JP2010076575A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置において、変速比の使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制する。
【解決手段】動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時は、動力伝達装置10の有段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段が変更されるので、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避され、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会の増加が少なくされる。よって、トータル変速比γTの使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制することができる。
【選択図】図6
【解決手段】動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時は、動力伝達装置10の有段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段が変更されるので、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避され、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会の増加が少なくされる。よって、トータル変速比γTの使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制することができる。
【選択図】図6
Description
本発明は、無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限がある時の制御に関するものである。
無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された動力伝達装置がそれである。この動力伝達装置においては、差動機構に動力伝達可能に連結された第1電動機の運転状態が制御されることにより差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する有段変速部と、電気式差動部を予め定められた差動状態が得られない差動制限状態にする差動制限装置とを備え、例えば車速や要求出力トルク等で示される車両状態が比較的低負荷領域にあるときは電気式差動部が差動状態とされて動力伝達装置全体が無段変速状態に切り換えられる一方で、車両状態が比較的高負荷領域にあるときは電気式差動部が差動制限状態とされて動力伝達装置全体が有段変速状態に切り換えられる。
ところで、複数種類のシフトレンジを人為的操作により択一的に選択できるシフト操作装置において高速側変速比の使用を制限することができるマニュアルレンジが選択された場合、そのマニュアルレンジにおける操作に基づいてシフトレンジが切り換えられても変速が発生しない場合が生じ、操作感覚上、違和感が発生する可能性があった。これに対して、上述したような車両用動力伝達装置において、シフトレンジの切換えに応じて高速側の変速比を制限することが考えられるが、その制限の仕方すなわち高速側変速比の禁止の仕方に因っては、例えば無段変速状態と有段変速状態との切換え、変速段の切換え、有段変速状態における差動制限装置の切換えなどの動力伝達装置全体の変速に係わる変速作動が同時に行われる同時変速が発生する可能性があった。そのため、同時変速でない変速に比べて複雑な(難しい)変速制御の機会が増加し、変速ショックが増大する可能性があった。
例えば、車両用動力伝達装置が有段変速状態であるときは、シフトレンジの切換えに応じて高速側変速段を禁止し、許可範囲内の変速段において変速制御を実行することが考えられる。また、車両用動力伝達装置が無段変速状態であるときは、シフトレンジの切換えに応じて高速側変速比を制限し、許可範囲内の変速比において変速制御を実行することが考えられる。つまり、無段変速状態では、有段変速段に拘わらず変速比を連続的に変化させられることから、変化可能な範囲の中で有段変速段を禁止することなくその変速比の高速側への変速を制限することが考えられる。そうすると、無段変速状態と有段変速状態とが切り換えられる際に、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる変速段の切換えとは別の変速段の切換えが発生する可能性があり、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生する可能性があった。尚、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為されたものであり、その目的とするところは、無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置において、変速比の使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制することができる制御装置を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b) 前記車両用動力伝達装置において変速比の使用制限がある時は、前記有段変速状態で使用することができる有段変速段に基づいて、前記無段変速状態で使用することができる有段変速段も変更することにある。
このようにすれば、無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置の制御装置において、前記車両用動力伝達装置において変速比の使用制限がある時は、前記有段変速状態で使用することができる有段変速段に基づいて、前記無段変速状態で使用することができる有段変速段が変更されるので、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避され、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会の増加が少なくされる。よって、変速比の使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制することができる制御装置が提供される。
ここで、好適には、前記有段変速状態における有段変速段に基づいて、前記無段変速状態で使用する高速側変速比を制限する。このようにすれば、無段変速状態における変速比が小さくなること(変速比が高速側となること)が有段変速状態の変速段の制限に合わせて制限されるので、加速性能とエンジンブレーキ性能が適切に確保される。
また、好適には、前記使用制限がある時とは、複数種類のシフトレンジを人為的操作により択一的に選択できるシフト操作装置において前記車両用動力伝達装置における高速側変速比の使用を制限するマニュアルレンジが選択されているときである。このようにすれば、マニュアルレンジが選択されているときには、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避される。
また、好適には、前記使用制限がある時とは、排気管に備えられた触媒装置の暖機を促進する為に前記車両用動力伝達装置において高速側変速比の使用が制限されているときである。このようにすれば、触媒装置の暖機中には、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避される。
また、好適には、前記使用制限がある時とは、登降坂路走行中に前記車両用動力伝達装置における高速側変速比の使用を制限する登降坂制御が実行されているときである。このようにすれば、登降坂制御中には、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避される。
また、好適には、前記有段変速状態で使用することができる有段変速段と同じにするように、前記無段変速状態で使用することができる有段変速段も変更する。このようにすれば、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが一層適切に回避される。
また、好適には、前記車両用動力伝達装置は、第1変速部と第2変速部とを備えており、前記第1変速部と前記第2変速部とが同時に変速を行う同時変速が、前記車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに対して、新たに発生することが無いように前記無段変速状態における有段変速段を変更する。このようにすれば、車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避され、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会が増加させられない。よって、変速比の使用制限がある時に新たな同時変速の発生が回避され、変速ショックが増大されない。
また、好適には、前記同時変速は、前記第1変速部と前記第2変速部とが互いに反対方向に変速比を変更するものである。このようにすれば、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会が増加させられないので、変速ショックが一層増大されない。
また、好適には、前記第1変速部は、走行用駆動力源に動力伝達可能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差動用電動機とを有しその差動用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と共に、その差動状態が得られない差動制限状態にすることができる差動制限装置を備える電気式差動部であり、前記第2変速部は、前記走行用駆動力源から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する有段変速部である。このようにすれば、電気式差動部と有段変速部とで構成されることにより無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する実用的な車両用動力伝達装置において、変速比の使用制限がある時に、新たな同時変速の発生が回避されて変速ショックの増大が抑制される。
また、好適には、前記電気式差動部は、前記差動用電動機の運転状態が制御されることにより無段変速機として作動する。このようにすれば、電気的な無段変速機として機能する電気式差動部を備えた実用的な車両用動力伝達装置において、変速比の使用制限がある時に、新たな同時変速の発生が回避されて変速ショックの増大が抑制される。尚、電気式差動部は、その変速比を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させる他に変速比を段階的に変化させて有段変速機として作動させることも可能である。
また、好適には、前記有段変速部は有段式の自動変速機であって、複数組の遊星歯車装置の回転要素が摩擦係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段(変速段)が択一的に達成される例えば前進4段、前進5段、前進6段、更にはそれ以上の変速段を有する等の種々の遊星歯車式多段変速機により構成される。この遊星歯車式多段変速機における摩擦係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはベルト式のブレーキ等の油圧式摩擦係合装置が広く用いられる。この油圧式摩擦係合装置を係合させるための作動油を供給するオイルポンプは、例えば前記走行用駆動力源により駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、走行用駆動力源とは別に配設された専用の電動モータなどで駆動されるものでも良い。また、クラッチ或いはブレーキは、油圧式摩擦係合装置以外に電磁式係合装置例えば電磁クラッチや磁粉式クラッチ等であってもよい。
また、好適には、上記油圧式摩擦係合装置を含む油圧制御回路は、例えばリニアソレノイドバルブの出力油圧を直接油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)にそれぞれ供給することが応答性の点で望ましいが、そのリニアソレノイドバルブの出力油圧をパイロット油圧として用いることによりシフトコントロールバルブを制御して、そのコントロールバルブから油圧アクチュエータに作動油を供給するように構成することもできる。
また、好適には、上記リニアソレノイドバルブは、例えば複数の油圧式摩擦係合装置の各々に対応して1つずつ設けられるが、同時に係合したり係合、解放制御したりすることがない複数の油圧式摩擦係合装置が存在する場合には、それ等に共通のリニアソレノイドバルブを設けることもできるなど、種々の態様が可能である。また、必ずしも全ての油圧式摩擦係合装置の油圧制御をリニアソレノイドバルブで行う必要はなく、一部乃至全ての油圧制御をON−OFFソレノイドバルブのデューティ制御など、リニアソレノイドバルブ以外の調圧手段で行っても良い。尚、この明細書で「油圧を供給する」という場合は、「油圧を作用させ」或いは「その油圧に制御された作動油を供給する」ことを意味する。
また、好適には、前記走行用駆動力源としては、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が広く用いられる。さらに、補助的な走行用動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。或いは、走行用駆動力源として電動機のみが用いられても良い。
また、好適には、前記差動機構は、前記走行用駆動力源(エンジン)に連結された第1回転要素と前記差動用電動機としての第1電動機に連結された第2回転要素と走行用電動機としての第2電動機に連結された第3回転要素との3つの回転要素を有する装置であり、前記差動制限装置は、差動機構を差動作用が作動可能な作動可能状態(差動状態)とするためにその第1回転要素乃至第3回転要素を相互に相対回転可能とし、差動機構を差動作用が不能な非差動状態(差動制限状態)とするためにその第1回転要素乃至第3回転要素を共に一体回転させるか或いはその第2回転要素を非回転状態とするものである。このようにすれば、前記差動機構が簡単に構成される。また、差動機構が差動状態と差動制限状態とに切り換えられるように構成される。
また、好適には、前記差動制限装置は、上記第1回転要素乃至第3回転要素を共に一体回転させるために上記第1回転要素乃至第3回転要素のうちの少なくとも2つを相互に連結するクラッチ及び/又は上記第2回転要素を非回転状態とするためにその第2回転要素を非回転部材に連結するブレーキを備えたものである。このようにすれば、前記差動機構が差動状態と差動制限状態とに簡単に切り換えられるように構成される。
また、好適には、前記差動機構が差動制限状態になれば前記電気式差動部は差動制限状態になり、この差動機構の差動制限状態とは、例えば前記差動制限装置が有するクラッチもしくはブレーキが滑らされるスリップ係合状態又はそのクラッチもしくはブレーキの係合により差動作用が不能とされた非差動状態である。
また、好適には、前記差動機構はシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第1回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第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、前記走行用駆動力源(エンジン)と駆動輪との間の動力伝達経路において、走行用駆動力源、前記電気式差動部、前記変速部、駆動輪の順に連結されている。
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り、この動力伝達装置10はハイブリッド車両に好適に用いられる。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と表す)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)などを介して間接に連結された無段変速部としての電気式差動部16(以下、差動部16と表す)と、その差動部16と駆動輪34(図6参照)との間の動力伝達経路において伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている有段変速部としての自動変速部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。この動力伝達装置10は、例えば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34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)32(図6参照)及び一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪34へ伝達する。
このように、動力伝達装置10においてエンジン8と差動部16とは動力伝達可能に直結されており、例えば動力断続装置として機能するクラッチ等を介して連結されていてもよいが、本実施例においては図1に示すようにエンジン8は差動部16と直結されている。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。尚、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。以下の各実施例についても同様である。
本発明の差動部16は、動力分配機構30と、動力分配機構30に動力伝達可能に連結されて動力分配機構30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と、伝達部材18と一体的に回転するように作動的に連結されている第2電動機M2とを備えている。本実施例の第1電動機M1及び第2電動機M2は、好適には、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)機能を少なくとも有する電動機であり、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)機能を少なくとも有する電動機である。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。尚、この第2電動機M2は、伝達部材18から駆動輪34までの間の動力伝達経路を構成する何れの部分に設けられてもよい。
