JP2010036705A - 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 PDF

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Abstract

【課題】車両用動力伝達装置において、変速ショックを低減できる制御装置を提供する。
【解決手段】係合圧制御手段78は、第2電動機M2の作動が電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合には、そうでない場合と比較して、自動変速部20の変速中における係合側係合圧を高くする。従って、自動変速部20の変速中における上記係合側係合圧が適切に調整されることにより、自動変速部20の変速中における自動変速部20の入力回転速度N18を適切な変化率で変化させ、変速ショックの低減を図り得る。例えば、自動変速部20のアップシフト中の係合側係合圧が高められることは、第2電動機M2の作動制限により自動変速部20の入力トルクが相対的に増加する場合に、その入力トルク増加が入力回転速度N18の変化率に与える影響を打ち消す方向に作用する。
【選択図】図6

Description

本発明は、車両用動力伝達装置の制御装置に係り、車両走行中の変速制御に関するものである。
第1電動機と、第2電動機と、その第1電動機に連結された第1回転要素と伝動軸を介して上記第2電動機に連結された第2回転要素とエンジンに連結された第3回転要素とを備えた差動装置と、上記伝動軸と駆動輪との間に連結された有段の自動変速機と、上記第1電動機及び第2電動機に対し充放電を行う蓄電装置(バッテリ)とを有する車両用動力伝達装置が、従来から知られている。この車両用動力伝達装置はハイブリッド車両に好適に用いられ、例えば、特許文献1の車両用動力伝達装置がそれである。この特許文献1の車両用動力伝達装置の制御装置は、上記自動変速機の変速中には、その自動変速機の入力軸に相当する上記伝動軸の回転速度が上昇もしくは下降するところ、上記差動装置の差動作用によって上記エンジンの回転速度を出来るだけ一定に保つように上記第1電動機および第2電動機を制御する。具体的には、上記自動変速機の変速中、特にアップシフト中に、上記第1電動機の出力トルク(絶対値)を一時的に低下させる。
特開2007−118696号公報
上記特許文献1の車両用動力伝達装置の制御装置は、前記自動変速機の変速中において、前記第1電動機の出力トルクを制御するのとは独立に前記第2電動機の出力トルクも制御する。そのため、その変速中、上記第1電動機および第2電動機の入出力電力の合計収支である電動機電力収支は一定ではなくある程度の幅をもって変動する。
ここで、理解を容易にするため例えば、上記第2電動機の作動が上記電動機電力収支に対する制約によって制限される場合として、上記蓄電装置が何らかの原因で充放電不可になった場合を想定する。その場合には上記電動機電力収支は略零になる必要があり、上記自動変速機の変速中において、上記第2電動機の作動が上記制約によって制限されない場合と同様に上記第1電動機の出力トルクを一時的に低下させたとすれば、その出力トルクの低下量に応じてその第1電動機の入出力電力が変動し、その変動に応じて、上記第2電動機の入出力電力、すなわち、その第2電動機の出力トルクは前記電動機電力収支が略零になるように変動せざるを得なくなる。つまり、前記蓄電装置の充放電能力が何らかの原因で低下するなどして上記電動機電力収支に対し大きな制約(制限)が生じてしまった場合には、上記第1電動機の入出力電力と第2電動機の入出力電力とが相互に制限し合い、そのため、上記第1電動機および第2電動機の出力トルクをそれぞれ独立に制御することが困難になることが想定される。言い換えれば、上記第2電動機の作動が上記電動機電力収支に対する制約によって制限される場合が想定される。そして、上記第2電動機は前記伝動軸に連結されているので、上記第2電動機の作動制限によるその第2電動機の出力トルク変化は前記自動変速機の入力トルク変化となり、その自動変速機の入力トルクが、上記第1電動機及び第2電動機の出力トルクをそれぞれ独立に制御でき上記第2電動機の作動が上記電動機電力収支に対する制約によって制限されない場合、例えば、前記蓄電装置が上記第2電動機の作動を制限しない程度に充分な充放電能力を発揮し得る場合との比較で大きく乖離すれば、その分、例えば、上記変速のイナーシャ相における上記自動変速機の入力回転速度の変化率が所定の目標変化率から外れてしまい変速ショックが大きくなる可能性がある。
ここで、上記自動変速機は、それが有する係合装置の掴み替えによる変速、すなわち、クラッチツウクラッチ変速を行う変速機であるので、その変速のイナーシャ相において係合側の上記係合装置の係合圧(係合側係合圧)を高くすれば、上記自動変速機の入力回転速度の変化率は大きくなり、逆に、上記係合側係合圧を低くすれば上記入力回転速度の変化率は小さくなる傾向にある。しかし、前記特許文献1の制御装置は、前記電動機電力収支に対し大きな制約が生じたことにより上記自動変速機の入力回転速度の変化率が前記所定の目標変化率から外れる場合に、それを抑制するように上記変速のイナーシャ相における係合側係合圧を調整するものではなかった。
このようなことから、前記特許文献1の制御装置は、上記電動機電力収支の変動が前記蓄電装置への充放電で充分に吸収されれば特に問題を生じるものではないが、上記電動機電力収支に対して大きな制約が生じた場合には、変速ショックが大きくなる可能性が考えられた。なお、このような課題は未公知である。
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、車両用動力伝達装置において、走行時の変速ショックを低減できる制御装置を提供することにある。
かかる目的を達成するために、請求項1に係る発明では、(a)エンジンと駆動輪との間に連結された差動機構とその差動機構に動力伝達可能に連結された第1電動機とを有しその第1電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第2電動機と、動力伝達経路の一部を構成する複数の係合装置の係合或いは解放により変速される有段変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b)前記有段変速部の変速中に前記第1電動機の反力トルクをその変速前に対して低下させる電動機反力トルク制御手段と、(c)前記第2電動機の作動が、前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合と比較して、前記変速中における係合側の前記係合装置の係合圧を高くする係合圧制御手段とを、含むことを特徴とする。
請求項2に係る発明では、前記係合圧制御手段は、前記第2電動機の作動が大きく制限されるほど、前記変速中における係合側の前記係合装置の係合圧を高くすることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、前記電動機反力トルク制御手段は、所定の限度を超えて前記第2電動機の作動が制限される場合には、そうでない場合と比較して前記第1電動機の反力トルクの低下量を小さくすることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合とは区別して前記有段変速部の係合圧の学習制御を実施するか、或いは、その学習制御を実施しない変速制御手段を含むことを特徴とする。
請求項5に係る発明では、前記変速制御手段は、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合に実施された前記学習制御の結果得られた学習値を、前記有段変速部の係合圧を決定するために使用することを特徴とする。
請求項6に係る発明では、(a)前記第1電動機および第2電動機に対し充放電を行う蓄電装置が設けられており、(b)前記第1電動機及び第2電動機は、前記蓄電装置の充放電電力がその充放電電力に対して予め定められた許容範囲内に収まるように作動させられることを特徴とする。
請求項7に係る発明では、前記第1電動機及び第2電動機は、その第1電動機及び第2電動機の温度がそれぞれ予め定められた電動機許容温度以下となるように作動させられることを特徴とする。
請求項1に係る発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、その制御装置は、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合と比較して、前記有段変速部の変速中における係合側の前記係合装置の係合圧を高くする係合圧制御手段を含む。従って、上記有段変速部の変速中における係合側の前記係合装置の係合圧(係合側係合圧)が適切に調整されることにより、その有段変速部の変速中におけるそれの入力回転速度を適切な変化率で変化させ、変速ショックの低減を図ることが可能である。例えば、上記係合圧制御手段が上記変速中の係合側係合圧を高くすることは、上記第2電動機の作動が制限を受け上記有段変速部の入力トルクが相対的に増加する場合に、その入力トルク増加が上記入力回転速度の変化率に与える影響を打ち消す方向に作用する。
ここで、好適には、上記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支(合計収支)である電動機電力収支に対する制約とは、上記第1電動機及び第2電動機の少なくとも一方の電動機が、目標とする作動状態になるために必要とされる発電又は電力消費をすることができないこと、又は、そのように発電又は電力消費をすることができないようにする条件をいう。
また、好適には、前記第2電動機の作動が制限される場合とは、その第2電動機が目標とする出力トルクを発揮できない場合である。
また、好適には、前記係合圧制御手段は、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合と比較して、前記有段変速部のアップ変速(アップシフト)中における係合側係合圧を高くする。更に好適には、そのアップ変速中とは、そのアップ変速のイナーシャ相中のことである。
また、好適には、前記係合圧制御手段は、前記第1電動機が電力を消費するモータとして機能し前記第2電動機M2が発電する逆転力行状態である場合に、前記有段変速部の変速中における係合側係合圧を高くする。
請求項2に係る発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記係合圧制御手段は、前記第2電動機の作動が大きく制限されるほど、上記有段変速部の変速中における係合側の前記係合装置の係合圧(係合側係合圧)を高くするので、上記第2電動機の作動制限による上記有段変速部の入力トルクの増加に応じた適切な係合側係合圧が得られ、それにより変速ショックを低減するように上記有段変速部の入力回転速度を変化させることが可能である。
ここで、好適には、前記係合圧制御手段は、前記第2電動機の作動が大きく制限されるほど、その第2電動機の出力電力である発電電力の低下による前記有段変速部の入力トルクの増加分に応じて、その有段変速部の変速中における上記係合側係合圧を高くする。
前記電動機電力収支に対する制約(制限)によって前記第2電動機の作動が制限される場合には、前記第1電動機の出力トルク変動を小さくすることによりその第1電動機の入出力電力の変動が小さくなれば、それに応じて、上記第2電動機の入出力電力に対する制限すなわち第2電動機の作動に対する制限は緩和され得る。この点、請求項3に係る発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電動機反力トルク制御手段は、所定の限度を超えて前記第2電動機の作動が制限される場合には、そうでない場合と比較して前記第1電動機の反力トルクの低下量を小さくする。従って、前記係合圧制御手段が前記有段変速部の変速中における係合側係合圧を高くすることは、上記電動機反力トルク制御手段が上記反力トルクの低下量を小さくすることに対して優先的に実行されるとともに、前記第2電動機の作動が一層大きく制限される場合であっても、上記係合側係合圧を高くすることと上記反力トルクの低下量を小さくすることとの相乗効果により変速ショックを適切に低減できる。
ここで、好適には、前記第2電動機の作動制限に対して設定された前記所定の限度とは、前記係合圧制御手段が上記係合側係合圧を高くすることで充分に変速ショックを抑えることができるか否かを判定するために予め設定された上記制限の大きさに対する判定値である。
また、好適には、所定の限度を超えて前記第2電動機の作動が制限される場合とは、前記係合圧制御手段が上記係合側係合圧を高くしてもそれが変速ショックを抑える上で充分ではないと判断される場合であり、すなわち、上記第2電動機の目標とする出力トルクと出力可能な出力トルクとの乖離量が上記所定の限度に対応する所定量を超える場合である。
請求項4に係る発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、この制御装置に含まれる前記変速制御手段は、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合とは区別して前記有段変速部の係合圧の学習制御を実施するか、或いは、その学習制御を実施しないので、上記学習制御の実施により却って変速ショックが大きくなるということを回避し、適切な学習制御を実施することができる。
請求項5に係る発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記変速制御手段は、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合に実施された前記学習制御の結果得られた学習値を、前記有段変速部の係合圧を決定するために使用するので、上記第2電動機の作動が上記入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合が稀であったとしても、充分に学習された学習値に基づき上記係合圧を決定することが可能であり、それにより、変速ショックの低減を図り得る。
ここで、好適には、上記変速制御手段は、上記学習値に予め定められた係合圧補正値を加えて前記係合側係合圧を決定する。そして、上記係合圧補正値とは、前記第2電動機の作動が前記電動機電力収支に対する制約によって制限される場合において、前記有段変速部の入力回転速度の変化率に対し上記第2電動機の作動制限が与える影響を打ち消すように、予め設定された補正値である。すなわち、上記係合圧補正値は、上記第2電動機の作動制限による上記有段変速部の入力トルクの増加が上記入力回転速度の変化率に対し与える影響を、打ち消すように予め設定された補正値である。
