JP2012066792A - 車両駆動装置のための制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関、摩擦係合装置、回転電機の順に設けられた車両駆動装置において、摩擦係合装置のスリップ制御時にトルク増幅制御も可能とする。
【解決手段】摩擦係合装置１２の伝達トルク容量を決定するトルク容量決定部と、摩擦係合装置の入出力速度比に基づいて、１以上の値となるトルク増幅率を導出するトルク増幅率導出部と、トルク容量決定部により決定された伝達トルク容量と、増幅率導出部により速度比に基づいて決定されたトルク増幅率とを用い、伝達トルク容量にトルク増幅率を乗算した値から伝達トルク容量を減算した値に基づいて、回転電機の出力トルクの指令値を決定するトルク指令値決定部とが備えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路上に、前記入力部材の側から、伝達トルク容量を調節可能な摩擦係合装置、回転電機の順に設けられた車両駆動装置のための制御装置に関する。

駆動力源として内燃機関と回転電機を搭載した上記タイプのハイブリッド車両では、内燃機関を停止した状態で回転電機の駆動力による車両の発進を行うことができるので、一般の自動変速装置で用いるトルクコンバータを省き、代わりに内燃機関を分離するための摩擦係合装置を介装する場合がある。
また、ハイブリッド車両ではないが、従来、トルクコンバータに代えてクラッチを設け、車両発進時にトルクコンバータ並みの滑らかな動力伝達機能を得られるように、このクラッチのトルク伝達特性を、トルクコンバータのような流体継手のトルク伝達特性に近似させる車両用クラッチ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、車両の発進時において、変速装置への入力軸の回転数とエンジン回転数とからクラッチ速度比が算出され、この速度比から導出されたトルク容量係数と、当該トルク容量係数及びエンジン回転数を２乗した値に基づいて車両用クラッチの伝達トルクが制御される。しかしながら、このような制御装置では、トルクコンバータを模擬したような回転数制御は可能であるが、トルクコンバータが有するトルク増幅機能を模擬することはできない。そのため、運転者が期待するような駆動力が得られない可能性があり、ドライバビリティに問題が生じうる。

特公平６−２６９４３号公報（第２−５頁、第２図）

上記実情に鑑み、内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路上に、前記入力部材の側から、伝達トルク容量を調節可能な摩擦係合装置、回転電機の順に設けられた車両駆動装置において、運転者が期待するような駆動力が得られるように、トルク増幅制御も可能な制御装置が望まれている。

本発明に係る、内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路上に、前記入力部材の側から、前記内燃機関により伝達される伝達トルク容量を調節可能な摩擦係合装置、回転電機の順に設けられた車両駆動装置のための制御装置の特徴構成は、
前記摩擦係合装置の前記入力部材側の係合部材である入力側係合部材と前記出力部材側の係合部材である出力側係合部材とが回転速度差を有して係合する状態とされるスリップ係合制御中における、前記摩擦係合装置の伝達トルク容量を決定するトルク容量決定部と、
前記入力側係合部材の回転速度に対する前記出力側係合部材の回転速度の比である速度比に基づいて、１以上の値となるトルク増幅率を決定するトルク増幅率導出部と、
前記スリップ係合制御中に、前記トルク容量決定部により決定された前記伝達トルク容量と、前記トルク増幅率導出部により前記速度比に基づいて決定された前記トルク増幅率とを用い、前記伝達トルク容量に前記トルク増幅率を乗算した値から前記伝達トルク容量を減算した値に基づいて、前記回転電機の出力トルクの指令値を決定するトルク指令値決定部と、を備えている点にある。

この特徴構成によれば、速度比に基づいて決定されるトルク増幅率に、摩擦係合装置に対するスリップ係合制御のために決定された当該摩擦係合装置の伝達トルク容量を乗算することにより得られる値、つまり運転者が期待するような駆動力を得るための目標となる目標出力トルクが求められる。この目標出力トルクから前記決定された伝達トルク容量を減算することによって得られた値は、摩擦係合装置を経て内燃機関から伝達される伝達トルク容量と目標出力トルクとのずれ量を表すことになる。従って、当該ずれ量に基づいて回転電機の出力トルクの指令値を決定して回転電機を制御することで、そのずれ量が補償された駆動力が回転電機から車輪へ伝達される。これにより、運転者が期待するような駆動力が得られるようなトルク増幅制御が実現する。

なお、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
本願において、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合要素、例えば摩擦クラッチや噛み合い式クラッチ等が含まれていてもよい。

ここで、前記トルク増幅率導出部により導出される前記トルク増幅率と前記速度比との関係が、前記速度比が１の場合に前記トルク増幅率が１となり、前記速度比が小さくなるに従って大きい値となるように設定されていると好適である。このようなトルク増幅率と速度比との関係によれば、例えば、車両の発進時や加速度時などのように、内燃機関の回転速度に対して車速が低い場合に大きいトルクを車輪側へ伝達することができる。従って、スムーズな車両の発進や加速などが可能となる。

