JP2014184804A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有段変速部の変速時に第１回転機および／または第２回転機の最大トルク状態が影響を受けた場合でも、係合装置の耐久性が損なわれたり係合ショックが発生することのないハイブリッド車両用係合装置の制御装置を提供する。
【解決手段】第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の少なくとも一方が正側若しくは負側の予め定められた最大トルクで運転されている場合に自動変速部２０のクラッチツウクラッチ変速に関与する係合装置がスリップ作動させられる場合は、その係合装置のトルク容量を変更することでその係合装置のスリップ状態が制御されることから、その係合装置のスリップ状態を予め定められた目標スリップ状態（目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔ（rad/sec2））に近づけるようにすることができので、その係合装置の耐久性が損なわれたり係合装置の係合ショックすなわち車両の変速ショックが発生することが好適に抑制される。
【選択図】図５

Description

本発明は、差動機構を有する電気式変速機構から係合装置を介して駆動輪に動力を伝達する車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、係合装置の耐久性を向上させ、係合装置の係合ショックを抑制する技術に関するものである。

エンジンが連結された第１回転要素と第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と第２回転機が連結された出力回転部材である第３回転要素との３つの回転要素を有する差動機構と、その作動機構から出力される動力を駆動輪へ伝達する係合装置とを備えたハイブリット車両が知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置がそれである。このようなハイブリット車両では、第１回転機により作動機構の運転状態が制御されることにより電気的に変速比が無段階に制御される電気式無段変速部と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に摩擦係合装置の係合と解放とにより変速が実行されて複数の変速段が選択的に成立させられる有段変速部とが直列に備えられている。

上記従来のハイブリット車両では、有段変速部における摩擦係合装置のつかみ替えによって行なわれる変速中は、その有段変速部の伝達トルクを所定値以下に制限するために入力クラッチのトルク容量を一時的に低下させる入力クラッチトルク低下制御が実行されるようになっている。これにより、エンジンの出力トルク変動や一時的な増大が有段変速部の出力軸に伝達されないので、有段変速部の変速ショックの発生が抑制されていた。

特開２００７−００２８９９号公報

しかしながら、車両の走行中には、無段変速部を制御する第１回転機、或いは電気パスを介して伝達された電力を機械的トルクに変換する第２回転機の最大トルク状態が、その定格や負荷率によって影響される場合があり、そのような場合に有段変速部の変速のために係合装置が係合作動させられると、係合装置の耐久性が損なわれたり、係合ショックが発生する場合があった。たとえば、有段変速部の変速のために係合装置が係合作動させられるとき、第１回転機および／または第２回転機の最大トルク状態が影響を受け、係合装置の係合トルク容量が相対的に高すぎる場合は、目標の変速進行度よりも遅いと、係合装置のスリップ量が多くなって熱吸収量が増加するので、摩擦材の耐久性が損なわれる。また、目標進行度よりも速いと、変速終了時に係合ショックが発生する。

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、有段変速部の変速時に第１回転機および／または第２回転機の最大トルク状態が影響を受けた場合でも、係合装置の耐久性が損なわれたり係合ショックが発生することのないハイブリッド車両用係合装置の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の本発明の要旨とするところは、(a) エンジンが連結された第１回転要素と第１回転機が連結された第２回転要素と第２回転機が連結された出力回転部材である第３回転要素とを有する差動機構を備えてその第１回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される電気式無段変速部と、その電気式無段変速部の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた係合装置とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記第１回転機および第２回転機の少なくとも一方が正側若しくは負側の予め定められた最大トルクで運転されている場合は、該係合装置のトルク容量を変更することで該係合装置のスリップ状態を制御することを特徴とする。

このようにすれば、前記第１回転機および第２回転機の少なくとも一方が正側若しくは負側の予め定められた最大トルクで運転されている場合は、前記係合装置のトルク容量を変更することでその係合装置のスリップ状態が制御されることから、その係合装置のスリップ状態を予め定められた目標スリップ状態に近づけるようにすることができるので、その係合装置の耐久性が損なわれたり係合ショックが発生することが好適に抑制される。

ここで、好適には、前記第１回転機または第２回転機の予め定められた最大トルクは、その第１回転機および第２回転機の仕様から許容される定格トルクであってもよいし、或いは第１回転機または第２回転機に許容される負荷率すなわち熱要件から制限される最大制限トルクであってもよい。

