JP2018086975A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部を備える車両用駆動装置において、コーストダウンシフトに際して、有段変速部の潤滑油温が低温であっても変速ショックを抑制できる制御装置を提供する。【解決手段】コーストダウンシフトに際して、有段変速部20の中間伝達部材30に付与されるAT入力軸トルクTiが、潤滑油温Toilが低いときは高いときに比べて大きくなるため、潤滑油温Toilが低油温時において有段変速部20のAT引摺トルクTlossが増加しても、潤滑油温Toilが高いときと同様に変速を進行させることができる。よって、潤滑油温Toilが低油温時であっても、変速の停滞や逆進を抑制することができ、有段変速部20の引摺損失の増加に起因する変速ショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。【選択図】図11

Description

本発明は、有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部を備える車両用駆動装置の制御装置に関するものである。
複数の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比が段階的に成立させられる有段変速部と、その有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部とを、備える車両用駆動装置よく知られている。例えば特許文献1に記載の車両用駆動装置(車両用動力伝達装置)がそれである。特許文献1には、有段変速部のコーストダウンシフトに際して、動力源部から付与される入力軸トルクにより、有段変速部の入力軸回転速度を、変速前の同期回転速度から変速後の同期回転速度に向かって上昇させることで変速を進行させることが記載されている。また、特許文献1には、係合装置に供給される作動油の油温が低いほど、入力軸トルクの上昇率を小さくするとともに、入力軸トルクの変化開始時期を遅延させることが記載されている。
特開2012−46003号公報
ところで、有段変速部の係合装置は、互いに相対回転する摩擦板を含んで構成されており、この摩擦板間に潤滑油が供給される。また、係合装置が解放状態にあっても、摩擦板が相対回転した際には摩擦板間に存在する潤滑油による引摺損失が発生する。ここで、潤滑油の潤滑油温が低いとき、有段変速部において潤滑油による引摺損失(引摺トルク)が大きくなり、コーストダウンシフトに際して、常温時と同様の入力軸トルクを有段変速部に付与したのでは、有段変速部の入力軸回転速度をダウンシフト後の同期回転速度まで上昇させることができず、変速の停滞または逆進が発生する。結果として、変速ショックを招いてしまい、ドライバビリティが悪化する虞がある。
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、有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部を備える車両用駆動装置において、コーストダウンシフトに際して、有段変速部の潤滑油温が低温であっても適切に変速を進行させ、コーストダウン中の変速ショックを抑制できる制御装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(a)複数の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比が段階的に成立させられる有段変速部と、その有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部と、を備え、前記有段変速部のコーストダウンシフトに際して、前記動力源部から付与される入力軸トルクにより、前記有段変速部の入力軸回転速度を変速前の同期回転速度から変速後の同期回転速度に向かって上昇させる回転同期制御を実行する車両用駆動装置の制御装置であって、(b)前記コーストダウンシフトに際して、前記回転同期制御の実行時における前記動力源部から付与される入力軸トルクの大きさを、前記有段変速部の潤滑油温に基づき変更し、その潤滑油温が低いときは高いときに比べて前記入力軸トルクを大きくするトルク制御部を備えたことを特徴とする。
また、第2発明の要旨とするところは、第1発明の車両用駆動装置の制御装置において、前記トルク制御部は、イナーシャ相開始後において、前記入力軸トルクを前記有段変速部で発生する引摺トルクよりも大きくすることを特徴とする。
また、第3発明の要旨とするところは、第1発明または第2発明の車両用駆動装置の制御装置において、前記トルク制御部は、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて前記入力軸トルクを小さくすることを特徴とする。
また、第4発明の要旨とするところは、第1発明から第3発明の何れか1の車両用駆動装置の制御装置において、前記動力源部は、電動機を含んで構成されていることを特徴とする。
第1発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、コーストダウンシフトに際して、有段変速部の入力軸に付与される入力軸トルクが、潤滑油温が低いときは高いときに比べて大きくなるため、潤滑油温が低温時において有段変速部の引摺損失(引摺トルク)が増加しても、変速の進行に必要なトルクを確保することができ、潤滑油温が高いときと同じように変速を進行させることができる。結果として、潤滑油温が低温時であっても、変速の停滞や逆進を抑制することができるため、有段変速部の引摺損失の増加に起因する変速ショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。
また、第2発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、イナーシャ相開始後において、入力軸トルクが有段変速部で発生する引摺トルクよりも大きくなるため、イナーシャ相中における変速の停滞や逆進を抑制することができる。
また、第3発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて変速の停滞や逆進が生じにくくなるが、これに対して、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて入力軸トルクを小さくすることで、過剰な入力軸トルクによる変速ショックを抑制できる。また、入力軸トルクの増加に伴う燃費悪化についても低減される。
また、第4発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、電動機によって、入力軸トルクを精度良く制御することができる。
本発明が適用される車両に備えられた車両用駆動装置の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能および制御系統の要部を説明する図である。 図1で例示した機械式有段変速部の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。 電気式無段変速部と機械式有段変速部と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。 複数のATギヤ段に複数の模擬ギヤ段を割り当てたギヤ段割当テーブルの一例を説明する図である。 AT2速ギヤ段のときに成立させられる模擬4速ギヤ段−模擬6速ギヤ段を共線図上に例示した図である。 複数の模擬ギヤ段の変速制御に用いる模擬ギヤ段変速マップの一例を説明する図である。 2→1コーストダウンシフトにおける通常時制御を説明するためのタイムチャートの一例を示す図である。 潤滑油の油温が低温状態において、従来と同じ制御作動に基づいて2→1コーストダウンシフトが為されたときの制御を説明するためのタイムチャートである。 作動油温に応じて有段変速部に入力される入力軸トルクを決定するために使用される関係マップの一例である。 図1の電子制御装置の制御作動の要部すなわち有段変速部のコーストダウン中に発生する引き込みや同期ショックを抑制するための制御作動を説明するフローチャートである。 図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。 本発明が適用される車両に備えられた動力伝達装置の概略構成を説明する図であって、図1とは別の車両を説明する図である。
