JP2009154625A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents
車両用動力伝達装置の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009154625A JP2009154625A JP2007333107A JP2007333107A JP2009154625A JP 2009154625 A JP2009154625 A JP 2009154625A JP 2007333107 A JP2007333107 A JP 2007333107A JP 2007333107 A JP2007333107 A JP 2007333107A JP 2009154625 A JP2009154625 A JP 2009154625A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shift
- torque
- differential
- transmission unit
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】第1変速部および第2変速部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、特に、第1変速部の変速比と第2変速部の変速比とが互いに反対方向に変速される同時変速において、好適に変速ショックを抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供する。
【解決手段】差動部11の変速比と自動変速部20の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させる同時変速時、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20のみで変速が進行しているときと、差動部11および自動変速部20同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更するため、同時変速の進行状態に応じてトルクダウン量を適宜変更することで効果的に同時変速時の変速ショックを低減することができる。
【選択図】図6
【解決手段】差動部11の変速比と自動変速部20の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させる同時変速時、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20のみで変速が進行しているときと、差動部11および自動変速部20同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更するため、同時変速の進行状態に応じてトルクダウン量を適宜変更することで効果的に同時変速時の変速ショックを低減することができる。
【選択図】図6
Description
本発明は、それぞれ独立して変速可能な第1変速部および第2変速部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、第1変速部の変速比と第2変速部の変速比とが互いに反対方向に変速される所謂同時変速において、変速ショックを抑制する技術に関するものである。
それぞれ独立して変速可能な第1変速部と第2変速部とを備え、それぞれの変速部の変速比によって全体としての変速比が決定される車両用動力伝達装置の制御装置が知られている。例えば特許文献1の自動変速機の変速制御装置がその一例である。特許文献1では、第1変速部に対応する無段変速部と第2変速部に対応する有段式の変速部とを備え、有段式の変速部の変速時にエンジンまたは第2電動機により駆動輪へ伝達されるトルクダウン制御を実施する技術が開示されている。このようにすることで、エンジンの回転速度変化、無段変速部の回転要素の回転速度変化、および有段式の変速部の回転速度変化に伴って駆動輪へ伝達されるトルク増加分としてイナーシャトルクが発生するが、そのイナーシャトルクに相当するトルク分をトルクダウン制御によって相殺することで、変速ショックを低減することができる。
ところで、特許文献1のような構成において、第1変速部の変速比と第2変速部の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させるような同時変速が考えられる。このような、同時変速時において、第1変速部または第2変速部の一方でのみ変速が進行している状態と、第1変速部および第2変速部同時に変速が進行している状態とが存在する。すなわち、同時変速時において、変速中のトルク増加量は一律ではなく、変速の進行状態に応じてイナーシャトルクが変化する。これに対して、特許文献1では、変速時におけるトルクダウン量は変速の進行状態に拘わらず一定となっており、十分に変速ショックを低減するものとはいえなかった。また、特許文献1では、トルクダウン制御をエンジンまたは第2電動機によって実施されるが、エンジンによるトルクダウンと第2電動機によるトルクダウンとで、それぞれの方法に応じてトルクダウン制御について何ら言及されていなかった。なお、上述したような、第1変速部と第2変速部とを同時に変速させること自体が未公知の技術であり、さらに、第1変速部の変速比と第2変速部の変速比とを互いに反対方向に変速させるような同時変速も同様に未公知の技術である。
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、それぞれ独立して変速可能な第1変速部および第2変速部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、特に、第1変速部の変速比と第2変速部の変速比とが互いに反対方向に変速される同時変速において、好適に変速ショックを抑制することができる車両用動力伝達装置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、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a)第1変速部と第2変速部とを備え、駆動輪へ伝達されるトルクを低減するトルクダウン制御手段を備える車両用動力伝達装置の制御装置において、(b)前記第1変速部の変速比と前記第2変速部の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させる同時変速時、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部または前記第2変速部のいずれか一方の変速部でのみ変速が進行しているときと、前記第1変速部および前記第2変速部同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更することを特徴とする。
また、請求項2にかかる発明の要旨とするところは、請求項1の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記トルクダウン制御手段は、前記第2変速部の入力軸に連結される電動機によってトルクダウンを実行することを特徴とする。
また、請求項3にかかる発明の要旨とするところは、請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部および第2変速部の何れか一方の変速進行時のトルクダウン量よりも、両方の変速部の変速進行時の方がトルクダウン量を少なくすることを特徴とする。
また、請求項4にかかる発明の要旨とするところは、請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部および第2変速部の何れか一方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量よりも、前記第1変速部および第2変速部の両方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量を少なくすることを特徴とする。
また、請求項5にかかる発明の要旨とするところは、請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記トルクダウン制御手段は、駆動源の回転速度変化が小さくなるに従ってトルクダウン量を少なくすることを特徴とする。
また、請求項6にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至5のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記トルクダウン制御手段は、前記同時変速時、前記第2変速部の入力軸に連結される電動機によってトルクダウンを実行する場合と、駆動源によってトルクダウンを実行する場合とで、トルクダウン方法あるいはトルクダウン量を変更することを特徴とする。
また、請求項7にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至6のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記同時変速では、全体としての変速比の変化方向に対し、前記第1変速部または前記第2変速部の反対方向の変速が全体の変速に対して隠しこまれるように制御されることを特徴とする。
また、請求項8にかかる発明の要旨とするところは、請求項7の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第2変速部は油圧制御によって基本特性を制御され、電動機によってこの特性を維持するように制御されることを特徴とする。
また、請求項9にかかる発明の要旨とするところは、請求項7または8の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第2変速部のイナーシャ相中に前記第1変速部の変速切換が実行されることを特徴とする。
また、請求項10にかかる発明の要旨とするところは、請求項7乃至9のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第1変速部の回転要素に連結された電動機によって、前記駆動源の回転速度変化が制御されることを特徴とする。
また、請求項11にかかる発明の要旨とするところは、請求項10の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第2変速部の入力回転速度の変化に依存して前記第1変速部の回転要素に連結された電動機の回転速度制御を実行することを特徴とする。
また、請求項12にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至11のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記トルクダウン制御手段は、駆動源の回転速度変化中にトルクダウン制御を実行することを特徴とする。
また、請求項13にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至12のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第2変速部の変速は、クラッチツウクラッチ変速であることを特徴とする。
また、請求項14にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至13のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第1変速部は、差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、駆動源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部であることを特徴とする。
また、請求項15にかかる発明の要旨とするところは、請求項14の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部は、無段変速部として機能することを特徴とする。
請求項1にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第1変速部の変速比と前記第2変速部の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させる同時変速時、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部または前記第2変速部のいずれか一方の変速部でのみ変速が進行しているときと、前記第1変速部および前記第2変速部同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更するため、同時変速の進行状態に応じてトルクダウン量を適宜変更することで効果的に同時変速時の変速ショックを低減することができる。
また、請求項2にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記トルクダウン制御手段は、前記第2変速部の入力軸に連結される電動機によってトルクダウンを実行するため、同時変速の進行状態に応じたトルクダウン量の迅速な変更が可能となり、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項3にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部および第2変速部の何れか一方の変速進行時のトルクダウン量よりも、両方の変速部の変速進行時のトルクダウン量を少なくするため、変速状態に応じて好適なトルクダウン量となって、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項4にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部および第2変速部の何れか一方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量よりも、前記第1変速部および第2変速部の両方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量を少なくするため、イナーシャ相すなわち第1変速部および第2変速部の回転速度変化に応じた好適なトルクダウン量が得られるので、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項5にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記トルクダウン制御手段は、駆動源の回転速度変化が小さくなるに従ってトルクダウン量を少なくするため、駆動源の回転速度変化に応じた好適なトルクダウン量が得られるので、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項6にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記トルクダウン制御手段は、前記第2変速部の入力軸に連結される電動機によってトルクダウンを実行する場合と、駆動源によってトルクダウンを実行する場合とで、トルクダウン方法あるいはトルクダウン量を変更するため、駆動源もしくは電動機によるトルクダウン制御に応じたトルクダウン方法またはトルクダウン量に変更することで、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項7にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記同時変速では、全体としての変速比の変化方向に対し、反対方向の変速が全体の変速に対して隠しこまれるように制御されるため、反対方向の変速による影響がなくなって同時変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項8にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第2変速部は油圧制御によって基本特性を制御され、電動機によってこの特性を維持するように制御されるため、電動機によって同時変速時の変速状態を好適な状態に維持することができる。
