JP6485404B2 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと、少なくとも１つの電動機と、機械式変速機と、を備え、前記少なくとも１つの電動機は、前記機械式変速機の入力軸に接続されて構成される車両の駆動装置において、変速の際の変速ショックを抑制する技術に関する。

エンジンと、少なくとも１つの電動機と、機械式変速機と、を備え、前記少なくとも１つの電動機は、前記機械式変速機の入力軸に接続されて構成される車両の駆動装置が知られている。たとえば、特許文献１の車両がそれである。特許文献１の車両では、エンジンに連結されたキャリヤと第１電動機に連結されたサンギヤと機械式変速機の入力軸として機能する動力伝達部材に連結されたリングギヤとを有する差動機構と動力伝達部材に連結された第２電動機とを備える電気式差動部と、動力伝達部材から動力が入力される機械式変速機とが、備えられている。特許文献１では、変速において、機械式変速機の変速に関与する各摩擦係合装置のトルク容量を制御するために、その変速に関与する各摩擦係合装置のトルク容量を機械式変速機の入力軸上に換算した換算値の合算値である機械式変速機のトルク容量が、機械式変速機の入力回転速度の変化率の目標値すなわち目標第２電動機角加速度に実際の第２電動機角加速度が追従するように、フィードバック制御される。フィードバック制御の操作量は機械式変速機のトルク容量の指令値とトルク容量の推定値との差分から求められるが、そのトルク容量の推定値を算出するための運動方程式が特許文献１に示されている。

また、特許文献１のような電気式差動部と機械式変速機とを備えた車両の駆動装置において、変速の際にエンジンの角加速度の目標値である目標エンジン角加速度および第２電動機の角加速度の目標値である目標第２電動機角加速度を満たすための第１電動機トルクおよび第２電動機トルクを算出するための運動方程式を有するモデルが、用いられている。このモデルでは、先ず、機械式変速機における変速進行度に基づいて、目標エンジン角加速度および目標第２電動機角加速度が設定される。上記の変速進行度の算出に用いる変速終了時の機械式変速機の入力回転速度は、変速開始時（イナーシャ相の開始時）の機械式変速機からの動力が出力される出力軸の回転速度である出力軸回転速度と機械式変速機の変速終了後の変速比との積として算出される。このようにして算出された目標エンジン角加速度および目標第２電動機角加速度に基づいて、上記モデルの運動方程式から、第１電動機トルク指令値および第２電動機トルク指令値が求められる。これにより、上述のような車両の変速において、変速進行度に基づいて第１電動機トルクおよび第２電動機トルクが制御される。

特開２０１４−１６２３５９号公報

ところで、変速進行度を求めるのに必要な機械式変速機の出力軸回転速度は、出力軸回転速度センサから検出されるが、この出力軸回転速度センサは、出力軸回転速度が低い場合すなわち低車速時において精度が悪化する可能性がある。このため、出力軸回転速度が低く、出力軸回転速度センサの精度が悪化した場合には、出力軸回転速度センサにより検出された出力軸回転速度から求められた変速進行度の算出値が実際の変速進行度と乖離してしまい、実際の変速進行度に応じた第１電動機トルクおよび第２電動機トルクが出力されない可能性があった。これにより、たとえば変速ショックを抑制するための機械式変速機の入力軸のトルクダウンの開始時期が実際の変速進行度に応じた入力軸のトルクダウンの開始時期よりも遅れてしまうことにより、変速終了後の変速ショックが悪化してしまう可能性があった。

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、エンジンと、少なくとも１つの電動機と、機械式変速機と、を備え、前記少なくとも１つの電動機は、前記機械式変速機の入力軸に接続されて構成される車両の駆動装置において、変速の際の変速ショックを抑制する車両の駆動制御装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンと、少なくとも１つの電動機と、機械式変速機と、を備え、前記少なくとも１つの電動機は、前記機械式変速機の入力軸に接続されて構成される車両の駆動装置において、（ｂ）前記機械式変速機の出力軸回転速度に基づいて前記機械式変速機の変速進行度を算出する変速進行度算出部と、（ｃ）前記機械式変速機の変速進行度に基づいて前記エンジンおよび前記少なくとも１つの電動機の目標角加速度を設定する目標角加速度設定部と、（ｄ）前記車両の運動方程式を含んで成る予め記憶された物理モデルによって前記目標角加速度を満たすための前記少なくとも１つの電動機の電動機トルクを算出する電動機トルク算出部と、（ｅ）前記出力軸回転速度が所定値以上の場合は、前記物理モデルによって算出された前記電動機トルクを目標値として前記電動機トルクをフィードバック制御するフィードバック制御部と、（ｆ）前記出力軸回転速度が所定値より小さい場合は、前記電動機トルクをフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部と、を含むことを特徴とする車両の駆動制御装置にある。

本発明によれば、車両の駆動制御装置は、前記機械式変速機の出力軸回転速度に基づいて前記機械式変速機の変速進行度を算出する変速進行度算出部と、前記機械式変速機の変速進行度に基づいて前記エンジンおよび前記少なくとも１つの電動機の目標角加速度を設定する目標角加速度設定部と、前記車両の運動方程式を含んで成る予め記憶された物理モデルによって前記目標角加速度を満たすための前記少なくとも１つの電動機の電動機トルクを算出する電動機トルク算出部と、前記出力軸回転速度が所定値以上の場合は、前記物理モデルによって算出された前記電動機トルクを目標値として前記電動機トルクをフィードバック制御するフィードバック制御部と、前記出力軸回転速度が所定値より小さい場合は、前記電動機トルクをフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部と、を含む。このため、出力軸回転速度センサの精度が担保される出力軸回転速度が所定値以上の場合には、変速進行度の算出値が実際の変速進行度と乖離しないことから、変速進行度の算出値に応じて電動機トルクが制御される。また、出力軸回転速度センサの精度が担保されない出力軸回転速度が所定値未満の場合には、変速進行度の算出値が実際の変速進行度と乖離するため、電動機トルクがフィードフォワード制御される。これにより、変速の際の変速ショックが抑制される。

