じたときには、変速速度制御部によって、そのときの変速速度がダウンシフト要求のみが生じたときよりも速くされるので、ダウンシフト制御の開始から完了までの時間を短縮することができる。
この結果、モード切替要求とダウンシフト要求が生じた場合の変速レスポンスの遅れを防止することができる。

実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両を示す全体システム図である。 ハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるモード切替/変速協調制御処理（協調制御手段）の流れを示すフローチャートである。 モード選択マップの一例を示す図である。 ベルト式無段変速機の変速線図の一例を示す図である。 実施例１のハイブリッドコントロールモジュールにて実行される変速速度演算処理を示すブロック図である。 実施例１の制御装置においてモード切替要求とダウンシフト要求があったときの、モード切替要求、エンジン回転数判定、変速比、エンジン回転数、変速機入力回転数、モータ回転数の各特性を示すタイムチャートである。 ハイブリッドコントロールモジュールにて実行される変速速度演算処理の他の例を示すブロック図である。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の構成を、「ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成」、「モード切替/変速協調制御の詳細構成」、「変速速度演算処理の詳細構成」に分けて説明する。

［ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成］
図１は、実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

ＦＦハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）の駆動系としては、図１に示すように、スタータモータ１と、横置きエンジン２と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ（モータ）４と、第２クラッチ５（略称「CL2」）と、ベルト式無段変速機６（略称「CVT」：自動変速機）と、を備えている。ベルト式無段変速機６の出力軸は、終減速ギヤトレイン７と差動ギヤ８と左右のドライブシャフト９Ｌ,９Ｒを介し、左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒに駆動連結される。なお、左右の後輪１１Ｌ,１１Ｒは、従動輪としている。

前記スタータモータ１は、横置きエンジン２のクランク軸に設けられたエンジン始動用ギヤに噛み合うギヤを持ち、エンジン始動時にクランク軸を回転駆動するクランキングモータである。

前記横置きエンジン２は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、電動ウォータポンプ１２と、横置きエンジン２の逆転を検知するクランク軸回転センサ１３と、を有する。

前記第１クラッチ３は、横置きエンジン２とモータ/ジェネレータ４との間に介装された油圧作動によるノーマルオープンの乾式多板摩擦クラッチであり、第１クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。

前記モータ/ジェネレータ４は、第１クラッチ３を介して横置きエンジン２に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ４は、後述する強電バッテリ２１を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ２６が、ＡＣハーネス２７を介して接続される。

前記第２クラッチ５は、モータ/ジェネレータ４と駆動輪である左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第２クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。実施例１の第２クラッチ５は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機６の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ５ａと後退ブレーキ５ｂを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ５ａが第２クラッチ５とされ、後退走行時には、後退ブレーキ５ｂが第２クラッチ５とされる。

前記ベルト式無段変速機６は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機６には、メインオイルポンプ１４（メカ駆動）と、サブオイルポンプ１５（モータ駆動）と、メインオイルポンプ１４からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PLを元圧として第１，第２クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。なお、メインオイルポンプ１４は、モータ/ジェネレータ４のモータ軸（＝変速機入力軸）により回転駆動される。サブオイルポンプ１５は、主に潤滑冷却用油を作り出す補助ポンプとして用いられる。

前記第１クラッチ３とモータ/ジェネレータ４と第２クラッチ５により１モータ・２クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な走行モード（駆動態様）として、「EVモード」と「HEVモード」を有する。
前記「EVモード」は、第１クラッチ３を開放し、第２クラッチ５を締結してモータ/ジェネレータ４のみを駆動源とする電気自動車走行モードであり、この「EVモード」による走行を「EV走行」という。
前記「HEVモード」は、第１,第２クラッチ３,５を締結して横置きエンジン２とモータ/ジェネレータ４を駆動源とするハイブリッド車走行モードであり、この「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。

なお、図１の回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキ操作時、原則として回生動作を行うことに伴い、トータル制動トルクをコントロールするデバイスである。この回生協調ブレーキユニット１６には、ブレーキペダルと、横置きエンジン２の吸気負圧を用いる負圧ブースタと、マスタシリンダと、を備える。そして、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づく要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。

ＦＦハイブリッド車両の電源システムとしては、図１に示すように、モータ/ジェネレータ電源としての強電バッテリ２１と、１２Ｖ系負荷電源としての１２Ｖバッテリ２２と、を備えている。

前記強電バッテリ２１は、モータ/ジェネレータ４の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ２１には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット２４と、バッテリ充電容量（バッテリSOC）やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ８６と、が付設される。

前記強電バッテリ２１とモータ/ジェネレータ４は、ＤＣハーネス２５とインバータ２６とＡＣハーネス２７を介して接続される。インバータ２６には、力行/回生制御を行うモータコントローラ８３が付設される。つまり、インバータ２６は、強電バッテリ２１の放電によりモータ/ジェネレータ４を駆動する力行時、ＤＣハーネス２５からの直流をＡＣハーネス２７への三相交流に変換する。また、モータ/ジェネレータ４での発電により強電バッテリ２１を充電する回生時、ＡＣハーネス２７からの三相交流をＤＣハーネス２５への直流に変換する。

