JP6791027B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109Braking
    • B60W30/18127Regenerative braking
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
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    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4825Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
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    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
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Description

本発明は、回転機とその回転機の動力を伝達する機械式変速機構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回転機と、前記回転機と駆動輪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に記載された車両の制御装置がそれである。この特許文献1には、コースト回生(すなわち惰性減速走行中に為される電力回生)時に車速の低下に伴う変速装置のダウンシフトが為される際、ブレーキオン操作があった場合にはダウンシフトが完了するまで回生トルクの増加を抑制することが開示されている。
特開2011−199959号公報
ところで、一般的に、車両の減速走行中の回転機による回生トルクは、ドライバー(運転者)による制動操作(ブレーキ操作)が有るブレーキオンの場合には制動操作が無いブレーキオフの場合よりも大きくされたり、又、ブレーキオン時には制動操作量(ブレーキ操作量)が大きい程、大きくされる。その為、回生制御中のダウンシフトにおいて、運転者による制動操作(ブレーキオン操作、又は、ブレーキペダルの踏み増し操作)が為された場合、回生トルクの増大に伴って回転機を含む機械式変速機構の入力慣性系のイナーシャが大きくなるので、ダウンシフト完了までの時間が長くなる可能性がある。この際、変速時間を短縮する為に、変速に関わるアクチュエータの作動速度を高めると、機械式変速機構の出力側に運転者が感じることができる程度のトルク変動が生じて、ドライバビリティが悪化する可能性がある。このような問題に対して、上記特許文献1を参照すれば、回生制御中にダウンシフトが為される場合には回生トルクの増加を抑制するという態様が考えられる。しかしながら、このような態様を実行した場合には、制動操作量が増大されても回生トルクの増大が抑制される為、本来回生できたはずの発電エネルギーが得られなくなってしまう。発電エネルギー(回生エネルギー)の減少は燃費向上の観点で好ましくない。
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、減速走行中の機械式変速機構のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際に、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、燃費を向上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回転機と、前記回転機と駆動輪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とを備えた車両の、制御装置であって、(b)減速走行中に運転者による制動操作に応じた回生トルクが得られるように前記回転機の回生制御を実行する回転機制御部と、(c)前記制動操作量の増大に伴う前記回生トルクの増大中に前記機械式変速機構のダウンシフトを判断した場合には、前記回生トルクの変化率が、変速ショックを悪化させない小さな前記変化率となる予め定められた所定範囲に入っている状態が、一時的に前記変化率が前記所定範囲に入った状態を排除する予め定められた所定時間以上継続された後に、前記ダウンシフトの実行を開始する変速制御部とを、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、前記変速制御部は、前記回生トルクの変化率が前記所定範囲に入っている状態が前記所定時間以上継続される前であっても、車速が所定車速以下になった場合は、前記ダウンシフトの実行を開始することにある。
また、第3の発明は、前記第1の発明又は第2の発明に記載の車両の制御装置において、前記制動操作に応じた回生トルクは、制動操作量が大きい程大きくされる回生要求トルクであり、前記回生トルクの変化率は、前記回生要求トルクの変化率である。
また、第4の発明は、前記第1の発明から第3の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記機械式変速機構は、複数の係合装置の何れかが選択的に係合されることで複数の変速段の何れかが選択的に形成される有段式の自動変速機である。
また、第5の発明は、前記第4の発明に記載の車両の制御装置において、前記所定範囲は、前記自動変速機の変速段毎に予め定められていることにある。
また、第6の発明は、前記第1の発明から第5の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記車両は、前記動力源として機能するエンジンと、前記エンジンが動力伝達可能に連結された差動機構と前記差動機構に動力伝達可能に連結された第1回転機とを有して前記第1回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式変速機構とを更に備えており、前記回転機は、前記電気式変速機構の出力回転部材に動力伝達可能に連結された第2回転機である。