本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１のハイブリッド車両用駆動装置の変速機構が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦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。 図１のハイブリッド車両用駆動装置の変速機構が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。 図１のハイブリッド車両用駆動装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。 シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。 図４の電子制御装置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１のハイブリッド車両用駆動装置において、車速と出力トルクとをパラメータとする共通の二次元座標内に、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、変速機構の変速状態の切換判断の基となる予め記憶された切換線図の一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるためのエンジン走行領域とモータ走行領域との境界線を有する予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを、それぞれ示す図である。 図１のハイブリッド車両用駆動装置の変速機構の変速に際して、イナーシャ相中に実行される電動機トルク制御のうちの物理モデルベース変速制御（ＭＢＣ）によるフィードバック制御の概要を説明する図である。 図１のハイブリッド車両用駆動装置の変速機構の変速に際して、イナーシャ相中に実行される電動機トルク制御および自動変速部の油圧制御と車速Ｖとの関係を示す図表である。 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４の電子制御装置の制御作動であって、車速Ｖが所定車速Ｖ0以上の通常車速時でのダウンシフトにおける第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御の作動例を説明するタイムチャートの一例である。 図４の電子制御装置の制御作動であって、車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速時でのダウンシフトにおける第２電動機トルクＴm2のフィードフォワード制御の作動例を説明するタイムチャートの一例である。 車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速時でのダウンシフトにおいて第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御が行われる作動例を説明するタイムチャートの一例である。

以下、本発明の車両の駆動制御装置の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両用駆動装置１３の構成を説明する骨子図である。図１において、ハイブリッド車両用駆動装置１３（以下、「車両用駆動装置１３」という。）は、エンジン８と変速機構１０を備えている。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）を介して直接に連結された差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３８（図６参照）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有段式の変速機として機能する変速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、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３８（図６参照）との間に設けられて、エンジン８からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３６（図６参照）および一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪３８へ伝達する。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。また、自動変速部２０は、本発明の機械式変速機に相当する。

第１電動機Ｍ１を利用して差動状態が変更されるという点で電気式差動部と言うことができる差動部１１は、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としての動力分配機構１６と、伝達部材１８と一体的に回転するように設けられている第２電動機Ｍ２とを備えている。なお、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）機能すなわち走行用電動機としての機能を少なくとも備える。なお、第２電動機Ｍ２は、本発明の少なくとも１つの電動機に相当する。また、伝達部材１８は、本発明の機械式変速機の入力軸に相当する。

動力分配機構１６は、シングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２４と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを主体的に備えている。この差動部遊星歯車装置２４は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。

この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は差動部サンギヤＳ０とケース１２との間に設けられ、切換クラッチＣ０は差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０との間に設けられている。それら切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放されると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、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（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１１は所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。

この状態で、上記切換クラッチＣ０或いは切換ブレーキＢ０が係合させられると動力分配機構１６は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチＣ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが一体的に係合させられると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、エンジン８の回転と伝達部材１８の回転速度とが一致する状態となるので、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０がケース１２に連結させられると、動力分配機構１６は差動部サンギヤＳ０が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、差動部リングギヤＲ０は差動部キャリヤＣＡ０よりも増速回転されるので、動力分配機構１６は増速機構として機能するものであり、差動部１１（動力分配機構１６）は増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。

自動変速部２０は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０を備えている。第１遊星歯車装置２６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を備えている。第２遊星歯車装置２８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３０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。

自動変速部２０では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２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１キャリヤＣＡ１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３リングギヤＲ３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１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２と第３キャリヤＣＡ３とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３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。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとも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。

前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３は従来の車両用有段式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である。

以上のように構成された変速機構１０では、例えば、図２の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３が選択的に係合作動させられることにより、第１速ギヤ段（第１変速段）乃至第５速ギヤ段（第５変速段）のいずれか或いは後進ギヤ段（後進変速段）或いはニュートラルが選択的に成立させられるようになっている。変速機構１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。

図３は、無段変速部或いは第１変速部として機能する差動部１１と有段変速部或いは第２変速部として機能する自動変速部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、３本の横線のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度零を示し、上側の横線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Ｎeを示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。

また、差動部１１を構成する動力分配機構１６の３つの要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素（第２要素）ＲＥ２に対応する差動部サンギヤＳ０、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する差動部キャリヤＣＡ０、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する差動部リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置２４のギヤ比ρに応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第１キャリヤＣＡ１を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第３リングギヤＲ３を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応し且つ相互に連結された第１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、第３キャリヤＣＡ３を、第８回転要素（第８要素）ＲＥ８に対応し且つ相互に連結された第２リングギヤＲ２、第３サンギヤＳ３をそれぞれ表し、それらの間隔は第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ１、ρ２、ρ３に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。

図４は、本発明に係る車両用駆動装置１３を制御するための制御装置である電子制御装置４０に入力される信号及びその電子制御装置４０から出力される信号を例示している。この電子制御装置４０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ものである。