動力分配機構30は、エンジン8に動力伝達可能に連結された差動機構であって、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及び切換ブレーキB0とを主体として構成されており、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を自転及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30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。このように構成された動力分配機構30は、それら切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が解放されると、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可能状態(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とに分配されると共に、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16(動力分配機構30)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16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30が差動状態とされると差動部16も差動状態とされ、差動部16はその変速比γ0(入力軸14の回転速度NIN/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30が差動状態とされると、動力分配機構30(差動部16)に動力伝達可能に連結された第1電動機M1及び第2電動機M2の一方又は両方の運転状態(動作点)が制御されることにより、動力分配機構30の差動状態、すなわち入力軸14の回転速度と伝達部材18の回転速度の差動状態が制御される。
この状態で、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30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(差動制限状態)とされる。具体的には、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30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16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18の回転速度とが一致する状態となるので、差動部16(動力分配機構30)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、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30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16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30は増速機構として機能するものであり、差動部16(動力分配機構30)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。尚、動力分配機構30は切換クラッチC0または切換ブレーキB0が滑らされるスリップ係合状態とされることもあり、切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられた動力分配機構30の非差動状態も上記スリップ係合状態も、差動部16(動力分配機構30)の予め定められた差動状態つまり差動部遊星歯車装置24の3要素S0,CA0,R0が自由に相対回転可能な差動状態が得られない差動制限状態であると言える。また本実施例では、動力分配機構30の差動可能状態は切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が解放され差動部遊星歯車装置24の3要素が自由に相対回転可能な差動状態であるとして説明しているので、上記差動可能状態には差動制限状態は含まれない。
このように、本実施例では、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0は、差動部16(動力分配機構30)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16(動力分配機構30)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。言い換えれば、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0は差動部16(動力分配機構30)を非差動状態やスリップ係合状態を含む差動制限状態にすることができる差動制限装置として機能している。
自動変速部20は、差動部16から駆動輪34への動力伝達経路の一部を構成しており、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置26と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。そして、自動変速部20は、複数の係合装置(クラッチC,ブレーキB)の係合及び解放に応じて複数の変速段を選択的に成立させる有段変速機であり、その変速段の切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有段式自動変速機である。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を自転及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を自転及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とは相互に一体的に連結されると共に第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。また、第2キャリヤCA2と第2リングギヤR2とは相互に一体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且つ第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。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とはその自動変速部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、及び第3クラッチC3を介して選択的に連結されるようになっている。換言すれば、第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3は、自動変速部20の入力クラッチであり、伝達部材18とその自動変速部20との間すなわち差動部16(伝達部材18)と駆動輪34との間の動力伝達経路を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られる動力伝達遮断用係合装置として機能している。第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3のうちの少なくとも1つ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、第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3が共に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、及び第2ブレーキB2は、好適には、従来の車両用自動変速機において一般に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本又は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等により構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するものである。以下、上記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3を特に区別しない場合には、単にクラッチCと表す。また、上記切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2を特に区別しない場合には、単にブレーキBと表す。
以上のように構成された動力伝達装置10では、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって定変速状態とされた差動部16と有段変速機として作動する自動変速部20とで有段変速状態が構成される一方、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで(すなわち、何れも解放状態とすることで)無段変速状態とされた差動部16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。
例えば、差動部16が定変速状態すなわち非無段変速状態とされて動力伝達装置10が有段変速機として機能する場合には、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の何れかが係合させられ、且つ第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2が図2に示す組み合わせで選択的に係合作動させられることにより、動力伝達装置10全体として第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第7速ギヤ段(第7変速段)の何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る。図2に示すように、前進段では隣接するギヤ段の変速比間が略等比的に変化する動力伝達装置10のトータル変速比(総合変速比)γT(=入力軸14の回転速度NIN/出力軸22の回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に段階的に得られ、且つそれのトータル変速比幅(=第1速ギヤ段の変速比γT1/第7速ギヤ段の変速比γT7)が広範囲に得られるようになっている。この動力伝達装置10のトータル変速比γTは、差動部16の変速比γ0と自動変速部20の変速比γA(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)とに基づいて形成される動力伝達装置10全体としての変速比γTである。
図2の係合作動表に示すように、動力伝達装置10においては、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第2ブレーキB2の係合により、変速比γT1が最大値例えば「3.683」程度である第1速ギヤ段が成立させられる。また、切換ブレーキB0、第1クラッチC1、及び第2ブレーキB2の係合により、変速比γT2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.669」程度である第2速ギヤ段が成立させられる。また、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.909」程度である第3速ギヤ段が成立させられる。また、切換ブレーキB0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.383」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第3クラッチC3の係合により、変速比γT5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、切換クラッチC0、第3クラッチC3、及びブレーキB1の係合により、変速比γT6が第5速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.661」程度である第6速ギヤ段が成立させられる。また、切換ブレーキB0、第3クラッチC3、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT7が第6速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.479」程度である第7速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2と第2ブレーキB2との係合により、変速比γRが第2速ギヤ段と第3速ギヤ段との間の値例えば「1.951」程度であるエンジン走行用後進ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1と第2ブレーキB2との係合により、モータ走行用後進ギヤ段が成立させられる。尚、この後進ギヤ段は、通常、差動部16の無段変速状態において成立させられる。また、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えばブレーキB2のみが係合される。
以上の説明及び図2から明らかなように、本実施例の動力伝達装置10では、差動部16における、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0のうちの一方の解放と他方の係合とで達成されるクラッチツウクラッチ変速による2段階の変速と、自動変速部20における、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2のうちの1つの解放と他の1つ係合とで達成するクラッチツウクラッチ変速による4段階の変速とが組み合わせられることにより、前進7段の変速が行われるようになっている。具体的には、第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間、第2速ギヤ段と第3速ギヤ段との間、第3速ギヤ段と第4速ギヤ段との間、第4速ギヤ段と第5速ギヤ段との間、第6速ギヤ段と第7速ギヤ段との間が、差動部16の変速と自動変速部20の変速とが並行して同じ変速期間内に実行されることにより切り換えられる。そして、第5速ギヤ段と第6速ギヤ段との間が専ら自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速により切り換えられる。
ここで、差動部16の変速(切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の掴み替え、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の何れかの係合/解放作動)と、自動変速部20の変速とが並行して同じ変速期間内に実行されるときには、差動部16のクラッチツウクラッチ変速によってその変速比γ0が変化すると共に、自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速によって変速比γAが変化する。例えば、差動部16の変速によりエンジン回転速度NEが下降させられると同時に自動変速部20の変速によりエンジン回転速度NEが上昇させられるというようにエンジン回転速度NEが逆方向に変化させられる作用が生じる場合がある。同様に、差動部16の無段変速状態と有段変速状態との間の切換と、自動変速部20の変速とが同時に実行される同時切換においては、差動部16の無段変速状態から有段変速状態状態への切り換えによってその変速比γ0が変化すると共に、自動変速部20のクラッチツウクラッチ変速によって変速比γAが変化し、例えば差動部16の切り換えによりエンジン回転速度NEが下降させられると同時に自動変速部20の変速によりエンジン回転速度NEが上昇させられるというようにエンジン回転速度NEが逆方向に変化させられる作用が生じる場合がある。このように、差動部16と自動変速部20とが互いに反対方向にそれぞれの変速比γ0、γAを変更することを同時変速と称する。従って、差動部16の無段変速状態から有段変速状態への切り換えと自動変速部20の変速とが同時期に行われる変速制御においても、差動部16の無段変速状態から有段変速状態状態への切り換えによってその変速比γ0は変化するため、上記同時変速となる場合がある。尚、狭義では差動部16と自動変速部20とが互いに反対方向に変速比を変更することを同時変速とするが、広義では差動部16及び自動変速部20それぞれの変速比を同時期に変化させることも同時変速とする。
一方、差動部16が無段変速状態とされるのに伴い動力伝達装置10が無段変速機として機能する場合には、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が共に解放されて差動部16が例えば第1電動機M1の運転状態が制御されることにより無段変速機として機能し、且つその差動部16に直列の自動変速部20が前進4段の有段変速機として機能する。これにより、その自動変速部20の前進4段から自動的にギヤ段が選択されることで変速比γAが段階的に変化するにもかかわらず全体のトータル変速比γTが連続的に変化するように、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その変速段において無段的な変速比幅が得られる。従って、動力伝達装置10のトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。すなわち、動力伝達装置10が無段変速機として機能する場合には、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が共に解放された状態で、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、その各ギヤ段の間において無段的に連続して変化するトータル変速比γTとなるように、差動部16の変速比γ0が制御させられて、動力伝達装置10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られる。
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16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が相対回転速度「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、破線に示す横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
