JP2019214345A - パワートレインの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦要素をスリップさせることなく、動力源からの入力トルクの制御によって変速ショックが抑制された変速と、ドライバの要求加速度の維持を両立させる。【解決手段】パワートレインの制御装置は、動力源として少なくともモータ３を備え、該モータ３の出力側の自動変速機４は、変速時に締結力が維持される維持側摩擦要素４０と、解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素５０と、締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素８０とを備え、これらの摩擦要素５０、８０の締結解放制御と、モータ３の制御とを行う制御手段２００を有し、該制御手段２００は、所定の変速時に、締結側摩擦要素８０および解放側摩擦要素５０を解放した状態で、モータ３を制御することによって、車両をドライバ要求加速度に維持しつつ締結側摩擦要素８０の回転を制御し、該回転が所定回転数になるタイミングで締結側摩擦要素８０を締結させる。【選択図】図５

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載されるパワートレインの制御装置に関し、特に、パワートレインを構成する自動変速機における変速ショック軽減の技術分野に属する。

車両に搭載される自動変速機は、動力伝達経路を切り換えるための複数の摩擦要素を有している。この複数の摩擦要素としては、動力伝達経路を構成する一対の回転部材同士を断接するクラッチと、所定の回転部材を固定部材である変速機ケース側に固定するブレーキとが用いられる。

自動変速機は、通例、運転状態（車速やアクセル開度）に応じて、複数の摩擦要素のうちの任意のクラッチとブレーキが締結されることで現在の変速段を形成している。変速する際には、前述の締結されている摩擦要素のうちの１つが解放され、現在の変速段で締結されていない自動変速機の複数の摩擦要素のうちの１つが締結される。このように、複数の摩擦要素の切換が同時期に行われることで、現在の変速段から運転状態に対応する変速段への変速が行われる。

この変速中において、上述の複数の摩擦要素のうち、締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素が解放されるタイミングに対して、解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素の締結のタイミングが相対的に遅れる場合がある。この場合、変速機への入力回転が伝達されない空吹き状態（ニュートラル状態）が生じ、乗員に空走感を与えることとなる。一方、上述の複数の摩擦要素のうち、締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素が解放されるタイミングに対して、解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素の締結のタイミングが相対的に早まる場合がある。この場合、変速機はインターロック状態となり、乗員に変速ショックを与えることとなる。

自動変速機は、上述のニュートラル状態およびインターロック状態を防止するために、主として、締結側摩擦要素の締結力を制御することで、解放側摩擦要素の締結力がゼロになると同時に、締結側摩擦要素の締結力を発生させるようにスリップさせることで、乗員への変速ショックを低減することがある。しかし、摩擦要素をスリップさせることにより、エネルギーロスが発生し、駆動源からの入力トルクの一部が損失になってしまう虞がある。

ところで、変速機のシフトダウン時において変速ショックを抑制する方法として、上述の摩擦要素をスリップさせる方法とは別に、特許文献１に開示されているように、エンジンと、変速機との間にモータが備えられたパワートレインにおいては、変速時にモータによってエンジンの回転数を上昇させることで、変速ショックを抑制するものがある。

具体的には、エンジンと、該エンジンにトルクコンバータを介して接続されたモータと、該モータの出力軸に変速機が接続されており、変速時において、変速機がニュートラル状態とされ、その後、モータによってエンジンの回転数を変速前の回転数から変速後の回転数に同期させる。これにより、変速時に生じる変速機側とエンジン側の回転数を同期させることができ、変速ショックが抑制されるものである。

特開２０００−１７９６７７号公報

しかしながら、特許文献１のパワートレインの制御装置においては、自動変速機のシフトダウン時のみを対象としており、シフトアップについても、変速ショックを抑制するためには改善の余地がある。

さらに、特許文献１のパワートレインの制御装置においては、変速ショックの抑制は達成されるが、ドライバの要求加速度を維持することに対しては考慮がなされていない。具体的には、変速時において、モータによってエンジンの回転数を上昇させる際に、自動変速機はニュートラル状態を経由している。そのため、車両においては、動力が伝達されていない時間が存在することになり、ドライバの要求加速度によっては、意に反する場合がある。

そこで、本発明は、所定の変速時に、摩擦要素をスリップさせることなく、エンジンやモータによる入力トルクの制御によって（変速ショックが抑制された）変速と、ドライバの要求加速度の維持を両立させることを課題とする。

まず、請求項１に記載の発明は、
動力源として少なくともモータを備え、該モータの出力側に自動変速機が設けられた車両におけるパワートレインの制御装置であって、
前記自動変速機は、変速時に締結力が維持される維持側摩擦要素と、変速時に解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素と、変速時に締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素とを備え、
前記摩擦要素の締結解放制御と、前記モータの制御とを行う制御手段を有し、
前記制御手段は、所定の変速時に、前記締結側摩擦要素および前記解放側摩擦要素を解放した状態で、前記モータを制御することによって、車両をドライバの要求加速度に維持しつつ前記締結側摩擦要素の回転を制御し、その回転が所定回転数になるタイミングで前記締結側摩擦要素を締結するように動作することを特徴とする。

なお、請求項１における「要求加速度」は、アクセルペダルの踏込による「正の加速」と、アクセルペダルを解放したときの「ゼロ」あるいは「負の加速度」とを含む。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記所定の回転数となるタイミングは、前記締結側摩擦要素の一対の摩擦部材の相対回転数が所定回転以下となるタイミングであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または前記請求項２に記載の発明において、
前記変速が駆動状態でのシフトダウン、または、非駆動状態でのシフトアップである場合に制御を行うものであることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記所定の回転数になる時点において前記締結側摩擦要素が締結されるように、前記時点よりも前に前記締結側摩擦要素に指令を出力することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項４のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記タイミングで所定の回転数になるよう前記モータへ目標トルクを補正しながら指令することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、変速時にドライバ要求加速度に見合う出力となるようにモータを制御するので、締結状態と解放状態とが切り替わる締結側摩擦要素および解放側摩擦要素が解放されるニュートラル状態を経由するときにおいてもドライバの要求加速度を維持することができる。

また、制御手段は、締結側摩擦要素の回転数を、その回転数が所定回転数になるように制御するとともに、該締結側摩擦要素が所定の回転数に回転合わせされたタイミングにおいて締結側摩擦要素を締結するように動作するので、締結側摩擦要素をスリップさせることなく締結することができる。