前記第1の発明によれば、制動操作量の増大に伴う回生トルクの増大中に機械式変速機構のダウンシフトを判断した場合には、回生トルクの変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続された後に、そのダウンシフトの実行が開始されるので、回生トルクの変化率が所定範囲に入らない間はダウンシフトの実行が遅延させられる。これにより、ドライバビリティの悪化を考慮して回生制御中にダウンシフトが為される場合に回生トルクの増加を抑制するという態様に対して、回生エネルギーを増やすことが可能となる。又、回生トルクの変化が小さな安定している状態でそのダウンシフトが実行される。特に、運転者の制動操作が複数回に分けた踏み増し操作であるような場合、その過渡状態では一時的に踏み増し操作が無くなって回生トルクの変化率が所定範囲に入ることが考えられる。この際、ダウンシフトを実行してしまうと、そのダウンシフトと、再度の踏み増し操作による回生トルクの増加とが重なりあって、変速時間が長くなったり、減速トルクがばらついたりしてドライバビリティが悪化する可能性がある。前記第1の発明では、回生トルクの変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続された後に、すなわち再度の踏み増し操作が為される可能性が低くなってから、ダウンシフトの実行が開始されるので、回生トルクの変化が小さな安定している状態でそのダウンシフトが実行される。見方を換えれば、一時的に踏み増し操作が無くなった際にダウンシフトを実行する場合に、ドライバビリティの悪化を考慮して回生トルクの増加を抑制すると、再度の踏み増し操作が為されても回生トルクの増加が抑制されてしまう。前記第1の発明では、回生トルクの変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されるまでダウンシフトの実行が遅延させられるので、再度の踏み増し操作に伴って回生トルクが増加させられる。よって、減速走行中の機械式変速機構のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際に、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、燃費を向上することができる。
また、前記第2の発明によれば、回生トルクの変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続される前であっても、車速が所定車速以下になった場合は、ダウンシフトの実行が開始されるので、回生トルクの変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されるまでダウンシフトの実行が遅延させられると、ダウンシフトが判断されたときの車速からずれた低車速領域でのダウンシフトとなって変速ショックが悪化する恐れがあることに対して、変速ショックが悪化することが懸念される低車速領域となる前にダウンシフトが実行される。
また、前記第3の発明によれば、制動操作に応じた回生トルクは、制動操作量が大きい程大きくされる回生要求トルクであり、回生トルクの変化率は、回生要求トルクの変化率であるので、回生要求トルクの変化率が所定範囲に入らないような回生要求トルクの増大中は、機械式変速機構のダウンシフトの実行が遅延させられる。従って、回生要求トルクの増大中は、回生実行トルクの増大によって回生エネルギーを増やすことが可能となる。
また、前記第4の発明によれば、機械式変速機構は、複数の係合装置の何れかが選択的に係合されることで複数の変速段の何れかが選択的に形成される有段式の自動変速機であるので、自動変速機のダウンシフトと、踏み増し操作による回生トルクの増加とが重なりあって、係合装置の作動状態の切り替えが遅れたりしてドライバビリティが悪化する可能性があることに対して、回生トルクの変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続された後に、ダウンシフトの実行が開始されるので、回生トルクの変化が小さな安定している状態でそのダウンシフトが実行される。
また、前記第5の発明によれば、前記所定範囲は前記自動変速機の変速段毎に予め定められているので、自動変速機の変速段によってドライバビリティの悪化具合が異なる場合に、その悪化具合に合わせて自動変速機のダウンシフトが実行される。つまり、ドライバビリティが悪化し難いのにダウンシフトが実行されないことで変速終了が遅くなることが抑制されたり、又、ドライバビリティが悪化し易いのにダウンシフトが実行されることでドライバビリティが悪化したりすることが抑制される。
また、前記第6の発明によれば、電気式変速機構と機械式変速機構とを直列に備える車両の制御装置において、減速走行中の機械式変速機構のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際に、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、燃費を向上することができる。
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。 図3と同じ共線図上に有段変速部のATギヤ段と変速機の模擬ギヤ段とを例示した図である。 機械式有段変速部の変速制御に用いられるATギヤ段変速マップの一例を示す図である。 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。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち減速走行中の有段変速部のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際にドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃費を向上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を示す図であって、減速走行中における制動操作に応じた回生制御中に有段変速部のダウンシフトが判断された場合の実施態様の一例を示している。 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を示す図であって、減速走行中における制動操作が制動操作量を複数回に分けて大きくする(例えばブレーキペダルを複数回踏み増しする)場合の実施態様の一例を示している。 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を示す図であって、変速ショック低減を考慮してダウンシフト指令の出力を遅延する場合の実施態様の一例を示している。 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。
本発明の実施形態において、前記回生トルクの変化率は、前記回生実行トルクの変化率であっても良い。このようにすれば、回生実行トルクの変化率が所定範囲に入らないような回生実行トルクの増大中は、機械式変速機構のダウンシフトの実行が遅延させられる。従って、回生実行トルクの増大によって回生エネルギーを増やすことが可能となる。
また、前記制動操作に応じた要求制動トルクの全部を回生トルクで賄うような場合には、前記回生トルクの変化率は、その要求制動トルクの変化率であっても良い。
また、前記所定範囲は、前記係合装置を作動させる作動油の温度に基づいて、又は、前記回転機の温度に基づいて、又は、前記回転機に対して電力を授受する蓄電装置の制限状態(例えば充放電可能電力)に基づいて、又は、前記エンジンの運転状態に基づいて、予め定められても良い。このようにすれば、前記作動油の温度、前記回転機の温度、前記蓄電装置の制限状態、又は前記エンジンの運転状態によってドライバビリティの悪化具合が異なる場合に、その悪化具合に合わせて自動変速機のダウンシフトが実行される。
また、前記所定車速は、前記自動変速機の変速がどの変速段への変速であるかに基づいて予め定められている。このようにすれば、どの変速段への変速であるによって異なるダウンシフトが判断される車速からずれた、変速ショックが悪化することが懸念される低車速領域となる前にダウンシフトが実行される。