電子制御装置４０には、図４に示す各センサやスイッチなどから、シフトポジションＰshを表す信号、レゾルバなどの回転速度センサにより検出される第１電動機Ｍ１の回転速度Ｎm1（以下、「第１電動機回転速度Ｎm1」という）及びその回転方向を表す信号、レゾルバなどの第２電動機回転速度センサ４４（図１）により検出される第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎm2（以下、「第２電動機回転速度Ｎm2」という）及びその回転方向を表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、出力軸回転速度センサ４６（図１）により検出される出力軸２２の出力軸回転速度Ｎoutおよび、その出力軸回転速度Ｎoutに対応する車速Ｖ及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部２０の作動油温ＴＨoilを示す油温信号、触媒温度Ｔempeを示す触媒温度信号、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（アクセル開度）Ａccを示すアクセル開度信号、車両の前後加速度（前後Ｇ）を示す加速度信号、などが、それぞれ供給される。なお、上記第２電動機回転速度センサ４４及び出力軸回転速度センサ４６は回転速度だけでなく回転方向をも検出できるセンサであり、車両走行中に自動変速部２０が中立ポジションである場合には出力軸回転速度センサ４６によって車両の進行方向が検出される。また、出力軸回転速度センサ４６は、出力軸２２と共に回転するセンサ用歯車の歯の通過毎にパルスを出力するホールセンサを有し、そのパルス周期に基づいて出力軸回転速度Ｎoutを出力する。出力軸回転速度Ｎoutは、出力軸２２に連結された図示しないプロペラシャフトのプロペラシャフト回転速度Ｎproと同値である。

また、上記電子制御装置４０からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置４３（図６参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管９５に備えられた電子スロットル弁９６の開度θthを操作するスロットルアクチュエータ９７への駆動信号や燃料噴射装置９８によるエンジン８の各気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９９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、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４２（図６参照）に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号等が、それぞれ出力される。

図５は複数種類のシフトポジションＰshを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置４８の一例を示す図である。このシフト操作装置４８は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰshを選択するために操作されるシフトレバー４９を備えている。

そのシフトレバー４９は、変速機構１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、変速機構１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、変速機構１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または手動変速走行モード（手動モード）を成立させて上記自動変速制御における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。

上記シフトレバー４９の各シフトポジションＰshへの手動操作に連動して図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「Ｄ」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路４２が電気的に切り換えられる。

図６は、電子制御装置４０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４０は、ハイブリッド制御部５２、有段変速制御部５４、イナーシャ相判定部５６、電動機トルク制御部５８を備えている。また、電動機トルク制御部５８は、出力軸回転速度判定部６０、変速進行度判定部６２、目標角加速度設定部６４、電動機トルク算出部６６、フィードバック制御部６８およびフィードフォワード制御部７０を備えている。なお、電子制御装置４０は、本発明の車両の駆動制御装置に対応する。

図６において、有段変速制御部５４は、自動変速部２０の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御部５４は、図７の実線および一点鎖線に示す関係（変速線図、変速マップ）から車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴoutで示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部２０の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部２０の変速を実行する。このとき、有段変速制御部５４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切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を除いた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）を油圧制御回路４２へ出力する。

ハイブリッド制御部５２は、変速機構１０の前記無段変速状態すなわち差動部１１の差動状態においてエンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて差動部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出し、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、その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を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとなるようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。

ハイブリッド制御部５２は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部２０の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度Ｎeと車速Ｖおよび自動変速部２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、差動部１１が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御部５２は例えばエンジン回転速度Ｎeとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）Ｔeとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジン８の最適燃費率曲線（燃費マップ、関係）を予め記憶しており、その最適燃費率曲線に沿ってエンジン８が作動させられるように、例えば目標出力（トータル目標出力、要求駆動力）を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクＴeとエンジン回転速度Ｎeとなるように変速機構１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部１１の変速比γ０を制御し、トータル変速比γＴをその変速可能な変化範囲内で制御する。

前記図７の実線Ａは、エンジン８を走行用の駆動力源として車両を発進／走行（以下、走行という）させる通常走行である所謂エンジン走行と第２電動機Ｍ２を走行用の駆動力源として車両を走行させる電動機走行である所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図７に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線（実線Ａ）を有する予め記憶された関係は、車速Ｖと駆動力関連値である出力トルクＴoutとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図（駆動力源マップ）の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図７中の実線および一点鎖線に示す変速線図（変速マップ）と共にハイブリッド制御部５２に予め記憶されている。

そして、ハイブリッド制御部５２は、例えば図７の駆動力源切換線図から車速Ｖと要求出力トルクＴoutとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御部５２によるモータ走行は、図７から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクＴout時すなわち低エンジントルクＴe時、或いは車速Ｖの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。

ハイブリッド制御部５２は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン８の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える。ハイブリッド制御部５２は、例えば図７の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行との切換えが判断された場合に、エンジン８の始動または停止を実行する。

ハイブリッド制御部５２は、車両状態に基づいて前記差動状態切換装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）の係合／解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、ハイブリッド制御部５２は、予め記憶された前記図７の破線および二点鎖線に示す関係（切換線図、切換マップ）から車速Ｖおよび要求出力トルクＴoutで示される車両状態に基づいて、変速機構１０を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは変速機構１０を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより、変速機構１０を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。

ハイブリッド制御部５２は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御或いは無段変速制御を不実施とするとともに、有段変速制御部５４に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御部５４は、例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０の自動変速を実行する。例えば図２は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動の組み合わせを示している。すなわち、変速機構１０全体すなわち差動部１１および自動変速部２０が所謂有段式自動変速機として機能し、図２に示す係合表に従って変速段が達成される。

しかし、ハイブリッド制御部５２は、変速機構１０を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、変速機構１０全体として無段変速状態が得られるために差動部１１を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路４２へ出力する。同時に、ハイブリッド制御部５２は、有段変速制御部５４には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御部５４により、図２の係合表内において切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、ハイブリッド制御部５２により無段変速状態に切り換えられた差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、自動変速部２０の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度が無段的に変化させられて変速機構１０全体として無段変速状態となりトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。

図７は、自動変速部２０の変速判断の基となる有段変速制御部５４に予め記憶された関係（変速線図、変速マップ）であり、車速Ｖと駆動力関連値である要求出力トルクＴoutとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図を示している。図７の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。