これによれば、変速時において、ドライバの要求加速度を維持しつつ、スリップを伴わない変速（スリップレス変速）が可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、変速時において締結側摩擦要素の一対の摩擦部材間に生じる回転速度の差が所定回転数以下になるタイミングで、該締結摩擦要素を締結するので、この摩擦部材間の回転差によるショックの発生を抑制することができる。

例えば、締結側摩擦要素がブレーキの場合には締結側摩擦要素の回転数が略ゼロとなるタイミング、あるいは、締結側摩擦要素がクラッチの場合には一対の回転摩擦要素の回転数が略一致するタイミングで、一対の摩擦部材を締結することで、該一対の摩擦部材間の回転差によるショックを抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、所定の変速が、駆動状態でのシフトダウン、または、非駆動状態でのシフトアップである場合において、請求項１に記載の効果同様に、車両のドライバ要求加速度を維持しつつ、スリップレス変速による変速時のショックの発生を抑制した変速を達成することができる。なお、所定の変速は、特に、入力側（駆動源側）の駆動状態と出力側の駆動状態が一致する場合において、スリップレス変速が可能になる。

請求項４に記載の発明によれば、制御手段は、前記所定の回転数になる時点において締結側摩擦要素が締結されるように、前記時点よりも前に締結側摩擦要素に指令を出力するので、締結側摩擦要素を応答遅れなく適切なタイミングで締結することができる。その結果、例えば、摩擦要素が油圧による応答遅れを有する場合においても、この応答遅れを考慮することで、ショックが抑制された変速を実行することができる。

請求項５に記載の発明によれば、制御手段は、前期タイミングで所定の回転数になるようモータへ目標トルクを補正しながら指令するので、目標回転と実回転数との差を補正できるので、適切なタイミングで所定の回転数になるよう制御できる。

本発明の実施形態に係るパワートレインの自動変速機を示す骨子図である。 同自動変速機の摩擦要素の締結の組み合わせと変速段との関係を示す表である。 本発明の実施形態に係るパワートレインの制御システム図である。 同パワートレインの変速制御動作を示すフローチャートのである。 同パワートレインの加速中のダウンシフト（４速から３速へのシフトダウン）が行われる場合における各要素の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。 同パワートレインの加速中のダウンシフト時に、スリップレス変速制御を実施したときのシミュレーション結果のグラフである。 同パワートレインの自動変速機の所定の摩擦要素の締結が完了する時点の締結油圧の指令出力時点からの遅れを比較したグラフである。 同パワートレインのスリップレス変速制御動作を示すフローチャートである。 同パワートレインの減速中のアップシフト（３速から４速へのシフトアップ）が行われる場合における各要素の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。 同パワートレインの加速中のアップシフト時に、スリップレス変速制御を実施したときのシミュレーション結果のグラフである。 入力トルクＴｉおよび変速時間ｔ_shiftの算出方法を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態に係るパワートレインの制御装置の詳細を説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるパワートレインの構成を示す骨子図である。本発明の実施形態におけるパワートレインは、エンジン１と、該エンジン１の出力軸１ａにクラッチ２を介して連結されたモータ３と、該モータ３の出力軸３ａに連結された自動変速機４とを備えている。なお、例えば、クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間に介挿され、このクラッチ２によってエンジン１とモータ３とが断接可能とされている。

自動変速機４の入力軸４ａ上には、エンジン１側（モータ３側）から、第１、第２、第３プラネタリギヤセット（以下、「第１、第２、第３ギヤセット」という）１０、２０、３０が配置されている。

また、入力軸４ａ上には、ギヤセット１０、２０、３０で構成される動力伝達経路を切り換えるための摩擦要素として、入力軸４ａからの動力をギヤセット１０、２０、３０側へ選択的に伝達するロークラッチ４０及びハイクラッチ５０が配置されている。さらに、入力軸３１上には、各ギヤセット１０、２０、３０の所定の回転要素を固定するＬＲ（ローリバース）ブレーキ６０、２６ブレーキ７０、及び、Ｒ３５ブレーキ８０が、エンジン１側からこの順序で配置されている。なお、自動変速機４は、上述の摩擦要素を締結あるいは解放させるための油圧回路１００を備えている（図３参照）。

前記第１〜第３ギヤセット１０、２０、３０のうち、第１ギヤセット１０と第２ギヤセット２０はシングルピニオン型のプラネタリギヤセットであって、サンギヤ１１、２１と、これらのサンギヤ１１、２１に噛み合った各複数のピニオン１２、２２と、これらのピニオン１２、２２をそれぞれ支持するキャリヤ１３、２３と、ピニオン１２、２２に噛み合ったリングギヤ１４、２４とで構成されている。

また、第３ギヤセット３０はダブルピニオン型のプラネタリギヤセットであって、サンギヤ３１と、該サンギヤ３１に噛み合った複数の第１ピニオン３２ａと、該第１ピニオン３２ａに噛み合った第２ピニオン３２ｂと、これらのピニオン３２ａ、３２ｂを支持するキャリヤ３３と、第２ピニオン３２ｂに噛み合ったリングギヤ３４とで構成されている。

そして、第３ギヤセット３０のサンギヤ３１には入力軸４ａが直接連結されている。第１ギヤセット１０のサンギヤ１１と第２ギヤセット２０のサンギヤ２１とは、互いに結合されて、ロークラッチ４０の出力側部材４１に連結されている。第２ギヤセット２０のキャリヤ２３にはハイクラッチ５０の出力側部材５１が連結されている。

また、第１ギヤセット１０のリングギヤ１４と第２ギヤセット２０のキャリヤ２３とは、互いに結合されており、ＬＲブレーキ６０を介して変速機ケースに断接可能に連結されている。第２ギヤセット２０のリングギヤ２４と第３ギヤセット３０のリングギヤ３４とは、互いに結合されており、２６ブレーキ７０を介して変速機ケースに断接可能に連結されている。第３ギヤセット３０のキャリヤ３３は、Ｒ３５ブレーキ８０を介して変速機ケースに断接可能に連結されている。そして、第１ギヤセット１０のキャリヤ１３には、自動変速機４の出力を駆動輪側へ出力するファイナルギヤ５が連結されている。

以上の構成により、自動変速機４は、上記の摩擦締結要素（ロークラッチ４０、ハイクラッチ５０、ＬＲブレーキ６０、２６ブレーキ７０及びＲ３５ブレーキ８０）の締結状態の組み合わせにより、図２の締結表に示すように、Ｄレンジでの１〜６速と、Ｒレンジでの後退速とが形成されるようになっている。