また、前記車速は、前記機械式変速機構の出力回転部材の回転速度、前記駆動輪の回転速度(車輪速)、前記機械式変速機構の出力回転部材と前記駆動輪との間の動力伝達経路に配置された回転部材の回転速度等が用いられる。
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、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(差動用電動機)に相当し、又、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。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機械式変速機構である。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、又は、無段変速部18の入力側にはエンジン14が連結されているので、有段変速部20は、動力源(第2回転機MG2又はエンジン14)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。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(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。尚、係合トルクTcb(或いは伝達トルク)と係合油圧PRcbとは、例えば係合装置CBのパック詰めに必要な係合油圧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、有段式の自動変速機である。つまり、有段変速部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。
有段変速部20は、後述する電子制御装置80(特には有段変速部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、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アとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリアとリングギヤとの間が遊星歯車装置の歯車比ρ(=サンギヤの歯数Zs/リングギヤの歯数Zr)に対応する間隔とされる。
図3の共線図を用いて表現すれば、無段変速部18の差動機構32において、第1回転要素RE1にエンジン14(図中の「ENG」参照)が連結され、第2回転要素RE2に第1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、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。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、キャリアCA0の回転速度(すなわちエンジン回転速度ωe)が上昇或いは下降させられる。従って、エンジン走行では、エンジン14を効率の良い運転点にて作動させることが可能である。つまり、ATギヤ段が形成された有段変速部20と無段変速機として作動させられる無段変速部18とで、無段変速部18(差動機構32も同意)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と同じ共線図上に有段変速部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、有段変速部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、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。又、破線は、有段変速部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部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。
図1に戻り、車両10は、車輪(駆動輪28、不図示の従動輪)にホイールブレーキトルク(制動トルク)を付与する制動装置としてのホイールブレーキ装置55を備えている。ホイールブレーキ装置55は、運転者による制動操作(例えばブレーキペダル操作)などに応じて、ホイールブレーキに設けられたホイールシリンダへブレーキ油圧(制動油圧)を供給する。このホイールブレーキ装置55では、通常時には、ブレーキマスタシリンダから発生させられる、ブレーキペダルの踏力に対応した大きさのブレーキフルード圧力(マスタシリンダ油圧)Pmcが直接的に制動油圧としてホイールシリンダへ供給される。一方で、ホイールブレーキ装置55では、例えば制動力協調制御、ABS制御、トラクション制御、VSC制御、又はヒルホールド制御時などには、減速走行中の回生トルクに置き換えられるホイールブレーキトルクの発生、低μ路での車両10の制動、発進、旋回走行、又は坂路途中の車両停止の維持の為に、上記踏力に対応する制動油圧とは別に、各制御で必要な制動油圧がホイールシリンダへ供給される。
又、車両10は、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、ブレーキスイッチ71、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、マスタシリンダ圧力センサ79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、ホイールブレーキを作動させる為の運転者によるブレーキペダル操作が為された制動操作状態を示す信号であるブレーキオンBon、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、ブレーキマスタシリンダから発生させられるマスタシリンダ油圧Pmc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、ホイールブレーキ装置55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、ホイールブレーキトルクを制御する為のブレーキ制御指令信号Sb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。尚、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係合油圧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の充電状態を示す値(以下、充電状態SOC[%]という)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の充電状態SOCに基づいて、バッテリ52のパワーであるバッテリパワー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、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、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が高い程小さくされる。又、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。又、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変速制御手段すなわち変速制御部としての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。
