JP2019031207A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Hirohide Kobayashi
寛英 小林
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Daisuke Suyama
大介 寿山
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Atsushi Kayukawa
篤史 粥川
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Mitsuru Maeda
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Abstract

【課題】、動力源と駆動輪との間に有段変速機を備える車両において、変速ショックの発生を抑制できる制御装置を提供する。【解決手段】ダウン変速判断時点に対して変速指令の出力を遅延することで、エンジン14の出力が安定した状態でダウン変速が実行されるため、変速ショックの発生を抑制することができる。ここで、ダウン変速判断時点から変速指令が出力されるまでの遅延時間Tdelayが大きくなると、変速ショックの発生が抑制される背反として変速応答性が低下する。これに対して、エンジン14の出力状態(エンジンパワーPe、要求エンジンパワーPedem)、イナーシャパワーPinert、クラッチ消費パワーPcb、バッテリ52の状態(充電可能電力Win)の少なくとも1つに基づいて遅延時間Tdelayが適切な値に調整されるため、遅延時間Tdelayの増加による変速応答性の低下についても抑制することができる。【選択図】図9

Description

本発明は、動力源と駆動輪との間に有段変速機を備える車両の、ダウン変速中の変速ショックの抑制に関するものである。
動力源と駆動輪との間に機械式の有段変速機を備える車両がよく知られている。例えば特許文献1に記載の車両がその1つである。特許文献1に記載の車両は、エンジンと、差動機構として機能する遊星歯車装置と、遊星歯車装置の各回転要素に動力伝達可能に連結されている第1電動機および第2電動機とを備えて構成されているハイブリッド車両である。また、特許文献1には、第1電動機および第2電動機の電流値に基づいて各電動機の出力トルクを算出し、算出された第1電動機のトルクおよび第2電動機のトルクに基づいて有段変速機の入力トルクを推定し、この入力トルクに基づいて有段変速機の変速に関与する係合装置の過渡油圧を制御する技術が開示されている。
特開2006−9942号公報
ところで、有段変速機のダウン変速中において、変速中の動力源の出力(ここでは、パワーおよびトルクの両方の概念を含む)の増加勾配が大きくなると、有段変速機のイナーシャ相中において有段変速機側に伝達される余剰な出力が発生し、この余剰な出力によって有段変速機の入力軸回転速度の上昇勾配が大きくなって吹きが発生し、これに起因して変速ショックが発生する虞がある。これに対して、特許文献1のようなハイブリッド車両では、第2電動機の回生制御によって有段変速機に伝達される余剰な出力を吸収することで、入力軸回転速度の上昇勾配を抑えて回転速度の吹きを抑制し、変速ショックの発生を抑制することができる。しかしながら、例えばバッテリの充電可能電力に制限がある場合には、第2電動機の回生量が制限されるため、余剰な出力を十分に吸収することができず、結果として変速ショックが発生する虞がある。
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、動力源と駆動輪との間に有段変速機を備える車両において、バッテリの充電可能電力に制限がある場合などでもダウン変速中の変速ショックの発生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)動力源と、その動力源と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、複数個の係合装置を含んで構成される有段変速機と、前記動力源と前記有段変速機との間に動力伝達可能に設けられている回生制御可能な回転機とを、備える車両の制御装置であって、(b)前記有段変速機のダウン変速判断時点に対して、変速指令の出力を遅延することで、前記有段変速機のパワーオンダウン変速中に発生する変速ショックを抑制する変速遅延制御部を備え、(c)前記変速遅延制御部は、前記動力源の出力状態、ダウン変速中に必要となるイナーシャパワー、ダウン変速中に前記係合装置で消費されるクラッチ消費パワー、および前記回転機と電力を授受するバッテリの状態のうちの少なくとも1つに基づいて、ダウン変速判断時点からの前記変速指令の出力の遅延時間を調整することを特徴とする。
また、第2発明の要旨とするところは、第1発明の車両の制御装置において、前記変速遅延制御部は、変速指令の出力を遅延しない場合の変速ショックの発生を判断し、変速ショックが発生しないと判断された場合には、前記変速指令の出力を遅延せず、変速ショックが発生すると判断された場合には、前記変速指令の出力を遅延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2発明の車両の制御装置において、前記変速遅延制御部は、前記動力源が停止している状態では、前記変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生しないものと判断し、前記有段変速機を制御する油圧制御回路内を流れる作動油の作動油温が、所定の低温閾値以下になると、前記変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するものと判断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発明の車両の制御装置において、前記変速遅延制御部は、前記バッテリの充電可能電力が大きくなるほど、前記遅延時間を短くすることを特徴とする。
また、第5発明の要旨とするところは、第1発明の車両の制御装置において、前記変速遅延制御部は、ダウン変速判断時点の前記動力源のパワーが大きくなるほど、前記遅延時間を短くすることを特徴とする。
また、第6発明の要旨とするところは、第1発明の車両の制御装置において、前記変速遅延制御部は、ダウン変速後の前記動力源の要求パワーが小さくなるほど、前記遅延時間を短くすることを特徴とする。
また、第7発明の要旨とするところは、第1発明の車両の制御装置において、前記車両は、前記動力源としてのエンジンと、第1回転機と、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第1回転要素、前記第1回転機に動力伝達可能に連結された第2回転要素、および前記有段変速機の入力軸に動力伝達可能に連結された第3回転要素から構成される差動機構と、前記第3回転要素に動力伝達可能に連結された前記回転機としての第2回転機とを、備えていることを特徴とする。
第1発明の車両の制御装置によれば、動力源の出力状態、イナーシャパワー、クラッチ消費パワー、および前記回転機と電力を授受するバッテリの状態のうちの少なくとも1つに基づいて、ダウン変速判断時点に対して変速指令の出力を遅延することで、動力源の出力が安定した状態でダウン変速が実行されるため、変速ショックの発生を抑制することができる。ここで、ダウン変速判断時点から変速指令が出力されるまでの遅延時間が長くなると、変速ショックの発生が抑制される背反として変速応答性が低下する。これに対して、動力源の出力状態、イナーシャパワー、クラッチ消費パワー、およびバッテリの状態のうちの少なくとも1つに基づいて遅延時間が適切な値に調整されるため、遅延時間の増加による変速応答性の低下についても抑制することができる。このように、動力源の出力状態、イナーシャパワー、クラッチ消費パワー、およびバッテリの状態のうちの少なくとも1つに基づいて、遅延時間が適切な値に調整されるため、変速ショックの発生を抑制しつつ、変速応答性の低下を抑制することができる。
また、第2発明の車両の制御装置によれば、変速指令の出力を遅延しなくても変速ショックが発生しないと判断された場合には、不要なダウン変速の遅延を回避することができるため、変速ショックの発生を抑制しつつ、変速応答性の低下を抑制することができる。
また、第3発明の車両の制御装置によれば、動力源が停止している状態では、ダウン変速中に動力源が始動しても動力源の出力が大きくは上昇しないことから、変速指令の出力を遅延しなくても変速ショックが発生しないと判断される。一方、作動油温が低温閾値以下の低温状態にある場合には、ダウン変速の制御精度が悪くなることから、変速指令の出力を遅延しない場合に、変速ショックが発生すると判断される。このように、動力源の停止および作動油の作動油温に基づいて、変速指令の出力を遅延しない場合の変速ショックの発生を予測することができる。
また、第4発明の車両の制御装置によれば、バッテリの充電可能電力が大きくなるほど、回転機の回生量を大きくすることができることから、回転機の回生制御による、ダウン変速中に発生する余剰な出力の吸収量も増加するため、遅延時間を短くしても、変速ショックの発生を抑制することができる。
また、第5発明の車両の制御装置によれば、ダウン変速判断時点の動力源のパワーが大きくなるほど、ダウン変速中における動力源のパワーの増加勾配が小さくなるため、遅延時間を短くしても、変速ショックの発生を抑制することができる。
また、第6発明の車両の制御装置によれば、ダウン変速後の動力源の要求パワーが小さくなるほど、ダウン変速中における動力源のパワーの増加勾配が小さくなるため、遅延時間を短くしても、変速ショックの発生を抑制することができる。