請求項6に係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電動機及び第2電動機は、前記蓄電装置の充放電電力がその充放電電力に対して予め定められた許容範囲内に収まるように作動させられるので、その蓄電装置及びそれに関連する電気部品の耐久性の維持を図ることができる。
ここで、好適には、上記蓄電装置の充放電電力に対して予め定められた上記許容範囲とは、上記蓄電装置の耐久性維持を図るために設定されたその蓄電装置の充放電電力の許容範囲(充放電電力許容範囲)である。
請求項7に係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電動機及び第2電動機は、その第1電動機及び第2電動機の温度がそれぞれ予め定められた電動機許容温度以下となるように作動させられるので、その第1電動機、第2電動機、及びそれらに関連する部品の耐久性の維持を図ることができる。
ここで、好適には、上記電動機許容温度とは、上記第1電動機および第2電動機の耐久性低下等を防止するためにその第1電動機および第2電動機を作動させるときに許容される温度として設定されたその電動機の温度の上限値である。
また、好適には、前記第2電動機は、前記有段変速部の入力側にその有段変速部の入力回転速度を変化させ得るように動力伝達可能に連結されている。
また、好適には、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路において、エンジン、前記電気式差動部、前記有段変速部、駆動輪の順に連結されている。
また、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第1回転要素と、前記第1電動機に動力伝達可能に連結された第2回転要素と、前記駆動輪及び上記有段変速部に動力伝達可能に連結された第3回転要素とを、有する遊星歯車装置である。そして、上記第1回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、上記第2回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、上記第3回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
また、好適には、前記有段変速部の変速比と前記電気式差動部の変速比とに基づいて前記車両用動力伝達装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、上記有段変速部の変速比を利用することで駆動力が幅広く得られるようになる。
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。
本発明の制御装置は、例えばハイブリッド車両に用いられる。図1は、本発明の制御装置が適用される車両用動力伝達装置10(以下、「動力伝達装置10」と表す)を説明する骨子図である。図1において、動力伝達装置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の入力軸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(伝動軸)18を介して直列に連結されている自動変速部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の出力軸22とを直列に備えている。また、図6に示すように動力伝達装置10は、インバータ58と、そのインバータ58を介して第1電動機M1及び第2電動機M2に対し充放電を行う蓄電装置60とを備えている。この動力伝達装置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内燃機関であるエンジン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。
このように、本実施例の動力伝達装置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、動力伝達装置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。
本発明の電気式差動部に対応する差動部11は、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、その動力分配機構16に動力伝達可能に連結された第1電動機M1と、自動変速部20の入力側にその自動変速部20の入力回転速度を変化させ得るように動力伝達可能に連結され且つ伝達部材18と一体的に回転するように設けられている第2電動機M2とを、備えている。なお、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、動力分配機構16の差動状態を制御するための差動用電動機として機能する第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る。そして、駆動輪38に動力伝達可能に連結された第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走行用電動機として機能するためモータ(電動機)機能を少なくとも備える。図1に示すように、第2電動機M2は自動変速部20の入力側に連結されているので、その自動変速部20の入力トルクを増減することができる。また、上記第1電動機M1及び第2電動機M2は、図6に示すように、動力伝達装置10の筐体としてのケース12内に備えられており、動力伝達装置10(自動変速部20)の作動油が第1電動機M1及び第2電動M2に噴霧されるなどしてそれらの冷却液としても機能しているので、その作動油の温度を検出することにより第1電動機M1及び第2電動機M2を検出できる。以下、これら第1電動機M1及び第2電動機M2を特に区別しない場合には、単に「電動機M」と表す。
本発明の差動機構に対応する動力分配機構16は、エンジン8と駆動輪38との間に連結された差動機構であって、例えば「0.418」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。すなわち、動力分配機構16が差動状態とされると差動部11も差動状態とされ、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度N18)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無段変速状態とされる。このように動力分配機構16が差動状態とされると、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及び/又は第2電動機M2の運転状態が制御されることにより、動力分配機構16の差動状態、すなわち入力軸14の回転速度と伝達部材18の回転速度N18(以下、「伝達部材回転速度N18」と表す)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の回転と伝達部材回転速度N18とが一致する状態となるので、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。
本発明の有段変速部に対応する自動変速部20は、それが有する複数の係合装置(クラッチC、ブレーキB)の係合及び/又は解放により、その変速比γA(=伝達部材回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)を段階的に変化させ複数の変速段を選択的に成立させる変速を行うことができる有段式の自動変速機として機能する変速部であり、その自動変速部20の変速段の切り換えは上記係合装置の掴み替えにより行われる、すなわち、自動変速部20は所謂クラッチツウクラッチ変速を行うものである。そして、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、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置30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「0.562」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「0.425」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置30は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ3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、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3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て第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1キャリヤCA1は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第3リングギヤR3は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2と第3キャリヤCA3とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2リングギヤR2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第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。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または第2クラッチC2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および第2クラッチC2は、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、第1クラッチC1および第2クラッチC2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および第2クラッチC2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、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(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動力伝達装置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、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速ギヤ段(第1変速段)乃至第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(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)が各ギヤ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、動力伝達装置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、動力伝達装置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、動力伝達装置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3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、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γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、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速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、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γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ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、例えば全てのクラッチ及びブレーキC0,C1,C2,B0,B1,B2,B3が解放される。
しかし、動力伝達装置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の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ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N18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、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置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、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部20とから構成される動力伝達装置10において、ギヤ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、30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Nを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度N18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5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ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に対応する第3リングギヤR3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1、第2キャリヤCA2、第3キャリヤCA3を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3サンギヤS3をそれぞれ表し、それらの間隔は第1、第2、第3遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ1、ρ2、ρ3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、第3遊星歯車装置26、28、30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、本実施例の動力伝達装置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N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N18は、エンジン回転速度N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7回転要素RE7は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8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ている。