また、差動部16を構成する動力分配機構30(差動部遊星歯車装置24)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に対応するサンギヤS0、第1回転要素(第1要素)RE1に対応するキャリヤCA0、第3回転要素(第3要素)RE3に対応するリングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それら縦線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、第5回転要素(第5要素)RE5に対応し相互に連結された第1キャリヤCA1及び第2リングギヤR2、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第2キャリヤCA2、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サンギアS1及び第2サンギヤS2の相対回転速度をそれぞれ示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置26のギヤ比ρ1及び第2遊星歯車装置28のギヤ比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16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。
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、差動部16(動力分配機構30)において、差動部遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(キャリヤCA0)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されると共に切換クラッチC0を介して第2回転要素(サンギヤS0)RE2と選択的に連結されるようになっている。また、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されると共に切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結されるようになっている。また、第3回転要素(リングギヤR0)RE3が伝達部材18及び第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の回転速度との相対関係が示される。
例えば、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の解放により、動力分配機構30は第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3を相互に相対回転可能とする無段変速状態(差動状態)とされる。例えば、第2回転要素RE2及び第3回転要素RE3を互いに異なる速度にて回転可能とする無段変速状態(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サンギヤS0の回転が上昇或いは下降させられた場合であって、直線L0と縦線Y3との交点で示される、車速Vに拘束されるリングギヤ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キャリヤCA0の回転速度すなわちエンジン回転速度NEが上昇或いは下降させられる。また、切換クラッチC0の係合によりサンギヤS0とキャリヤCA0とが連結されると、動力分配機構30は3回転要素RE1、RE2、RE3が一体回転して第2回転要素RE2及び第3回転要素RE3を互いに異なる速度にて回転可能としない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。また、切換ブレーキB0の係合によりサンギヤS0がケース12に連結されると、動力分配機構30は第2回転要素RE2の回転が停止させられて非差動状態とされるので、直線L0は図3に示す状態となって差動部16が増速機構として機能させられ、その直線L0と縦線Y3との交点で示されるリングギヤR0の回転速度すなわち伝達部材18の回転速度N18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共に第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結されるようになっている。また、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ようになっている。また、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ようになっている。
図3に示すように、自動変速部20においては、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第2ブレーキB2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(1st)の出力軸22の回転速度が示される。同様に、切換ブレーキB0、第1クラッチC1、及び第2ブレーキB2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(2nd)の出力軸22の回転速度が示される。また、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1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(3rd)の出力軸22の回転速度が示される。また、切換ブレーキB0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1が係合させられることにより決まる直線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(4th)の出力軸22の回転速度が示される。また、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第3クラッチC3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(5th)の出力軸22の回転速度が示される。また、切換クラッチC0、第3クラッチC3、及び第1ブレーキB1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(6th)の出力軸22の回転速度が示される。また、切換ブレーキB0、第3クラッチC3、及び第1ブレーキB1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(7th)の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速、第3速、第5速、第6速では、切換クラッチC0が係合させられる結果、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、或いは第7回転要素RE7に差動部16すなわち動力分配機構30からの動力が入力される。一方、第2速、第4速、第7速では、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられる結果、第5回転要素RE5或いは第7回転要素RE7に差動部16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入力される。
図4は、本実施例の動力伝達装置10を制御するための制御装置である電子制御装置80に入力される信号及びその電子制御装置80から出力される信号を例示している。この電子制御装置80は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェース等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の駆動制御、そのエンジン8や各電動機Mに関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御を含む無段変速部或いは有段変速部としての動力伝達装置10の変速制御等の各種制御を実行するものである。
電子制御装置80には、図4に示すような各センサやスイッチ等から、エンジン8の冷却流体の温度であるエンジン水温TEMPWを表す信号、シフトレバー52(図5参照)のシフトポジションPSHや「M」ポジションにおける操作回数等を表す信号、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、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速V及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部20の作動油温TOILを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、エンジン8の排気管72に備えられた触媒装置74(図6参照)の触媒温度THCを表す信号、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であるアクセル開度θACCを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Gを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量(車重)を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第1電動機M1の回転速度NM1(以下、「第1電動機回転速度NM1」と表す)及びその回転方向を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、「第2電動機回転速度NM2」と表す)及びその回転方向を表す信号、各電動機M1,M2との間でインバータ54を介して充放電を行う蓄電装置56(図6参照)の充電容量(充電状態)SOCを表す信号などが、それぞれ供給される。
また、上記電子制御装置80からは、エンジン8の出力PE(単位は例えば「kW」。以下、「エンジン出力PE」と表す。)を制御するエンジン出力制御装置58(図6参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管60に備えられた電子スロットル弁62のスロットル弁開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ64への駆動信号や燃料噴射装置66による吸気管60或いはエンジン8の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68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、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16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70(図6参照)に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路70に設けられたレギュレータバルブ(調圧弁)によりライン油圧PLを調圧するための信号、そのライン油圧PLが調圧されるための元圧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50の一例を示す図である。このシフト操作装置50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52を備えている。
このシフトレバー52は、自動変速部20の何れの入力クラッチ(第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3)も係合されないような動力伝達装置10(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)」、又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(高車速側)の変速段又は変速比の使用を制限する所謂マニュアル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52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70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」ポジション及び「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乃至第3クラッチC3の何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乃至第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」ポジション及び「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乃至第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乃至第3クラッチC3の少なくとも何れか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52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又は第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52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乃至第3クラッチC3の何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52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又は第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52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乃至第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。
上記「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー52が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかがシフトレバー52の操作に応じて変更される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー52がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかへ切り換えられる。これにより、シフトレバー52のユーザ操作に基づいて、所望のシフトレンジに切り換えられる。例えば、「M」ポジションにおける「D」レンジ乃至「L」レンジの複数のシフトレンジは、動力伝達装置10の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類のシフトレンジであり、また自動変速部20の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー52はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置50にはシフトレバー52の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー52のシフトポジションや「M」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置80へ出力する。
例えば、シフトレバー52の操作により「D」ポジションが選択された場合には、動力伝達装置10の変速状態の自動切換制御が実行されると共に、動力伝達装置10の自動変速制御が実行される。この「D」ポジションは動力伝達装置10の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。また、シフトレバー52の操作により「M」ポジションが選択された場合には、各シフトレンジにおいて使用が制限された高速側変速段を用いないように或いは使用が制限された変速比を越えないように、動力伝達装置10の各シフトレンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、動力伝達装置10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には、各シフレンジで使用が制限された高速側変速段を除く動力伝達装置10における変速可能な変速段の範囲で動力伝達装置10が自動変速制御される。或いは、動力伝達装置10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には、各シフトレンジで使用が制限された高速側のトータル変速比γTを除く動力伝達装置10における変速可能なトータル変速比γTの範囲で動力伝達装置10が差動部11の無段変速制御と自動変速部20の有段変速制御とにより自動変速制御される。この「M」ポジションは動力伝達装置10のマニュアルシフト制御(手動変速制御)が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。
図6は、電子制御装置80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82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82は、図7に示すような車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUT(或いはアクセル開度θACC等)とを変数として記憶部78に予め記憶されたアップシフト線(実線)及びダウンシフト線(一点鎖線)を有する関係(変速線図、変速マップ)から実際の車速V及びアクセル開度θACC等に対応する要求出力トルク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の自動変速制御を実行する。尚、運転者がアクセルペダル操作などにより要求する要求出力トルクTOUT(図7の縦軸)とアクセル開度θACCやスロットル弁開度θTH等とはアクセル開度θACCやスロットル弁開度θTH等が大きくなるほどそれに応じて要求出力トルクTOUTも大きくなる対応関係にあることから、図7の縦軸はアクセル開度θACCやスロットル弁開度θTH等であっても差し支えない。