図6は、上記ATギヤ段変速マップの一例を示す図である。図6に示すように、上記ATギヤ段変速マップは、車両10の駆動状態では、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を有する所定の関係である。又、上記ATギヤ段変速マップは、車両10の被駆動状態(すなわち車両10の減速走行状態)では、例えば出力回転速度ωo及び回生トルク(ここでは有段変速部20の出力トルクであるAT出力トルクTo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を有する所定の関係である。このATギヤ段変速マップにおける各変速線は、アップシフトが判断される為のアップシフト線(実線参照)、及びダウンシフトが判断される為のダウンシフト線(破線参照)である。この各変速線は、あるアクセル開度θacc又は回生トルクを示す線上において出力回転速度ωoが線を横切ったか否か、又は、ある出力回転速度ωoを示す線上においてアクセル開度θacc又は回生要求トルクが線を横切ったか否か、すなわち変速線上の変速を実行すべき値(変速点)を横切ったか否かを判断する為のものであり、この変速点の連なりとして予め定められている。尚、図6中の実線Aは、車両10の減速走行中において制動操作が為されていないブレーキオフ時に発生させる回生トルクを示しており、又、実線Bは、車両10の減速走行中において制動操作が為されているブレーキオン時に発生させる最大の回生トルクを示している。
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86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88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14のパワーであるエンジンパワー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、所定領域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(図6参照)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7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、例えば図6のATギヤ段変速マップが定められている。具体的には、図7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7中に記載した「AT1→2」等参照)。又、図7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7中に記載した「AT1←2」等参照)。又は、図7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、有段変速部20のアップシフト時は、変速機40全体のアップシフトが行われる一方で、有段変速部20のダウンシフト時は、変速機40全体のダウンシフトが行われる。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の充電状態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(特には回転機制御部88)は、車両10の減速走行中に、運転者による制動操作に応じた回生要求トルクが得られるように第2回転機MG2の回生制御を実行する。この回生制御は、駆動輪28から入力される被駆動トルクにより第2回転機MG2を回転駆動させて発電機として作動させ、その発電電力をインバータ50を介してバッテリ52へ充電する制御である。
ハイブリッド制御部84は、車両10の減速走行中には、要求制動トルクとしての目標減速度Gtgtを設定し、その目標減速度Gtgtが得られるように車両10の制動トルクを発生させる。ハイブリッド制御部84は、制動操作量に対応するマスタシリンダ油圧Pmcが大きい程目標減速度Gtgtが大きくなるように予め定められた関係にマスタシリンダ油圧Pmcを適用することで目標減速度Gtgtを算出する。車両10の制動トルクは、回生トルクやエンジンブレーキトルクやホイールブレーキトルク等により得られるが、エネルギー効率を考えて回生トルクが最優先される。例えば、比較的小さな制動トルクで十分な場合には、専ら第2回転機MG2の回生トルクによる制動トルクが用いられ、車両10が停止する直前には回生トルクによる制動トルクに替えてホイールブレーキトルクによる制動トルクが作用させられる。又、比較的大きな制動トルクが必要な場合には、回生トルクによる制動トルクにホイールブレーキトルクによる制動トルクが加えられ、車両10が停止に向かうに従って回生トルクによる制動トルクの割合が大きくされ、車両10が停止する直前には回生トルクによる制動トルクに替えてホイールブレーキトルクによる制動トルクが作用させられる。ハイブリッド制御部84は、予め定められた関係に従って、目標減速度Gtgtが得られる回生要求トルクを算出する。従って、この回生要求トルクは、制動操作量が大きい程大きくされる。回転機制御部88は、その回生要求トルクが得られるように、第2回転機MG2による回生を行う。
ハイブリッド制御部84は、車両10の減速走行中に目標減速度Gtgtを回生にて達成するときには、フューエルカットにてエンジン14の運転を停止し且つ第1回転機MG1を無負荷状態とすることにより空転させて、エンジン回転速度ωeを零又は略零に維持する。これにより、エンジン14の引き摺り(回転抵抗)によるポンピングロスの発生が抑制され、その分減速度が抑制されて回生量が増加される。尚、回生トルクが最優先されるということであり、バッテリ52の充電制限(充電可能電力Win)などによって第2回転機MG2による回生が制限される場合には、回生トルクの一部又は全部に替えて、エンジンブレーキトルクやホイールブレーキトルク等により制動トルクが得られる。