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3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6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7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7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7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7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7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7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L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第4速では、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Nと同じ回転速度で第8回転要素RE8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Nよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0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7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示される。
図4は、本発明に係る動力伝達装置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TEMPを示す信号、シフトポジションPSHを表す信号、第1電動機M1の回転速度NM1(以下、「第1電動機回転速度NM1」という)を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、「第2電動機回転速度NM2」という)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N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41の操作量(アクセル開度)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PSH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PSH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、動力伝達装置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)」、動力伝達装置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)」、動力伝達装置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PSHへの手動操作に連動して図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「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PSH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および第2クラッチC2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および第2クラッチC2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および第2クラッチC2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および/または第2クラッチC2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「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2クラッチC2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「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および第2クラッチC2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。なお、アクセル開度Accと自動変速部20の要求出力トルクTOUT(図7の縦軸)とはアクセル開度Accが大きくなるほどそれに応じて上記要求出力トルクTOUTも大きくなる対応関係にあることから、図7の変速線図の縦軸はアクセル開度Accであっても差し支えない。
また、有段変速制御手段54は、自動変速部20に所謂クラッチツウクラッチ変速を行わせる変速制御手段であるので、自動変速部20の変速のイナーシャ相中における自動変速部20の入力回転速度N18(伝達部材回転速度N18)が所定の変化率Aniで変化するように、自動変速部20の摩擦係合装置(ブレーキB,クラッチC)の係合圧を学習により変更する学習制御を実施する。その所定の変化率Aniとは、車速Vと自動変速部20の変速比γAとで一意的に定められる上記入力回転速度N18が理想的に変化するように、例えば、自動変速部20の変速中に、フィーリングが良いとされているような上記入力回転速度N18の変化率AN18(=dN18/dt)が大きい速やかな変速応答性と、変速ショックが抑制し易いとされているような入力回転速度変化率AN18が小さい緩やかな変速応答性とが両立するように、予め実験的に設定された自動変速部20の理想的な変化状態を実現する自動変速部20の入力回転速度変化率AN18である。有段変速制御手段54は、上記学習制御実施後の係合圧を自動変速部20の次回以降の変速に適用し、そのために、その学習制御実施後の係合圧を図9に示すようなその係合圧の油圧学習値マップ(変速制御値マップ)として記憶する。
図9は、油圧学習値マップの一例であって、アップシフトとダウンシフトとで別個に設けられており、(a)はアップシフト用であり、(b)はダウンシフト用である。また、図9に示す油圧学習値マップは、エンジントルク1〜7で示すようにその大きさで層別され、且つ1→2、2→3等の変速の種類毎に個々に設けられた上記係合圧の各油圧学習値から構成されており、記憶手段56に記憶されている。例えばエンジントルク1の1→2アップシフトにおいては、解放側係合装置の油圧学習値はPb3u121であり、係合側係合装置の油圧学習値はPb2u121である。また、この油圧学習値マップは、予め実験的に求められた各油圧学習値のデフォルト値が例えば記憶手段56に記憶されており、有段変速制御手段54による学習制御の実施回数が進むに従ってデフォルト値が更新され最新の油圧学習値に書き換えられる。上記エンジントルクは、例えばスロットル弁開度θTHをパラメータとしてエンジン回転速度Nと推定エンジントルクT’との予め実験的に求められて記憶された関係から、実際のスロットル弁開度θTHとエンジン回転速度Nとに基づいて有段変速制御手段54により算出される。
なお、有段変速制御手段54は、自動変速部20の変速毎に常に前記係合圧の学習制御を実施するわけではなく、所定の学習前提条件が成立した場合に上記係合圧の学習制御を実施する。例えば、自動変速部20の変速中のエンジントルクTの変化が所定値以内であり、エンジン8の暖機が完了しているとされるエンジン水温TEMPであり、自動変速部20の作動油温が予め定められた適正値以内であるような変速が正常に実行されて終了した場合に、有段変速制御手段54は上記学習前提条件が成立したと判断し、上記係合圧の学習制御を実施する。
ハイブリッド制御手段52は、動力伝達装置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(アクセル開度)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NとエンジントルクT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N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N18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、例えば図8に示すようなエンジン回転速度Nとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)T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の動作曲線の一種である最適燃費率曲線LEF(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LEFにエンジン8の動作点PEG(以下、「エンジン動作点PEG」と表す)が沿わされつつエンジン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Tとエンジン回転速度Nとなるように動力伝達装置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。ここで、上記エンジン動作点PEGとは、エンジン回転速度N及びエンジントルクTなどで例示されるエンジン8の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン8の動作状態を示す動作点である。
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T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Nを零乃至略零に維持する。
ハイブリッド制御手段52は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン8の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン8の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段66を備えている。このエンジン始動停止制御手段66は、ハイブリッド制御手段52により例えば図7の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行と切換えが判断された場合に、エンジン8の始動または停止を実行する。
例えば、エンジン始動停止制御手段66は、図7の実線Bの点a→点bに示すように、アクセルペダル41が踏込操作されて要求出力トルクTOUTが大きくなり車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第1電動機M1に通電して第1電動機回転速度NM1を引き上げることで、すなわち第1電動機M1をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度Nを引き上げ、所定のエンジン回転速度N’例えば自律回転可能なエンジン回転速度Nで点火装置99により点火させるようにエンジン8の始動を行って、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行からエンジン走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段66は、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き上げることでエンジン回転速度Nを速やかに所定のエンジン回転速度N’まで引き上げてもよい。これにより、良く知られたアイドル回転速度NEIDL以下のエンジン回転速度領域における共振領域を速やかに回避できて始動時の振動が抑制される。
また、エンジン始動停止制御手段66は、図7の実線Bの点b→点aに示すように、アクセルペダル41が戻されて要求出力トルクTOUTが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置98により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン8の停止を行って、ハイブリッド制御手段52によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段66は、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き下げることでエンジン回転速度Nを速やかに零乃至略零まで引き下げてもよい。これにより、上記共振領域を速やかに回避できて停止時の振動が抑制される。或いは、エンジン始動停止制御手段66は、フューエルカットより先に、第1電動機回転速度NM1を引き下げてエンジン回転速度Nを引き下げ、所定のエンジン回転速度N’でフューエルカットするようにエンジン8の停止を行ってもよい。
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、本実施例ではエンジン8と第2電動機M2との両方を走行用の駆動力源とする車両の走行はモータ走行ではなくエンジン走行に含まれるものとする。
