JP2012051564A - 車両用エンジン回転制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の動力伝達装置に含まれる変速機の変速制御とエンジンの始動制御とが重なる場合において、運転者の意図に応じたエンジンの始動を可能にする車両用エンジン回転制御装置を提供する
【解決手段】変速制御およびエンジン始動制御の実行判断が重なった場合において(SA1およびSA2が肯定)、運転者の駆動力変化要求がある場合には(SA3が肯定)、エンジン始動方法が変更され、かつ、エンジン始動制御と変速制御のいずれか一方の実行中であっても他方が実行され、駆動力変化を速やかに出力する(SA4)。一方運転者の駆動力変化要求がない場合には(SA3が否定)、エンジン始動制御と変速制御のいずれか一方が実行され、その実行後に他方が実行されることにより、ショックが低減される(SA5)。これにより、運転者の意図に応じたエンジン始動制御が実現される。
【選択図】図9
【解決手段】変速制御およびエンジン始動制御の実行判断が重なった場合において(SA1およびSA2が肯定)、運転者の駆動力変化要求がある場合には(SA3が肯定)、エンジン始動方法が変更され、かつ、エンジン始動制御と変速制御のいずれか一方の実行中であっても他方が実行され、駆動力変化を速やかに出力する(SA4)。一方運転者の駆動力変化要求がない場合には(SA3が否定)、エンジン始動制御と変速制御のいずれか一方が実行され、その実行後に他方が実行されることにより、ショックが低減される(SA5)。これにより、運転者の意図に応じたエンジン始動制御が実現される。
【選択図】図9
Description
本発明は、車両用エンジン回転制御装置に関し、特に変速とエンジンの回転制御とが重なった場合における両者の実行順序を調整する技術に関するものである。
複数の動力源を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば特許文献1や特許文献2に記載された駆動装置を備えた車両がそれである。かかるハイブリッド車両においては、第1の駆動力源として内燃機関であるエンジンを、第2の駆動力源として電動機をそれぞれ備え、少なくとも前記エンジンを停止させて車両を走行させる走行モードと、前記エンジンを駆動させて車両を走行させる走行モードが存在する。そして、これらのモードの切換時においては前記エンジンの回転が制御され、エンジンが始動あるいは停止させられる。
一方、このようなハイブリッド車両において、動力伝達経路の一部に変速機が設けられることがある。かかる変速機における変速のための制御(「変速制御」という。)と前記エンジンの回転の制御(「エンジン回転制御」という。)とが重なって実行されると、エンジン回転制御による駆動力の変動に応じた変速制御を実行しなければならず、複雑な制御が要求されるという問題があった。
かかる問題に対し、特許文献1においては、例えばパワーオンダウンシフト時などのような変速制御とエンジンの始動のためのエンジン回転制御とが同時に発生する場合においては、エンジンが実質的に始動してから変速制御を開始する技術が開示されている。
このような、例えば前記特許文献1に開示の技術のように、変速制御とエンジン回転制御とを同時に実行することを禁止する技術によれば、変速制御によるトルク変動とエンジン回転制御によるトルク変動とが重なって発生することによる変速ショックを防止することが可能である。
しかしながら、前記パワーオンダウンシフトのように出力トルクの増大が要求され、ダウン変速を行なう変速制御とエンジン回転制御とが重なると判断された場合において、変速制御とエンジン回転制御とを同時に実行することが禁止されていると、例えば変速制御による変速機の変速が実行され、その変速が完了するのを待ってエンジン回転制御によりエンジンが始動させられ、その後エンジンの出力が得られることとなる。このため、運転者が加速を要求しているにもかかわらず、エンジンの始動あるいは駆動力の立ち上がりに応答遅れを生じ、運転者に与える加速感が悪化する可能性がある。
一方、これを改善するために、変速制御とエンジン回転制御とを同時に実施しようとすると、変速の実行中においては変速段が完全に成立しておらず変速機が動力を完全に伝達しない状態や、いずれの変速段も成立しない中立状態となることにより、エンジン回転制御が複雑になったり、あるいはエンジン始動ショックや変速ショックが悪化する可能性があった。例えば、特許文献2に示すような駆動装置を有する車両においては、エンジンの回転制御においては、第1電動機によりエンジンがモータリング(クランキング)されるとともに、第2電動機が反力トルクを生ずるようにされるが、変速機が半係合状態や中立状態である場合には、第2電動機が係合されるリングギヤのトルク拘束が弱い、あるいは無いため、エンジンの回転速度を制御しながら、各要素のトルクバランスをとるのが難しく、エンジン回転制御によるショックや変速制御によるショックが悪化する可能性があった。
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、車両の動力伝達装置に含まれる変速機の変速制御とエンジンの回転制御とが重なる場合において、運転者の意図に応じたエンジンの回転を可能にする車両用エンジン回転制御装置を提供することにある。
請求項1にかかる発明は、動力伝達経路の一部を構成する変速部を備える動力伝達装置を備えた車両用エンジン回転制御装置において、前記変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合には、エンジン回転要求の内容によりエンジン回転方法を変更すること、を特徴とする。
また、請求項2にかかる発明は、前記エンジン回転要求はエンジン始動要求によるものであり、該エンジン始動要求の内容は運転者の駆動力変化要求の有無を含み、該駆動力変化要求がある時は、それ以外の場合よりもエンジン回転速度上昇速度、および/またはエンジントルク上昇速度を増大させること、を特徴とする。
また、請求項3にかかる発明は、前記エンジン回転制御を前記変速制御の実行終了前に実施すること、を特徴とする。
また、請求項4にかかる発明は、前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジン点火タイミングを前出しすることにより行なうこと、を特徴とする。
また、請求項5にかかる発明は、前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジンの吸入空気量の増大により行なうこと、を特徴とする。
また、請求項6にかかる発明は、前記エンジン回転速度上昇を実行可能な電動機を備え、前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は前記電動機の回転速度上昇速度を増大させることにより行なうこと、を特徴とする。
また、請求項7にかかる発明は、前記動力伝達装置は差動部の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、入力軸回転速度と出力軸回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えることを特徴とする。
また、請求項8にかかる発明は、前記差動部は遊星歯車装置であり、該遊星歯車装置の回転要素にエンジンが連結され、該エンジンが連結された回転要素とは別の回転要素に連結された電動機により前記エンジン回転速度が上昇させられること、を特徴とする。
また、請求項9にかかる発明は、前記エンジン回転要求はエンジン始動要求によるものであり、該エンジン始動要求の内容は、運転者の駆動力変化要求の有無を含み、該駆動力変化要求は加速要求であること、を特徴とする。
また、請求項10にかかる発明は、前記エンジン回転要求はエンジン始動要求によるものであり、該エンジン始動要求の内容は、運転者の駆動力変化要求の有無を含み、該駆動力変化要求は減速要求であること、を特徴とする。
また、請求項11にかかる発明は、前記減速要求の場合のエンジン始動はエンジン回転を開始すること、を特徴とする。
また、請求項12にかかる発明は、前記動力伝達装置は変速段手動操作手段を備え、前記減速要求は前記変速段手動操作手段による運転者のマニュアルダウンシフト操作により判断されること、を特徴とする。
また、請求項13にかかる発明は、前記減速要求は車両ブレーキにより判断されること、を特徴とする。
また、請求項14にかかる発明は、前記動力伝達装置は、トーイング実施時に前記動力伝達装置の制御態様を変化させるためのトーイングスイッチを備え、前記減速要求は前記トーイングスイッチがオンとされることに基づいて判断されること、を特徴とする。
請求項1にかかる発明によれば、前記変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合、エンジン回転要求の内容によりエンジン回転方法が変更されるので、運転者の意図に基づくエンジン回転要求の内容に応じたエンジン回転方法でエンジンの回転制御が実行され、応答性とショックの低減とを両立しながらエンジン回転制御や変速ショック向上のための制御の簡素化が可能となる。
また、請求項2にかかる発明によれば、前記エンジン始動要求の内容に運転者の駆動力変化要求が含まれる時は、それ以外の場合よりもエンジン回転速度上昇速度、および/またはエンジントルク上昇速度が増大させられるので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。一方、前記運転者の駆動力変化要求がないときはエンジン回転速度上昇速度、および/またはエンジントルク上昇速度が増大させられないので、変速ショックあるいはエンジン始動ショックに伴うショックが悪化することが防止される。
また、請求項3にかかる発明によれば、前記エンジン回転制御は前記変速制御の実行終了前に実施されるので、変速制御の実行中にエンジン回転制御が実行され、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、請求項4にかかる発明によれば、前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジン点火タイミングを前出しすることにより行なわれるので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、請求項5にかかる発明によれば、前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジンの吸入空気量の増大により行なわれるので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、請求項6にかかる発明によれば、エンジンの回転速度上昇を実行可能な電動機を備え、前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は前記電動機の回転速度上昇速度を増大させることにより行なうので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、請求項7にかかる発明によれば、前記動力伝達装置は差動部の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、入力軸回転速度と出力軸回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えるので、前記差動部の回転要素に連結された電動機により前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大が行なわれる。
また、請求項8にかかる発明によれば、前記差動部は遊星歯車装置であり、該遊星歯車装置の回転要素にエンジンが連結され、該エンジンが連結された回転要素とは別の回転要素に連結された電動機により前記エンジン回転速度が上昇させられるので、エンジンは前記差動部の回転要素に連結された電動機により遊星歯車装置を介して回転させられるので、エンジン始動のための電動機を別途設ける必要がなくなる。
また、請求項9にかかる発明によれば、前記運転者の駆動力変化要求は加速要求であるので、運転者の加速要求がされた場合であっても、運転者の意図に基づくエンジン始動要求の内容に応じたエンジン回転タイミングあるいはエンジン回転方法でエンジンの回転制御が実行される。
また、請求項10にかかる発明によれば、前記運転者の駆動力変化要求は減速要求であるので、運転者の減速要求がされた場合であっても、運転者の意図に基づくエンジン回転要求の内容に応じたエンジン回転タイミングあるいはエンジン回転方法でエンジンの回転制御が実行される。
また、請求項11にかかる発明によれば、前記減速要求の場合のエンジン始動はエンジン回転を開始することであるので、前記減速要求の場合において、エンジンは回転を開始することによって始動させられる。
また、請求項12にかかる発明によれば、前記動力伝達装置は変速段手動操作手段を備え、前記減速要求は前記変速段手動操作手段による運転者のマニュアルダウンシフト操作により判断されるので、運転者の減速要求の意図が容易に判定される。
また、請求項13にかかる発明によれば、前記減速要求は車両ブレーキにより判断されるので、運転者の減速要求の意図が容易に判定される。
また、請求項14にかかる発明によれば、前記動力伝達装置は、トーイング実施時に前記動力伝達装置の制御態様を変化させるためのトーイングスイッチを備え、前記減速要求は前記トーイングスイッチがオンとされることに基づいて判断されるので、運転者の減速要求の意図が容易に判定される。