図３に示すように、エンジン１、クラッチ２、モータ３、自動変速機４の油圧回路１００に関する各種制御は、車両に搭載された制御装置２００によって行われる。

制御装置２００には、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２０１、車両の速度を検出する車速センサ２０２、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２０３、モータ３の回転数を検出するモータ回転数センサ２０４、および、モータ３のトルクを検出するモータトルクセンサ２０５からの信号が入力される。

制御装置２００は、各種入力信号に基づき、エンジン１の燃料供給制御装置（図示せず）に制御信号を出力して、エンジン１の回転数を制御するとともに、モータに接続されたインバータ（図示せず）に制御信号を出力して、モータ３の回転数およびトルクを制御する。

また、制御装置２００は、各種入力信号に基づき、油圧回路１００に設けられた複数のソレノイドバルブ１０１に制御信号を出力する。これにより、選択されたレンジや車両の走行状態に応じて各ソレノイドバルブ１０１の開閉あるいは出力圧が制御され、各摩擦要素４０、５０、６０、７０、８０への油圧供給が制御されることで、図２の締結表にしたがって各変速段が実現されるように変速制御が行われる。

ところで、自動変速機４は、変速時において、インターロック状態およびニュートラル状態による変速ショックおよび空走感を防止しつつ、ドライバの要求加速度を維持しようとすると、解放側摩擦要素の締結力がゼロになると同時に、締結側摩擦要素の締結力を発生させるように、スリップさせることがある。しかし、摩擦要素をスリップさせることにより、エネルギーロスが発生し、駆動源からの入力トルクの一部が損失になってしまう。

これに対して、本実施形態の制御装置２００は、所定の変速時の車両の走行条件の成否によって、ドライバの要求加速度を維持しつつ、摩擦要素をスリップさせることなく変速を実現するスリップレス変速制御を実行する。

具体的には、制御装置２００は、締結状態と解放状態とが切り換えられる所定の摩擦要素が解放されるニュートラル状態において、ドライバの要求加速度を維持するための入力トルクを入力するとともに、締結側摩擦要素が所定の回転数となるように入力トルクを制御する。そして、締結側摩擦要素が所定の回転数が所定の回転数に達したときに該締結側摩擦要素を締結する。

なお、所定の変速時の車両の走行条件としては、例えば、加速中にシフトダウン（駆動中のシフトダウン）される場合や、減速中にシフトアップ（非駆動中のシフトアップ）される場合等が挙げられる。

本実施形態において、制御装置２００は、このスリップレス変速制御を実行するための構成として、上記の構成に加えて、変速機４の入力軸４ａおよび出力軸４ｂの回転数ω_ｉ、ω_０を検出する入力軸４ａおよび出力軸４ｂ回転数センサ２０６、２０７、変速機４の油温を検出する油温センサ２０８とを備えている。

図４、５、７、８に示すフローチャートおよびタイムチャートを参照しながら、制御装置２００によるスリップレス変速制御に関するエンジン１、モータ３、自動変速機４、および、所定の摩擦要素５０、８０の制御動作の一例として、４速から３速へのシフトダウン時および３速から４速へのシフトアップ時について説明する。

まず、制御装置２００は、ステップＳ１において、各種データを取得する。具体的には、現在の車両の状態における、アクセル開度、車速、エンジン回転数、モータ回転数、モータトルク、変速機４の入力軸４ａの回転数ω_ｉ、変速機４の出力軸４ｂの回転数ω_０、および、変速機４の潤滑油の油温を取得する。

ステップＳ２では、ステップＳ１で取得したアクセル開度および車速等に基づいて、ドライバの要求加速度を算出する。そして、続くステップＳ３では、車速とアクセル開度に基づいて、変速すべきかどうかを判定する。

ステップＳ３で、変速が不要と判定した場合は、ステップＳ４に進み、通常走行を実行するとともに、フローをリターンする。

一方、ステップＳ３で、変速が必要と判定した場合には、ステップＳ５に進み、アクセル開度、車速およびドライバの要求加速度と、予め組み込まれた変速パターンから、ギヤ段を選択する。該ギヤ段が現在のギヤ段からシフトダウンされる場合は、ステップＳ６に進む。

４速から３速へのダウンシフト時を例に、図５のタイムチャートを参照しながら説明すると、４速で定常走行中にドライバによってアクセルが踏み込まれ、アクセル開度の変化が生じた時点（加速要求が生じた時点）ｔ０から、矢印ａ１に示すようにアクセル開度が増大し、変速が必要となった時点ｔ１において、矢印ａ２に示すように変速指令が出力される（４速から３速へのダウンシフト）。

続くステップＳ７において、理論的にスリップレス変速制御が可能となる入力トルクＴｉおよび変速時間ｔ_shiftとを算出する。なお、入力トルクＴｉは、スリップレス変速時において、変速機４の入力軸４ａに入力されるトルクであり、変速時間ｔ_shiftは、入力トルクＴｉが入力される時間である（図５参照）。

本実施形態の４速から３速への変速時においては、入力トルクＴｉおよび変速時間ｔ_shiftは、変速機４の入力軸４ａに入力トルクＴｉを変速時間ｔ_shift作用させることによって、ハイクラッチ５０が解放されるニュートラル状態においてドライバの要求加速度を維持するとともに、解放状態から締結状態に切り換えられるＲ３５ブレーキ８０の回転数を０にすることができる理論的な値であり、Ｔｉおよび変速時間ｔ_shiftの算出方法については後述する。

なお、ドライバ要求加速度は、変速機４に入力される入力トルクＴｉが、変速機内の入力軸４ａ、遊星歯車セット１０、２０、３０等の回転部材に作用する際、慣性モーメントによって、入力トルクＴｉの一部が出力軸４ｂに伝達され、この伝達されるトルクを利用することで得られる。

ステップＳ８では、ステップＳ７において算出したスリップレス変速の変速時間ｔ_shiftに基づいて、スリップレス変速制御が可能かどうかを判定する。

具体的には、変速時間ｔ_shiftが、正の値かどうかを判定する。変速時間ｔ_shiftが、負の値の場合は、スリップレス変速制御が実行できないと判定し、ステップＳ９に進み、通常のハイクラッチ５０をスリップさせながら変速する。

