JP6747954B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電動機と電動機の動力を伝達する有段変速機とを備える車両の制御装置に関するものである。
動力源として機能する電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に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とを備えた車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用動力伝達装置の制御装置がそれである。この特許文献１には、有段変速機の第１速ギヤ段へのコーストダウンシフト時に、有段変速機の入力軸に連結された第２電動機の出力トルクを増大させて有段変速機の入力トルクを増大させることにより有段変速機の入力軸回転速度を第１速ギヤ段における同期回転速度に向けて上昇させ、入力軸回転速度が目標回転速度に達すると第１速ギヤ段を形成する係合装置の係合圧を上昇させてその係合装置を完全係合することが開示されている。
特開２００９−１６６６４３号公報
ところで、有段変速機で形成可能な複数のギヤ段のうちの前進用の低車速側ギヤ段(例えば第１速ギヤ段)を形成した状態で、前進用の電動機トルクとは正負が反対となる後進用の電動機トルクを電動機から出力させることで後進走行を行う場合がある。このような場合、前進用の低車速側ギヤ段へのコーストダウンシフト中に、Ｄ→Ｒ操作ポジションとなるシフト操作が為されたことに伴って(すなわち、後進走行への切替えが要求されたことに伴って)電動機に後進用の電動機トルクが発生させられると(すなわち、電動機の出力トルクが前進用の電動機トルクから後進用の電動機トルクへ切り替えられて、有段変速機の入力回転速度の引き上げが中止されると)、コーストダウンシフトが進行しなくなり、後進用の駆動力(ここでは駆動トルクも同意)の発生が遅れるという問題が生じる。
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、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された際に、後進用の駆動力の発生遅れを抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。
第１の発明の要旨とするところは、(a) 動力源として機能する電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に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とを備えた車両において、前記複数のギヤ段のうちの前進用の低車速側ギヤ段を形成した状態で、前進用の電動機トルクとは正負が反対となる後進用の電動機トルクを前記電動機から出力させることで後進走行を行うことができる、車両の制御装置であって、(b) 前進走行での前記有段変速機の前記低車速側ギヤ段へのコーストダウンシフト時に、前記前進用の電動機トルクを要求トルクよりも一時的に増大させて前記有段変速機への入力トルクを一時的に増大させることにより前記有段変速機の入力回転速度を前記低車速側ギヤ段における同期回転速度に向けて上昇させ、前記入力回転速度が所定回転速度に達すると、前記所定の係合装置のうちで前記コーストダウンシフト前には解放されていた係合側係合装置を係合する第１変速制御部と、(c) 前記コーストダウンシフト中に前記後進走行への切替えが要求されて前記後進用の電動機トルクを前記電動機から出力させる場合には、前記切替えが要求されたことが判定された時点から前記係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることにより前記入力回転速度を前記低車速側ギヤ段における同期回転速度に向けて上昇させて前記係合側係合装置を係合すると共に、前記係合側係合装置の係合が完了するまで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限し、且つ、前記係合側係合装置の係合が完了した時点で前記後進用の電動機トルクの出力の制限を解除し始め、前記後進用の電動機トルクの出力の制限を解除した時点から前記後進用の電動機トルクの出力を開始させる第２変速制御部とを、含むことにある。
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記第２変速制御部は、前記電動機から出力させる電動機トルクをゼロ値とすることで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限することにある。
また、第３の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記第２変速制御部は、前記電動機から出力させる電動機トルクを前記前進用の電動機トルクとすることで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限することにある。
また、第４の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記第２変速制御部は、前記電動機から出力させる前記後進用の電動機トルクを制限することで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限することにある。
前記第１の発明によれば、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求されて後進用の電動機トルクを電動機から出力させる場合には、切替えが要求されたことが判定された時点から係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることにより有段変速機の入力回転速度を低車速側ギヤ段における同期回転速度に向けて上昇させてその係合側係合装置を係合するので、後進走行への切替えが要求されたことに伴って前進用の電動機トルクを要求トルクよりも一時的に増大させることによる入力回転速度の同期回転速度へ向けた引き上げが中止されたとしても、コーストダウンシフトを進行させることができる。よって、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された際に、後進用の駆動力の発生遅れを抑制することができる。
また、前記第１の発明から第４の発明によれば、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された場合には、係合側係合装置の係合が完了するまで、電動機からの後進用の電動機トルクの出力を制限し、且つ、係合側係合装置の係合が完了した時点で後進用の電動機トルクの出力の制限を解除し始め、後進用の電動機トルクの出力の制限を解除した時点から後進用の電動機トルクの出力を開始させるので、後進用の電動機トルクによる有段変速機の入力回転速度を引き下げる作用が抑制されて、コーストダウンシフトの進行が妨げられ難くされる。これにより、後進用の駆動力の発生遅れを適切に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及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為のタイムチャートの一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちコーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された際に後進用の駆動力の発生遅れを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図８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。 ２→１コーストダウンシフト中にＤ→Ｒ操作が為されたときの制御(比較例)を説明する為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て詳細に説明する。