また、好適には、前記車両用エンジン回転制御装置は、変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合において、エンジン回転要求が運転者の駆動力変化意思を反映したものである場合は、エンジン回転要求が運転者の駆動力意思を反映したものでなく変速終了後にエンジン始動を行なう場合に比べて、エンジン回転タイミングすなわちエンジン始動のための点火タイミングを前出しするものであることを特徴とする。このようにすれば、変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合において、エンジン回転要求が運転者の駆動力変化意思を反映したものである場合は、エンジン回転要求が運転者の駆動力意思を反映したものでない場合に比べてエンジン回転タイミングが前出しされるので、例えば、SOC(state of charge;バッテリの充電状態)に基づいて行なわれたエンジン回転要求などの運転者の駆動力意思を反映したものでないエンジン回転要求の場合には、エンジン回転タイミングを変更しないことができる。
また、好適には、前記車両用エンジン回転制御装置は、変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合において、エンジン回転要求が運転者の駆動力変化意思を反映したものである場合は、エンジン回転要求が運転者の駆動力意思を反映したものでなく変速終了後にエンジン始動を行なう場合に比べて、エンジン回転方法を、エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度を増大するように、エンジンの回転タイミングを速める、および/またはエンジン始動回転速度を低下させるものであることを特徴とする。このようにすれば、変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合において、エンジン回転要求が運転者の駆動力変化意思を反映したものである場合は、エンジン回転要求が運転者の駆動力意思を反映したものでない場合に比べてエンジン回転方法がエンジンの始動時を速めるように、および/またはエンジン回転速度を低下させるように変更されるので、例えば、SOCに基づいて行なわれたエンジン回転要求などの運転者の駆動力意思を反映したものでないエンジン回転要求の場合には、エンジン始動方法を変更しないことができる。
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されるハイブリッド車両の動力伝達装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接にある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差動部11と、その差動部11と駆動輪34(図7参照)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動力伝達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。この変速機構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に直接にある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7参照)およ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、本実施例の変速機構10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結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、例えば前記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。
差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力(以下、エンジン出力という)を機械的に分配する機械的機構であってエンジン出力を第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、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および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
動力分配機構16は、例えば「0.418」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24を主体として構成されている。この第1遊星歯車装置24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を回転要素(要素)として備えている。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とすると、前記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。このように構成された動力分配機構16は、第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1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、差動部11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電気式差動部である。
自動変速部20は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第2遊星歯車装置26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「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28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「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。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、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、前記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、前記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、前記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
自動変速部20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3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、第4リングギヤR4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2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4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内と差動部11(伝達部材18)とは自動変速部20の各ギヤ段(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との間の動力伝達経路すなわち差動部11(伝達部材18)から駆動輪34への動力伝達経路を、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前記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、あるいは第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前記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
また、この自動変速部20は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT )が各ギヤ段毎に得られる。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、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、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、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(後進変速段)が成立させられる。また、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3の解放によりニュートラル「N」状態とされる。
前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3(以下、特に区別しない場合はクラッチC、ブレーキBと表す)は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された変速機構10において、無段変速機として機能する差動部11と自動変速部20とで全体として無段変速機が構成される。また、差動部11の変速比を一定となるように制御することにより、差動部11と自動変速部20とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
具体的には、差動部11が無段変速機として機能し、且つ差動部11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の少なくとも1つの変速段Mに対して自動変速部20に入力される回転速度(以下、自動変速部20の入力回転速度)すなわち伝達部材18の回転速度(以下、伝達部材回転速度N18)が無段的に変化させられてその変速段Mにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、変速機構10の総合変速比γT(=入力軸14の回転速度NIN/出力軸22の回転速度NOUT )が無段階に得られ、変速機構10において無段変速機が構成される。この変速機構10の総合変速比γTは、差動部11の変速比γ0と自動変速部20の変速比γとに基づいて形成される変速機構10全体としてのトータル変速比γTである。
例えば、図2の係合作動表に示される自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度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、変速機構10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られる。
また、差動部11の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチCおよびブレーキBが選択的に係合作動させられて第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段のいずれかあるいは後進ギヤ段(後進変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構10のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構10において有段変速機と同等の状態が構成される。
例えば、差動部11の変速比γ0が「1」に固定されるように制御されると、図2の係合作動表に示されるように自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対応する変速機構10のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。また、自動変速部20の第4速ギヤ段において差動部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば「0.7」程度に固定されるように制御されると、第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.7」程度であるトータル変速比γTが得られる。
図3は、差動部11と自動変速部20とから構成される変速機構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、横線X1が回転速度零を示し、横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NE を示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1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2サンギヤS2および第3サンギヤS3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に対応する第4リングギヤR4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2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4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3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4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ρ1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2、第3、第4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。