また、前記速度比に基づいて、当該速度比に応じた所定のトルクコンバータの特性を表すトルク容量係数を導出するトルク容量係数導出部を更に備え、前記トルク容量決定部は、前記トルク容量係数導出部により前記速度比に基づいて導出されたトルク容量係数を用い、当該トルク容量係数に前記入力側係合部材の回転速度の二乗を乗算した値を、前記摩擦係合装置の伝達トルク容量とすると好適である。
この構成によれば、スリップ係合制御中に、経時的に求められる速度比によって、トルク容量係数導出部からトルク容量係数が導出される。このトルク容量係数を用いて、
伝達トルク容量＝（トルク容量係数×内燃機関回転速度の2乗）
というトルクコンバータの特性式を満足するように、摩擦係合装置の伝達トルク容量が決定され、それに基づいて摩擦係合装置のスリップ係合が制御される。その結果、上記のような回転電機によるトルクの補償も相まって、摩擦係合装置の動力伝達挙動を、所定のトルクコンバータの動力伝達挙動に正確に模擬させることができる。

本発明における、速度比に基づいて行われる摩擦係合装置に対するトルク増幅制御の基本的な原理を説明する模式図である。 図１で説明されたトルク増幅制御における、アクセル開度、内燃機関回転数、回転電機回転数、摩擦係合伝達トルク容量、回転電機出力トルクの経時的な様子を表すタイムチャートである。 本実施形態に係る制御装置の構成を示す模式図である。 本実施形態に係る制御装置に含まれるＡＴ制御ユニットの構成を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る制御装置に含まれる模擬制御モジュールの構成を示す機能ブロック図である。 速度比とトルク容量係数の関係及び速度比とトルク増幅率の関係を示すグラフである。

本発明の実施形態を説明する前に、内燃機関に駆動連結される入力部材の回転速度に対する車輪に駆動連結される出力部材の回転速度の比、つまり速度比に基づいて行われる摩擦係合装置に対するトルク増幅制御の基本的な原理をを図１に基づいて説明する。この伝達トルク容量を調節可能な摩擦係合装置１２は、内燃機関１１と回転電機１３との間に介装されている。また、変速装置２０が回転電機１３と車輪１６の間に動力伝達可能に介装されている。ここでは回転速度を単位時間当たりの回転数としているので、回転数を回転速度と同義語として取り扱っている。入力部材は摩擦係合装置１２の内燃機関１１側の回転軸を含む部材であり、出力部材は摩擦係合装置１２の変速装置２０側の回転軸を含む部材である。

摩擦係合装置１２のスリップ係合制御が始まると、本実施形態において入力部材の回転速度に一致する内燃機関回転数Ne（＃１）と出力部材の回転速度に一致する回転電機回転数Nm（＃２）とが取得される。内燃機関回転数Neは、一方では、２乗され、内燃機関回転数２乗値として次の処理で利用される（＃３）。他方では、回転電機回転数Nmとの比である、速度比ｅが、次式、
ｅ＝Ｎm／Ne
で、演算される（＃４）。この求められた速度比ｅから、次の２つの特性値が導出される：
（１）トルク容量係数Ｃ
トルク容量係数Ｃは、所定の速度比ｅに対するトルクコンバータの一特性を表す値である。速度比ｅとトルク容量係数Ｃとの関係は予め設定され、マップや関数等の形態で制御装置内に構築されている。従って、求められた速度比ｅから一意的にトルク容量係数Ｃが導出される（＃５）。
（２）トルク増幅率Ｇ
トルク増幅率Ｇは、トルクコンバータにおけるトルク比（＝タービントルク／ポンプトルク）に相当する特性値であり、出力部材のトルク（変速装置への入力トルク）と入力部材のトルクとの比であり、１以上の値と定義されている。速度比ｅとトルク増幅率Ｇとの関係は予め設定され、マップや関数等の形態で制御装置内に構築されている。従って、求められた速度比ｅから一意的にトルク増幅率Ｇも導出される（＃６）。
この例では、速度比ｅからトルク容量係数Ｃが導出される容量係数マップと、速度比ｅからトルク増幅率Ｇが導出される増幅率マップとが予め用意されていることとする。