また、第7発明の車両の制御装置によれば、エンジンの動力が、第1回転機および有段変速機に分配され、有段変速機側に伝達される動力の一部を第2回転機の回生制御によって吸収することができる。従って、有段変速機パワーオンダウン変速中に、第2回転機の回生制御によって、有段変速機の入力軸回転速度の上昇勾配を適切に制御することができるが、例えばバッテリの容量が大きくなることで充電可能電力が制限されて第2回転機の回生量が制限されると、入力軸回転速度の上昇勾配を抑えることが困難になり、変速ショックの発生に繋がる。これに対して、ダウン変速判断時点からの遅延時間が適切に調整されることで、変速ショックの発生を抑制しつつ、遅延時間の増加による変速応答性の低下についても抑制することができる。
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機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。 電気式無段変速機と機械式有段変速機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。 図3と同じ共線図上に有段変速機のATギヤ段と変速機の模擬ギヤ段とを例示した図である。 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。 充電状態および遅延時間から構成される関係マップの一例である。 車速および遅延時間から構成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、すなわち有段変速機のダウン変速中に発生する変速ショックの発生および変速応答性の低下を抑制する制御作動を説明するためのフローチャートである。 図9のフローチャートに基づいて制御作動が実行されたときの作動結果を示すタイムチャートの一態様である。 図9のフローチャートに基づいて制御作動が実行されたときの作動結果を示すタイムチャートの他の態様である。 本発明の他の実施例に対応す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系統の要部を説明する図である。 図12の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち有段変速機のダウン変速中の変速性能の発生および変速応答性の低下を抑制する制御作動を説明するためのフローチャートである。
ここで、本明細書において、有段変速機の変速指令とは、有段変速機に備えられる係合装置のクラッチ油圧を制御する油圧制御回路への油圧制御指令に対応している。従って、油圧制御回路に油圧制御指令(変速指令)が出力されると、有段変速機の変速が開始される。
また、本明細書において、有段変速機のパワーオンダウン変速とは、例えばアクセルペダルの踏み込みによって、ダウン変速中の動力源の出力増加を伴うダウン変速に対応している。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。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為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、動力源として機能するエンジン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機18(以下、無段変速機18という)と、無段変速機18の出力側に連結された機械式有段変速機20(以下、有段変速機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、有段変速機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回転機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、有段変速機20へ伝達され、その有段変速機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、無段変速機18や有段変速機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θth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14の出力トルクであるエンジントルク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機18に連結されている。なお、エンジン14が、本発明の動力源に対応している。
無段変速機18は、第1回転機MG1と、エンジン14の動力を第1回転機MG1および無段変速機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回転機MG2とを備えている。無段変速機18は、第1回転機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回転機MG1は、差動用回転機(差動用電動機)に相当し、また、第2回転機MG2は、動力源として機能する回転機(電動機)であって、走行駆動用回転機に相当する。
無段変速機18において、エンジン14から出力される動力が、第1回転機MG1および中間伝達部材30へ分配される。また、第1回転機MG1によって発電された電力の一部または全部が、第2回転機MG2に供給される。第2回転機MG2は、第1回転機MG1の発電電力およびバッテリ52からの電力の少なくとも一方によって駆動し、中間伝達部材30に動力を伝達する。そして、中間伝達部材30に伝達された動力が、有段変速機20に入力される。このように、車両10は、走行用の動力源として、エンジン14および第2回転機MG2を備えたハイブリッド車両である。
第1回転機MG1および第2回転機MG2は、電動機(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回転機MG1および第2回転機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回転機MG1および第2回転機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回転機MG1および第2回転機MG2の各々に対して電力を授受する蓄電装置である。なお、第2回転機MG2が、本発明の回生制御可能な回転機に対応している。
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回転機MG1が動力伝達可能に連結され、リングギヤR0には第2回転機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。
有段変速機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機械式変速機構である。中間伝達部材30は、有段変速機20の入力軸としても機能する。有段変速機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の係合状態が切り替えられることにより変速される、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式或いは単板式の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クラッチ油圧PRcbによりそれぞれのトルク容量(係合トルク、クラッチトルクともいう)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(例えば有段変速機20に入力される入力トルクであるAT入力トルクTi)を伝達する為には、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(係合伝達トルク、クラッチ伝達トルクともいう)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)とクラッチ油圧PRcbとは、例えば係合装置CBのパック詰めに必要なクラッチ油圧PRcbを供給する領域を除けば、略比例関係にある。
有段変速機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。
有段変速機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(=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、有段式の自動変速機である。つまり、有段変速機20は、係合装置CBの何れかが選択的に係合されることで、ギヤ段が切り替えられる(すなわち変速が実行される)、有段式の自動変速機である。本実施例では、有段変速機20にて形成されるギヤ段をATギヤ段と称す。入力軸回転速度ωiは、有段変速機20の入力軸の回転速度(角速度)である有段変速機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回転機MG2は、有段変速機20に動力伝達可能に連結されていることから、入力軸回転速度ωiは、第2回転機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、入力軸回転速度ωiは、MG2回転速度ωmで表すことができる。出力軸回転速度ωoは、有段変速機20の出力軸22の回転速度であって、無段変速機18と有段変速機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。