前記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(差動部11)において、第1遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1)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により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
例えば、差動部11においては、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が車速Vに拘束されて略一定である場合には、エンジン回転速度NE を制御することによって直線L0と縦線Y2との交点で示される第1キャリヤCA1の回転速度が上昇あるいは下降させられると、直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転速度すなわち第1電動機M1の回転速度が上昇あるいは下降させられる。
また、差動部11の変速比γ0が「1」に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって第1サンギヤS1の回転がエンジン回転速度NE と同じ回転とされると、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NE と同じ回転で第1リングギヤR1の回転速度すなわち伝達部材18が回転させられる。あるいは、差動部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば「0.7」程度に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって第1サンギヤS1の回転が零とされると、エンジン回転速度NE よりも増速された回転で伝達部材回転速度N18が回転させられる。
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、差動部11において直線L0が横線X2と一致させられてエンジン回転速度NE と同じ回転速度が差動部11から第8回転要素RE8に入力されると、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(1st)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(2nd)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(3rd)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(4th)の出力軸22の回転速度が示される。
図4は、本実施例の変速機構10を制御するための電子制御装置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、第2電動機M1、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80には、図4に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPW を表す信号、シフトレバー52(図6参照)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、車速Vに対応する出力軸22の回転速度(以下、出力軸回転速度)NOUT を表す信号、自動変速部20の制御作動に用いられるATFの温度(以下、ATF温度という)THATF 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、触媒温度を表す信号、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Acc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(以下、第1電動機回転速度という)NM1を表す信号、第2電動機M2の回転速度(以下、第2電動機回転速度という)NM2を表す信号等が、それぞれ供給される。
また、前記電子制御装置80からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置58(図7参照)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あるいはエンジン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、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70(図5、図7参照)に含まれる電磁弁(リニアソレノイドバルブ)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、油圧制御回路70のうちクラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)AC1、AC2、AB1、AB2、AB3の作動を制御するリニアソレノイドバルブSL1〜SL5に関する回路図である。
図5において、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3には、ライン油圧PLがそれぞれリニアソレノイドバルブSL1〜SL5により電子制御装置80からの指令信号に応じた係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧PLは、図示しない電動オイルポンプやエンジン8により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁(レギュレータバルブ)によって、アクセル開度Accあるいはスロットル弁開度θTHで表されるエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。
リニアソレノイドバルブSL1〜SL5は、基本的にはいずれも同じ構成で、電子制御装置80により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3の油圧が独立に調圧制御されてクラッチC1、C2、ブレーキB1、B2、B3の係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3が制御される。そして、自動変速部20は、例えば図2の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、自動変速部20の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチCやブレーキBの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。
図6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。
そのシフトレバー52は、変速機構10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、変速機構10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「N(ニュートラル)」、自動変速モードを成立させて差動部11の無段的な変速比幅と自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または手動変速走行モード(手動モード)を成立させて自動変速部20の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。
前記シフトレバー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。
前記「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52が「P」ポジションあるいは「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52が「R」ポジションから「P」ポジションあるいは「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。
また、シフトレバー52が「D」ポジションにある場合は、自動変速部20内の全ての変速段、すなわち第1速段乃至第4速段を用いた変速を実行するポジションである。また、「M」ポジションにある場合は、「4」ポジション乃至「1」ポジションのいずれかの変速レンジが選択され、各ポジションに対応づけされた変速段を用いた変速を実行する。具体的にはたとえば、「4」ポジションは自動変速部20の第4速段、「3」ポジションは第3速段、「2」ポジションは第2速段、「1」ポジションは第1速段を使用して走行する。そして、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が前記アップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「1」ポジション乃至「4」ポジションのいずれかへ切り換えられる。例えば、シフトレバー52はスプリング等の付勢手段により前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おり、シフトレバー52が前記アップシフト位置「+」あるいはダウンシフト位置「−」に位置させられた回数や時間などに応じて前記「1」ポジション乃至「4」ポジションが切り換えられる。このように、シフト操作装置50は、運転者によるシフトレバー52の操作によって自動変速部20の変速段を切り換え可能な変速段手動操作手段に該当する。
図7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7において、有段変速制御手段82は、図8に示すような車速V(km/h)と例えばアクセルペダルの開度Accなどに基づいて算出される出力要求トルクTOUT とを変数として予め記憶されたアップシフト線(実線)およびダウンシフト線(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および出力要求トルク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。
このとき、有段変速制御手段82は、前記変速を行なうよう判断された変速段が達成されるように、例えば図2に示す係合表に従って自動変速部20の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(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SL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。
一方、ハイブリッド制御手段84は、差動部制御手段として機能するものであり、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Vにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、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。
例えば、ハイブリッド制御手段84は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NE と車速Vおよび自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段84は、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された図10の破線に示すようなエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)に沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTE とエンジン回転速度NE となるように、変速機構10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部20の変速段を考慮して差動部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で無段階に制御する。
このとき、ハイブリッド制御手段84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、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。
特に、前記有段変速制御手段82により自動変速部20の変速制御が実行される場合には、自動変速部20の変速比が段階的に変化させられることに伴ってその変速前後で変速機構10のトータル変速比γTが段階的に変化させられる。トータル変速比γTが段階的に変化することにより、すなわち変速比が連続的ではなく飛ぶことにより、連続的なトータル変速比γTの変化に比較して速やかに駆動トルクを変化させることが可能となる。その反面、変速ショックが発生したり、最適燃費率曲線に沿うようにエンジン回転速度NE を制御できず燃費が悪化する可能性がある。