ところで、図6中の矢印Cに示すように、車両10の減速走行中に、制動操作に伴って回生要求トルクが増大させられたことで、有段変速部20のダウンシフトが判断される場合がある。このような場合、減速走行中において、制動操作に伴う回生トルクの増大と有段変速部20のダウンシフトとが重なることになる。有段変速部20のダウンシフト中に回生トルクが増大すると、回生トルクが安定した状態と比べて変速制御の完了までの時間が長くなって、ドライバビリティが悪化する可能性がある。或いは、有段変速部20のダウンシフト中に回生トルクが増大した場合、変速時間を短縮する為に係合側係合装置の係合油圧PRcbの上昇速度を高めるとドライバビリティ(変速ショック)が悪化する可能性がある。これに対して、減速走行中の有段変速部20のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際は、回生トルクが略一定の状態又は回生トルクの変動が小さな状態である、回生トルクが安定した状態で有段変速部20のダウンシフトを実行すれば、ドライバビリティの悪化を抑制できると考えられる。このような観点に基づいて、電子制御装置80は、減速走行中の有段変速部20のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる場合には、回生トルクが安定した状態で有段変速部20のダウンシフトを実行する。尚、回生トルクは第2回転機MG2の正回転時における負トルクであり、回生トルクが大きいということは回生トルクの絶対値が大きいということであり、回生トルクが低減されるということは回生トルクの絶対値が小さくされて回生トルクの値が零に近づくと言うことである。
具体的には、電子制御装置80は、回生トルクが安定した状態で有段変速部20のダウンシフトを実行する制御機能を実現する為に、更に、回生変化率判定手段すなわち回生変化率判定部90、及び車両状態判定手段すなわち車両状態判定部92を備えている。
回生変化率判定部90は、回生トルクの変化率が所定範囲に入っているか否かを判定する。具体的には、回生変化率判定部90は、減速走行中に、AT変速制御部82により有段変速部20のダウンシフトが判断された場合には、制動操作に応じた回生要求トルクの変化率(以下、回生変化率という)を算出する。例えば、回生変化率判定部90は、繰り返し実行される制御サイクル(後述の図8のフローチャート参照)において、現在の回生要求トルクの信号値と1サイクル前の回生要求トルクの信号値との差分に基づいて回生変化率を算出する。回生変化率判定部90は、算出した回生変化率(ここでは絶対値)が所定値未満であるか否かに基づいて、回生変化率が所定範囲に入っているか否かを判定する。上記所定範囲は、変速時のドライバビリティを悪化させない程度の小さな回生変化率となる予め定められた回生変化率の範囲である。上記所定値は、上記所定範囲であるか否かを判断する為の閾値であって、変速時のドライバビリティを悪化させる程の大きな回生変化率となる予め定められた回生変化率の下限値である。変速時のドライバビリティの悪化は、有段変速部20のどのATギヤ段へのダウンシフトであるかに依って悪化の程度が変わる可能性がある。その為、上記所定範囲や上記所定値は、有段変速部20のATギヤ段毎(例えばダウンシフト先のATギヤ段毎)に予め定められていても良い。
回生変化率判定部90は、回生変化率が所定範囲に入っていると判定したときには、その回生変化率が所定範囲に入っているとの判定が成立した状態のままで所定時間経過したか否かを判定する。すなわち、回生変化率判定部90は、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されたか否かを判定する。運転者の制動操作が複数回に分けた踏み増し操作であるような場合、その過渡状態では一時的に踏み増し操作が無くなって回生変化率が所定範囲に入ることが考えられる。このような複数回に分けた踏み増し操作での過渡状態を回生トルクが安定した状態であると見なさない為に、上記所定時間が設けられている。上記所定時間は、例えば一時的に回生変化率が所定範囲に入ったような状態を排除する為の予め定められた下限の時間である。
AT変速制御部82は、減速走行中における運転者による制動操作に応じた回生制御中に有段変速部20のダウンシフトを判断した場合には、回生変化率判定部90により回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されたと判定された後に、その判断したダウンシフトの実行を開始する。具体的には、AT変速制御部82は、減速走行中に有段変速部20のダウンシフトを判断したときに、回生変化率判定部90により回生変化率が所定範囲に入っていないと判定された場合には、又は、回生変化率判定部90により回生変化率が所定範囲に入ったと判定されても、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されたと判定されない場合には、その判断したダウンシフトを実行しない(すなわち、その判断したダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令に対応する油圧制御指令信号Spの出力を遅延する)。一方で、AT変速制御部82は、減速走行中に有段変速部20のダウンシフトを判断したときに、回生変化率判定部90により回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されたと判定された場合には、上記ダウンシフト指令に対応する油圧制御指令信号Spを出力するか、又は、上記ダウンシフト指令に対応する油圧制御指令信号Spの出力の遅延を解除する。
これにより、回生トルクが安定した状態で有段変速部20のダウンシフトが実行される。又、回転機制御部88は、回生トルクが確実に安定した状態で有段変速部20のダウンシフトが実行される為に、有段変速部20のダウンシフトの実行中には、運転者による制動操作に拘わらず回生要求トルクの増加を抑制するか、又は、運転者による制動操作に応じた回生要求トルクが増加しても、回生制御の実行により得られる実際の回生トルクである回生実行トルクの増加を抑制しても良い。このような態様を採用するという観点からも、上述した所定時間以上継続されたか否かを判定することは有用である。つまり、このような態様を採用する場合、有段変速部20のダウンシフトが実行されると、再度の踏み増し操作となる運転者の制動操作が為されても回生要求トルク(ここでは回生実行トルクも同意)は増加させられない為、上記所定時間を用いて再度の踏み増し操作が有るか無いかを判断する。
車両状態判定部92は、車速V(ここでは出力回転速度ωoなども同意)が所定車速(ここでは出力回転速度ωoなどに対応する所定回転速度も同意)以下であるか否かを判定する。上記所定車速は、例えば変速判断に対する油圧制御指令信号Spの出力を遅延した為に変速ショックの悪化が懸念される、ダウンシフトを判断する為の変速点からずれた低車速領域となる前にダウンシフトを実行する為の予め定められた下限車速である。ダウンシフトを判断する為の変速点は、例えば変速ショックの抑制を考慮して予め定められており、この変速点から大幅に乖離した低車速領域でダウンシフトが実行されると上記変速ショックが悪化する。又、上記変速ショックは、例えば低回転速度域程、同期回転速度(=有段変速部20の変速比γat×出力回転速度ωo)の精度(つまり出力回転速度センサ66の検出精度)が低かったり、変速前後の同期回転速度の回転速度差が小さくなることで悪化してしまう。このような変速ショックは、変速出力の遅延中におけるアクセルオンに伴うパワーオンダウンシフト時により顕著に現れる。このように、上記所定車速は、ダウンシフトを判断する為の変速点からずれた低車速領域でのダウンシフトによる変速ショックの悪化を回避又は抑制する為に設けられている。どの変速段への変速であるによってダウンシフトが判断される車速(変速点)は異なり、又、その変速点からずれた、変速ショックが悪化することが懸念される低車速領域も異なる。その為、上記所定車速は、有段変速部20のダウンシフトがどの変速段への変速であるかに基づいて予め定められている。