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の充電残量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N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電動機回転速度NM1および/または第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度N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Nを引き上げる場合には、車速Vに拘束される第2電動機回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機回転速度NM1の引き上げを実行する。
増速側ギヤ段判定手段62は、動力伝達装置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動力伝達装置10の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第5速ギヤ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、動力伝達装置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、すなわち動力伝達装置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動力伝達装置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動力伝達装置10の切り換えるべき変速状態を判断して、動力伝達装置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、動力伝達装置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5速ギヤ段が判定される場合には、動力伝達装置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5速ギヤ段でないと判定される場合には、動力伝達装置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によって動力伝達装置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、動力伝達装置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、動力伝達装置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、動力伝達装置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の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ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N18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、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置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を越えたときに動力伝達装置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を越えたときに動力伝達装置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は動力伝達装置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T、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Nとに基づいて算出されるエンジントルクT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T、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、高速走行において動力伝達装置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動力伝達装置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、動力伝達装置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動力伝達装置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動力伝達装置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、例えば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N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Nの変化が楽しめる。
このように、本実施例の差動部11(動力伝達装置10)は無段変速状態と有段変速状態(定変速状態)とに選択的に切換え可能であって、前記切換制御手段50により車両状態に基づいて差動部11の切り換えるべき変速状態が判断され、差動部11が無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。また、本実施例では、ハイブリッド制御手段52により車両状態に基づいてモータ走行或いはエンジン走行が実行されるが、このエンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン始動停止制御手段66によりエンジン8の始動または停止が行われる。
ハイブリッド制御手段52は、前述の機能に加え、自動変速部20の変速中の第1電動機M1の出力トルクTM1(以下、「第1電動機トルクTM1」と表す)及び第2電動機M2の出力トルクTM2(以下、「第2電動機トルクTM2」と表す)を制御する電動機制御手段68を備えている。この電動機制御手段68は、自動変速部20の変速が行われた場合には、変速ショックができるだけ生じないように、その変速のイナーシャ相内で第2電動機トルクTM2をその変速前のトルクから車速Vやアクセル開度Accなどによって決まる変速後の目標トルクへと変化させる。例えば、上記イナーシャ相内で第2電動機トルクTM2を、できるだけ滑らかに、例えば、その第2電動機トルクTM2の変化率の変動幅ができるだけ小さくなるように、上記変速後の目標トルクへと変化させる。なお、電動機制御手段68は、第1電動機M1及び第2電動機M2の入出力電力の合計収支である電動機電力収支Wmに対する制約によって第2電動機M2の作動が制限される場合に、上記とは異なった第2電動機トルクTM2の変化をさせることがあるが、この点は後述する。ここで、電動機Mの入力電力とはその電動機Mの消費電力のことであり、電動機Mの出力電力とはその電動機Mの発電電力のことである。
更に、自動変速部20のアップシフトのイナーシャ相ではその自動変速部20の入力回転速度N18である伝達部材回転速度N18が下降し、ダウンシフトのイナーシャ相では伝達部材回転速度N18が上昇するところ、乗員に与える違和感を抑えること等のために、上記自動変速部20の変速のイナーシャ相において電動機制御手段68は、エンジン回転速度Nの変化を抑制するように、つまり、エンジン回転速度Nを一定に保つように、第1電動機トルクTM1を制御する。例えば、電動機制御手段68は、自動変速部20の変速中に、特に、アップシフトのイナーシャ相中に、エンジン回転速度Nの変化を抑制するように第1電動機トルクTM1を上記変速前(変速開始前)に対して低下させる制御を実行する。このように、電動機制御手段68は、自動変速部20の変速中(アップシフト中)に、エンジントルクTに対する反力トルクとしての第1電動機トルクTM1(絶対値)を上記変速前に対して低下させる反力トルクダウン制御を実行するので、電動機反力トルク制御手段として機能すると言える。
更に、電動機制御手段68は、蓄電装置60の充放電能力の低下などに起因して第1電動機M1及び第2電動機M2の前記電動機電力収支Wmに対して制約が生じている場合には、その電動機電力収支Wmが上記制約の範囲内となるように、第1電動機M1及び第2電動機M2の入出力電力をそれぞれ調整する。例えば、上記制約が生じている場合においては、前記反力トルクダウン制御を実行して第1電動機M1の入出力電力を変化させるのであれば、必要に応じて第2電動機M2の作動を制限することにより、第1電動機M1の入出力電力の変化に応じて第2電動機M2の入出力電力を調整する。
例えば、アクセルペダル41が大きく踏み込まれた場合には、第2電動機M2が発電し第1電動機M1が電力消費をする逆転力行状態になることがある。そのような逆転力行状態においては、電動機制御手段68は、上記反力トルクダウン制御の実行により第1電動機M1の消費電力(入力電力)を低下させる場合には併せて、上記電動機電力収支Wmがそれに対する制約の範囲内となるように、必要な範囲で第2電動機M2の発電電力(出力電力)を低下させる。このように電動機制御手段68は、第1電動機M1と第2電動機M2との入出力電力の収支バランスをとることにより、その電動機電力収支Wmが上記制約の範囲内となるように第1電動機M1及び第2電動機M2を作動させる。
ところで、第1電動機M1及び第2電動機M2の温度に対しては、第1電動機M1及び第2電動機M2の耐久性を維持できるように設定された第1電動機M1及び第2電動機M2を作動させるときに許容される上限温度として電動機許容温度LTMが設けられており、電動機Mの耐久性維持等のために、電動機制御手段68は、第1電動機M1及び第2電動機M2の温度がそれぞれ上記電動機許容温度LTM以下となるように、第1電動機M1及び第2電動機M2を作動させる。また、蓄電装置60の充放電電力に対しては、蓄電装置60の耐久性を維持できるように設定された許容範囲WIN/OUT(充放電電力許容範囲WIN/OUT)が設けられており、蓄電装置60の耐久性維持等のために、電動機制御手段68は、蓄電装置60の充放電電力が上記充放電電力許容範囲WIN/OUT内に収まるように、第1電動機M1及び第2電動機M2を作動させる。例えば、蓄電装置60が極低温になるなどに起因して上記充放電電力許容範囲WIN/OUTが小さく(狭く)なった場合には、それにより電動機電力収支Wmが大きく制約され、その電動機電力収支Wmに対する制約によって第1電動機M1の入出力電力と第2電動機M2の入出力電力とが相互に制限し合うこと、すなわち、その制約によって第2電動機M2の作動が制限されることが考えられる。そのように第2電動機M2の作動が制限されると、図1に示すように第2電動機M2は自動変速部20の入力側にその自動変速部20の入力回転速度N18を変化させ得るように動力伝達可能に連結されているので、自動変速部20の入力回転速度変化率AN18が目標とする前記所定の変化率Aniからずれてそれにより変速ショックを生じることが想定される。
これに対し、本実施例では、そのような変速ショックを抑えるように、自動変速部20の変速中における係合側の前記係合装置(クラッチC、ブレーキB)の係合圧すなわち係合側係合圧が調整され、第1電動機M1及び第2電動機M2の入出力電力すなわち第1電動機トルクTM1及び第2電動機トルクTM2が調整される。以下、その制御機能の要部について説明する。
図6の変速発生判定手段70は、自動変速部20の変速が発生したか否か、言い換えれば、自動変速部20の変速が開始されたか否かを判定する。例えば、有段変速制御手段54が油圧制御回路42に対し、自動変速部20を変速させる前記変速出力指令を出力した場合に、変速発生判定手段70は、自動変速部20の変速が発生したことを肯定する。なお、好適には、変速発生判定手段70は、自動変速部20のアップシフトが開始されたか否か(発生したか否か)を判定する。
電力収支制約判定手段72は、前記電動機電力収支Wmに対する制約によって第2電動機M2の作動が制限されるか否かを判定する。その電動機電力収支Wmに対する制約とは、第1電動機M1及び第2電動機M2の少なくとも一方の電動機Mが、目標とする電動機トルクを発揮するなどの目標とする作動状態になるために必要とされる発電又は電力消費をすることができないこと、又は、そのように発電又は電力消費をすることができないようにする条件である。また、第2電動機M2の作動が制限される場合とは、その第2電動機M2が目標とする出力トルクTM2を発揮できない場合である。例えば、蓄電装置60が極低温になるなどに起因して蓄電装置60の前記充放電電力許容範囲WIN/OUTが小さくなった場合や、第1電動機M1及び第2電動機M2が高温になりその電動機温度の前記電動機許容温度LTMに対する余裕が小さい場合には、上記電動機電力収支Wmに対する制約が大きくなる。例えば、電力収支制約判定手段72は、第1電動機M1及び第2電動機M2の目標とする作動状態からそのとき必要となる上記電動機電力収支Wmを算出し、その算出された電動機電力収支Wmが生じたとした場合に、蓄電装置60の充放電電力が上記充放電電力許容範囲WIN/OUTから外れるのであれば第2電動機M2の作動が制限されると判定する。また、上記算出された電動機電力収支Wmが生じたとした場合に、第2電動機M2の温度が上記電動機許容温度LTMを超えるのであれば第2電動機M2の作動が制限されると判定する。
電動機制御手段68(電動機反力トルク制御手段68)は、前述の機能に加え、自動変速部20の変速前に対する第1電動機トルク(反力トルク)TM1の低下量DTM1(以下、「第1電動機トルク低下量DTM1」と表す)、すなわち、前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるときのその制限の大きさに応じて変更する。ここで、第2電動機M2の作動が制限されるときのその制限の大きさとは、例えば、第2電動機M2の目標とする出力トルクTM2に対して出力可能な出力トルクTM2がどれだけ小さいかということであり、それらの出力トルクTM2の差である。望ましくは、電動機制御手段68は、上記電動機電力収支Wmに対する制約によって生じる上記第2電動機M2の作動に対する制限の大きさに応じて、その制限が大きいほど上記第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする。ここで、上記反力トルクダウン制御は自動変速部20の変速中(アップシフト中)に実行される制御であるので、電動機制御手段68は、上記第1電動機トルク低下量DTM1の変更を、自動変速部20の変速(アップシフト)が発生したとの判定を変速発生判定手段70が肯定した場合に実施すると言える。