また、図７の破線はハイブリッド制御部５２による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を示している。つまり、図７の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速Ｖ１の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部２０の出力トルクＴoutが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクＴ１の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図７の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図７は判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を含む、車速Ｖと出力トルクＴoutとをパラメータとしてハイブリッド制御部５２により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するためのハイブリッド制御部５２に予め記憶された切換線図（切換マップ、関係）である。また、この切換線図は判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１の少なくとも１つを含むものであってもよいし、車速Ｖおよび出力トルクＴoutの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。

電子制御装置４０は、変速機構１０の変速の際に、変速開始時点から変速終了時点までに要する時間を短縮し、且つ変速終了時の変速ショックを低減するように、変速中のイナーシャ相において第１電動機Ｍ１および／または第２電動機Ｍ２の電動機トルク制御を実行する。ここで、イナーシャ相は、自動変速部２０の変速期間のうちで自動変速部２０の入力側回転部材である伝達部材１８の回転速度（第２電動機回転速度Ｎm2）すなわち自動変速部２０の入力回転速度Ｎinが変化する期間すなわち変速比が変化する期間である。

イナーシャ相判定部５６は、車両の変速に際して、その変速の段階がイナーシャ相であるか否かを判定する。イナーシャ相判定部５６は、有段変速制御部５４によって図７の変速線図から車両の走行状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきと判定され、変速すべき変速段（ギヤ段）が得られるように油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる変速出力指令が油圧制御回路４２に出力されると、第２電動機Ｍ２の角加速度である第２電動機角加速度dＮm2／dtすなわち自動変速部２０の入力回転速度Ｎinの勾配変化から、イナーシャ相が開始したか否かを判定し、イナーシャ相が開始したとの判定後は、イナーシャ相が終了したか否か、すなわち変速が終了したか否かを判定する。イナーシャ相判定部５６は、たとえば第２電動機角加速度dＮm2／dtが予め実験的に求められたイナーシャ相開始判定値（dＮm2／dt）以上となったことに基づいてイナーシャ相が開始したと判定する。また、イナーシャ相判定部５６は、たとえば実際の自動変速部２０の入力回転速度Ｎinと変速終了後（同期後）における自動変速部２０の入力回転速度Ｎinである同期回転速度との回転速度差が、所定の同期判定速度差以内となったことに基づいてイナーシャ相或いは変速が終了したと判定する。

ところで、出力軸回転速度センサ４６は、出力軸２２に固定されたパーキングギヤなどのセンサ用歯車の歯数の通過を検出するホールセンサの出力パルス周期に基づいて出力軸回転速度Ｎoutを算出するものであるため、車速Ｖが低車速、すなわち出力軸回転速度Ｎoutが低回転速度の場合には、その精度が悪化する可能性がある。出力軸回転速度Ｎoutが低回転速度である場合に、その出力軸回転速度Ｎoutに基づいて変速の際のイナーシャ相の後述する自動変速部２０の変速進行度が算出され、実際の変速進行度と乖離した変速進行度の算出値から、イナーシャ相でのフィードバック制御を行うための目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtが設定されると、変速ショックが悪化する可能性があった。

電動機トルク制御部５８の出力軸回転速度判定部６０は、イナーシャ相判定部５６より変速の段階がイナーシャ相であるとの信号を取得すると、出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0以上であるか否かを判定する。ここで、所定回転速度Ｎout0は、出力軸回転速度センサ４６の精度が担保されて、出力軸回転速度Ｎoutから求まる後述する自動変速部２０の変速進行度の算出値の精度が維持される下限速度であり、予め実験的に定められている。

図８は、車両用駆動装置１３の変速機構１０の変速に際して、イナーシャ相中に実行される電動機トルク制御のうちの物理モデルベース変速制御（ＭＢＣ）によるフィードバック制御の概要を説明する図である。以下、図８も参照しながら、変速の際に実行される電動機トルク制御のうちのフィードバック制御について説明する。

電動機トルク制御部５８の変速進行度算出部６２は、出力軸回転速度判定部６０により出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0以上であると判定されると、自動変速部２０の出力軸２２の出力軸回転速度Ｎoutに基づいて自動変速部２０のイナーシャ相での変速進行度Ｓを算出する。変速進行度算出部６２は、イナーシャ相の開始時の出力軸２２の出力軸回転速度Ｎout（プロペラシャフト回転速度Ｎpro）と自動変速部２０の変速終了後の変速比との積として、自動変速部２０の入力回転部材として機能する伝達部材１８の変速後（イナーシャ相終了後）の同期回転速度を算出し、変速後の自動変速部２０の入力回転速度Ｎin（同期回転速度）に基づいて、自動変速部２０のイナーシャ相での変速進行度Ｓ（％）を逐次算出する。ここで、自動変速部２０のイナーシャ相での変速進行度Ｓ（％）は、変速終了後の自動変速部２０の入力回転速度Ｎin2とイナーシャ相開始時の自動変速部２０の入力回転速度Ｎin1との回転速度差に対する、第２電動機回転速度センサ４４により逐次検出される実際の自動変速部２０の入力回転速度Ｎinとイナーシャ相開始時の自動変速部２０の入力回転速度Ｎin1との回転速度差の割合に１００を乗じた値（＝（Ｎin1−Ｎin）／（Ｎin1−Ｎin2）×１００（％））として算出される。

電動機トルク制御部５８の目標角加速度設定部６４は、変速進行度算出部６２により算出された自動変速部２０のイナーシャ相の変速進行度Ｓに基づいて、目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtを設定する。具体的には、目標エンジン回転速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtは、図８に示されるように、実際の第１電動機回転速度Ｎm1（実ＭＧ１回転速度）、第２電動機回転速度Ｎm2（実ＭＧ２回転速度）、エンジン回転速度Ｎe（実ＥＮＧ回転速度）、自動変速部２０のイナーシャ相の変速進行度Ｓ、および変速種などに基づいて設定される。ここで、変速種は、変速がアップシフトであるかダウンシフトであるか、および自動変速部２０の変速前後の変速段などの情報である。