そこで、ハイブリッド制御手段84は、そのトータル変速比γTの段階的変化が抑制されるように、自動変速部20の変速に同期して自動変速部20の変速比の変化方向とは反対方向の変速比の変化となるように差動部11の変速を実行する。言い換えれば、自動変速部20の変速前後で変速機構10のトータル変速比γTが連続的に変化するようにハイブリッド制御手段84は自動変速部20の変速制御に同期して差動部11の変速制御を実行する。例えば、ハイブリッド制御手段84は、自動変速部20の変速前後で過渡的に変速機構10のトータル変速比γTが変化しないような所定のトータル変速比γTを形成するために自動変速部20の変速制御に同期して、自動変速部20の変速比の段階的な変化に相当する変化分だけその変化方向とは反対方向に変速比を段階的に変化させるように差動部11の変速制御を実行する。別の見方をすれば、ハイブリッド制御手段84は自動変速部20の変速が実行されて自動変速部20の変速比が段階的に変化させられたとしても、エンジン8の動作点が変速前後で変化しないように差動部11の変速比γ0を制御するのである。
また、ハイブリッド制御手段84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機能によって例えば第1電動機回転速度NM1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させられる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段84は、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制御しつつ第1電動機回転速度NM1を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84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、車速V(駆動輪34)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。
また、ハイブリッド制御手段84は、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68による点火時期を制御させる指令を単独であるいは組み合わせてエンジン出力制御装置58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84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Accに基づいてスロットルアクチュエータ64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。また、このエンジン出力制御装置58は、ハイブリッド制御手段84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など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84は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によってモータ走行させることができる。
例えば、ハイブリッド制御手段84は、図8に示すような出力軸回転速度NOUT と自動変速部20の要求出力トルクTOUT に対応するアクセル開度Accとを変数として予め記憶された走行用駆動力源をエンジン8と第2電動機M2とで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関係(駆動力源切換線図、駆動力源マップ)から実際の出力軸回転速度NOUT およびアクセル開度Acc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いずれであるかを判断してモータ走行あるいはエンジン走行を実行する。図8の実線Aに示す駆動力源マップは、例えば同じ図8中の実線および一点鎖線に示す変速マップと共に予め記憶されている。このように、ハイブリッド制御手段84によるモータ走行は、図8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 域に対応する低アクセル開度Acc域、あるいは出力軸回転速度NOUT の比較的低い低出力軸回転速度NOUT すなわち低負荷域で実行される。
ハイブリッド制御手段84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、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御して例えば第1電動機M1を無負荷状態とすることにより空転させて、差動部11の電気的CVT機能(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。
また、ハイブリッド制御手段84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。
また、ハイブリッド制御手段84は、第1電動機M1を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることにより、差動部11がトルクの伝達を不能な状態すなわち差動部11内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部11からの出力が発生されない状態とすることが可能である。すなわち、ハイブリッド制御手段84は、第1電動機M1を無負荷状態とすることにより差動部11をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態(ニュートラル状態)とすることが可能である。
このように、前記図8に示すような駆動力源マップにおいては、モータ走行領域は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 域、あるいは低車速領域、すなわち低負荷域に設定されている。
また、ハイブリッド制御手段84は、停止しているエンジン8を始動させるためのエンジン回転制御手段86を有する。このエンジン回転制御手段86の機能を有する電子制御装置80が本発明のエンジン回転制御装置に相当する。エンジン始動手段88は、停止しているエンジン8を、エンジン8と第1遊星歯車装置24を介して接続された第1電動機M1によって回転させ、自律回転可能な回転速度まで回転速度を引き上げる(エンジンモータリング、あるいはクランキングともいう。)とともに、予め定められた点火速度に達すると、前記エンジン出力制御装置58に対し点火装置68による点火を行なわせることなどにより、エンジンを始動する。すなわち、本実施例においてはエンジン始動手段88によるエンジン始動制御がエンジン回転制御に対応する。
ところで、前記有段変速制御手段82による自動変速部20の変速制御と、前記エンジン始動手段88によるエンジン始動制御とが同時に行なわれると、エンジン始動制御に伴うエンジンの出力トルクの変化によって、変速制御における変速部20の各係合要素のトルク配分をとるのが難しくなり、そのため変速ショックが悪化するおそれがある一方、変速制御またはエンジン始動制御のいずれか一方をまず実行し、その完了後に他方を実行するようにすると、所望の出力トルクを得るまでに時間を要することとなる。
さらに、本実施例の変速機構10のような構成を有する動力伝達装置においては、エンジン始動手段88によって第1電動機M1がエンジン8をエンジンモータリングをする際には、前記第1遊星歯車装置24に接続された第2電動機M2の回転が引き摺られないよう、第2電動機M2は反力トルクを発生するようにされるが、自動変速部20が変速の実行途中であって、自動変速部20の変速段が完全に成立していない状態においては、自動変速部20の出力軸22による第1遊星歯車装置24のリングギヤR1のトルク拘束が弱くあるいは無く、そのため、エンジン始動制御の実行時にエンジン回転速度を制御しながら自動変速部20の各係合要素のトルク配分をとるのが難しくなり、エンジン始動制御が複雑化したりエンジン始動ショックや変速ショックが悪化する可能性があった。
本実施例では、このような不都合を解消するために、後述する同時判定手段90、駆動力変化要求検出手段92、エンジン始動方法変更手段98、エンジン始動タイミング変更手段100、実行順序決定手段102などが設けられている。すなわち、図7に戻って、同時判定手段90は、有段変速制御手段82による自動変速部20の変速制御を実行する旨の判定と、エンジン始動手段88によるエンジン8のエンジン始動制御を実行する旨の判定とがそれぞれ行なわれた結果、両制御がそのまま実行された場合において両制御が重なって実行されるか否かを判定する。具体的には例えば、予め記憶された変速制御およびエンジン始動制御の時刻毎の手順に基づいて、両制御の実行判断の後中止することなく実行した場合に、両制御のいずれか一方の実行中に他方が実行されることが推定されるか否かに基づいて判定される。
駆動力変化要求検出手段92は、例えばアクセルペダルセンサ41によって検出されるアクセルペダル40の踏み込み量Acc、ブレーキスイッチ43によって検出されるブレーキペダル42の操作の有無、トーイングスイッチ44のオンオフの状態などに基づいて、運転者の駆動力変化要求の有無を検出する。トーイングスイッチ44は、車両が例えば他の車両などを牽引走行する際において操作されるスイッチであって、このトーイングスイッチ44がオンとされることにより、例えば図8で示される通常の変速線図に代えて予め準備された牽引走行用の変速線図が適用されるなどして、牽引走行に適した、例えば、低速および/または高出力トルクで走行するための自動変速部20の変速段が選択される。
駆動力変化要求検出手段92は、駆動力変化要求の一例である運転者の加速要求および減速要求を検出するための加速要求検出手段94および減速要求検出手段96を有する。これらの加速要求検出手段94および減速要求検出手段96は、それぞれ運転者による駆動力変化要求が加速要求である場合および減速要求である場合のそれぞれにおいて、駆動力変化要求を検出する。具体的には例えば、アクセルペダル40の踏み込み量Accが所定値以上である場合は加速要求検出手段94は運転者による加速要求を検出し、ブレーキペダル42の操作が行なわれている場合、トーイングスイッチ44がオンとされている場合、あるいはシフト操作装置50のシフトレバー52が「M」ポジションから「−」ポジションへ操作されることなどにより、運転者によるマニュアルシフトダウン操作が行なわれた場合の少なくとも1つが行なわれた場合には減速要求検出手段96は運転者による減速要求を検出する。
エンジン始動方法変更手段98は、同時判定手段90によりエンジン始動制御と変速制御とが重なって実行されることが判断された場合に、エンジン始動要求の内容に応じて、実際のエンジン8の始動の方法を変更する。このエンジン始動要求の内容とは、エンジン始動制御の実行が判断される根拠となるものであって、例えば駆動力変化要求検出手段92において検出される駆動力変化要求の有無である。
このエンジン始動方法変更手段98によるエンジンの始動方法の変更は、例えば、駆動力変化要求検出手段92によって運転者の駆動力変化要求(例えば、加速要求あるいは減速要求)が検出された場合には、それ以外の場合、すなわち運転者の駆動力変化要求が検出されない場合よりもエンジン回転速度NE の上昇速度、および/またはエンジントルクTE の上昇速度を増大させることによって行なわれる。
このエンジン始動方法変更手段98によるエンジン回転速度NE の上昇速度、および/またはエンジントルクTE の上昇速度の増大は、具体的には例えば、次のいずれかの方法あるいはそれらの組み合わせによって実行される。例えば、エンジン始動方法変更手段98は、エンジン回転速度NE の上昇速度、および/またはエンジントルクTE の上昇速度の増大をエンジンの吸入空気量の増大によって実行する。具体的には例えば、エンジン始動方法変更手段98は、駆動力変化要求が検出される場合は、検出されない場合に比べて電子スロットル弁の開度θTHがより大きくなるようにエンジン出力制御手段58を介してスロットルアクチュエータ64を制御する。
あるいは、エンジン始動方法変更手段98によるエンジン回転速度NE の上昇速度、および/またはエンジントルクTE の上昇速度の増大は、例えば、エンジンの回転速度を上昇させることが可能な電動機、具体的には例えば第1電動機M1の回転速度NM1を上昇させることによって実行される。この第1電動機M1は、差動部11において第1遊星歯車装置24のエンジン8が連結された回転要素である第1キャリアCA1とは別の回転要素である、第1サンギヤS1に連結されている。
なお、エンジン始動方法変更手段98は、エンジン始動制御および変速制御の両方が重なって実行される場合、あるいは両制御のうちいずれか一方の実行後に他方が実行される場合のいずれであっても、前述のエンジン始動方法の変更を実行することもできる。