また、請求項9にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第2変速部のイナーシャ相中に前記第1変速部の変速切換が実行されるため、第1変速部の変速による影響が好適に隠しこまれ、変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項10にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第1変速部の回転要素に連結された電動機によって、前記駆動源の回転速度変化が制御されるため、電動機によって駆動源の回転速度変動が抑制されて同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項11にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第2変速部の入力回転速度の変化に依存して前記第1変速部の回転要素に連結された電動機の回転速度制御を実行するため、第2変速部の変速状態に応じて電動機の回転速度制御が好適に実施される。これにより、同時変速が正常に実行され、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項12にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記トルクダウン制御手段は、前記駆動源の回転速度変化中にトルクダウン制御を実行するため、駆動源の回転速度変化によって発生するトルク増加分を相殺することができ、変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項13にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第2変速部の変速は、クラッチツウクラッチ変速であるため、第2変速部の係合側の係合要素と解放側の係合要素とのトルクの受け渡しがスムーズに実施され、変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、請求項14にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第1変速部は、差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、駆動源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部であるため、電動機を制御することで第2変速部の変速状態に応じて電気式差動部の変速比を逐次変更することができる。
また、請求項15にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電気式差動部は、無段変速部として機能するため、無段階的に変速比を変更することができ、幅広い変速比を得ることができると共に、滑らかな駆動力を得ることができる。また、駆動源を最適な運転状態で駆動させることが可能となり、燃費を向上させることができる。
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。
図1は、本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両用動力伝達装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に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12(以下、「ケース12」という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材として機能する入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)を介して直接に連結された差動部11と、その差動部11と駆動輪38(図6参照)との間の動力伝達経路で伝達部材(差動機構の出力軸)18を介して直列に連結されている有段式の変速部として機能する自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材として機能する出力軸22とを直列に備えている。この変速機構10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の駆動源であるエンジン8と一対の駆動輪38(図6参照)との間に設けられて、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪38へ伝達する。なお、本実施例の変速機構10が本発明の車両用動力伝達装置に対応しており、差動部11が本発明の第1変速部および電気式差動部に対応しており、エンジン8が本発明の駆動源に対応している。
このように、本実施例の変速機構10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。
第1電動機M1の運転状態が制御されることにより差動状態が制御されるという点で電気式差動部と言うことができる差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16とを、備えている。また、伝達部材18と一体的に回転するように第2電動機M2が接続されている。また、第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
本発明の差動機構に対応する動力分配機構16は、例えば「0.380」程度の所定のギヤ比ρ0を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを主体的に備えている。この差動部遊星歯車装置24は、差動部サンギヤS0、差動部遊星歯車P0、その差動部遊星歯車P0を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤCA0、差動部遊星歯車P0を介して差動部サンギヤS0と噛み合う差動部リングギヤR0を回転要素(要素)として備えている。差動部サンギヤS0の歯数をZS0、差動部リングギヤR0の歯数をZR0とすると、上記ギヤ比ρ0はZS0/ZR0である。
この動力分配機構16においては、差動部キャリヤCA0は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、差動部サンギヤS0は第1電動機M1に連結され、差動部リングギヤR0は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は差動部サンギヤS0とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、動力分配機構16は差動部遊星歯車装置24の3要素である差動部サンギヤS0、差動部キャリヤCA0、差動部リングギヤR0がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構16)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。言い換えれば、動力分配機構16に動力伝達可能に連結された第1電動機M1および第2電動機M2の運転状態が制御されることによりエンジン8に連結された入力軸14の回転速度と出力軸として機能する伝達部材18の回転速度との差動状態が制御される。
この状態で、上記切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が係合させられると動力分配機構16は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチC0が係合させられて差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0とが一体的に係合させられると、動力分配機構16は差動部遊星歯車装置24の3要素である差動部サンギヤS0、差動部キャリヤCA0、差動部リングギヤR0が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、エンジン8の回転速度、遊星歯車装置24の各回転要素の回転速度、並びに伝達部材18の回転速度とが同等となるので、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられて差動部サンギヤS0がケース12に連結させられると、動力分配機構16は差動部サンギヤS0が非回転状態(固定状態)とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、差動部リングギヤR0は差動部キャリヤCA0よりも増速回転されるので、動力分配機構16は増速機構として機能するものであり、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、差動部11(動力分配機構16)の変速状態を差動状態すなわち非ロック状態と非差動状態すなわちロック状態とに、すなわち差動部11(動力分配機構16)を電気的な差動装置として作動可能な差動状態例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な無段変速作動しない変速状態例えば無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動をしないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態(非差動状態)、換言すれば変速比が一定の1段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。
差動部11と駆動輪38との間の動力伝達経路の一部を構成し、本発明の第2変速部に対応する自動変速部20は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置26およびシングルピニオン型の第2遊星歯車装置28を備えている。第1遊星歯車装置26は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、例えば「0.529」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置28は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.372」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1、第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2である。
自動変速部20では、第1サンギヤS1と第2サンギヤS2とが一体的に連結され、第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。また、第1キャリヤCA1と第2リングギヤR2とが一体的に連結され、第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結されると共に第3クラッチC3を介して伝達部材18に選択的に連結されている。また、第1リングギヤR1は、第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結されると共に第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されている。また、第2キャリヤCA2は出力軸22に連結されている。
このように、自動変速部20と伝達部材18とは自動変速部20の変速段を成立させるために用いられる第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3は、差動部11の出力軸として機能する伝達部材18と自動変速部20との間すなわち差動部11(伝達部材18)と駆動輪38との間の動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、伝達部材18が自動変速部20の入力部材としても機能し、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3の少なくとも一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、および第2ブレーキB2は従来の車両用有段式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、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や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された変速機構10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、および第2ブレーキB2が選択的に係合作動させられることにより、第1変速段乃至第7変速段のいずれか或いは後進変速段或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各変速段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構10は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部11も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
例えば、変速機構10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.683」程度である第1変速段が成立させられる。切換ブレーキB0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1変速段よりも小さい値例えば「2.669」程度である第2変速段が成立させられる。切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2変速段よりも小さい値例えば「1.909」程度である第3変速段が成立させられる。切換ブレーキB0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ4が第3変速段よりも小さい値例えば「1.383」程度である第4変速段が成立させられる。第1クラッチC1、第3クラッチC3、および切換クラッチC0の係合により、変速比γ5が第4変速段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第5変速段が成立させられる。第1ブレーキB1、第3クラッチC3、および切換クラッチC0の係合により、変速比γ6が第5変速段よりも小さい値例えば「0.661」程度である第6変速段が成立させられる。第1ブレーキB1、第3クラッチC3、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ7が第6変速段よりも小さい値例えば「0.479」程度である第7変速段が成立させられる。また、第1クラッチC1または第2クラッチC2、および第2ブレーキB2の係合により、変速比γRが第2変速段と第3変速段との間の値例えば「1.951」程度である後進変速段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば第2ブレーキB2のみが係合される。
しかし、変速機構10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、自動変速部20の4速の変速段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各変速段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体としてのトータル変速比(総合変速比)γTが無段階に得られるようになる。