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、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。又、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。尚、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回転機ＭＧ１と、エンジン１４の動力を第１回転機ＭＧ１及び無段変速部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回転機ＭＧ２とを備えている。無段変速部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、差動用回転機に相当し、又、第２回転機ＭＧ２は、動力源として機能する電動機であって、走行駆動用回転機に相当する。車両１０は、走行用の動力源として、エンジン１４及び第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及び第２回転機ＭＧ２は、電動機(モータ)としての機能及び発電機(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及び第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及び第２回転機ＭＧ２の各々の出力トルク(力行トルク又は回生トルク)であるＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが制御される。バッテリ５２は、第１回転機ＭＧ１及び第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。
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、及びリングギヤ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の入力回転部材としても機能する。中間伝達部材３０には第２回転機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回転機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及び第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)とを備えている、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。尚、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及び第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入力回転速度ωi／出力回転速度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、又、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。ＡＴ入力回転速度ωiは、ＭＧ２回転速度ωmで表すことができる。出力回転速度ωoは、有段変速部２０の出力回転速度である出力軸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がゼロ又は略ゼロ)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。尚、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のうちの解放側係合装置の解放と係合装置ＣＢ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及びブレーキ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の入力回転速度)を表すｍ軸である。又、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及びキャリヤ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ヤＣＡ１及びリングギヤ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。又、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回転機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回転機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。
又、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、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及び直線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の全部又は一部を用いて、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及び直線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、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。尚、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と差動用電動機(差動用回転機)としての第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と走行駆動用電動機(走行駆動用回転機)としての第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、キャリヤ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。
又は、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又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又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、及び有段変速部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、又、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、ＡＴ入力回転速度ωiであるＭＧ２回転速度ωm、車速Ｖに対応する出力回転速度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など)が、それぞれ供給される。又、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及び第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(すなわち有段変速部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。尚、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及びバッテリ電圧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。又、電子制御装置８０は、例えばバッテリ温度ＴＨbat及びバッテリ５２の充電容量ＳＯＣに基づいて、バッテリ５２の入力電力の制限を規定する充電可能電力(入力可能電力)Ｗin、及びバッテリ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、又、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。又、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。又、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為に、ＡＴ変速制御手段すなわちＡＴ変速制御部８２、及びハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部８４を備えている。