このとき、有段変速制御手段82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及び切換ブレーキB0を除いた自動変速部20の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合及び/又は解放させる指令(変速出力指令、油圧指令)を、すなわち自動変速部20の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合することによりクラッチツウクラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路70へ出力する。油圧制御回路70は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部20の変速が実行されるように、油圧制御回路70内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
切換制御手段84は、車両状態に基づいて動力伝達装置10の無段変速状態と有段変速状態とを切り換える為の切換用係合装置としての切換クラッチC0又は切換ブレーキB0の係合・解放を切り換えることにより、差動部16の差動状態と非差動状態(ロック状態)とを切り換える。換言すれば、動力伝達装置10の無段変速状態と有段変速状態とを切り換え、それらの状態を選択的に成立させる制御を行う。例えば、切換制御手段84は、記憶部78に予め記憶された図7の破線及び二点鎖線に示すような関係(切換線図、切換マップ)から車速V及び要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、その車両状態が図7に示される無段領域(無段変速制御領域)内であるか或いは有段領域(有段変速制御領域)内であるかを判断し、すなわち動力伝達装置10を無段変速状態とする(差動部16を差動状態とする)無段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(差動部16を非差動状態とする)有段領域内であるかを判定し、切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0の係合とそれら切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の解放とを切り換えることにより、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何れかに選択的に切り換える。
すなわち、切換制御手段84は、要求出力トルクTOUT及び車速Vにより示される車両状態が図7の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86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共に、有段変速制御手段82に対して予め設定された有段変速時の変速を許可し、その有段変速制御手段82の変速判断に従って切換クラッチC0又は切換ブレーキB0を係合させる。このとき、切換制御手段84及び有段変速制御手段82は、記憶部78に予め記憶された例えば図7に示すような変速線図に従って動力伝達装置10の前進7速の自動変速制御を実行する変速制御手段として機能する。前述した図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、C3、B0、B1、B2の作動の組み合わせを示している。このようにして、動力伝達装置10全体すなわち差動部16及び自動変速部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。
また、切換制御手段84は、要求出力トルクTOUT及び車速Vにより示される車両状態が図7の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16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及び切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路70へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段86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共に、有段変速制御手段82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、或いは記憶部78に予め記憶された例えば図7に示すような変速線図に従って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82により、図2の係合表内において切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の係合を除いた自動変速部20における前進4速の変速段、すなわち第1クラッチC1及び第2ブレーキB2の係合により達成される第1のギヤ段(変速比γA=3.683)、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合により達成される第2のギヤ段(変速比γA=1.909)、第1クラッチC1及び第3クラッチC3の係合により達成される第3のギヤ段(変速比γA=1.000)、第3クラッチC3及び第1ブレーキB1の係合により達成される第4のギヤ段(変速比γA=0.661)の何れかが選択的に成立させられる。このように、切換制御手段84により無段変速状態に切り換えられた差動部16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、第2、第3、第4の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。従って、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。
ハイブリッド制御手段86は、エンジン8、第1電動機M1、及び第2電動機M2によるハイブリッド駆動制御を実行する。このハイブリッド制御手段86は、例えば無段変速モードが選択された場合は無段変速制御手段として機能するものであり、動力伝達装置10の無段変速状態すなわち差動部16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、そのエンジン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、差動部16の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御し、動力伝達装置10のトータル変速比γTを無段階に制御する。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開度θACCや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その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となるようにトータル変速比γT及びエンジン8の出力を制御すると共に第1電動機M1の発電量を制御する。
ハイブリッド制御手段86は、その制御を動力性能や燃費向上等のために、前記無段変速制御中において自動変速部20の変速段を考慮する。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及び自動変速部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16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86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とで構成され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求められて記憶部78に記憶された図示しないエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)に沿ってそのエンジン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、動力伝達装置10のトータル変速比γTの目標値を定める。そして、その目標値が得られるように動力伝達装置10の変速段を考慮して差動部16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で制御する。このとき、ハイブリッド制御手段86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54を通して蓄電装置56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、そのエンジン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54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構成により、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成立させられる。
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン出力制御装置58を介して、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御させる。また、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射量や噴射時期を制御させる。また、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御させる。そのような指令を、エンジン出力制御装置58により単独で或いは複合的に出力させることで、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。なお、エンジン出力制御装置58は、ハイブリッド制御手段86による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御する等してエンジントルク制御を実行する。
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン8の停止又はアイドル状態にかかわらず、差動部16の電気的CVT機能(差動作用)によって車両をモータ走行させることができる。図7の実線E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、換言すればそのエンジン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の境界線(実線E)に示される関係は、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、例えば同様に図7中の実線及び一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶部78に予め記憶されている。ハイブリッド制御手段86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86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低いとされる比較的低出力トルク域すなわち低エンジントルク域、或いは車速Vの比較的低車速域すなわち低負荷域で実行される。従って、通常はモータ発進がエンジン発進に優先して実行されるが、例えば車両発進時に図7の駆動力源切換線図のモータ走行領域を超える要求出力トルクTOUTすなわち要求エンジントルクTEとされる程大きくアクセルペダルが踏込操作されるような車両状態によってはエンジン発進も通常実行されるものである。
ハイブリッド制御手段86は、上記モータ走行時には、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16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16の差動作用により必要に応じてエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持することも可能である。
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン走行領域であっても、前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及び/又は蓄電装置56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を駆動して駆動輪34にトルクを付与することにより、エンジン8の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。従って、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86は、車両の停止中又は走行中にかかわらず、差動部16の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1及び/又は第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御することができる。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86は、車両走行中にエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、駆動輪34の車輪速に対応する車速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。
図7は、動力伝達装置10の変速判断に用いられる、記憶部78に予め記憶された変速線図(関係、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。この図7の変速線のうち実線は、動力伝達装置10のアップシフトが実行される変速点の連なりであるアップシフト線であり、一点鎖線は、動力伝達装置10のダウンシフトが実行される変速点の連なりであるダウンシフト線である。動力伝達装置10の変速点とは、その動力伝達装置10の総合変速比γT、運転者から要求される要求出力トルクTOUT、アクセル開度θACCおよび車速Vなどの何れか1または2以上の状態量で示され動力伝達装置10の変速が実行されるその動力伝達装置10の動作状態を示す動作点である。また、破線は切換制御手段84により無段制御領域から有段制御領域への切換判定のための判定車速V1及び判定出力トルクTOUT1を示している。すなわち、図7の破線はハイブリッド車両の高速走行域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要求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域、高トルク走行域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TOUT1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変速制御領域と無段変速制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。すなわち、この図7は判定車速V1及び判定出力トルクTOUT1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84により有段変速制御領域と無段変速制御領域との何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。この切換線図は判定車速V1及び判定出力トルクTOUT1の少なくとも1つを含むものであってもよいし、車速V及び出力トルク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。
ここで、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TOUT1とを比較する判定式等として記憶されてもよい。例えば、この場合には、切換制御手段84は、車両状態例えば実際の車速Vが判定車速V1を越えたか否かを判定し、判定車速V1を越えたときには切換クラッチC0又は切換ブレーキB0を係合して動力伝達装置10を有段変速状態とする。また、切換制御手段84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TOUT1を越えたか否かを判定し、判定出力トルクTOUT1を越えたときには切換クラッチC0又は切換ブレーキB0を係合させて動力伝達装置10を有段変速状態とする。