また、好適には、前記係合装置のトルク容量（変更値）は、運動方程式から導かれた予め記憶された関係から実際の第１回転機または第２回転機の最大トルク、および予め定められた目標入力軸回転数変化率に基づいて算出される。このようにすれば、予め定められた目標入力軸回転加速度が得られるようにすなわち目標スリップ状態が得られるように前記係合装置がスリップ制御される。

また、好適には、前記差動機構と駆動輪との間には、前記係合装置を変速段を切り換えるために備える自動変速部が設けられ、前記第２回転機の出力トルクが正側最大トルクに制限されていて前記自動変速部の入力軸回転数変化率（又はそれと直結する第２回転機の回転数変化率）が予め定められた目標入力軸回転数変化率よりも低いときの前記係合装置のスリップ制御では、その係合装置の入力回転数がその係合装置の出力回転数よりも低い側の係合装置のトルク容量を増加補正し、その係合装置の出力回転数がその係合装置の入力回転数よりも低い側の係合装置のトルク容量を減少補正することの少なくとも一方の補正を行う。このようにすれば、いずれの場合も係合装置の入力回転数（又はそれと直結する第２回転機の回転数）の上昇速度が高められてその目標入力軸回転数変化率が得られるように前記係合装置がスリップ制御される。

また、好適には、前記差動機構と駆動輪との間には、前記係合装置を変速段を切り換えるために備える自動変速部が設けられ、前記第２回転機の出力トルクが正側最大トルクに制限されていて前記係合装置の入力回転数が出力回転数よりも低いときの前記係合装置のスリップ制御では、前記自動変速部の入力軸回転数変化率が前記目標入力軸回転数変化率よりも低い場合は、その入力軸回転数の上昇速度が遅いのでその係合装置のトルク容量を増加補正し、前記自動変速部の入力軸回転数変化率がその目標入力軸回転数変化率よりも高い場合は、その入力軸回転数の上昇速度が速いのでその係合装置のトルク容量を減少補正する。このようにすれば、予め定められた目標入力軸回転加速度が得られるようにすなわち目標スリップ状態が得られるように前記係合装置がスリップ制御される。

また、好適には、前記係合装置は、前記有段変速部がクラッチツウクラッチ変速を行なうものである場合は、そのクラッチツウクラッチ変速のつかみ替えを行なう解放側摩擦係合装置または係合側摩擦係合装置である。

本発明が適用されるハイブリッド車両の動力伝達機構の構成を説明する骨子図である。 図１の有段変速部の変速段とそれを達成させる油圧式摩擦係合装置の係合差動との関係を示す図表である。 ハイブリッド車両の動力伝達装置に備えられた動力分配機構における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 図１の車両に備えられた電子制御装置の入出力関係を説明する図である。 図４の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図１、図５の第１電動機の作動領域を示す境界線からその最大トルクを説明する図である。 図５のトルク容量変更部の作動を説明する図表である。 図４の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図７の制御例１の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例２の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例３の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例４の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例５の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例６の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例７の作動を説明するタイムチャートである。 図７の制御例８の作動を説明するタイムチャートである。 本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達機構の構成を説明する骨子図である。

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、本発明が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する動力伝達機構である変速機構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機能可能な電気式差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３４（図５参照）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との間の動力伝達経路に設けられて、エンジン８からの動力を差動歯車装置（終減速機）３２（図５参照）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。

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。この直結と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意味であり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する機械的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。以下の各実施例についても同様である。

差動部１１は、第１回転機として機能する第１電動機Ｍ１と、入力軸１４に入力されたエンジン８の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８に分配する差動機構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回転機として機能する第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。

差動機構１６は、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、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１である。

この差動機構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に連結されており、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状態とされる。この差動状態では、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１は、電気的な差動装置として機能させられて所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされ、変速比γ０（入力軸１４の回転速度Ｎ_IN／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すなわち電気式無段変速部として機能する。

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、有段式変速部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を備えている。