AT変速制御部82は、減速走行中における運転者による制動操作に応じた回生制御中に有段変速部20のダウンシフトを判断した際、回生変化率判定部90により回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されたと判定される前であっても、車両状態判定部92により車速Vが所定車速以下であると判定された場合は、その判断したダウンシフトの実行を開始する。
図8は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち減速走行中の有段変速部20のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際にドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃費を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば減速走行中に繰り返し実行される。図9、図10、図11は、各々、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、AT変速制御部82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、有段変速部20のダウンシフトが判断された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92の機能に対応するS20において、車速Vが所定車速以下であるか否かが判定される。このS20の判断が否定される場合は回生変化率判定部90の機能に対応するS30において、回生変化率が算出される。次いで、回生変化率判定部90の機能に対応するS40において、上記S30にて算出された回生変化率(ここでは絶対値)が所定値(閾値)未満であるか否か(すなわち回生変化率が所定範囲に入っているか否か)が判定される。このS40の判断が肯定される場合は回生変化率判定部90の機能に対応するS50において、回生変化率が所定範囲に入っているとの判定(すなわち上記S40の判断か肯定された状態)が成立した状態のままで所定時間経過したか否かが判定される。上記S40の判断か否定される場合は、又は、上記S50の判断か否定される場合は、AT変速制御部82の機能に対応するS60において、上記S10にて判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令に対応する油圧制御指令信号Spの出力が遅延させられる。次いで、上記S20に戻される。一方で、上記S20の判断が肯定される場合は、又は、上記S50の判断が肯定される場合は、AT変速制御部82の機能に対応するS70において、上記S10にて判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令に対応する油圧制御指令信号Spが出力される。又は、上記S60にて実行された、上記ダウンシフト指令に対応する油圧制御指令信号Spの出力の遅延が解除される。
図9は、減速走行中における運転者による制動操作に応じた回生制御中に有段変速部20のダウンシフトが判断された場合の実施態様の一例を示している。図9において、t1時点は、減速走行中に、ブレーキオフからブレーキオンとされたか、又は、ブレーキオンの状態において制動操作量が大きくされた(例えばブレーキペダルが踏み増しされた)ことにより回生要求トルクが増大させられ、これに伴って、有段変速部20のダウンシフト(n→(n−1)ダウンシフト)が判断されたことを示している。回生変化率が大きい間(例えば回生要求トルクの増大が大きい間)は、その判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令(油圧制御指令も同意)が出力されず、ダウンシフトの開始が遅延させられる(t1時点からt2時点参照)。回生変化率が小さくなって回生要求トルクが安定した後に、上記判断されたダウンシフトを実行する為の油圧制御指令が出力されて(A部参照)、そのダウンシフトが開始される(t2時点参照)。その後、このダウンシフトが終了させられる(t4時点参照)。図9中に破線で示した比較例では、ダウンシフトが判断された時点で速やかにそのダウンシフトを実行する為の油圧制御指令が出力されて(B部参照)、そのダウンシフトが開始される(t1時点参照)。このダウンシフトの実行中には、回生トルクが安定した状態でダウンシフトが実行される為に回生要求トルクの増加が抑制される。ダウンシフトが終了させられると(t3時点参照)、運転者による制動操作に応じた本来の回生要求トルクが得られるように、抑制されていた回生要求トルクが緩やかに増大させられる(t3時点以降参照)。この比較例では、回生要求トルクの増加が抑制される為、回生効率が低下する。本実施例では、この比較例に対して、変速時のドライバビリティの悪化を略同等に抑制することができる上、回生効率を向上することができる(C部参照)。つまり、図6に示したような変速マップに従うことにより、制動操作によってダウンシフトが判断される頻度が高く、そのまま回生トルクが増大させられる可能性も高いと考えられる。比較例のように判断したダウンシフトを速やかに実行して回生トルクの増加を制限する制御を実施すると、回生効率が悪くなり、燃費が悪化する。ドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃費を向上する為には、本実施例のようにダウンシフト指令の出力を遅延することが有用である。本実施例は、加速走行中のアクセルオフに伴うアップシフト判断時にアップシフト指令の出力を禁止する場合のように、ビジー変速を防止したり、ローギヤ保持による再加速時のドライバビリティ向上を図る技術と異なり、減速走行中のダウンシフトと回生トルクの増大とが重なることに対処する技術である。