速度比ｅから導出されたトルク容量係数Ｃは内燃機関回転数２乗値と乗算され、ここで模擬トルク容量Ｔcと称する模擬値として以後の処理に用いられる。（＃７）。
さらに、この模擬トルク容量Ｔcは、速度比ｅから導出されたトルク増幅率Ｇと乗算され、目標出力トルクＴｔとして算出される（＃８）。この目標出力トルクＴｔは、トルクコンバータのように入力トルクを増幅する機能を有する動力伝達要素において適切に増幅された出力トルク値に相当する演算上のトルクである。このようにして算出された目標出力トルクＴｔは、実際の摩擦係合装置の伝達トルク容量とみなされる上記模擬トルク容量Ｔcと対比して、トルク不足量、つまりトルクアシスト量を算出するために用いられる。ここでは、この摩擦係合装置ではできないトルク増幅量のトルクを回転電機１３によって発生させるため、回転電機１３に要求する回転電機１３の回転電機出力トルクＴmを、次の簡単な演算式ｆ、
Ｔm-＝ｆ(Ｔt,Ｔc)＝Ｔt−Ｔc
で求める（＃９）。
先に求めた模擬トルク容量Ｔcは、摩擦係合装置１２の制御指令値の生成に利用される摩擦係合伝達トルク容量Ｔcとして、ここでは図示されていない摩擦係合装置１２の制御ユニットに出力される（＃１０）。同様に、回転電機出力トルクＴmは、ここでは図示されていない回転電機１３の制御ユニットに出力され、当該制御ユニットでの回転電機１３への制御指令値の生成に利用される（＃１１）。なお、上述したように、トルク増幅率Ｇは１以上の値と定義されているので、Ｔt＞＝Ｔcであり、Ｔm-＞＝０である。このことから、回転電機１３は、スリップ係合状態での摩擦係合装置の出力側でトルク不足が生じた場合のトルクアシストの役割を果たす。

上述したように、摩擦係合装置１２の入力部材側の回転速度Ｎeと出力部材側の回転速度Ｎmとから演算された回転速度比ｅから、トルク増幅率Ｇとトルク容量係数Ｃとを導出し、内燃機関回転数Ｎeと、トルク増幅率Ｇと、トルク容量係数Ｃとから、回転電機１３の出力トルク指令値を生成するための回転電機出力トルクＴmを算出する。また、上記の説明では、回転電機出力トルクＴmを求めるために、Ｔm-＝Ｔt−Ｔcを用いたが、回転電機が減速比λで減速されて出力側係合部材に連結される場合には、Ｔm-＝（Ｔt−Ｔc）／λとなる。

摩擦係合装置１２の入力部材側の回転速度Ｎeと出力部材側の回転速度Ｎmとから、摩擦係合伝達トルク容量Ｔcと回転電機出力トルクＴmとを算出する処理は、摩擦係合装置１２の入力部材側の係合部材である入力側係合部材と出力部材側の係合部材である出力側係合部材とが回転速度差を生じさせながら係合するスリップ係合制御中に、所定の繰り返しタイミングで行われる。このことでスムーズな動力伝達、特に、容量係数マップと増幅率マップとを適切に設定することにより、摩擦係合装置１２と回転電機１３によってトルクコンバータを備えないにもかかわらずトルクコンバータを装備したような動力伝達が可能となる。図２には、図１で説明されたトルク増幅制御における、アクセル開度、内燃機関回転数、回転電機回転数、摩擦係合伝達トルク量、回転電機出力トルクの経時的な様子を表すタイムチャートである。

図２のタイムチャートでは、アクセル開度が所定値以上に解放操作され、アクセルONとなった時点：ｔ01でこの制御が実質的にスタートし、摩擦係合装置１２が完全に係合する時点：ｔeで終了する。このｔ01からｔeの間で所定間隔の経過時点：ｔk（k＝01…ｅ）で上記処理が繰り返される。図２では、初期の任意の時点：ｔkを例に示しているが、このように所定の繰り返しタイミングの各時点で、まず内燃機関回転数Neと回転電機回転数Nmを取得する。取得した内燃機関回転数Neと回転電機回転数Nmとから、図１で説明したような処理により、摩擦係合伝達トルク容量Ｔcと回転電機出力トルクＴmを算出し、摩擦係合装置１２に対する制御指令と、回転電機１３に対する制御指令を出力する。この処理を、k＝01…ｅにわたって経時的にグラフ化したものが図２のタイムチャートである。

このタイムチャートから理解できることは、アクセルONにより内燃機関１１と回転電機１３との回転数が上昇するとともに、回転電機出力トルクＴmと摩擦係合伝達トルク容量Ｔcも独自の変化度で上昇している。図２で示されている時点：ｔkでは、摩擦係合伝達トルク容量Ｔcが所定レベルの伝達トルク容量となるまで上昇していることが示されている。時点：ｔk以降は、摩擦係合伝達トルク容量Ｔcがほぼ一定値に保持されているのに対して、回転電機出力トルクＴmが減少している。時点：ｔeでは、内燃機関回転数Neと回転電機回転数Ｎmとが一致し、これにより摩擦係合装置が完全に係合する完全係合状態とされている。この時点で、回転電機出力トルクＴmはゼロとなり、回転電機によるトルクアシストは終了する。時点：ｔe以降は、回転電機回転数Nmが内燃機関回転数Neと一致する状態のまま、内燃機関回転数Neは増大し、アクセル開度に相応する加速が行われる。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る変速制御装置を含む車両駆動装置の駆動伝達系、変速制御系、油圧制御系の構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態に係る車両駆動装置は、概略的には、内燃機関１１及び回転電機１３を駆動力源として備え、さらに内燃機関１１と回転電機１３との間には伝達トルク容量を調節可能な摩擦係合装置としての油圧クラッチ１２が介装されている。より詳しくは、内燃機関１１に駆動連結される入力部材２１と車輪１６に駆動連結される出力部材２２とを結ぶ動力伝達経路上に、入力部材２１の側から、油圧クラッチ１２、回転電機１３の順に設けられている。なお、ここでは、出力部材２２は、油圧クラッチ１２の出力側係合部材と一体回転するとともに、変速装置２０の入力軸として機能する第１出力部材２３と、変速装置２０よりも車輪１６側の第２出力部材２４とに区分けされているが、この第１出力部材２３が、本発明における出力部材に相当する。さらに、車両駆動装置は、油圧クラッチ１２の係合要素に所定油圧の作動油を供給するためのバルブユニット１２ｂや変速装置２０等の各部に所定油圧の作動油を供給するためのバルブユニット３２を含む油圧回路３０を備えている。以下さらに、この車両駆動装置を詳しく説明する。