有段変速機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機20のコーストダウン変速時に係合、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。有段変速機20のコーストダウン変速は、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変速が判断(要求)されたパワーオフダウン変速のうちで、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変速である。なお、係合装置CBが何れも解放されることにより、有段変速機20は、何れのAT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。
有段変速機20は、後述する電子制御装置80(特には有段変速機20の変速制御を実行する後述するAT変速制御部82)によって、ドライバー(運転者)のアクセル操作や車速V等に応じて係合装置CBのうちの(つまり変速前のATギヤ段を形成する所定の係合装置のうちの)解放側係合装置の解放と係合装置CBのうちの(つまり変速後のATギヤ段を形成する所定の係合装置のうちの)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(すなわち複数のATギヤ段が選択的に形成される)。つまり、有段変速機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変速(2→1ダウン変速と表す)では、図2の係合作動表に示すように、ダウン変速中に解放される解放側係合装置となるブレーキB1が解放されると共に、ダウン変速中に係合される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の解放油圧(解放過渡圧)やブレーキB2の係合油圧(係合過渡圧)が調圧制御される。
図3は、無段変速機18と有段変速機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、無段変速機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(すなわち有段変速機20の入力軸回転速度)を表すm軸である。また、有段変速機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、無段変速機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)が動力伝達可能に連結され、第2回転要素RE2に第1回転機MG1(図中の「MG1」参照)が動力伝達可能に連結され、中間伝達部材30と一体回転する第3回転要素RE3に第2回転機MG2(図中の「MG2」参照)が動力伝達可能に連結されて、エンジン14の回転を中間伝達部材30を介して有段変速機20へ伝達するように構成されている。無段変速機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、有段変速機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。有段変速機20では、係合装置CBの係合解放制御によって縦線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回転機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(AT入力トルクTi)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機20を介して駆動輪28へ伝達される。このとき、第1回転機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回転機MG1の発電電力Wgは、バッテリ52に充電されたり、第2回転機MG2にて消費される。第2回転機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。このように、有段変速機20に伝達されるAT入力トルクTiが、第1回転機MG1および第2回転機MG2によって制御される。
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回転機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回転機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機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機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、前進用の低車速側(ロー側)ギヤ段(例えばAT1速ギヤ段)を形成した状態で、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)とは正負が反対となる後進用の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)を第2回転機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、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。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回転機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、第1回転機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、中間伝達部材30が連結された(見方を換えれば第2回転機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、第1回転機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)としての無段変速機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回転機MG1とを有して、第1回転機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機18が構成される。無段変速機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、有段変速機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回転機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機20と無段変速機として作動させられる無段変速機18とで、無段変速機18(差動機構32も同意)と有段変速機20とが直列に配置された変速機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、無段変速機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機20と有段変速機のように変速させる無段変速機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、有段変速機20と無段変速機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、無段変速機18と有段変速機20とで形成されるトータル変速比であって、無段変速機18の変速比γ0と有段変速機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、例えば有段変速機20の各ATギヤ段と1または複数種類の無段変速機18の変速比γ0との組合せによって、有段変速機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と同じ共線図上に有段変速機20のATギヤ段と変速機40の模擬ギヤ段とを例示した図である。図5において、実線は、有段変速機20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る。変速機40では、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機18が制御されることによって、あるATギヤ段において異なる模擬ギヤ段が成立させられる。また、破線は、有段変速機20がAT3速ギヤ段のときに、模擬7速ギヤ段が成立させられる場合を例示したものである。変速機40では、ATギヤ段の切替えに合わせて無段変速機18が制御されることによって、模擬ギヤ段が切り替えられる。
また、車両10は、エンジン14、無段変速機18、および有段変速機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、油温センサ78、吸入空気量センサ79、冷却水温センサ81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回転機MG1の回転速度であるMG1回転速度ωg、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などのアクセル操作部材の操作量であるアクセル操作量)としてのアクセル開度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の油圧アクチュエータへ供給される作動油の温度である作動油温THoil、エンジン14の吸入空気量Qair、エンジン14の冷却水温Twなど)が、それぞれ供給される。