また、エンジン始動方法変更手段98は、エンジン始動タイミング変更手段100を有し、エンジン8のエンジン始動タイミングの変更を行なう。すなわち、エンジン始動タイミング変更手段100によるエンジン始動タイミングの変更も、エンジン始動方法変更手段98によるエンジン始動方法の変更の一態様である。エンジン始動タイミング変更手段100によるエンジンの始動タイミングの変更は、エンジン8の点火タイミングを前出しするものである。すなわち、この点火タイミングの前出しは、エンジン8の点火をより早期に行なうための制御作動であって、例えばエンジン8の始動の際に点火装置68による点火が行なわれるエンジン回転速度NE の値を、駆動力変化要求が検出されない場合に比べて低くすることにより、より低い回転速度NE でエンジン8の点火が行なわれる。その結果、エンジン8の始動を速めることができ、点火タイミングを前出ししない場合に比べてエンジン回転速度NE の上昇速度、および/またはエンジントルクTE の上昇速度が増大させられる。なお、本実施例においては、エンジン始動タイミングがエンジン回転タイミングに対応する。
一方、駆動力変化要求検出手段92による運転者の駆動力変化要求が検出されない場合には、前記エンジン始動タイミングの前出しが行なわれない。その結果、変速制御とエンジン始動制御とは予め決定された手順により、具体的には例えば、エンジン始動制御と変速制御のうちいずれか先に実行判断がなされた方が優先して実行され、その実行終了後に他方の実行が開始される。
実行順序決定手段102は、有段変速禁止手段あるいはエンジン始動禁止手段として作動するものであって、例えば駆動力変化要求検出手段92による運転者の駆動力変化要求の検出がされず、エンジン始動方法変更手段98によるエンジン始動方法の変更や、エンジン始動タイミング変更手段100によるエンジン始動タイミングの変更が行なわれず、変速制御およびエンジン始動制御とを重なって実行しないと判断する場合において、変速制御およびエンジン始動制御のいずれか一方の制御が終了するまで他方の制御の実行を禁止する。
このとき、実行順序決定手段102は、エンジン始動制御および変速制御のそれぞれの実行判断のいずれが先になされたかに基づいて、エンジン始動制御あるいは変速制御のいずれを先に実行するかを決定する。すなわち、前記同時判定手段90により、エンジン始動制御および変速制御を行なうと両制御が重なって実行されると判断され、駆動力変化要求検出手段92により運転者の駆動力変化要求が検出されなかった結果、エンジン始動方法変更手段98によるエンジン始動方法の変更やエンジン始動タイミング変更手段100によるエンジン始動タイミングの変更が行なわれない場合において、例えばエンジン始動制御の実行判断が変速制御の実行判断よりも先になされた場合には、実行順序決定手段102はまずエンジン始動手段88に対しエンジンの始動制御を実行させるとともに、有段変速手段82に対してはエンジン始動手段88によるエンジンの始動制御の終了までの間、変速制御の実行を禁止させる。
図9は、本発明のエンジン回転制御装置の制御作動の概要の一例を説明するフローチャートである。ステップ(以下「ステップ」を省略する。)SA1、SA2、およびSA6は、同時判定手段90に対応する。このうちSA1においては、有段変速制御手段82による自動変速部20の変速制御が実行中であるか否かが判断される。そして、変速制御が実行中である場合には本ステップの判断が肯定され、SA2が実行される。一方、変速制御が実行中でない場合には、本ステップの判断が否定され、SA6が実行される。なお、自動変速部20の変速制御が実行中であるとは、例えば、有段変速制御手段82によって変速を行なう旨の判断がなされてから、変速におけるイナーシャ相が終了するまでをいう。
SA2においては、ハイブリッド制御手段84によるエンジン8のエンジン始動制御の実行判断が行なわれたか否かが判断される。エンジン始動制御の実行が判断された場合には、本ステップの判断が肯定され、SA3が実行され、エンジン始動制御が実行されなかった場合には、本発明のエンジン回転制御装置は実行されないとして、本フローチャートは終了させられる。
駆動力変化要求検出手段92に対応するSA3においては、運転者による駆動力の変化要求があったか否かが判断される。具体的には、アクセルペダル40の開度Acc等に基づいて運転者による加速要求があったかが検出され、ブレーキ操作の有無や、トーイングスイッチ44の操作の有無、あるいはシフトレバー52のマニュアルシフトダウン操作の有無などに基づいて運転者による減速要求があったか否かが検出される。これらの判断の結果、運転者の駆動力変化要求、すなわち加速要求あるいは減速要求のいずれかが検出された場合には、本ステップの判断が肯定され、SA4が実行される。一方、運転者の駆動力変化要求が検出されなかった場合には、SA5が実行される。
続くSA4は、エンジン始動タイミング変更手段100およびエンジン始動方法変更手段98に対応するステップであり、前記変速制御の実行と前記エンジン始動制御の実行とが重なって行なわれる場合において、運転者の駆動力変化要求が検出された場合に実行されるステップである。このSA4においては、エンジン始動タイミング変更手段100により、エンジンの始動タイミングの前出しが行なわれ、変速制御の実行中であってもエンジンの始動制御が行なわれるようにされるとともに、エンジン始動方法変更手段98により、エンジンの回転速度NE の上昇速度および/またはエンジンの出力トルクTE の上昇速度が、運転者の駆動力変化要求が検出されない場合に比べて増大させられる。
SA5は、エンジン始動タイミング変更手段100および実行順序決定手段102に対応するステップであり、前記変速制御の実行と前記エンジン始動制御の実行とが重なって行なわれるものの、運転者の駆動力変化要求が検出されない場合に実行されるステップである。このSA5においては、エンジン始動制御の実行が変速制御の実行終了後となるように設定され、自動変速部20の変速の完了を検出した後にエンジン始動制御が実行される。
一方、SA6およびSA7は、自動変速部20の変速の実行中でない場合に実行されるステップである。まず、SA6においては、SA2と同様ハイブリッド制御手段84によるエンジン8のエンジン始動制御の実行判断が行なわれたか否かが判断される。エンジン始動制御の実行が判断された場合には、本ステップの判断が肯定され、SA7が実行される一方、エンジン始動制御が実行されなかった場合には、本発明のエンジン回転制御装置は実行されないとして、本フローチャートは終了させられる。
SA7は、SA6の判断が肯定される場合、すなわち自動変速部20の変速の実行中でない場合においてエンジン8のエンジン始動制御の実行が判断された場合に実行されるステップであり、予め規定された手順に従ってエンジン始動制御が実行される。すなわち、エンジン始動制御と変速制御が重なって実行されることがないため、エンジン始動タイミングを変更したり、エンジン始動方法を変更することなくエンジン始動制御が実行される。
図10は、本発明のエンジン回転制御装置の制御作動の様子の一例を表すタイムチャートであって、エンジン回転速度NE (rpm)、自動変速部20への入力トルクすなわち伝達部材18のトルクT18(N・m)、自動変速部20を構成する油圧式摩擦係合装置のうち、変速によって解放される摩擦係合装置へ供給される係合圧の指令値(Pa)、変速によって解放される摩擦係合装置へ供給される係合圧の指令値(Pa)、第1電動機M1の回転速度NM1(rpm)、第2電動機M2の出力トルクTM2(N・m)、電子スロットル弁62の開度θTH(%)、アクセル開度Acc(%)のそれぞれが縦軸に、また、同一の時間軸として時刻tを表す横軸として描かれている。また、本図においては、本発明のエンジン回転制御装置が適用されない場合の様子が破線で、本発明のエンジン回転制御装置が適用される場合の様子が実線で描かれている。
本図においては、例えば運転者によりアクセルペダル40が大きく踏み込まれることにより、時刻t0 においてパワーオンダウンシフト、すなわちダウンシフトを実行するための変速制御と、エンジンによる出力を行なうためのエンジン始動制御とが同時に判断される。
まず、図10において破線で表される、本発明のエンジン回転制御装置が適用されない場合のエンジン始動制御について説明する。時刻t0 で行なわれたダウン変速の判断に基づいて、まず、自動変速部20の変速を行なう変速制御が実行される。すなわち、変速によって成立される変速段が決定されるとともに、かかる変速段を成立させるために変速によって解放される摩擦係合装置と変速によって係合される摩擦係合装置とが、図2の作動表を参照しつつ決定される。そして、変速によって解放される摩擦係合装置の係合圧が所定のタイミングで低下させられる一方、変速によって係合される摩擦係合装置の係合圧が所定のタイミングで上昇させられる。すなわちクラッチツウクラッチ変速が行なわれる。このようにされ、例えば変速におけるイナーシャ相が終了したことが判定された時刻t1 において、変速が終了したことが判定される。
本発明のエンジン回転制御装置が適用されない場合においては、エンジン始動制御および変速制御の両方の実行が重なって判断された場合には、例えばいずれか一方の実行中においては他方を実行しないため、変速制御の実行中にはエンジン始動制御が実行されず、前記時刻t1に変速の終了が判断された後にエンジン始動制御が開始され、時刻tIG’においてエンジン回転速度NE が点火装置68が点火の開始を行なう所定の回転速度に達することにより、点火装置68による点火が開始される。そのため、伝達部材18のトルクT18は、時刻tIG’後に上昇させられる。なお、エンジン8の始動をできるだけ速めるため、点火装置68による点火の開始時刻である時刻tIG’が変速が終了する時刻t1 よりも後であればよいので、第1電動機M1によるエンジン回転速度NE の上昇や、スロットル開度θTHの上昇が変速制御の実行中から行なわれるとともに、変速制御の終了の判定が行なわれた後に速やかに点火装置68による点火が開始され、エンジンが始動されるようにされてもよい。この点、厳密には変速制御とエンジン始動制御とが重なって実行されているが、少なくも点火装置68による点火は変速制御の終了後に行なわれている。
一方、本発明のエンジン回転制御装置が適用される場合について説明する。このとき、前述の図9のフローチャートに沿って説明すると、まずSA1の変速制御の実行中であるかの判断が肯定され、続いてSA2のエンジン起動制御の実行が判断されたかの判断が肯定され、更にSA3の運転者の駆動力変化要求があったかについての判断は、例えばアクセル開度Accが時刻t0の前後で大きく変動していることに基づいて肯定される。従って、SA4が実行されることとなる。
すなわち、エンジン始動タイミング変更手段100により、エンジンの始動タイミングの変更が行なわれず、変速制御の実行中であってもエンジンの始動制御が行なわれるようにされるとともに、エンジン始動方法変更手段98により、エンジンの回転速度NE の上昇速度および/またはエンジンの出力トルクTE の上昇速度が、運転者の駆動力変化要求が検出されない場合に比べて増大させられる。
具体的には、図10に戻って、時刻t0においてエンジン始動制御の実行が判定されると、点火装置68によって点火が開始されるエンジン回転速度NE が、予め規定された所定値からそれよりも低い値に変更される。また、エンジンモータリングのための第1電動機M1の回転速度NM1が上昇させられ、エンジン回転速度NE を引き上げるとともに、スロットル開度θTHも上昇させられる。このようにされる結果、変速制御の実行中であってもエンジン8は点火開始速度に達せられることにより時刻tIGにおいて点火装置68により点火が行なわれ、エンジン8が始動させられる。また、前記点火開始速度が予め規定された所定値よりも低く変更されていることから、より早く点火が行なわれ、エンジン8の始動も速やかに実行される。
したがって、伝達部材18のトルクT18は運転者によるアクセルの踏み込みに基づいて時刻t0において加速要求が判断された後、エンジン8によるトルクの上昇が得られるまでには、本発明のエンジン回転制御装置が適用されない場合には時刻tIG’までの時間を有していたが、本発明のエンジン始動制御が適用される場合には時刻tIGまでの時間によって可能となる。すなわち、運転者の駆動力変化要求が検出される場合には、その駆動力変化要求に応じて駆動力の変化がより早期に出力される。
前述の実施例によれば、自動変速部20の変速制御と、エンジン回転制御に対応するエンジン始動制御とが重なる場合において、駆動力変化要求検出手段92によって検出されるエンジン始動要求の内容により、エンジン始動タイミングがエンジン始動タイミング変更手段100によって変更されるので、運転者の意図に基づくエンジン始動要求の内容に応じたエンジン始動タイミングでエンジンの始動制御が実行され、運転者の加減速要求時には応答性を重視し、それ以外の場合はエンジン始動ショックや変速ショックを重視することにより応答性とショックの低減とを両立しながらエンジン始動制御や変速ショック向上のための制御の簡素化が可能となる。
また、前述の実施例によれば、駆動力変化要求検出手段92によって運転者の駆動力変化要求が検出される時は自動変速部20の変速制御の実行中にエンジン始動制御が実行され、それ以外の場合はエンジン始動制御および変速制御のいずれか一方の実行が終了してから他方の実行が開始されるので、運転者の駆動力変化要求が検出される時には変速制御の実行中であってもエンジン始動制御が実行され、運転者の駆動力変化要求に応じた駆動力の変化が行なわれる一方、それ以外の場合においては変速ショックあるいはエンジン始動に伴うショックの低減が図られ、同様の効果が得られる。
また、前述の実施例によれば、駆動力変化要求検出手段92によって運転者の駆動力変化要求が検出される時以外の場合は、変速制御とエンジン始動制御のうち、先に実行判断があった方が優先して実施されるので、変速制御とエンジン始動制御とのいずれか一方の実行中に他方が実行されることがなく、変速ショックあるいはエンジン始動ショックに伴うショックが悪化することが防止される。