図３に示すように、変速装置２０は、内燃機関１１及び回転電機１３からなる駆動力源から出力された動力を、そのままあるいは必要に応じて変速して入力して出力用差動ギヤ機構１５に出力する。変速装置２０における入力軸は、駆動力源と実質的な変速要素群（変速用摩擦係合要素としてのクラッチ及びブレーキ、一方向クラッチやギヤ群）との間の動力伝達を行う第１出力部材２３である。変速装置２０における出力軸は当該変速要素群と出力用差動ギヤ機構１５の間の変速動力伝達を行う第２出力部材２４である。変速要素群からなる変速機構２０Ａにより、第１出力部材２３と第２出力部材２４の間の回転数とトルクの変更を伴う変速動力伝達が行われる。

内燃機関１１（以下単にエンジンと称する）は、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、内燃機関１１のクランクシャフト等の出力回転軸である入力部材２１からの動力が、油圧クラッチ１２を介して第１出力部材２３に伝達される。この油圧クラッチ１２は、油圧式摩擦クラッチとして構成されている。

回転電機１３は、それ自体公知であり、図示しないケースに固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータとを有している。この回転電機１３のロータは、油圧クラッチ１２の出力側係合部材に接続されている軸（ここでは第１出力部材２３）に一体回転するように連結されている。回転電機１３は、蓄電装置としてのバッテリ５２とインバータユニット５１を介して接続されている。この回転電機１３は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能と、を果たすことが可能である。すなわち、回転電機１３は、バッテリ５２からの電力供給を受けて力行し、或いは内燃機関１１や車輪１６から伝達される回転駆動力により発電した電力をバッテリ５２に蓄電する機能を有する。なお、バッテリ５２は蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。

この車両駆動装置では、内燃機関１１又は回転電機１３あるいは両方の回転駆動力を車輪１６に伝達して車両を走行させることができる。その際、回転電機１３は、バッテリ５２の充電状態等により、バッテリ５２から供給される電力により駆動力を発生する状態と、内燃機関１１の回転駆動力により発電する状態と、のいずれともなり得る。また、車両の減速時（減速要求があった時）には、回転電機１３は、回生トルクを発生させて車輪１６から伝達される回転駆動力により発電する状態となる。回転電機１３で発電された電力はバッテリ５２に蓄電される。車両の停止状態では、油圧クラッチ１２は解放状態とされ、内燃機関１１及び回転電機１３は停止状態とされる。

変速機構２０Ａは、複数の変速段を有する有段のオートマチックトランスミッションとして構成されており、本実施形態においては、変速機構２０Ａは変速比（減速比）の異なる４つの変速段（第１速段、第２速段、第３速段、及び第４速段）を備えている。これらの変速段を構成するため、変速機構２０Ａは、遊星歯車機構等の歯車機構と、複数の摩擦係合要素とを備えて構成されている。図３には、複数の摩擦係合要素の一例として、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が模式的に示されている。これら複数の摩擦係合要素の係合及び解放が油圧回路３０を通じて制御される油圧により、４つの変速段が切り替えられる。

変速段の切り替えを行う際には、変速前において係合している摩擦係合要素のうちの一つを解放させると共に、変速前において解放されている摩擦係合要素のうちの一つを係合させる。これにより、歯車機構が有する複数の回転要素の回転状態が切り替えられて、変速前の変速段から変速後の変速段に移行する。変速機構２０Ａは、各変速段について設定された所定の変速比で、入力側の動力の回転速度を変速すると共にそのトルクを変換して出力側動力として差動ギヤ装置１５へ伝達する。