前記１２Ｖバッテリ２２は、補機類である１２Ｖ系負荷の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で搭載されている鉛バッテリが用いられる。強電バッテリ２１と１２Ｖバッテリ２２は、ＤＣ分岐ハーネス２５ａとDC/DCコンバータ３７とバッテリハーネス３８を介して接続される。前記DC/DCコンバータ３７は、強電バッテリ２１からの数百ボルト電圧を１２Ｖに変換するものであり、このDC/DCコンバータ３７を、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御することで、１２Ｖバッテリ２２の充電量を管理する構成としている。

ＦＦハイブリッド車両の制御システムとしては、図１に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１（略称：「HCM」）を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール８１に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール８２（略称：「ECM」）と、モータコントローラ８３（略称：「MC」）と、CVTコントロールユニット８４（略称：「CVTCU」）と、リチウムバッテリコントローラ８６（略称：「LBC」）と、を有する。ハイブリッドコントロールモジュール８１を含むこれらの制御手段は、CAN通信線９０（CANは「Controller Area Network」の略称）により双方向情報交換可能に接続される。

前記ハイブリッドコントロールモジュール８１は、各制御手段、イグニッションスイッチ９１、アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）９２、車速センサ（車速検出手段）９３等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。エンジンコントロールモジュール８２は、横置きエンジン２の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。モータコントローラ８３は、インバータ２６によるモータ/ジェネレータ４の力行制御や回生制御等を行う。CVTコントロールユニット８４は、第１クラッチ３の締結油圧制御、第２クラッチ５の締結油圧制御、ベルト式無段変速機６の変速油圧制御等を行う。リチウムバッテリコントローラ８６は、強電バッテリ２１のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。

さらに、ここでは、前記エンジンコントロールモジュール８２には、タイマー（停止時間検出手段）８２ａが内蔵され、イグニッションスイッチ９１がON制御されている間の横置きエンジン２の停止時間をカウントしている。

［モード切替/変速協調制御の詳細構成］
図２は、ハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるモード切替/変速協調制御処理（協調制御手段）の流れを示すフローチャートである。以下、モード切替/変速協調制御処理の詳細構成を表す図２の各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、走行モードが「EVモード」に切り替わったら実行される。

ステップＳ１では、横置きエンジン２の停止時間（以下、「エンジン停止時間」という）をカウントし、ステップＳ２へ進む。
ここで、「エンジン停止時間」とは、走行モードが「EVモード」に切り替わることで横置きエンジン２が停止している時間である。これは、「EVモード」から「HEVモード」へのモード切替制御が開始される前に横置きエンジン２が停止している時間である。この「エンジン停止時間」のカウントは、エンジンコントロールモジュール８２が有するタイマー８２ａにて行われる。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのエンジン停止時間のカウントに続き、ＦＦハイブリット車両における走行モードの「EVモード」から「HEVモード」へのモード切替要求（以下、「EV⇒HEV切替要求」という）が生じたか否かを判断する。YES（切替要求あり）の場合はステップＳ３へ進む。NO（切替要求なし）の場合は、ステップＳ13へ進む。
ここで、「EV⇒HEV切替要求」は、図３に示すモード選択マップにおいて、アクセル開度と車速で決まる運転点（APO,VSP）が、「EV領域」からEV⇒HEV切替線（＝エンジン始動線）を横切って「HEV領域」へと移動することで出力される。