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。

自動変速部２０内と差動部１１の伝達部材１８とは、自動変速部２０の変速段を成立させるために用いられる第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を介して選択的に連結され、エンジン８の出力が差動部１１および第１クラッチＣ１および／または第２クラッチＣ２を介して、自動変速部２０へ入力されるようになっている。これら第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとの一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が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。

上記自動変速部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（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比γ（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ₁₈／出力軸２２の回転速度Ｎ_OUT ）が各ギヤ段毎に得られる有段変速機である。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の係合により第４速ギヤ段が成立させられる。このため、ギヤ段を切り換える変速に際しては、その変速の関与する一対の係合装置のうちの解放側係合装置の解放作動と係合側係合装置の係合作動によるつかみ替えを行なうクラッチツウクラッチ変速が行なわれる。

上記第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油圧式摩擦係合装置（係合装置）であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介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と有段式変速機として機能する自動変速部２０とで全体として変速比が無段階で変化させられる無段変速機が構成される。また、マニアルモードなど必要に応じて差動部１１の変速比を一定となるように制御することにより、差動機構１６と自動変速部２０とで変速比が段階的に変化させられる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。

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Ｎ_E を示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。

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。

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電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部２０の変速制御等の駆動制御を実行する。

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ＴＥＭＰ_W 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Ｐ_SHを表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度Ｎ_E を表す信号、出力軸２２の回転速度（以下、出力軸回転速度）Ｎ_OUT （min ^-1）に対応する車速Ｖを表す信号、自動変速部２０の作動油温Ｔ_OIL （℃）を表す信号、自動変速部２０の変速段を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、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、第１電動機Ｍ１の温度を表わす信号、第２電動機Ｍ２の温度を表わす信号、第１電動機Ｍ１の出力トルク（駆動電流指令値）を表わす信号、第２電動機Ｍ２の出力トルク（駆動電流指令値）を表わす信号、第１電動機Ｍ１の回転速度Ｎ_M1（以下、第１電動機回転速度Ｎ_M1という）を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_M2（以下、第２電動機回転速度Ｎ_M2という）を表す信号、蓄電装置５６（図５参照）の充電残量（端子電圧）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、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置５８（図５参照）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θ_THを操作するスロットルアクチュエータ６４への駆動信号、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、第１電動機Ｍ１および第２電動機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、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に含まれる電磁弁（ＡＴ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Ｐ_L を調圧するための信号、そのライン油圧Ｐ_L 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等が、それぞれ出力される。

図５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５において、有段変速制御手段８２は、電動機走行或いはエンジン走行時において、車速Ｖと自動変速部２０の要求出力トルクＴ_OUT 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）から実際の車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴ_OUT で示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速段を判断し、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。要求出力トルクＴ_OUT は、よく知られた予め記憶された関係から実際のアクセル開度Ａcc（％）および車速Ｖに基づいて算出される。

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、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。

ハイブリッド制御手段８４は、たとえば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、予め記憶された関係からそのトータル目標出力および車速Ｖに基づいて、電動走行領域、エンジン走行領域を判定し、電動走行領域が判定された場合は専ら第２電動機Ｍ２を駆動源として用いて車両を走行させる。また、エンジン走行領域が判定された場合は、上記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および変速機構１０のトータル変速比γＡを算出し、その目標エンジン出力が得られるようにエンジン回転速度Ｎ_E とエンジントルクＴ_E となるようにエンジン８を制御するとともに、差動機構１６および自動変速部２０の変速比を制御して変速機構１０のトータル変速比γＡを無段階で制御する。

クラッチ入出力回転数判断部８６、目標・実入力軸回転数変化率判断部８８、クラッチトルク容量制御部９０、およびクラッチトルク容量変更部９２は、有段変速制御手段８２によるクラッチツウクラッチ変速により自動変速部２０の変速比の変化により、伝達部材１８の回転数が変速前の値から変速後の値へ変化させられるに際して、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の少なくとも一方が正側若しくは負側の予め定められた最大トルクで運転制限状態となっている場合に、上記クラッチツウクラッチ変速に関与する係合装置のスリップによる耐久性低下やその係合装置の急係合による変速ショックを抑制するようにその係合装置のトルク容量を変化させるために実行されるものである。上記予め定められた最大トルクとは、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の仕様から許容される定格トルクであってもよいし、或いは第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２に許容される負荷率すなわち熱要件から制限される最大制限トルクであってもよい。