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為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、例えば出力回転速度ωo(ここでは車速Ｖなども同意)及びアクセル開度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為の変速線(アップシフト線及びダウンシフト線)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回転機ＭＧ１及び第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、及び第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及び車速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、及び第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及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の指令値である。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、又、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。
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回転機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回転速度ωo及びアクセル開度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、又、模擬６⇔７変速が行われるときにＡＴ２⇔３変速が行なわれ、又、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)。その為、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)。又、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)。又は、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為、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。又、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入力回転速度ωiをダウンシフト後の同期回転速度ωisyca(＝ωo×ダウンシフト後の変速比γata)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、又は、ＡＴ入力トルク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入力回転速度ωiをダウンシフト後の同期回転速度ωisyca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)及び係合側係合装置(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。
その為、ＡＴ変速制御部８２は、２→１コーストダウンシフト時に、前進用のＭＧ２トルクＴmFを要求トルクよりも一時的に増大させて(例えばＭＧ２トルクＴmFを要求トルクよりも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へのＡＴ入力トルクＴiを一時的に増大させることによりＡＴ入力回転速度ωiをダウンシフト後の同期回転速度ωisyca(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))に向けて上昇させ、ＡＴ入力回転速度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通常時制御を実行する第１変速制御手段すなわち第１変速制御部８６を機能的に備えている。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入力回転速度ωiが上昇したと判断できる為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、又は、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。
第１変速制御部８６は、前進用のＭＧ２トルクＴmFを要求トルクよりも一時的に増大させてＡＴ入力トルク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。要求トルクは、要求入力トルクを実現する為の第２回転機ＭＧ２に対する要求値である。
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為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の指示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の指示圧が係合側係合装置のパック詰めの為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、解放側係合装置及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入力トルクＴiを要求入力トルクよりも一時的に増大させるトルクアップ制御が実行される(Ｂ部参照)。ＡＴ入力トルク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。トルクアップ制御によりＡＴ入力回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisyca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入力回転速度ωiが所定回転速度に達すると、係合側係合装置の係合トルクＴcbの指示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、トルクアップ制御が終了させられる(ｔ４時点以降参照)。ＡＴ入力回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisyca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の変化参照)。