ステップＳ３では、ステップＳ２での「EV⇒HEV切替要求」ありとの判断に続き、ベルト式無段変速機６のダウンシフト要求が出力されたか否かを判断する。YES（ダウンシフト要求あり）の場合はステップＳ４へ進む。NO（ダウンシフト要求なし）の場合はステップＳ15へ進む。
ここで、「ダウンシフト要求」は、図４に示す変速線図において、変速機入力回転数と車速で決まる運転点（Ｎ_CVT,VSP）が、現在地点から最ロー変速線へ向かって移動することで出力される。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのダウンシフト要求ありとの判断に続き、EV⇒HEV切替要求と、ベルト式無段変速機６のダウンシフト要求とが同時に生じたとして、モード切替制御をただちに開始・実行し、ステップＳ５へ進む。
ここで、「モード切替制御」とは、横置きエンジン２を始動すると共に第１クラッチ３を締結し、駆動形態を「EVモード」から「HEVモード」へと移行させることである。この「モード切替制御」は、第１クラッチ３を締結してモータ/ジェネレータ４によって横置きエンジン２のクランク軸を回転させることでエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が自爆可能回転数に達した後に燃料噴射及び点火を行うエンジン始動処理と、第１クラッチ３を締結して横置きエンジン２の駆動力を駆動輪である左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒへと伝達させる第１クラッチ締結処理と、からなる。このエンジン始動処理と第１クラッチ締結処理は並行して実行される。なお、エンジン始動処理は、スタータモータ１を用いて実行してもよい。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのモード切替制御の開始・実行に続き、横置きエンジン２の回転数が自爆可能回転数に達したか否かを判断する。YES（エンジン回転数≧自爆可能回転数）の場合は、ステップＳ６へ進む。NO（エンジン回転数＜自爆可能回転数）の場合はステップＳ４へ戻る。
ここで、「自爆可能回転数」とは、横置きエンジン２が自立回転可能となる回転数であり、燃料噴射及び点火することでエンジン回転維持できる回転数である。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのエンジン回転数≧自爆可能回転数との判断に続き、ベルト式無段変速機６におけるダウンシフト制御を開始し、ステップＳ７へ進む。このとき、モード切替制御は継続して実行し続ける。
ここで、「ダウンシフト制御」とは、ベルト式無段変速機６における変速比をロー側へ変更する制御である。この「ダウンシフト制御」は、ベルト式無段変速機６のプライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧を制御することでベルトの巻き付き径を変える油圧制御処理と、変速機入力回転数であるモータ/ジェネレータ４の回転数を上昇させるモータ回転数制御処理と、からなる。この油圧制御処理とモータ回転数制御処理は並行して実行される。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのダウンシフト制御の開始に続き、CL1締結前変速速度を演算し、ステップＳ８へ進む。
ここで、「CL1締結前変速速度」とは、第１クラッチ３が完全締結する前に実行されるダウンシフト制御時の変速速度である。この変速速度の演算については後述する。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのCL1締結前変速速度の演算に続き、このステップＳ７にて演算したCL1締結前変速速度でダウンシフト制御を実行し、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、ステップＳ８でのダウンシフト制御の実行に続き、第１クラッチ３の締結が完了したか否か、すなわち第１クラッチ３が完全締結したか否かを判断する。YES（CL1締結）の場合はステップＳ10へ進む。NO（CL1未締結）の場合はステップＳ７へ戻る。
ここで、第１クラッチ３の完全締結は、横置きエンジン２の回転数と、モータ/ジェネレータ４の回転数が一致したことで判断する。

ステップＳ10では、ステップＳ９でのCL1締結との判断に続き、CL1締結後変速速度を演算し、ステップＳ11へ進む。
ここで、「CL1締結後変速速度」とは、第１クラッチ３が完全締結した後に実行されるダウンシフト制御時の変速速度である。

ステップＳ11では、ステップＳ10でのCL1締結後変速速度の演算に続き、このステップＳ10にて演算したCL1締結後変速速度でダウンシフト制御を実行し、ステップＳ12へ進む。

ステップＳ12では、ステップＳ11でのダウンシフト制御の実行に続き、ダウンシフト制御が完了したか否かを判断する。YES（変速完了）の場合はエンドへ進む。NO（変速未完了）の場合はステップＳ10へ戻る。

ステップＳ13では、ステップＳ２での「EV⇒HEV切替要求」なしとの判断に続き、ベルト式無段変速機６のダウンシフト要求が出力されたか否かを判断する。YES（ダウンシフト要求あり）の場合はステップＳ14へ進む。NO（ダウンシフト要求なし）の場合は、実行しなければならない制御はないとしてステップＳ１へ戻る。

ステップＳ14では、ステップＳ13でのダウンシフト要求ありとの判断に続き、通常変速制御を開始・実行し、ステップＳ１へ戻る。
ここで、「通常変速制御」とは、ダウンシフト要求が出力されたら、予め設定した通常変速速度にてダウンシフト制御をただちに行うことである。

ステップＳ15では、ステップＳ３でのダウンシフト要求なしとの判断に続き、通常モード切替制御を開始・実行し、エンドへ進む。
ここで、「通常モード切替制御」とは、モード切替要求が出力されたら、モード切替制御をただちに行うことである。

［変速速度演算処理の詳細構成］
図５は、実施例１のハイブリッドコントロールモジュールにて実行される変速速度演算処理を示すブロック図である。以下、図５に基づき、実施例１の変速速度演算処理の詳細構成を説明する。

実施例１におけるダウンシフト制御時の変速速度は、図５に示す変速速度演算処理によって設定される。すなわち、この変速速度演算処理は、協調制御時変速速度演算ブロックＡと、通常制御時変速速度設定ブロックＢと、第３スイッチＳＷ３と、を備えている。

前記協調制御時変速速度演算ブロックＡは、モード切替要求とダウンシフト要求とが生じたときに適用される変速速度（以下、「協調制御時変速速度」という）を演算する。この協調制御時変速速度演算ブロックＡは、予め設定されたマップＡ・マップＢ・マップＣと、第１スイッチＳＷ１・第２スイッチＳＷ２と、を有している。

前記マップＡ、マップＢ、マップＣは、いずれも、アクセル開度センサ９２によって検出されたアクセル開度と、このときのアクセル踏込速度と、車速センサ９３によって検出された車速に基づいて、変速速度を一義的に設定する変速速度設定マップである。なお、アクセル開度とアクセル踏込速度は、ドライバーの要求駆動力を示すパラメータである。