一般に、電動機は、たとえばその耐久性を保証するための仕様および負荷率から作動可能範囲が定められており、第１電動機Ｍ１ではたとえば図６のように示される。すなわち、図６において、正側上限回転数（＋Ｎm1max ）、負側上限回転数（−Ｎm1max ）、正側上限トルク（＋Ｔm1max ）、負側上限トルク（−Ｔm1max ）、および正側上限出力（＋Ｐm1max ）、負側上限出力（−Ｐm1max ）を表わす境界線で囲まれた作動領域が予め定められ、第１電動機Ｍ１はその作動領域内で作動するように制御される。第２電動機Ｍ２も同様である。因みに、第１電動機Ｍ１は、車両前進時のエンジン走行時では、反力を発生させてエンジン８からの直達トルクを伝達部材１８へ伝達させるために専ら図６の第ＩＶ象限内で回生作動させられる。仮に車両が極めて高車速となると、エンジン８からの直達トルクを伝達部材１８へ伝達させるために第１電動機Ｍ１は図６の第III 象限内で力行作動させられる。

図６において、第１電動機Ｍ１の回転数の正および負は図３に示されるようにその共線図の零回転を示す点を基準としてそれよりも上側の領域および下側の領域における回転である。また、第１電動機Ｍ１の出力トルクの正および負の方向は図３の共線図において上向き方向および下向き方向である。このため、第１電動機Ｍ１の負トルクとは、共線図から明らかなように、第２電動機Ｍ２の回転を増加させる方向のトルクと表現することもできる。ここで、第１電動機Ｍ１の負の最大トルクは、図６の破線で囲まれた境界線すなわち図６の第III 象限および第ＩＶ象限内の境界線で示されるトルク値である。また、第１電動機Ｍ１の正の最大トルクは、図６の１点鎖線で囲まれた境界線すなわち図６の第Ｉ象限および第II象限内の境界線で示されるトルク値である。これらの負の最大トルクおよび正の最大トルクは、予めきつく設定された一定値でもよいが、第１電動機Ｍ１の実際の温度或いは負荷率に基づいて逐次決定され得る。

クラッチ入出力回転数判断部８６は、先ず、有段変速制御手段８２によるクラッチツウクラッチ変速に際してそのクラッチツウクラッチ変速に関与する一対の係合装置のうちの予め定められた制御対象である一方の係合装置、すなわち解放側係合装置または係合側係合装置がたとえばクラッチツウクラッチ変速区間内においてスリップしているか否かを、係合装置の入力部材と出力部材との回転差に基づいて判断する。次いで、クラッチ入出力回転数判断部８６は、スリップしている係合装置の入力部材が出力部材に対してどちら方向へ回転変化しているかを判断する。たとえば、油圧補正制御すべき係合装置が解放側係合装置であるか係合側係合装置であるかを判断する。

目標・実入力軸回転数変化率判断部８８は、上記クラッチツウクラッチ変速区間内のイナーシャ相において上記係合装置のスリップにより発生する自動変速部２０の入力軸回転数すなわち伝達部材１８すなわち第２電動機Ｍ２の回転数ωm （rad/sec ）の実際の変化率ｄωm ／ｄｔ（rad/sec2）と予め設定された目標入力軸回転数変化率（rad/sec2）との差に基づいて、変速の進行が目標変速進行速度よりも速いか遅いかを判断する。クラッチツウクラッチ変速区間内のイナーシャ相においては、伝達部材１８すなわち第２電動機Ｍ２の回転数ωm が変速前の値から変速後の値に向かって回転変化するので、その回転変化速度が変速応答性を損なわず且つ変速ショックがでないように予め目標入力軸回転数変化率すなわち目標変速進行速度が定められている。

クラッチトルク容量制御部９０は、上記クラッチツウクラッチ変速を目標変速進行速度で実行させるための、上記クラッチツウクラッチ変速に関与する解放側摩擦係合装置と係合側摩擦係合装置との係合圧（基本値）を、自動変速部２０の入力トルクに応じて有段変速制御手段８２に指令することで、クラッチツウクラッチ変速の係合装置のトルク容量を制御する。