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を制御する為のエンジン制御指令信号Se、第1回転機MG1および第2回転機MG2を制御する為の回転機制御指令信号Smg、係合装置CBの作動状態を制御する為の(すなわち有段変速機20の変速を制御する為の)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クラッチ油圧PRcbを調圧する各ソレノイドバルブSL1−SL4等を駆動する為の指令信号(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、係合装置CBの狙いの係合トルクTcbを得る為の、各油圧アクチュエータへ供給される各クラッチ油圧PRcbの値に対応する油圧指令値(指示圧ともいう)を設定し、その油圧指令値に応じた油圧制御指令としての駆動電流を出力する。
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の充電状態を示す値(以下、充電状態SOC[%]という)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の充電状態SOC(充電容量ともいう)に基づいて、バッテリ52のバッテリパワーPbatの使用可能な範囲を規定する(すなわちバッテリ52の入力電力の制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の出力電力の制限を規定する放電可能電力(出力可能電力)Woutである)、充放電可能電力Win,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が低い程小さくされ、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が高い程小さくされる。また、充電可能電力Winは、例えば充電状態SOCが大きな領域では充電状態SOCが大きい程小さくされる。また、放電可能電力Woutは、例えば充電状態SOCが小さな領域では充電状態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為に、変速制御手段としてのAT変速制御手段としてのAT変速制御部82、およびハイブリッド制御手段としてのハイブリッド制御部84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)を用いて有段変速機20の変速判断を行い、必要に応じて有段変速機20の変速制御を実行して有段変速機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、有段変速機20の変速が判断されるための変速線(アップ変速線およびダウン変速線)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回転機MG1および第2回転機MG2の作動を制御する回転機制御手段すなわち回転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回転機MG1、および第2回転機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回転機MG1、および第2回転機MG2を制御する指令信号(エンジン制御指令信号Seおよび回転機制御指令信号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(エンジン出力Peともいう)の指令値(要求エンジンパワーPedem)である。回転機制御指令信号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回転機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回転機MG2の消費電力Wmの指令値である。なお、エンジンパワーPeが、本発明の動力源のパワーに対応し、要求エンジンパワーPedemが、本発明の動力源の要求パワーに対応している。
ハイブリッド制御部84は、例えば無段変速機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回転機MG1の発電電力Wgを制御することで、無段変速機18の無段変速制御を実行して無段変速機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、例えば無段変速機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による有段変速機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機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回転機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、実線はアップ変速線であり、破線はダウン変速線である。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、無段変速機18と有段変速機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による有段変速機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」の各アップ変速線は、ATギヤ段変速マップの「1→2」、「2→3」、「3→4」の各アップ変速線と一致している(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」の各ダウン変速線は、ATギヤ段変速マップの「1←2」、「2←3」、「3←4」の各ダウン変速線と一致している(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、有段変速機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機20の変速が行なわれるようになり、その有段変速機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。
AT変速制御部82は、アクセルペダルの踏み込みに伴って、車両状態がATギヤ段変速マップに規定されているダウン変速線を跨いたことを判定すると、有段変速機20のダウン変速の実行を判断し、有段変速機20のダウン変速を実行する。このアクセルペダルの踏み込みによってエンジンパワーPeの増加を伴うダウン変速(所謂パワーオンダウン変速)では、変速の進行がダウン変速中に解放される解放側係合装置の解放油圧Poff(解放過渡圧)によって専ら制御される。
ところで、エンジンパワーPeの増加を伴う有段変速機20のパワーオンダウン変速において、変速応答性を重視するため、ダウン変速の判断時点(以下、ダウン変速判断時点)と同時または略同時に変速指令が出力されると、ダウン変速中にエンジンパワーPeが増大して余剰パワーが発生し、この余剰パワーによって、イナーシャ相中のエンジン回転速度ωeおよび有段変速機20の入力軸回転速度ωiの上昇勾配が大きくなって回転速度の吹きが発生し、この吹きに起因してダウン変速中の変速ショックが発生する虞がある。これに対して、車両10では、エンジンパワーPeの余剰分(余剰パワー)を、第2回転機MG2の回生制御によって吸収することで、変速ショックの発生を抑制することができる。しかしながら、例えばバッテリ52のバッテリパワーPbatが制限(具体的には、充電可能電力Winが制限)されることによって、第2回転機MG2の回生制御による回生量(発電量)が制限される場合、ダウン変速中の余剰パワーを吸収しきれず、結果として変速ショックが発生する虞がある。
これに対して、電子制御装置80は、有段変速機20のダウン変速判断時点に対して、変速指令の出力を遅延時間Tdelayだけ遅延することで、有段変速機20のパワーオンダウン変速(以下、ダウン変速はパワーオンダウン変速のことを意味する)中に発生する変速ショックを抑制する変速遅延制御部86を機能的に備えている。遅延時間Tdelayが設定されると、ダウン変速判断時点から遅延時間Tdelay経過後に油圧制御回路54に変速指令が出力される。すなわちダウン変速判断時点から遅延時間Tdelay経過後に有段変速機20のダウン変速が開始される。従って、イナーシャ相中において、遅延時間Tdelayが設定されない場合に比べてエンジンパワーPeが安定する(すなわちエンジンパワーPeの増加勾配が小さくなる)ため、エンジン回転速度ωeおよび入力軸回転速度ωiの上昇勾配の増加による吹きも抑制されて変速ショックの発生が抑制される。
ここで、遅延時間Tdelayが長くなるほど、変速ショックが小さくなるものの、遅延時間Tdelayに比例してダウン変速の開始が遅延されるため、ダウン変速の応答性が低下(所謂ヘジテーション)する虞がある。これに対して、変速遅延制御部86は、後述する各種パラメータに基づいて、遅延時間Tdelayを、変速ショックが発生しない範囲で変速応答性の低下も最小限となる値に調整することで、変速ショックの発生を抑制しつつ、ダウン変速の応答性低下についても抑制する。以下、変速遅延制御部86による遅延時間Tdelayの決定方向について説明する。