前記マップＡでは、第１クラッチ３が完全締結する前であって、且つ、タイマー８２ａによってカウントされたエンジン停止時間が所定時間よりも長いときに適用される変速速度を設定する。このマップＡにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
（１）アクセル開度が中開度以上のとき
・通常変速速度よりも速い値に設定する。
・アクセル開度及びアクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値を設定している。
（２）アクセル開度が低開度であって踏込速度が小さいとき
・通常変速速度よりも遅い値に設定する。

ここで、「エンジン停止時間が長い」と判断する基準である「所定時間」とは、エンジン始動時に速やかなエンジン回転上昇となるためのエンジントルクを得ることができるエンジン吸入圧を確保可能な時間である。エンジン停止時間が短いときでは、横置きエンジン２内の空気が加熱により膨張しており、エンジン吸入圧が低くなって、エンジントルクが出力できない。その結果、エンジン回転上昇が遅くなり、第１クラッチ３の締結に時間がかかってモード切替時間が長くなる。すなわち、このマップＡでは、エンジン吸入圧が得られないためにエンジン回転上昇が遅くなることがないと判断できる時間、横置きエンジン２が停止したときに適用する変速速度を設定する。

また、「アクセル開度が中開度」とは、ドライバー要求駆動力が明らかに発生していると判断できる程度のアクセル踏込状態である。また、「アクセル開度が低開度」とは、ドライバー要求駆動力がほとんど発生していない、又は全く発生していないと判断できる程度のアクセル踏込状態である。さらに、「踏込速度が小さい」とは、ドライバー要求駆動力がほとんど発生していない、又は全く発生していないと判断できる程度のアクセル踏込速度である。

そして、「第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値」とは、ダウンシフト制御に伴って変速機入力回転数を上昇させるためにモータ回転数を上昇させるとき、モータ回転数の上昇速度を速くしすぎると、エンジン回転数の上昇速度が追い付かずに第１クラッチ３の締結が遅延する、といったことを防止する値である。つまり、変速速度を抑えることで、モータ回転数の速すぎる上昇を抑制でき、エンジン回転数とモータ回転数を適切なタイミングで一致させることができる。

前記マップＢでは、第１クラッチ３が完全締結する前であって、且つ、タイマー８２ａによってカウントされたエンジン停止時間が所定時間以下のときに適用される変速速度を設定する。このマップＢにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
（１）アクセル開度が中開度以上のとき
・通常変速速度よりも速い値に設定するが、マップＡの設定値よりも遅い値とする。
・アクセル開度及びアクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値を設定している。
（２）アクセル開度が低開度であって踏込速度が小さいとき
・通常変速速度よりも遅い値に設定するが、マップＡよりもさらに遅い値とする。

前記マップＣでは、第１クラッチ３が完全締結した後に適用される変速速度を設定する。このマップＣにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
（１）アクセル開度が中開度以上のとき
・通常変速速度よりも速い値に設定する。
・アクセル開度及びアクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３は締結されているため、上限値を設定していない。
（２）アクセル開度が低開度であって踏込速度が小さいとき
・通常変速速度よりも遅い値に設定する。

前記第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、いずれも、入力された複数の変速速度から、所定の条件に合致した変速速度を選択する選択演算子である。

前記第１スイッチＳＷ１は、タイマー８２ａにてカウントされた実際のエンジン停止時間を基準に、マップＡに基づいて設定されたエンジン停止時間が長いときに適用される「停止時間長時変速速度」と、マップＢに基づいて設定されたエンジン停止時間が短いときに適用される「停止時間短時変速速度」とから、いずれかの変速速度を選択し、第１クラッチ３が完全締結する前に適用される「CL1締結前変速速度」を設定する。
具体的には、実際のエンジン停止時間が所定時間よりも長ければ、CL1締結前変速速度として「停止時間長時変速速度」を選択する。また、実際のエンジン停止時間が所定時間よりも短ければ、CL1締結前変速速度として「停止時間短時変速速度」を選択する。

前記第２スイッチＳＷ２は、第１クラッチ３の締結判定の結果を基準に、第１スイッチＳＷ１にて選択設定された「CL1締結前変速速度」と、マップＣに基づいて設定された「CL1締結後変速速度」とから、いずれかの変速速度を選択し、モード切替要求とダウンシフト要求が生じたときに適用される「協調制御時変速速度」を設定する。
具体的には、CL1締結判定がYES（第１クラッチ３が完全締結した状態）であれば、協調制御時変速速度として「CL1締結後変速速度」を選択する。また、CL1締結判定がNO（第１クラッチ３が完全締結していない状態）であれば、協調制御時変速速度として「CL1締結前変速速度」を選択する。