ところで、２→１コーストダウンシフト中に、シフトレバー５６のＤ→Ｒ操作が為される場合(すなわち、前進走行から後進走行への切替えが要求される場合)が考えられる。このような場合、Ｄ→Ｒ操作に伴って速やかにＭＧ２トルクＴmが前進用のＭＧ２トルクＴmFから後進用のＭＧ２トルクＴmRへ切り替えられると(つまり、ＡＴ入力回転速度ωiを引き上げるトルクアップ制御が中止されると)、コーストダウンシフトが進行しなくなり、後進用の駆動力の発生が遅れるという問題が生じる。
図１０は、２→１コーストダウンシフト中にＤ→Ｒ操作が為されたときの制御(後述する本実施例とは別の比較例)を説明する為のタイムチャートの一例を示す図である。図１０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、Ｄ→Ｒ操作が為された時点を示している。Ｄ→Ｒ操作が為されたことに伴って後進用のＭＧ２トルクＴmRが出力される(Ａ部参照)。このとき、前述の図７に示したように、解放側係合装置及び係合側係合装置は何れも係合トルクＴcbを持っていない状態である為(Ｂ部参照)、ＡＴ入力回転速度ωiがダウンシフト前の同期回転速度ωisycb(＝ωo×ダウンシフト前の変速比γatb)よりも低下するアンダーシュートが発生してしまう(Ｃ部参照)。その為、イナーシャ相が中々開始されず、係合側係合装置の係合トルクＴcbを発生させることでダウンシフトを進行させる、係合油圧バックアップ制御が開始される(ｔ４時点参照)。そうすると、係合側係合装置の係合トルクＴcbの発生によってＡＴ入力回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycaに向けて上昇させられるものの、駆動トルクの引き込み(落ち込み)及び係合ショック(同期ショック)が発生する(Ｄ部参照)。２→１コーストダウンシフトにおいては変速進行が遅れることとなり、結果的に、後進用の駆動力の発生が遅くなる(つまり後進走行するのが遅くなる)(ｔ５時点以降参照)。
そこで、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された際に、後進用の駆動力の発生遅れを抑制する為に、ＡＴ変速制御部８２は、２→１コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された場合には、２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることにより(つまり係合側係合装置の係合油圧Ｐcbを上昇させて係合トルクＴcbを発生させることにより)ＡＴ入力回転速度ωiをダウンシフト後の同期回転速度ωisyca(すなわちＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1)に向けて上昇させてその係合側係合装置を係合する、第２変速制御手段すなわち第２変速制御部８８を機能的に備えている。
つまり、第２変速制御部８８は、係合に向けて増大させるときの２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合力を、第１変速制御部８６が有段変速部２０へのＡＴ入力トルクＴiを一時的に増大させることによりＡＴ入力回転速度ωiを上昇させている過程における係合側係合装置の係合力よりも増大させる。このように、第１変速制御部８６は有段変速部２０へのＡＴ入力トルクＴiを一時的に増大させることを主体として２→１コーストダウンシフトを進行させる一方で、第２変速制御部８８は、２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることを主体として２→１コーストダウンシフトを進行させる。
具体的には、電子制御装置８０は、後進用の駆動力の発生遅れを抑制する制御機能を実現する為に、更に、車両状態判定手段すなわち車両状態判定部９０を備えている。
車両状態判定部９０は、車両１０が前進走行しているときに、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)中であるか否かを、例えば油圧制御指令信号Ｓatに基づいて判定する。又、車両状態判定部９０は、シフトレバー５６のＤ→Ｒ操作が為されたか否かを(つまり後進走行への切替えが要求されたか否かを)、例えば操作ポジションPOSshに基づいて判定する。
第１変速制御部８６は、車両状態判定部９０により、２→１コーストダウンシフト中であり、且つ、Ｄ→Ｒ操作が為されていないと判定された場合には、２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御を実行する。
第２変速制御部８８は、車両状態判定部９０により、Ｄ操作ポジションでの２→１コーストダウンシフト中であり、且つ、Ｄ→Ｒ操作が為されたと判定された場合には、２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御に替えて、ＡＴ入力回転速度ωiをＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1に向けて上昇させるように、２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させる(つまり係合側係合装置の係合油圧Ｐcbを係合に向けて増加させる油圧制御指令信号Ｓatを、すなわち第１変速制御部８６による２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御での係合側係合装置の係合油圧Ｐcbよりも高い値となる油圧制御指令信号Ｓatを、油圧制御回路５４へ出力する)。第２変速制御部８８は、ＡＴ入力回転速度ωiが所定回転速度に達すると、係合側係合装置の係合トルクＴcbを急速に上昇させる油圧制御指令信号Ｓatを油圧制御回路５４へ出力して、係合側係合装置を係合する。
２→１コーストダウンシフト中のＤ→Ｒ操作時に係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることで、ＡＴ入力回転速度ωiをＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1に向けて上昇させることができるが、この際にＤ→Ｒ操作に伴って後進用のＭＧ２トルクＴmRが出力されると、後進用のＭＧ２トルクＴmRによるＡＴ入力回転速度ωiを引き下げる作用が働いて２→１コーストダウンシフトの進行が妨げられる可能性がある。
その為、第２変速制御部８８は、係合側係合装置の係合が完了するまで(例えば係合側係合装置を完全係合する為の係合トルクＴcbを出力したことでＡＴ入力回転速度ωiがＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1と同期したと判断するまで)、第２回転機ＭＧ２からの後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力を制限する指令をハイブリッド制御部８４へ出力する。第２変速制御部８８は、係合側係合装置の係合が完了した場合には、後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力を制限する指令を解除する。ハイブリッド制御部８４は、後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力を制限する指令が解除された後、制限していた後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力を開始する。これにより、後進用の駆動トルクが出力される。