図3は、無段変速部として機能する差動部11と有段変速部として機能する自動変速部20とから構成される変速機構10において、変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する差動部サンギヤS0、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する差動部キャリヤCA0、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する差動部リングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置24のギヤ比ρ0に応じて定められている。さらに、自動変速部20の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応する第1リングギヤR1を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する相互に連結された第1キャリヤCA1および第2リングギヤR2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第2キャリヤCA2を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する相互に連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2をそれぞれ表し、それらの間隔は第1、第2遊星歯車装置26、28のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ0に対応する間隔に設定される。また、自動変速部20では各第1、第2遊星歯車装置26、28毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(差動部11)において、差動部遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(差動部キャリヤCA0)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されるとともに切換クラッチC0を介して第2回転要素(差動部サンギヤS0)RE2と選択的に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、第3回転要素(差動部リングギヤR0)RE3が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して自動変速部(有段変速部)20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により差動部サンギヤS0の回転速度と差動部リングギヤR0の回転速度との関係が示される。
例えば、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動状態)に切換えられたときは、第1電動機M1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される差動部サンギヤS0の回転が上昇或いは下降させられると、車速Vに拘束される差動部リングギヤR0の回転速度が略一定である場合には、直線L0と縦線Y2との交点で示される差動部キャリヤCA0の回転速度が上昇或いは下降させられる。また、切換クラッチC0の係合により差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0とが連結されると、動力分配機構16は上記3回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で伝達部材18が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合によって差動部サンギヤS0の回転が停止させられると動力分配機構16は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される差動部リングギヤR0すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で自動変速部20へ入力される。
また、自動変速部20において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第3クラッチC3を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は出力軸22に連結され、第7回転要素RE7は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結される。
自動変速部20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより、第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と横線X2との交点と第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L4と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第3クラッチC3とが係合させられることにより決まる水平な直線L5と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示され、第1ブレーキB1と第3クラッチC3とが係合させられることにより決まる斜めの直線L6と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第6速の出力軸22の回転速度が示され、第1ブレーキB1と第3クラッチC3とが係合させられることにより決まる斜めの直線L7と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第7速の出力軸22の回転速度が示される。上記において、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第4回転要素RE4、第5回転要素RE5、第7回転要素RE7のいずれかに差動部11すなわち動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、差動部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で自動変速部20に入力される。
図4は、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の一部を構成する変速機構10を制御するための制御装置である電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め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エンジン8、第1電動機M1、第2電動機M2に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
電子制御装置40には、図4に示す各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPWを示す信号、シフトポジションSPを表す信号、第1電動機M1の回転速度NM1を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2を表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速V並びに回転方向を表す信号、自動変速部20の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量Accを示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各車輪の車輪速を示す車輪速信号、エンジン8の空燃比A/Fを示す信号、スロットル弁開度θTHを示す信号などが、それぞれ供給される。
また、上記電子制御装置40からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置43(図6参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管95に備えられた電子スロットル弁96の開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ97への駆動信号や燃料噴射装置98によるエンジン8の各気筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置99によるエンジン8の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、差動部11や自動変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42(図6参照)に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
図5は複数種類のシフトポジションSPを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置48の一例を示す図である。このシフト操作装置48は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションSPを選択するために操作されるシフトレバー49を備えている。
そのシフトレバー49は、変速機構10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、変速機構10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「N(ニュートラル)」、変速機構10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または手動変速走行モード(手動モード)を成立させて上記自動変速制御における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。
上記シフトレバー49の各シフトポジションSPへの手動操作に連動して図2の係合作動表に示す後進変速段「R」、ニュートラル「N」、前進変速段「D」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路42が電気的に切り換えられる。
上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションSPにおいて、「P」ポジションおよび「N」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3のいずれもが解放されるような自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3の少なくとも一方が係合されるような自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー49が「P」ポジション或いは「N」ポジションから「R」ポジションへ手動操作されることで、第1クラッチC1または第2クラッチC2が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー49が運転者によって「N」ポジションから「D」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3のいずれかが非係合状態から係合状態へ切り換えられて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、シフトレバー49が「R」ポジションから「P」ポジション或いは「N」ポジションへ手動操作されることで、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3が解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー49が運転者によって「D」ポジションから「N」ポジションへ手動操作されることで、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3が係合状態から非係合状態へ切り換えられて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
図6は、電子制御装置40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6において、有段変速制御手段54は、自動変速部20の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された図7の実線および一点鎖線に示す関係(変速線図、変速マップ)から車速Vおよび自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、自動変速部20の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部20の変速を実行する。このとき、有段変速制御手段54は、例えば図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令)を油圧制御回路42へ出力する。
ハイブリッド制御手段52は、変速機構10の前記無段変速状態すなわち差動部11の差動状態においてエンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて差動部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとなるようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。
ハイブリッド制御手段52は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速Vおよび自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52は例えばエンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)を予め記憶しており、その最適燃費率曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように変速機構10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御する。
このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通してその電気エネルギが第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
ハイブリッド制御手段52は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ97により電子スロットル弁96を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置98による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置99による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置43に出力して必要なエンジン出力を発生するようにエンジン8の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。例えば、ハイブリッド制御手段52は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度信号Accに基づいてスロットルアクチュエータ97を駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。
前記図7の実線Aは、車両の発進/走行用(以下、走行用という)の駆動力源をエンジン8と電動機例えば第2電動機M2とで切り換えるための、言い換えればエンジン8を走行用の駆動力源として車両を発進/走行(以下、走行という)させる所謂エンジン走行と第2電動機M2を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図7に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線(実線A)を有する予め記憶された関係は、車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図(駆動力源マップ)の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図7中の実線および一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶手段56に予め記憶されている。
そして、ハイブリッド制御手段52は、例えば図7の駆動力源切換線図から車速Vと要求出力トルクTOUTとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行は、図7から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT時すなわち低エンジントルクTE時、或いは車速Vの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