目標角速度設定部６４は、設定した目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtを、変速中の各種制限を満たすように補正する。上記各種制限とは、たとえば蓄電装置５１（バッテリ）の放電電力の上限である放電可能電力と充電電力の上限である充電可能電力とにより規定される蓄電装置５１の保護要件、エンジン８の過回転、停止を防止するためのエンジン８の保護要件、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の出力トルクの上下限制限である電動機のトルク上下限制限などである。従って、目標角加速度設定部６４は、図８の目標角加速度補正器として機能するものである。なお、第１電動機回転速度Ｎm1は、エンジン回転速度Ｎeおよび第２電動機回転速度Ｎm2が決まると、図３の共線図（図８のＴＨＳパワーバランス式）から決定される。

電動機トルク制御部５８の電動機トルク算出部６６は、運動方程式を含んで成る予め記憶された物理モデルによって、目標角加速部設定部６４により設定された目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtを満たすための第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値Ｔm2rを算出する。電動機トルク算出部６６は、物理モデルに含まれる差動部１１および自動変速部２０の運動方程式（図８のＴＨＳ＆ＡＴ運動方程式）に基づいて、目標角加速部設定部６４により設定された目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgt、あるいは上記各種制約条件によって補正された補正後の目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび補正後の目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtから、第１電動機トルク指令値（ＭＧ１トルク要求値）Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値（ＭＧ２トルク要求値）Ｔm2rとしての第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2を算出する。差動部１１および自動変速部２０の運動方程式は、以下の次式（１）に示される。

上式（１）において、慣性モーメントＩeは、エンジン８の慣性モーメントであり、慣性モーメントＩgは、第１電動機Ｍ１の慣性モーメントであり、慣性モーメントＩmは、第２電動機Ｍ２の慣性モーメントである。また、上式（１）において、エンジントルクＴeおよび自動変速部２０のトルク容量Ｔcは、エンジントルクＴeの推定値であるエンジントルク推定値Ｔes（推定エンジントルク）およびトルク容量の推定値であるトルク容量推定値Ｔcs（推定クラッチトルク）が用いられる。電動機トルク算出部６６は、以下の次式（２）からエンジントルク推定値Ｔesおよびトルク容量推定値Ｔcsを算出する。したがって、電動機トルク算出部６６は、図８の外乱オブザーバとして機能する。ここで、自動変速部２０のトルク容量Ｔc（クラッチトルクＴc）は、イナーシャ相において変速に関与する各摩擦係合装置のトルク容量を自動変速部２０の入力側回転部材である伝達部材１８上に換算した換算値の合算値であり、言い換えれば、イナーシャ相における自動変速部２０のトルク容量を伝達部材１８上に換算した換算値である。

上式（２）において、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2は、インバータ５０への電流指令値のトルク換算値が用いられてもよいし、第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値Ｔm2rが用いられてもよい。また、第１電動機角加速度dＮm1／dtおよび第２電動機角加速度dＮm2／dtは、実際の第１電動機回転速度Ｎm1および第２電動機回転速度Ｎm2の微分値が用いられる。

電動機トルク制御部５８のフィードバック制御部６８は、イナーシャ相中において、差分ΔＴeおよび差分ΔＴcが解消されるように、エンジントルクＴeおよびトルク容量Ｔcをフィードバック制御する。フィードバック制御部６８は、電動機トルク算出部６６から取得されるエンジントルク推定値Ｔesおよびトルク容量推定値Ｔcsに基づいて、エンジントルク指令値Ｔerとエンジントルク推定値Ｔesとの差分ΔＴeと、トルク容量指令値Ｔcrとトルク容量推定値Ｔcsとの差分ΔＴcとを算出する。ここで、エンジントルク指令値Ｔer（ＥＮＧトルク要求値）およびトルク容量指令値Ｔcrは、アクセル開度Ａccおよび車速Ｖに基づく出力軸２２の要求駆動トルクおよびその他各種信号などから算出される指令値である。フィードバック制御部６８は、フィードバック制御式に基づいて、上記差分ΔＴeおよび差分ΔＴcから、エンジントルク指令値Ｔerに対するフィードバック制御の操作量ΔＴefbおよびトルク容量指令値Ｔcrに対するフィードバック制御の操作量ΔＴcfbを算出する。フィードバック制御式は以下の次式（３）、（４）に示される。次式（３）、（４）において、Ｋp1、Ｋp2は所定の比例定数であり、Ｋi1、Ｋi2は所定の積分定数である。
ΔＴefb＝Ｋp1×ΔＴe＋Ｋi1×(∫ΔＴedt) ・・・（３）
ΔＴcfb＝Ｋp2×ΔＴc＋Ｋi2×(∫ΔＴcdt) ・・・（４）

フィードバック制御部６８は、エンジントルク指令値Ｔerにフィードバック制御の操作量ΔＴefbを加算して、エンジントルクＴeの補正後指令値（Ｔer＋ΔＴefb）を算出し、その補正後指令値（Ｔer＋ΔＴefb）をハイブリッド制御部５２へ出力する。また、フィードバック制御部６８は、トルク容量指令値Ｔcrにフィードバック制御の操作量ΔＴcfbを加算して、トルク容量Ｔcの補正後指令値（Ｔcr＋ΔＴcfb）を算出し、その補正後指令値（Ｔcr＋ΔＴcfb）を有段変速制御部５４に出力する。

ハイブリッド制御部５２は、変速のイナーシャ相において、エンジントルクＴeの補正後指令値（Ｔer＋ΔＴefb）に基づいてエンジン出力制御装置４３へ制御信号を出力する。また、ハイブリッド制御部５２は、第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値Ｔm2rに基づいて第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の作動を制御する制御信号をインバータ５０へ出力する。