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。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用される車両10に備えられた車両用駆動装置12の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御のための制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両用駆動装置12は、エンジン14と、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16(以下、ケース16という)内において共通の軸心上に配設された、エンジン14に直接或いは図示しないダンパーなどを介して間接的に連結された電気式無段変速部18(以下、無段変速部18という)と、無段変速部18の出力側に連結された機械式有段変速部20(以下、有段変速部20という)とを直列に備えている。また、車両用駆動装置12は、有段変速部20の出力回転部材である出力軸22に連結された差動歯車装置24、差動歯車装置24に連結された一対の車軸26等を備えている。車両用駆動装置12において、エンジン14や後述する第2電動機MG2から出力される動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、有段変速部20へ伝達され、その有段変速部20から差動歯車装置24等を介して車両10が備える駆動輪28へ伝達される。車両用駆動装置12は、例えば車両10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る。なお、無段変速部18や有段変速部20等はエンジン14などの回転軸心(上記共通の軸心)に対して略対称的に構成されており、図1ではその回転軸心の下半分が省略されている。
エンジン14は、車両10の走行用の動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。このエンジン14は、後述する電子制御装置80によってスロットル弁開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることによりエンジントルクTeが制御される。本実施例では、エンジン14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無段変速部18に連結されている。
無段変速部18は、第1電動機MG1と、エンジン14の動力を第1電動機MG1および無段変速部18の出力回転部材である中間伝達部材30に機械的に分割する動力分割機構としての差動機構32と、中間伝達部材30に動力伝達可能に連結された第2電動機MG2とを備えている。無段変速部18は、第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより差動機構32の差動状態が制御される電気式無段変速機である。第1電動機MG1は、差動用電動機に相当し、また、第2電動機MG2は、動力源として機能する電動機であって、走行駆動用電動機に相当する。車両10は、走行用の動力源として、エンジン14および第2電動機MG2を備えたハイブリッド車両である。本実施例においては、エンジン14および無段変速部18によって、有段変速部20の入力軸として機能する中間伝達部材30に動力伝達可能に連結され、有段変速部20に付与されるAT入力軸トルクTiの大きさを調整可能な動力源部39が構成される。このように、動力源部39は、エンジン14および第2電動機MG2を含んで構成されている。また、第2電動機MG2が、本発明の電動機に対応している。
第1電動機MG1および第2電動機MG2は、モータとしての機能および発電機(ジェネレータ)としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。第1電動機MG1および第2電動機MG2は、各々、車両10に備えられたインバータ50を介して、車両10に備えられた蓄電装置としてのバッテリ52に接続されており、後述する電子制御装置80によってインバータ50が制御されることにより、第1電動機MG1および第2電動機MG2の各々の出力トルク(力行トルクまたは回生トルク)であるMG1トルクTgおよびMG2トルクTmが制御される。バッテリ52は、第1電動機MG1および第2電動機MG2の各々に対して電力を授受する蓄電装置である。
差動機構32は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、サンギヤS0、キャリアCA0、およびリングギヤR0を備えている。キャリアCA0には連結軸34を介してエンジン14が動力伝達可能に連結され、サンギヤS0には第1電動機MG1が動力伝達可能に連結され、リングギヤR0には第2電動機MG2が動力伝達可能に連結されている。差動機構32において、キャリアCA0は入力要素として機能し、サンギヤS0は反力要素として機能し、リングギヤR0は出力要素として機能する。
有段変速部20は、中間伝達部材30と駆動輪28との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速機である。中間伝達部材30は、有段変速部20の入力軸としても機能する。中間伝達部材30には第2電動機MG2が一体回転するように連結されているので、有段変速部20は、第2電動機MG2と駆動輪28との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速機である。有段変速部20は、例えば第1遊星歯車装置36および第2遊星歯車装置38の複数組の遊星歯車装置と、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、ブレーキB2の複数の係合装置(以下、特に区別しない場合は単に係合装置CBという)とを備え、係合装置CBの係合と解放により変速が実行されて複数の変速比が段階的に成立させられる、公知の遊星歯車式の自動変速機である。
係合装置CBは、油圧アクチュエータにより押圧される多板或いは単板の摩擦板を含んで構成されるクラッチやブレーキ、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る、油圧式の摩擦係合装置である。係合装置CBは、車両10に備えられた油圧制御回路54内のソレノイドバルブSL1−SL4等から各々出力される調圧された各係合油圧Pcbによりそれぞれのトルク容量(係合トルク)Tcbが変化させられることで、それぞれ作動状態(係合や解放などの状態)が切り替えられる。係合装置CBを滑らすことなく(すなわち係合装置CBに差回転速度を生じさせることなく)中間伝達部材30と出力軸22との間でトルク(例えば有段変速部20に入力される入力軸トルクであるAT入力軸トルクTi)を伝達するためには、そのトルクに対して係合装置CBの各々にて受け持つ必要がある伝達トルク分(すなわち係合装置CBの分担トルク)が得られる係合トルクTcbが必要になる。但し、伝達トルク分が得られる係合トルクTcbにおいては、係合トルクTcbを増加させても伝達トルクは増加しない。つまり、係合トルクTcbは、係合装置CBが伝達できる最大のトルクに相当し、伝達トルクは、係合装置CBが実際に伝達するトルクに相当する。なお、係合トルクTcb(或いは伝達トルク)と係合油圧Pcbとは、例えば係合装置CBのパック詰めに必要な係合油圧Pcbを供給する領域を除けば、略比例関係にある。
有段変速部20は、第1遊星歯車装置36および第2遊星歯車装置38の各回転要素(サンギヤS1,S2、キャリアCA1,CA2、リングギヤR1,R2)が、直接的に或いは係合装置CBやワンウェイクラッチF1を介して間接的(或いは選択的)に、一部が互いに連結されたり、中間伝達部材30、ケース16、或いは出力軸22に連結されている。
有段変速部20は、係合装置CBのうちの所定の係合装置の係合によって、変速比(ギヤ比)γat(=AT入力軸回転速度ωi/出力軸回転速度ωo)が異なる複数の変速段(ギヤ段)のうちの何れかのギヤ段が形成される。本実施例では、有段変速部20にて形成されるギヤ段をATギヤ段と称す。AT入力軸回転速度ωiは、有段変速部20の入力回転部材の回転速度(角速度)である有段変速部20の入力軸回転速度であって、中間伝達部材30の回転速度と同値であり、また、第2電動機MG2の回転速度であるMG2回転速度ωmと同値である。すなわち、AT入力軸回転速度ωiは、MG2回転速度ωmと表すことができる。出力軸回転速度ωoは、有段変速部20の出力回転部材である出力軸22の回転速度であって、無段変速部18と有段変速部20とを合わせた全体の変速機40の出力軸回転速度でもある。