ハイブリッド制御手段52は、このモータ走行時には、停止しているエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって、第1電動機の回転速度NM1を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部11の差動作用によりエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持する。
また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第1電動機M1からの電気エネルギおよび/または蓄電装置60からの電気エネルギを第2電動機M2へ供給し、その第2電動機M2を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行には、エンジン走行+モータ走行も含むものとする。
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によってエンジン8の運転状態を維持させることができる。例えば、車両停止時に蓄電装置60の充電容量SOCが低下して第1電動機M1による発電が必要となった場合には、エンジン8の動力により第1電動機M1が発電させられてその第1電動機M1の回転速度が引き上げられ、車速Vで一意的に決められる第2電動機の回転速度NM2が車両停止状態により零(略零)となっても動力分配機構16の差動作用によってエンジン回転速度NEが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機M1の回転速度NM1および/または第2電動機M2の回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを任意の回転速度に維持させられる。例えば、図3の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段52はエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速Vに拘束される第2電動機M2の回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機M1の回転速度NM1の引き上げを実行する。
増速側ギヤ段判定手段62は、変速機構10を有段変速状態とする際に切換クラッチC0および切換ブレーキB0のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて記憶手段56に予め記憶された前記図7に示す変速線図に従って変速機構10の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第2変速段、第4変速段、または第7変速段であるか否かを判定する。
切換制御手段50は、車両状態に基づいて前記差動状態切換装置(切換クラッチC0、切換ブレーキB0)の係合/解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、切換制御手段50は、記憶手段56に予め記憶された前記図7の破線および二点鎖線に示す関係(切換線図、切換マップ)から車速Vおよび要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、変速機構10(差動部11)の変速状態を切り換えるべきか否かを判断して、すなわち変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは変速機構10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより変速機構10の切り換えるべき変速状態を判断して、変速機構10を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。
具体的には、切換制御手段50は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された例えば図7に示す変速線図に従って自動変速部20の自動変速を実行する。例えば記憶手段56に予め記憶された図2は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちC0、C1、C2、B0、B1、B2、B3の作動の組み合わせを示している。すなわち、変速機構10全体すなわち差動部11および自動変速部20が所謂有段式自動変速機として機能し、図2に示す係合表に従って変速段が達成される。
例えば、増速側ギヤ段判定手段62により第2変速段、第4変速段、または第7変速段が判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が0.7の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させる指令を油圧制御回路42へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段62により第2変速段、第4変速段、または第7変速段でないと判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が1の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を係合させ且つ切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。このように、切換制御手段50によって変速機構10が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における2種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部11が副変速機として機能させられ、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、変速機構10全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
しかし、切換制御手段50は、変速機構10を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、変速機構10全体として無段変速状態が得られるために差動部11を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは記憶手段56に予め記憶された例えば図7に示す変速線図に従って自動変速部20を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段50により無段変速状態に切り換えられた差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部20の各変速段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各変速段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各変速段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体として無段変速状態となりトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
ここで前記図7について詳述すると、図7は自動変速部20の変速判断の基となる記憶手段56に予め記憶された関係(変速線図、変速マップ)であり、車速Vと駆動力関連値である要求出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図7の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。
また、図7の破線は切換制御手段50による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速V1および判定出力トルクT1を示している。つまり、図7の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速V1の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクT1の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図7の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図7は判定車速V1および判定出力トルクT1を含む、車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして記憶手段56に予め記憶されてもよい。また、この切換線図は判定車速V1および判定出力トルクT1の少なくとも1つを含むものであってもよいし、車速Vおよび出力トルクTOUTの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Vと判定車速V1とを比較する判定式、出力トルクTOUTと判定出力トルクT1とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段50は、車両状態例えば実際の車速が判定車速V1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。また、切換制御手段50は、車両状態例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが判定出力トルクT1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。
また、差動部11を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第1電動機M1における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第1電動機M1、第2電動機M2、インバータ58、蓄電装置60、それらを接続する伝送路などの故障(フェイル)や、故障とか低温による機能低下が発生したような車両状態となる場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段50は変速機構10を優先的に有段変速状態としてもよい。
前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部20の出力トルクTOUT、エンジントルクTE、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル弁開度θTH(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとに基づいて算出されるエンジントルクTEなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求(目標)エンジントルクTE、自動変速部20の要求(目標)出力トルクTOUT、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTOUT等からデフ比、駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
また、例えば判定車速V1は、高速走行において変速機構10が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において変速機構10が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクT1は、車両の高出力走行において第1電動機M1の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第1電動機M1を小型化するために、例えば第1電動機M1からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第1電動機M1の特性に応じて設定されている。
図7の関係に示されるように、出力トルクTOUTが予め設定された判定出力トルクT1以上の高トルク領域、或いは車速Vが予め設定された判定車速V1以上の高車速領域が有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン8の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、変速機構10が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Vが前記判定車速V1を越えるような高速走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上する。また、出力トルクTOUTなどの前記駆動力関連値が判定トルクT1を越えるような高出力走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第1電動機M1が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第1電動機M1が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第1電動機M1或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態(定変速状態)に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度NEの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化が楽しめる。
ところで、本実施例のようにそれぞれが独立して変速可能な差動部11および自動変速部20を備えた変速機構10において、差動部11と自動変速部20とが同時に変速される場合がある。特に、本実施例において、差動部11が有段変速状態での第2変速段から第3変速段への変速もしくは第4変速段から第5変速段への変速では、差動部11の変速比と自動変速部20の変速比とが互いに反対方向に変速されて変速機構10全体としての変速比が変化される。具体的には、例えば第2変速段から第3変速段へのアップ変速では、差動部11の係合状態が切換ブレーキB0の係合から切換クラッチC0の係合に切り換えられる、すなわちダウン変速(変速比増加)されるのに対して、自動変速部20ではクラッチツウクラッチ変速によりアップ変速(変速比減少)される。そして、変速機構10全体として、アップ変速(変速比減少)されることとなる。なお、このように差動部11の変速比の変化方向と自動変速部20の変速比の変化方向とを互いに反対方向に変速させて変速機構10全体としての変速比を変化させる変速を本実施例では同時変速と定義する。前記同時変速においても通常の変速と同様に、変速による変速ショックを低減するため、トルクダウン制御が実施される。ここで、同時変速の変速過渡期においては、差動部11および自動変速部20のいずれか一方のみが変速される状態と、差動部11および自動変速部20が同時に変速される状態とが混在する。このような同時変速において、従来と同様のトルクダウン制御、具体的には、変速状態に拘わらず一定値のトルクダウン制御を実行すると、変速ショックが大きくなる可能性があった。
そこで、本実施例では、差動部11の変速比と自動変速部20の変速比とが互いに反対方向に変速される同時変速の際においても、変速ショックが低減されるようにトルクダウン制御を実行する。以下に、その制御作動を具体的に説明する。
同時変速判定手段80は、変速機構10において、差動部11と自動変速部20が同時に変速され、且つ、差動部11の変速比の変化方向と自動変速部20の変速比の変化方向とが互いに反対方向の変速である同時変速が実行されるか否かが判定される。具体的には、図7に示す変速マップにおいて、例えば車両の状態が第2変速段の有段変速領域から第3変速段へのアップシフト線を横切ったとき、或いは第4変速段の有段変速領域から第5変速段へのアップシフト線を横切ったとき、同時変速が実行されるものと判定される。有段変速状態における第2変速段から第3変速段へのアップ変速において、差動部11では、切換ブレーキB0が解放されると共に切換クラッチC0が係合される、ダウン変速となる。一方、自動変速部20では、第2ブレーキB2が解放されると共に第1ブレーキB1が係合されるクラッチツウクラッチ変速によるアップ変速となる。そして、これらの変速が同時に実行されることで、変速機構10全体として、アップ変速となる。なお、有段変速状態における第4変速段から第5変速段への変速も同様に、差動部11がダウン変速されると共に自動変速部20がアップ変速される同時変速となる。