変速遅延制御部86は、有段変速機20のダウン変速判断時点におけるエンジンパワーPe、ダウン変速後の要求エンジンパワーPedem、有段変速機20の係合装置CBのうちダウン変速中に主に係合状態が切り替えられる係合装置において消費されるクラッチ消費パワーPcb、ダウン変速中(特にはイナーシャ相中)に必要となるイナーシャパワーPinert、およびバッテリ52の充電可能電力Winのうちの少なくとも1つに基づいて、変速指令の出力の遅延量である遅延時間Tdelayを調整する。なお、エンジンパワーPeならびに要求エンジンパワーPedemが、本発明の動力源の出力状態に対応し、バッテリ52の充電可能電力Winが、本発明のバッテリの状態に対応している。
エンジンパワーPeは、例えばアクセル開度θthおよびエンジン回転速度ωeから構成されるエンジンパワーPeを求めるための公知の関係マップから求めることができる。また、ダウン変速判断時点におけるエンジンパワーPeが大きいときは、小さいときと比べてダウン変速中のエンジンパワーPeの増加勾配が小さいと予測される。従って、ダウン変速判断時点のエンジンパワーPeが大きいときは、エンジンパワーPeが小さいときに比べてダウン変速中のエンジンパワーPeの増加勾配が小さいことから、変速ショックが低減される。
このことから、ダウン変速判断時点のエンジンパワーPeが大きいときは、小さいときと比べて遅延時間Tdelayが短くされても、変速ショックは発生しない。従って、ダウン変速判断時点のエンジンパワーPeが大きくなるほど、遅延時間Tdelayを短くすることができる。
ダウン変速後の要求エンジンパワーPedemは、例えばアクセル開度θaccおよびダウン変速後のエンジン14の目標エンジン回転速度Ne*から推定される。また、ダウン変速後の要求エンジンパワーPedemが小さいときは、大きいときと比べてダウン変速中のエンジンパワーPeの増加勾配が小さいと予測される。従って、要求エンジンパワーPedemが小さいときは、要求エンジンパワーPdemが大きいときに比べてダウン変速中のエンジンパワーPeの増加勾配が小さいことから、変速ショックが低減される。
このことから、ダウン変速判断時点の要求エンジンパワーPedemが小さいときは、大きいときと比べて遅延時間Tdelayが短くされても、変速ショックは発生しない。従って、ダウン変速判断時点の目標エンジンパワーPe*が小さくなるほど、遅延時間Tdelayを短くすることができる。
ダウン変速中の係合装置CBのクラッチ消費パワーPcbは、係合中の摩擦によって発生する摩擦熱をはじめとする係合装置CBで消費されるパワーである。クラッチ消費パワーPcbは、ダウン変速中の油圧指示値(油圧指令値)と相関関係にあり、この油圧指示圧は、変速パターン(変速前後のAT変速ギヤ段)、車速V、アクセル開度θacc、オイルの作動油温THoilに応じて変更される。これに関連して、ダウン変速中のクラッチ消費パワーPcbを、変速パターン、車速V、アクセル開度θacc、作動油温THoilなどに基づいて推定することができる。例えば、変速パターン、車速V、アクセル開度θacc、作動油温THoilなどの各種パラメータから構成される、クラッチ消費パワーPcbを求めるための関係マップが予め求められて記憶されており、この関係マップに上記各種パラメータを適用することで、ダウン変速中のクラッチ消費パワーPcbが推定される。
また、ダウン変速中のクラッチ消費パワーPcbが大きいときは、小さいときと比べて、ダウン変速中に増加するエンジンパワーPeのうちクラッチ消費パワーPcbによって消費される量が増加する。従って、ダウン変速中のクラッチ消費パワーPcbが大きいときは、小さいときと比べてダウン変速中に消費される量が増加する、すなわちダウン変速中に発生する余剰パワーの消費量が増加することから、変速ショックが低減される。
このことから、ダウン変速中のクラッチ消費パワーPcbが大きいときは、小さいときと比べて遅延時間Tdelayが短くされても、変速ショックは発生しない。従って、ダウン変速中のクラッチ消費パワーPcbが大きくなるほど、遅延時間Tdelayを短くすることができる。
ダウン変速中に必要となるイナーシャパワーPinertは、ダウン変速中のエンジン回転速度ωeの目標上昇勾配αe(すなわち目標角加速度αe)および入力軸回転速度ωiの目標上昇勾配αi(目標角加速度αi)と相関関係にあり、これら上昇勾配αe、αiは、変速前後のATギヤ段、変速後の目標エンジン回転速度ωe*、変速後の目標入力軸回転速度ωi*、車速V、アクセル開度θaccに応じて変更される。すなわち、イナーシャパワーPinertは、変速前後のATギヤ段、変速後の目標エンジン回転速度ωe*、変速後の目標入力軸回転速度ωi*、車速V、アクセル開度θaccなどに基づいて推定することができる。例えば、変速前後のATギヤ段、変速後の目標エンジン回転速度ωe*、変速後の目標入力軸回転速度ωi*、車速V、アクセル開度θaccなどの各種パラメータから構成される、イナーシャパワーPinertを求めるための関係マップが予め求められて記憶されており、この関係マップに上記各種パラメータを適用することで、ダウン変速中に必要となるイナーシャパワーPinertが推定される。
また、イナーシャパワーPinertが大きいときは、小さいときと比べて、ダウン変速中に増加するエンジンパワーPeのうちイナーシャパワーPinertによって消費される量が増加する。従って、ダウン変速中のイナーシャパワーPinertが大きいときは、小さいときと比べてダウン変速中に発生する余剰パワーの消費量が増加する、すなわちダウン変速中に発生する余剰パワーの消費量が増加することから、変速ショックが低減される。
このことから、ダウン変速中のイナーシャパワーPinertが大きいときは、小さいときと比べて遅延時間Tdelayが短くされても、変速ショックは発生しない。従って、ダウン変速中のイナーシャパワーPinertが大きくなるほど、遅延時間Tdelayを短くすることができる。
バッテリ52の充電可能電力Winは、バッテリ温度THbatおよび充電状態SOCに基づいて設定される。また、ダウン変速判断時点での充電可能電力Winが大きいときは、小さいときと比べて第2回転機MG2の回生量を大きくすることができるため、ダウン変速中の第2回転機MG2の回生制御による余剰パワーの吸収量も大きくすることができる。すなわち、ダウン変速判断時点の充電可能電力Winが大きいときは、充電可能電力Winが小さいときと比べて、余剰パワーの吸収量を大きくすることができることから、変速ショックを低減することができる。
このことから、ダウン変速判断時点のバッテリ52の充電可能電力Winが大きい場合には、小さい場合に比べて遅延時間Tdelayが短くされても、変速ショックは発生しない。従って、ダウン変速判断時点のバッテリ52の充電可能電力Winが大きいほど、遅延時間Tdelayを短くすることができる。
変速遅延制御部86は、上述したダウン変速判断時点のエンジンパワーPeと遅延時間Tdelayとの関係、ダウン変速後の要求エンジンパワーPedemと遅延時間Tdelayとの関係、ダウン変速中の有段変速機20の係合装置CBのクラッチ消費パワーPcbと遅延時間Tdelayとの関係、ダウン変速中に必要となるイナーシャパワーPinertと遅延時間Tdelayとの関係、およびバッテリ52の充電可能電力Winと遅延時間Tdelayとの関係に基づいて、適切な遅延時間Tdelayに調整する。なお、各種パラメータおよび各種パラメータに基づく遅延時間Tdelayは、ダウン変速判断時点において算出される。
遅延時間変速部86は、例えば、エンジンパワーPe、要求エンジンパワーPedem、クラッチ消費パワーPcb、イナーシャパワーPinert、および充電可能電力Winの各種パラメータの少なくとも1つから構成される、遅延時間Tdelayを求めるための関係マップを記憶しており、この関係マップに上記各種パラメータを適用することにより遅延時間Tdelayを決定する。この関係マップは、予め実験的または設計的に求められ、上述した各種パラメータと遅延時間Tdelayとの関係と同じ傾向を有している。また、関係マップにおいては、遅延時間Tdelayがゼロの場合も含んでいる。例えば、充電可能電力Winが十分に大きく、ダウン変速中に発生するエンジンパワーPeの余剰分を第2回転機MG2の回生制御によって全て吸収できると判断される場合には、関係マップにおいて、遅延時間Tdelayがゼロに設定されている。
また、関係マップは、1つに限られず複数存在しても構わない。例えば、上記各種パラメータ毎に関係マップが設定され、車両の走行状態に応じて使用される関係マップが選択され、選択された関係マップに基づいて遅延時間Tdelayを求めるものであっても構わない。
また、上記各種パラメータのうち優先されるパラメータが存在し、優先されるパラメータに他の各種パラメータを加味して遅延時間Tdelayが求められるものであっても構わない。具体的には、上記各種パラメータのうち例えば充電可能電力Winが優先される場合には、充電可能電力Winが取り得る範囲で複数の領域に分割され、この各領域毎に関係マップが設定される。そして、充電可能電力Winの値に応じた関係マップが選択され、選択された関係マップに基づいて遅延時間Tdelayが求められる。この場合には、各関係マップが充電可能電力Win以外の各種パラメータから構成されることとなる。また、上述した充電可能電力Winと遅延時間Tdelayとの関係と同様に、充電可能電力Winの大きい領域を規定する関係マップほど、充電可能電力Winの小さい領域を規定する関係マップに比べて、遅延時間Tdelayが相対的に短くなるように設定されている。なお、優先されるパラメータは、例えばエンジンパワーPeなど充電可能電力Win以外の他のパラメータであっても構わない。