有段変速制御部５４は、変速の際のイナーシャ相において、自動変速部２０のトルク容量Ｔcの補正後指令値（Ｔcr＋ΔＴcfb）を摩擦係合装置の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するための油圧指令信号に変換して、その油圧指令信号（図８のＡ／Ｔ油圧要求値）を油圧制御回路４２に出力する。

このように、第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値Ｔm2rは、物理モデルの差動部１１と自動変速部２０の運動方程式（式（１））に基づいて、変速進行度Ｓに基づいて設定される目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgt、エンジントルク推定値Ｔesおよびトルク容量推定値Ｔcsから、電動機トルク算出部６６により算出される。また、イナーシャ相中のエンジントルクＴeおよびトルク容量Ｔcは、差分ΔＴeおよび差分ΔＴcが解消するように、フィードバック制御部６８によりフィードバック制御される。このため、フィードバック制御部６８は、自動変速部２０の変速進行度Ｓに基づいて設定された目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtから物理モデルの運動方程式によって算出される第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値Ｔmr2を目標値として、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2を間接的にフィードバック制御しているとも言える。

電動機トルク制御部５８のフィードフォワード制御部７０は、出力軸回転速度判定部６０により出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0未満であると判定されると、自動変速部２０の入力側回転部材（伝達部材１８）に入力される入力トルクＴinが目標値が得られるように予め設定された第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2によって第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２をフィードフォワード制御する。フィードフォワード制御部７０は、予め実験的に定められたマップから、作動油温ＴＨoil、車速Ｖに基づいて、イナーシャ相における第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2を設定する。上記マップにより設定される第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2は、出力軸回転速度Ｎoutが出力軸回転速度センサ４６の精度が悪化する所定回転速度Ｎout未満である際に、その出力軸回転速度Ｎoutに基づいて算出された変速後同期回転速度の算出値が実際の変速後同期回転速度とは異なり、たとえば変速後同期回転速度の算出値が実際の変速後同期回転速度よりも高くなり、変速進行度の算出値が実際の変速進行度よりも小さくなる場合であっても、変速終了時に変速ショックが抑制されるように設定されている。具体的には、自動変速部２０の入力回転速度Ｎinの変化勾配を小さくするための自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウンが変速終了時までに開始されて変速ショックが抑制されるように、変速進行度の算出値の自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウンを開始する閾値Ｂが、出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout以上の場合に変速時のイナーシャ相で実行される第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御において、変速進行度の算出値の自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウンを開始する閾値Ａよりも低く設定される。また、フィードフォワード制御での自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウン量は、フィードバック制御での自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウン量よりも大きくなるように、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2が上記マップにより設定される。

図９は、車両用駆動装置１３の変速機構１０の変速に際して、イナーシャ相中に実行される電動機トルク制御および自動変速部２０の油圧制御と車速Ｖとの関係を示す図である。電動機トルク制御部５８によりダウンシフト（クラッチツゥクラッチ変速）およびアップシフトで実行される電動機トルク制御は、車速Ｖおよびそれに対応する出力軸回転速度Ｎoutに基づいてフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）およびフィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ制御）の一方に切り換えられる。イナーシャ相開始時点の車速Ｖが所定車速Ｖ0以上の通常車速すなわち出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0以上の場合には、エンジン８の角加速度の目標値である目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび第２電動機Ｍ２の角加速度である目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtから運動方程式に基づいて第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルク指令値Ｔm2rが算出される物理モデルベース変速制御（ＭＢＣ）によりフィードバック制御が実行される。イナーシャ相開始時点の車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速すなわち出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0未満の場合には、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードフォワード制御が実行される。イナーシャ相中に車速Ｖが所定車速Ｖ0以上から所定車速Ｖ0未満となった場合には、矢印で示されるように、電動機トルク制御はフィードバック制御が終了させられて、フィードバック制御からフィードフォワード制御へ切り換えられる。一方、イナーシャ相中に車速Ｖが所定車速Ｖ0未満から所定車速Ｖ0以上となった場合には、フィードフォワード制御からフィードバック制御への切換えによる自動変速部２０の入力トルクＴinの急速な変化などを避けるため、矢印で示されるように、フィードフォワード制御からフィードバック制御への切換えは行われずに、フィードフォワード制御が維持される。

この図９に示されるように、車速Ｖが所定車速Ｖ0以上の通常車速であって、出力軸回転速度センサ４６の精度が担保される場合には、変速の際のイナーシャ相において実行される電動機トルク制御としてフィードバック制御が選択され、車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速であって、出力軸回転速度センサ４６の精度が悪化する可能性がある場合には、変速の際のイナーシャ相において実行される電動機トルク制御としてフィードフォワード制御が選択される。

また、変速に際して、車速Ｖに拘わらず、クラッチツゥクラッチ変速に関与する各油圧式摩擦係合装置の通常の油圧制御が行われる。ここで、通常の油圧制御とは、変速に関与する油圧式摩擦係合装置である解放側摩擦係合装置を解放するとともに係合側摩擦係合装置を係合するために、解放側摩擦係合装置および係合側摩擦係合装置の油圧アクチュエータへ供給する油圧のフィードバック制御である。但し、第２電動機トルクＴm2のフィードフォワード制御が選択される車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速の場合には、変速進行に必要な入力トルクＴinを確保するために、解放側摩擦係合装置あるいは係合側摩擦係合装置の係合油圧増加補正が行われる。