前記通常制御時変速速度設定ブロックＢには、あらかじめ設定された通常変速速度が記憶されている。

前記第３スイッチＳＷ３は、入力された複数の変速速度から、所定の条件に合致した変速速度を選択する選択演算子である。すなわち、この第３スイッチＳＷ３では、モード切替要求判定の結果を基準に、協調制御時変速速度演算ブロックＡにて設定された協調制御時変速速度と、通常制御時変速速度設定ブロックＢに記憶された通常変速速度とから、いずれかの変速速度を選択し、ダウンシフト制御時の「変速速度」を設定する。
具体的には、モード切替要求判定がYES（「EV⇒HEV切替要求」が出力された状態）であれば、変速速度として「協調制御時変速速度」を選択する。また、モード切替要求判定がNO（「EV⇒HEV切替要求」が出力されていない状態）であれば、変速速度として「通常変速速度」を選択する。

次に、実施例１のＦＦハイブリッド車両の制御装置における作用を、［変速速度変更作用］、［第１クラッチ締結作用］、［トルク変動抑制作用］に分けて説明する。

［変速速度変更作用］
図６は、実施例１の制御装置においてモード切替要求とダウンシフト要求があったときの、モード切替要求、エンジン回転数判定、変速比、エンジン回転数、変速機入力回転数、モータ回転数の各特性を示すタイムチャートである。以下、図６に基づき実施例１の変速速度変更作用を説明する。

実施例１のＦＦハイブリッド車両が「EVモード」で走行しているとき、図２に示すフローチャート（モード切替/変速協調制御処理）が実行され、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、横置きエンジン２の停止時間をカウントすると共に、「EV⇒HEV切替要求」が出力されたか否かを判断する。

ここで、「EV⇒HEV切替要求」が出力されていなければ、ステップＳ13へ進み、ダウンシフト要求が出力されたか否かを判断する。ダウンシフト要求が出力されたら、ステップＳ14へ進む。このときには、ダウンシフト要求のみが出力されているため、ただちにダウンシフト制御を開始・実行する。このときの変速速度は、「EV⇒HEV切替要求」が出力されておらず、モード切替要求判定がNOである。このため、図５に示す演算処理における第３スイッチＳＷ３で、変速速度として「通常変速速度」が選択される。この結果、変速速度は、予め設定された通常変速速度となる。そして、ステップＳ１へ戻りエンジン停止時間のカウントを継続する。
また、「EV⇒HEV切替要求」に続いてダウンシフト要求も出力されていなければ、実行する制御がないのでステップＳ１へと戻り、エンジン停止時間のカウントを継続する。

一方、「EV⇒HEV切替要求」が出力されたら、ステップＳ３へ進み、ダウンシフト要求が出力されたか否かを判断する。ダウンシフト要求が出力されていなければ、ステップＳ15へ進む。このときには、「EV⇒HEV切替要求」のみが出力されているため、ただちにモード切替制御を開始・実行する。これにより走行モードが「EVモード」から「HEVモード」へ切り替わり、図２に示すモード切替/変速協調制御処理は終了する。

また、「EV⇒HEV切替要求」の出力に続いてダウンシフト要求の出力ありと判断されたら、図２のフローチャートにおいてステップＳ４へと進み、ただちにモード切替制御を開始・実行する。
これにより、モータ/ジェネレータ４が回転数制御されると共に第１クラッチ３の締結制御が開始され、モータ回転数が第１クラッチ３を介して横置きエンジン２に伝達されることで、横置きエンジン２の回転数が上昇し始める。
つまり、図６に示すタイムチャートにおいて、時刻ｔ_１時点で「EV⇒HEV切替要求」とダウンシフト要求が出力されたら、まず、モード切替制御の開始・実行により、モータ回転数をエンジンクランキングに必要な回転数まで上昇させる。また、第１クラッチ３の締結制御を開始する。なおこのとき、第２クラッチ５は、ドライバー要求駆動力の伝達を確保しながらスリップ締結させる。これにより、変速機入力回転数は変動しない。

そして、ステップＳ５へと進んで、エンジン回転数が自爆可能回転数に達し、自立回転可能であるか否かが判断される。
すなわち、時刻ｔ_２時点で、エンジン回転数が自爆可能回転数に達したら、エンジン回転数判定がONへと切り替わる。これにより、ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進み、ベルト式無段変速機６のダウンシフト制御を開始し、まず、CL1締結前変速速度を演算し、このCL1締結前変速速度によってダウンシフト制御を実行する。

ここで、CL1締結前変速速度は、アクセル開度・アクセル踏込速度・車速と、図５に示す演算処理におけるマップＡ又はマップＢに基づいて演算する。このとき、時刻ｔ_１以前のエンジン停止時間が所定値よりも長く、アクセル開度が中開度以上であれば、マップＡに基づき、CL1締結前変速速度は通常変速速度よりも速い値に設定される。
つまり、図６に示すように、ダウンシフト制御の実行により時刻ｔ_２から変速比が上昇を開始するが、このときの変速比の変化の傾きが、一点鎖線で示す通常変速速度でのダウンシフト制御時の傾きよりも大きくなる。
なお、このCL1締結前変速速度は、アクセル開度及びアクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定される。

そして、時刻ｔ_３時点で、エンジン回転数とモータ回転数が一致し、第１クラッチ３が締結されると、ステップＳ９→ステップＳ10→ステップＳ11へと進み、CL1締結後変速速度を演算し、このCL1締結後変速速度によってダウンシフト制御を実行する。