一方、ステップＳ８で、変速時間ｔ_shiftが、正の値の場合は、ステップＳ１０に進み、図５のタイムチャートの入力トルクＴｉ指令ラインＡ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＡ２、Ａ３を設定し、ステップＳ１１に進む。なお、油圧指令ラインＡ２、Ａ３は、後述のように油圧の遅れを考慮したものである。

ここで、図６にスリップレス変速制御の例として、４速から３速への変速を車速４０ｋｍ／ｈの定常走行から加速するシーンにおけるシミュレーション結果を示す。

図６（ａ）には、スリップレス変速制御時の入力トルクＴｉ、ハイクラッチ５０に作用するトルクＴ_high、および、Ｒ３５ブレーキ８０に作用するトルクＴ₃₅の時間変化が示され、図６（ｂ）には、スリップレス変速制御時の変速機４の入力軸４ａの回転数ω_ｉ、Ｒ３５ブレーキ８０の回転側摩擦部材８ａ（以下、「Ｒ３５ブレーキ回転部材」という）の回転数ω₃₅の時間変化が示されている。

これによれば、変速指令後は矢印ａ１１に示すように、入力トルクＴｉを素早く立ち上げると同時に、ハイクラッチ５０を解放し（矢印ａ１２）、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅が０に到達した時点（矢印ａ１３）で入力トルクＴｉを素早く下げ（矢印ａ１４）、これと同時にＲ３５ブレーキ８０を締結する（矢印ａ１５）という緻密な変速制御が必要となることがわかる。車両諸元や走行シーンに依るが、このような素早いトルク変化が求められることが多い。

一方で、一般に摩擦要素の解放締結には油圧による応答遅れがあるため、このような緻密な変速制御のためには、上述の理論的に算出した理論値（Ｔｉ、ｔ_shift）および、摩擦要素の締結解放のタイミングに対して応答遅れを考慮する必要がある。

ここで、ステップＳ８で設定したハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＡ２、Ａ３の油圧の遅れの考慮方法を説明する。

まず、図７には、摩擦要素（Ｒ３５ブレーキ８０）において摩擦板同士が接触する直前までピストンを詰めたゼロクリアランス状態から、所望の指示圧を与えて油圧の立ち上がりを測定した実験結果が示されている。

図に示すように、油圧の締結指令の出力からΔｔ１秒遅れて、実油圧が立ち上がっていることが分かる。すなわち、油圧指令の出力時点から、締結に必要な油圧に到達するまでには、Δｔ１秒の油圧の遅れが生じることとなる。したがって、本実施形態においては、この油圧の遅れΔｔ１秒分を、締結側摩擦要素が締結されるべきタイミング（Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅が０になるタイミング）よりも油圧指令をΔｔ１秒前に出力する補正することで、油圧の遅れを考慮した制御指令ラインＡ３としている。

なお、上述の油圧の遅れは、車両の走行シーンに応じて異なるため、車両の走行シーン（回転数、トルク、油温等）に応じた油圧の遅れΔｔ_ｎを実験的に求めておくとともに、データとして制御装置２００に記憶させておく。また、解放側摩擦要素も締結側摩擦要素同様に、油圧の解放指令の遅れΔｔ２を考慮している。そして、車両の走行シーンに応じた油圧の遅れΔｔ_ｍを実験的に求めておくとともに、この実験データを制御装置２００に記憶させておく。

これにより、ハイクラッチ５０の油圧指令Ａ２は、図５の矢印ａ３に示すように、実際にハイクラッチ５０を解放させたい時点（入力トルクＴｉを立ち上げる時点）ｔ３よりも、油圧の遅れΔｔ２秒間前の時点ｔ２において、ハイクラッチ５０の油圧指令Ａ２が出力される。

また、Ｒ３５ブレーキ８０の油圧指令Ａ３は、矢印ａ４に示すように、実際にＲ３５ブレーキ８０を締結させたい時点（Ｒ３５ブレーキ８０の回転部材の回転数が０となる時点）ｔ５よりも、油圧の遅れΔｔ１秒間前の時点ｔ４に出力される。なお、Ｒ３５ブレーキ８０を締結させたい時点は、スリップレス変速の効果が得られる時点となる、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転が０近傍の所定回転以下となる時点であってもよい。

これにより、解放側摩擦要素および締結側摩擦要素が、適切なタイミングでの締結解放が可能となり、より緻密な変速制御を実行することができる。

図４のフローチャートに戻って、ステップＳ１１では、４速から３速への変速中に解放状態から締結状態に切換られるＲ３５ブレーキ８０の回転側摩擦部材（Ｒ３５ブレーキ回転部材）８ａの回転数ω₃₅の目標回転数ラインＡ４を設定し、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ１０およびステップＳ１１で作成した入力トルク指令ラインＡ１および油圧指令ラインＡ２、Ａ３と、目標回転数ラインＡ４に基づいて、回転数制御付きのスリップレス変速制御を実行する。

次に、図８のフローチャートを参照しながら、スリップレス変速制御の内容について説明する。なお、図８の括弧外の符号は４速から３速へのシフトダウン時のフローを示し、括弧内の符号は３速から４速へのシフトアップ時のフローを示している（Ｓ２３とＳ２５は除く）。

ステップＳ２１では、ステップＳ１０で作成したスリップレス変速制御のための入力トルクＴｉの指令ラインＡ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＡ２、Ａ３を読み込む。続くステップＳ２２では、ステップＳ１１で作成したスリップレス変速制御のためのＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数ラインＡ４を読み込む。

そして、ステップＳ２３では、入力トルクＴiのエンジン１およびモータ３に対する配分を決定する。なお、エンジントルクＴｅは、変速後（３速）のトルクへ立ち上げ、モータトルクＴｍは、変速中に必要なトルクが分担されるように配分を決定する。なお、モータトルクＴｍに配分される変速中に必要なトルクとは、ドライバの要求加速度を維持するためのトルクと、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅を０にするためのトルクとを意味する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２２で取得したＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数ラインＡ４と、その実回転数Ａ４１との差Δω₃₅より、ステップＳ２３で決定したモータトルクＴｍの指令値を補正する。なお、実回転数Ａ４１は入力軸回転数と出力軸回転数と、ギアセットのギア比から逆算できる。

ここで、ステップＳ２４における目標モータトルクＴｍの指令値の補正について説明する。

ステップＳ２４では、Ｒ３５ブレーキ８０の実回転数と、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数との偏差を監視しながら、実回転数を目標回転数に沿わせるために、入力トルクを補正することで制御される。