また、電動機制御手段68は、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるときのその制限の大きさに応じて前記第1電動機トルク低下量DTM1を変更するのであるから、電力収支制約判定手段72の判定に基づいてその第1電動機トルク低下量DTM1を変更してもよい。例えば、第2電動機M2の作動が上記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定し、且つ、自動変速部20の変速が発生したとの判定を変速発生判定手段70が肯定した場合に、電動機制御手段68は、上記第2電動機M2の作動に対する制限が大きいほど前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする。換言すれば、変速発生判定手段70がその判定を肯定した場合において、電動機制御手段68は、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合には、そうでない場合と比較して上記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする。
有段変速制御手段54は、図9に例示される前記油圧学習値マップに基づいて自動変速部20の係合装置(クラッチC、ブレーキB)の係合圧を制御する係合圧制御手段78を備えている。係合圧制御手段78は、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が否定した場合には、自動変速部20の変速中における係合側の上記係合装置の係合圧(係合側係合圧)を上記油圧学習値マップのとおり決定する。しかし、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合には、そうでない場合と比較して、上記変速中(特に、アップシフト中)における上記係合側係合圧を高くする係合圧調整制御を実行する。好適には、差動部11(動力伝達装置10)が前記逆転力行状態であるときにその係合圧調整制御を実行する。また、好適には、自動変速部20のアップシフトのイナーシャ相中に上記係合側係合圧を高くする。
例えば、係合圧制御手段78は、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限される場合には、上記係合圧調整制御において、変速ショックを抑えるように、具体的には、上記第2電動機M2の作動制限に起因して自動変速部20のイナーシャ相での入力回転速度変化率AN18が前記所定の変化率Aniからずれないように、上記係合側係合圧を高くする。すなわち、係合圧制御手段78は、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合には、第2電動機M2の作動が大きく制限されるほど、自動変速部20の変速中(特に、アップシフト中)における上記係合圧調整制御の係合側係合圧を高くする。言い換えれば、第2電動機M2の作動が大きく制限されるほど、その第2電動機M2の出力電力である発電電力の低下による自動変速部20の入力トルクの増加分に応じて、自動変速部20の変速中における上記係合圧調整制御の係合側係合圧を高くする。なお、上記係合圧調整制御は自動変速部20の変速中に実行される制御であるので、係合圧制御手段78は、自動変速部20の変速(アップシフト)が発生したとの判定を変速発生判定手段70が肯定した場合にその係合圧調整制御を実行すると言える。
上記係合圧調整制御における係合側係合圧を決定する方法はいろいろ考えられるが、例えば、係合圧制御手段78は、電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合の前記係合側係合圧、すなわち、通常時の係合側係合圧に対して、予め定められた係合圧補正値を加えて上記係合圧調整制御における係合側係合圧を決定する。その係合圧補正値は、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限される場合においてその第2電動機M2の作動制限が前記入力回転速度変化率AN18に与える影響を打ち消すよう予め実験的に設定された補正値である。例えば、前記逆転力行状態での自動変速部20のアップシフトにおいて、図10に示すように、電動機電力収支Wmに対する制約が大きいほど、すなわち、その制約による第2電動機M2の作動制限が大きいほど、上記係合圧補正値(係合圧補正量)は大きくなるように設定される。上記第2電動機M2の作動制限が大きいほど、前記反力トルクダウン制御の実行に伴い第2電動機M2の回生トルクは大きく低下するからである。そのように上記係合圧補正値が設定される場合、係合圧制御手段78は、上記第2電動機M2の作動制限が大きいほど、第2電動機トルクTM2の低下による自動変速部20の入力トルクの増加分に応じて、上記係合圧調整制御における係合側係合圧が高くなるようにそれを決定することとなる。なお、図10の横軸に「無」として示されている破線は、電力収支制約判定手段72の判定結果の分かれ目であり、その破線よりも右側(電動機電力収支Wmに対する制約が大きい側)の領域において電力収支制約判定手段72はその判定を肯定する。なお、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合には、そのような場合は稀であるので、有段変速制御手段54は、前記学習前提条件が成立しなかったと判断して前記係合圧の学習制御を実施しないようにしてもよい。
第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合に、自動変速部20の変速中において、電動機制御手段68は前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を小さくし、係合圧制御手段78は前記係合圧調整制御を実行する点について前述したが、両者の制御実行条件が第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるか否かと言うように同じである必要はなく、それぞれの制御実行条件に差異をつけて、電動機制御手段68が第1電動機トルク低下量DTM1を小さくすることよりも優先して、係合圧制御手段78が上記係合圧調整制御を実行するようにしてもよい。例えば、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるか否かという制御実行条件を、上記係合圧調整制御についてはそのまま適用し、電動機制御手段68(電動機反力トルク制御手段68)は、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定することに加え、所定の限度を超えて第2電動機M2の作動が制限される場合には、そうでない場合と比較して第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする。このようにすれば、第2電動機M2の作動は制限されるもののその制限の大きさが上記所定の限度を超えてはいない場合、すなわち、上記第2電動機M2の作動制限がそれほど大きくない場合には、係合圧制御手段78によって上記係合圧調整制御が実行される一方、電動機制御手段68によって上記第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする制御は実行されないが、所定の限度を超えて第2電動機M2の作動が制限される場合、すなわち、上記第2電動機M2の作動が大きく制限される場合には、両制御ともに実行される。すなわち、上記係合圧調整制御は、上記第2電動機M2の作動制限との関係で、上記第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする制御に対して優先して実行される。なお、上記第2電動機M2の作動制限について設けられた上記所定の限度は、これを超えて第2電動機M2の作動が制限されるときには、変速ショックを抑えるためには上記係合圧調整制御の実行だけでは不十分であり、その係合圧調整制御に併せて上記第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする制御も実行する必要があると判断される実験的に定められた判定値である。要するに、変速ショックを抑えるために上記第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする制御を実行する必要性を判定するための判定値である。従って、所定の限度を超えて第2電動機M2の作動が制限される場合とは、係合圧制御手段78が上記係合圧調整制御を実行してもそれが変速ショックを抑える上で充分ではないと判断される場合であり、すなわち、第2電動機M2の目標とする出力トルクTM2と出力可能な出力トルクTM2との乖離量が上記所定の限度に対応する所定量を超える場合である。
図11は、電子制御装置40の制御作動の要部、すなわち、第2電動機M2の作動が電動機電力収支Wmに対する制約によって制限される場合の自動変速部20の変速中における制御作動を説明するための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。なお、理解を容易にするため、前記逆転力行状態において自動変速部20のアップシフトが行われた場合を例として以下の説明をするが、そのような場合に本発明の適用が限定されるものではない。また、好適には、図11のフローチャートは差動部11が非ロック状態であって車両がエンジン走行中である場合に実行される。
先ず、変速発生判定手段70に対応するステップ(以下、「ステップ」を省略する)SA1においては、自動変速部20の変速が発生したか否かが判定される。好適には、自動変速部20のアップシフトが発生したか否かが判定される。このSA1の判定が肯定された場合、すなわち、自動変速部20の変速(アップシフト)が発生した場合には、SA2に移る。一方、このSA1の判定が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
電力収支制約判定手段72に対応するSA2においては、前記電動機電力収支Wmに対する制約によって第2電動機M2の作動が制限されるか否かが判定される。このSA2の判定が肯定された場合、すなわち、電動機電力収支Wmに対する制約によって第2電動機M2の作動が制限される場合には、SA5に移る。一方、このSA2の判定が否定された場合には、SA3に移る。
電動機制御手段68に対応するSA3においては、通常通り、変速ショックができるだけ生じないように、自動変速部20の変速のイナーシャ相内で第2電動機トルクTM2をその変速前のトルクから車速Vやアクセル開度Accなどによって決まる変速後の目標トルクへと滑らかに変化させる。
更にSA3においては、上記自動変速部20の変速のイナーシャ相内でエンジン回転速度Nの変化を抑制するように、第1電動機トルクTM1を上記変速前(変速開始前)に対して低下させる前記反力トルクダウン制御が実行される。この反力トルクダウン制御における前記第1電動機トルク低下量DTM1は、例えば、第1電動機M1及びそれと連動して回転する回転部品が有するイナーシャなどに基づいて予め実験的に定められている。このSA3は前記SA2の判定が否定された場合に実行されるステップであるので、SA3では、第1電動機M1の入出力電力と第2電動機M2の入出力電力とが相互に制限し合うということはない。SA3の次はSA4に移る。
係合圧制御手段78に対応するSA4においては、前記通常時の係合側係合圧に対して図10に示すような係合圧補正量を加える補正をすることなく、その通常時の係合側係合圧で自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速が行われる。
電動機制御手段68に対応するSA5においては、自動変速部20の変速のイナーシャ相内で前記反力トルクダウン制御が実行されるが、そのときの第1電動機トルク低下量DTM1は、前記SA3で実行される上記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1よりも小さくされる。どれだけ小さくされるかは、車速Vや蓄電装置60の前記充放電電力許容範囲WIN/OUTなどをパラメータとして実験的に設定されており、例えば、前記SA2の判定対象である第2電動機M2の作動に対する制限が大きいほど、上記第1電動機トルク低下量DTM1は小さくなる。
更にSA5では、前記逆転力行状態において、上記反力トルクダウン制御の実行により第1電動機M1の消費電力(入力電力)が低下させられるので、それに応じて、前記電動機電力収支Wmがそれに対する制約の範囲内となるように、必要な範囲で第2電動機M2の発電電力(出力電力)が低下させられる。SA5の次はSA6に移る。
なお、このSA5において、自動変速部20の変速のイナーシャ相内で前記反力トルクダウン制御が実行されるときの第1電動機トルク低下量DTM1は、前記SA3で実行される上記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1よりも小さくされるが、その第1電動機トルク低下量DTM1が小さくされることが、所定の限度を超えて第2電動機M2の作動が制限される場合に行われるようにしてもよい。
係合圧制御手段78に対応するSA6においては、上記第2電動機M2の発電電力低下による自動変速部20の入力トルクの増加分に応じて、自動変速部20の変速中における係合側の前記係合装置の係合圧(係合側係合圧)を高くする前記係合圧調整制御が実行される。例えば、その係合圧調整制御における係合側係合圧は、前記SA2の判定が否定された場合の上記係合側係合圧(通常時の係合側係合圧)に対して、図10に示すような係合圧補正量を加える補正をして決定される。そして、そのように補正された係合側係合圧で自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速が行われる。
図12は、アクセルペダル41が踏込まれ、差動部11が非ロック状態であって前記逆転力行状態であるときに、自動変速部20においてそのギヤ段が第2速から第3速へとアップシフトされた場合を例として、図11に示された制御作動を説明するためのタイムチャートである。このタイムチャートでは、上記第2速から第3速へのアップシフトであるので、図2に示されているように、第1ブレーキB1が係合側係合装置であり、第2ブレーキB2が解放側係合装置である。また、図12では、油圧値、第1電動機トルクTM1、第2電動機トルクTM2のそれぞれのタイムチャートに、実線とともに破線でもその変化が示されているが、その実線は図11のSA2の判定が否定された場合を示し、その破線は図11のSA2の判定が肯定された場合を示すものである。