前述のように、図7の縦軸は要求出力トルクTOUTを示すものであったが、その縦軸は要求駆動力関連値に対応するものであればよい。要求駆動力関連値とは、車両の要求駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪34での要求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の要求出力トルクTOUT、要求エンジントルクTE、要求車両加速度Gや、例えばアクセル開度θACC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等の値である。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34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、前記判定車速V1は、例えば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却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、前記判定トルクTOUT1は、例えば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8の高出力域まで対応させないでその第1電動機M1を小型化するために、その第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その第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TOUT1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ため、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る一方、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V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。従って、例えば車両の低中速走行及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、自動変速部20が4段の変速段として機能するため、第1電動機M1が発生すべき電気的エネルギ(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、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。一方、車速Vが前記判定車速V1を越えるような高速走行や、出力トルクTOUTが判定トルクTOUT1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34へ伝達されるため、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させられる。
ここで、本実施例の動力伝達装置10においては、図2に示すようにクロスレシオ且つ広い変速比幅を目的として前進7段に制御されるようになっていることから、その動力伝達装置10のトータル変速比γTを段階的に変化させる有段変速制御においては、前述のように差動部16の変速(切換クラッチC0と切換ブレーキB0との掴み替え)と、自動変速部20の変速とが同時期に並行して実行される場合がある。前述したように、斯かる差動部16の変速と、自動変速部20の変速とが同時に実行される場合においては、差動部16の変速によってその変速比γ0が変化すると共に、自動変速部20の変速によって変速比γAが変化し、それら差動部16及び自動変速部20の各変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向となる場合が考えられる。換言すれば、差動部16及び自動変速部20の変速が同時期に行われるに際して、差動部16の変速によりエンジン回転速度NEが下降させられると同時に自動変速部20の変速によりエンジン回転速度NEが上昇させられるというようにエンジン回転速度NEが逆方向に変化させられる場合がある。例えば、図2に示す第2変速段「2nd」から第3変速段「3rd」への変速では、差動部16はその変速比γ0が大きくなる方向に変化する一方、自動変速部20はその変速比γAが小さくなる方向に変化するというように、差動部16の変速による変速比変化方向と自動変速部20の変速による変速比変化方向とが異なる。このように、差動部16及び自動変速部20の各変速比γ0,γAを互いに反対方向に変化させる変速がそれら両変速部16,20で同時期に実行される同時変速が行われる場合には、わずかなタイミングのずれによりエンジン回転速度NEが上下し、それが変速ショックとして搭乗者に違和感を与えるおそれがある。尚、本実施例では、動力伝達装置10において図2に示す第2変速段「2nd」と第3変速段「3rd」との間の変速、及び、第4変速段「4th」と第5変速段「5th」との間の変速が同時変速に相当する。
上述した変速ショックの発生を抑制するために、ハイブリッド制御手段86は、有段変速制御手段82及び切換制御手段84によって行われる差動部16及び自動変速部20の上記同時変速に際して、油圧式摩擦係合装置すなわち前記ブレーキB、クラッチCによる差動部16及び自動変速部20の変速過渡特性が好適に維持されるように、1又は2以上の電動機Mを介して、具体的には第1電動機M1及び/又は第2電動機M2(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)を介して、補足的な制御を行う。すなわち、ハイブリッド制御手段86は、上記同時変速では、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によって動力伝達装置10の変速過渡特性を制御する。従って、ハイブリッド制御手段86は、上記同時変速が行われる場合に、1又は2以上の電動機M(第1電動機M1及び/又は第2電動機M2)を差動部16及び自動変速部20の変速をするための油圧制御に対し補足的に作動させ、それにより両変速部16,20のうち少なくとも何れかの変速過渡特性の制御、具体的には変速タイミングの制御をするので、その制御を行う同時変速制御手段としての機能を有する。上記変速タイミングとは、変速の進行度合を示す変速の進行に対応した時点の相対的な関係及び/又は時間差をいい、例えば、上記同時変速での変速タイミングとは、その同時変速の実行開始時から差動部16又は自動変速部20のイナーシャ相の開始時までの経過時間(時間差)、差動部16のイナーシャ相の開始時と自動変速部20のイナーシャ相の開始時との間の時間差やそれらの相対的な前後関係、および、差動部16のイナーシャ相の終了時と自動変速部20のイナーシャ相の終了時との間の時間差やそれらの相対的な前後関係などである。要するに、それらを総称したものが上記同時変速での変速タイミングである。そして、上記同時変速の変速タイミングは、本実施例では、エンジン回転速度NEの変化から検出されるが、第1電動機回転速度NM1や第2電動機回転速度NM2などの変化から検出されてもよく、或いは、クラッチCまたはブレーキBの油圧変化から検出されてもよい。
斯かる制御を行うため、図6に示すように、有段変速制御手段82は、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90を含んでいる。この変速時期判定手段88は、有段変速制御手段82及び切換制御手段84により変速が判定された場合、その変速が差動部16及び自動変速部20で同時期に実行される変速すなわち差動部16及び自動変速部20それぞれの変速比γ0、γAを同時期に変化させる変速であるか否かを判定する。すなわち、例えば図7に示す関係から車速V及び要求出力トルクTOUTに示される車両状態に基づいて、判定された変速が上記両変速部16,20で同時期に実行される変速に相当するものであるか否かを判定し、両変速部16,20で同時期に実行される変速に相当するものであればその判定を肯定する。また、差動部16の無段変速状態と有段変速状態との間の切換は、それによって差動部16の変速比γ0が変化し一種の変速と言えるので、その差動部16の無段変速状態と有段変速状態状態との間の切換と、自動変速部20の変速とが同時期に実行される場合には、変速時期判定手段88の判定は肯定される。
また、変速比変化方向判定手段90は、有段変速制御手段82及び切換制御手段84により変速が判定された場合、その変速が差動部16及び自動変速部20の変速比γ0、γAの変化方向を互いに反対方向に変化させる変速であるか否かを判定する。すなわち、例えば図7に示す関係から車速V及び要求出力トルクTOUTに示される車両状態に基づいて、判定された変速が変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向となる変速に相当するものであるか否かを判定し、変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向となる変速に相当するものであればその判定を肯定する。また、変速比変化方向判定手段90は、差動部16でクラッチツウクラッチ変速ではなく無段変速状態と有段変速状態状態との間の切換が行われる場合にも、その判定を行う。従って、差動部16の無段変速状態と有段変速状態状態との間の切換と、自動変速部20の変速とが同時期に実行されることによって、その差動部16の切換による変速比γ0の変化方向と自動変速部20の変速による変速比γAの変化方向とが互いに反対方向となる場合には、変速比変化方向判定手段90の判定は肯定される。
上記変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の判定が何れも肯定される場合、すなわち、差動部16及び自動変速部20の変速が同時期に行われ、且つ、それら差動部16及び自動変速部20の変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向である場合とは、前記同時変速が行われる場合である。その同時変速が行われる場合には、ハイブリッド制御手段(同時変速制御手段)86は、1又は2以上の電動機M(第1電動機M1及び/又は第2電動機M2)により差動部16及び自動変速部20のうち少なくとも何れかのイナーシャ相の開始時期を制御する。具体的には、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2により、差動部16及び自動変速部20のうち一方の変速部である自動変速部20のイナーシャ相の開始時期を他方の変速部である差動部16のイナーシャ相の開始時期より早くする制御を実行する。より具体的に言えば、自動変速部20のイナーシャ相の開始時期が差動部16のイナーシャ相の開始時期より早くなるように、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によって差動部16のイナーシャ相の開始を制限する制御、換言すれば、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によって上記他方の変速部である差動部16の変速のイナーシャ相の開始を抑止して遅延させる制御を実行する。すなわち、ハイブリッド制御手段86は、前記同時変速が行われる場合に、少なくとも差動部16のイナーシャ相の開始を自動変速部20の変速のイナーシャ相の開始タイミングより遅らせる制御を実行する。
また、ハイブリッド制御手段86は、好適には、前記同時変速が行われる場合、すなわち、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の判定が何れも肯定される場合には、1又は2以上の電動機M(第1電動機M1及び/又は第2電動機M2)により差動部16及び自動変速部20のうち少なくとも何れかのイナーシャ相の終了時期を制御する。具体的には、前記一方の変速部である自動変速部20のイナーシャ相の終了時期を前記他方の変速部である差動部16のイナーシャ相の終了時期より遅くする制御を実行する。より具体的に言えば、差動部16の変速の実行中において、自動変速部20のイナーシャ相の終了時期が差動部16のイナーシャ相の終了時期より遅くなるように、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によって自動変速部20の変速のイナーシャ相の終了を制限する制御、換言すれば、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によって上記一方の変速部である自動変速部20の変速のイナーシャ相の終了を抑止して遅延させる制御を実行する。すなわち、ハイブリッド制御手段86は、前記同時変速が行われる場合に、自動変速部20のイナーシャ相の終了を差動部16の変速のイナーシャ相の終了タイミングより遅らせる制御を実行する。
また、ハイブリッド制御手段86は、好適には、前記同時変速が行われる場合、すなわち、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の判定が何れも肯定される場合には、自動変速部20の変速のイナーシャ相開始から終了までの間に、差動部16の変速のイナーシャ相開始から終了までが行われるように制御する。すなわち、自動変速部20の変速のイナーシャ相の開始時期を差動部16の変速のイナーシャ相の開始時期よりも早めるように、或いは差動部16の変速のイナーシャ相開始時期が自動変速部20の変速のイナーシャ相開始時期よりも遅くなるように遅延させる制御を行うと共に、差動部16の変速のイナーシャ相の終了時期を自動変速部20の変速のイナーシャ相の終了時期よりも早めるように、或いは自動変速部20の変速のイナーシャ相終了時期が差動部16の変速のイナーシャ相終了時期よりも遅くなるように遅延させる制御を行う。斯かる制御により、差動部16の一連の変速動作が自動変速部20の変速動作に入れ込まれる。
また、ハイブリッド制御手段86は、好適には、前記同時変速が行われる場合、すなわち、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の判定が何れも肯定される場合には、自動変速部20の変速のイナーシャ相開始から終了までの間に、差動部16の無段変速状態と有段変速状態との切換を実行する。すなわち、自動変速部20の変速のイナーシャ相の開始時期を差動部16の実質的な切換開始時期よりも早めるように、或いは差動部16の実質的な切換開始時期が自動変速部20の変速のイナーシャ相開始時期よりも遅くなるように遅延させる制御を行うと共に、差動部16の実質的な切換終了時期を自動変速部20の変速のイナーシャ相の終了時期よりも早めるように、或いは自動変速部20の変速のイナーシャ相終了時期が差動部16の実質的な切換終了時期よりも遅くなるように遅延させる制御を行う。
ここで、第1電動機M1は、差動部16の変速に伴い回転速度が変化するその差動部16の第2回転要素RE2(サンギヤS0)に連結されたものであり、ハイブリッド制御手段86は、第1電動機M1を介して第2回転要素RE2の回転を制御することで差動部16の変速のイナーシャ相を制御する。また、第2電動機M2は、自動変速部20の変速に伴い回転速度が変化するその自動変速部20の第3回転要素RE3(伝達部材18)に連結されたものであり、ハイブリッド制御手段86は、第2電動機M2を介して第3回転要素RE3の回転を制御することで自動変速部20の変速のイナーシャ相を制御する。
また、好適には、前記変速中の第1電動機M1による過渡制御は、自動変速部20の入力回転速度(伝達部材18の回転速度N18)に基づくフィードバック制御により行われる。また、学習制御を適用し、先回の変速の進行状況から各アクチュエータ、とりわけ解放側乃至は係合側アクチュエータ(ブレーキB、クラッチC)の油圧を制御するものであってもよい。
また、ハイブリッド制御手段86は、好適には、前記同時変速が行われる場合、すなわち、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の判定が何れも肯定される場合には、その同時変速の実行中において、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によりエンジン8の回転速度NEの変化方向が常に同一方向となるように、言い換えれば、エンジン回転速度NEの変化方向が反転しないように、エンジン8の回転速度変化を制御する。図3を用いて前述したように、第1電動機M1は、前記第2回転要素RE2の回転を制御することで、エンジン8の回転速度NEを制御し得るように設けられており、ハイブリッド制御手段86は、好適には、第1電動機M1により前記第2回転要素RE2の回転制御を介してエンジン8の回転速度変化を制御する。すなわち、後述する図11のタイムチャートに示すように、差動部16及び自動変速部20の同時変速に際して、エンジン8の回転速度NEの変化がその変速を通し一貫して正(ダウンシフトの場合)又は負(アップシフトの場合)となるように第1電動機M1によりエンジン8の回転速度NEを制御する。換言すれば、差動部16及び自動変速部20の同時変速に際して、エンジン回転速度NEがその変速を通して単調増加(ダウンシフトの場合)又は単調減少(アップシフトの場合)となるように第1電動機M1によりエンジン回転速度NEを制御する。また、エンジン回転速度NEは自動変速部20の入力回転速度(伝達部材18の回転速度N18)と第1電動機回転速度NM1との相対関係から決まるので、好適には、上記同時変速の実行中において、ハイブリッド制御手段86は、自動変速部20の入力回転速度の変化に応じて第1電動機回転速度NM1を制御する。
また、好適には、前記同時変速が行われる場合、すなわち、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の判定が何れも肯定される場合に、ハイブリッド制御手段86は、その同時変速の実行中において、差動部16及び自動変速部20のうち少なくとも何れかの変速に伴うエンジン回転速度NEの変化相中に、つまり、その変速に伴いエンジン回転速度NEが変化する期間内に、エンジン8の出力トルクTEを所定値に低下させるトルクダウン制御を実行する。
ところで、前述したように、有段変速制御手段82及び切換制御手段84によって行われる差動部16及び自動変速部20の上記同時変速に際して、変速ショックを抑制する為にハイブリッド制御手段86により第1電動機M1及び/又は第2電動機M2を介して補足的な制御が実行されるが、同時変速でない変速に比べて当然変速制御が複雑になる。このことから、前述した第2変速段「2nd」と第3変速段「3rd」との間の変速、第4変速段「4th」と第5変速段「5th」との間の変速のような元々想定される同時変速以外に、何らかの制御が実行されたことに伴って変速ショックを発生させる可能性がある同時変速が新たに発生することは極力回避したい。また、新たな同時変速に対応する為に複雑な変速制御の機会が増加して変速ショックが増大することも極力回避したい。つまり、変速ショック発生要因を極力増やしたくない。
上記新たな同時変速を発生させる可能性のある何らかの制御が実行される時としては、例えば動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用が制限されるような制御の実行時が考えられる。例えば、シフト操作装置50においてシフトレバー52の操作により「M」ポジションが選択されて、動力伝達装置10において高速側のトータル変速比γTの使用が制限されるときが考えられる。また、エンジン回転速度NEを高回転に維持して排気管60に備えられた触媒装置74の暖機を促進する為に動力伝達装置10において高速側のトータル変速比γTの使用が制限されるときが考えられる。また、登降坂路走行中により大きな駆動力を得たりより大きなエンジンブレーキ力を得たりする為の登降坂制御が実行されて、動力伝達装置10において高速側のトータル変速比γTの使用が制限されるときが考えられる。