図１０は、電子制御装置４０の電動機トルク制御部５８の機能に対応する制御作動の要部を説明するフローチャートである。図１１は、電動機トルク制御部５８の機能に対応する制御作動であって、車速Ｖが所定車速Ｖ0以上の通常車速時でのダウンシフトにおける第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御の作動例を説明するタイムチャートの一例である。図１２は、電動機トルク制御部５８の機能に対応する制御作動であって、車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速時でのダウンシフトにおける第２電動機トルクＴm2のフィードフォワード制御の作動例を説明するタイムチャートの一例である。図１３は、車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速時でのダウンシフトにおいて第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御が行われる作動例を説明するタイムチャートの一例である。なお、図１１から図１３において、変速前同期回転速度が示されている。変速前同期回転速度は、出力軸回転速度と自動変速部２０の変速開始前の変速比との積から算出される。

イナーシャ相判定部５６の機能に対応するステップ（以下、「ステップ」を省略する。）Ｓ１において、変速の段階がイナーシャ相であるか否かが判定される。Ｓ１の判定が否定される場合には、本フローチャートは終了させられる。図１１および図１２において、有段変速制御部５４によって、自動変速部２０のギヤ段を高速段から低速段へ切り換えるダウンシフトのための油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる変速出力指令が油圧制御回路４２に出力され（図１１および図１２のｔ１時点）、自動変速部２０の入力回転速度Ｎinの変化勾配がイナーシャ相開始判定値以上となったイナーシャ相開始時点（図１１および図１２のｔ２時点）から、実際の自動変速部２０の入力回転速度Ｎinと変速終了後（同期後）における自動変速部２０の入力回転速度Ｎinである同期回転速度との回転速度差が、所定の同期判定速度差以内となった同期時点（図１１および図１２のｔ４時点）までの間において、変速の段階がイナーシャ相であると判定される。Ｓ１の判定が肯定される場合には、出力軸回転速度判定部６０の機能に対応するＳ２において、出力軸回転速度Ｎout（プロペラシャフト回転速度Ｎp）が所定回転速度Ｎout0以上であるか否かが判定される。図１１のｔ２時点からｔ４時点のように、Ｓ２の判定が肯定される場合には、変速進行度算出部６２、目標角加速度設定部６４、電動機トルク算出部６６およびフィードバック制御部６８の機能に対応するＳ３において、変速進行度の算出値に基づいて設定された目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtに実際のエンジン角加速度dＮe／dtおよび第２電動機角加速度dＮm2／dtを追従させるように、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御が行われる。出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0以上であり、出力軸回転速度センサ４６の精度が担保されているため、変速終了後の同期回転速度（変速後同期回転速度）の算出値および変速進行度の算出値は精度が担保されている。このため、変速進行度Ｓに基づいて定められた目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtに実際の第２電動機角加速度dＮm2／dtが追従されるように、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2がフィードバック制御されて、変速終了前の図１１のｔ３時点からｔ４時点までの間において自動変速部２０の入力トルクＴinがトルクダウンされる。これにより、変速終了後（図１１のｔ４時点の後）における車両の加速度（前後Ｇ）の変化が小さくされて、変速ショックが抑制される。Ｓ３実行後、本フローチャートは終了させられる。

図１２のｔ２時点からｔ４時点のように、Ｓ２の判定が否定される場合には、フィードフォワード制御部７０の機能に対応するＳ４において、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードフォワード制御が実行される。出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0未満すなわち車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速であり、且つ減速時であるため、出力軸回転速度センサ４６の精度の悪化することから、変速後同期回転速度の算出値は実際の変速後同期回転速度よりも高くなっている。また、変速進行度の算出値は、実際の変速進行度よりも小さくなっている。しかしながら、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードフォワード制御によって、変速終了時点（図１２のｔ４時点）よりも前のｔ３時点から自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウンが開始されるため、ｔ３時点からｔ４時点までの間において自動変速部２０の入力回転速度Ｎinが緩やかに大きくされる。これにより、変速終了後（図１２のｔ４時点の後）における車両の加速度（前後Ｇ）の変化が小さくされて、変速ショックが抑制される。Ｓ４実行後、本フローチャートは終了させられる。

一方、車速Ｖが所定車速Ｖ0未満の低車速であり、出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0よりも小さい場合に、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御が行なわれる図１３において、精度の悪化した出力軸回転速度Ｎoutに基づいて算出された変速後同期回転速度の算出値は、実際の変速後同期回転速度よりも高くなり、変速進行度の算出値は実際の変速進行度よりも小さくなっている。イナーシャ相開始時点（ｔ２時点）から変速進行度の算出値に基づいて設定された目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtにより第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御が開始されるが、変速進行度の算出値が実際の変速進行度よりも小さいため、実際に変速が終了するｔ３時点よりも前において自動変速部２０の入力トルクＴinのトルクダウンが開始されていない。このため、変速終了後（図１３のｔ３時点の後）における車両の加速度（前後Ｇ）の変化が大きくなっており、変速ショックが抑制されていない。

上述のように、本実施例の電子制御装置４０によれば、自動変速部２０の出力軸回転速度Ｎoutに基づいて自動変速部２０のイナーシャ相の変速進行度を算出する変速進行度算出部６２と、自動変速部２０の変速進行度に基づいてエンジン８の目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび第２電動機Ｍ２の目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtを設定する目標角加速度設定部６４と、差動部１１および自動変速部２０の運動方程式を有する予め記憶された物理モデルによって、目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtを満たすための第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2を算出する電動機トルク算出部６６と、出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0以上の場合には、前記物理モデルによって算出された第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2をフィードバック制御するフィードバック制御部６８と、出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0より小さい場合には、第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部７０と、を備えている。このため、出力軸回転速度センサ４６の精度が担保される出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0以上の場合には、出力軸回転速度Ｎoutから算出された変速進行度Ｓが実際の変速進行度と乖離しないことから、イナーシャ相において変速進行度Ｓに応じて第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2がフィードバック制御される。また、出力軸回転速度センサ４６の精度が担保されない出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎou0未満の場合には、出力軸回転速度Ｎoutから算出された変速進行度Ｓが実際の変速進行度と乖離するため、イナーシャ相において第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2がフィードフォワード制御される。これにより、変速の際の変速ショックが抑制される。