図12のt時点は、油圧制御回路42へ自動変速部20の変速を開始させる変速出力(変速出力指令)がなされたことを示している。つまり、t時点は自動変速部20の変速開始時点である。また、t時点は自動変速部20の変速のイナーシャ相開始時点であり、t時点は自動変速部20の変速終了時点である。そして、t時点は差動部11(動力伝達装置10)が前記逆転力行状態から、第1電動機M1が発電し第2電動機M2が電力を消費して駆動力を発揮する力行状態へと切り換わった時点である。
従って、油圧値のタイムチャートにおいて、t時点から解放側の油圧値PB2が低下し始め、また、破線と実線とでその過程は異なるものの何れも係合側の油圧値PB1がt時点から上昇し始め、t時点とt時点との間で自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速が実行されていることが示されている。そして、自動変速部20の変速のイナーシャ相であるt時点とt時点との間では、自動変速部20の入力回転速度N18が前記所定の変化率Aniで下降しており、動力分配機構16の差動作用を利用して変速中のエンジン回転速度Nの変動を抑えるため、図11のSA3又はSA5にて第1電動機トルクTM1(絶対値)を低下させる前記反力トルクダウン制御が実行され、その結果、上記入力回転速度N18とは逆に第1電動機回転速度NM1が上昇している。
ここで、図11のSA2の判定が否定された場合には、第1電動機M1の入出力電力と第2電動機M2の入出力電力とが相互に制限し合うということはない、すなわち、第2電動機M2の作動は特に制限されないので、図11のSA3の実行により、t時点とt時点との間(イナーシャ相)で、図12の第1電動機トルクのタイムチャートに実線で示すように前記反力トルクダウン制御において第1電動機トルクTM1が絶対値として低下させられており、図12の第2電動機トルクのタイムチャートに実線で示すように第2電動機トルクTM2が、目標とする第2電動機トルク変化(実線)に沿って変速後の目標トルクへと滑らかに変化させられている。更に、図11のSA4の実行により、図12の油圧値PB1(係合側)のタイムチャートに実線で示すように通常時の係合側係合圧で自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速が進行している。
一方、図11のSA2の判定が肯定された場合には、第1電動機M1及び第2電動機M2の電動機電力収支Wmがそれに対する制約の範囲内となるように、第1電動機M1の入出力電力と第2電動機M2の入出力電力とが相互に調整されるので、図11のSA5の実行により、t時点とt時点との間で、前記SA3と同様に前記反力トルクダウン制御が実行されるものの、そのときの第1電動機トルク低下量DTM1(絶対値)は、図12の第1電動機トルクのタイムチャートに破線で示すように、SA3実行時(図12の実線)に対して小さくされている。また、前記逆転力行状態であるt時点とt時点との間では、第1電動機トルクTM1の低下は第1電動機M1の消費電力の低下となるので、上記電動機電力収支Wmがそれに対する制約の範囲内となるように第2電動機M2の発電電力(出力電力)が低下させられ、図12の第2電動機トルクのタイムチャートに破線で示すように、第2電動機トルクTM2(絶対値)はSA3実行時(図12の実線)に対して小さくなっている。このように、図11のSA5での第2電動機トルクTM2(図12の破線)はSA3実行時(図12の実線)に対して乖離するものの、第1電動機トルク低下量DTM1が小さくされたことによりその第2電動機トルクTM2の乖離量は抑制されている。そして、図12において第2電動機トルクTM2の実線に対する上記乖離量が抑制されれば、その分、電動機電力収支Wmに対する制約による第2電動機M2の作動制限が自動変速部20の入力回転速度N18に与える影響は軽減される。
また、図11のSA5の実行により、図12の第2電動機トルクTM2のタイムチャートにおいて破線の実線に対する上記乖離量は抑制されているものの、イナーシャ相初期であるt時点とt時点との間にて第2電動機トルクTM2(絶対値)の相対的低下により自動変速部20の入力トルクは増加しているので、自動変速部20の入力回転速度N18が下降する変化率が小さくなるおそれがある。そこで、図11のSA6の実行により、図12の油圧値PB1(係合側)のタイムチャートにおいて破線で示すように、ほぼ第2電動機トルクTM2(絶対値)の相対的低下と同期してイナーシャ相初期にて、SA4実行時(図12の実線)に対して係合側の油圧値PB1が高められている。その結果、係合側係合圧(油圧値PB1)を高くすることは上記入力回転速度N18の変化率を大きくするように作用するので、第2電動機トルクTM2(絶対値)の相対的な低下と係合側係合圧の相対的な上昇との上記入力回転速度N18に対する影響が互いに打ち消し合い、その入力回転速度N18が前記所定の変化率Aniで変化するように制御されている。
本実施例では次のような効果(A1)乃至(A5)がある。(A1)本実施例によれば、係合圧制御手段78は、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合には、そうでない場合と比較して、自動変速部20の変速中における前記係合側係合圧を高くする係合圧調整制御を実行する。従って、自動変速部20の変速中における係合側の前記係合装置の係合圧(係合側係合圧)が適切に調整されることにより、自動変速部20の変速中における自動変速部20の入力回転速度N18を適切な変化率で変化させ、変速ショックの低減を図ることが可能である。例えば、上記係合圧制御手段78が自動変速部20のアップシフト中の係合側係合圧を高くすることは、第2電動機M2の作動が制限を受け自動変速部20の入力トルクが相対的に増加する場合に、その入力トルク増加が上記入力回転速度N18の変化率に与える影響を打ち消す方向に作用する。
(A2)本実施例によれば、係合圧制御手段78は、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合には、第2電動機M2の作動が大きく制限されるほど、自動変速部20の変速中における上記係合圧調整制御の係合側係合圧を高くするので、上記第2電動機M2の作動制限による自動変速部20の入力トルクの増加に応じた適切な係合側係合圧が得られ、それにより変速ショックを低減するように自動変速部20の入力回転速度N18を変化させることが可能である。
(A3)前記電動機電力収支Wmに対する制約によって第2電動機M2の作動が制限される場合には、第1電動機トルクTM1変動を小さくすることによりその第1電動機M1の入出力電力の変動が小さくなれば、それに応じて、第2電動機M2の入出力電力に対する制限すなわち第2電動機M2の作動に対する制限は緩和され得る。この点、本実施例によれば、例えば、電動機制御手段68(電動機反力トルク制御手段68)は、前記所定の限度を超えて第2電動機M2の作動が制限される場合には、そうでない場合と比較して前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を小さくする。そのようにすれば、係合圧制御手段78が自動変速部20の変速中における係合側係合圧を高くすることは、電動機制御手段68が第1電動機トルク低下量DTM1を小さくすることに対して優先的に実行されるとともに、第2電動機M2の作動が一層大きく制限される場合であっても、上記係合側係合圧を高くする前記係合圧調整制御と前記反力トルクダウン制御の第1電動機トルク低下量DTM1を小さくすることとの相乗効果により変速ショックを適切に低減できる。また、第2電動機M2の作動に対する制限が軽度に場合には、上記反力トルクダウン制御で第1電動機トルク低下量DTM1を小さくすることは実行されず上記係合圧調整制御の実行により変速ショック低減が図られるので、その場合には、自動変速部20の変速中におけるエンジン回転速度Nの変動を充分効果的に抑制できる。
(A4)本実施例によれば、電動機制御手段68は、蓄電装置60の充放電電力が前記充放電電力許容範囲WIN/OUT内に収まるように、第1電動機M1及び第2電動機M2を作動させるので、その蓄電装置60及びそれに関連する電気部品の耐久性の維持を図ることができる。
(A5)本実施例によれば、電動機制御手段68は、第1電動機M1及び第2電動機M2の温度がそれぞれ前記電動機許容温度LTM以下となるように、第1電動機M1及び第2電動機M2を作動させるので、第1電動機M1、第2電動機M2、及びそれらに関連する部品の耐久性の維持を図ることができる。
次に、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実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例の機能ブロック線図は図6であり、前述の第1実施例と共通である。図6において本実施例は、有段変速制御手段54以外は第1実施例と共通であるが、有段変速制御手段54が有段変速制御手段102に置き換わっている点が第1実施例と異なる。有段変速制御手段102は、有段変速制御手段54の機能に加え、以下のような機能を有する。
本実施例の有段変速制御手段(変速制御手段)102は、第1実施例の有段変速制御手段54と同様に、自動変速部20の変速のイナーシャ相中における自動変速部20の入力回転速度N18が前記所定の変化率Aniで変化するように、自動変速部20の摩擦係合装置(ブレーキB,クラッチC)の係合圧を学習により変更する前記学習制御を実施する。しかし、その有段変速制御手段54とは異なり、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合には、有段変速制御手段102は、そうでない場合すなわち電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合とは区別して上記係合圧の学習制御を実施する。例えば、電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合の油圧学習値マップ(図9参照)をAパターンとして、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合の油圧学習値マップをBパターンとしてそれぞれ別個に設けておき、電力収支制約判定手段72の判定結果に応じて、有段変速制御手段102は、上記学習制御を実行して上記Aパターン或いはBパターンを選択的に更新する。
また、油圧学習値マップをAパターン、Bパターンというように複数設けるのではなく、例えば、有段変速制御手段102は、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合には、前記係合圧の学習制御を実施しないとしてもよい。そのように電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合に有段変速制御手段102が上記学習制御を実施しないとしたとすれば、有段変速制御手段102に含まれる係合圧制御手段78は、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合の上記係合圧を決定するために、すなわち、前記係合圧調整制御における前記係合側係合圧を決定するために、電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合に実施された前記係合圧の学習制御の結果得られた学習値を使用する。例えば、係合圧制御手段78は、電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合に実施された前記係合圧の学習制御の結果得られた学習値を使用し、その学習値に前記係合圧補正値(第1実施例を参照)を加えて上記係合圧調整制御における前記係合側係合圧を決定する。そして、前記逆転力行状態での自動変速部20のアップシフトにおいては、例えば第1実施例の図10に示すように、電動機電力収支Wmに対する制約が大きいほど、すなわち、その制約による第2電動機M2の作動制限が大きいほど、上記係合圧補正値(係合圧補正量)は大きくなるように設定される。その図10に示すように上記係合圧補正値(係合圧補正量)が設定される場合、係合圧制御手段78は、上記第2電動機M2の作動制限が大きいほど、第2電動機トルクTM2の低下による自動変速部20の入力トルクの増加分に応じて、上記係合圧調整制御における係合側係合圧が高くなるようにそれを決定することとなる。
図13は、第1実施例の図11に相当する第2実施例のフローチャートであって、電子制御装置40の制御作動の要部、すなわち、前記電動機電力収支Wmに対する制約に応じて自動変速部20の係合圧の学習制御の実施を切り換え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。なお、前記図11の説明と同様に、理解を容易にするため、前記逆転力行状態において自動変速部20のアップシフトが行われた場合を例として以下の説明をするが、そのような場合に本発明の適用が限定されるものではない。また、好適には、図13のフローチャートは差動部11が非ロック状態であって車両がエンジン走行中である場合に実行される。また、図13のSB1とSB2は、第1実施例の図11のSA1とSA2とそれぞれ同じステップである。以下、図13の中で、図11とは相違する点について主に説明する。
図13のSB2の判定が否定された場合にはSB3に移る。有段変速制御手段102に対応するSB3においては、前記学習前提条件の成立を条件として、自動変速部20の摩擦係合装置(ブレーキB,クラッチC)の係合圧を学習により変更する前記学習制御が実施され、図9に示すような油圧学習値マップが更新される。SB3の次はSB4に移る。
係合圧制御手段78に対応するSB4においては、SB2の判定が否定された場合にSB3で実施された上記係合圧の学習制御の結果得られた学習値(図9参照)がそのまま、図10に示すような係合圧補正量を加える補正がなされることなく使用され、前記通常時の係合側係合圧で自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速が行われる。
SB2の判定が肯定された場合にはSB5に移る。有段変速制御手段102に対応するSB5においては、前記係合圧の学習制御が禁止され、その学習制御は実施されない。或いは別の制御作動として、例えば、上記SB2の判定が否定された場合の油圧学習値マップ(図9参照)をAパターンとし、そのSB2の判定が肯定された場合の油圧学習値マップをBパターンとして複数の油圧学習値マップが設けられており、上記SB2の判定が否定された場合に実行されるSB3では上記学習制御が実施されて上記Aパターンの油圧学習値マップが更新され、上記SB2の判定が肯定された場合に実行されるSB5では上記学習制御が実施されて上記Bパターンの油圧学習値マップが更新されてもよい。SB5の次はSB6に移る。