そして、上述したような動力伝達装置10において高速側のトータル変速比γTの使用が制限されるとき(以下、変速比使用制限時ともいう)に、その制限の仕方すなわち高速側のトータル変速比γTの禁止の仕方に因っては前記同時変速が発生する可能性がある。例えば、動力伝達装置10が有段変速状態であるときは、単純に動力伝達装置10の高速側変速段への変速を禁止することが考えられる。一方で、動力伝達装置10が無段変速状態であるときは、自動変速部20の変速段に拘わらず差動部16の無段変速制御のみでもある程度トータル変速比γTを連続的に変化させられる。また、差動部16の無段変速制御のみでトータル変速比γTを変化させる方が変速制御が両変速部16,20を変速制御するよりも制御が単純になる。これらのことから、動力伝達装置10が無段変速状態であるときは、差動部16の無段変速制御によるトータル変速比γTの変化可能な範囲の中で、すなわち差動部16の無段変速制御のみで変化させられる限りは、自動変速部20の高速側変速段を禁止することなく高速側のトータル変速比γTへの変速を制限することが考えられる。
そうすると、動力伝達装置10において無段変速状態と有段変速状態とが切り換えられる際に、変速比使用制限時でないとき(以下、変速比通常時ともいう)に元々生じうる変速段の切換えとは別の変速段の切換えが発生する可能性があり、変速比通常時における上記元々想定される同時変速とは別に新たな同時変速が発生する可能性がある。例えば、動力伝達装置10の無段変速状態では自動変速部20の最高速側変速段が制限されず、有段変速状態では自動変速部20の最高速側変速段が制限される場合には、無段変速状態と有段変速状態との切り換えに加え、自動変速部20の変速が同時に生じる可能性がある。
そこで、本実施例では、動力伝達装置10において変速比使用制限時は、動力伝達装置10の有段変速状態で使用することができる有段変速段すなわち自動変速部20の変速段に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段も変更する。つまり、動力伝達装置10において変速比使用制限時は、変速比通常時に対して、前記同時変速が新たに発生することが無いように、動力伝達装置10の有段変速状態における自動変速部20の変速段の変更に合わせて動力伝達装置10の無段変速状態における自動変速部20の変速段を変更する。例えば、変速比使用制限時に動力伝達装置10の有段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段と同じにするように、動力伝達装置10の無段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段も変更する。
図8及び図9は、変速比使用制限時に動力伝達装置10の有段変速状態における自動変速部20の高速側変速段の制限に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用する高速側変速比を制限する一例を説明する変速線図、切換線図等のマップである。この図8、9のマップ自体は図7のマップに相当するものである。
図8において、無段領域(無段変速状態)では、図7と同様に、トータル変速比γTが無段変速比であり、変速比使用制限時に積極的に自動変速部20の変速段を制限する必要はない。しかしながら、本実施例では、変速比使用制限時に有段領域(有段変速状態)で動力伝達装置10の第7速ギヤ段への変速が制限されることに伴い、同時変速を防止する為に、この有段変速状態における動力伝達装置10の第7速ギヤ段を成立させる為の自動変速部20の高速側変速段の制限に合わせて、無段領域でも敢えて動力伝達装置10の第6速ギヤ段を成立させる為の自動変速部20の変速段までとされている。すなわち図8のマップの無段領域では、図7のマップにおける有段領域への切換線V1、V2が削除されている。この図8のマップは、例えば変速比通常時に動力伝達装置10の全ギヤ段への変速が許可される「Dレンジ変速線」としての図7のマップに対して、変速比使用制限時に動力伝達装置10の第7速ギヤ段への変速が制限される「6レンジ用変速線」として、その図7のマップと同様に記憶部78に予め記憶されている。
また、図9においても、無段領域(無段変速状態)では、図7と同様に、トータル変速比γTが無段変速比であり、変速比使用制限時に積極的に自動変速部20の変速段を制限する必要はない。しかしながら、本実施例では、変速比使用制限時に有段領域(有段変速状態)で動力伝達装置10の第6、7速ギヤ段への変速が制限されることに伴い、同時変速を防止する為に、この有段変速状態における動力伝達装置10の第6、7速ギヤ段を成立させる為の自動変速部20の高速側変速段の制限に合わせて、無段領域でも敢えて動力伝達装置10の第5速ギヤ段を成立させる為の自動変速部20の変速段までとされている。すなわち図9のマップの無段領域では、図7のマップにおける有段領域への切換線V1、V2、及び5←→6変速線が削除されている。この図9のマップは、例えば「Dレンジ変速線」としての図7のマップに対して、変速比使用制限時に動力伝達装置10の第6、7速ギヤ段への変速が制限される「5レンジ用変速線」として、その図7、8のマップと同様に記憶部78に予め記憶されている。
具体的には、図6において、変速比使用制限判定手段92は、動力伝達装置10において変速比使用制限時であるか否かを判定する。例えば、変速比使用制限判定手段92は、マニュアルレンジ判定手段94と暖機制御中判定手段96と登降坂制御中判定手段98とを備えている。
マニュアルレンジ判定手段94は、マニュアルレンジ切換えが発生したか否かを、すなわちシフトポジションPSHに基づいて運転者によってシフト操作装置50のシフトレバー52の操作位置が「M」ポジションへ切換え操作されたか否かを判定する。
暖機制御中判定手段96は、触媒装置74の暖機を促進する制御が実行されているか否かを判定する。例えば、暖機制御中判定手段96は、触媒装置74の暖機を促進する為に動力伝達装置10のトータル変速比γTが高速側になることを制限する為の予め実験的に求められて設定された触媒暖機判定値に実際の触媒温度THCが未だ到達していないことにより触媒装置74の暖機が必要となる条件が成立したと判定されたか否かに基づいて、触媒装置74の暖機を促進する制御が実行されているか否かを判定する。
登降坂制御中判定手段98は、登降坂走行における変速制御が実行されているか否か、例えば登坂路において常に最適な駆動力が得られるように動力伝達装置10の高速側のトータル変速比γTへのアップシフトを禁止或いは抑制する制御が実行されているか、或いは降坂路において最適なエンジンブレーキが得られるように自動的に現在の動力伝達装置10のトータル変速比γTよりも低速側(低車速側)へダウンシフトする制御が実行されているか否かを判定する。例えば、登降坂制御中判定手段98は、車両が登降坂路を走行中であるがために動力伝達装置10のトータル変速比γTが高速側になることを制限する為の予め実験的に求められて設定された車両状態判定値にアクセル開度θACCや車速V等で表される車両状態が成ったことにより登り坂或いは下り坂が判定されて登降坂走行における変速制御が必要となる条件が成立したと判定されたか否かに基づいて、登降坂走行における変速制御が実行されているか否かを判定する。
変速比使用制限判定手段92は、マニュアルレンジ判定手段94によりマニュアルレンジ切換えが発生したと判定されるか、暖機制御中判定手段96により触媒装置74の暖機を促進する制御が実行されていると判定されるか、及び登降坂制御中判定手段98により登降坂走行における変速制御が実行されていると判定されるか、のうちの何れか1つでも判定された場合は、動力伝達装置10において変速比使用制限時であると判定する。
変速線選択手段100は、変速比使用制限判定手段92により変速比使用制限時であると判定されない場合は、すなわち変速比使用制限判定手段92により変速比通常時であると判定された場合は、記憶部78に予め記憶されたマップ(変速線図等)の中から図7に示すような前記「Dレンジ変速線」を選択する。一方、変速線選択手段100は、変速比使用制限判定手段92により変速比使用制限時であると判定された場合は、記憶部78に予め記憶されたマップの中から「Mレンジ変速線」を選択する。例えば、変速線選択手段100は、シフトレバー52の「M」ポジションにおける切換え操作によって現在設定されているシフトレンジに基づいて、「Mレンジ変速線」として例えば図8、9に示すような前記「6レンジ用変速線」、「5レンジ用変速線」等を選択する。有段変速制御手段82、切換制御手段84、及びハイブリッド制御手段86は、変速線選択手段100により選択されたマップに従って動力伝達装置10の変速制御を実行する。
次に、図10乃至図12を用いて電子制御装置80の制御作動の要部について説明する。図10及び図11は、前記同時変速において行われる電動機Mによる変速タイミングの制御すなわち前記変速過渡特性の制御に関して説明するものである。また、図12は、動力伝達装置10において変速段或いは変速比の使用制限がある場合に、その使用制限がない場合に対して、電動機Mによる変速過渡特性の制御が行われる前記同時変速が新たに発生することを回避する制御作動に関して説明するものである。
図10は、電子制御装置80の制御作動の要部、すなわち、差動部16及び自動変速部20の上記同時変速において第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によって変速タイミングを制御する変速制御作動を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。また、図11は、図10に示す制御作動に対応した各部の作動を示すタイムチャートであり、以下、図10の制御とあわせて説明する。
先ず、変速時期判定手段88及び変速比変化方向判定手段90の動作に対応するステップ(以下、「ステップ」を省略する)S1において、差動部16及び自動変速部20の変速を同時期に行い、且つ、それら差動部16及び自動変速部20の変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向である同時変速が発生したか否かが判断される。このS1の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S1の判断が肯定される場合には、S2以下の処理が実行される。図11のt1時点は、このS1が肯定されて、同時変速が判定された状態を示している。ここで、S2以下の制御については、動力伝達装置10において図2に示す第2変速段「2nd」から第3変速段「3rd」への変速が実行される場合について説明する。
S2においては、動力伝達装置10の変速が開始される。すなわち、自動変速部20において、第2ブレーキB2を解放させるための油圧の低下制御が開始されると共に、第1ブレーキB1を係合させるための油圧の立ち上げ制御が開始される。また、変速の応答性を考慮し、差動部16において、切換クラッチC0を係合させるための油圧の立ち上げ制御が開始される。図11のt2時点は、このS2の状態を示している。
次に、S3では、差動部16において、切換ブレーキB0に対応する油圧を所定の第1油圧まで低下させる制御が行われる。この第1油圧は、切換ブレーキB0が滑らないように予め定められたものである。また、ここでは、差動部16の変速のイナーシャ相が開始しないように、その差動部16のサンギヤS0の回転速度が0となるように第1電動機M1を介して制御される。
次に、S4において、自動変速部20の変速によりその入力軸回転速度(伝達部材18の回転速度N18)に変化が生じたか否かが判断される。すなわち、自動変速部20の変速のイナーシャ相が開始したか否かが判断される。図11のt3時点は、このS4が肯定された状態を示している。このS4の判断が否定される場合であって、所定時間内にS4の判断が肯定されない場合には、S5において、自動変速部20の第3回転要素RE3の回転が第2電動機M2により制御される(自動変速部20の入力回転速度を低下させる)ことで、その自動変速部20の変速のイナーシャ相が強制開始された後、S6以下の処理が実行されるが、S4の判断が肯定される場合には、それをもってS6以下の処理が実行される。なお、図11に示すt4時点からt7時点まで、エンジン8の出力トルクTEを所定値に低下させるエンジントルクダウン制御(前記トルクダウン制御)が実行される。
S6においては、切換ブレーキB0に対応する油圧を更に低下させる制御が行われると共に、切換ブレーキC0に対応する油圧を上昇させる制御が行われる。これにより、差動部16の実質的な変速が開始される。そして、S7において、差動部16の変速のイナーシャ相の開始が許可される。換言すれば、その差動部16の変速のイナーシャ相の開始制限が解除される。
次に、S8において、差動部16のイナーシャ相が開始したか否かが判断される。このS8の判断が否定される場合であって、所定時間内にS8の判断が肯定されない場合には、S9において、差動部16の第2回転要素RE2の回転が第1電動機M1により制御される(第1電動機回転速度NM1を上昇させる)ことで、その差動部16の変速のイナーシャ相が強制開始された後、S10以下の処理が実行されるが、S8の判断が肯定される場合には、それをもってS10以下の処理が実行される。図11のt5時点は、このS9において差動部16のイナーシャ相が強制開始させられた状態を示している。
S10においては、差動部16の変速のイナーシャ相が終了したか否かが判断される。このS10の判断が肯定される場合には、S11において、自動変速部20の変速のイナーシャ相の終了が許可される。換言すれば、その自動変速部20の変速のイナーシャ相の終了制限が解除された後、本ルーチンが終了させられる。図11のt7時点は、このS11において自動変速部20の変速のイナーシャ相が終了して、動力伝達装置10全体としての変速が終了した状態を示している。
S10の判断が否定される場合には、S12において、差動部16の第2回転要素RE2の回転が第1電動機M1により制御される(第1電動機回転速度NM1を上昇させる)ことで、その差動部16の変速のイナーシャ相の強制終了が開始される。図11のt6時点は、S12において差動部16のイナーシャ相が強制終了させられた状態を示している。次に、S13において、自動変速部20の変速のイナーシャ相が終了しないように、換言すれば、そのイナーシャ相の終了が遅延させられるように、第2電動機M2を介して第3回転要素RE3の回転が制御された後、S10以下の処理が再び実行される。また、好適には、このS13において、第1ブレーキB1の係合圧の立ち上がりが遅延させられる。尚、以上の制御において、S3乃至S5、S7乃至S13がハイブリッド制御手段86の動作に対応する。そして、S2、S3、及びS6が有段変速制御手段82及び切換制御手段84の動作に対応する。
図11に示すタイムチャートにおいてt3時点からt7時点までのエンジン回転速度NEに着目すると、そのエンジン回転速度NEの変化勾配は変動しているものの、エンジン回転速度NEの変化方向は常に減少方向であるので、ハイブリッド制御手段86が、前記同時変速の実行中において、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によりエンジン回転速度NEの変化方向が常に同一方向となるようにエンジン8の回転速度変化を制御していたことが判る。詳細には、ハイブリッド制御手段86が、その同時変速における差動部16又は自動変速部20のイナーシャ相内において、第1電動機M1及び/又は第2電動機M2によりエンジン回転速度NEの変化方向が常に同一方向となるように、言い換えれば、エンジン回転速度NEの変化方向が反転しないように、エンジン8の回転速度変化を制御していたことが判る。これにより、差動部16及び自動変速部20の上記同時変速に際して、変速ショックの発生を抑制することができる。
図12は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち変速比使用制限時に新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制する為の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。
図12において、先ず、マニュアルレンジ判定手段94に対応するS100において、マニュアルレンジ切換えが発生したか否かが、例えばシフトポジションPSHに基づいてシフトレバー52の操作位置が「M」ポジションへ切換え操作されたか否かが判定される。また、暖機制御中判定手段96に対応するS110において、触媒装置74の暖機を促進する為に動力伝達装置10のトータル変速比γTが高速側になることが制限されている状態か否かが判定される。つまり、トータル変速比γTを大きくしてエンジン回転速度NEを高回転に維持することで触媒装置74の暖機を促進する制御が実行されているか否かが判定される。また、登降坂制御中判定手段98に対応するS120において、登降坂路走行中により大きな駆動力を得たり、或いはより大きなエンジンブレーキ力を得たりする為に動力伝達装置10の高速側のトータル変速比γTをカットする(制限する)制御である登降坂制御が実行されて動力伝達装置10のトータル変速比γTが高速側になることが制限されている状態か否かが判定される。
マニュアルレンジ切換えが発生せず、触媒装置74の暖機を促進する制御が実行されておらず、且つ登降坂制御が実行されておらず、上記S100、S110、S120の判定が何れも否定される場合は、つまり変速比使用制限判定手段92に対応するS100、S110、S120にて動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用が制限されていない変速比通常時であると判定された場合は、変速線選択手段100に対応するS130において、記憶部78に予め記憶されたマップ(変速線図等)の中から図7に示すような前記「Dレンジ変速線」が選択される。
一方で、マニュアルレンジ切換えが発生したか、触媒装置74の暖機を促進する制御が実行されているか、或いは登降坂制御が実行されているかによって、上記S100、S110、S120の判定のうちの何れか1つでも肯定される場合は、つまり変速比使用制限判定手段92に対応するS100、S110、S120にて動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用が制限されている変速比使用制限時であると判定された場合は、変速線選択手段100に対応するS130において、記憶部78に予め記憶されたマップの中から「Mレンジ変速線」が選択される。例えば、シフトレバー52の「M」ポジションにおける切換え操作によって現在設定されているシフトレンジに基づいて、「Mレンジ変速線」として例えば図8、9に示すような前記「6レンジ用変速線」、「5レンジ用変速線」等が選択される。