有段変速部20は、例えば図2の係合作動表に示すように、複数のATギヤ段として、AT1速ギヤ段(図中の「1st」)−AT4速ギヤ段(図中の「4th」)の4段の前進用のATギヤ段が形成される。AT1速ギヤ段の変速比γatが最も大きく、高車速側(ハイ側のAT4速ギヤ段側)程、変速比γatが小さくなる。図2の係合作動表は、各ATギヤ段と係合装置CBの各作動状態(各ATギヤ段において各々係合される係合装置である所定の係合装置)との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「△」はエンジンブレーキ時や有段変速部20のコーストダウンシフト時に係合、空欄は解放をそれぞれ表している。AT1速ギヤ段を成立させるブレーキB2には並列にワンウェイクラッチF1が設けられているので、発進時(加速時)にはブレーキB2を係合させる必要は無い。有段変速部20のコーストダウンシフトは、駆動要求量(例えばアクセル開度θacc)の減少やアクセルオフ(アクセル開度θaccがゼロまたは略ゼロ)による減速走行中の車速関連値(例えば車速V)の低下によってダウンシフトが判断(要求)されたパワーオフダウンシフトのうちで、アクセルオフの減速走行状態のままで要求されたダウンシフトである。なお、係合装置CBが何れも解放されることにより、有段変速部20は、何れのギヤ段も形成されないニュートラル状態(すなわち動力伝達を遮断するニュートラル状態)とされる。
有段変速部20は、後述する電子制御装置80によって、運転者のアクセル操作や車速V等に応じて係合装置CBのうち解放される係合装置(解放側係合装置)の解放と、係合装置CBのうち係合される係合装置(係合側係合装置)の係合とが制御されることで、形成されるATギヤ段が切り替えられる(すなわちATギヤ段が段階的に切り替えられる)。つまり、有段変速部20の変速制御においては、例えば係合装置CBの何れかの掴み替えにより(すなわち係合装置CBの係合と解放との切替えにより)変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速が実行される。例えば、AT2速ギヤ段からAT1速ギヤ段へのダウンシフト(2→1ダウンシフトと表す)では、図2の係合作動表に示すように、解放側係合装置となるブレーキB1が解放されると共に、AT1速ギヤ段にて係合される所定の係合装置(クラッチC1およびブレーキB2)のうちで2→1ダウンシフト前には解放されていた係合側係合装置となるブレーキB2が係合させられる。この際、ブレーキB1の解放過渡油圧やブレーキB2の係合過渡油圧が予め定められた変化パターンなどに従って調圧制御される。
図3は、無段変速部18と有段変速部20と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3において、無段変速部18を構成する差動機構32の3つの回転要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素RE2に対応するサンギヤS0の回転速度を表すg軸であり、第1回転要素RE1に対応するキャリアCA0の回転速度を表すe軸であり、第3回転要素RE3に対応するリングギヤR0の回転速度(すなわち有段変速部20の入力軸回転速度)を表すm軸である。また、有段変速部20の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素RE4に対応するサンギヤS2の回転速度、第5回転要素RE5に対応する相互に連結されたリングギヤR1およびキャリアCA2の回転速度(すなわち出力軸22の回転速度)、第6回転要素RE6に対応する相互に連結されたキャリアCA1およびリングギヤR2の回転速度、第7回転要素RE7に対応するサンギヤS1の回転速度をそれぞれ表す軸である。縦線Y1、Y2、Y3の相互の間隔は、差動機構32のギヤ比(歯車比)ρ0に応じて定められている。また、縦線Y4、Y5、Y6、Y7の相互の間隔は、第1、第2遊星歯車装置36,38の各歯車比ρ1,ρ2に応じて定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリアとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリアとリングギヤとの間が遊星歯車装置の歯車比ρ(=サンギヤの歯数Zs/リングギヤの歯数Zr)に対応する間隔とされる。
図3の共線図を用いて表現すれば、無段変速部18の差動機構32において、第1回転要素RE1にエンジン14(図中の「ENG」参照)が連結され、第2回転要素RE2に第1電動機MG1(図中の「MG1」参照)が連結され、中間伝達部材30と一体回転する第3回転要素RE3に第2電動機MG2(図中の「MG2」参照)が連結されて、エンジン14の回転を中間伝達部材30を介して有段変速部20へ伝達するように構成されている。無段変速部18では、縦線Y2を横切る各直線L0,L0Rにより、サンギヤS0の回転速度とリングギヤR0の回転速度との関係が示される。
また、有段変速部20において、第4回転要素RE4はクラッチC1を介して中間伝達部材30に選択的に連結され、第5回転要素RE5は出力軸22に連結され、第6回転要素RE6はクラッチC2を介して中間伝達部材30に選択的に連結されると共にブレーキB2を介してケース16に選択的に連結され、第7回転要素RE7はブレーキB1を介してケース16に選択的に連結されている。有段変速部20では、各係合装置CBの係合および解放によって縦線Y5を横切る各直線L1,L2,L3,L4,LRにより、出力軸22における「1st」,「2nd」,「3rd」,「4th」,「Rev」の各回転速度が示される。
図3中の実線で示す、直線L0および直線L1,L2,L3,L4は、少なくともエンジン14を動力源として走行するエンジン走行が可能なハイブリッド走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度を示している。このハイブリッド走行モードでは、差動機構32において、キャリアCA0に入力されるエンジントルクTeに対して、第1電動機MG1による負トルクである反力トルクが正回転にてサンギヤS0に入力されると、リングギヤR0には正回転にて正トルクとなるエンジン直達トルクTd(=Te/(1+ρ)=−(1/ρ)×Tg)が現れる。そして、要求駆動力に応じて、エンジン直達トルクTdとMG2トルクTmとの合算トルクが車両10の前進方向の駆動トルクとして、AT1速ギヤ段−AT4速ギヤ段のうちの何れかのATギヤ段が形成された有段変速部20を介して駆動輪28へ伝達される。このとき、第1電動機MG1は正回転にて負トルクを発生する発電機として機能する。第1電動機MG1の発電電力Wgは、バッテリ52に充電されたり、第2電動機MG2にて消費される。第2電動機MG2は、発電電力Wgの全部または一部を用いて、或いは発電電力Wgに加えてバッテリ52からの電力を用いて、MG2トルクTmを出力する。
図3に図示はしていないが、エンジン14を停止させると共に第2電動機MG2を動力源として走行するモータ走行が可能なモータ走行モードでの共線図では、差動機構32において、キャリアCA0はゼロ回転とされ、リングギヤR0には正回転にて正トルクとなるMG2トルクTmが入力される。このとき、サンギヤS0に連結された第1電動機MG1は、無負荷状態とされて負回転にて空転させられる。つまり、モータ走行モードでは、エンジン14は駆動されず、エンジン14の回転速度であるエンジン回転速度ωeはゼロとされ、MG2トルクTm(ここでは正回転の力行トルク)が車両10の前進方向の駆動トルクとして、AT1速ギヤ段−AT4速ギヤ段のうちの何れかのATギヤ段が形成された有段変速部20を介して駆動輪28へ伝達される。
図3中の破線で示す、直線L0Rおよび直線LRは、モータ走行モードでの後進走行における各回転要素の相対速度を示している。このモータ走行モードでの後進走行では、リングギヤR0には負回転にて負トルクとなるMG2トルクTmが入力され、そのMG2トルクTmが車両10の後進方向の駆動トルクとして、AT1速ギヤ段が形成された有段変速部20を介して駆動輪28へ伝達される。後述する電子制御装置80は、AT1速ギヤ段−AT4速ギヤ段のうちの前進用の低車速側(ロー側)ギヤ段としてのAT1速ギヤ段を形成した状態で、前進用の電動機トルクである前進用のMG2トルクTm(ここでは正回転の正トルクとなる力行トルク;特にはMG2トルクTmFと表す)とは正負が反対となる後進用の電動機トルクである後進用のMG2トルクTm(ここでは負回転の負トルクとなる力行トルク;特にはMG2トルクTmRと表す)を第2電動機MG2から出力させることで後進走行を行うことができる。このように、本実施例の車両10では、前進用のATギヤ段(つまり前進走行を行うときと同じATギヤ段)を用いて、MG2トルクTmの正負を反転させることで後進走行を行う。有段変速部20では、有段変速部20内で入力回転を反転して出力する、後進走行専用のATギヤ段は形成されない。なお、ハイブリッド走行モードにおいても、直線L0Rのように第2電動機MG2を負回転とすることが可能であるので、モータ走行モードと同様に後進走行を行うことが可能である。