係合圧制御手段78に対応するSB6においては、図11のSA6と同様に、第2電動機M2の発電電力低下による自動変速部20の入力トルクの増加分に応じて、自動変速部20の変速中における係合側の前記係合装置の係合圧(係合側係合圧)を高くする前記係合圧調整制御が実行される。そのとき、本フローチャートのSB6では、例えば、その係合圧調整制御における係合側係合圧は、前記SB2の判定が否定された場合にSB3で実施された前記係合圧の学習制御の結果得られた学習値(図9参照)に、図10に示すような係合圧補正量を加える補正をして決定される。そして、そのように補正された係合側係合圧で自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速が行われる。なお、SB5において上記学習制御が実施されないとすれば、上記のようにSB6では上記補正により係合側係合圧が算出されるが、SB2の判定結果に応じて区別して上記学習制御が実施される場合には、SB6の上記係合圧調整制御における係合側係合圧は、前記Bパターンの油圧学習値マップを用いて決定される。
本実施例では、図6において有段変速制御手段54以外は第1実施例と共通であり、有段変速制御手段102は有段変速制御手段54に機能を付加したものであるので、前述の第1実施例の効果(A1)乃至(A5)に加え、更に、次のような効果がある。(B1)本実施例によれば、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合には、有段変速制御手段102は、そうでない場合すなわち電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合とは区別して上記係合圧の学習制御を実施するか、或いは、その係合圧の学習制御を実施しないので、上記学習制御の実施により却って変速ショックが大きくなるということを回避し、適切な学習制御を実施することができる。
(B2)本実施例によれば、第1実施例と同様に、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるとの判定を電力収支制約判定手段72が肯定した場合には、係合圧制御手段78は前記係合圧調整制御を実行する。そして、本実施例では、有段変速制御手段102は、電力収支制約判定手段72がその判定を肯定した場合には、前記係合圧の学習制御を実施しないとしてもよく、その場合例えば、係合圧制御手段78は、電力収支制約判定手段72がその判定を否定した場合に実施された前記係合圧の学習制御の結果得られた学習値を使用し、その学習値に前記係合圧補正値を加えて上記係合圧調整制御における前記係合側係合圧を決定する。このようにすれば、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限される場合が稀であったとしても、充分に学習された学習値に基づき上記係合側係合圧を決定することが可能であり、それにより、変速ショックの低減を図り得る。なお、図6に示すように係合圧制御手段78は有段変速制御手段(変速制御手段)102に含まれるので、係合圧制御手段78の制御機能は有段変速制御手段102の制御機能であると言える。
図14は本発明の他の実施例における車両用動力伝達装置110(以下、「動力伝達装置110」と表す)の構成を説明する骨子図であり、図15はその動力伝達装置110の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表であり、図16はその動力伝達装置110の変速作動を説明する共線図である。
動力伝達装置110は、前述の実施例と同様に第1電動機M1、動力分配機構16、および第2電動機M2を備えている差動部11と、その差動部11と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている前進3段の自動変速部112とを備えている。動力分配機構16は、例えば「0.418」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とを有している。自動変速部112は、例えば「0.532」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置26と、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ2を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置28とを備えている。第1遊星歯車装置26の第1サンギヤS1と第2遊星歯車装置28の第2サンギヤS2とが一体的に連結されて第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1遊星歯車装置26の第1キャリヤCA1と第2遊星歯車装置28の第2リングギヤR2とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第1リングギヤR1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、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結されている。
以上のように構成された動力伝達装置110では、例えば、図15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、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速ギヤ段(第1変速段)乃至第4速ギヤ段(第4変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(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)が各ギヤ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、動力伝達装置110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112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112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、動力伝達装置110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。
例えば、動力伝達装置110が有段変速機として機能する場合には、図15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「2.804」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、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γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.531」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、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γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、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1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「2.393」程度である後進ギヤ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、例えば全てのクラッチ及びブレーキC0,C1,C2,B0,B1,B2が解放される。
しかし、動力伝達装置110が無段変速機として機能する場合には、図15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112が有段変速機として機能することにより、自動変速部112の第1速、第2速、第3速の各ギヤ段に対しその自動変速部112の入力回転速度N18すなわち伝達部材回転速度N18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、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置110全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
図16は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と変速部(有段変速部)或いは第2変速部として機能する自動変速部112とから構成される動力伝達装置110において、ギヤ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。切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放される場合、および切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられる場合の動力分配機構16の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
図16における自動変速部112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に対応し且つ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2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応し且つ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7回転要素(第7要素)RE7に対応する第1リングギヤR1をそれぞれ表している。また、自動変速部112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は自動変速部112の出力軸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ている。
自動変速部112では、図16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(R1)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(CA2)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(CA1,R2)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る。上記第1速乃至第3速では、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Nと同じ回転速度で第7回転要素RE7に差動部11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Nよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線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る。
本実施例の動力伝達装置110においても、電気式差動部或いは第1変速部として機能する差動部11と、有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部112とから構成され、図6を用いて前述したような制御機能が適用されるので、前述の第1実施例および第2実施例と同様の効果が得られる。
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、これ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。
例えば、前述の実施例では、有段変速制御手段54,102の学習制御の実施により変更される対象は、自動変速部20,112が備える前記摩擦係合装置の係合圧であるとしてその学習制御の説明をしたが、その係合圧の変化率であっても係合時間であってもよい。要するに、その学習制御の実施により変更される対象は、自動変速部20,112の変速中の上記摩擦係合装置の係合圧などで例示される変速作動のための変速制御値であればよい。
また、前述の実施例において、電動機制御手段68は、前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるときのその制限の大きさに応じて変更するが、それは、上記第2電動機M2の作動制限の大きさに応じて第1電動機トルク低下量DTM1を連続的に変更するものであってもよいし、1段階もしくは2段階以上で段階的に変更するものであってよい。
また、前述の実施例において、電動機制御手段68(電動機反力トルク制御手段68)は、前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1を、第2電動機M2の作動が前記電動機電力収支Wmに対する制約によって制限されるときのその制限の大きさに応じて変更するが、この変更を、第1電動機M1が電力を消費するモータとして機能しているときに、すなわち、差動部11(動力伝達装置10)が前記逆転力行状態であるときに行ってもよい。
また、前述の実施例の図12において、第1電動機トルクTM1のタイムチャートに示すように、図11のフローチャートのSA5の実行により前記反力トルクダウン制御における第1電動機トルク低下量DTM1(図12の破線)が図11のSA3実行時(図12の実線)に対して小さくされるが、これは必須の制御ではない。
また、前述の実施例では、図11のフローチャートは第1実施例の制御作動の要部として説明され、図13のフローチャートは第2実施例の制御作動の要部として説明されているが、図11と図13とが組み合わされ1つのフローチャートとして表現されてもよい。そのように図11と図13とが組み合わされてフローチャートが表現されたとすれば、例えば、図17のようになる。