また、前述の実施例によれば、自動変速部20の変速制御と、エンジン始動制御とが重なる場合、駆動力変化要求検出手段92によって検出されるエンジン始動要求の内容により、エンジン始動方法がエンジン始動方法変更手段98によって変更されるので、運転者の意図に基づくエンジン始動要求の内容に応じたエンジン始動方法でエンジンの始動制御が実行され、運転者の加減速要求時には応答性を重視し、それ以外の場合はエンジン始動ショックや変速ショックを重視することにより応答性とショックの低減とを両立しながらエンジン始動制御や変速ショック向上のための制御の簡素化が可能となる。
前述の実施例によれば、駆動力変化要求検出手段92によって運転者の駆動力変化要求が検出される時、すなわちエンジン始動要求の内容に運転者の駆動力変化要求が含まれる時は、エンジン始動方法変更手段98によってそれ以外の場合よりもエンジン回転速度上昇速度、および/またはエンジントルク上昇速度が増大させられるので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、前述の実施例によれば、エンジン始動タイミング変更手段100によりエンジン始動制御は変速制御の実行終了前に実施されるので、変速制御の実行中にエンジン始動制御が実行されることがなく、変速ショックあるいはエンジン始動ショックに伴うショックが悪化することが防止される。
また、前述の実施例によれば、エンジン回転速度NE の上昇速度の増大および/またはエンジントルク上昇速度は、エンジン始動方法変更手段98によってエンジンの点火開始回転速度をより低い値に変更することによりエンジン点火タイミングを前出しすることにより行なわれるので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、前述の実施例によれば、エンジン回転速度NE の上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジン始動方法変更手段98によってスロットル開度θTHが上昇させられることによるエンジンの吸入空気量の増大により行なわれるので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、前述の実施例によれば、エンジン回転速度NE の上昇を実行可能な第1電動機M1を備え、前記エンジン回転速度NEの上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は前記第1電動機M1の回転速度NM1の上昇速度を増大させることにより行なうので、運転者の駆動力変化要求に対し、速い応答性が得られる。
また、前述の実施例によれば、差動部の回転要素である差動部11の第1遊星歯車装置24の第1サンギヤS1に連結された第1電動機M1の運転状態が制御されることにより差動部11の入力軸回転速度NINと出力軸回転速度N18との差動状態が制御される電気式差動部としての差動部11を備えるので、差動部11の回転要素である第1サンギヤS1の回転要素に連結された第1電動機M1によりエンジン回転速度NE の上昇速度および/またはエンジントルクTE の上昇速度の増大が行なわれる。
また、前述の実施例によれば、差動部11は第1遊星歯車装置24を含んで構成され、第1遊星歯車装置24の回転要素である第1キャリアCA1にエンジン8が連結され、エンジン8が連結された回転要素とは別の回転要素である第1サンギヤS1に連結された第1電動機M1によりエンジン回転速度NE が上昇させられるので、エンジンは差動部11の第1キャリアCA1に連結された第1電動機M1により第1遊星歯車装置24を介して回転させられるので、エンジン始動のための電動機を別途設ける必要がなくなる。
また、前述の実施例によれば、駆動力変化要求検出手段92によって検出される運転者の駆動力変化要求は、加速要求検出手段94によって検出される加速要求であるので、運転者の加速要求がされた場合であっても、運転者の意図に基づくエンジン始動要求の内容に応じたエンジン始動タイミングあるいはエンジン始動方法でエンジンの始動制御が実行される。
また、前述の実施例によれば、駆動力変化要求検出手段92によって検出される運転者の駆動力変化要求は、減速要求検出手段96によって検出される減速要求であるので、運転者の減速要求がされた場合であっても、運転者の意図に基づくエンジン始動要求の内容に応じたエンジン始動タイミングあるいはエンジン始動方法でエンジンの始動制御が実行される。
また、前述の実施例によれば、前記減速要求の場合のエンジン始動手段88によるエンジン始動制御はエンジン8の回転を開始することであるので、前記減速要求の場合において、エンジン8はその回転を開始することによって始動させられる。
また、前述の実施例によれば、前記動力伝達装置は変速段操作手段としてのシフト操作装置50を備え、減速要求検出手段96によって検出される運転者による減速要求は前記変速段操作手段としてのシフト操作装置50のマニュアルダウンシフト操作が実行されることにより判断されるので、運転者の減速要求の意図が容易に判定される。
また、前述の実施例によれば、減速要求検出手段96によって検出される前記減速要求は車両ブレーキにより、例えばブレーキスイッチ43によって検出されるブレーキペダル42の操作の有無に基づいて判断されるので、運転者の減速要求の意図が容易に判定される。
また、前述の実施例によれば、前記動力伝達装置は、トーイング実施時に前記動力伝達装置としての変速機構10の制御態様を変化させるためのトーイングスイッチ44を備え、減速要求検出手段96によって検出される減速要求は前記トーイングスイッチ44がオンとされることに基づいて判断されるので、運転者の減速要求の意図が容易に判定される。
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図11は、本発明の別の実施例における電子制御装置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って、図7に対応する図である。図11においては、ハイブリッド制御手段84の有するエンジン回転制御手段86は、エンジン回転実行手段114、実行条件判定手段112、走行状態判定手段110、同時判定手段90、および実行順序決定手段102を含んで構成される。
車両が前記モータ走行中である間は、前記ハイブリッド制御手段84により基本的にエンジン8が静止した状態、具体的には、エンジン8の構成部品の同じ部位同士が同じ姿勢のまま互いに接触し続けエンジン8内を潤滑油が循環しない状態が継続される。そうすると、前記モータ走行中には前記車両の走行によって生じる走行振動が前記状態のエンジン8に加わりエンジン8の耐久性等に影響することが考えられる。そこで、前記モータ走行中において前記走行振動がエンジン8の耐久性等に影響することを軽減するための制御が実行される。以下に、その制御作動について説明する。
走行状態判定手段110は、エンジン8を停止した状態で第2電動機M2による走行を行う電動機走行、すなわち前記モータ走行による車両走行が行われているか否かを判定する。例えば、車両走行中において、図8のモータ走行領域を外れてエンジン走行領域に入る車両状態であっても前記モータ走行(EV走行)を行うことを指令するために乗員が操作するEVスイッチ116がオンである場合、すなわち、EVスイッチ116の操作により前記モータ走行(EV走行)を行うことを指令する信号が出力されている場合には、走行状態判定手段110は前記モータ走行中であると判定する。また、前記エンジン走行中である場合には前記モータ走行中であるということはないので、前記エンジン走行中である場合には走行状態判定手段110は前記モータ走行中ではない旨の判定をする。
実行条件判定手段112は、前記モータ走行での連続走行距離LM が所定の連続走行距離判定値L1を超えたか否かを判定する。ここで、前記モータ走行での連続走行距離LM は前記モータ走行での走行距離の累積でありそのモータ走行が断続的に行われてもその走行距離の累積は続き、前記エンジン走行が行われるなどしてエンジン8の出力軸であるエンジン出力軸49が回転した場合には連続走行距離LM は零に戻され、その後の最初の前記モータ走行が行われた時点から前記モータ走行での走行距離の累積が開始される。そして、前記連続走行距離判定値L1は、前記モータ走行での連続走行距離LM がその連続走行距離判定値L1を超えるとエンジン8の耐久性維持の観点等からエンジン8の静止状態を継続させるべきではないと判断される閾値であって、実験等により求められた所定値であり、例えば20kmとして予め実行条件判定手段112に記憶されている。
更に実行条件判定手段112は、前記連続走行距離LM に基づく判断に代えてあるいはこれに加えて、前記モータ走行での連続走行時間TM が所定の連続走行時間判定値T1を超えたか否かを判定する。ここで、前記モータ走行での連続走行時間TM は前記モータ走行での走行時間の累積でありそのモータ走行が断続的に行われてもその走行時間の累積は続き、前記エンジン走行が行われるなどしてエンジン8の出力軸であるエンジン出力軸49が回転した場合には連続走行時間TM は零に戻され、その後の最初の前記モータ走行が行われた時点から前記モータ走行での走行時間の累積が開始される。そして、前記連続走行時間判定値T1は、前記モータ走行での連続走行時間TM がその連続走行時間判定値T1を超えるとエンジン8の耐久性維持の観点等からエンジン8の静止状態を継続させるべきではないと判断される閾値であって、実験等により求められた所定値であり、例えば1.5時間として予め実行条件判定手段112に記憶されている。
更に実行条件判定手段112は、前記連続走行距離LM および/または前記連続走行時間TM に基づく判断に代えてあるいはこれに加えて、車速Vが所定の車速判定値V1を超えたか否かを判定する。一般に、車速Vが高くなるほど走行振動が大きくなりその走行振動が静止状態のエンジン8の耐久性等に与える影響は大きくなる傾向にあるので、前記車速判定値V1は、前記モータ走行での車速Vがその車速判定値V1を超えるとエンジン8の耐久性維持の観点等からエンジン8の静止状態を継続させるべきではないと判断される閾値であって、実験等により求められた所定値として決定され、例えば100km/hとして予め実行条件判定手段112に記憶されている。
前記モータ走行中であると走行状態判定手段110によって判定された場合においてエンジン回転実行手段114は、実行条件判定手段112が前記モータ走行での連続走行距離LM が所定の連続走行距離判定値L1を超えたことを肯定する判定、前記モータ走行での連続走行時間TM が所定の連続走行時間判定値T1を超えたことを肯定する判定、車速Vが所定の車速判定値V1を超えたことを肯定する判定のうちの少なくとも何れか1つを行った場合には、内燃機関であるエンジン8のエンジン出力軸49を回転させる内燃機関回転制御を行う。具体的に前記内燃機関回転制御では、第1電動機回転速度NM1を第2電動機M2と同方向に引き上げることで、エンジン出力軸49の回転速度であるエンジン回転速度NE が予め設定されている目標回転速度NE1例えば400rpmにまで引き上げられ、そのエンジン出力軸49の回転がエンジン点火されずに予め設定されている目標回転時間TE1例えば2秒間継続される。そして、このエンジン出力軸49の回転により、連続走行距離LM 及び連続走行時間TM は零に戻される。なお、目標回転速度NE1及び目標回転時間TE1はエンジン8の耐久性維持の観点からエンジン8内の潤滑等を行うための所定値であるので、その目的が達成されるのであれば燃費向上等の観点から低回転速度であって短時間であることが望ましい。そして、エンジン出力軸49の回転時の振動を低減し快適性を損なわないようにするため、例えば、目標回転速度NE1は前記エンジン回転速度領域における共振領域以下に設定されている。また、エンジン8を潤滑する潤滑油の温度が低いほどその粘度が高くなりエンジン8はその回転によって潤滑され難くなる傾向にあるので、目標回転速度NE1、すなわち前記内燃機関回転制御におけるエンジン出力軸49の回転速度は、エンジン8の温度、具体的にはエンジン8を冷却する冷却液の温度が低いほど或いは外気温度が低いほど、高くなるように設定又は変更されてもよい。また、目標回転時間TE1、すなわち前記内燃機関回転制御におけるエンジン出力軸49を回転させる実施時間は、エンジン8の温度が低いほど或いは外気温度が低いほど、長くなるように設定又は変更されてもよい。本実施例においては、この内燃機関回転制御がエンジン回転制御に対応する。
図14は、前記エンジン回転実行手段114による内燃機関回転制御の制御作動の一例を説明するタイムチャートであって、前記モータ走行での連続走行距離LM が所定の連続走行距離判定値L1を超えたことにより前記内燃機関回転制御が実行された場合の例である。
図14のtA1時点は、前記走行状態判定手段110によって前記モータ走行中であると判定され、かつ、前記実行条件判定手段112によりモータ走行での連続走行距離LM が所定の連続走行距離判定値L1を超えたとの判定がされ、エンジン8の耐久性維持等の観点から前記内燃機関回転制御が実行されるべきと判断されたことを示している。
図10のtA2時点は、前記内燃機関回転制御が開始されたことを示している。従って、tA2時点から第1電動機回転速度NM1が引き上げられ、それと動力分配機構16の差動作用とにより第1電動機回転速度NM1に対応してエンジン回転速度NE が目標回転速度NE1にまで上昇している。