上述のように、本実施例によれば、無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する動力伝達装置10の電子制御装置80において、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時は、動力伝達装置10の有段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段が変更されるので、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避され、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会の増加が少なくされる。よって、トータル変速比γTの使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制することができる。
また、本実施例によれば、動力伝達装置10の有段変速状態における自動変速部20の高速側変速段の制限に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用する高速側変速比が制限されるので、無段変速状態におけるトータル変速比γTが小さくなること(トータル変速比γTが高速側となること)が有段変速状態における自動変速部20の高速側変速段の制限に合わせて制限されて、加速性能とエンジンブレーキ性能が適切に確保される。
また、本実施例によれば、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時とは、シフト操作装置50において動力伝達装置10における高速側のトータル変速比γTの使用を制限するマニュアルレンジが選択されているときであるので、そのマニュアルレンジが選択されているときには動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避される。
また、本実施例によれば、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時とは、触媒装置74の暖機を促進する為に動力伝達装置10において高速側のトータル変速比γTの使用が制限されているときであるので、触媒装置74の暖機中には動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避される。
また、本実施例によれば、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時とは、登降坂路走行中に動力伝達装置10における高速側のトータル変速比γTの使用を制限する登降坂制御が実行されているときであるので、その登降坂制御中には動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避される。
また、本実施例によれば、動力伝達装置10の有段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段と同じにするように、動力伝達装置10の無段変速状態で使用することができる自動変速部20の変速段も変更されるので、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが一層適切に回避される。
また、本実施例によれば、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに対して、新たに同時変速が発生することが無いように動力伝達装置10の無段変速状態における自動変速部20の変速段が変更されるので、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限が無いときに元々生じうる同時変速とは別に新たな同時変速が発生することが回避され、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会が増加させられない。よって、トータル変速比γTの使用制限がある時に新たな同時変速の発生が回避され、変速ショックが増大されない。
また、本実施例によれば、前記同時変速は、差動部16と自動変速部20とが互いに反対方向にそれぞれの変速比を変更するものであるので、同時変速でない変速制御に比べて複雑な同時変速における変速制御の機会が増加させられず、変速ショックが一層増大されない。
また、本実施例によれば、差動部16と自動変速部20とで構成されることにより無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する実用的な動力伝達装置10において、トータル変速比γTの使用制限がある時に、新たな同時変速の発生が回避されて変速ショックの増大が抑制される。
また、本実施例によれば、電気的な無段変速機として機能する差動部16を備えた実用的な動力伝達装置10において、トータル変速比γTの使用制限がある時に、新たな同時変速の発生が回避されて変速ショックの増大が抑制される。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、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。
図13は、本発明が好適に適用される他の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る。また、図14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15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。
図13に示すように、本実施例の動力伝達装置110は、好適には、FF(フロントエンジンフロントドライブ)型車両に搭載されるトランスアクスルケース112(以下、「ケース112」という)内へ収容することを考慮して軸方向寸法を短縮するために、前述の実施例と同様の第1電動機M1、動力分配機構30、及び第2電動機M2を第1軸心RC1上に備えている差動部16と、その第1軸心RC1に平行な第2軸心RC2上に設けられた前進4段の有段自動変速機としての自動変速部120とを、備えて構成されている。この図13に示す動力分配機構30は、前述の実施例と同様に、例えば「0.300」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及び切換ブレーキB0とを有している。また、自動変速部120は、例えば「0.522」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「0.309」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とが相互に一体的に連結され、第1クラッチC1、互いに噛み合う一対のカウンタドライブギヤCG1及びカウンタドリブンギヤCG2を介して伝達部材18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112に選択的に連結されるようになっている。また、第1遊星歯車装置26の第1キャリヤCA1が第2クラッチC2、互いに噛み合う一対のカウンタドライブギヤCG1及びカウンタドリブンギヤCG2を介して伝達部材18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112に選択的に連結されるようになっている。また、第1遊星歯車装置26の第1リングギヤR1と第2遊星歯車装置28の第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて出力部材である出力歯車122に連結されるようになっている。また、第2遊星歯車装置28の第2リングギヤR2は第1ブレーキB1を介してケース112に選択的に連結されるようになっている。出力歯車122は、差動歯車装置(終減速機)32のデフドライブギヤDGと噛み合うことにより、一対の車軸等を順次介して前記一対の駆動輪34へ動力を伝達する。カウンタドライブギヤCG1及びカウンタドリブンギヤCG2は、第1軸心RC1及び第2軸心RC2上にそれぞれ設けられ、伝達部材18と第1クラッチC1及び第2クラッチC2とを作動的に連結する連結装置として機能している。
以上のように構成された動力伝達装置110においては、例えば、図14の係合作動表に示されるように、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、及び第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7速ギヤ段(第7変速段)の何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トータル変速比γT(=入力軸14の回転速度NIN/出力歯車(出力部材)122の回転速度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30に切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が備えられており、それら切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部16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、変速比が一定の多段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。従って、動力伝達装置110では、切換クラッチC0及び切換ブレーキ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16と自動変速部120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及び切換ブレーキ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16と自動変速部120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。
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14に示すように切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT1が最大値例えば「4.241」程度である第1速ギヤ段が成立させられる。また、切換ブレーキB0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.986」程度である第2速ギヤ段が成立させられる。また、切換クラッチC0、第2クラッチC2、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.111」程度である第3速ギヤ段が成立させられる。また、切換ブレーキB0、第2クラッチC2、及び第1ブレーキB1の係合により、変速比γT4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.482」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第2クラッチC2の係合により、変速比γT5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、切換クラッチC0、第2クラッチC2、及び第2ブレーキB2の係合により、変速比γT6が第5速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.657」程度である第6速ギヤ段が成立させられる。また、切換ブレーキB0、第2クラッチC2、及び第2ブレーキB2の係合により、変速比γT7が第6速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.463」程度である第7速ギヤ段が成立させられる。また、エンジン8による駆動時においては第1クラッチC1及び第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第3速ギヤ段と第4速ギヤ段との間の値例えば「1.917」程度である後進ギヤ段が成立させられる。また、第2電動機M2による駆動時においては第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合により、後進ギヤ段が成立させられる。尚、この後進ギヤ段は、通常、差動部16の無段変速状態において成立させられる。また、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。
一方、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14に示される係合表の切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部16が無段変速機として機能し、それに直列に連結された自動変速部120が4段の有段変速機として機能することにより、その自動変速部120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120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。従って、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15は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部16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120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。尚、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が解放される場合、及び切換クラッチC0又は切換ブレーキB0が係合させられる場合の差動部16(動力分配機構30)の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
図15における自動変速部120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及び第2サンギヤS2、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第1キャリヤCA1、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2キャリヤCA2及び第1リングギヤR1、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、それぞれ表している。また、自動変速部120において、第4回転要素RE4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と共に第2ブレーキB2を介してケース112に選択的に連結される。また、第5回転要素RE5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共に第3ブレーキB3を介してケース112に選択的に連結される。また、第6回転要素RE6は自動変速部120の出力歯車122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112に選択的に連結されるようになっている。
図15に示すように、自動変速部120においては、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1が係合させられることにより、第7回転要素RE7(R2)の回転速度を示す縦線Y7と横線X1との交点と第4回転要素RE4(S1、S2)の回転速度を示す縦線Y4と横線X2との交点とを通る斜めの直線L1と、出力歯車122と連結された第6回転要素RE6(R1、CA2)の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速の出力歯車122の回転速度が示される。同様に、切換ブレーキB0、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1が係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力歯車122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速の出力歯車122の回転速度が示される。また、切換クラッチC0、第2クラッチC2、及び第1ブレーキB1が係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力歯車122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速の出力歯車122の回転速度が示される。また、切換ブレーキB0、第2クラッチC2、及び第1ブレーキB1が係合させられることにより決まる斜めの直線L4と出力歯車122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速の出力歯車122の回転速度が示される。また、切換クラッチC0、第1クラッチC1、及び第2クラッチC2が係合させられることにより決まる斜めの直線L5と出力歯車122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速の出力歯車122の回転速度が示される。また、切換クラッチC0、第2クラッチC2、及び第2ブレーキB2が係合させられることにより決まる斜めの直線L6と出力歯車122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速の出力歯車122の回転速度が示される。また、切換ブレーキB0、第2クラッチC2、及び第2ブレーキB2が係合させられることにより決まる斜めの直線L7と出力歯車122と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y7との交点で第7速の出力歯車122の回転速度が示される。
以上のように構成された本実施例の動力伝達装置110においても、図14に示すようにクロスレシオ且つ広い変速比幅を目的として前進7段に制御されるようになっていることから、前述のように、差動部16及び自動変速部120の変速を同時期に行い、且つそれら差動部16及び自動変速部120の変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向となる場合が考えられる。すなわち、前記同時変速が行われる場合が考えられる。このため、前記実施例と同様に、一方のダウンシフトの変速によりエンジン回転速度NEが上昇させられると同時に他方のアップシフトの変速によりエンジン回転速度NEが下降させられるので、わずかなタイミングのずれによりエンジン回転速度NEが上下し、それが変速ショックとして搭乗者に違和感を与える可能性がある。斯かる不具合を防止するために、図6を用いて前述したような制御機能を適用し、差動部16及び自動変速部120の変速を同時期に行い、且つそれら差動部16及び自動変速部120の変速比γ0、γAの変化方向が互いに反対方向となる場合に、前記電動機Mにより差動部16及び自動変速部120のうち少なくとも一方のイナーシャ相の開始時期乃至終了時期を制御する(早める、或いは遅延させる)ことにより、変速ショックの発生を抑制することができる。