図10は、減速走行中における運転者による制動操作が制動操作量を複数回に分けて大きくするような(例えばブレーキペダルを複数回踏み増しするような)場合の実施態様の一例を示している。図10において、t1時点は、図9と同様に、減速走行中に回生要求トルクが増大させられたことに伴って、有段変速部20のダウンシフトが判断されたことを示している。回生変化率が大きい間はその判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令(油圧制御指令も同意)の出力が遅延させられ、又、回生変化率が小さくなってもその状態が所定時間未満ではダウンシフト指令の出力の遅延が解除されず(A部参照)、そのままダウンシフト指令の出力が遅延させられる(t1時点からt3時点参照)。回生変化率が小さい状態が所定時間以上経過した時点で、ダウンシフト指令の出力の遅延が解除されて(B部参照)、そのダウンシフトが開始される(t3時点参照)。その後、このダウンシフトが終了させられる(t5時点参照)。図10中に破線で示した比較例では、回生変化率が大きい間はその判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令の出力が遅延させられ、回生変化率が小さくなったことで(つまり回生変化率が小さい状態が所定時間以上経過していなくても)速やかにダウンシフト指令の出力の遅延が解除されて(C部参照)、そのダウンシフトが開始される(t2時点参照)。このダウンシフトの実行中には、回生トルクが安定した状態でダウンシフトが実行される為に回生要求トルクの増加が抑制される。ダウンシフトが終了させられると(t4時点参照)、運転者による制動操作に応じた本来の回生要求トルクが得られるように、抑制されていた回生要求トルクが緩やかに増大させられる(t4時点以降参照)。ここで、運転者の制動操作のばらつきによって一時的に踏み増し操作が無くなって回生変化率が小さくなっても、再度踏み増し操作が行われて更に回生要求トルクが増加させられる場合がある(二点鎖線のD部参照)。この比較例では、回生変化率が小さくなっただけで速やかにダウンシフト指令の出力の遅延が解除されて回生要求トルクの増加が抑制される為、複数回踏み増しされるような制動操作のパターンでは、必要以上に回生制御を制限してしまう。本実施例では、この比較例に対して、回生変化率が小さい状態が所定時間以上経過するまでダウンシフト指令の出力の遅延が解除されないので、複数回踏み増しされるような制動操作のパターンであっても回生効率を向上することができる(E部参照)。つまり、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃費を向上する為には、本実施例のように回生変化率が小さい状態が所定時間未満である間はダウンシフト指令の出力を遅延することが有用である。本実施例は、運転者の制動操作のばらつきにも対処することが可能な技術である。
図11は、変速ショック低減を考慮してダウンシフト指令の出力を遅延する場合の実施態様の一例を示している。図11において、t1時点は、図9と同様に、減速走行中に回生要求トルクが増大させられたことに伴って、有段変速部20のダウンシフトが判断されたことを示している。回生変化率が大きい間はその判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令(油圧制御指令も同意)の出力が遅延させられる。しかしながら、変速ショックが悪化することが懸念される出力回転速度ωoの低回転速度領域までダウンシフト指令の出力が遅延させられることがないように、回生要求トルクが増加し続けているとしても(A部参照)、出力回転速度ωoが所定回転速度以下になったらダウンシフト指令の出力の遅延が解除されて(B部参照)、そのダウンシフトが開始される(t2時点参照)。このダウンシフトの実行中には、回生トルクが安定した状態でダウンシフトが実行される為に回生要求トルクの増加が抑制される(t2時点からt4時点参照)。ダウンシフトが終了させられると(t4時点参照)、運転者による制動操作に応じた本来の回生要求トルクが得られるように、抑制されていた回生要求トルクが緩やかに増大させられる(t4時点以降参照)。図11中に破線で示した比較例では、回生変化率が大きい間はその判断されたダウンシフトを実行する為のダウンシフト指令が出力されず、ダウンシフトの開始が遅延させられる(t1時点からt3時点参照)。回生変化率が小さい状態が所定時間以上経過した時点で、ダウンシフト指令の出力の遅延が解除されて(C部参照)、そのダウンシフトが開始される(t3時点参照)。その後、このダウンシフトが終了させられる(t5時点参照)。この比較例のような実施態様では、想定以上に出力回転速度ωoの低回転速度領域(低車速領域も同意)までダウンシフト指令の出力が遅延されると、通常の適合領域から乖離した状態(つまり予め定められた変速点から乖離した状態)での変速となり、又は、低回転速度域程、同期回転速度の精度が低下する為、変速ショックが悪化するおそれがある(D部参照)。本実施例では、この比較例に対して、ダウンシフト指令の出力が遅延される際、変速ショックが悪化するおそれがあるような低回転速度領域に入る前に、ダウンシフトが実行されるので、変速ショックの悪化を回避又は抑制することができる。つまり、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃費を向上する為には、本実施例のように出力回転速度ωo(車速Vなども同意)が所定回転速度(所定車速なども同意)以下となったらダウンシフト指令の出力の遅延を解除することが有用である。本実施例は、変速ショックが悪化することが懸念される領域では、燃費向上より変速ショック低減を優先する技術であり、ダウンシフト指令の出力を遅延することによる燃費向上を図りつつ、変速ショック上不利となる低回転領域でのダウンシフトにも対処することが可能な技術である。
上述のように、本実施例によれば、制動操作に応じた回生制御中に有段変速部20のダウンシフトを判断した場合には、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続された後に、そのダウンシフトの実行が開始されるので、回生変化率が所定範囲に入らない間はダウンシフトの実行が遅延させられる。これにより、ドライバビリティの悪化を考慮して回生制御中にダウンシフトが為される場合に回生トルクの増加を抑制するという態様に対して、回生エネルギーを増やすことが可能となる。又、回生トルクの変化が小さな安定している状態でそのダウンシフトが実行される。特に、運転者の制動操作が複数回に分けた踏み増し操作であるような場合、その過渡状態では一時的に踏み増し操作が無くなって回生トルクの変化率が所定範囲に入ることが考えられる。この際、ダウンシフトを実行してしまうと、そのダウンシフトと、再度の踏み増し操作による回生トルクの増加とが重なりあって、変速時間が長くなったり、減速トルクがばらついたりしてドライバビリティが悪化する可能性がある。本実施例では、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続された後に、すなわち再度の踏み増し操作が為される可能性が低くなってから、ダウンシフトの実行が開始されるので、回生トルクの変化が小さな安定している状態でそのダウンシフトが実行される。見方を換えれば、一時的に踏み増し操作が無くなった際にダウンシフトを実行する場合に、ドライバビリティの悪化を考慮して回生トルクの増加を抑制すると、再度の踏み増し操作が為されても回生トルクの増加が抑制されてしまう。本実施例では、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されるまでダウンシフトの実行が遅延させられるので、再度の踏み増し操作に伴って回生トルクが増加させられる。よって、減速走行中の有段変速部20のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なる際に、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、燃費を向上することができる。