クラッチトルク容量変更部９２は、たとえば予め記憶された関係から、トルク容量を変化させる。クラッチトルク容量変更部９２は、先ず、図７に示す図表に示すように、前記クラッチツウクラッチ変速に関与する一対の係合装置のうち、クラッチ入出力回転数判断部８６によりスリップ中であると判断された係合装置に対して、そのクラッチ入出力回転数判断部８６により判断された解放側係合装置であるか係合側係合装置であるかという点と、目標・実入力軸回転数変化率判断部８８により判断されたクラッチツウクラッチ変速の進行が目標よりも速い遅いかという点と、第１電動機Ｍ１或いは第２電動機Ｍ２が負側最大トルク或いは正側最大トルクに制限されていて第１電動機Ｍ１或いは第２電動機Ｍ２の負或いは正のトルク不足状態であるという点とに基づいて、スリップ中であると判断された係合装置のトルク容量を増加させるか減少させるかのトルク容量変更方向すなわち補正方向を決定する。上記第１電動機Ｍ１或いは第２電動機Ｍ２が負側最大トルク或いは正側最大トルクに制限されている点は、たとえば駆動電流指令値に対応する第１電動機Ｍ１或いは第２電動機Ｍ２の実際の出力トルクが予め定められた正側最大トルク或いは正側最大トルクに到達していることに基づいて判断される。

次いで、クラッチトルク容量変更部９２は、制御対象の係合装置が最大トルクに制限されているときに目標変速進行速度が得られるように予め理論的或いは実験的に定められ且つ記憶された関係（マップ）から最大トルクおよび目標入力軸回転数変化率（目標変速進行速度に対応する目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔ）に基づいて、トルク容量（変更後のトルク容量）Ｔctを逐次算出する。上記関係はたとえば式（１）を満足するように予め作成されたものである。クラッチトルク容量変更部９２は、算出された変更後のトルク容量Ｔctへそれまでのトルク容量Ｔc から変更する。これによりそれまでのトルク容量Ｔc が変更後のトルク容量Ｔctへ、その差分だけ補正されたことになる。

上記の式（１）は、差動機構１６に関連する２つの運動方程式から導出されるものであり、ＡおよびＢは定数である。１つの運動方程式は、係合要素のトルク容量Ｔc を、第２電動機Ｍ２のトルクＴm2および第１電動機Ｍ１のトルクＴm1の関数値と、自動変速機２０の入力軸回転数変化率ｄωm2／ｄｔおよびエンジン８の回転加速度ｄωe ／ｄt の関数値と加算値で表わす式であり、他の運動方程式は、エンジン８のトルクＴe を、第２電動機Ｍ２のトルクＴm2および第１電動機Ｍ１のトルクＴm1の関数値と、自動変速機２０の入力軸回転加速度ｄωm2／ｄｔおよびエンジン８の回転加速度ｄωe ／ｄｔの関数値との加算値で表わされる式であり、数１のマトリックス式（２）により表わされる。このマトリックス式（２）からエンジン８のトルクＴe および回転加速度ｄωe ／ｄｔを除去して係合要素のトルク容量Ｔc の算出式に整理し、その算出式の第２電動機Ｍ２のトルクＴm2および第１電動機Ｍ１のトルクＴm1に替えて最大トルクを導入し、自動変速機２０の入力軸回転数変化率ｄωm2／ｄｔに替えて目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔを導入すると（２）式が得られる。なお、（２）式において、ａ11、ａ12、ａ21、ａ22、ｂ11、ｂ12、ｂ21、ｂ22は定数である。

Ｔct＝Ａ×最大トルク＋Ｂ×目標入力軸回転数変化率 ・・・（１）

図８は、電子制御装置８０の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、たとえば数ｍｓｅｃ乃至十数ｍｓｅｃの制御周期で繰り返し実行される。図８のステップＳ１（以下、ステップを省略する）では、自動変速部２０のクラッチツウクラッチ変速中であるか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、入出力回転数判断部８６に対応するＳ２において、クラッチ入出力回転数判断部８６は、先ず、有段変速制御手段８２によるクラッチツウクラッチ変速に際してそのクラッチツウクラッチ変速に関与する一対の係合装置のうちの予め定められた制御対象である一方の係合装置、すなわち解放側係合装置または係合側係合装置がたとえばクラッチツウクラッチ変速区間内においてスリップしているか否かを、係合装置の入力部材と出力部材との回転差に基づいて判断する。図９乃至図１６のｔ2 時点はこの状態を示している。