車両用駆動装置12では、エンジン14が動力伝達可能に連結された第1回転要素RE1としてのキャリアCA0と差動用電動機(差動用電動機)としての第1電動機MG1が動力伝達可能に連結された第2回転要素RE2としてのサンギヤS0と走行駆動用電動機(走行駆動用電動機)としての第2電動機MG2が動力伝達可能に連結された第3回転要素RE3としてのリングギヤR0との3つの回転要素を有する差動機構32を備えて、第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより差動機構32の差動状態が制御される電気式変速機構(電気式差動機構)としての無段変速部18が構成される。つまり、エンジン14が動力伝達可能に連結された差動機構32と差動機構32に動力伝達可能に連結された第1電動機MG1とを有して、第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより差動機構32の差動状態が制御される無段変速部18が構成される。無段変速部18は、中間伝達部材30の回転速度であるMG2回転速度ωmに対する連結軸34の回転速度(すなわちエンジン回転速度ωe)の変速比γ0(=ωe/ωm)が変化させられる電気的な無段変速機として作動させられる。
例えば、ハイブリッド走行モードにおいては、有段変速部20にてATギヤ段が形成されたことで駆動輪28の回転に拘束されるリングギヤR0の回転速度に対して、第1電動機MG1の回転速度を制御することによってサンギヤS0の回転速度が上昇或いは下降させられると、キャリアCA0の回転速度(すなわちエンジン回転速度ωe)が上昇或いは下降させられる。従って、エンジン走行では、エンジン14を効率の良い運転点にて作動させることが可能である。つまり、ATギヤ段が形成された有段変速部20と無段変速機として作動させられる無段変速部18とで、変速機40全体として無段変速機を構成することができる。
または、無段変速部18を有段変速機のように変速させることも可能であるので、ATギヤ段が形成される有段変速部20と有段変速機のように変速させる無段変速部18とで、変速機40全体として有段変速機のように変速させることができる。つまり、変速機40において、出力軸回転速度ωoに対するエンジン回転速度ωeの変速比γt(=ωe/ωo)が異なる複数のギヤ段(模擬ギヤ段と称する)を選択的に成立させるように、有段変速部20と無段変速部18とを制御することが可能である。変速比γtは、直列に配置された、無段変速部18と有段変速部20とで形成されるトータル変速比であって、無段変速部18の変速比γ0と有段変速部20の変速比γatとを乗算した値(γt=γ0×γat)となる。
模擬ギヤ段は、例えば有段変速部20の各ATギヤ段と1または複数種類の無段変速部18の変速比γ0との組合せによって、有段変速部20の各ATギヤ段に対してそれぞれ1または複数種類を成立させるように割り当てられる。例えば、図4は、ギヤ段割当(ギヤ段割付)テーブルの一例であり、AT1速ギヤ段に対して模擬1速ギヤ段−模擬3速ギヤ段が成立させられ、AT2速ギヤ段に対して模擬4速ギヤ段−模擬6速ギヤ段が成立させられ、AT3速ギヤ段に対して模擬7速ギヤ段−模擬9速ギヤ段が成立させられ、AT4速ギヤ段に対して模擬10速ギヤ段が成立させられるように予め定められている。図5は、図3と同じ共線図上において有段変速部20のATギヤ段がAT2速ギヤ段のときに、模擬4速ギヤ段−模擬6速ギヤが成立させられる場合を例示したものであり、出力軸回転速度ωoに対して所定の変速比γtを実現するエンジン回転速度ωeとなるように無段変速部18が制御されることによって、各模擬ギヤ段が成立させられる。
図1に戻り、車両10は、更に、エンジン14、無段変速部18、および有段変速部20などの制御に関連する車両10の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置80を備えている。よって、図1は、電子制御装置80の入出力系統を示す図であり、また、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。電子制御装置80は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに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車両10の各種制御を実行する。電子制御装置80は、必要に応じてエンジン制御用、変速制御用等に分けて構成される。
電子制御装置80には、車両10に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ60、MG1回転速度センサ62、MG2回転速度センサ64、出力軸回転速度センサ66、アクセル開度センサ68、スロットル弁開度センサ70、Gセンサ72、シフトポジションセンサ74、バッテリセンサ76、潤滑油温センサ78など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン回転速度ωe、第1電動機MG1の回転速度であるMG1回転速度ωg、AT入力軸回転速度ωiであるMG2回転速度ωm、車速Vに対応する出力軸回転速度ωo、運転者の加速操作の大きさを表す運転者の加速操作量(すなわちアクセルペダルの操作量)であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、車両10の前後加速度G、車両10に備えられたシフト操作部材としてのシフトレバー56の操作位置(操作ポジション)POSsh、バッテリ52のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbat、係合装置CBを潤滑する潤滑油の潤滑油温Toilなど)が、それぞれ供給される。なお、油圧制御回路54では、係合装置CBの油圧アクチュエータ等に元圧として供給されるライン圧を調圧するレギュレータバルブ等から排出される余剰油が、潤滑油として係合装置CB等に供給されており、潤滑油温センサ78は、その潤滑油が供給される油路に取り付けられている。
また、電子制御装置80からは、車両10に備えられた各装置(例えばスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等のエンジン制御装置58、インバータ50、油圧制御回路54など)に各種指令信号(例えばエンジン14を制御するためのエンジン制御指令信号Se、第1電動機MG1および第2電動機MG2を制御するための電動機制御指令信号Smg、係合装置CBの作動状態を制御するための(すなわち有段変速部20の変速を制御するための)油圧制御指令信号Satなど)が、それぞれ出力される。この油圧制御指令信号Satは、例えば係合装置CBの各々の油圧アクチュエータへ供給される各係合油圧Pcbを調圧する各ソレノイドバルブSL1−SL4等を駆動するための指令信号(駆動電流)であり、油圧制御回路54へ出力される。なお、電子制御装置80は、各油圧アクチュエータへ供給される各係合油圧Pcbの値に対応する油圧指令値(指示圧)を設定し、その油圧指令値に応じた駆動電流を出力する。
シフトレバー56の操作ポジションPOSshは、例えばP,R,N,D操作ポジションである。P操作ポジションは、変速機40がニュートラル状態とされ(例えば係合装置CBの何れもの解放によって有段変速部20が動力伝達不能なニュートラル状態とされ)且つ機械的に出力軸22の回転が阻止(ロック)された、変速機40のパーキングポジション(Pポジション)を選択するパーキング操作ポジションである。R操作ポジションは、有段変速部20のAT1速ギヤ段が形成された状態で後進用のMG2トルクTmRによる車両10の後進走行を可能とする、変速機40の後進走行ポジション(Rポジション)を選択する後進走行操作ポジションである。N操作ポジションは、変速機40がニュートラル状態とされた、変速機40のニュートラルポジション(Nポジション)を選択するニュートラル操作ポジションである。D操作ポジションは、有段変速部20のAT1速ギヤ段−AT4速ギヤ段の総てのATギヤ段を用いて(例えば模擬1速ギヤ段−模擬10速ギヤ段の総ての模擬ギヤ段を用いて)自動変速制御を実行して前進走行を可能とする、変速機40の前進走行ポジション(Dポジション)を選択する前進走行操作ポジションである。従って、シフトレバー56が例えばD操作ポジションからR操作ポジションへ切り替えられると(すなわちD→R操作ポジションとなるシフト操作であるD→R操作が為されると)、変速機40に対してDポジションからRポジションへの切替え要求が為される(つまり前進走行から後進走行への切替えが要求される)。このように、シフトレバー56は、人為的に操作されることで変速機40のシフトポジションの切替え要求を受け付ける切替操作部材として機能する。