電動機制御可能判定手段82は、自動変速部20の入力軸として機能する伝達部材18に連結された第2電動機M2によるトルクダウン制御が実施可能か否かを判定する。トルクダウン制御は、後述するように、第2電動機M2およびエンジン8のいずれか、もしくは両方で実施される。そこで、第2電動機M2に何らかの制限があるとき、エンジン8によるトルクダウン制御に切り換えられる。例えば蓄電装置60の許容上限量を超えてしまい、第2電動機M2によって発電される電力量に制限が生じたとき、或いは発電そのものが禁止されるとき、第2電動機M2によるトルクダウン制御が不可能と判定される。また、第2電動機M2に故障(フェイル)が生じたときも同様に、電動機制御可能判定手段82は、第2電動機M2によるトルクダウン制御を不可能と判定する。なお、第2電動機M2が本発明の第2変速部の入力軸に連結される電動機に対応している。
差動部イナーシャ相開始終了判定手段84は、差動部11の変速過程において、差動部11のイナーシャ相が開始したか否か、およびイナーシャ相が終了したか否かを判定する。差動部イナーシャ相開始終了判定手段84は、例えば差動部サンギヤS0の回転速度すなわち第1電動機M1の回転速度NM1が変化しだしたか否か、或いは差動部11の係合側の係合要素に対応する切換クラッチC0の係合油圧が係合トルク容量を持ち始める予め実験的に定められた所定の係合油圧を越えたか否かなどに基づいて、差動部11のイナーシャ相の開始を判定する。また、差動部イナーシャ相開始終了判定手段84は、例えば差動部サンギヤS0の回転速度変化が所定値以下となったか否か、或いは、差動部11の係合側の係合要素に対応する切換クラッチC0の係合油圧が、切換クラッチC0の回転要素間の相対回転速度が所定値以下となる予め実験的に定められた所定の係合油圧を超えたか否かなどに基づいて、差動部11のイナーシャ相の終了を判定する。
変速部イナーシャ相開始終了判定手段86は、自動変速部20の変速過程において、自動変速部20のイナーシャ相が開始したか否か、およびイナーシャ相が終了したか否かを判定する。変速部イナーシャ相開始終了判定手段86は、例えば自動変速部20の入力回転部材として機能する伝達部材18の回転速度すなわち第2電動機M2の回転速度NM2が変化しだしたか否か、或いは自動変速部20の係合側の係合要素が係合トルク容量を持ち始める予め実験的に定められた所定の係合油圧を越えたか否かなどに基づいて、自動変速部20のイナーシャ相の開始を判定する。また、変速部イナーシャ相開始終了判定手段86は、例えば自動変速部20の入力回転部材である伝達部材18の回転速度すなわち第2電動機M2の回転速度変化が所定値以下となったか否か、或いは自動変速部20の係合側係合要素の回転要素間の相対回転速度が所定値以下となる予め実験的に定められた所定の係合油圧を超えたか否かなどに基づいて、自動変速部20のイナーシャ相終了を判定する。なお、本実施例の伝達部材18が、本発明の第2変速部の入力軸に対応している。
同時変速制御手段88は、同時変速判定手段80に基づいて同時変速の開始が判定されると、同時変速時の変速ショックが発生しないようにその制御を実行する。同時変速制御手段88は、同時変速の際、変速機構10全体としての変速方向に対して反対方向の変速が変速機構10全体の変速に対して隠し込まれるように制御する。例えば、全体としてアップ変速となる第2変速段から第3変速段の変速において、反対方向の変速となる、すなわちダウン変速となる差動部11の変速を自動変速部20のアップ変速に隠し込まれるように制御する。以下、第2変速段から第3変速段へのアップ変速を一例に説明する。
同時変速制御手段88は、同時変速判定手段80によって同時変速の開始が判定されると、先ず、自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速、具体的には、第1ブレーキB1を係合すると共に、第2ブレーキB2を解放する制御を開始する。そして、略同時或いは少し遅れて差動部11の切換ブレーキB0を解放すると共に、切換クラッチC0を係合させるクラッチツウクラッチ変速を開始する。ここで、同時変速制御手段88は、切換ブレーキB0の係合油圧を連結要素間において滑りが生じない程度の係合油圧に保持するすると共に、第1電動機M1によって差動部サンギヤS0の回転速度を零回転に強制的に固定させる指令をハイブリッド制御手段52に出力する。すなわち、同時変速制御手段88は、差動部11のイナーシャ相の開始を強制的に禁止し、自動変速部20のイナーシャ相を先に開始させる。この状態で、同時変速制御手段88は、自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速の進行によってイナーシャ相を開始させる、或いは第2電動機M2によって自動変速部20の入力軸の回転速度(伝達部材18の回転速度)を低下させて強制的にイナーシャ相を開始させると、差動部11の切換ブレーキB0の係合油圧をさらに引き下げると共に、第1電動機M1による差動部サンギヤS0の強制的な固定を解除して、差動部11のイナーシャ相を開始させる。なお、このとき第1電動機M1によって強制的に差動部11のイナーシャ相を開始させても構わない。
さらに、同時変速制御手段88は、自動変速部20のイナーシャ相よりも前記差動部11のイナーシャ相が先に終了するように制御する、すなわち自動変速部20の変速進行中すなわちイナーシャ相中に差動部11の変速切換が実行されるように制御される。例えば、差動部11のイナーシャ相の終了が遅れているのであれば、同時変速制御手段88は、自動変速部20のイナーシャ相の終了を遅らせるようにハイブリッド制御手段52に出力する。具体的には、例えば第2電動機M2によって自動変速部20の変速の進行を遅らせる、或いは自動変速部20の係合側の係合要素の係合油圧の立ち上がりを遅らせることで、自動変速部20のイナーシャ相の終了を遅延させる。このように、自動変速部20は、第2電動機M2によって自動変速部20のイナーシャ相を開始させることができると共に、イナーシャ相を進行を遅延させることができ、第2電動機M2によって自動変速部20の変速時の特性が維持されるように制御される。そして、差動部11のイナーシャ相が終了すると、自動変速部20のイナーシャ相を終了させる。このように、自動変速部20の変速進行中すなわちイナーシャ相中に差動部11の変速切換が実行される。なお、本実施例の第1電動機M1が、本発明の第1変速部の回転要素に連結された電動機に対応している。
図8は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち同時変速において変速ショックを低減する制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数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ものである。なお、図8において、差動部11の有段変速状態において自動変速部20の第2変速段から第3変速段へのアップシフトが実行された場合を一例に説明されている。
先ず、同時変速判定手段80に対応するステップSA1(以下、ステップを省略する)において、同時変速が開始されたか否かが判定される。本判定が否定されると、本ルーチンは終了させられる。一方、SA1が肯定される、すなわち同時変速が開始されると判定されると、同時変速制御手段88に対応するSA2において、自動変速部20の解放側係合要素である第2ブレーキB2の係合油圧を低下させると共に、係合側係合要素である第1ブレーキB1の係合油圧を上昇させる。また、これと略同時或いは少し遅れて切換ブレーキB0の係合油圧を低下させると共に、略同時或いは少し遅れて切換クラッチC0の係合油圧の引き上げを開始させる。さらに、同時変速制御手段88に対応するSA3において、切換ブレーキB0の係合油圧を切換ブレーキB0において滑りが発生しない所定の第1油圧まで低下させて一時的に保持させる。さらに、第1電動機M1によって差動部サンギヤS0の回転速度を零回転に強制的に固定させることで、差動部11のイナーシャ相の開始を強制的に禁止する。
次いで、変速部イナーシャ相開始終了判定手段86に対応するSA4において、自動変速部20の入力軸に対応する伝達部材18の回転速度に変化が生じたか否か、すなわち自動変速部20のイナーシャ相が開始されたか否かが判定される。SA4が否定されると同時変速制御手段88に対応するSA5において、第2電動機M2の回転速度NM2を制御する、具体的には第2電動機M2により伝達部材18の回転速度を引き下げることで自動変速部20のイナーシャ相を強制的に開始させる。そして、SA4が肯定される、或いはSA5によって自動変速部20のイナーシャ相が開始されると、同時変速制御手段88に対応するSA6において、差動部11の切換ブレーキB0の係合油圧をさらに低下させると共に、切換クラッチC0の係合油圧をさらに上昇させて差動部11の変速を進行させ、これと略同時に、同時変速制御手段88に対応するSA7において、第1電動機M1による差動部サンギヤS0の固定を解除することで、差動部11のイナーシャ相の開始を許可する。
そして、差動部イナーシャ相開始終了判定手段84に対応するSA8において、所定時間内に差動部11のイナーシャ相が開始されたか否かが判定される。SA8が否定されると、同時変速制御手段88に対応するSA9において、所定時間経過後、直接第1電動機M1を制御することにより差動部11のイナーシャ相を強制的に開始させる。そして、SA8が肯定される、或いはSA9によってイナーシャ相が強制的に開始されると、差動部イナーシャ相開始終了判定手段84に対応するSA10において、差動部11のイナーシャ相が終了したか否かが判定される。なお、設計的には、自動変速部20のイナーシャ相終了前に差動部11のイナーシャ相が終了するように設定されているが、油圧特性や摩擦材の特性のバラツキ等によりこれが長引いているか否かが判定される。SA10が否定されると、同時変速制御手段88に対応するSA11において、第2電動機M2を制御することにより自動変速部20のイナーシャ相の進行を遅らせる。なお、イナーシャ相の進行は第1ブレーキB1の係合油圧の立ち上がりを遅らせることで実施してもよい。
そして、差動部11のイナーシャ相が終了するまで、SA11によって自動変速部20のイナーシャ相の遅延が実行され、SA10が肯定される、すなわち差動部11のイナーシャ相が終了されると、同時変速制御手段88に対応するSA12において、自動変速部20のイナーシャ相の終了を許可して同時変速を終了する。
また、図9は図8に示す制御作動を説明するタイムチャートであり、差動部11の有段変速状態において自動変速部20の第2変速段から第3変速段へのアップシフトが実行された場合での制御作動を示している。a時点において、同時変速判定手段80により同時変速判定が為されると、b時点において、第2ブレーキB2の係合油圧を低下させると共に、第1ブレーキB1の係合油圧を上昇させる。また、これと同時に切換ブレーキB0の係合油圧を回転要素間で滑りが生じない程度の低圧である第1油圧まで低下させる。その後、所定時間後に自動変速部20がクラッチツウクラッチ変速制御によって自動変速部20の入力軸(伝達部材18)の回転速度に変化が生じたか否か、すなわちイナーシャ相が開始されたか否かが判定され、イナーシャ相が開始されない場合は、c時点において第2電動機M2により自動変速部20の入力軸(伝達部材18)の回転速度を低下させることでイナーシャ相を開始させている。また、d時点では、例えば第1ブレーキB1の係合油圧の立ち上がりを遅くするなどして、自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速制御を遅れて進行させている。そして、e時点乃至f時点において、切換ブレーキB0の係合油圧をさらに低下させると共に、切換クラッチC0の係合油圧をさらに上昇させて差動部11の変速を進行させることで、差動部11のイナーシャ相を進行させる。そして、f時点において差動部11のイナーシャ相が自動変速部20のイナーシャ相よりも必ず先に終了されるように制御される。また、差動部11の変速中(イナーシャ相中)の過渡制御は、第1電動機M1によって積極的に実施される。具体的には、第1電動機M1の回転速度は、例えば自動変速部20の入力軸回転速度(伝達部材18の回転速度)に依存してフィードバック制御される。例えば、同時変速時において、エンジン回転速度NEが一度も上昇しないようにフィードバック制御される。このように、第1電動機M1によってエンジン8の回転速度変化が制御される。また、これと同時に切換クラッチC0の係合油圧も同時に制御され、切換クラッチC0および/または第1電動機M1によってエンジン回転速度NEが強制的に低下させられる。なお、エンジン回転速度NEの変化率は予め実験によって求められた好適な変化率となるように、切換クラッチC0および/または第1電動機M1がぞれぞれフィードフォワード制御もしくはフィードバック制御される。また、学習制御を適用し、前回の同時変速の進行状況から例えば切換クラッチC0の係合油圧などを補正しつつ制御することもできる。そして、f時点において差動部11のイナーシャ相が終了されると、g時点において、自動変速部20のイナーシャ相が終了されて、最後に第1ブレーキB1の係合油圧が最大値にまで上昇される。
図6に戻り、トルクダウン制御手段90は、エンジン回転速度変化中にエンジン8および伝達部材18に連結された第2電動機M2の何れか一方或いは両方によって駆動輪38へ伝達されるトルクを低減する。例えばエンジン8によってトルクダウン制御を実施するときは、電子スロットル弁96の開度を絞ったり、燃料噴射装置98による燃料供給量を減少させたり、点火装置99によるエンジン8の点火時期を遅角させたりして、エンジントルクTEを低下させるトルクダウン制御により、駆動輪38へ伝達されるトルク、言い換えれば自動変速部20へ入力されるトルクおよび自動変速部20の出力トルクTOUTを低減する。また、第2電動機M2よるトルクダウン制御を実施するときは、一時的に逆回転トルクや蓄電装置60に充電が行われる回生制動トルクを発生させるようにインバータ58により第2電動機M2を制御するトルクダウン制御により、駆動輪38へ伝達されるトルクを低減する。
トルクダウン制御手段90は、前記電動機制御可能判定手段82によって第2電動機M2によるトルクダウン制御手段が不可能と判定されると、エンジン8のみによるトルクダウン制御に切り換える。ここで、トルクダウン制御手段90は、同時変速時において、自動変速部20の入力軸として機能する伝達部材18に連結された第2電動機M2によってトルクダウン制御を実施する場合と、エンジン8によってトルクダウン制御を実施する場合とで、そのトルクダウン方法およびトルクダウン量を変更する。さらに、トルクダウン制御手段90は、同時変速時において、差動部11および自動変速部20の何れか一方でのみ変速が進行しているときと、差動部11および自動変速部20同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更する。
図9のタイムチャートにおいて、実線が第2電動機M2によるトルクダウン制御を示しており、破線がエンジン8によるトルクダウン制御を示している。エンジン8によってトルクダウン制御を実施する場合、図9に示すように、同時変速の進行状態に関係なく、一律にトルクダウンが実施されている。エンジン8によるトルクダウン制御は、電動機に比べても応答性が劣り、細かな制御が不可能であるため、例えばエンジン回転速度NEの平均値に対して一律に予め設定されたトルクダウン量とする。
次に、第2電動機M2によるトルクダウン制御について説明する。なお、一般に電動機によるトルクダウン制御の方が、エンジンによるトルクダウン制御よりも制御し易い。具体的には、第2電動機M2は直接自動変速部20の入力軸(伝達部材18)に入力されるトルクを低下させることが出来るのに対して、エンジン8によるトルクダウンでは、自動変速部20の入力軸に入力されるトルクは、直達分の0.7程度に低減され、しかもエンジントルクTEが変化するために第1電動機M1の反力トルクも変化し、これを同時に合わせ込む制御が必要となって制御が複雑化する。また、エンジンのトルクダウンは、前記点火時期制御あるいはスロットル開度制御であるが、これらは何れも電動機によるトルク制御に比べて応答性が悪く制御し難いものである。これに対し、第2電動機M2によるトルクダウン制御は、応答性にも優れ細かな制御が可能となるためエンジン8によるトルクダウン制御よりも好ましい。