第２変速制御部８８は、例えば第２回転機ＭＧ２から出力されるＭＧ２トルクＴmをゼロ値とすることで、又は、前進用のＭＧ２トルクＴmFとすることで、第２回転機ＭＧ２からの後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力を制限する。第２回転機ＭＧ２から出力されるＭＧ２トルクＴmを前進用のＭＧ２トルクＴmFとする場合、この場合の前進用のＭＧ２トルクＴmFは、ＡＴ入力回転速度ωiの上昇を促進する為ではなく、２→１コーストダウンシフトの進行が妨げられ難くする為の前進用のＭＧ２トルクＴmFとして、後進用の駆動力の発生遅れを考慮して定められる。又、第２変速制御部８８は、第２回転機ＭＧ２から後進用のＭＧ２トルクＴmRを出力させる場合には、第２回転機ＭＧ２から出力させる後進用のＭＧ２トルクＴmRを、２→１コーストダウンシフトの進行が妨げられ難い程度の後進用のＭＧ２トルクＴmRに制限する。
図８は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちコーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された際に後進用の駆動力の発生遅れを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば前進走行中に繰り返し実行される。図９は、図８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８において、先ず、車両状態判定部９０の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０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。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このＳ１０の判断が肯定される場合は車両状態判定部９０の機能に対応するＳ２０において、シフトレバー５６のＤ→Ｒ操作が為されたか否かが判定される。このＳ２０の判断が否定される場合は第１変速制御部８６の機能に対応するＳ３０において、２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御が実行される。このＳ２０の判断が肯定される場合は第２変速制御部８８の機能に対応するＳ４０において、ＡＴ入力回転速度ωiをＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1に向けて上昇させるように、２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合油圧Ｐcbが係合に向けて増加させられる(つまり、通常時制御においてＡＴ入力トルクＴiを一時的に増大させることによりＡＴ入力回転速度ωiを上昇させている過程での係合側係合装置の係合油圧Ｐcbよりも増大させられる)。又、ＡＴ入力トルクＴiがゼロ値となるように第２回転機ＭＧ２からの後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力が制限される。次いで、第２変速制御部８８の機能に対応するＳ５０において、２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合が完了したか否かが判定される。このＳ５０の判断が否定される場合は上記Ｓ４０が実行される。このＳ５０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部８４の機能に対応するＳ６０において、制限されていた後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力が開始されて、後進用の駆動トルクが出力される。
図９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、Ｄ→Ｒ操作が為された時点を示している。ＡＴ入力トルクＴiの破線で示したベース入力トルクは、Ｄ→Ｒ操作が為されたことに伴って速やかに後進用のＭＧ２トルクＴmRが出力された実施態様(図１０の比較例参照)を示している。これに対して、本実施例では、実線に示すように後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力が制限される(Ａ部参照)と共に、ＡＴ入力回転速度ωiをＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1に向けて上昇させるように、２→１コーストダウンシフトにおける係合側係合装置の係合油圧Ｐcbが係合に向けて増加させられる(Ｂ部参照)。これにより、ある程度の駆動トルクの引き込みが生じるものの変速を狙い通りに進行させて(Ｃ部参照)、２→１コーストダウンシフトを完了することができる(ｔ４時点参照)。これにより、変速進行が遅れることが抑制され、結果的に、後進走行するのが遅くれることが抑制される(Ｄ部参照)。
上述のように、本実施例によれば、２→１コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された場合には、係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることにより有段変速部２０のＡＴ入力回転速度ωiをＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1に向けて上昇させてその係合側係合装置を係合するので、後進走行への切替えが要求されたことに伴って前進用のＭＧ２トルクＴmFを要求トルクよりも一時的に増大させることによるＡＴ入力回転速度ωiの同期回転速度ωisyc1へ向けた引き上げが中止されたとしても、２→１コーストダウンシフトを進行させることができる。よって、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された際に、後進用の駆動力の発生遅れを抑制することができる。
また、本実施例によれば、コーストダウンシフト中に後進走行への切替えが要求された場合には、係合側係合装置の係合が完了するまで、第２回転機ＭＧ２からの後進用のＭＧ２トルクＴmRの出力を制限するので、後進用のＭＧ２トルクＴmRによるＡＴ入力回転速度ωiを引き下げる作用が抑制されて、コーストダウンシフトの進行が妨げられ難くされる。これにより、後進用の駆動力の発生遅れを適切に抑制することができる。
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、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１１に示すような車両１００であっても良い。車両１００は、走行用の動力源としてのエンジン１０２、動力源として機能する電動機である回転機ＭＧ、及び動力伝達装置１０４を備えたハイブリッド車両である。図１１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、及び有段変速機１１０等を備えている。又、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、直接的に回転機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、有段変速機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の動力及び／又は回転機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、有段変速機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。有段変速機１１０は、遊星歯車式の自動変速機である。