電子制御装置80は、例えばバッテリ充放電電流Ibatおよびバッテリ電圧Vbatなどに基づいてバッテリ52の充電状態(充電容量)SOCを算出する。また、電子制御装置80は、例えばバッテリ温度THbatおよびバッテリ52の充電容量SOCに基づいて、バッテリ52の入力電力の上限を規定する充電可能電力(入力可能電力)Win、およびバッテリ52の出力電力の上限を規定する放電可能電力(出力可能電力)Woutを算出する。充放電可能電力Win,Woutは、例えばバッテリ温度THbatが常用域より低い低温域ではバッテリ温度THbatが低い程低くされ、また、バッテリ温度THbatが常用域より高い高温域ではバッテリ温度THbatが高い程低くされる。また、充電可能電力Winは、例えば充電容量SOCが大きな領域では充電容量SOCが大きい程小さくされる。また、放電可能電力Woutは、例えば充電容量SOCが小さな領域では充電容量SOCが小さい程小さくされる。
電子制御装置80は、車両10における各種制御を実現するために、AT変速制御手段すなわちAT変速制御部82、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部84、トルク制御手段すなわちトルク制御部86、および潤滑油温判定手段すなわち潤滑油温判定部88を、機能的に備えている。
AT変速制御部82は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係(例えばATギヤ段変速マップ)を用いて有段変速部20の変速判断を行い、必要に応じて有段変速部20の変速制御を実行して有段変速部20のATギヤ段を自動的に切り替えるように、ソレノイドバルブSL1−SL4により係合装置CBの係合解放状態を切り替えるための油圧制御指令信号Satを油圧制御回路54へ出力する。上記ATギヤ段変速マップは、例えば出力軸回転速度ωo(ここでは車速Vなども同意)およびアクセル開度θacc(ここでは要求駆動トルクTdemやスロットル弁開度θthなども同意)を変数とする二次元座標上に、有段変速部20の変速が判断されるための変速線(アップシフト線およびダウンシフト線)を有する所定の関係である。
ハイブリッド制御部84は、エンジン14の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部としての機能と、インバータ50を介して第1電動機MG1および第2電動機MG2の作動を制御する電動機制御手段すなわち電動機制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン14、第1電動機MG1、および第2電動機MG2によるハイブリッド駆動制御等を実行する。ハイブリッド制御部84は、予め定められた関係(例えば駆動力マップ)にアクセル開度θaccおよび車速Vを適用することで要求駆動パワーPdem(見方を換えれば、そのときの車速Vにおける要求駆動トルクTdem)を算出する。ハイブリッド制御部84は、バッテリ52の充放電可能電力Win,Wout等を考慮して、要求駆動パワーPdemを実現するように、エンジン14、第1電動機MG1、および第2電動機MG2を制御する指令信号(エンジン制御指令信号Seおよび電動機制御指令信号Smg)を出力する。エンジン制御指令信号Seは、例えばそのときのエンジン回転速度ωeにおけるエンジントルクTeを出力するエンジンパワーPeの指令値である。電動機制御指令信号Smgは、例えばエンジントルクTeの反力トルク(そのときのMG1回転速度ωgにおけるMG1トルクTg)を出力する第1電動機MG1の発電電力Wgの指令値であり、また、そのときのMG2回転速度ωmにおけるMG2トルクTmを出力する第2電動機MG2の消費電力Wmの指令値である。
ハイブリッド制御部84は、例えば無段変速部18を無段変速機として作動させて変速機40全体として無段変速機として作動させる場合、エンジン最適燃費点等を考慮して、要求駆動パワーPdemを実現するエンジンパワーPeが得られるエンジン回転速度ωeとエンジントルクTeとなるように、エンジン14を制御すると共に第1電動機MG1の発電電力Wgを制御することで、無段変速部18の無段変速制御を実行して無段変速部18の変速比γ0を変化させる。この制御の結果として、無段変速機として作動させる場合の変速機40の変速比γtが制御される。
ハイブリッド制御部84は、例えば無段変速部18を有段変速機のように変速させて変速機40全体として有段変速機のように変速させる場合、予め定められた関係(例えば模擬ギヤ段変速マップ)を用いて変速機40の変速判断を行い、AT変速制御部82による有段変速部20のATギヤ段の変速制御と協調して、複数の模擬ギヤ段を選択的に成立させるように無段変速部18の変速制御を実行する。複数の模擬ギヤ段は、それぞれの変速比γtを維持できるように出力軸回転速度ωoに応じて第1電動機MG1によりエンジン回転速度ωeを制御することによって成立させることができる。各模擬ギヤ段の変速比γtは、出力軸回転速度ωoの全域に亘って必ずしも一定値である必要はなく、所定範囲で変化させても良いし、各部の回転速度の上限や下限等によって制限が加えられても良い。
上記模擬ギヤ段変速マップは、ATギヤ段変速マップと同様に出力軸回転速度ωoおよびアクセル開度θaccをパラメータとして予め定められている。図6は、模擬ギヤ段変速マップの一例であって、実線はアップシフト線であり、破線はダウンシフト線である。模擬ギヤ段変速マップに従って模擬ギヤ段が切り替えられることにより、無段変速部18と有段変速部20とが直列に配置された変速機40全体として有段変速機と同様の変速フィーリングが得られる。変速機40全体として有段変速機のように変速させる模擬有段変速制御は、例えば運転者によってスポーツ走行モード等の走行性能重視の走行モードが選択された場合や要求駆動トルクTdemが比較的大きい場合に、変速機40全体として無段変速機として作動させる無段変速制御に優先して実行するだけでも良いが、所定の実行制限時を除いて基本的に模擬有段変速制御が実行されても良い。
ハイブリッド制御部84による模擬有段変速制御と、AT変速制御部82による有段変速部20の変速制御とは、協調して実行される。本実施例では、AT1速ギヤ段−AT4速ギヤ段の4種類のATギヤ段に対して、模擬1速ギヤ段−模擬10速ギヤ段の10種類の模擬ギヤ段が割り当てられている。このようなことから、模擬3速ギヤ段と模擬4速ギヤ段との間での変速(模擬3⇔4変速と表す)が行われるときにAT1速ギヤ段とAT2速ギヤ段との間での変速(AT1⇔2変速と表す)が行なわれ、また、模擬6⇔7変速が行われるときにAT2⇔3変速が行なわれ、また、模擬9⇔10変速が行われるときにAT3⇔4変速が行なわれる(図4参照)。そのため、模擬ギヤ段の変速タイミングと同じタイミングでATギヤ段の変速が行なわれるように、ATギヤ段変速マップが定められている。具体的には、図6における模擬ギヤ段の「3→4」、「6→7」、「9→10」の各アップシフト線は、ATギヤ段変速マップの「1→2」、「2→3」、「3→4」の各アップシフト線と一致している(図6中に記載した「AT1→2」等参照)。また、図6における模擬ギヤ段の「3←4」、「6←7」、「9←10」の各ダウンシフト線は、ATギヤ段変速マップの「1←2」、「2←3」、「3←4」の各ダウンシフト線と一致している(図6中に記載した「AT1←2」等参照)。または、図6の模擬ギヤ段変速マップによる模擬ギヤ段の変速判断に基づいて、ATギヤ段の変速指令をAT変速制御部82に対して出力するようにしても良い。このように、AT変速制御部82は、有段変速部20のATギヤ段の切替えを、模擬ギヤ段が切り替えられるときに行う。模擬ギヤ段の変速タイミングと同じタイミングでATギヤ段の変速が行なわれるため、エンジン回転速度ωeの変化を伴って有段変速部20の変速が行なわれるようになり、その有段変速部20の変速に伴うショックがあっても運転者に違和感を与え難くされる。
ハイブリッド制御部84は、走行モードとして、モータ走行モード或いはハイブリッド走行モードを走行状態に応じて選択的に成立させる。例えば、ハイブリッド制御部84は、要求駆動パワーPdemが予め定められた閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、モータ走行モードを成立させる一方で、要求駆動パワーPdemが予め定められた閾値以上となるエンジン走行領域にある場合には、ハイブリッド走行モードを成立させる。また、ハイブリッド制御部84は、要求駆動パワーPdemがモータ走行領域にあるときであっても、バッテリ52の充電容量SOCが予め定められた閾値未満となる場合には、ハイブリッド走行モードを成立させる。
ハイブリッド制御部84は、シフトレバー56がR操作ポジションとされているときには、有段変速部20のAT1速ギヤ段が形成された状態で、アクセル開度θaccに応じて後進用のMG2トルクTmRを出力して後進走行を行う。