ここで、CL1締結後変速速度は、アクセル開度・アクセル踏込速度・車速と、図５に示す演算処理に示すマップＣに基づいて演算し、通常変速速度よりも速い値に設定される。
つまり、図６に示すように、時刻ｔ_３以降の変速比の変化の傾きも、一点鎖線で示す通常変速速度でのダウンシフト制御時の傾きよりも大きくなる。また、このCL1締結後変速速度も、アクセル開度及びアクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定される。さらに、このCL1締結後変速速度では、第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値が設定されていない。

そして、時刻ｔ_４時点で変速比が目標変速比に達すると共に、エンジン回転数とモータ回転数が安定し、時刻ｔ_５時点で第２クラッチ５が完全締結することで変速機入力回転数と、エンジン回転数及びモータ回転数が一致してダウンシフト制御が完了する。これにより、ステップＳ12においてYESと判断され、モード切替/変速協調制御は終了する。

これに対し、図６において一点鎖線で示すように、エンジン回転数が自爆可能回転数に達した時刻ｔ_２時点から通常変速速度でダウンシフト制御を実行した場合では、実施例１よりも変速速度が遅いため、時刻ｔ_５よりも遅い時刻ｔ_６のタイミングで変速比が目標変速比に達する。

このように、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、モード切替要求とダウンシフト要求が生じた場合には、まず、モード切替制御を開始する。そして、横置きエンジン２の回転数が自爆可能回転数に達したらダウンシフト制御を開始する。また、このときのダウンシフト制御時の変速速度である協調制御時変速速度は、通常変速速度（ダウンシフト要求のみが生じたときの変速速度）よりも早い値に設定される。
このため、ダウンシフト制御が通常変速時よりも速やかに進行することになる。この結果、ダウンシフト制御が完了するタイミングを、通常変速速度でダウンシフト制御を行う場合よりも早めることができ、変速レスポンスの遅れを防止することができる。

また、この協調制御時変速速度は、アクセル開度及びアクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定されている。そのため、ドライバーの要求駆動力が大きいほど変速速度が早められ、変速レスポンスの向上を図ることができる。これにより、必要な駆動力を速やかに得ることができる。

そして、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、協調制御時変速速度を、第１クラッチ３が完全締結する前に適用されるCL1締結前変速速度と、第１クラッチ３が締結された後に適用されるCL1締結後変速速度と、に区分けしている。ここで、CL1締結後変速速度では、第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値を設定していない。そのため、第１クラッチ３が締結された後の変速速度を、第１クラッチ３が締結される前の変速速度よりも早くすることができる。
これにより、第１クラッチ３の締結遅延を考慮する必要がない状況において、ダウンシフト制御時の変速速度をより早めることができ、変速レスポンスのさらなる向上を図ることができる。

［第１クラッチ締結作用］
実施例１のハイブリッド車両の制御装置において、協調制御時変速速度は、アクセル開度・アクセル踏込速度・車速と、図５に示す演算処理におけるマップＡ、マップＢ、マップＣのいずれかに基づいて演算される。

このとき、第１クラッチ３が締結される前に適用されるCL1締結前変速速度では、横置きエンジン２の停止時間が短いときの方が、エンジン停止時間が長いときよりも遅い値に設定される。
つまり、CL1締結前変速速度はマップＡ又はマップＢに基づいて演算されるが、エンジン停止時間が所定時間以下のときに適用される変速速度は、マップＢに基づいて設定される。そして、このマップＢでは、アクセル開度が中開度以上のときに、変速速度を通常変速速度よりも速い値に設定するが、マップＡの設定値よりも遅い値とする。

これにより、エンジン停止時間が短くてエンジン吸入圧が低く、エンジントルクが出ないために横置きエンジン２の回転上昇が遅くなる場合には、協調制御時変速速度が比較的遅くなる。
そのため、エンジン回転の回転上昇が遅くて、第１クラッチ３の締結に時間がかかるときには、変速速度の上昇を抑制することで、ダウンシフト制御に伴うモータ回転数の上昇が抑えられ、第１クラッチ３の締結に時間がかかり、エンジン始動に必要以上の時間がかかってしまうことを防止できる。

また、このCL1締結前変速速度には、第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値が設定されている。そのため、ダウンシフト制御に伴って変速機入力回転数を上昇させるためにモータ回転数が上昇するが、このモータ回転数の上昇速度が制限され、エンジン回転数とモータ回転数を適切なタイミングで一致させ、第１クラッチ３の締結遅延を防止することができる。

さらに、マップＡ、マップＢ、マップＣのいずれにおいても、車速が速いほど、協調制御時変速速度は遅い値に設定される。
ここで、車速が速い方が、車速が遅い場合と比較して、モード切替制御やダウンシフト制御を実行中のモータ回転数が高くなっている。そのときには、協調制御時変速速度を遅くすることでエンジン回転数の上昇速度に対して、モータ回転の上昇速度を抑制することができ、第１クラッチ３の締結に時間がかかり、エンジン始動に必要以上の時間がかかってしまうことを防止できる。