次いで、クラッチ入出力回転数判断部８６に対応するＳ2 では、スリップしている係合装置の入力部材が出力部材に対してどちら方向へ回転変化しているかに基づいて、油圧補正制御すべき係合装置が解放側係合装置であるか係合側係合装置であるかが判断される。さらに、目標・実入力軸回転数変化率判断部８８に対応するＳ3 では、クラッチツウクラッチ変速区間内のイナーシャ相において上記係合装置のスリップにより発生する自動変速部２０の入力軸回転数すなわち伝達部材１８すなわち第２電動機Ｍ２の回転数ωm2（rad/sec ）の実際の変化率ｄωm2／ｄｔ（rad/sec2）と予め設定された目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔ（rad/sec2）との差に基づいて、変速の進行が目標変速進行速度よりも速いか遅いかが判断される。

次に、クラッチトルク容量変更部９２に対応するＳ４乃至Ｓ６が実行される。Ｓ４では、第１電動機Ｍ１の出力トルクが正或いは負の最大トルクに到達してそれにより制限されたか否かが判断される。また、このＳ４の判断が否定される場合は、Ｓ５において、第２電動機Ｍ２の出力トルクが正或いは負の最大トルクに到達してそれにより制限されたか否かが判断される。このＳ５の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、このＳ４またはＳ５の判断が肯定される場合は、Ｓ６において、図７に示す関係からトルク容量変更方向が決定されるとともに、式（１）から変更量が算出される。そして、クラッチトルク容量制御部９０に対応するＳ７において、Ｓ６において決定されたトルク容量の変更方向および変更量が出力されて、クラッチツウクラッチ変速においてイナーシャ相中で自動変速部２０の入力軸回転数ωm2を変化させるようにスリップさせられている係合装置のトルク容量Ｔc が補正される。

この結果、図９乃至図１６のタイムチャートの油圧において、クラッチツウクラッチ変速においてイナーシャ相中で自動変速部２０の入力軸回転数を変化させるようにスリップさせられている係合装置のトルク容量が破線に示す値から実線に示す値へ変更されるので、第２電動機Ｍ２の回転数Ｎm2が破線に示す値から実線に示す値へ変更される。これにより、図９の制御例１、図１１の制御例３、図１３の制御例５、図１５の制御例７では、係合装置のスリップ時間が短縮されるので、係合装置の耐久性および変速応答性が高められる。また、図１０の制御例２、図１２の制御例４、図１４の制御例６、図１６の制御例８では、係合装置のスリップ時間が長くされるので、車両の変速ショックが緩和される。

なお、上記図９のタイムチャートは、ダウンシフトに関与する解放側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が負側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が正側最大トルクに制限されて変速が遅いため、上記解放側係合装置のトルク容量を低下させる制御例１を示している。図１０のタイムチャートは、ダウンシフトに関与する解放側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が正側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が負側最大トルクに制限されて変速が速いため、上記解放側係合装置のトルク容量を増加させる制御例２を示している。図１１のタイムチャートは、ダウンシフトに関与する係合側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が負側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が正側最大トルクに制限されて変速が遅いため、上記係合側係合装置のトルク容量を増加させる制御例３を示している。図１２のタイムチャートは、ダウンシフトに関与する係合側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が正側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が負側最大トルクに制限されて変速が速いため、上記係合側係合装置のトルク容量を低下させる制御例４を示している。図１３のタイムチャートは、アップシフトに関与する解放側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が正側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が負側最大トルクに制限されて変速が遅いため、上記解放側係合装置のトルク容量を低下させる制御例５を示している。図１４のタイムチャートは、アップシフトに関与する解放側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が負側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が正側最大トルクに制限されて変速が速いため、上記解放側係合装置のトルク容量を増加させる制御例６を示している。図１５のタイムチャートは、アップシフトに関与する係合側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が正側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が負側最大トルクに制限されて変速が遅いため、上記係合側係合装置のトルク容量を増加させる制御例７を示している。図１６のタイムチャートは、アップシフトに関与する係合側係合装置がトルク容量の補正制御対象であって、第１電動機Ｍ１のトルクＴm1が負側最大トルクに制限され或いは第２電動機Ｍ２のトルクＴm2が正側最大トルクに制限されて変速が速いため、上記係合側係合装置のトルク容量を低下させる制御例８を示している。上記図９乃至図１６のｔ1 時点は変速判断（指令）点を、ｔ2 時点は変速開始点を、ｔ3 時点はイナーシャ相開始点を、ｔ4 時点はトルク容量変更（補正）開始点を、ｔ5 時点は変速終了時点をそれぞれ示している。