ここで、有段変速部20の低車速側ギヤ段へのコーストダウンシフトである、AT2速ギヤ段からAT1速ギヤ段へのコーストダウンシフト(2→1コーストダウンシフトと表す)における変速制御について説明する。コーストダウンシフトのようなパワーオフダウンシフトでは、ダウンシフト後のATギヤ段を形成する係合側係合装置の係合トルクTcbが発生させられていない状態では、AT入力軸回転速度ωiをダウンシフト前の同期回転速度ωisyca(=ωo×ダウンシフト前の変速比γata)からダウンシフト後の同期回転速度ωisycb(=ωo×ダウンシフト後の変速比γatb)へ上昇させられない。これに対して、例えば係合側係合装置の係合トルクTcbを発生させることで、または、有段変速部20の入力軸(すなわち中間伝達部材30)に入力されるAT入力軸トルクTiを要求入力トルクよりも一時的に増大させることで、AT入力軸回転速度ωiをダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに向けて上昇させてダウンシフトを進行させることができる。本実施例では、2→1コーストダウンシフトにおける通常時制御として、解放側係合装置(ブレーキB1)および係合側係合装置(ブレーキB2)の何れにも係合トルクTcbを発生させないクラッチフリーの状態にて、AT入力軸トルクTiを一時的に増大させることでダウンシフトを進行させるという態様を採用する。
そのため、AT変速制御部82は、2→1コーストダウンシフトに際して、第2電動機MG2の前進用のMG2トルクTmFを一時的に増大させて(例えばMG2トルクTmFを一時的に増大させる指令をハイブリッド制御部84へ出力して)有段変速部20へ付与されるAT入力軸トルクTiを一時的に増大させることにより、AT入力軸回転速度ωiをダウンシフト前の同期回転速度ωisyca(すなわちAT2速ギヤ段における同期回転速度ωisyc2(=ωo×AT2速ギヤ段の変速比γat2))からダウンシフト後の同期回転速度ωisycb(すなわちAT1速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1(=ωo×AT1速ギヤ段の変速比γat1))に向かって上昇させる回転同期制御を実行し、AT入力軸回転速度ωiが所定回転速度に達すると、2→1ダウンシフト前には解放されていた係合側係合装置(ブレーキB2)を係合する、2→1コーストダウンシフトにおける変速制御を実行する。前記所定回転速度は、例えば係合側係合装置を急係合してもショックが抑制される程にAT入力軸回転速度ωiが上昇したと判断できるための予め定められた閾値であって、AT1速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1、または、その同期回転速度ωisyc1よりも低い、同期回転速度ωisyc1近傍の値である。
AT変速制御部82は、前進用のMG2トルクTmFを一時的に増大させてAT入力軸トルクTiを要求入力トルクよりも一時的に増大させる。この要求入力トルクは、例えば要求駆動トルクTdemを中間伝達部材30上の値に換算した値である。コーストダウンシフトではアクセルオフとされているので、要求入力トルクとしては、例えば車両10がゆっくり動くクリープ現象を生じさせる所謂クリープトルクが得られる程度のトルクである。
図7は、2→1コーストダウンシフトにおける通常時制御を説明するためのタイムチャートの一例を示す図である。図7において、t1時点は、2→1コーストダウンシフトが判断された時点を示している(ATギヤ段の破線参照)。t2時点は、2→1コーストダウンシフトの変速出力が開始された時点を示している(ATギヤ段の実線参照)。変速出力が開始されると、解放側係合装置の係合トルクTcbに相当する実線で示す指示圧(解放油圧)が急速に低下させられて解放側係合装置が解放されると共に、係合側係合装置の係合トルクTcbに相当する破線で示す指示圧(係合油圧)が係合側係合装置のパック詰めのための油圧パターンとされて係合側係合装置が係合トルクTcbを持つ直前の状態で待機させられる(A部参照)。そして、解放側係合装置および係合側係合装置が何れも係合トルクTcbを持っていない状態で、AT入力軸トルクTiを要求入力トルクよりも一時的に増大させる回転同期制御が実行される(B部参照)。AT入力軸トルクTiの破線で示したベース入力トルクは、要求入力トルクから中間伝達部材30上での被駆動トルク(駆動輪28から入力されるトルク)を減算したトルクである。被駆動トルクは車速Vの低下と共に減少するので、要求入力トルクが変わらなければ、ベース入力トルクは車速Vの低下と共に増加する。
回転同期制御によりAT入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに向けて上昇し始めたことでイナーシャ相が開始され(t3時点参照)、変速が進行させられる(C部参照)。AT入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbと略同期した状態となる所定回転速度に達すると、破線で示す係合側係合装置の係合油圧が急速に上昇させられて係合側係合装置が係合される(t4時点の少し前の時点−t4時点参照)。係合側係合装置の係合完了後、回転同期制御が終了させられる(t4時点以降参照)。ここで、AT入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbと略同期した状態で係合側係合装置が係合されるので、係合側係合装置が急係合されてもショックの発生が抑制される(t4時点後の前後加速度Gの変化参照)。
ところで、有段変速部20のコーストダウンシフトに際して、解放側係合装置および係合側係合装置の何れにも係合トルクTcbを発生させないクラッチフリーの状態であっても、係合装置CBにおいて潤滑油の潤滑油温Toilに応じたクラッチトルクTcbが発生する。有段変速部20の係合装置CBは、何れも複数枚の摩擦板から構成される摩擦係合要素を有しており、摩擦板間には潤滑油が供給される。従って、係合装置CBが解放状態とされても、隣り合う摩擦板が相対回転すると、隣り合う摩擦板の間において、その摩擦板間に存在する潤滑油の粘度による引摺トルクが発生する。また、有段変速部20全体としても、各係合装置CBで発生する引摺トルクによるAT引摺トルクTlossが発生する。このAT引摺トルクTlossは、有段変速部20のAT入力軸回転速度ωiをAT入力軸トルクTiによって上昇させる際には、その上昇を妨げる方向に作用する引摺損失となる。また、潤滑油温Toilが低くなるほど潤滑油の粘度が高くなることから、AT引摺トルクTlossは、潤滑油温Toilが低くなるほど増加する。従って、潤滑油温Toilが低温の状態にあると、コーストダウンシフト中に有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossが大きくなることから、常温時と同じAT入力軸トルクTiが有段変速部20に入力されると、有段変速部20のAT入力軸回転速度ωiを上昇させることができず、イナーシャ相において変速の停滞または逆進が発生する虞がある。
図8は、潤滑油の油温Toilが低温状態において、2→1コーストダウンシフトがためされたときの制御を説明するためのタイムチャートであって、イナーシャ相中において常温時と同じAT入力軸トルクTiが有段変速部20に入力された場合を示している。図8において、t1時点は、2→1コーストダウンシフトが判断された時点を示している(ATギヤ段の破線参照)。t2時点は、2→1コーストダウンシフトの変速出力が開始された時点を示している(ATギヤ段の実線参照)。t3時点は、イナーシャ相が開始された時点を示している。t3時点以降では、常温時と同じ大きさのAT入力軸トルクTiが有段変速部20に入力されている(A部参照)。このとき、潤滑油温Toilが低温であることに関連して、有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossが増大し、イナーシャ相の途中からAT引摺トルクTlossがAT入力軸トルクTiよりも大きくなる。このとき、イナーシャ相中の変速が停滞したり変速が逆進(回転速度低下)したりする(B部参照)。従って、AT入力軸回転速度ωiが、ダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに同期することが困難となる。
ここで、AT変速制御部82は、変速開始から所定時間経過しても同期判定されない場合には、ダウンシフトを完了させるために、係合側係合装置の係合油圧を引き上げて係合トルクTcbを発生させることで、回転同期させるバックアップ制御を機能的に備えている。低温時にあっては、変速が停滞(または逆進)することから前記バックアップ制御が作動し、係合側係合装置が急係合させられる(C部参照)。結果として、有段変速部20の急係合による引き込みや係合ショック(同期ショック)などの変速ショックが発生する(D部参照)。