図9に示すように、トルクダウン制御手段90は、一方の変速部でのみ変速が進行している場合と、同時に変速が進行している場合とでトルクダウン量が変更されている。上記を詳細に説明すると、c時点乃至e時点では、差動部11の変速が第1電動機M1によって禁止されているため、自動変速部20のみ変速が進行した状態となっている。このとき、エンジン回転速度NEの低下速度は比較的速くなっており、これに応じてトルクダウン量が増加されている。また、e時点乃至f時点では、差動部11の変速が許可されているので、差動部11および自動変速部20同時に変速が進行した状態となっている。このとき差動部11の変速比と自動変速部20の変速比とが反対方向に進む変速であるため、エンジン回転速度NEの低下速度が遅くなるので、それに応じてトルクダウン量を低減されている。さらに、f時点乃至g時点においては、差動部11の変速が終了しているので、自動変速部20のみ変速が進行した状態となっている。このとき、エンジン回転速度NEの低下速度は、e時点乃至f時点よりも速くなっており、これに応じてトルクダウン量が増加されている。
このように、図9に示すように、自動変速部20のみの変速が進行しているときのトルクダウン量よりも、差動部11および自動変速部20の両方の変速が進行しているときのトルクダウン量の方が少なくされている。言い換えれば、自動変速部20のみのイナーシャ相進行中のトルクダウン量よりも、差動部11および自動変速部20の両方のイナーシャ相進行中の方がトルクダウン量が少なくされている。さらに図9に示すように、エンジン8の回転速度変化が小さくなるに従って、トルクダウン量が小さく設定されている。
また、図9の実線および破線で示すように、第2電動機M2によるトルクダウンでは、変速状態に応じてトルクダウン量が適宜変更されるのに対して、エンジン8によるトルクダウンでは、変速状態に拘わらず一律にトルクダウンされており、トルクダウン量も変更されている。このように、第2電動機M2によってトルクダウン制御を実施する場合と、エンジン8によってトルクダウン制御を実施する場合とで、そのトルクダウン方法およびトルクダウン量が変更されている。
図10は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち変速機構10の同時変速の際のトルクダウン制御を説明するフローチャートであり、例えば数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ものである。
先ず、同時変速判定手段80に対応するステップSB1(以下、ステップを省略する)において、同時変速が発生したか否かが判定される。なお、本実施例では、有段変速状態での第2変速段から第3変速段へのアップ変速、および第4変速段から第5変速段へのアップシフトが該当する。SB1が否定されると本ルーチンは終了させられる。一方、SB1が肯定されると、電動機制御可能判定手段82に対応するSB2において、第2電動機M2によるトルクダウン制御が可能か否かが判定される。SB2が否定されると、トルクダウン制御手段90に対応するSB6において、エンジン8によるトルクダウン制御が実施される。エンジン8によるトルクダウン制御は、差動部11および自動変速部20の何れか一方または両方で変速が進行しているに関係なく、一律にトルクダウンが実施される。
一方、SB2が肯定されると、トルクダウン制御手段90に対応するSB3において、第2電動機M2によるトルクダウン制御が実施される。第2電動機M2によるトルクダウン制御は、差動部11および自動変速部20の何れか一方で変速が進行する場合と両方で変速が進行する場合とでトルクダウン量が変更される。言い換えれば、エンジン回転速度NEの変化速度に応じてトルクダウン量が変更される。具体的には、自動変速部20のみの変速が進行しているときのトルクダウン量よりも、差動部11および自動変速部20の両方の変速が進行しているときのトルクダウン量の方が少なくされる。また、エンジン8の回転速度変化が小さくなるに従って、トルクダウン量が小さく設定されている。エンジン8の回転速度変化が小さいときは、イナーシャトルクダウン量は少なくて済むため、上述のように、エンジン回転速度変化に応じて好適なトルクダウン量とされている。
そして、変速部イナーシャ相開始終了判定手段86に対応するSB4において、自動変速部20のイナーシャ相が終了したか否かが判定され、本判定が肯定されるまで、第2電動機M2によるトルクダウン制御もしくはエンジン8によるトルクダウン制御が繰り返し実行される。そして、SB4が肯定される、すなわちイナーシャ相が終了すると、トルクダウン制御手段90に対応するSB5において、トルクダウン制御が終了される。
上述のように、本実施例によれば、差動部11の変速比と自動変速部20の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させる同時変速時、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20のみで変速が進行しているときと、差動部11および自動変速部20同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更するため、同時変速の進行状態に応じてトルクダウン量を適宜変更することで効果的に同時変速時の変速ショックを低減することができる。
また、本実施例によれば、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20の入力軸(伝達部材18)に連結される第2電動機M2によってトルクダウンを実行するため、同時変速の進行状態に応じたトルクダウン量の迅速な変更が可能となり、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20のみ変速進行時のトルクダウン量よりも、差動部11および自動変速部20両方の変速進行時のトルクダウン量を少なくするため、変速状態に応じた好適なトルクダウン量となって、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20のみイナーシャ相進行中のトルクダウン量よりも、差動部11および自動変速部20両方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量を少なくするため、イナーシャ相すなわち差動部11および自動変速部20の回転速度変化に応じた好適なトルクダウン量が得られるので、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、トルクダウン制御手段90は、エンジン8の回転速度変化が小さくなるに従ってトルクダウン量を少なくするため、エンジン8の回転速度変化に応じた好適なトルクダウン量が得られるので、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、トルクダウン制御手段90は、自動変速部20の入力軸(伝達部材18)に連結される第2電動機M2によってトルクダウンを実行する場合と、エンジン8によってトルクダウンを実行する場合とで、トルクダウン方法あるいはトルクダウン量を変更するため、エンジン8もしくは第2電動機M2によるトルクダウン制御に応じて好適にトルクダウン方法またはトルクダウン量を変更するで、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、前記同時変速では、全体としての変速比の変化方向に対し、反対方向の変速が全体の変速に対して隠しこまれるように制御されるため、反対方向の変速による影響がなくなって変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、自動変速部20は油圧制御によって基本特性を制御され、第2電動機M2によってこの特性を維持するように制御されるため、第2電動機M2によって同時変速時の変速状態を好適な状態に維持することができる。
また、本実施例によれば、自動変速部20のイナーシャ相中に差動部11の変速切換が実行されるため、差動部11の変速による影響が好適に隠しこまれ、変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、差動部11の回転要素に連結された第1電動機M1によって、エンジン8の回転速度変化が制御されるため、その第1電動機M1によってエンジン8の回転速度変動が抑制されて同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、自動変速部20の入力回転速度の変化に依存して差動部11の回転要素に連結された第1電動機M1の回転速度制御を実行するため、自動変速部20の変速状態に応じて第1電動機M1の回転速度制御が好適に実施される。これにより、エンジン8の回転速度変動が抑制されて、同時変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、トルクダウン制御手段は90、エンジン8の回転速度変化中にトルクダウン制御を実行するため、エンジン8の回転速度変化によって発生するトルク増加分を相殺することができ、変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、自動変速部20の変速は、クラッチツウクラッチ変速であるため、自動変速部20の係合側の係合要素と解放側の係合要素とのトルクの受け渡しがスムーズに実施され、変速時の変速ショックを効果的に低減することができる。
また、本実施例によれば、差動部11は、差動機構の回転要素に連結された第1電動機M1の運転状態が制御されることにより、エンジン8に連結された入力軸14の回転速度と出力軸(伝達部材18)の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部であるため、第1電動機M1を制御することで自動変速部20の変速状態に応じて差動部11の変速比を逐次変更することができる。
また、本実施例によれば、電気式差動部は、無段変速部として機能するため、無段階的に変速比を変更することができ、幅広い変速比を得ることができると共に、滑らかな駆動力を得ることができる。また、エンジン8を最適な運転状態で駆動させることが可能となり、燃費を向上させることができる。
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。
図11は、本発明の他の実施例であるハイブリッド車両用動力伝達装置の一部を構成する変速機構200を説明する骨子図である。本実施例の変速機構200は、軸心方法の寸法が短縮されたFF(フロントエンジン・フロントドライブ)駆動方式に適した配置となるように、変速機構200を構成する動力分配機構16、自動変速部202、および差動歯車装置36を、互いに平行な第1軸心RC1、第2軸心RC2、および第3軸心RC3上にそれぞれ配置替えしたものであり、図1の変速機構10の伝達部材18がカウンタギヤ対CGに替えられたものである。なお、動力分配機構16は、前述の実施例と比べてギヤ比ρ0が「0.300」と異なる他は構成が同様であるためその説明を省略する。なお、本実施例の変速機構200が本発明の車両用動力伝達装置に対応する。
図11においては、変速機構200の動力分配機構16、自動変速部202、差動歯車装置36が互いに平行な第1軸心RC1、第2軸心RC2、第3軸心RC3上にそれぞれ配置さている。カウンタギヤ対CGは、第1軸心RC1上に動力分配機構16と同心に回転可能に配設されてリングギヤR0に連結されるカウンタドライブギヤCG1と、第2軸心RC2上に自動変速部202と同心に回転可能に配設されて自動変速部202の入力部材として機能するカウンタドリブンギヤCG2とを、備え、これらカウンタドライブギヤCG1およびカウンタドリブンギヤCG2とが互いに噛み合わされることで、動力分配機構16から出力される動力が自動変速部202へ伝達される。
本実施例の変速機構200において、カウンタギヤ対CGは、動力分配機構16に対してエンジン8の反対側の位置に動力分配機構16に隣接して配設されている。言い換えれば、動力分配機構16は、エンジン8とカウンタギヤ対CGとの間に位置するように配設されている。第2電動機M2は、動力分配機構16とカウンタギヤ対CGとの間に位置するようにカウンタギヤ対CGに隣接して第1軸心RC1上に配設され、カウンタドライブギヤCG1に連結されている。デフドライブギヤ32は、自動変速機202に対してカウンタギヤ対CGの反対側すなわちエンジン8側の位置に配設されている。言い換えれば、自動変速機202は、カウンタギヤ対CGとデフドライブギヤ32との間に位置するようにカウンタギヤ対CGに隣接して配設されている。
自動変速部202は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置204およびシングルピニオン型の第2遊星歯車装置206とを備えている。第1遊星歯車装置204は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、例えば「0.522」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置206は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.309」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1、第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2である。なお、自動変速部202が本発明の第2変速部に対応している。
自動変速部202では、第1サンギヤS1と第2サンギヤS2とが一体的に連結され、第1クラッチC1を介してカウンタドリブンギヤCG2に選択的に連結されると共に第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結される。また、第1キャリヤCA1が第2クラッチC2を介してカウンタドリブンギヤCG2に選択的に連結されると共に第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結される。第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結され、デフドライブギヤ32に連結されている。第2リングギヤR2が第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結される。
以上のように構成された変速機構200では、例えば、図12の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1変速段乃至第第7変速段のいずれか或いは後進変速段或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各変速段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構200では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部11と自動変速部202とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部11と自動変速部202とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構200は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部11も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