上述のように、本実施例の電子制御装置８０によれば、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の少なくとも一方が正側若しくは負側の予め定められた最大トルクで運転されている場合に自動変速部２０のクラッチツウクラッチ変速に関与する係合装置がスリップ作動させられる場合は、その係合装置のトルク容量を変更することでその係合装置のスリップ状態が制御されることから、その係合装置のスリップ状態を予め定められた目標スリップ状態（目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔ（rad/sec2））に近づけるようにすることができので、その係合装置の耐久性が損なわれたり係合装置の係合ショックすなわち車両の変速ショックが発生することが好適に抑制される。

また、本実施例の電子制御装置８０によれば、係合装置のトルク容量（変更値）Ｔctは、運動方程式から導かれた予め記憶された関係すなわち式（１）から実際の第１電動機Ｍ１または第２電動機Ｍ２の最大トルクおよび目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔに基づいて算出されるので、予め定められた目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔ（rad/sec2）が得られるようにすなわち目標スリップ状態が得られるようにクラッチツウクラッチ変速に関与する係合装置が好適にスリップ制御される。

また、本実施例の電子制御装置８０によれば、第２電動機Ｍ２の出力トルクが正側最大トルクに制限されていてクラッチツウクラッチ変速のイナーシャ相でスリップさせられる係合装置の入力回転数（又はそれと直結する第２回転機の回転数）がその目標回転数よりも低いときのその係合装置のスリップ制御では、その係合装置の入力回転数がその係合装置の出力回転数よりも低い側の係合装置のトルク容量を増加補正し、その係合装置の出力回転数がその係合装置の入力回転数よりも低い側の係合装置のトルク容量を減少補正することの少なくとも一方の補正を行う。このため、いずれの場合も係合装置の入力回転数（又はそれと直結する第２回転機の回転数）の上昇速度が高められてその目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔが得られるように上記係合装置がスリップ制御される。

また、本実施例の電子制御装置８０によれば、第２電動機Ｍ２の出力トルクが正側最大トルクに制限されていてクラッチツウクラッチ変速のイナーシャ相でスリップさせられる係合装置の入力回転数が出力回転数よりも低いときの前記係合装置のスリップ制御では、自動変速機２０の入力軸回転数変化率ｄωm2／ｄｔがその目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔよりも低い場合は、その入力回転数の上昇速度が遅いのでその係合装置のトルク容量を増加補正し、自動変速機２０の入力軸回転数変化率ｄωm2／ｄｔがその目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔよりも高い場合は、その入力回転数の上昇速度が速いのでその係合装置のトルク容量を減少補正する。このようにすれば、予め定められた目標入力軸回転数変化率ｄωm2^* ／ｄｔが得られるようにすなわち目標スリップ状態が得られるように上記係合装置がスリップ制御される。

前述の実施例の第２電動機Ｍ２は、自動変速部２０の入力軸に対応する伝達部材１８に作動的に連結されたものであったが、図１７に示すように、自動変速部２０の出力軸２２に連結されていてもよい。このようにしても、前述の実施例と同様の作用効果が得られる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、本実施例では、第１電動機Ｍ１または第２電動機Ｍ２の予め定められた最大トルクは、その第１回転機および第２回転機の仕様から制限される定格トルクであってもよいし、或いは第１回転機または第２回転機の負荷率すなわち熱要件から制限される最大制限トルクであってもよい。

また、前述の変速機構１０内の自動変速部２０は、３組の遊星歯車装置２６、２８、３０から構成されていたが、低速段Ｌと高速段Ｈとを有する２段の自動変速機などの種々の遊星歯車式多段変速機により構成される。また、それに設けられ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の他に、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。また、上記自動変速部２０に替えてクラッチが設けられたものでもよく、また、そのクラッチに対応する、変速用係合装置を有するものであれば平行軸式常時噛合型変速機や無段変速機などの他の形式の変速機であってもよい。