図５のａ５に示すように、モータ３の目標トルク指令Ａ１１に対して、実トルクＡ１２には、電流の応答遅れがあるため、所望のトルクに達するまでにおいて応答遅れΔｔ３が存在する。したがって、この応答遅れΔｔ３を考慮した変速制御が求められる。

具体的には、入力トルクＴｉの変化及びハイクラッチ５０の実油圧の過渡応答により、入力トルクＴｉによって制御されるＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ａ４に対して実回転数Ａ４１にずれΔω₃₅が生じることになる（ａ６）。

ショックレス変速制御を実行するためには、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅を、入力トルクＴｉが入力されてからｔ_shift経過した時点において０にすると同時にＲ３５ブレーキ８０を締結することが重要である。

したがって、本実施形態においては、制御手段２００は、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ａ４と、実際のＲ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数Ａ４１との偏差に基づいて、この回転数のずれΔω₃₅を目標モータトルクＴｍへフィードバック制御することで、実回転数Ａ４１を目標回転数Ａ４に沿わせる回転数制御を行う。例えば、目標モータトルクＴｍをＴｍ＋ΔＴｍへ補正することで、実回転数Ａ４１を目標回転数Ａ４に沿わせる回転数制御を行う。

その後、ステップ２５では、ステップＳ２３、ステップＳ２４に基づいて、エンジン１と、モータ３にそれぞれ入力トルクＴｅ、Ｔｍ＋ΔＴｍの指令を出力する。

ステップＳ２６では、ハイクラッチ５０への油圧指令（解放指令）があるかないか、例えば、図５のタイムチャートのｔ２に達したかどうかを判定し、油圧指令（解放指令）がない（ｔ２に達していない）場合は、フローがリターンされる。一方、油圧指令（解放指令）がある（ｔ２に達している）場合は、ハイクラッチ５０を解放するとともに、ステップＳ２７に進み、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（締結指令）があるかないか、例えば、図５のタイムチャートのｔ４に達したかどうかを判定する。

ステップＳ２７で、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（締結指令）がない（ｔ４に達していない）場合はフローがリターンされ、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（締結指令）がある（ｔ４に達している）場合は、Ｒ３５ブレーキ８０を締結する。

ステップＳ２８では、変速が終了したかどうを判断する。例えば、変速機４の入力軸４ａと出力軸４ｂの回転数ω_i、ω₀の差から、変速比が変速後（３速）の状態となったかどうかを判定する。そして、変速終了していないと判定した場合はフローがリターンされ、変速終了と判定した場合はフローを終了する。

図４のステップＳ５に戻って、ステップＳ５で、アクセル開度、車速およびドライバの要求加速度と、予め組み込まれた変速パターンから、ギヤ段を選択する。該ギヤ段が現在のギヤ段からシフトアップされる場合は、ステップＳ１３に進む。

３速から４速へのアップシフト時を例に、図９のタイムチャートを参照しながら説明すると、例えば、走行中にアクセルが解放され、アクセル開度の変化が生じた時点（減速要求が生じた時点）ｔ１０から、矢印ｂ１に示すようにアクセル開度が減少し、変速が必要となった時点ｔ１１において、矢印ｂ２に示すように変速指令が出力される（３速から４速へのアップシフト）。

続くステップＳ１４において、ダウンシフト同様に、理論的にスリップレス変速制御が可能となる入力トルクＴ_ｉおよび変速時間ｔ_shiftとを算出する。なお、入力トルクＴｉは、スリップレス変速時において、変速機４の入力軸に入力されるトルクであり、変速時間ｔ_shiftは、入力トルクＴｉが入力される時間である（図９参照）。

本実施形態の３速から４速への変速時においては、入力トルクＴｉおよび変速時間ｔ_shiftは、変速機４の入力軸４ａに入力トルクＴｉを変速時間ｔ_shift作用させることによって、Ｒ３５ブレーキ８０が解放されるニュートラル状態においてドライバの要求加速度を維持するとともに、解放状態から締結状態に切り換えられるハイクラッチ５０の回転数を変速機の入力回転数に一致させることができる理論的な値であり、Ｔ_ｉおよび変速時間ｔ_shiftの算出方法については後述する。

また、本実施形態の変速機においては、４速の変速比が１となるため、全ての回転が同じとなる。したがって、本実施形態においては、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅が、入力軸４ａの回転数ω_iおよび出力軸４ｂの回転数ω₀と一致するように目標値を設定する。

なお、ドライバ要求加速度は、変速機４に入力される入力トルクＴｉが、変速機内の入力軸４ａ、遊星歯車セット１０、２０、３０等の回転部材に作用する際、慣性モーメントによって、入力トルクＴｉの一部が出力軸４ｂに伝達され、この伝達されるトルクを利用することで得られる。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４において算出した、スリップレス変速の変速時間ｔ_shiftに基づいて、スリップレス変速制御が可能かどうかを判定する。

具体的には、変速時間ｔ_shiftが、正の値かどうかを判定する。変速時間ｔ_shiftが、負の値の場合は、スリップレス変速制御が実行できないと判定し、ステップＳ１６に進み、通常のハイクラッチクラッチ５０をスリップまたはＲ３５ブレーキをスリップさせながら変速する。

一方、ステップＳ１５で、変速時間ｔ_shiftが、正の値の場合は、ステップＳ１７に進み、図９のタイムチャートの入力トルクＴｉ指令ラインＢ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＢ２、Ｂ３を設定し、ステップＳ１８に進む。

ここで、図１０にスリップレス変速制御の例として、３速から４速への変速を車速４０ｋｍ／ｈから減速中のシミュレーション結果を示す。

図１０（ａ）には、スリップレス変速制御時の入力トルクＴｉ、ハイクラッチ５０に作用するトルクＴ_high、および、Ｒ３５ブレーキ８０に作用するトルクＴ₃₅の時間変化が示され、図１０（ｂ）には、スリップレス変速制御時の変速機４の入力軸４ａの回転数ω_ｉ、変速機４の出力軸４ｂの回転数ω_０、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅の時間変化が示されている。