次に、上述した車両駆動装置の油圧制御系について説明する。このブロック図では、油圧クラッチ１２に組み込まれているシリンダピストンに対するバルブユニット１２ｂを含む油圧回路と変速装置２０のための油圧回路３０とが区分けされているが、これらの油圧回路は一体的に構成することができる。ここでは、油圧制御系は、駆動用と変速用に分けられている。変速用油圧制御系においては、油圧回路３０を構成する電動オイルポンプ（以下ＥＯＰと略称する）３１やバルブユニット３２に油圧機器ドライバ３３を介して制御信号を送る油圧制御機能部はオートマチックトランスミッション（以下ＡＴと略称する）制御ユニット６に構築されている。ＡＴ制御ユニット６で生成された制御信号は油圧機器ドライバ３３によって油圧機器駆動信号に変換され、油圧回路３０を構成する電動オイルポンプ（以下ＥＯＰと略称する）３１やバルブユニット３２に送られる。なお、この油圧回路３０には、内燃機関１１または回転電機１３あるいはその両方の駆動力で動作する機械式ポンプ（以下ＭＯＰと略称する）３４も組み込まれている。但し、ＭＯＰ３４はその動力構成上車両の停止中などで内燃機関１１と回転電機１３が停止している間は駆動しない。ＥＯＰ３１はそのような状況下でＭＯＰ３４を補助する役割を持つ。駆動用油圧制御系においては、バルブユニット１２ｂに油圧機器ドライバ１２ｃを介して制御信号を送る摩擦係合制御ユニット５ａが駆動源制御ユニット４に構築されている。

なお、油圧回路３０は、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、油圧クラッチ１２、及び変速機構２０Ａの複数の摩擦係合要素Ｃ１、Ｂ１、・・・に供給される。

図３で示すように、この車両駆動装置のための制御装置には、第１駆動源制御ユニット４と、第２駆動源制御ユニット５と、ＡＴ制御ユニット６と、ブレーキ制御ユニット７と、センサ評価ユニット９とが備えられている。第１駆動源制御ユニット４には、内燃機関制御ユニット４ａが含まれている。第２駆動源制御ユニット５には、油圧クラッチ１２を制御する摩擦係合制御ユニット５ａ、回転電機１３を制御する回転制御ユニット５ｂ、模擬制御モジュール５ｃが含まれている。ブレーキ制御ユニット７は、内燃機関１１を制御するブレーキペダルの操作変位を検出するブレーキペダルセンサ９５からの信号に基づいてブレーキ制御を行う。センサ評価ユニット９は、各種センサからの検出信号を評価して、必要な検出情報を各制御ユニット４、５、６、７に供給する。これらの制御ユニット４、５、６、７、９は車載ＬＡＮ１００で接続されており、相互データ交換可能となっている。さらに各制御ユニット４、５、６、７、９は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として備えると共に、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶装置等を有して構成されている（不図示）。そして、ＲＯＭ等に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、あるいはそれらの両方により、種々の機能をつくりだしている。

内燃機関制御ユニット４ａは、エンジン動作点を決定し、当該エンジン動作点で内燃機関１１を動作させるように制御する処理を行う。ここで、エンジン動作点は、内燃機関１１の制御目標点を表す制御指令値であって、回転速度及びトルクにより定まる。より詳細には、エンジン動作点は、車両要求出力（車両要求トルク及びエンジン回転速度に基づいて定まる）と最適燃費とを考慮して決定される内燃機関１１の制御目標点を表す指令値であって、回転速度指令値とトルク指令値により定まる。摩擦係合制御ユニット５ａは油圧クラッチ１２の伝達トルクを調整することにより、内燃機関１１の出力トルクの第１出力部材２３側への伝達、あるいは、第１出力部材２３側から内燃機関１１へのトルクの伝達を制御する。

回転電機制御ユニット５ｂは、インバータ５１を介して回転電機１３の動作制御を行なう機能部である。回転電機制御ユニット５ｂは、回転電機動作点を決定し、当該回転電機動作点で回転電機１３を動作させるように制御する処理を行う。ここで、回転電機動作点は、回転電機１３の制御目標点を表す制御指令値であって、回転速度及びトルクにより定まる。より詳細には、回転電機動作点は、車両要求出力とエンジン動作点とを考慮して決定される回転電機１３の制御目標点を表す指令値であって、回転速度指令値とトルク指令値により定まる。回転電機制御ユニット５ｂは、バッテリ５２から供給される電力により回転電機１３に駆動力を発生させる状態と、内燃機関１１の回転駆動力等により回転電機１３に発電させる状態とを切り替える制御も行なう。
ここで、トルク指令値が正の場合には回転電機１３は回転方向と同方向の駆動トルクを出力して駆動力を発生させ、トルク指令値が負の場合には回転電機１３は回転方向とは反対方向の回生トルクを出力して発電する。いずれの場合においても、回転電機１３の出力トルク（駆動トルク及び回生トルクを含む）は、回転電機制御ユニット５ｂからのトルク指令値により定まることになる。回転電機制御ユニット５ｂにより決定された回転電機１３のトルク指令値の情報は、ＡＴ制御ユニット６にも伝送される。ブレーキ制御ユニット７は、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルセンサ９５の検出信号を入力し、この検出信号を評価して車輪のブレーキシステムを制御する。また、ブレーキ制御ユニット７は、ブレーキペダルセンサ９５の検出信号に基づいてブレーキ操作データを回転電機制御ユニット５ｂに送り、回転電機１３の回生トルクと協調した車輪のブレーキ制御を実現する。