また、例えばエンジンパワーPeおよび充電可能電力Winに基づいて関係マップが選択されるなど、2つ以上のパラメータから関係マップが切り分けられるものであっても構わない。例えば、エンジンパワーPeの領域および充電可能電力Winの領域から規定される複数の関係マップが設定され、エンジンパワーPeおよび充電可能電力Winに基づいて選択された関係マップから遅延時間Tdelayが求められるものであっても構わない。この場合には、各関係マップが、エンジンパワーPeおよび充電可能電力Win以外の各種パラメータから構成されることとなる。また、充電可能電力Winが大きい領域を規定している関係マップほど、充電可能電力Winが小さい領域を規定している関係マップに比べて、遅延時間Tdelayが相対的に短くなるように設定され、且つ、エンジンパワーPeが大きい領域を規定している関係マップほど、エンジンパワーPeが小さい領域を規定している関係マップに比べて、遅延時間Tdelayが相対的に短くなるように設定されている。なお、エンジンパワーPeおよび充電可能電力Win以外の各種パラメータから関係マップが切り分けられるものであっても構わない。
また、例えば、作動油温THoilが極低温領域にあり、係合装置CBのクラッチ油圧PRcbの制御性が悪い状態では、遅延時間Tdelayの推定精度も悪くなる。このような遅延時間Tdelayの推定精度が悪いと想定される走行状態では、ダウン変速中のエンジンパワーPeの増加勾配を低減し、変速ショックの発生の抑制を優先するため、推定精度が良好な走行状態に比べて遅延時間Tdelayを長くするものであっても構わない。なお、遅延時間Tdelayの推定精度が悪いと想定される走行状態かは、例えば作動油温THoilが所定値以下の低温領域であるかに基づいて判定される。
また、関係マップは、必ずしも上記各種パラメータから構成される必要はなく、各種パラメータと関連性がある代表値から構成されていても構わない。
例えば、充電可能電力Winは、充電状態SOC(充電容量)と関連性があることから、関係マップが、充電可能電力Winの代表値としての充電状態SOCおよび遅延時間Tdelayから構成されるものであっても構わない。図7は、充電状態SOCおよび遅延時間Tdelayから構成される関係マップの一例である。充電状態SOCが大きくなるほど、バッテリ52の充電可能電力Winは小さくなることから、ダウン変速中に増加するエンジンパワーPeのうち吸収できる量が小さくなる。結果として、変速ショックの発生を抑制するためには、図7に示すように、充電状態SOCが大きくなるほど、遅延時間Tdelayが長くなる。このように、充電可能電力Winの代表値としての充電状態SOCと遅延時間Tdelayとの関係マップから遅延時間Tdelayを決定することができる。
また、例えば、イナーシャパワーPinertは、車速Vと関連性があることから、関係マップが、イナーシャパワーPinertの代表値としての車速Vおよび遅延時間Tdelayから構成されるものであっても構わない。図8は、車速Vおよび遅延時間Tdelayから構成される関係マップの一例である。車速Vが高くなるほど、変速前後のエンジン回転速度ωeおよび入力軸回転速度ωiの変化量が大きくなることから、ダウン変速に必要なイナーシャパワーPinertが大きくなる。結果として、車速Vが高くなるほど、ダウン変速中に増加するエンジンパワーPeを消費できる量が増加する。従って、図8に示すように、車速Vが高くなるほど、遅延時間Tdelayが短くなる。このように、イナーシャパワーPinertの代表値としての車速Vと遅延時間Tdelayとの関係マップから遅延時間Tdelayを決定することができる。
変速遅延制御部86は、関係マップから遅延時間Tdelayを決定するとともに、ダウン変速判断時点からその遅延時間Tdelay経過したかを判定する。また、変速遅延制御部86は、ダウン変速判断時点から遅延時間Tdelay経過したことを判定すると、AT変速制御部82に、ダウン変速を実行するための変速指令である油圧制御指令信号Satを油圧制御回路54に出力する指令を出力する。これを受けて、AT変速制御部82は、ダウン変速判断時点から遅延時間Tdelay経過後に有段変速機20のダウン変速を開始する。このように、ダウン変速判断時点から遅延時間Tdelayだけ変速指令の出力が遅延されることで、エンジン回転速度ωeおよび入力軸回転速度ωiの上昇勾配が抑えられて回転速度の吹きが抑制された状態で変速されるため、有段変速機20のパワーオンダウン変速中に発生する変速ショックの発生が抑制される。また、遅延時間Tdelayが各種パラメータに基づいて適切な値とされることで、変速ショックが発生しない範囲で最小限の値に調整され、変速応答性の低下も抑制される。
図9は、電子制御装置80の制御作動の要部、すなわち有段変速機20のパワーオンダウン変速中に発生する変速ショックの発生および変速応答性の低下を抑制する制御作動を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。
AT変速制御部82の制御機能に対応するステップST1(以下、ステップを省略する)では、有段変速機20のパワーオンダウン変速を実行するかが判定される。ST1が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。ST1が肯定される場合、変速遅延制御部86の制御機能に対応するST2に進み、変速ショックが発生しない範囲で変速応答性の低下が最小限となる遅延時間Tdelayが各種パラメータに基づいて決定される。
変速遅延制御部86の制御機能に対応するST3では、ダウン変速判断時点からST2で決定された遅延時間Tdelay経過したかが判定される。ST3が否定される場合、AT変速制御部82および変速遅延制御部86の制御機能に対応するST4において、変速指令の出力が遅延されて変速前のATギヤ段が維持され、ST3が肯定されるまでの間、ST3およびST4が繰り返し実行される。
一方、ST3が肯定される場合、AT変速制御部82および変速遅延制御部86の制御機能に対応するST5において、変速指令が出力されることで、有段変速機20のダウン変速が開始される。このように、有段変速機20のダウン変速開始が遅延時間Tdelayだけ遅延させられることで、変速中に発生する変速ショックの発生が抑制される。また、遅延時間Tdelayが各種パラメータに基づいて変速ショックの発生が抑制される範囲で変速応答性の低下が最小限となる値に調整されるため、変速応答性の低下も抑制される。
図10は、図9のフローチャートに基づく制御作動が実行されたときの作動結果を示すタイムチャートの一態様である。図8のタイムチャートにあっては、第2回転機MG2の回生制御のみでは変速ショックの発生を抑制できない場合が示されている。図10において、横軸は時間を示し、縦軸は上から順番に、アクセル開度θacc、入力軸回転速度ωiおよびエンジン回転速度ωe、エンジンパワーPe、係合側係合装置のクラッチ油圧である係合油圧Pon(指令値)および解放側係合装置のクラッチ油圧である解放油圧Poff(指令値)、バッテリパワーPbat、および車両前後加速度Gを、それぞれ示している。また、t1時点が、有段変速機20のダウン変速判断時点に対応し、t2時点が、変速指令が出力された時点(油圧制御指令信号Satの出力時点)に対応し、t4時点が、有段変速機20のダウン変速のイナーシャ相開始時点に対応し、t6時点が、イナーシャ相終了時点(回転同期完了時点)に対応している。
図10のt1時点前において、アクセルペダルが踏み込まれることでアクセル開度θaccが増加し、これに伴って要求エンジンパワーPedemが設定されるとともに、エンジンパワーPeが要求エンジンパワーPedemを目標にして増加する。なお、エンジンパワーPeは、負の値から正の値に切り替わる前後(t1時点〜t3時点)において、歯車の歯打ちによるチップインショックを防止するために緩やかに上昇するが、その後(t3時点〜t4時点)は要求エンジンパワーPedemに向かって比較的高い勾配で増加している。
t1時点では、アクセル開度θaccの増加に伴う有段変速機20のパワーオンダウン変速の実行が判断される。パワーオンダウン変速の実行が判断されると、即座に遅延時間Tdelayが関係マップから決定され、t1時点から遅延時間Tdelayが経過したt2時点において、変速指令が出力されてダウン変速が開始される。図10にあっては、第2回転機MG2の回生制御のみではエンジンパワーPeの余剰分を全て吸収できないと判断されることから、それを考慮して遅延時間Tdelayが決定される。
t2時点では、変速指令の出力に伴ってダウン変速が開始され、変速過渡期に解放される解放側係合装置(AT3速ギヤ段からAT2速ギヤ段のダウン変速ではクラッチC2)の解放油圧Poffが、実線で示すように所定の待機圧まで低下させられ、その待機圧で保持されている。また、t2時点から僅かに遅れて、変速過渡期に係合される係合側係合装置(AT3速ギヤ段からAT2速ギヤ段のダウン変速ではブレーキB1)の係合油圧Ponが、一点鎖線で示すように一時的に高められ(クイックフィル)、その後は所定油圧で保持されている。
t4時点では、有段変速機20のイナーシャ相が開始される。イナーシャ相開始後は、エンジンパワーPeの増加勾配が小さくなっていることから、入力軸回転速度ωiの上昇勾配が抑えられている。イナーシャ相が終了するt6時点直前では、入力軸回転速度ωiの吹きを抑制するためにバッテリパワーPbatが回生側に制御されて余剰パワーが吸収されている。t6時点においてイナーシャ相が終了すると、係合側係合装置の係合油圧Ponが増圧させられているが、このとき入力軸回転速度ωiの吹きが発生していないので、係合側係合装置の係合時に発生する変速ショックの発生が抑制される。