また、通常の自動変速機では、その変速過渡制御は、その自動変速機の係合側の係合装置(クラッチC、ブレーキB)の係合圧すなわち係合側係合圧の調整により行われるが、前述の実施例では、エンジン8から自動変速部20の入力側までの動力伝達経路に第1電動機M1及び第2電動機M2が動力伝達可能に連結されているので、自動変速部20の変速過渡制御、例えば、自動変速部20の変速のイナーシャ相において自動変速部20の入力回転速度変化率AN18が目標とする前記所定の変化率Aniとなるように制御することが、前記係合側係合圧の調整により行われる場合と、第1電動機M1及び第2電動機M2の一方又は両方の制御により行われる場合と、両者が併用されて行われる場合とがある。また、前述の実施例では、その両者が併用されて行われる場合において、上記係合側係合圧の調整による上記変速過渡制御と第1電動機M1及び第2電動機M2の一方又は両方による上記変速過渡制御との何れが優先されて実行されるかは、例えば、電動機電力収支Wmに対する制約や第1電動機M1及び第2電動機M2の温度などに基づいて決定されてもよい。
また、前述の実施例においては、第1電動機M1の運転状態が制御されることにより、差動部11(動力分配機構16)はその変速比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、例えば差動部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よい。
また、前述の実施例の動力伝達装置10においてエンジン8と差動部11とは直結されているが、エンジン8が差動部11にクラッチ等の係合装置(係合要素)を介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例の動力伝達装置10,110において第1電動機M1と第2回転要素RE2とは直結されており、第2電動機M2と第3回転要素RE3とは直結されているが、第1電動機M1が第2回転要素RE2にクラッチ等の係合装置(係合要素)を介して連結され、第2電動機M2が第3回転要素RE3にクラッチ等の係合装置を介して連結されていてもよい。
また前述の実施例では、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路において、差動部11の次に自動変速部20,112が連結されているが、自動変速部20,112の次に差動部11が連結されている順番でもよい。要するに、自動変速部20,112は、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路の一部を構成するように設けられておればよい。
また、前述の実施例の図1と図14とによれば、差動部11と自動変速部20,112は直列に連結されているが、動力伝達装置10,110全体として電気的に差動状態を変更し得る電気式差動機能とその電気式差動機能による変速とは異なる原理で変速する機能とが備わっていれば、差動部11と自動変速部20,112とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
また、前述の実施例において動力分配機構16はシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであってもよい。
また前述の実施例においては、差動部遊星歯車装置24を構成する第1回転要素RE1にはエンジン8が動力伝達可能に連結され、第2回転要素RE2には第1電動機M1が動力伝達可能に連結され、第3回転要素RE3には駆動輪38への動力伝達経路が連結されているが、例えば、2つの遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により有段変速と無段変速とに切換可能な構成にも本発明は適用される。
また前述の実施例においては、自動変速部20,112は有段の自動変速機として機能する変速部であるが、無段のCVTであってもよい。
また、前述の実施例におけるクラッチC及びブレーキB等の油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチ等の磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
また前述の実施例においては、第2電動機M2は伝達部材18に直接連結されているが、第2電動機M2の連結位置はそれに限定されず、エンジン8又は伝達部材18から駆動輪38までの間の動力伝達経路に直接的或いは変速機、遊星歯車装置、係合装置等を介して間接的に連結されていてもよい。
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、前述の実施例においてエンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、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、前述の実施例の第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、例えばギヤ、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、前述の実施例において自動変速部20,112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20,112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20,112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、前述の実施例の動力分配機構16は1組の差動部遊星歯車装置24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、前述の実施例の第2電動機M2はエンジン8から駆動輪38までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材18に連結されているが、第2電動機M2がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合装置(係合要素)を介して動力分配機構16にも連結可能とされており、第1電動機M1の代わりに第2電動機M2によって動力分配機構16の差動状態を制御可能とする動力伝達装置10,110の構成であってもよい。
また前述の実施例において、動力分配機構16が切換クラッチC0および切換ブレーキB0を備えているが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0は動力分配機構16とは別個に動力伝達装置10に備えられていてもよい。また、切換クラッチC0と切換ブレーキB0との何れか一方または両方がない構成も考え得る。
また前述の実施例において、差動部11が、第1電動機M1及び第2電動機M2を備えているが、第1電動機M1及び第2電動機M2は差動部11とは別個に動力伝達装置10に備えられていてもよい。
また前述した複数の実施例はそれぞれ、例えば優先順位を設けるなどして、相互に組み合わせて実施することができる。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
本発明の制御装置が適用される車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。 図1の車両用動力伝達装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。 図1の車両用動力伝達装置が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。 図1の車両用動力伝達装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。 シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。 図4の電子制御装置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1の車両用動力伝達装置において、車速と出力トルクとをパラメータとする同じ二次元座標に構成された、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、動力伝達装置の変速状態の切換判断の基となる予め記憶された切換線図の一例と、エンジン走行と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を有する予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。 図1のエンジンの最適燃費率曲線を表す図である。 図6の有段変速制御手段による係合圧(変速制御値)の学習について説明するために用いる油圧学習値マップの一例であって、アップシフトとダウンシフトとで区別されており、(a)はアップシフト用であり、(b)はダウンシフト用である。 図6の係合圧制御手段が実行する係合圧調整制御における係合側係合圧が、通常時の係合圧に対して係合圧補正値を加えて決定される場合において、その係合圧補正値(係合圧補正量)と電動機電力収支に対する制限との関係の一例を示した図である。 図4の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、自動変速部の変速中における第1電動機及び第2電動機の制御の制御作動を説明するフローチャートである。 図11に示された制御作動を説明するためのタイムチャートであって、アクセルペダルが踏込まれ、差動部が非ロック状態であって逆転力行状態であるときに、自動変速部においてそのギヤ段が第2速から第3速へとアップシフトされた場合を例としたタイムチャートである。 第1実施例の図11に相当する第2実施例のフローチャートであって、図4の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、電動機電力収支に対する制限に応じて自動変速部の係合圧の学習制御の実施を切り換える制御作動を説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置の他の構成例を説明する骨子図であって、図1に相当する第3実施例の骨子図である。 図14の車両用動力伝達装置の有段変速状態における変速段とそれを達成するための油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表であって、図2に相当する第3実施例の作動図表である。 図14の車両用動力伝達装置が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図であって、図3に相当する第3実施例の共線図である。 図11のフローチャートに示す制御作動と図13のフローチャートに示す制御作動とが組み合わされ1つのフローチャートとして表現された場合のフローチャートである。
符号の説明
8:エンジン
10,110:動力伝達装置(車両用動力伝達装置)
11:差動部(電気式差動部)
16:動力分配機構(差動機構)
20,112:自動変速部(有段変速部)
38:駆動輪
40:電子制御装置(制御装置)
54,102:有段変速制御手段(変速制御手段)
60:蓄電装置
68:電動機制御手段(電動機反力トルク制御手段)
78:係合圧制御手段
M1:第1電動機
M2:第2電動機
C1:第1クラッチ(係合装置)
C2:第2クラッチ(係合装置)
C3:第3クラッチ(係合装置)
B1:第1ブレーキ(係合装置)
B2:第2ブレーキ(係合装置)
B3:第3ブレーキ(係合装置)

Claims (7)

  1. エンジンと駆動輪との間に連結された差動機構と該差動機構に動力伝達可能に連結された第1電動機とを有し該第1電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第2電動機と、動力伝達経路の一部を構成する複数の係合装置の係合或いは解放により変速される有段変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、
    前記有段変速部の変速中に前記第1電動機の反力トルクを該変速前に対して低下させる電動機反力トルク制御手段と、
    前記第2電動機の作動が、前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合と比較して、前記変速中における係合側の前記係合装置の係合圧を高くする係合圧制御手段と
    を、含むことを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
  2. 前記係合圧制御手段は、前記第2電動機の作動が大きく制限されるほど、前記変速中における係合側の前記係合装置の係合圧を高くする
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  3. 前記電動機反力トルク制御手段は、所定の限度を超えて前記第2電動機の作動が制限される場合には、そうでない場合と比較して前記第1電動機の反力トルクの低下量を小さくする
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合とは区別して前記有段変速部の係合圧の学習制御を実施するか、或いは、該学習制御を実施しない変速制御手段を含む
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  5. 前記変速制御手段は、前記第2電動機の作動が前記第1電動機及び第2電動機の入出力電力の収支に対する制約によって制限される場合には、そうでない場合に実施された前記学習制御の結果得られた学習値を、前記有段変速部の係合圧を決定するために使用する
    ことを特徴とする請求項4に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  6. 前記第1電動機および第2電動機に対し充放電を行う蓄電装置が設けられており、
    前記第1電動機及び第2電動機は、前記蓄電装置の充放電電力が該充放電電力に対して予め定められた許容範囲内に収まるように作動させられる
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  7. 前記第1電動機及び第2電動機は、該第1電動機及び第2電動機の温度がそれぞれ予め定められた電動機許容温度以下となるように作動させられる
    ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
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