これによれば、変速指令後は矢印ｂ１１に示すように、入力トルクＴｉを素早く立ち下げると同時に、Ｒ３５ブレーキ８０を解放し（矢印ｂ１２）、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅が、変速機４の入力軸４ａの回転数ω_iもしくは出力軸４ｂの回転数ω₀に一致した時点（矢印ｂ１３）で入力トルクＴｉを素早く上げ（矢印ｂ１４）、これと同時にハイクラッチ５０を締結する（矢印ｂ１５）という緻密な変速制御が必要となることがわかる。

したがって、ダウンシフト同様に、油圧の遅れを考慮して、上述の理論的に算出した理論値（Ｔｉ、ｔ_shift）および、摩擦要素の締結解放のタイミングを決定する。

これにより、Ｒ３５ブレーキ８０の油圧指令（解放指令）Ｂ２は、図９の矢印ｂ３に示すように、実際にＲ３５ブレーキ８０を解放させたい時点（入力トルクＴｉを立ち下げる時点）ｔ３よりも、油圧の遅れΔｔ１２秒間前の時点ｔ１２において、Ｒ３５ブレーキ８０の油圧指令（解放指令）Ｂ２が出力される。

また、ハイクラッチ５０の油圧指令（締結指令）Ｂ３は、矢印ｂ４に示すように、実際にハイクラッチ５０を締結させたい時点（Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅が入力軸４ａの回転数ω_iに一致する時点）ｔ１５よりも、油圧の遅れΔｔ１１秒間前の時点ｔ１４で出力される。なお、ハイクラッチ５０を締結させたい時点は、スリップレス変速の効果が得られる時点となる、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａと入力軸４ａの相対回転が０近傍の所定回転以下となる時点であってもよい。

これにより、Ｒ３５ブレーキ８０およびハイクラッチ５０の、適切なタイミングでの解放締結が可能となり、より緻密な変速制御を実行することができる。

図４のフローチャートに戻って、ステップＳ１８では、３速から４速への変速後において、変速後の４速の状態では、すべての回転部材が同一回転となるので、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅の目標回転数ラインＢ４を設定し、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、ステップＳ１７およびステップＳ１８で作成した入力トルク指令ラインＢ１および油圧指令ラインＢ２、Ｂ３と、目標回転数ラインＢ４に基づいて、回転数制御付きのスリップレス変速制御を実行する。

次に、図８のフローチャートを参照しながら、スリップレス変速制御の内容について説明する。なお、図８の括弧外の符号は４速から３速へのシフトダウン時のフローを示し、括弧内の符号は３速から４速へのシフトアップ時のフローを示している（Ｓ２３とＳ２５は除く）。

ステップＳ２１では、ステップＳ１７で作成したスリップレス変速制御のための入力トルクＴｉの指令ラインＢ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＢ２、Ｂ３を読み込む。続くステップＳ２２では、ステップＳ１８で作成したスリップレス変速制御のためのＲ３５ブレーキ８０の回転部材８１の目標回転数ラインＢ４を読み込む。

そして、ステップＳ２３では、入力トルクＴiのエンジンおよびモータに対する配分を決定する。なお、エンジントルクＴｅは、減速中（非駆動状態）のためエンジンブレーキのトルクが発生し、モータトルクＴｍは、変速中に必要なトルクが分担されるように配分を決定する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２２で取得したＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数ラインＢ４と、その実回転数Ｂ４１との差より、ステップＳ２３で決定したモータトルクＴｍの指令値を補正する。なお、実回転数Ｂ４１は入力軸回転数と出力軸回転数と、ギアセットのギア比から逆算できる。

ここで、ステップＳ２４における目標モータトルクＴｍの指令値の補正について説明する。

ステップＳ２４では、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの実回転数Ｂ４１と、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ｂ４との偏差を監視しながら、実回転数を目標回転数に沿わせるために、入力トルクＴｍを補正することで制御される。

図９のｂ５に示すように、モータ３の目標入力トルク指令Ｂ１１に対して、実トルクＢ１２には、電流の応答遅れがあるため、所望のトルクに達するまでにおいて応答遅れΔｔ１３が存在する。したがって、この応答遅れΔｔ１３を考慮した変速制御が求められる。

具体的には、入力トルクＴｉの変化及びＲ３５ブレーキの実油圧の過渡応答により、入力トルクＴｉによって制御されるＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ｂ４に対して実回転数Ｂ４１にずれが生じることになる（ｂ６）。

ショックレス変速制御を実行するためには、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω₃₅を、入力トルクＴｉが入力されてからｔ_shift経過した時点において、入力軸４ａあるいは出力軸４ｂの回転数ω_ｉ、ω_０に一致させると同時にハイクラッチ５０を締結することが重要である。

したがって、本実施形態においては、制御手段２００は、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ｂ４と、実際のＲ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数Ｂ４１との偏差に基づいて、この回転数のずれΔω₃₅を目標モータトルクＴｍへフィードバック制御することで、実回転数Ｂ４１を目標回転数Ｂ４に沿わせる回転数制御を行う。例えば、目標モータトルクＴｍをＴｍ＋ΔＴｍへ補正することで、実回転数Ｂ４１を目標回転数Ｂ４に沿わせる回転数制御を行う。

その後、ステップ２５では、ステップＳ２３、ステップＳ２４に基づいて、エンジン１と、モータ３にそれぞれ入力トルクＴｅ、Ｔｍ＋ΔＴｍの指令を出力する。

ステップＳ２６では、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（解放指令）があるかないか、例えば、図９のタイムチャートのｔ１２に達したかどうかを判定し、油圧指令（解放指令）がない（ｔ１２に達していない）場合は、フローがリターンされる。一方、油圧指令（解放指令）がある（ｔ１２に達している）場合は、Ｒ３５ブレーキ８０を解放するとともに、ステップＳ２７に進み、ハイクラッチ５０への油圧指令（締結指令）があるかないか、例えば、図９のタイムチャートのｔ１４に達したかどうかを判定する。

ステップＳ２７で、ハイクラッチ５０への油圧指令（締結指令）がない（ｔ１４に達していない）場合はフローがリターンされ、ハイクラッチ５０への油圧指令（締結指令）がある（ｔ１４に達している）場合は、ハイクラッチ５０を締結する。

ステップＳ２８では、変速が終了したかどうを判断する。例えば、変速機４の入力軸４ａと出力軸４ｂの回転数ω_i、ω₀の差から、変速比が変速後（４速）の状態となったかどうかを判定する。そして、変速終了していないと判定した場合はフローがリターンされ、変速終了と判定した場合はフローを終了する。