例えば、変速機構200が有段変速機として機能する場合には、図12に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ1が最大値例えば「4.241」程度である第1変速段が成立させられる。切換ブレーキB0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ2が第1変速段よりも小さい値例えば「2.986」程度である第2変速段が成立させられる。切換クラッチC0、第2クラッチC2および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2変速段よりも小さい値例えば「2.111」程度である第3変速段が成立させられる。切換ブレーキB0、第2クラッチC2および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ4が第3変速段よりも小さい値例えば「1.482」程度である第4変速段が成立させられる。第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換クラッチC0の係合により、変速比γ5が第4変速段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第5変速段が成立させられる。第2ブレーキB2、第2クラッチC2、および切換クラッチC0の係合により、変速比γ6が第5変速段よりも小さい値例えば「0.657」程度である第6変速段が成立させられる。第2ブレーキB2、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ7が第6変速段よりも小さい値例えば「0.463」程度である第7変速段が成立させられる。また、第1ブレーキB1(モータ走行)または第3ブレーキB3(エンジン走行)、および第1クラッチC1の係合により、変速比γRが第3変速段と第4変速段との間の値例えば「1.917」程度である後進変速段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば第1クラッチC1のみが係合される。
しかし、変速機構200が無段変速機として機能する場合には、図12に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部11が無段変速機として機能し、それに自動変速部202が有段変速機として機能することにより、自動変速部202の4つの変速段に対しその自動変速部202に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各変速段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各変速段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構200全体としてのトータル変速比(総合変速比)γTが無段階に得られるようになる。
図13は、無段変速部として機能する差動部11と有段変速部として機能する自動変速部202とから構成される変速機構200において、変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図13の共線図は、各遊星歯車装置24、204、206のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する差動部サンギヤS0、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する差動部キャリヤCA0、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する差動部リングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置24のギヤ比ρ0に応じて定められている。さらに、自動変速部202の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応する相互に連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第1キャリヤCA1を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する相互に連結された第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は第1、第2遊星歯車装置204、206のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ0に対応する間隔に設定される。また、自動変速部202では各第1、第2遊星歯車装置204、206毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図13の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構200は、動力分配機構16(差動部11)において、差動部遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(差動部キャリヤCA0)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されるとともに切換クラッチC0を介して第2回転要素(差動部サンギヤS0)RE2と選択的に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、第3回転要素(差動部リングギヤR0)RE3がカウンタドライブギヤCG1および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転をカウンタギヤ対CGを介して自動変速部(第2変速部)202へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により差動部サンギヤS0の回転速度と差動部リングギヤR0の回転速度との関係が示される。
例えば、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動状態)に切換えられたときは、第1電動機M1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される差動部サンギヤS0の回転が上昇或いは下降させられると、車速Vに拘束される差動部リングギヤR0の回転速度が略一定である場合には、直線L0と縦線Y2との交点で示される差動部キャリヤCA0の回転速度が上昇或いは下降させられる。また、切換クラッチC0の係合により差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0とが連結されると、動力分配機構16は上記3回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転でカウンタドリブンギヤCG2が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合によって差動部サンギヤS0の回転が停止させられると動力分配機構16は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線L0は図13に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される差動部リングギヤR0すなわちカウンタドリブンギヤCG2の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で自動変速部202へ入力される。
また、自動変速部202において第4回転要素RE4は第1クラッチC1を介してカウンタドリブンギヤCG2に選択的に連結されるとともに第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2クラッチC2を介してカウンタドリブンギヤCG2に選択的に連結されるとともに第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6はデフドライブギヤ32に連結され、第7回転要素RE7は第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結される。
自動変速部202では、図13に示すように、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより、第4回転要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と横線X2との交点と第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、デフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速のデフドライブギヤ32の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2とデフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第2速のデフドライブギヤ32の回転速度が示され、第2クラッチC2と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3とデフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速のデフドライブギヤ32の回転速度が示され、第2クラッチC2と第ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L4とデフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速のデフドライブギヤ32の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L5とデフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第5速のデフドライブギヤ32の回転速度が示され、第2ブレーキB2と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L6とデフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第6速のデフドライブギヤ32の回転速度が示され、第2ブレーキB2と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L7とデフドライブギヤ32と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第7速のデフドライブギヤ32の回転速度が示される。上記において、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第4回転要素RE4および第5回転要素RE5のいずれかに差動部11すなわち動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、差動部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で自動変速部202に入力される。
このように構成される変速機構200においても第1変速部として機能する差動部11と第2変速部として機能する自動変速部202を備えた構成となっているため、本発明を適用することで前述の実施例と同様の効果が得られる。なお、本実施例の変速機構200においては、第2変速段から第3変速段へのアップシフトおよび第4変速段から第5変速段へのアップシフトが同時変速に対応している。
また、本実施例によれば、図1の変速機構10と比較して同一の軸心上に動力分配機構16と自動変速部202とが配設されていないので、変速機構200の軸心方向の寸法がより短縮される。よって、一般的に変速機構の軸心方向の寸法が車幅で制約されるFF車両用やRR車両用に横置き可能すなわち第1軸心RC1および第2軸心RC2が車幅方向と平行に搭載可能な変速機構として好適に用いられ得る。また、動力分配機構16および自動変速部202がエンジン(デフドライブギヤ32)とカウンタギヤ対CGとの間に配設されているので、変速機構200の軸心方向の寸法が一層短縮される。さらに、第2電動機M2が第1軸心RC1上に配設されているので、第2軸心RC2の寸法が一層短縮される。
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、前述の実施例では、例えば第2変速段から第3変速段へのアップシフトを一例に説明が為されているが、変速段は第2変速段から第3変速段へのアップシフトだけでなく、係合作動表に応じて変更されるものである。例えば変速機構10および変速機構200においては、第4変速段から第5変速段へのアップシフトにおいても適用することができる。また、異なる構成から成る変速機構においても、第1変速部と第2変速部とを備え、変速時において互いに反対方向の変速を伴う同時変速が為されるのであれば本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、第2変速段から第3変速段へのアップシフトを一例に説明が為されているが、本発明はアップシフトに限定されず、例えば第3変速段から第2変速段へのダウンシフトにおいても本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、差動部11の変速が自動変速部20の変速に隠し込まれるように制御されているが、例えば差動部11の変速方向が全体としての変速方向となるならば、差動部11の変速進行中(またはイナーシャ相中)に自動変速部20の変速を実行することで変速ショックを低減することができる。
また、前述の実施例では、第1変速部が無段変速部として機能する差動部11であり、第2変速部が有段式の自動変速部20であったが、第1変速部および第2変速部はこれに限定されず、例えばベルト式無段変速部を適用するなど、変速機能を有するものであれば自由に変更することができる。
また、前述の実施例では、差動部11はそのギヤ比γ0が最小値γ0minから最大値γ0maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであったが、たとえば差動部11の変速比γ0を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであっても本発明は適用することができる。
また、前述の実施例の動力分配機構16では、差動部キャリヤCA0がエンジン8に連結され、差動部サンギヤS0が第1電動機M1に連結され、差動部リングギヤR0が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、差動部遊星歯車装置24の3要素CA0、S0、R0のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、たとえばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は差動部サンギヤS0に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、たとえばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第1電動機M1は差動部サンギヤS0に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、第1クラッチC1や第2クラッチC2などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁紛)クラッチ、電磁クラッチ、噛合型のドグクラッチなどの磁紛式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。たとえば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路42は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述の実施例では、自動変速部20は伝達部材18を介して差動部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部20が配列されていてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20とは、たとえば伝達部材18としてカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構16は、たとえばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および伝達部材18(第2電動機M2)に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。また、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。また、このような2以上の遊星歯車装置から構成された場合においても、これらの遊星歯車装置の各回転要素にエンジン8、第1および第2電動機M1、M2、伝達部材18が動力伝達可能に連結され、さらに遊星歯車装置の各回転要素に接続されたクラッチCおよびブレーキBの制御により有段変速と無段変速とが切り換えられるような構成であっても構わない。