また、本実施例のFF形式の動力伝達装置110においても、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部16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120とから構成されるので、トータル変速比γTの使用制限がある時に、新たな同時変速の発生を回避して変速ショックの増大を抑制することができる、という前述の実施例と同様の効果が得られる。
また、本実施例には、前述した実施例の効果に加え、次に示すような効果がある。本実施例によれば、図1の動力伝達装置10と比較して同一の軸心上に差動部16(動力分配機構30)と自動変速部120とが配設されていないので、動力伝達装置110の軸心方向の寸法がより短縮される。よって、一般的に動力伝達装置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及び第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30及び自動変速部120がエンジン8(デフドライブギヤDG)とカウンタギヤ対CG1,2との間に配設されているので、動力伝達装置110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の軸心方向の寸法が短縮される。
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、本発明は実施例相互を組み合わせて実施可能であると共に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、動力伝達装置10においてトータル変速比γTの使用制限がある時として、シフトレバー52の操作により「M」ポジションが選択されているとき、触媒暖機中であるとき、登降坂制御中であるとき等のトータル変速比γTの高速側が制限されるときを例示したが、これらに限られるわけではない。例えば、エアコン等の補機作動や発電量アップの為にトータル変速比γTの高速側が制限されるときであっても良い。また、例えば圧雪路や凍結路等の低μ路における駆動輪34の滑りを抑制する為に乾燥した舗装路における通常の車両走行時に比較して駆動トルクが小さくなる高速側のトータル変速比γTが設定される所謂スノーモード等のトータル変速比γTの低速側が制限されるときであっても良い。このような場合でも、本発明は適用され得る。例えば、動力伝達装置10の有段変速状態における自動変速部20の低速側変速段の制限に基づいて、動力伝達装置10の無段変速状態で使用する低速側変速比が制限される。
また、前述の実施例では、変速比使用制限時に選択される「Mレンジ変速線」として「6レンジ用変速線」や「5レンジ用変速線」を例示したが、有段領域における自動変速部20の高速側変速段の制限に合わせて無段領域でも自動変速部20の高速側変速段が制限される例えば「4レンジ用変速線」や「3レンジ用変速線」等も記憶部78に予め記憶されていても良い。
また、前述の実施例において、図10のフローチャート及び図11のタイムチャートでは、図2に示す第2変速段「2nd」から第3変速段「3rd」への変速すなわちアップ変速に電動機Mによる前記変速タイミング制御が適用された例を説明したが、その変速パターンに限定されるものではなく、ダウン変速にも好適に適用されるものであることは言うまでもない。例えば、第3変速段「3rd」から第2変速段「2nd」への変速や、第5変速段「5th」から第4変速段「4th」への変速では、差動部16の変速比γ0が小さくなる一方、自動変速部20,94の変速比γAが大きくなる前記同時変速に該当するものであり、ハイブリッド制御手段86が実行する第1電動機M1及び/又は第2電動機M2による前記変速タイミングの制御が適用されることにより、そのときの変速ショックが好適に抑制されるのである。
また、前述の実施例の図11のタイムチャートでは、前記同時変速が行われる場合において、自動変速部20の変速のイナーシャ相開始から終了までの間に、差動部16の変速のイナーシャ相開始から終了までが行われるように制御されるが、逆のパターン、すなわち、差動部16の変速のイナーシャ相開始から終了までの間に、自動変速部20の変速のイナーシャ相開始から終了までが行われてもよい。
また、前述の実施例において、動力分配機構30が、差動制限装置として機能する切換クラッチC0及び切換ブレーキB0を備えているが、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0は動力分配機構30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及び切換ブレーキB0の何れか一方がない構成も考え得る。また、切換クラッチC0は、サンギヤS1とキャリヤCA1とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS1とリングギヤR1との間や、キャリヤCA1とリングギヤR1との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。
また、前述の実施例では、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16(動力分配機構30)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16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16とは直結されているが、エンジン8が差動部16にクラッチ等の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要素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34への動力伝達経路において、差動部16の次に自動変速部20、120が連結されているが、特にこのような構成に限定されず、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16と自動変速部20、120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、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、動力伝達装置10、110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、前述の実施例において、動力分配機構30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、前述の実施例の差動機構として動力分配機構30は、例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及び伝達部材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34への動力伝達経路が連結されているが、例えば、2以上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、前述の実施例では、差動部16すなわち動力分配機構30の出力部材である伝達部材18と駆動輪34との間の動力伝達経路に、自動変速部20、120が介挿されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機、手動操作により変速段が切り換えられる同期噛み合い式の手動変速機等の他の形式の動力伝達装置(変速機)が設けられていてもよい。その無段変速機(CVT)の場合には、動力分配機構30が定変速状態とされることで全体として有段変速状態とされる。有段変速状態とは、電気パスを用いないで専ら機械的伝達経路で動力伝達することである。或いは、上記無段変速機は有段変速機における変速段に対応するように予め複数の固定された変速比が記憶され、その複数の固定された変速比を用いて自動変速部20、120の変速が実行されてもよい。また、自動変速部20、120は、必ずしも備えられなくとも本発明は適用され得る。
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34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30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のうちの何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、伝動チェイン、伝動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、図13の実施例においては、カウンタドライブギヤCG1及びカウンタドリブンギヤCG2に替えて、例えば伝動チェインが巻き掛けられた一対のスプロケットが設けられてもよい。
また、前述の実施例では、第1電動機M1及び第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は伝達部材18を介して差動部16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16と自動変速部20とは、例えば伝達部材18としてカウンタギヤ対、スプロケット及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30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34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、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構30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30の差動状態を制御可能とする動力伝達装置10の構成であってもよい。
また、前述の実施例において、差動部16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16とはそれぞれ別個に動力伝達装置10に備えられていてもよい。
また、前述の実施例では、第1クラッチC1や切換クラッチC0や切換ブレーキB0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。例えば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路70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、シフトレバー52が「M」ポジションに操作されることにより、最高速側の変速レンジが設定される(シフトレンジ固定)ものであったが、シフトレバー52の操作に基づいてギヤ段が指定される(シフトポジション固定すなわちギヤ段固定)ものであったも構わない。この場合、動力伝達装置10ではマニュアルシフト操作される度にその操作に対応する所望のギヤ段となるように変速制御が実行される。
また、前述の実施例のシフト操作装置50は、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52を備えていたが、そのシフトレバー52に替えて、たとえば押しボタン式のスイッチやスライド式スイッチ等の複数種類のシフトポジションPSHを選択可能なスイッチ、或いは手動操作に因らず運転者の音声に反応して複数種類のシフトポジションPSHを切り換えられる装置や足の操作により複数種類のシフトポジションPSHが切り換えられる装置等であってもよい。
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。
尚、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(走行用駆動力源)
10、110:車両用動力伝達装置
16:電気式差動部(第1変速部)
20、120:自動変速部(第2変速部、有段変速部)
30:動力分配機構(差動機構)
34:駆動輪
50:シフト操作装置
72:排気管
74:触媒装置
80:電子制御装置(制御装置)
B0:切換ブレーキ(差動制限装置)
C0:切換クラッチ(差動制限装置)
M1:第1電動機(差動用電動機)
10、110:車両用動力伝達装置
16:電気式差動部(第1変速部)
20、120:自動変速部(第2変速部、有段変速部)
30:動力分配機構(差動機構)
34:駆動輪
50:シフト操作装置
72:排気管
74:触媒装置
80:電子制御装置(制御装置)
B0:切換ブレーキ(差動制限装置)
C0:切換クラッチ(差動制限装置)
M1:第1電動機(差動用電動機)
Claims (10)
- 無段変速状態と有段変速状態とが自動変速中に切換り発生する車両用動力伝達装置の制御装置であって、
前記車両用動力伝達装置において変速比の使用制限がある時は、前記有段変速状態で使用することができる有段変速段に基づいて、前記無段変速状態で使用することができる有段変速段も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。 - 前記有段変速状態における有段変速段に基づいて、前記無段変速状態で使用する高速側変速比を制限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。
- 前記使用制限がある時とは、複数種類のシフトレンジを人為的操作により択一的に選択できるシフト操作装置において前記車両用動力伝達装置における高速側変速比の使用を制限するマニュアルレンジが選択されているときであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記使用制限がある時とは、排気管に備えられた触媒装置の暖機を促進する為に前記車両用動力伝達装置において高速側変速比の使用が制限されているときである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。
- 前記使用制限がある時とは、登降坂路走行中に前記車両用動力伝達装置における高速側変速比の使用を制限する登降坂制御が実行されているときであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記有段変速状態で使用することができる有段変速段と同じにするように、前記無段変速状態で使用することができる有段変速段も変更す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。
- 前記車両用動力伝達装置は、第1変速部と第2変速部とを備えており、
前記第1変速部と前記第2変速部とが同時に変速を行う同時変速が、前記車両用動力伝達装置において変速比の使用制限が無いときに対して、新たに発生することが無いように前記無段変速状態における有段変速段を変更す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。 - 前記同時変速は、前記第1変速部と前記第2変速部とが互いに反対方向に変速比を変更するものであることを特徴とする請求項7に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記第1変速部は、走行用駆動力源に動力伝達可能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差動用電動機とを有し該差動用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と共に、該差動状態が得られない差動制限状態にすることができる差動制限装置を備える電気式差動部であり、
前記第2変速部は、前記走行用駆動力源から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する有段変速部であることを特徴とする請求項7又は8に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記電気式差動部は、前記差動用電動機の運転状態が制御されることにより無段変速機として作動することを特徴とする請求項9に記載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 |
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JP2008246655A JP2010076575A (ja) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
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JP2010076575A true JP2010076575A (ja) | 2010-04-08 |
Family
ID=42207520
Family Applications (1)
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JP2008246655A Pending JP2010076575A (ja) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013091353A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
JP2014214791A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用変速機の制御装置 |
WO2019074009A1 (ja) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 変速機の制御装置 |
-
2008
- 2008-09-25 JP JP2008246655A patent/JP2010076575A/ja active Pending
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