又は、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、有段変速機１１０の入力側に直接的に回転機ＭＧが連結されるような車両であっても良い。要は、動力源として機能する電動機と、その電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速機とを備えた車両であれば、本発明を適用することができる。尚、車両１００では、流体式伝動装置としてトルクコンバータ１０８が用いられているが、トルク増幅作用のない流体継手などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又、トルクコンバータ１０８は、必ずしも設けられなくても良いし、或いは、単なるクラッチに置き換えられても良い。
また、前述の実施例では、第１変速制御部８６による２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御では、解放側係合装置(ブレーキＢ１)及び係合側係合装置(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たが、この態様に限らない。第１変速制御部８６による通常時制御では、有段変速部２０へのＡＴ入力トルクＴiを一時的に増大させることを主体としてコーストダウンシフトが進行させられれば良く、その際に係合側係合装置が係合トルクＴcbを持っていても差し支えない。第２変速制御部８８による２→１コーストダウンシフトにおいてコーストダウンシフトを進行させるときの係合側係合装置の係合力は、第１変速制御部８６による通常時制御にてＡＴ入力トルクＴiを一時的に増大させることでコーストダウンシフトが進行させられている際の係合側係合装置の係合力よりも増大される。
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。このような有段変速機としては、有段変速部２０のような遊星歯車式の自動変速機でも良いし、又は、同期噛合型平行２軸式自動変速機であって入力軸を２系統備えて各系統の入力軸に係合装置(クラッチ)がそれぞれつながり更にそれぞれ偶数段と奇数段へと繋がっている型式の変速機である公知のＤＣＴ(Dual Clutch Transmission)などの自動変速機であっても良い。ＤＣＴの場合には、所定の係合装置は、２系統の各入力軸にそれぞれつながる係合装置が相当する。
また、前述の実施例では、前進用の低車速側ギヤ段として有段変速部２０のＡＴ１速ギヤ段を例示したが、この態様に限らない。例えば、有段変速部２０のＡＴ２速ギヤ段にて後進走行を行うような場合があれば、前進用の低車速側ギヤ段はＡＴ１速ギヤ段及び／又はＡＴ２速ギヤ段となる。この場合、低車速側ギヤ段へのコーストダウンシフトは、２→１コーストダウンシフト及び／又は３→２コーストダウンシフトとなる。
また、前述の実施例では、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ギヤ段が形成されない有段変速部２０を例示したが、この態様に限らない。例えば、後進走行専用のＡＴギヤ段が形成される有段変速機において、後進走行専用のＡＴギヤ段を用いて後進走行を行うことに加えて、前進用のＡＴギヤ段を用いて後進走行を行う場合があるという態様も採用している車両であれば、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、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、模擬ギヤ段変速マップを用いて模擬ギヤ段を切り替えたが、この態様に限らない。例えば、シフトレバー５６やアップダウンスイッチ等による運転者の変速指示に従って変速機４０の模擬ギヤ段を切り替えるものでも良い。
また、前述の実施例では、４種類のＡＴギヤ段に対して１０種類の模擬ギヤ段を割り当てる実施態様を例示したが、この態様に限らない。好適には、模擬ギヤ段の段数はＡＴギヤ段の段数以上であれば良く、ＡＴギヤ段の段数と同じであっても良いが、ＡＴギヤ段の段数よりも多いことが望ましく、例えば２倍以上が適当である。ＡＴギヤ段の変速は、中間伝達部材３０やその中間伝達部材３０に連結される第２回転機ＭＧ２の回転速度が所定の回転速度範囲内に保持されるように行なうものであり、又、模擬ギヤ段の変速は、エンジン回転速度ωeが所定の回転速度範囲内に保持されるように行なうものであり、それら各々の段数は適宜定められる。
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。又、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。又、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回転機ＭＧ１及び中間伝達部材３０が各々連結された差動歯車装置であっても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：車両
２０：機械式有段変速部(有段変速機)
２８：駆動輪
８０：電子制御装置(制御装置)
８６：第１変速制御部
８８：第２変速制御部
ＣＢ：係合装置
ＭＧ２：第２回転機(電動機)
１００：車両
１１０：有段変速機
１１６：駆動輪
ＭＧ：回転機(電動機)

Claims (4)

  1. 動力源として機能する電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に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とを備えた車両において、前記複数のギヤ段のうちの前進用の低車速側ギヤ段を形成した状態で、前進用の電動機トルクとは正負が反対となる後進用の電動機トルクを前記電動機から出力させることで後進走行を行うことができる、車両の制御装置であって、
    前進走行での前記有段変速機の前記低車速側ギヤ段へのコーストダウンシフト時に、前記前進用の電動機トルクを要求トルクよりも一時的に増大させて前記有段変速機への入力トルクを一時的に増大させることにより前記有段変速機の入力回転速度を前記低車速側ギヤ段における同期回転速度に向けて上昇させ、前記入力回転速度が所定回転速度に達すると、前記所定の係合装置のうちで前記コーストダウンシフト前には解放されていた係合側係合装置を係合する第１変速制御部と、
    前記コーストダウンシフト中に前記後進走行への切替えが要求されて前記後進用の電動機トルクを前記電動機から出力させる場合には、前記切替えが要求されたことが判定された時点から前記係合側係合装置の係合力を係合に向けて増大させることにより前記入力回転速度を前記低車速側ギヤ段における同期回転速度に向けて上昇させて前記係合側係合装置を係合すると共に、前記係合側係合装置の係合が完了するまで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限し、且つ、前記係合側係合装置の係合が完了した時点で前記後進用の電動機トルクの出力の制限を解除し始め、前記後進用の電動機トルクの出力の制限を解除した時点から前記後進用の電動機トルクの出力を開始させる第２変速制御部と
    を、含むことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記第２変速制御部は、前記電動機から出力させる電動機トルクをゼロ値とすることで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 前記第２変速制御部は、前記電動機から出力させる電動機トルクを前記前進用の電動機トルクとすることで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  4. 前記第２変速制御部は、前記電動機から出力させる前記後進用の電動機トルクを制限することで、前記電動機からの前記後進用の電動機トルクの出力を制限することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
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