tA3時点は、前記内燃機関回転制御が終了したことを示している。従って、第1電動機M1への通電が終了し第1電動機M1が自由回転する状態とされ、エンジン8の回転抵抗によりエンジン回転速度NE は目標回転速度NE1から減速しtA3時点で零に至っている。そして、tA3時点でエンジン回転速度NE が零に至ったので、第1電動機M1は、車速Vを発生させている第2電動機M2と動力分配機構16の差動作用とにより第2電動機M2とは逆回転をする状態に戻っている。また、前記内燃機関回転制御が実行されエンジン出力軸49が回転したので、tA3時点でモータ走行での連続走行距離LM は零に戻り、図14に図示されていないが、モータ走行での連続走行時間TM も零に戻る。なお、tA2時点からtA3時点まで前記内燃機関回転制御が実行されているので、tA2時点からtA3時点までの時間が目標回転時間TE1である。
ところで、前記有段変速制御手段82による自動変速部20の変速制御と、前記エンジン回転実行手段114による内燃機関回転制御とが同時に行なわれると、エンジン8の回転を行なうために第1電動機の回転速度を変化させることによって差動部11の出力トルクが変化することなどにより、変速制御における自動変速部20の各係合要素のトルク配分をとるのが難しくなり、そのため変速ショックが悪化するおそれがある。
さらに、本実施例の変速機構10のような構成を有する動力伝達装置においては、エンジン回転実行手段114によって第1電動機M1がエンジン8を回転させる際には、前記第1遊星歯車装置24に接続された第2電動機M2の回転が引き摺られないよう、第2電動機M2は反力トルクを発生するようにされるが、自動変速部20が変速の実行途中であって、自動変速部20の変速段が完全に成立していない状態においては、自動変速部20の出力軸22による第1遊星歯車装置24のリングギヤR1のトルク拘束が弱くあるいは無く、そのため、内燃機関回転制御の実行時にエンジン回転速度を制御しながら自動変速部20の各係合要素のトルク配分をとるのが難しくなり、内燃機関回転制御が複雑化したり内燃機関回転制御に伴うショックや変速ショックが悪化する可能性があった。
本実施例では、このような不都合を解消するために、後述する同時判定手段90や実行順序決定手段102が設けられている。このうち、同時判定手段90は、有段変速制御手段82による自動変速部20の変速制御を実行する旨の判定と、エンジン回転実行手段114によるエンジン8の回転を実行する旨の判定とがそれぞれ行なわれた結果、両制御がそのまま実行された場合において両制御が重なって実行されるか否かを判定する。具体的には例えば、予め記憶された変速制御およびエンジン回転制御の時刻毎の手順に基づいて、両制御の実行判断の後中止することなく実行した場合に、両制御のいずれか一方の実行中に他方が実行されることが推定されるか否かに基づいて判定される。
実行順序決定手段102は、有段変速禁止手段あるいはエンジン回転禁止手段として作動するものであって、前記同時判定手段90において前記内燃機関回転制御と変速制御とが同時に実行されると判断される場合には、変速制御および内燃機関回転制御のいずれか一方の制御が終了するまで他方の制御の実行を禁止する。すなわち、実行順序決定手段102は例えば、前記同時判定手段90において前記内燃機関回転制御と変速制御とが同時に実行されると判断される場合には、まず変速制御を実行し、変速制御の完了後に続いて内燃機関回転制御を実行する。このようにすれば、運転者の意思に基づいて実行される変速制御が内燃機関回転制御よりも先に実行されるため、運転者の意思を反映した制御が行なわれる。このとき、実行順序決定手段102は、エンジン回転タイミングとしての内燃機関回転制御の開始タイミングを変速制御の完了後に変更しているといえる。
図12は、本発明の別の実施例におけるエンジン回転制御装置の制御作動の概要の一例を説明するフローチャートであって、図9に対応する図である。ステップ(以下「ステップ」を省略する。)SB1、SB3、およびSB6は、同時判定手段90に対応する。このうちSB1においては、有段変速制御手段82による自動変速部20の変速制御が実行中であるか否かが判断される。そして、変速制御が実行中である場合には本ステップの判断が肯定され、SB2が実行される。一方、変速制御が実行中でない場合には、本ステップの判断が否定され、SB5が実行される。なお、自動変速部20の変速制御が実行中であるとは、例えば、有段変速制御手段82によって変速を行なう旨の判断がなされてから、変速におけるイナーシャ相が終了するまでをいう。
SB2においては、前記内燃機関回転制御を実行するか否かを判断するためのエンジン回転判断ルーチンが実行される。図13はこのエンジン回転判断ルーチンの一例を説明するためのフローチャートである。先ず、ステップ(以下、「ステップ」を省略する)SC1では、車両走行中においてEVスイッチ116がオンであるか否か、すなわち、EVスイッチ116の操作により前記モータ走行(EV走行)を行うことを指令する信号が出力されているか否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、車両走行中においてEVスイッチ116がオンである場合には前記モータ走行中であるのでSC3に移る。一方、この判定が否定的である場合にはSC2に移る。
SC2においては、前記エンジン走行中であるか否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、前記エンジン走行中である場合にはSC8に移る。一方、この判定が否定的である場合には前記モータ走行中であるのでSC3に移る。なお、前記SC1及びSC2は、走行状態判定手段110に対応する。
SC3においては、前記モータ走行での連続走行距離LM が所定の連続走行距離判定値L1を超えたか否かが判定される。例えば、連続走行距離LM は車速センサ46により検出される変速機構10の出力回転部材22の回転回数に基づいて求められる。この判定が肯定的である場合、すなわち、前記モータ走行での連続走行距離LM が連続走行距離判定値L1を超えた場合にはSC7に移る。一方、この判定が否定的である場合にはSC4に移る。なお、前記モータ走行での連続走行距離LM は前記モータ走行での走行距離の累積でありそのモータ走行が断続的に行われてもその走行距離の累積は続き、前記エンジン走行が行われるなどしてエンジン出力軸49が回転した場合には連続走行距離LM は零に戻され、その後の最初の前記モータ走行が行われた時点から前記モータ走行での走行距離の累積が開始される。
SC4においては、前記モータ走行での連続走行時間TM が所定の連続走行時間判定値T1を超えたか否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、前記モータ走行での連続走行時間TM が連続走行時間判定値T1を超えた場合にはSC7に移る。一方、この判定が否定的である場合にはSC5に移る。なお、前記モータ走行での連続走行時間TM は前記モータ走行での走行時間の累積でありそのモータ走行が断続的に行われてもその走行時間の累積は続き、前記エンジン走行が行われるなどしてエンジン出力軸49が回転した場合には連続走行時間TM は零に戻され、その後の最初の前記モータ走行が行われた時点から前記モータ走行での走行時間の累積が開始される。
SC5においては、車速Vが所定の車速判定値V1を超えたか否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、車速Vが所定の車速判定値V1を超えた場合にはSC7に移る。一方、この判定が否定的である場合にはSC6に移る。なお、前記SC3乃至SC5は、実行条件判定手段112に対応する。
エンジン回転実行手段114に対応するSC6乃至SC8においては、エンジン出力軸49を回転させる前記内燃機関回転制御が実行するか否かの判断が行なわれる。すなわち、モータ走行が行なわれているものの、内燃機関回転制御を実行する要件を満たしていない場合であるSC6およびモータ走行を行なっていない場合出あるSC8においては内燃機関回転制御を実行しない判断がなされ、一方、モータ走行が行なわれており内燃機関回転制御を実行する要件が満たされている場合であるSC7においては、内燃機関回転制御を実行する判断が行なわれる。そして、これらのいずれかの判断がなされた後に、本ルーチンは終了させられる。
図12のフローチャートに戻って、SB3においては、SB2においてエンジン回転判断ルーチンにおいて内燃機関回転制御を実行する判断がなされたか否かが判断される。そして、本ステップの判断が肯定される場合、すなわち、内燃機関回転制御を実行する判断がなされた場合にはSB4が実行され、一方、本ステップの判断が否定された場合、すなわち内燃機関回転制御を実行する判断がなされなかった場合には、内燃機関回転制御が実行されることなく本フローチャートは終了させられる。
SB4は、実行順序決定手段102に対応し、前記変速制御の実行と前記内燃機関回転制御の実行とが重なって行なわれる場合に実行されるステップである。このSB4においては、内燃機関回転制御の実行が変速制御の実行終了後となるように設定され、自動変速部20の変速の完了を検出した後に内燃機関回転制御が実行される。
一方、SB5乃至SB7は、SB1において自動変速部20の変速の実行中でないと判断される場合に実行されるステップである。まず、SB5においては、SB2と同様エンジン回転判断ルーチンが実行され、内燃機関回転制御を実行するか否かの判断が行なわれる。そして、SB6においては、SB5においてエンジン回転判断ルーチンにおいて内燃機関回転制御を実行する判断がなされたか否かが判断される。そして、本ステップの判断が肯定される場合、すなわち、内燃機関回転制御を実行する判断がなされた場合にはSB7が実行され、一方、本ステップの判断が否定された場合、すなわち内燃機関回転制御を実行する判断がなされなかった場合には、内燃機関回転制御と変速制御とのいずれも実行されることなく本フローチャートは終了させられる。
SB7は、SB6の判断が肯定される場合、すなわち自動変速部20の変速の実行中でない場合において内燃機関回転制御の実行が判断された場合に実行されるステップであり、予め規定された手順に従って内燃機関回転制御が実行される。すなわち、エンジン始動制御と変速制御が重なって実行されることがないため、内燃機関回転制御の実行判断に基づいてそのまま内燃機関回転制御が実行される。
前述の実施例によれば、内燃機関としてのエンジン8を停止した状態において、前記動力伝達装置としての変速機構10は駆動輪34に動力伝達可能とされた電動機M1、M2による連続走行距離LM が所定の連続走行距離判定値L1を超えた場合に行なわれる前記エンジン回転制御としての内燃機関回転制御と、前記自動変速部20の変速制御とが重なる場合には、いずれか一方の実行が終了してから他方の実行を開始するので、変速制御と内燃機関回転制御とのいずれか一方の実行中に他方が実行されることがなく、変速ショックあるいは内燃機関回転制御に伴うショックが悪化することが防止される。
また、前述の実施例によれば、内燃機関としてのエンジン8を停止した状態において、前記動力伝達装置としての変速機構10は駆動輪34に動力伝達可能とされた電動機M1、M2による連続走行時間TM が所定no連続走行時間判定値T1を超えた場合に行なわれる前記エンジン回転制御としての内燃機関回転制御と、前記自動変速部20の変速制御とが重なる場合には、いずれか一方の実行が終了してから他方の実行を開始するので、変速制御と内燃機関回転制御とのいずれか一方の実行中に他方が実行されることがなく、変速ショックあるいは内燃機関回転制御に伴うショックが悪化することが防止される。
また、前述の実施例によれば、内燃機関としてのエンジン8を停止した状態において、前記動力伝達装置としての変速機構10は駆動輪34に動力伝達可能とされた電動機M1、M2による走行車速Vが所定の車速判定値V1を超えた場合に行なわれる前記エンジン回転制御としての内燃機関回転制御と、前記自動変速部20の変速制御とが重なる場合には、いずれか一方の実行が終了してから他方の実行を開始するので、変速制御と内燃機関回転制御とのいずれか一方の実行中に他方が実行されることがなく、変速ショックあるいは内燃機関回転制御に伴うショックが悪化することが防止される。
また、前述の実施例によれば、前記モータ走行での連続走行距離LM、モータ走行での連続走行時間TM、あるいは車速Vの少なくとも1つが所定値を超えた場合のエンジン回転制御としての内燃機関回転制御と自動変速部20の変速制御とが重なる場合には、運転者の意思によらず発生する内燃機関回転制御の実行を、前記自動変速部20の変速制御の実行が終了してから開始するので、変速ショックあるいは内燃機関回転制御に伴うショックが悪化することが防止されるのに加え、ショック低減のための制御の簡素化が可能となる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例1においては、トーイングスイッチがオンとされた場合には変速線図が切り換えられるものとされたが、必ずしもこのような作動に限られない。
また、前述の実施例1においては、エンジン始動方法変更手段98は、エンジン8の点火開始回転速度を小さいものとすることにより、より早期にエンジン8の始動が行なわれるようにした。このとき、図10においては、エンジン始動制御を変速制御における実質的な変速の開始前、具体的には例えば変速におけるトルク相の開始前に完了するようにされたが、これに限られない。なお、図10に示すように、エンジン始動制御を変速制御における実質的な変速の開始前に完了することができれば、変速制御における実質的な変速の開始時には自動変速部20への入力トルクである伝達部材18のトルクがエンジンの始動に伴うトルク変動の影響を受けにくくなるため、変速制御の実行時において変速ショック向上のための制御が簡素化されるという効果も得られる。