これに対して、本実施例では、コーストダウンシフトに際して、回転同期制御中に有段変速部20に付与されるAT入力軸トルクTiの大きさを、有段変速部20の潤滑油温Toilに基づき変更するトルク制御部86を機能的に備えている。
トルク制御部86は、イナーシャ相開始後の回転同期制御の実行中に第2電動機MG2から付与されるAT入力軸トルクTiの大きさを、有段変速部20の潤滑油温Toilに基づいて変更するものであり、具体的には、潤滑油温Toilが後述する所定値αよりも低いときは、その所定値αよりも高いときに比べてAT入力軸トルクTiを大きくする。このように、潤滑油温Toilの低温時は、AT入力軸トルクTiが大きくなることで、コーストダウンシフトにおける変速の停滞および逆進が抑制される。
潤滑油温判定部88は、有段変速部20の係合装置CB(摩擦係合要素)に供給される潤滑油の潤滑油温Toilを検出し、潤滑油温Toilが予め設定されている所定値α以下か否かを判定する。この潤滑油温Toilの所定値αは、予め実験的または解析的に求められる値であり、例えば、コーストダウンシフト中に予め設定されているAT入力軸トルクTi(以下、基準入力軸トルクTist)を有段変速部20に付与した場合において、変速開始から所定時間経過しても回転同期しない(すなわち変速が停滞する)潤滑油温Toilの閾値またはその近傍の値に設定されている。基準入力軸トルクTistは、潤滑油温Toilが車両走行に適した常温時において適用される値に設定されている。また、所定時間は、例えば前記バップアップ制御が作動する作動時間近傍の値に設定されている。
従って、潤滑油温Toilが所定値αよりも高い領域では、回転同期制御中に基準入力軸トルクTistが有段変速部20に付与されることで、適切にコーストダウンシフト(回転同期)が進行し、変速ショックは発生しない。このことから、潤滑油温Toilが所定値αよりも高い場合、トルク制御部86は、回転同期制御の実行時において有段変速部20に付与されるAT入力軸トルクTiを基準入力軸トルクTistとする。一方、潤滑油温Toilが所定値α以下では、回転同期制御中に基準入力軸トルクTistが有段変速部20に付与されると、バックアップ制御が作動してコーストダウンシフト中において変速ショックが発生する可能性がある。これを抑制するため、トルク制御部86は、潤滑油温Toilが所定値α以下では、回転同期制御中に有段変速部20に付与されるAT入力軸トルクTiを基準入力軸トルクTistよりも大きくする。
トルク制御部86は、イナーシャ相開始後におけるAT入力軸トルクTiの目標値(以下、目標入力軸トルクTi*)を設定し、AT入力軸トルクTiがその目標入力軸トルクTi*となるようにMG2トルクTmFを制御する。例えば、潤滑油温Toilが所定値αよりも高い場合、目標入力軸トルクTi*が基準入力軸トルクTistに設定される。一方、潤滑油温Toilが所定値αよりも低い場合には、目標入力軸トルクTi*が、基準入力軸トルクTistよりも大きい値であって、有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossよりも大きい値に設定される。
有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossは、実験等に基づいて求めることができる。目標入力軸トルクTi*は、AT引摺トルクTlossを考慮し、AT引摺トルクTlossによる変速の停滞や逆進が生じない大きさに設定されている。これより、目標入力軸トルクTi*は、AT引摺トルクTlossよりも大きい値となる。トルク制御部86は、イナーシャ相開始後において、目標入力軸トルクTi*を目標にしてAT入力軸トルクTiを制御することから、結果として、入力軸トルクTiがAT引摺トルクTlossよりも大きくなる。
また、AT引摺トルクTlossは、潤滑油温Toilが低くなるほど大きくなることから、目標入力軸トルクTi*についても、潤滑油温Toilに応じて変更される。例えば、トルク制御部86は、図9に示すような潤滑油温Toilをパラメータとする目標入力軸トルクTi*を求めるための関係マップを記憶しており、潤滑油温センサ78によって検出される潤滑油温Toilを前記関係マップに適用することで、潤滑油温Toilに応じた目標入力軸トルクTi*を決定する。図9の実線に示すように、潤滑油温Toilが所定値αよりも大きい領域(常温領域)では、目標入力軸トルクTi*が一定とされている。常温領域にあっては、有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossが小さく、ダウンシフトの進行が殆ど妨げられないためである。一方、潤滑油温Toilが所定値α以下の低温領域では、潤滑油温Toilが低くなるほど目標入力軸トルクTi*が大きくなっている。これは、潤滑油温Toilが低くなるほど、潤滑油の粘度が高くなることに関連して、有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossが大きくなるためである。
また、潤滑油温Toilに加えて、負側の前後加速度Gに対応する減速度G’を考慮して目標入力軸トルクTi*が決定される。図9において、実線は、減速度G’が予め設定されている所定値β以下(減速度小)の場合の目標入力軸トルクTi*を示し、一点鎖線は、減速度G’が所定値βを越える場合(減速度大)の目標入力軸トルクTi*を示している。図9に示すように、減速度G’が所定値βを越える場合(減速度大)は、減速度G’が所定値β以下の場合(減速度小)に比べて目標入力軸トルクTi*が小さくなっている。減速度G’が大きくなると、ダウンシフト後の同期回転速度ωisycbも低くなり、変速中の停滞や逆進が発生しにくくなるためである。よって、トルク制御部86は、イナーシャ相開始後において、減速度G’が大きい場合は小さい場合に比べて入力軸トルクTiを小さくする。また、図9にあっては、目標入力軸トルクTi*が減速度G’に応じて2段階に変更されているが、減速度G’に応じて目標入力軸トルクTi*がさらに細かく設定されていてもよく、目標入力軸トルクTi*が減速度G’に応じて連続的に変更される(減速度G’が大きくなるほど目標入力軸トルクTi*が小さくなる)ものであっても構わない。
トルク制御部86は、AT入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに回転同期したと判断される所定回転速度(またはその付近)に到達するまで、AT入力軸トルクTiを有段変速部20のAT引摺トルクTlossよりも大きい状態に維持する。すなわち、イナーシャ相開始時点から回転同期(または回転同期付近)までの間、AT入力軸トルクTiの目標入力軸トルクTi*が、有段変速部20のAT引摺トルクTlossよりも大きい値に設定される。これより、イナーシャ相中は、AT入力軸トルクTiがAT引摺トルクTlossよりも大きくなり、ダウンシフトの進行が停滞したり逆進することが抑制される。また、回転同期後は、目標入力軸トルクTi*が、例えばAT引摺トルクTlossに設定される。
また、例えばバッテリ52の充電容量SOCが所定値を下回る場合、およびバッテリ温度THbatが低温または高温の場合には、放電可能電力Woutが制限され、第2電動機MG2によって所望の目標入力軸トルクTi*を出力することが困難となる。このような場合には、トルク制御部86は、目標入力軸トルクTi*を出力するに際して、第2電動機MG2によるMG2トルクTmFの不足分を、エンジントルクTeで補う制御を実行する。トルク制御部86は、例えば、目標入力軸トルクTi*を出力するために必要なエンジントルクTeを出力する指令を、ハイブリッド制御部84を介して、または直接エンジン制御装置58に出力する。なお、第2電動機MG2の放電可能電力Woutが制限されている場合には、エンジン14のみで目標入力軸トルクTi*を出力させるものであっても構わない。
図10は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち有段変速部20のコーストダウン中に発生する変速ショックを抑制するための制御作動を説明するフローチャートであり、走行中において繰り返し実行される。図11は、図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。
図10において、AT変速制御部82の制御機能に対応するステップS1(以下、ステップを省略する)において、コーストダウンシフト(特には2→1コーストダウンシフト)中であるか否かが判定される。コーストダウンシフト中でない場合には、S1が否定されて本ルーチンが終了させられる。コーストダウンシフト中の場合には、S1が否定されてS2に進む。潤滑油温判定部88の制御機能に対応するS2では、潤滑油温Toilが所定値α以下か否かに基づいて潤滑油が低温状態にあるかが判定される。潤滑油温Toilが所定値αよりも高い場合には、S2が否定されてS4に進む。一方、潤滑油温Toilが所定値α以下である場合には、S2が肯定されてS3に進む。