模擬制御モジュール５ｃは、後で詳しく説明するが、油圧クラッチ１２の入力部材２１側の係合部材である入力側係合部材と第１出力部材２３側の係合部材である出力側係合部材とが回転速度差を有して係合する状態とされるスリップ係合制御中において、油圧クラッチ１２と回転電機１３との協働作用によってトルクコンバータのようなトルク増幅を含む動力伝達挙動が実現されるように、油圧クラッチ１２と回転電機１３とを制御する機能を有する。

図４に示すように、第１駆動源制御ユニット４、第２駆動源制御ユニット５、ＡＴ制御ユニット６には、入力部材２１の回転速度と一致する内燃機関１１の回転速度（回転数）を検知する内燃機関回転速度センサ９１、第１出力部材２３の回転速度と一致する回転電機１３の回転速度を検知する回転電機回転速度センサ９３、変速装置２０の出力側回転速度に対応する第２出力部材２４の回転速度を検知する車速センサ９２、エンジン冷却水の水温を検出する温度センサ９４、アクセルペダルの操作量を検出することによりアクセル開度を検出するアクセル開度検出センサ９６、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルセンサ９５などの検出情報が、センサ評価ユニット９を介して送られてくる。

ＡＴ制御ユニット６は、説明を簡単にするために、摩擦係合要素制御モジュール６Ａ、管理モジュール６Ｂ、データ入出力部６Ｄに区分けして図示されているが、その区分けは本願発明を限定するものではなく、プログラム仕様等に応じて自由に変更可能である。摩擦係合要素制御モジュール６Ａは、変速機構２０Ａを構成しているブレーキやクラッチなどの摩擦係合要素の油圧を制御するための指令圧を生成する。指令圧の生成アルゴリズムはよく知られているので、ここでの説明は省略するが、例えば、摩擦係合要素毎にマップ化された指令圧テーブルに基づいて指令圧を生成して、データ入出力部６Ｄを介して油圧機器ドライバ３３に送り出す。データデータ入出力部６Ｄは、このＡＴ制御ユニット６の入出力インターフェースであり、上述した各種センサ等からの信号の入力、油圧機器ドライバ３３等への制御信号の出力、さらには車載ＬＡＮを通じての各種データの入出力を行う。

摩擦係合要素制御モジュール６Ａは、変速プロセスに関連する各摩擦係合要素の油圧制御のための制御信号を生成するが、ここでは、ある変速段への変速プロセスにおける係合される側の摩擦係合要素の制御のための第１制御部６０ａと解放される側の摩擦係合要素の制御のための第２制御部６０ｂだけを示しておく。

管理モジュール６Ｂは、この車両における各種の変速制御プロセスの設定や実行を管理する機能を構築しており、変速指令生成部６１、変速プロセス実行部６２が含まれている。変速指令生成部６１は、車両のアクセル開度及び車速等に基づいて変速機構２０Ａにおける目標変速段を決定し、決定された目標変速段に応じてバルブユニット３２の動作を制御することにより、変速機構２０Ａの変速段を切り替える変速指令を生成する。このような目標変速段を生成するため、変速マップを参照する。

変速機構２０Ａにおける目標変速段が決定されると、当該決定された目標変速段に応じた変速指令が生成され、最終的に対応する摩擦係合要素が油圧供給を受けて係合状態となり、当該目標変速段が形成される。車速及びアクセル開度が変化して、変速マップ上でアップシフト線又はダウンシフト線を跨ぐと、変速指令生成部６１は、車両のアクセル開度及び車速に基づいて新たな目標変速段を決定し、当該決定された目標変速段に応じた変速指令が生成される。変速プロセス実行部６２は、変速指令生成部６１によって生成された変速指令に基づいて、変速前において係合していた摩擦係合要素のうちの一つを解放させると共に、変速前において解放されている摩擦係合要素のうちの一つを係合させる変速プロセスの実行を管理する。例えば、変速機構２０Ａおける変速段が第３速段から第４速段へとアップシフトされる際には、第一クラッチＣ１が解放されると共に第一ブレーキＢ１が係合され、変速段が第４速段から第３速段へとダウンシフトされる際には、第一ブレーキＢ１が解放されると共に第一クラッチＣ１が係合される。なお、ここでは、上述したように、摩擦係合要素への制御信号は摩擦係合要素制御モジュール６Ａにおいて生成される。

次に本発明の要部に関わる、模擬制御モジュール５について説明する。
ここでは、第２駆動源制御ユニット５内に構築されている模擬制御モジュール５ｃは、図５に示されているように、内燃機関回転数取得部５２と、回転電機回転数取得部５３と、速度比演算部５４と、トルク容量係数導出部５５と、トルク増幅率導出部５６と、トルク決定部５７とを含んでいる。
内燃機関回転数取得部５２は、内燃機関回転速度センサ９１の検出信号に基づく情報をセンサ評価ユニット９から受けて、内燃機関回転速度、ここでは内燃機関回転数Ne（rpm）を取得する。この内燃機関回転数Ｎeは、油圧クラッチ１２の入力部材２１側の係合部材である入力側係合部材の回転数（回転速度）に対応している。回転電機回転数取得部５３は、回転電機回転速度センサ９３の検出信号に基づく情報をセンサ評価ユニット９から受けて、回転電機１３の回転速度、ここでは回転電機回転数Ｎmを取得する。この回転電機回転数Ｎeは、油圧クラッチ１２の第１出力軸２３側の係合部材である出力側係合部材の回転数（回転速度）に対応している。