ここで、図１１を参照しながら、スリップレス変速を実行するための入力トルクＴ_ｉおよび変速時間ｔ_shiftの算出方法を説明する。

スリップレス変速の前提として、ドライバの要求加速度を維持しながら、スリップを伴わない解放側摩擦要素と、締結側摩擦要素との切換を行うものとする。また、スリップレス変速にするために、解放側摩擦要素と、締結側摩擦要素との切換において、両摩擦要素が解放されたニュートラル状態を経由させる。

一方、ドライバの要求加速度を維持するためには、ニュートラル状態の時の空走感（トルク伝達しない状態）回避のために、変速機に入力される入力トルクを制御することで、変速機から出力される出力部材の回転数を上げる。

また、解放状態の締結側摩擦要素を締結する際に、該締結側摩擦要素がブレーキの場合は、ブレーキの回転部材の回転が０になったときに締結されるように制御され、該締結側摩擦要素がクラッチの場合は、回転部材同士の相対回転が０となったときに締結されるように制御される。

上記の条件に合う変速時間と、そのとき入力される入力トルクとを算出することで、ショックレス変速ができる。

トルクと回転数と変速時間との関係を示すために、変速機内の各ギヤセットの回転部材に対する運動方程式を立てるとともに、変速条件を入力し、ドライバの要求加速度を維持しながらスリップレス変速を行うための、入力トルクと、変速時間とを算出する。

まず、各プラネタリギヤの構成から数式化する。リングギヤの歯数をＺ_ｒ、サンギヤの歯数をＺ_ｓ、リングギヤの回転数をＮ_ｒ、サンギヤの回転数をＮ_ｓ、キャリヤの回転数Ｎ_ｃとすると、次のような関係が成り立つ。

ここで、リングギヤとサンギヤのギヤ比をλとおくと、次のように変形される。

次に、プラネタリギヤに順番をつける。ＬＲブレーキ６０と締結するリングギヤ１４を持つプラネタリギヤセット１０を１番、ハイクラッチ５０と締結するキャリヤ２３を持つプラネタリギヤセット２０を２番、３５ブレーキ８０と締結するキャリヤ３３を持つプラネタリギヤセットを３番とする。

そして、変速機４への入力部材Ｓ３の回転数をω_i、変速機４からの出力部材Ｃ１の回転数をω_o、ロークラッチ４０付サン部材Ｓ１の回転数をω_low、ＬＲブレーキ６０付リング部材Ｒ１の回転数をω_lr、２６ブレーキ７０付リング部材Ｒ２の回転数をω₂₆、３５ブレーキ８０付キャリア部材Ｃ３の回転数をω₃₅とする。また、第１ギヤセット１０のギヤ比をλ_１、第２ギヤセット２０のギヤ比をλ_２、第３ギヤセット３０のギヤ比をλ_３とする。

すると、数１より、各ギヤセット１０、２０、３０の関係式が得られる。

次に、各部材の運動方程式の定式化を行う。Ｓ３のイナーシャをＪ_i、Ｓ１のイナーシャをＪ_low、Ｒ１のイナーシャをＪ_lr、Ｒ２のイナーシャをＪ₂₆、Ｒ３のイナーシャをＪ₃₅とする。

また、Ｓ３への入力トルクをＴ_i、Ｃ１にタイヤ側から伝わるトルクをＴ_o、ロークラッチ４０で発生するトルクをＴ_low、ハイクラッチ５０で発生するトルクをＴ_high、ＬＲブレーキ６０で発生するトルクをＴ_lr、３５ブレーキ８０で発生するトルクをＴ₃₅とする。

さらに、Ｓ１からＣ１に向けて伝達するトルクをＴs_１、Ｓ２からＣ２に向けて伝達するトルクをＴs₂、Ｓ３からＣ３に向けて伝達するトルクをＴs₃と置くと、各部材の運動方程式は、本実施形態における骨子図に基づいて、次のように表現できる。

なお、仮置きしたＴs₁、Ｔs₂、Ｔs₃は、各ギヤセット１０、２０、３０に与えられるトルクや締結状態、変速機４の緒言（ギヤ比、イナーシャ）から逆算することができる。

まず、微分した（１）の左辺に（４）式を、右辺には（６）、（７）式を代入すると、次式が得られる。

続いて、微分した（２）式の左辺に（４）式を、右辺には（７）、（８）式を代入すると、次式が得られる。

さらに、微分した（３）式の左辺に（５）式を、右辺に（８）、（９）式を代入すると次式が得られる。

これは、Ｔs₀、Ｔs₁、Ｔs₂に関する連立方程式になっている。

ここで、行列Ｖを次にようにおく。

そして、列ベクトルＷ₁〜Ｗ₇を次のようにおく。

ここで、与えられるトルクをｕ、解きたいトルクをＸと置く。

すると、数６〜数８の連立方程式は次のように書ける。

ここでは、Ｘをｕの成分を使って表現したいので、

とおけば、次式から係数であるs_kが求まる。

ここで、ｓ_kによって構成される行列Ｓを次のように書き、

その行ベクトルをｓ_jバー（j=１,２,３）と置く。

このｓ₁バー、ｓ₂バー、ｓ₃バーを用いると、数４の運動方程式は次にように書き変えられる。

ここで、さらに、この運動方程式を整理ため、係数Ｋを次のようにおく。

そして、回転数ωや係数Ｋを次のように置くと、

数４、数１６の運動方程式は、次のように整理される。

数１９の運動方程式に基づいて、スリップレス変速制御を可能にする入力トルクＴｉや変速時間ｔ_shiftを求める。ここでは、例として４速から３速へのダウンシフトを計算する。

図２より、４速はハイクラッチ５０とロークラッチ４０が締結されており、３速はロークラッチ４０と３５ブレーキ８０が締結されている。よって、この変速ではハイクラッチ５０を解放し３５ブレーキ８０を締結すれば良いことになる。

まず４速では、全ての部材の回転数が同じになるため、入力部材Ｓ１の回転数がセンシングできているので、全ての回転数が既知となる。

また、ドライバのアクセル開度や車速などからドライバの要求加速度も分かるため、そこから出力回転数の角加速度も算出できる。ここでは、その角加速度をA_oとおくと、次式を満足する。

ここでは、スリップレス変速をしたいので、ロークラッチ４０以外のブレーキ６０、７０、８０とハイクラッチ５０は全て解放した状態で３速の回転数になる、Ｔ_i、Ｔ_lowおよび、変速時間（以下ｔ_shift）を求めるための連立方程式を立てる。