また、前述の差動機構１６はキャリヤ入力式シングルピニオン型の遊星歯車装置であったが、サンギヤ入力式、リングギヤ入力式であってもよいりダブルピニオン型であってもよい。

また、前述の変速機構１０の車両に対する搭載姿勢は、変速機構１０の軸線が車両の前後方向となるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両などの縦置き型であったが、変速機構１０の軸線が車両の幅方向となるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型でもよい。

また、エンジン８と差動機構１６とは作動的に連結されればよく、例えばエンジン８と差動機構１６との間には、脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）、直結クラッチ、ダンパー付直結クラッチ、或いは流体伝動装置などが介在させられるものであってもよいが、エンジン８と差動機構１６とが常時連結されたものであってもよい。

また、前述のエンジン８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が広く用いられる。さらに、補助的な走行用の駆動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。

また、前述の実施例において、差動機構１６はシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであっても良い。また、差動機構１６は、例えばエンジン１２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１４に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。

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
１０：変速機構（動力伝達装置）
１１：差動部（電気式無段変速部）
１６：差動機構
１８：伝達部材（出力回転部材）
２０：自動変速部（有段変速部）
３４：駆動輪
８０：電子制御装置（制御装置）
８６：クラッチ入出力回転数判断部
８８：目標・実入力軸回転数変化率判断部（変速進行度判断部）
９０：クラッチトルク容量制御部
９２：クラッチトルク容量変更部
Ｍ１：第１電動機（第１回転機）
Ｍ２：第２電動機（第２回転機）

Claims (5)

1. エンジンが連結された第１回転要素と第１回転機が連結された第２回転要素と第２回転機が連結された出力回転部材である第３回転要素とを有する差動機構を備えてその第１回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される電気式無段変速部と、その電気式無段変速部の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた係合装置とを有するハイブリッド車両用係合装置の制御装置であって、
   前記第１回転機および第２回転機の少なくとも一方が正側若しくは負側の予め定められた最大トルクで運転されている場合は、前記係合装置のトルク容量を変更することで該係合装置のスリップ状態を制御することを特徴とするハイブリッド車両用係合装置の制御装置。
2. 前記第１回転機または第２回転機の予め定められた最大トルクは、該第１回転機および第２回転機の熱要件から制限される最大制限トルクであることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両用係合装置の制御装置。
3. 前記係合装置のトルク容量の変更値は、運動方程式から導かれた予め記憶された関係から前記第１回転機または第２回転機の正側若しくは負側の予め定められた最大トルク、および予め定められた目標入力軸回転数変化率に基づいて算出されることを特徴とする請求項１または２のハイブリッド車両用係合装置の制御装置。
4. 前記差動機構と駆動輪との間には、前記係合装置を変速段を切り換えるために備える自動変速部が設けられ、
   前記第２回転機の出力トルクが前記正側最大トルクに制限されていて前記自動変速部の入力軸回転数変化率が予め定められた目標入力軸回転数変化率よりも低いときの前記係合装置のスリップ制御では、前記係合装置の入力数が該係合装置の出力回転数よりも低い側の係合装置のトルク容量を増加補正し、該係合装置の出力回転数が該係合装置の入力回転数よりも低い側の係合装置のトルク容量を減少補正することの少なくとも一方の補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１のハイブリッド車両用係合装置の制御装置。
5. 前記差動機構と駆動輪との間には、前記係合装置を変速段を切り換えるために備える自動変速部が設けられ、
   前記第２回転機の出力トルクが正側最大トルクに制限されていて前記係合装置の入力回転数が出力回転数よりも低いときの前記係合装置のスリップ制御では、前記自動変速部の入力軸回転数変化率が予め定められた目標入力軸回転数変化率よりも低い場合は、前記係合装置のトルク容量を増加補正し、前記自動変速部の入力回転数変化率が前記目標入力軸回転数変化率よりも高い場合は、該係合装置のトルク容量を減少補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１のハイブリッド車両用係合装置の制御装置。

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