また、前述の実施例ではエンジン8と差動部11とが直接連結されているが、必ずしも直接連結される必要はなく、エンジン8と差動部11との間にクラッチを介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部11と自動変速部20とが直列接続されたような構成となっているが、特にこのような構成に限定されず、変速機構10全体として電気式差動を行う機能と、変速機構10全体として電気式差動による変速とは異なる原理で変速を行う機能と、を備えた構成であれば本発明は適用可能であり、機械的に独立している必要はない。また、これらの配設位置や配設順序も特に限定されず、自由に配設することができる。また、変速機構において、電気式差動を行う機能と変速を行う機能とを有するものであれば、その構成が一部重複する、或いは全てが共通するものであっても、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、自動変速部20は4段の変速を可能とする有段変速機が適用されているが、自動変速部20の変速段は4段に限定されず例えば5段変速など自由に変更することができる。また、自動変速部20の連結関係は、特に本実施例に限定されるものではなく、自由に変更することができる。
また、前述の実施例では、切換クラッチC0は、差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0との間を選択的に連結するものであったが、切換クラッチC0はこれに限定されず、例えば差動部サンギヤS0と差動部リングギヤR0との間など、差動部サンギヤS0、差動部キャリヤCA0、および差動部リングギヤR0のうち2回転要素が選択的に連結される構造であっても構わない。
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。
8:エンジン(駆動源) 10:変速機構(動力伝達装置) 11:差動部(第1変速部、電気式差動部) 14:入力軸 16:動力分配機構(差動機構) 18:伝達部材(第2変速部の入力軸) 20:自動変速部(第2変速部) 38:駆動輪 90:トルクダウン制御手段 M1:第1電動機(第1変速部の回転要素に連結された電動機) M2:第2電動機(第2変速部の入力軸に連結される電動機)
Claims (15)
- 第1変速部と第2変速部とを備え、駆動輪へ伝達されるトルクを低減するトルクダウン制御手段を備える車両用動力伝達装置の制御装置であって、
前記第1変速部の変速比と前記第2変速部の変速比とを互いに反対方向に変速させて全体としての変速比を変化させる同時変速時、前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部または前記第2変速部のいずれか一方の変速部でのみ変速が進行しているときと、前記第1変速部および前記第2変速部同時に変速が進行しているときとで、変速中のトルクダウン量を変更することを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記トルクダウン制御手段は、前記第2変速部の入力軸に連結される電動機によってトルクダウンを実行することを特徴とする請求項1の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部および第2変速部の何れか一方の変速進行時のトルクダウン量よりも、両方の変速部の変速進行時のトルクダウン量を少なくすることを特徴とする請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記トルクダウン制御手段は、前記第1変速部および第2変速部の何れか一方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量よりも、前記第1変速部および第2変速部の両方のイナーシャ相進行中のトルクダウン量を少なくすることを特徴とする請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記トルクダウン制御手段は、駆動源の回転速度変化が小さくなるに従ってトルクダウン量を少なくすることを特徴とする請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記トルクダウン制御手段は、前記同時変速時、前記第2変速部の入力軸に連結される電動機によってトルクダウンを実行する場合と、駆動源によってトルクダウンを実行する場合とで、トルクダウン方法あるいはトルクダウン量を変更することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記同時変速では、全体としての変速比の変化方向に対し、反対方向の変速が全体の変速に対して隠しこまれるように制御されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第2変速部は油圧制御によって基本特性を制御され、電動機によってこの特性を維持するように制御されることを特徴とする請求項7の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第2変速部のイナーシャ相中に前記第1変速部の変速切換が実行されることを特徴とする請求項7または8の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第1変速部の回転要素に連結された電動機によって、前記駆動源の回転速度変化が制御されることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第2変速部の入力回転速度の変化に依存して前記第1変速部の回転要素に連結された電動機の回転速度制御を実行することを特徴とする請求項10の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記トルクダウン制御手段は、駆動源の回転速度変化中にトルクダウン制御を実行することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第2変速部の変速は、クラッチツウクラッチ変速であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第1変速部は、差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、駆動源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記電気式差動部は、無段変速部として機能することを特徴とする請求項14の車両用動力伝達装置の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007333107A JP2009154625A (ja) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007333107A JP2009154625A (ja) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009154625A true JP2009154625A (ja) | 2009-07-16 |
Family
ID=40959118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007333107A Pending JP2009154625A (ja) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009154625A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011183974A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Toyota Motor Corp | 動力伝達装置の制御装置 |
CN103347766A (zh) * | 2011-01-28 | 2013-10-09 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制装置 |
WO2014061563A1 (ja) * | 2012-10-15 | 2014-04-24 | ジヤトコ株式会社 | 無段変速機及びその制御方法 |
JP2014124975A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | 車両 |
JP2014151845A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
CN107215243A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-09-29 | 中国北方车辆研究所 | 一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法 |
WO2020203706A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ハイブリッド駆動装置 |
DE102022206693A1 (de) | 2022-06-30 | 2023-06-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid-Getriebeanordnung |
-
2007
- 2007-12-25 JP JP2007333107A patent/JP2009154625A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011183974A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Toyota Motor Corp | 動力伝達装置の制御装置 |
CN103347766A (zh) * | 2011-01-28 | 2013-10-09 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制装置 |
WO2014061563A1 (ja) * | 2012-10-15 | 2014-04-24 | ジヤトコ株式会社 | 無段変速機及びその制御方法 |
JP2014124975A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | 車両 |
US8932178B2 (en) | 2012-12-25 | 2015-01-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
JP2014151845A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
CN107215243A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-09-29 | 中国北方车辆研究所 | 一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法 |
WO2020203706A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ハイブリッド駆動装置 |
CN113646205A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-12 | 株式会社爱信 | 混合动力驱动装置 |
JPWO2020203706A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2021-11-18 | 株式会社アイシン | ハイブリッド駆動装置 |
EP3950405A4 (en) * | 2019-03-29 | 2022-04-20 | Aisin Corporation | HYBRID DRIVE DEVICE |
US11407399B2 (en) | 2019-03-29 | 2022-08-09 | Aisin Corporation | Hybrid drive device |
JP7120452B2 (ja) | 2019-03-29 | 2022-08-17 | 株式会社アイシン | ハイブリッド駆動装置 |
DE102022206693A1 (de) | 2022-06-30 | 2023-06-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid-Getriebeanordnung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5151160B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP5125199B2 (ja) | ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 | |
JP4165526B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP5003314B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP5298573B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP5169196B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4238847B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2009067257A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009149120A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2010070008A (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2008260490A (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2008195303A (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2009154625A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009280176A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4941194B2 (ja) | 車両用油圧制御装置 | |
JP2009166643A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP5330669B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4434194B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2009143417A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2010036705A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009067258A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4483892B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP5051050B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4462258B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2010076575A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 |