速度比演算部５４は、内燃機関回転数Neに対する回転電機回転数Ｎmの比である速度比ｅ（＝Ｎm／Ne）を演算する。トルク容量係数導出部５５は、演算された速度比ｅに基づいて、トルク容量係数Ｃを導出する。この速度比ｅは、油圧クラッチ１２の入力側係合部材の回転速度に対する出力側回転部材の回転速度の比に一致する。このため、トルク容量係数導出部５５は、速度比ｅを入力パラメータとして対応するトルク容量係数Ｃを引き出す容量係数マップ５５ａを備えている。容量係数マップ５５ａは、図６で例示されているトルク容量係数曲線をマップ化したものである。このトルク容量係数曲線はトルクコンバータにおける典型的なトルク容量係数曲線と類似している。従って、トルク容量係数導出部５５が導出するトルク容量係数は、速度比ｅに応じたトルクコンバータの特性を表す。

トルク増幅率導出部５６は、演算された速度比ｅに基づいて、トルク増幅率Ｇを導出する。このため、トルク増幅率導出部５６は、速度比ｅを入力パラメータとして対応するトルク増幅率Ｇを引き出すトルク増幅率マップ５６ａを備えている。トルク増幅率マップ５６ａは、図６で例示されているトルク増幅率曲線をマップ化したものである。このトルク増幅率曲線はトルクコンバータにおける典型的なトルク増幅率（トルク比）曲線と類似している。このトルク増幅率曲線の特徴は、速度比ｅの全ての領域でトルク増幅率Ｇが１以上の値をとっていることである。そして、速度比ｅが、「１」の場合にトルク増幅率Ｇが「１」となり、速度比ｅが小さくなるに従って大きい値となる。つまり、このトルク増幅率曲線は単調増加曲線、ないしは増加曲線となっている。

トルク決定部５７は、トルク容量決定部５８とトルク指令値決定部５９を含む。トルク容量決定部５８は、油圧クラッチ１２の摩擦係合伝達トルク容量Ｔcを決定し、摩擦係合制御ユニット５ａに送る。その際、この摩擦係合伝達トルク容量Ｔcは、内燃機関回転数２乗値Ne²とトルク容量係数導出部５５で導出されたトルク容量係数Ｃとの乗算、つまり次の式、
Ｔc＝Ne²×Ｃ
で求められる。この式は、トルクコンバータにおけるトルク容量を求める式と同じである。従って、このトルク容量係数Ｃを導出した容量係数マップ５５ａが所望のトルクコンバータの特性を表すトルク容量係数曲線に基づいて作成されたものであれば、その摩擦係合伝達トルク容量Ｔcは、油圧クラッチ１２で所望のトルクコンバータを模擬する結果を作り出す。

トルク指令値決定部５９は、回転電機１３の出力トルクの指令値である回転電機出力トルクＴmを求める。その際、回転電機出力トルクＴmは、先に決定された伝達トルク容量Ｔcに、トルク増幅率導出５６で導出されたトルク増幅率Ｇを乗算した値から、さらに伝達トルク容量Ｔcを減算した値に基づいて、例えば、次の式、
Ｔm-＝Ｔc×Ｇ−Ｔc＝Ｔt−Ｔc
で求められる。ここで、Ｔtはトルク増幅率Gに従ったトルク増幅後の第１出力部材２３の目標トルクに相当する。従って、この式は、この油圧クラッチ１２でトルクコンバータを模擬しようとした場合において、トルク増幅作用を有しない油圧クラッチ１２の伝達トルク容量では、不足するトルクを表している。そして、この回転電機出力トルクＴmに基づいて回転電機１３のトルク指令値が決定される。トルク指令値決定部５９はそのようなトルク指令値を直接生成して回転電機制御ユニット５ｂに送る。あるいは、トルク指令値決定部５９は回転電機出力トルクＴmを回転電機制御ユニット５ｂに送り、回転電機制御ユニット５ｂ側でこの回転電機出力トルクＴmに対応するトルク指令値を生成してもよい。これにより、内燃機関１１から伝達される伝達トルク容量と目標出力トルクとのずれ量が補償された駆動力が回転電機１３から変速装置２０へ伝達される。その結果、運転者が期待するような駆動力が得られるようなトルク増幅制御が実現する。その際、トルク増幅率Gを導出するトルク増幅率マップ５６ａが所望のトルクコンバータの特性を表すトルク増幅率（トルク比）曲線に基づいて作成されたものであれば、その回転電機出力トルクＴmは、回転電機１３が上述した摩擦係合伝達トルク容量Ｔcに基づいて制御される油圧クラッチ１２との協働で所望のトルクコンバータを模擬する結果を作り出す。