［トルク変動抑制作用］
実施例１のハイブリッド車両の制御装置において、協調制御時変速速度は、アクセル開度・アクセル踏込速度・車速と、図５に示す演算処理におけるマップＡ、マップＢ、マップＣのいずれかに基づいて演算するとき、アクセル開度が低開度であって踏込速度が小さいときには、協調制御時変速速度を、通常変速速度よりも遅い値に設定する。

ここで、「アクセル開度が低開度であって踏込速度が小さいとき」とは、ドライバー要求駆動力がほとんど発生していない、又は全く発生していないと判断できる状態であり、例えばアクセル足離し状態のようなときである。
このときには、ドライバーは駆動力の変動を望んでいないと考えられ、駆動力が変化すると違和感を与えるおそれがある。

これに対し、アクセル開度が低開度であって踏込速度が小さいときには、協調制御時変速速度を、通常変速速度よりも遅い値に設定することで、ダウンシフト制御が通常変速時よりもゆっくり進行することになる。この結果、駆動力の急激な変動が抑制され、ドライバーに違和感を与えることを防止できる。

次に、効果を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 駆動系に、エンジン（横置きエンジン）２と、モータ（モータ/ジェネレータ）４と、自動変速機（ベルト式無段変速機）６と、を備え、
前記モータ４のみを駆動源とした電気自動車走行モード（EVモード）中にモード切替要求があったとき、前記エンジン２と前記モータ４を駆動源としたハイブリッド車走行モード（HEVモード）へと移行させるハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード切替要求と前記自動変速機６のダウンシフト要求が生じた場合、モード切替制御をただちに開始すると共に、前記エンジン２の回転数が自爆可能回転数に達したらダウンシフト制御を開始する協調制御手段（図２）を備え、
前記協調制御手段（図２）は、前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記自動変速機のダウンシフト要求のみが生じた場合のダウンシフト制御時の変速速度よりも早くする変速速度制御部（ステップＳ７〜ステップＳ11）を有する構成とした。
これにより、モード切替要求とダウンシフト要求が生じた場合の変速レスポンスの遅れを防止することができる。

(2) 前記変速速度制御部（ステップＳ７〜ステップＳ11）は、前記ダウンシフト制御時の変速速度を、ドライバーの要求駆動力が高いほど早くする構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、ドライバーの要求駆動力が大きいほど変速レスポンスの向上を図ることができ、必要な駆動力を速やかに得ることができる。

(3) 前記モード切替制御開始前の前記エンジン（横置きエンジン）２の停止時間を検出する停止時間検出手段（タイマー）８２ａを備え、
前記変速速度制御部（ステップＳ７〜ステップＳ11）は、前記エンジン２の停止時間が短いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記エンジン２の停止時間が長いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度よりも遅くする構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、エンジン停止時間が短くてエンジン吸入圧が低く、エンジントルクが出ないために横置きエンジン２の回転上昇が遅くなる場合には、ダウンシフト制御に伴うモータ回転数の上昇が抑えられ、エンジン始動に必要以上の時間がかかってしまうことを防止できる。

(4) 車両速度を検出する車速検出手段（車速センサ）９３を備え、
前記変速速度制御部（ステップＳ７〜ステップＳ11）は、前記車両速度が速いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記車両速度が遅いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度よりも遅くする構成とした。
これにより、(1)から(3)のいずれかの効果に加え、車速が速くてモータ回転数が高くなっているときには、エンジン回転数の上昇速度に対して、モータ回転の上昇速度を抑制し、エンジン始動に必要以上の時間がかかってしまうことを防止できる。

(5) 前記駆動系に、前記エンジン２と前記モータ４の間に介装された第１クラッチ３を備え、
前記変速速度制御部（ステップＳ７〜ステップＳ11）は、前記第１クラッチ３が締結した後の前記ダウンシフト制御時の変速速度（CL1締結後変速速度）を、前記第１クラッチ３が完全締結する前の前記ダウンシフト制御時の変速速度（CL1締結前変速速度）よりも早くする構成とした。
これにより、(1)から(4)のいずれかの効果に加え、第１クラッチ３の締結遅延を考慮する必要がない状況において、ダウンシフト制御時の変速速度をより早めることができ、変速レスポンスのさらなる向上を図ることができる。

(6) アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段（アクセル開度センサ）９２を備え、
前記変速速度制御部（ステップＳ７〜ステップＳ11）は、前記アクセル開度が低開度であってアクセル踏込速度が小さいと判断されるときには、前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記自動変速機（ベルト式無段変速機）６のダウンシフト要求のみが生じた場合のダウンシフト制御時の変速速度よりも遅くする構成とした。
これにより、(1)から(5)のいずれかの効果に加え、ドライバーが駆動力の変動を望んでいないと考えられるときには、駆動力の急激な変動を抑制し、ドライバーに違和感を与えることを防止できる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、図５に示す変速速度演算処理において、アクセル開度・アクセル踏込速度・車速と、マップＡ又はマップＢに基づいて変速速度を演算し、エンジン停止時間に応じて最終的なCL1締結前変速速度を設定する例を示した。しかし、CL1締結前変速速度の演算処理はこれに限らず、例えば、図７に示す協調制御時変速速度演算ブロックＡ１であってもよい。