図10において、破線および2点鎖線で示す入力軸回転速度ωi、破線で示す解放油圧PoffおよびバッテリパワーPbatは、第2回転機MG2によって余剰パワーを仕切れないにも拘わらず、変速遅延を行わなかった場合を示している。この場合には、ダウン変速判断時点であるt1時点と略同時に、破線で示すように、解放側係合装置の解放油圧Poffの低下が開始されている。これに伴って、t4時点よりも早いt3時点においてイナーシャ相が開始される。
t3時点〜t4時点において、エンジンパワーPeの増加勾配が大きいことから、破線および2点鎖線で示すように入力軸回転速度ωiの上昇勾配が大きくなる。ここで、2点鎖線が、第2回転機MG2による回生制御(エンジンパワーPeの吸収)を行わなかった場合に対応し、破線が、第2回転機MG2による回生制御を行ったものの、ダウン変速中に発生する余剰パワーの一部を吸収できない場合に対応している。2点鎖線で示す第2回転機MG2による回生制御を行わない場合には、入力軸回転速度ωiの上昇勾配が、破線で示す回生制御を行った場合に比べても大きくなっている。従って、入力軸回転速度ωiの吹きが発生している。
一方、破線で示す第2回転機MG2による回生制御を行った場合には、2点鎖線で示す回生制御を行わない場合に比べると入力軸回転速度ωiの上昇勾配が抑えられているものの、充電可能電力Winが制限されているために余剰パワーを完全には吸収できないため、入力軸回転速度ωiの吹きを完全には抑制できない。結果として、変速応答性は低下しないものの、変速ショックが発生してしまう。
図11は、図9のフローチャートに基づく制御作動が実行されたときの作動結果を示すタイムチャートの他の態様である。図11のタイムチャートにあっては、第2回転機MG2の回生制御のみで変速ショックの発生を抑制できる場合が示されている。図11において、t1時点が、有段変速機20のダウン変速判断時点、および変速指令が出力された時点(油圧制御指令信号Satの出力時点)に対応し、t3時点が、イナーシャ相開始時点に対応し、t5時点が、イナーシャ相終了時点(回転同期完了時点)に対応している。
図11のt1時点において、アクセルペダルが踏み込まれることでアクセル開度θaccが増加し、これに伴って要求エンジンパワーPedemが設定されるとともに、エンジンパワーPeが要求エンジンパワーPedemを目標にして増加する。t1時点では、アクセル開度θaccの増加に伴う有段変速機20のパワーオンダウン変速の実行が判断される。図11の態様では、t1時点において、第2回転機MG2の回生制御によってエンジンパワーPeの余剰分を吸収できると判断されることで、遅延時間Tdelayがゼロとされる。例えば、エンジンパワーPeおよび充電可能電力Winから構成される関係マップに基づいて、充電可能電力Winが所定値を越えることで遅延時間Tdelayがゼロに調整される。これより、ダウン変速判断時点で変速指令が出力され、ダウン変速がt1時点から遅延することなく開始される。
具体的には、t1時点において解放側係合装置の解放油圧Poffが所定の待機圧まで低下させられ、その待機圧で保持されている。このように、t1時点から有段変速機20のダウン変速が開始されることで、t3時点においてイナーシャ相が開始される。t4時点では、充電可能電力Winが大きいため、第2回転機MG2の回生制御によって多くのエンジンパワーPeが吸収されることで、回転同期前の入力軸回転速度ωiの上昇勾配が抑えられ、入力軸回転速度ωiの吹きが抑制されている。t5時点では、イナーシャ相の終了が判定されることで、係合側係合装置の係合油圧Ponが増圧されるが、このとき入力軸回転速度ωiの吹きが抑制されることで、係合側係合装置の係合時に発生する変速ショックの発生が抑制される。
図11において、破線は、遅延時間Tdelayを設定した場合に対応している。この場合には、破線で示すように、t2時点において解放油圧Poffの低下が開始されている。これに関連して、t4時点においてイナーシャ相が開始され、イナーシャ相開始後の入力軸回転速度ωiの上昇勾配が抑えられて入力軸回転速度ωiの吹きが抑制されているものの、変速応答性が低下している。これに対して、本実施例では、ダウン変速判断時点において変速指令が出力されることで、応答性の低下が抑制される。
上述のように、本実施例によれば、ダウン変速判断時点に対して変速指令の出力を遅延することで、エンジン14の出力が安定した状態でダウン変速が実行されるため、変速ショックの発生を抑制することができる。ここで、ダウン変速判断時点から変速指令が出力されるまでの遅延時間Tdelayが長くなると、変速ショックの発生が抑制される背反として変速応答性が低下する。これに対して、エンジン14の出力状態(エンジンパワーPe、要求エンジンパワーPedem)、イナーシャパワーPinert、クラッチ消費パワー、バッテリ52の状態(充電可能電力Win)のうちの少なくとも1つに基づいて遅延時間Tdelayが適切な値に調整されるため、遅延時間Tdelayの増加による変速応答性の低下についても抑制することができる。このように、エンジンの出力状態、イナーシャパワーPinert、クラッチ消費パワーPcb、およびバッテリ52の状態のうちの少なくとも1つに基づいて、遅延時間Tdelayが適切な値に調整されるため、変速ショックの発生を抑制しつつ、変速応答性の低下を抑制することができる。
また、本実施例によれば、バッテリ52の充電可能電力Winが大きくなるほど、 第2回転機MG2の回生量を大きくすることができることから、第2回転機MG2の回生制御による、ダウン変速中に発生する余剰パワーの吸収量も増加するため、遅延時間Tdelayを短くすることができる。また、エンジンパワーPeが大きくなるほど、ダウン変速中におけるエンジンパワーPeの増加勾配が小さくなるため、遅延時間Tdelayを短くすることができる。また、要求エンジンパワーPedemが小さくなるほど、ダウン変速中におけるエンジンパワーPeの増加勾配が小さくなるため、遅延時間Tdelayを短くすることができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例は、ダウン変速判断時点において、変速出力を遅延しない場合に変速ショックが発生(変速性能の悪化)するかを予測し、変速ショックが発生すると予測される場合に、変速指令の出力を遅延するものである。
図12は、本発明の他の実施例に対応する車両100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100における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。なお、車両100に備えられる車両用駆動装置12の構造は、前述した実施例と変わらないため、同じ符号を付してその説明を省略する。
電子制御装置102には、前述の実施例と同様の各種信号(エンジン回転速度ωeを表す信号など)が入力される。また、電子制御装置102からは、前述の実施例と同様に、エンジン制御指令信号Se、回転機制御指令信号Smg、油圧制御指令信号Satなどの各種指令信号が出力される。
電子制御装置102は、AT変速制御部82、ハイブリッド制御部84、および変速遅延制御部106を機能的に備えている。AT変速制御部82およびハイブリッド制御部84は、前述した実施例と基本的に変わらないため、同じ符号を付してその説明を省略する。
変速遅延制御部106は、有段変速機20のダウン変速の実行が判断された時点(ダウン変速判断時点)において、ダウン変速判断時点から変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するかを予測する。変速遅延制御部106は、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生すると予測される場合には、変速指令の出力を遅延するように判断する。一方、変速遅延制御部106は、変速指令の出力を遅延しない場合でも変速ショックが発生しないと予測される場合には、変速指令の出力を遅延しないよう判断する。
変速遅延制御部106は、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するかの予測を、エンジン14が停止しているか否か、あるいは、作動油温THoilに基づいて予測する。
エンジン14が停止している場合には、ダウン変速判断時点からエンジン14が始動しても、ダウン変速中にエンジンパワーPeが大きくは増加しない。従って、エンジン14が停止している場合、変速指令の出力を遅延しなくても変速ショックが発生しない。よって、変速遅延制御部106は、ダウン変速判断時点においてエンジン14が停止している状態では、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生しないものと予測的に判断する。
また、作動油温THoilが低温になるほど、係合装置CBのクラッチトルクのばらつきが大きくなり、クラッチ消費パワーPcbの算出精度が悪くなる。従って、変速遅延制御部106は、作動油温THoilが予め設定されている低温閾値THlow以下になった場合には、クラッチ消費パワーPcbが意図せず小さくなる、すなわち余剰パワーが消費されないことを考慮して、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するものと予測的に判断する。このようにして、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するかが予測される。