以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

たとえば、前述の実施例の電子制御装置４０によれば、変速の際のイナーシャ相において第１電動機トルクＴm1および第２電動機トルクＴm2のフィードバック制御とフィードフォワード制御との何れが実行するかを決定するための閾値である出力軸回転速度Ｎoutの所定回転速度Ｎout0は、一定値であったが、これに限定されるものではなく、出力軸２２の角加速度である出力軸角加速度の絶対値が大きい程、出力軸回転速度センサ４６の精度が悪化するため、たとえば、出力軸角加速度dＮout／dtに応じて所定回転速度Ｎoutを可変としてもよい。

また、前述の実施例の電子制御装置４０によれば、変速進行度に基づいて設定された目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtに実際のエンジン角加速度dＮe／dtが追従するとともに、目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtに実際の第２電動機角加速度dＮm2／dtが追従するように、物理モデルの運動方程式から求められた第１電動機トルク指令値Ｔm1rおよび第２電動機トルクＴm2rを目標値として第１電動機トルクＴm1rおよび第２電動機トルクＴmr2のフィードバック制御が行われていたが、これに限定されるものではなく、たとえば、変速後同期回転速度と自動変速部２０の入力回転速度Ｎinとの回転速度差から算出される変速進行度に応じて決定された入力回転速度Ｎinの目標値と実際の入力回転速度Ｎinとの差分の積算値に積分定数（ゲイン）を掛けて自動変速部２０の入力回転速度Ｎinのフィードバック制御が行われることにより、自動変速部２０の入力トルクＮinが制御されるようにしてもよい。

また、前述の実施例の電子制御装置４０が適用された車両用駆動装置１３によれば、エンジン８と、差動部１１と、自動変速部２０とを備えており、差動部１１は、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としての動力分配機構１６と、伝達部材１８と一体的に回転するように設けられている第２電動機Ｍ２とを備えていた。しかしながら、これに限定されるものではなく、たとえばエンジンと、差動部と、自動変速部とを備え、第２電動機が差動部以外の遊星歯車装置を介して伝達部材に連結された、車両用駆動装置であってもよいし、たとえば、エンジンと、１つの電動機と、自動変速部とを備え、上記１つの電動機が自動変速部の入力軸である伝達部材に設けられるように構成された車両用駆動装置であってもよいし、たとえば、エンジンと、自動変速部と、エンジンの動力により発電機として機能する第１電動機と、自動変速部の入力軸に動力伝達可能に設けられ、第１電動機の電力により自動変速部の入力軸へ駆動輪を回転駆動する駆動トルクを出力する第２電動機とを備え、第２電動機の駆動トルクのみが自動変速部の入力軸へ伝達される、所謂シリーズ走行モードでのハイブリッド走行を可能とする車両用駆動装置であってもよいし、自動変速部と自動変速部の入力軸に設けられた駆動源としての電動機とを備え、エンジンを備えない車両用駆動装置であってもよい。要するに、自動変速部の変速の際に、電動機のトルク制御により自動変速部の入力回転速度の変化勾配が制御される車両用駆動装置であればよい。このように構成された車両用駆動装置において、出力軸回転速度センサの精度が担保されない出力軸回転速度Ｎoutが所定回転速度Ｎout0未満であり、変速進行度の算出値が実際の変速進行度と乖離する場合に、上記電動機のフィードフォワード制御が行われることで、変速の際の変速ショックが抑制される。

また、前述の実施例の電子制御装置４０によれば、自動変速部２０の変速進行度の算出に自動変速部２０の出力軸回転速度Ｎoutが用いられ、自動変速部２０の変速進行度に基づいてエンジン８の目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgtおよび第２電動機Ｍ２の目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtが設定されていたが、これに限定されるものではなく、それら出力軸回転速度Ｎout、目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgt、目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtとして、それ等と実質的に同等の変数が用いられてもよい。たとえば、上記出力軸回転速度Ｎoutに替えて出力軸角速度が用いられてもよいし、その出力軸角速度から算出された自動変速部２０の変速進行度に基づいて、エンジン回転速度Ｎeの変化率の目標値、および第２電動機回転速度Ｎm2の変化率の目標値が、目標エンジン角加速度dＮe／dt_tgt、および目標第２電動機角加速度dＮm2／dt_tgtに替えて設定されてもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

８：エンジン
１３：車両用駆動装置
１８：伝達部材（入力軸）
２０：自動変速部（機械式変速機）
４０：電子制御装置（車両の駆動制御装置）
６２：変速進行度算出部
６４：目標角加速度設定部
６６：電動機トルク算出部
６８：フィードバック制御部
７０：フィードフォワード制御部
Ｍ２：第２電動機（少なくとも１つの電動機）

Claims (1)

1. エンジンと、少なくとも１つの電動機と、機械式変速機と、を備え、前記少なくとも１つの電動機は、前記機械式変速機の入力軸に接続されて構成される車両の駆動装置において、
   前記機械式変速機の出力軸回転速度に基づいて前記機械式変速機の変速進行度を算出する変速進行度算出部と、
   前記機械式変速機の変速進行度に基づいて前記エンジンおよび前記少なくとも１つの電動機の目標角加速度を設定する目標角加速度設定部と、
   前記車両の運動方程式を含んで成る予め記憶された物理モデルによって前記目標角加速度を満たすための前記少なくとも１つの電動機の電動機トルクを算出する電動機トルク算出部と、
   前記出力軸回転速度が所定値以上の場合は、前記物理モデルによって算出された前記電動機トルクを目標値として前記電動機トルクをフィードバック制御するフィードバック制御部と、
   前記出力軸回転速度が所定値より小さい場合は、前記電動機トルクをフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部と、を含むことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   

Images