また、前述のフローチャートにおいては、SA2においては、変速制御の実行中においてエンジン8のエンジン始動制御の実行判断が行なわれたか否かが判断されたが、これに限られず、例えば、単にエンジン始動制御の実行判断が行なわれたか否かではなく、エンジン始動制御の実行が判断され、その判断に基づいてエンジンを始動した場合において変速制御とエンジン始動制御とが重なって実行されるか否かを判断するようにしてもよい。
また、前述の実施例においては、シフト操作装置50においてシフトレバー52が「M」ポジションとされた場合は自動変速部20の変速段のそれぞれに関連付けられた「1」ポジション乃至「4」ポジションのいずれかが選択されたが、このような態様に限られず、例えば自動変速部20の変速段のうち、走行に使用することができる変速段の幅を規定する複数のレンジが設定され、それらのいずれかが選択されるようにしてもよい。すなわち、運転者によるマニュアルシフトダウン指令が発生し得る構成であればよい。
なお、前述の実施例1においては、エンジン始動方法変更手段98(SA4)は、第1電動機M1の回転速度の上昇、電子スロットル開度θTHの上昇によるエンジン吸入空気量の増大などによりエンジン始動タイミングを速めるとともに、エンジン始動タイミング変更手段100によりエンジン8の点火が行なわれる点火開始回転速度の低下を行なうことによりエンジン始動タイミングの前出しを行なったが、必ずしもこれらの両方を実行する必要はなく、エンジン始動方法変更手段98によるエンジン始動方法の変更としては、これらのうち少なくともいずれか一方を実行することにより一定の効果を得ることができる。
また、前述の実施例においては、差動部11は無段変速機として作動するようにされたが、これに限られず、複数設定された固定変速比のいずれかを達成する有段変速機として作動してもよい。
また、前述の実施例においては、動力伝達装置としての変速機構10は、動力源としてのエンジン8からの動力が差動部11、自動変速部20の順で伝達されるように直列に接続されたが、これに限られず、逆に、エンジン8からの動力が自動変速部20、差動部11の順で伝達されるような構成であってもよい。
また、前述の実施例においては、動力伝達装置としての変速機構10は差動部11と自動変速部20とが伝達部材18を介して直列に接続された変速機構であったが、これに限られない。動力伝達装置全体として電気式作動を行なう機能と、動力伝達装置全体として電気式差動による変速とは異なる原理で変速を行なう機能と、を備えた構成であれば適用が可能であり、差動部と自動変速部が機械的に独立している必要はない。
例えば、2つの遊星歯車装置がその一部で連結された構成において、各回転要素に内燃機関、モータ、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、プラネタリギヤの回転要素に接続されたクラッチまたはブレーキの制御により有段変速と無段変速とが切り換えられるような構成にも適用可能である。
また、遊星歯車装置はシングルプラネタリ構造であったが、これに限られず例えばダブルプラネタリ構造などの異なる構造であってもよい。
なお、前述の実施例1においては、運転者による加速要求に関連して変速制御とエンジン始動制御によるエンジンの始動が重なる場合についての実施例を説明したが、運転者による減速要求に関連して変速制御とエンジン始動制御によるエンジンの停止とが重なって行なわれる場合についても同様である。すなわち、変速制御とエンジン始動制御によるエンジンの停止が重なる場合についても、本発明の車両用エンジン回転制御装置による制御により同様の効果が得られる。すなわち、変速制御とエンジン始動制御によるエンジン8の停止が重なる場合には(SA1、SA2)、エンジン駆動力変化要求検出手段92により運転者の駆動力変化要求が検出された場合には(SA3)、エンジン始動方法変更手段98および実行順序決定手段102により、エンジン8の運転停止を、エンジン駆動力変化要求検出手段92により運転者の駆動力変化要求が検出されない場合(SA5)よりも早く行なう(SA6)ようにする。具体的には例えば、エンジン駆動力変化要求検出手段92により運転者の駆動力変化要求が検出されない場合には、変速制御が終了してから実行されていたエンジンの停止が、エンジン駆動力変化要求検出手段92により運転者の駆動力変化要求が検出された場合には変速制御の実行中であっても実行されるように変更される。このようにすれば、運転者の駆動力変化要求が検出される場合には、応答性が考慮される一方、運転者の駆動力変化要求が検出されない場合には、変速ショックやエンジンの停止に伴うショックによるショックの低減が図られる。
また、前述の実施例においては、この動力分配機構16としての差動部11はシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24を主体として構成されたが、このような構成に限られない。例えば、前記第1遊星歯車装置24のサンギヤS0とケース12の間に切換ブレーキB0を、また、サンギヤS0とキャリアCA0との間に切換クラッチを有する構成であってもよい。この状態で、前記切換クラッチ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、前記切換クラッチ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18の回転速度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、前記切換クラッチ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。
このように切換ブレーキB0および切換クラッチC0を有する差動部11が構成されると、前述の実施例2における内燃機関回転制御では、第1電動機M1によってエンジン回転速度NE が引き上げられたが、切換えクラッチC0又は切換ブレーキB0を係合又は半係合(滑らせる状態)とし動力分配機構16の差動作用を制限して、エンジン出力軸49を回転させることができる。この場合、エンジン出力軸49を回転させる上で第1電動機M1は必ず必要というものではないということであり、要するに、変速機構10が第2電動機M2を備えていること、すなわち、電動機を1つ以上備えておればよいということである。このように切換えクラッチC0又は切換ブレーキB0によりエンジン出力軸49を回転させる場合には、第1電動機M1を駆動せずにエンジン出力軸49を回転させることが可能である。そして、前記内燃機関回転制御において、車両走行中エンジン8側へ駆動輪34から伝達される逆駆動トルクがエンジン出力軸49を回転させるために充分な大きさであれば、第2電動機M2から出力させる必要がない場合もある。なお、切換えクラッチC0及び切換ブレーキB0は差動機構である動力分配機構16の差動作用を制限できる係合要素であるので、動力分配機構16の差動制限装置であると言える。
また、前述の実施例2においては、実行順序決定手段102は、有段変速禁止手段あるいはエンジン回転禁止手段として作動するものであって、前記同時判定手段90において前記内燃機関回転制御と変速制御とが同時に実行されると判断される場合には、まず変速制御を実行し、変速制御の完了後に続いて内燃機関回転制御を実行したが、これに限られず、例えば前記内燃機関回転制御および変速制御のそれぞれの実行判断のいずれが先になされたかに基づいて、内燃機関回転制御あるいは変速制御のいずれを先に実行するかを決定してもよい。すなわち、前記同時判定手段90により、内燃機関回転制御および変速制御を行なうと両制御が重なって実行されると判断される場合において、例えば内燃機関回転制御の実行判断が変速制御の実行判断よりも先になされた場合には、実行順序決定手段102はまずエンジン回転実行手段114に対し内燃機関回転制御を実行させるとともに、有段変速手段82に対してはエンジン始動手段88による内燃機関回転制御の終了までの間、変速制御の実行を禁止させることもできる。このようにすれば少なくとも変速制御と内燃機関回転制御とが同時に実行されてショックが大きくなることを防止することができ、一定の効果を奏する。
また、前述の実施例2においては、連続走行距離LM 、連続走行時間TM 、車速Vの少なくとも1つが判定値を上回ることによって内燃機関回転制御が実行されるように判断されたが(図13のSC3乃至SC7)、必ずしもこのような態様に限られず、例えば連続走行距離LM 、連続走行時間TM 、車速Vの複数が判定値を上回ることによって内燃機関回転制御が実行されるようにしてもよい。
8:エンジン
11:電気式差動部
20:自動変速部
24:第1遊星歯車装置
42:ブレーキペダル
44:トーイングスイッチ
49:エンジン出力軸
50:変速段操作手段(シフト操作装置)
80:車両用エンジン回転制御装置(電子制御装置)
90:同時判定手段
92:駆動力変化要求検出手段
94:加速要求検出手段
96:減速要求検出手段
98:エンジン始動方法変更手段
100:エンジン始動タイミング変更手段
102:実行順序決定手段
114:エンジン回転実行手段
M1:第1電動機
M2:第2電動機
S1:第1サンギヤ
CA1:第1キャリア
R1:第1リングギヤ
11:電気式差動部
20:自動変速部
24:第1遊星歯車装置
42:ブレーキペダル
44:トーイングスイッチ
49:エンジン出力軸
50:変速段操作手段(シフト操作装置)
80:車両用エンジン回転制御装置(電子制御装置)
90:同時判定手段
92:駆動力変化要求検出手段
94:加速要求検出手段
96:減速要求検出手段
98:エンジン始動方法変更手段
100:エンジン始動タイミング変更手段
102:実行順序決定手段
114:エンジン回転実行手段
M1:第1電動機
M2:第2電動機
S1:第1サンギヤ
CA1:第1キャリア
R1:第1リングギヤ
Claims (14)
- 動力伝達経路の一部を構成する変速部を備える動力伝達装置を備えた車両用エンジン回転制御装置において、
前記変速部の変速制御とエンジン回転制御とが重なる場合には、エンジン回転要求の内容によりエンジン回転方法を変更すること、
を特徴とする車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転要求はエンジン始動要求によるものであり、
該エンジン始動要求の内容は運転者の駆動力変化要求の有無を含み、
該駆動力変化要求がある時は、それ以外の場合よりもエンジン回転速度上昇速度、および/またはエンジントルク上昇速度を増大させること、
を特徴とする請求項1に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転制御を前記変速制御の実行終了前に実施すること、
を特徴とする請求項2に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジン点火タイミングを前出しすることにより行なうこと、
を特徴とする請求項2に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は、エンジンの吸入空気量の増大により行なうこと、
を特徴とする請求項2に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転速度上昇を実行可能な電動機を備え、
前記エンジン回転速度上昇速度および/またはエンジントルク上昇速度の増大は前記電動機の回転速度上昇速度を増大させることにより行なうこと、
を特徴とする請求項2に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記動力伝達装置は差動部の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、入力軸回転速度と出力軸回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用エンジン回転制御装置。
- 前記差動部は遊星歯車装置であり、該遊星歯車装置の回転要素にエンジンが連結され、該エンジンが連結された回転要素とは別の回転要素に連結された電動機により前記エンジン回転速度が上昇させられること、
を特徴とする請求項7に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転要求はエンジン始動要求によるものであり、
該エンジン始動要求の内容は、運転者の駆動力変化要求の有無を含み、
該駆動力変化要求は加速要求であること、
を特徴とする請求項1に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記エンジン回転要求はエンジン始動要求によるものであり、
該エンジン始動要求の内容は、運転者の駆動力変化要求の有無を含み、
該駆動力変化要求は減速要求であること、
を特徴とする請求項1に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記減速要求の場合のエンジン始動はエンジン回転を開始することである請求項10に記載の車両用エンジン回転制御装置。
- 前記動力伝達装置は変速段手動操作手段を備え、
前記減速要求は前記変速段手動操作手段による運転者のマニュアルダウンシフト操作により判断されること、
を特徴とする請求項10に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記減速要求は車両ブレーキにより判断されること、
を特徴とする請求項10に記載の車両用エンジン回転制御装置。 - 前記動力伝達装置は、トーイング実施時に前記動力伝達装置の制御態様を変化させるためのトーイングスイッチを備え、
前記減速要求は前記トーイングスイッチがオンとされることに基づいて判断されること、
を特徴とする請求項10に記載の車両用エンジン回転制御装置。
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