変速遅延制御部106は、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生すると予測された場合には、ダウン変速判断時点に対して変速指令の出力を遅延する指令をAT変速制御部82に出力する。これより、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生すると予測される場合には、変速指令の出力が遅延されることとなり、ダウン変速が遅れて開始されることで、変速指令を遅延しない場合に比べてダウン変速中のエンジンパワーPeが安定するため、変速ショックの発生が抑制される。なお、変速ショックが発生すると予測された場合に設定される遅延時間Tdelayは、前述した実施例と同様の関係マップ等から求められる。
一方、変速遅延制御部106は、変速指令の出力を遅延しない場合でも変速ショックが発生しないと予測された場合には、ダウン変速判断時点から変速指令を出力する指令をAT変速制御部82に出力する。これより、変速指令の出力を遅延しない場合でも変速ショックが発生しないと予測される場合には、変速指令の出力が遅延されず、ダウン変速判断時点からダウン変速を開始することで、変速ショックの発生を抑制しつつ、変速応答性の低下も抑制される。
図13は、図12の電子制御装置102の制御作動の要部、すなわち有段変速機20のパワーオンダウン変速中の変速ショックの発生および変速応答性の低下を抑制する制御作動を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。
AT変速制御部82の制御機能に対応するST11では、有段変速機20のパワーオンダウン変速を実行するかが判定される。ST11が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。ST11が肯定される場合、変速遅延制御部106の制御機能に対応するST12に進む。ST12では、ダウン変速に際して、ダウン変速判断時点に対して変速指令の出力を遅延しない場合に、変速ショックが発生するかが予測される。
次いで、変速遅延制御部106の制御機能に対応するST13では、ST12において、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生すると予測されたかが判定される。ST13が肯定される場合、AT変速制御部82および変速遅延制御部106の制御機能に対応するST15において、ダウン変速判断時点に対して変速指令の出力が遅延される。一方、ST13が否定される場合、AT変速制御部82および変速遅延制御部106の制御機能に対応するST14において、ダウン変速判断時点から変速指令が出力されてダウン変速が開始される。このように、ダウン変速判断時点において、変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するかを予測し、変速ショックが発生すると予測される場合に限り、変速指令の出力が遅延されることで、変速ショックの発生が抑制されるとともに、変速応答性の低下も抑制される。
上述のように本実施例によれば、変速指令の出力を遅延しなくても変速ショックが発生しないと判断された場合には、不要なダウン変速の遅延を回避することができるため、変速ショックの発生を抑制しつつ、変速応答性の低下を抑制することができる。また、本実施例では、エンジン14が停止している状態では、ダウン変速中にエンジン14が始動してもエンジンパワーPeが大きくは上昇しないことから、変速指令の出力を遅延しなくても変速ショックが発生しないと判断される。一方、作動油温THoilが低温閾値THlow以下の低温状態にある場合には、ダウン変速の制御精度が悪くなることから、変速指令の出力を遅延しない場合に、変速ショックが発生すると判断される。このように、エンジンの停止および作動油の作動油温THoilに基づいて、変速指令の出力を遅延しない場合の変速ショックの発生を予測することができる。
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、車両10は、動力源としてのエンジン14、差動機構32、および第1回転機MG1から構成されるハイブリッド車両であったが、ハイブリッド車両の形式は必ずしもこれに限定されない。例えば、エンジンと有段変速機との間の動力伝達経路上に少なくとも回生制御可能な回転機が動力伝達可能に設けられている1モータタイプのハイブリッド車両であっても、本発明を適用することができる。すなわち、エンジンと有段変速機に伝達される動力の一部を吸収可能(すなわち回生制御可能)な回転機とを備えたハイブリッド車両であれば、本発明を適用することができる。また、有段変速機のギヤ段数や連結構造についても適宜変更することができる。
また、前述の各実施例を適宜組み合わせて実施しても構わない。具体的には、有段変速機20のダウン変速判断時点において、変速指令の出力の遅延を遅延しない場合に変速ショックが発生するかを予測し、変速ショックが発生すると予測される場合には、エンジンパワーPe、要求エンジンパワーPedem、クラッチ消費パワーPcb、イナーシャパワーPinert、バッテリ52の充電可能電力Winのうちの少なくとも1つに基づいて遅延時間Tdelayを決定し、ダウン変速判断時点から決定された遅延時間Tdelayだけ変速指令の出力を遅延するものであっても構わない。
また、前述の実施例において、充電可能電力Winの代表値として充電状態SOCが採用され、イナーシャパワーPinertの代表値として車速Vが採用されていたが、他の各種パラメータ(エンジンパワーPe、要求エンジンパワーPedem、クラッチ消費パワーPcb)についても、関係マップが、各種パラメータと関連性のある代表値と遅延時間Tdelayとから構成されていても構わない。例えば、関係マップが、エンジンパワーPeの代表値としてのアクセル開度θaccと遅延時間Tdelayとから構成されても構わない。或いは、関係マップが、クラッチ消費パワーPcbの代表値としての作動油温THoilと遅延時間Tdelayとから構成されていても構わない。なお、各種パラメータの代表値は、それに関連性のあるものであれば適宜変更されても構わない。
また、前述の実施例では、エンジン14のエンジンパワーPe、あるいは、要求エンジンパワーPedemに基づいて遅延時間Tdelayが決定されていたが、これに代わってエンジントルクTe、あるいは、要求エンジントルクTedemに基づいて遅延時間Tdelayが決定されても構わない。
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。
10:車両
14:エンジン(動力源)
20:有段変速機
28:駆動輪
30:中間伝達部材(入力軸)
32:差動機構
52:バッテリ
54:油圧制御回路
80、102:電子制御装置(制御装置)
86、106:変速遅延制御部
MG1:第1回転機
MG2:第2回転機(回転機)
RE1:第1回転要素
RE2:第2回転要素
RE3:第3回転要素
Tdelay:遅延時間

Claims (7)

  1. 動力源と、該動力源と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、複数個の係合装置を含んで構成される有段変速機と、前記動力源と前記有段変速機との間に動力伝達可能に設けられている回生制御可能な回転機とを、備える車両の制御装置であって、
    前記有段変速機のダウン変速判断時点に対して、変速指令の出力を遅延することで、前記有段変速機のパワーオンダウン変速中に発生する変速ショックを抑制する変速遅延制御部を備え、
    前記変速遅延制御部は、前記動力源の出力状態、ダウン変速中に必要となるイナーシャパワー、ダウン変速中に前記係合装置で消費されるクラッチ消費パワー、および前記回転機と電力を授受するバッテリの状態のうちの少なくとも1つに基づいて、ダウン変速判断時点からの前記変速指令の出力の遅延時間を調整する
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記変速遅延制御部は、変速指令の出力を遅延しない場合の変速ショックの発生を判断し、変速ショックが発生しないと判断された場合には、前記変速指令の出力を遅延せず、変速ショックが発生すると判断された場合には、前記変速指令の出力を遅延する
    ことを特徴とする請求項1の車両の制御装置。
  3. 前記変速遅延制御部は、前記動力源が停止している状態では、前記変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生しないものと判断し、
    前記有段変速機を制御する油圧制御回路内を流れる作動油の作動油温が、所定の低温閾値以下になると、前記変速指令の出力を遅延しない場合に変速ショックが発生するものと判断する
    ことを特徴とする請求項2の車両の制御装置。
  4. 前記変速遅延制御部は、前記バッテリの充電可能電力が大きくなるほど、前記遅延時間を短くすることを特徴とする請求項1の車両の制御装置。
  5. 前記変速遅延制御部は、ダウン変速判断時点の前記動力源のパワーが大きくなるほど、前記遅延時間を短くすることを特徴とする請求項1の車両の制御装置。
  6. 前記変速遅延制御部は、ダウン変速後の前記動力源の要求パワーが小さくなるほど、前記遅延時間を短くすることを特徴とする請求項1の車両の制御装置。
  7. 前記車両は、前記動力源としてのエンジンと、第1回転機と、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第1回転要素、前記第1回転機に動力伝達可能に連結された第2回転要素、および前記有段変速機の入力軸に動力伝達可能に連結された第3回転要素から構成される差動機構と、前記第3回転要素に動力伝達可能に連結された前記回転機としての第2回転機とを、備えている
    ことを特徴とする請求項1の車両の制御装置。
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