トルク制御部86の制御機能に対応するS4では、有段変速部20のコーストダウンシフトに際して、回転同期制御中に有段変速部20に付与されるAT入力軸トルクTiを一時的に増大させることでダウンシフトを進行させる。このとき有段変速部20に入力されるAT入力軸トルクTiが、常温時(Toil>α)において予め設定されている基準入力軸トルクTistに制御される。すなわち、常温時(Toil>α)では、潤滑油温Toilに応じて入力軸トルクTiが変更されることはない。なお、S4は、図7で示した通常時制御が対応する。
トルク制御部86の制御機能に対応するS3では、有段変速部20のコーストダウンシフトに際して、回転同期制御中(イナーシャ相中)に有段変速部20に付与されるAT入力軸トルクTiが、潤滑油温Toilに応じて変更される。図11のt3時点において、イナーシャ相が開始され、このときAT入力軸トルクTiは、有段変速部20のAT引摺トルクTloss分を考慮した値に制御される。具体的には、AT入力軸トルクTiは、潤滑油温Toilの変化に拘わらず常温時と同じようにダウンシフトが進行する、AT引摺トルクTlossよりも大きな値に制御される(A部参照)。これより、イナーシャ相中におけるAT入力軸回転速度ωiを常温時と同じように変化させることができる(B部参照)。結果として、係合側係合装置の係合油圧が常温時と略同じタイミングで上昇し(C部参照)、変速の停滞や逆進が生じることなくバックアップ制御も作動しないため、常温時と変わらない変速ショックとすることができる(D部参照)。
上述のように、本実施例によれば、コーストダウンシフトに際して、有段変速部20の中間伝達部材30に付与されるAT入力軸トルクTiが、潤滑油温Toilが低いときは高いときに比べて大きくなるため、潤滑油温Toilが低油温時において有段変速部20のAT引摺トルクTloss(引摺損失)が増加しても、変速の進行に必要なトルクを確保することができ、潤滑油温Toilが高いときと同じように変速を進行させることができる。結果として、潤滑油温Toilが低油温時であっても、変速の停滞や逆進を抑制することができるため、有段変速部20の引摺損失の増加に起因する変速ショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。また、イナーシャ相開始後において、AT入力軸トルクTiが有段変速部20で発生するAT引摺トルクTlossよりも大きくなるため、イナーシャ相中における変速の停滞や逆進を抑制することができる。また、減速度G’が大きい場合は小さい場合に比べて、変速の停滞や逆進が生じにくくなるが、これに対して、減速度G’が大きい場合は小さい場合に比べてAT入力軸トルクTiが小さくなることで、過剰なAT入力軸トルクTiによる変速ショックを抑制できる。また、AT入力軸トルクTiの増加に伴う燃費悪化についても低減される。
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、無段変速部18と有段変速部20とを直列に備える車両10を例示したが、この態様に限らない。例えば、図12に示すような車両100であっても良い。車両100は、動力源としてエンジン102および電動機MGを備えた動力源部103と、車両用動力伝達装置104とからなる車両用駆動装置105を備えたハイブリッド車両である。図12において、動力伝達装置104は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース106内において、エンジン102側から順番に、クラッチK0、トルクコンバータ108、および有段変速部110等を備えている。また、動力伝達装置104は、差動歯車装置112、車軸114等を備えている。トルクコンバータ108のポンプ翼車108aは、クラッチK0を介してエンジン102と連結されていると共に、直接的に電動機MGと連結されている。トルクコンバータ108のタービン翼車108bは、有段変速部110と直接的に連結されている。動力伝達装置104において、エンジン102の動力および/または電動機MGの動力は、クラッチK0(エンジン102の動力を伝達する場合)、トルクコンバータ108、有段変速部110、差動歯車装置112、車軸114等を順次介して駆動輪116へ伝達される。有段変速部110は、遊星歯車式の自動変速機である。
または、車両100におけるエンジン102やクラッチK0やトルクコンバータ108を備えず、有段変速部110の入力側に直接的に電動機MGが連結されるような車両であっても良い。要は、有段変速部と、その有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部とを備えた車両用駆動装置であれば、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、有段変速部20は、前進4段の各ATギヤ段が形成される遊星歯車式の自動変速機であったが、この態様に限らない。例えば、有段変速部20は、複数の係合装置のうちの所定の係合装置の係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機であれば良い。
また、前述の実施例では、2→1コーストダウンを例示したが、この態様に限らない。例えば、3→2コーストダウンシフトや4→3コーストダウンにおいても本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、差動機構32は、3つの回転要素を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置の構成であったが、この態様に限らない。例えば、差動機構32は、複数の遊星歯車装置が相互に連結されることで4つ以上の回転要素を有する差動機構であっても良い。また、差動機構32は、ダブルプラネタリの遊星歯車装置であっても良い。また、差動機構32は、エンジン14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に第1電動機MG1および中間伝達部材30が各々連結された差動歯車装置であっても良い。
また、前述の実施例では、潤滑油温センサ78は、潤滑油が供給される油路に直接取り付けられていたが、潤滑油は、係合装置の油圧アクチュエータに供給される作動油と共通することから、例えば有段変速部20の下部に設けられているオイルパンに貯留される油の油温が、潤滑油温Toilとして検出されても構わない。
なお、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。
12:車両用駆動装置
20:有段変速部
30:入力軸(中間伝達部材)
39:動力源部
80:電子制御装置(制御装置)
CB:係合装置
MG2:第2電動機(電動機)

Claims (4)

  1. 複数の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比が段階的に成立させられる有段変速部と、該有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部と、を備え、前記有段変速部のコーストダウンシフトに際して、前記動力源部から付与される入力軸トルクにより、前記有段変速部の入力軸回転速度を変速前の同期回転速度から変速後の同期回転速度に向かって上昇させる回転同期制御を実行する車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記コーストダウンシフトに際して、前記回転同期制御の実行時における前記動力源部から付与される入力軸トルクの大きさを、前記有段変速部の潤滑油温に基づき変更し、該潤滑油温が低いときは高いときに比べて前記入力軸トルクを大きくするトルク制御部を備えた
    ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記トルク制御部は、イナーシャ相開始後において、前記入力軸トルクを前記有段変速部で発生する引摺トルクよりも大きくすることを特徴とする請求項1の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記トルク制御部は、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて前記入力軸トルクを小さくすることを特徴とする請求項1または2の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記動力源部は、電動機を含んで構成されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1の車両用駆動装置の制御装置。
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