この図７に示す協調制御時変速速度演算ブロックＡ１は、予め設定されたマップＤ・マップＥ・マップＦ・マップＧと、最少選択演算子ＭＩＮと、第２スイッチＳＷ２と、を有している。

前記マップＤは、エンジン停止時間と車速に基づいて、変速速度を一義的に設定する変速速度設定マップである。
このマップＤにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
・通常変速速度よりも速い値に設定する。
・エンジン停止時間が長いほど遅い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値を設定している。

前記マップＥは、アクセル開度と車速に基づいて、変速速度を一義的に設定する変速速度設定マップである。
このマップＥにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
（１）アクセル開度が中開度以上のとき
・通常変速速度よりも速い値に設定する。
・アクセル開度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値を設定している。
（２）アクセル開度が低開度のとき
・通常変速速度よりも遅い値に設定する。

前記マップＦは、アクセル踏込速度と車速に基づいて、変速速度を一義的に設定する変速速度設定マップである。
このマップＦにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
（１）アクセル踏込速度が小さくないとき
・通常変速速度よりも速い値に設定する。
・アクセル踏込速度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３の締結を遅延させないための上限値を設定している。
（２）アクセル踏込速度が小さいとき
・通常変速速度よりも遅い値に設定する。

前記最少選択演算子ＭＩＮは、入力された複数の変速速度から、最も小さい値に設定された変速速度を選択し、CL1締結前変速速度とする選択演算子である。

さらに、前記マップＧは、アクセル開度と車速に基づいて、第１クラッチ３が完全締結した後に適用されるCL1締結後変速速度を一義的に設定する変速速度設定マップである。
このマップＧにおける変速速度設定条件は、以下に列挙する通りである。
（１）アクセル開度が中開度以上のとき
・通常変速速度よりも速い値に設定する。
・アクセル開度が大きいほど、すなわちドライバー要求駆動力が高いほど、速い値に設定する。
・車速が速いほど、遅い値に設定する。
・第１クラッチ３は締結されているため、上限値を設定していない。
（２）アクセル開度が低開度のとき
・通常変速速度よりも遅い値に設定する。

この図７に示す変速速度演算処理であっても、アクセル開度が低開度や踏込速度が小さいときでなければ、協調制御時変速速度は通常変速速度よりも早い値に設定され、変速レスポンスの遅れを防止することができる。
また、第１クラッチ３の締結に必要以上の時間がかかってしまうことも防止できる。

さらに、実施例１では、本発明のハイブリッド車両の制御装置をＦＦハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、ＦＦハイブリッド車両に限らず、ＦＲハイブリッド車両や４ＷＤハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両に対しても適用することができる。要するに、ハイブリッド車両であれば適用できる。

また、自動変速機としてベルト式無段変速機とする例を示したが、これに限らず、有段の自動変速機であってもよい。このときには、第２クラッチとして変速機の内部に有するクラッチやブレーキを用いてもよい。

Claims (6)

1. 駆動系に、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータの間に介装される第１クラッチと、自動変速機と、を備え、
   前記モータのみを駆動源とした電気自動車走行モード中にモード切替要求があったとき、前記エンジンと前記モータを駆動源としたハイブリッド車走行モードへと移行させるハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モード切替要求と前記自動変速機のダウンシフト要求が生じた場合、前記第１クラッチを締結して前記エンジンを始動することにより、前記電気自動車走行モードから前記ハイブリッド車走行モードへと移行させるモード切替制御をただちに開始すると共に、前記エンジンの回転数が自爆可能回転数に達したらダウンシフト制御を開始する協調制御手段を備え、
   前記協調制御手段は、前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記自動変速機のダウンシフト要求のみが生じた場合のダウンシフト制御時の変速速度よりも早くする変速速度制御部を有する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速速度制御部は、前記ダウンシフト制御時の変速速度を、ドライバーの要求駆動力が高いほど早くする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モード切替制御開始前の前記エンジンの停止時間を検出する停止時間検出手段を備え、
   前記変速速度制御部は、前記エンジンの停止時間が短いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記エンジンの停止時間が長いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度よりも遅くする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   車両速度を検出する車速検出手段を備え、
   前記変速速度制御部は、前記車両速度が速いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記車両速度が遅いときの前記ダウンシフト制御時の変速速度よりも遅くする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速速度制御部は、前記第１クラッチが締結した後の前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記第１クラッチが締結する前の前記ダウンシフト制御時の変速速度よりも早くする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
   前記変速速度制御部は、前記アクセル開度が低開度であってアクセル踏込速度が小さいと判断されるときには、前記ダウンシフト制御時の変速速度を、前記自動変速機のダウンシフト要求のみが生じた場合のダウンシフト制御時の変速速度よりも遅くする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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