〔その他の実施形態〕
（１）上記実施の形態では、摩擦係合装置１２は伝達トルク容量が可変の油圧式の摩擦係合装置として形成されていたが、これに代えて、電磁クラッチ等のような、油圧以外の作動媒体を用いた係合装置を採用することができる。本発明の摩擦係合装置１２には、そのような係合装置も含まれる。

（２）上記実施の形態では、模擬制御モジュール５ｃは第２駆動源制御ユニット５内で独立して構築されていたが、第２駆動源制御ユニット５の他のユニット内に構築してもよいし、第１駆動源制御ユニット４やＡＴ制御ユニット６内やその他の制御ユニット内に構築してもよい。また、図３、図４、図５で示されている機能ブロックは説明目的で区分けされており、その機能の区分けは本発明で限定されているわけではなく、自由に統合、分割可能である。

（３）速度比は速度比演算部５４で演算されるものとしたが、例えば、センサ評価ユニット９などの他の制御ユニットによって算定されたものを利用するような構成を採用しても良い。

（４）上記実施の形態では、トルク容量係数導出部５５は容量係数マップ５５ａを用いて容量係数を導出していたが、関係式を用いてその都度算出してもよい。同様にトルク増幅率導出部５６もトルク増幅率マップ５６ａを用いるのではなく、関係式を用いてその都度トルク増幅率を算出してもよい。

（５）上記実施の形態では、トルク増幅率Gはトルクコンバータを模擬するような特性曲線で設定されていたが、トルクコンバータ以外の任意の特性曲線に基づいてトルク増幅率Gを設定してもよい。例えば、速度比ｅが小さくなるにしたがって単調増加するのではなく、速度比ｅが小さくなるにしたがって一旦増加（減少）した後に減少（増加）するもの、あるいは単調減少するものなどを採用してもよい。

（６）油圧クラッチ１２の伝達トルク容量Ｔcも、トルクコンバータを模擬するように決定する構成には限定されない。例えば、内燃機関回転数Ｎeを一定の変化率で上昇させ、又は内燃機関回転数Ｎeを目標回転数まで上昇させた後に一定回転速度に維持されるようなエンジン回転数制御を、油圧クラッチ１２の伝達トルク容量Ｔcを制御することによって行ってもよい。

本発明は、内燃機関と回転電機とを摩擦係合装置を仲介して動力伝達可能に連結している車両駆動装置において摩擦係合装置を、例えばトルクコンバータのように模擬動作させる技術に適用可能である。

４：駆動源制御ユニット
４ａ：内燃機関制御ユニット
４ｂ：摩擦係合制御ユニット
４ｃ：回転電機制御ユニッ
５：模擬制御モジュール
５２：内燃機関回転数取得部
５３：回転電機回転数取得部
５４：速度比演算部
５５：トルク容量係数導出部
５５ａ：容量係数マップ
５６：トルク増幅率導出部
５６ａ：トルク増幅率マップ
５７：トルク容量算出部
５８：トルク容量決定部
５９：トルク指令値決定部
６：ＡＴ制御ユニット
１１：内燃機関
１２：摩擦係合装置（油圧クラッチ）
１３：回転電機
２０：変速装置
２１：入力部材
２３：第１出力部材（出力部材）

Claims (3)

1. 内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路上に、前記入力部材の側から、前記内燃機関により伝達される伝達トルク容量を調節可能な摩擦係合装置、回転電機の順に設けられた車両駆動装置のための制御装置であって、
   前記摩擦係合装置の前記入力部材側の係合部材である入力側係合部材と前記出力部材側の係合部材である出力側係合部材とが回転速度差を有して係合する状態とされるスリップ係合制御中における、前記摩擦係合装置の伝達トルク容量を決定するトルク容量決定部と、
   前記入力側係合部材の回転速度に対する前記出力側係合部材の回転速度の比である速度比に基づいて、１以上の値となるトルク増幅率を導出するトルク増幅率導出部と、
   前記スリップ係合制御中に、前記トルク容量決定部により決定された前記伝達トルク容量と、前記増幅率導出部により前記速度比に基づいて決定された前記トルク増幅率とを用い、前記伝達トルク容量に前記トルク増幅率を乗算した値から前記伝達トルク容量を減算した値に基づいて、前記回転電機の出力トルクの指令値を決定するトルク指令値決定部と、
   を備えた制御装置。
2. 前記トルク増幅率導出部により決定される前記トルク増幅率と前記速度比との関係が、前記速度比が１の場合に前記トルク増幅率が１となり、前記速度比が小さくなるに従って大きい値となるように設定されている請求項１に記載の制御装置。
3. 前記速度比に基づいて、当該速度比に応じた所定のトルクコンバータの特性を表すトルク容量係数を導出するトルク容量係数導出部を更に備え、
   前記トルク容量決定部は、前記トルク容量係数導出部により前記速度比に基づいて導出されたトルク容量係数を用い、当該トルク容量係数に前記入力側係合部材の回転速度の二乗を乗算した値を、前記摩擦係合装置の伝達トルク容量とする請求項１又は２に記載の制御装置。

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