まず、数１９のω_oは、数２０を代入すると、次の関係を満足する。

次に、数１９のω３５は変速中に回転数が０になれば良いので、変速開始時の回転数をω_sとおいてt_shiftの関係式を求めていく。数１９から、

を満たすので、数２２に変速時間t_shiftを用いると、左辺は次のように変形できる。

ここで、ω₃₅(０)＝ω_s、ω₃₅(ｔ_shift)＝０、Ｔ_lr＝０、Ｔ₃₅＝０、Ｔ_high＝０を代入すると次式が得られる。

さらに、ロークラッチ４０は締結状態なので、常に（４）’×Ｊ_i=（５）’×Ｊ_low となるため、次式を満たす。

この数２１〜数２３は、Ｔ_i、Ｔ_low、１／ｔ_shiftに関する連立方程式になっている。

また、走行負荷であるＴ_oが推定できているため、これらの関係からＴ_i、Ｔ_low、ｔ_shiftが得られる。なお、Ｔ_oを要求加速度に見合う値に設定することで、要求加速度はアクセル開度とその時（変速前）の変速段から求まり、この要求加速度から車両の慣性質量や終減速比などの定数を用いてＴ_oを求めることがでる。すなわち、アクセル開度からＴ_oが求まり、これを連立方程式で用いる。

なお、ロークラッチ４０は締結状態なので、部材Ｓ１とＳ２が一体となっており、直接制御できない。また、走行負荷Ｔ_oおよび入力トルクＴ_iにより、それぞれのギヤセット６０、７０、８０内のトルク配分（Ｔs₁、Ｔs₂、Ｔs₃）が各部品のイナーシャのつり合いから一意に決まるため、Ｔ_lowは、Ｔs₁、Ｔs₂、Ｔs₃により決まる。

次に、３速から４速へのアップシフトについて説明する。

数１９の運動方程式をベースに、ダウンシフト同様に、スリップレス変速制御を可能にする入力トルクＴｉや変速時間ｔ_shiftを求める。

図２より、３速はＲ３５ブレーキ８０とロークラッチ４０を締結しており、４速はハイクラッチ５０とロークラッチ４０を締結している。よって、この変速ではＲ３５ブレーキ８０を解放し、ハイクラッチ５０を締結すれば良い。

まず３速では、入力部材と出力部材の回転数がセンシングできているので、全ての部材の回転数を算出できる。

また、ドライバのアクセル開度や車速などからドライバの要求加速度も既知なため、そこから出力回転数の角加速度も算出できる。ここでも、数２０のようにその角加速度をＡ_oとおく。

また、スリップレスで変速したいので、ロークラッチ４０以外のブレーキ６０、７０、８０とハイクラッチ５０は全て解放した状態で４速の回転数になる、Ｔ_i、Ｔ_low及び、変速時間（以下ｔ_shift）が求められれば良い。そこで、この３つを求められる連立方程式を作っていく。

まず、数１９のω_oにA_oを代入すると数２１の関係を満たす。

次に、数１９のω₃₅は変速中に回転数がωoと同じになれば良いので、変速開始時の出力部材Ｃ１の回転数をω_osとおくと、A_oを用いて次式の関係を満たす。

さらに、ロークラッチ４０は締結状態なので、常に（４）’×Ｊ_i＝（５）’×Ｊ_low となるため、数２３を満たす。

この数２１、数２３、数２４は、Ｔ_i、Ｔ_low、１／ｔ_shiftに関する連立方程式になっている。

また、走行負荷であるＴ_oが推定できているため、これらの関係からＴ_i、Ｔ_low、ｔ_shiftが得られる。なお、Ｔ_oを要求加速度に見合う値に設定することで、要求加速度はアクセル開度とその時（変速前）の変速段から求まり、この要求加速度から車両の慣性質量や終減速比などの定数を用いてＴ_oを求めることがでる。すなわち、アクセル開度からＴ_oが求まり、これを連立方程式で用いる。

なお、本実施形態においては、所定の変速時として、４速から３速へのシフトダウンおよび３速から４速へのシフトアップを例に説明したが、本発明のスリップレス変速制御は、他の変速段におけるシフトダウンおよびシフトアップにも適用可能である。

以上のように、本発明によれば、自動変速機の所定の変速時に、摩擦要素をスリップさせることなく、エンジンやモータによる入力トルクの制御によって（変速ショックが抑制された）変速と、ドライバの要求加速度の維持を両立させることができるので、変速機の制御分野において好適に利用される可能性がある。

３ モータ
４ 自動変速機
４０ ロークラッチ（維持側摩擦要素）
５０、８０ ハイクラッチ、Ｒ３５ブレーキ（締結側摩擦要素）
５０、８０ ハイクラッチ、Ｒ３５ブレーキ（解放側摩擦要素）
２００ 制御手段

Claims (5)

1. 動力源として少なくともモータを備え、該モータの出力側に自動変速機が設けられた車両におけるパワートレインの制御装置であって、
   前記自動変速機は、変速時に締結力が維持される維持側摩擦要素と、変速時に解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素と、変速時に締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素とを備え、
   前記摩擦要素の締結解放制御と、前記モータの制御とを行う制御手段を有し、
   前記制御手段は、所定の変速時に、前記締結側摩擦要素および前記解放側摩擦要素を解放した状態で、前記モータを制御することによって、車両をドライバ要求加速度に維持しつつ前記締結側摩擦要素の回転を制御し、その回転が所定回転数になるタイミングで前記締結側摩擦要素を締結するように動作することを特徴とするパワートレインの制御装置。
2. 前記所定の回転数となるタイミングは、前記締結側摩擦要素の一対の摩擦部材の相対回転数が所定回転以下となるタイミングであることを特徴とする請求項１に記載のパワートレインの制御装置。
3. 前記変速が駆動状態でのシフトダウン、または、非駆動状態でのシフトアップである場合に制御を行うものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワートレインの制御装置。
4. 前記制御手段は、前記タイミングで所定の回転数になる時点において前記締結側摩擦要素が締結されるように、前記時点よりも前に前記締結側摩擦要素に指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワートレインの制御装置。
5. 前記制御手段は、前記タイミングで所定の回転数になるよう前記モータへ目標トルクを補正しながら指令することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパワートレインの制御装置。

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