また、本実施例によれば、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続される前であっても、車速Vが所定車速以下になった場合は、ダウンシフトの実行が開始されるので、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続されるまでダウンシフトの実行が遅延させられると、ダウンシフトが判断されたときの車速Vからずれた低車速領域でのダウンシフトとなって変速ショックが悪化する恐れがあることに対して、変速ショックが悪化することが懸念される低車速領域となる前にダウンシフトが実行される。
また、本実施例によれば、制動操作に応じた回生トルクは回生要求トルクであり、回生変化率は回生要求トルクの変化率であるので、回生変化率が所定範囲に入らないような回生要求トルクの増大中は、有段変速部20のダウンシフトの実行が遅延させられる。従って、回生要求トルクの増大中は、回生実行トルクの増大によって回生エネルギーを増やすことが可能となる。
また、本実施例によれば、有段変速部20のダウンシフトと踏み増し操作による回生トルクの増加とが重なりあって、係合装置CBの作動状態の切り替えが遅れたりしてドライバビリティが悪化する可能性があることに対して、回生変化率が所定範囲に入っている状態が所定時間以上継続された後にダウンシフトの実行が開始されるので、回生トルクの変化が小さな安定している状態でそのダウンシフトが実行される。又、前記所定範囲は有段変速部20のATギヤ段毎に予め定められているので、有段変速部20のATギヤ段によってドライバビリティの悪化具合が異なる場合に、その悪化具合に合わせて有段変速部20のダウンシフトが実行される。つまり、ドライバビリティが悪化し難いのにダウンシフトが実行されないことで変速終了が遅くなることが抑制されたり、又、ドライバビリティが悪化し易いのにダウンシフトが実行されることでドライバビリティが悪化したりすることが抑制される。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例では、前述の実施例1で示した無段変速部18と有段変速部20とを直列に備える車両10とは別の、図12に示すような車両100を例示する。
図12において、車両100は、動力源として機能するエンジン102と、動力源として機能する回転機MGと、動力伝達装置104とを備えたハイブリッド車両である。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、及び自動変速機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、自動変速機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、自動変速機110、差動歯車装置112、車軸114等を順次介して車両100が備える駆動輪116へ伝達される。自動変速機110は、前記動力源(エンジン102、回転機MG)と駆動輪116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。又、車両100は、インバータ118と、インバータ118を介して回転機MGに対して電力を授受する蓄電装置としてのバッテリ120と、制御装置122とを備えている。
制御装置122は、クラッチK0を解放し、エンジン102の運転を停止した状態で、バッテリ120からの電力を用いて回転機MGのみを走行用の動力源とするモータ走行を可能とする。制御装置122は、クラッチK0を係合した状態でエンジン102を運転させて、エンジン102を走行用の動力源とするハイブリッド走行を可能とする。制御装置122は、ハイブリッド走行を可能とするハイブリッド走行モードでは、バッテリ120からの電力を用いて回転機MGが発生する駆動トルクを更に付加して走行したり、又は、エンジン102の動力により回転機MGで発電を行い、回転機MGの発電電力をバッテリ120に蓄電することも可能である。回転機MGは、電動機としての機能及び発電機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。回転機MGは、制御装置122によってインバータ118が制御されることにより、出力トルク(力行トルク又は回生トルク)が制御される。
制御装置122は、前述の実施例1における電子制御装置80が備える、AT変速制御部82、ハイブリッド制御部84(エンジン制御部86、回転機制御部88)、回生変化率判定部90、及び車両状態判定部92の各機能と同等の機能を有している。制御装置122は、電子制御装置80と同様に、回生トルクが安定した状態で有段変速部20のダウンシフトを実行する制御機能を実現することが可能である。
本実施例によれば、前述の実施例1と同様の効果が得られる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、回生トルクの増大中に有段変速部20のダウンシフトが実行される場合の態様として、車両10の減速走行中に制動操作に伴って回生要求トルクが増大させられたことで有段変速部20のダウンシフトが判断される場合(図6中の矢印C参照)を例示したが、この態様に限らない。例えば、車速Vの低下に伴って有段変速部20のダウンシフトが判断され、略同時に又は直後に、制動操作に伴って回生要求トルクが増大させられる場合であっても良い。要は、減速走行中の有段変速部20のダウンシフトと制動操作に伴う回生トルクの増大とが重なるような走行状態であれば、本発明を適用できる。
また、前述の実施例では、制動操作に応じた回生トルクは、制動操作量が大きい程大きくされる回生要求トルクであり、回生変化率は、回生要求トルクの変化率であったが、この態様に限らない。例えば、バッテリ52の充電可能電力(入力可能電力)Winの範囲内で、回生実行トルクは回生要求トルクに追従させられるので、回生変化率として回生実行トルクの変化率を用いても良い。回生実行トルクを用いることで、回生トルクが増加する態様と、有段変速部20のダウンシフト中に回生トルクが増加することによるドライバビリティの悪化とがより整合するという利点がある。
また、前述の実施例では、回生変化率が所定範囲に入っているか否かを判定する際、回生変化率の絶対値が所定値未満であるか否かを判定したが、この態様に限らない。例えば、回生変化率が所定範囲に入っているか否かを判定する上では、回生変化率は絶対値である必要はない。回生変化率が負値となる場合、それに合わせた所定値を設定するなどして、その負値のままで判定しても良い。
また、前述の実施例では、制動操作としてブレーキペダル操作を例示したが、この態様に限らない。例えば、目標減速度を設定できるような減速度操作装置において、減速走行中に減速度を設定する操作であっても良い。又、減速走行中に手動変速走行モードにて有段変速部20のギヤ段を切り替えるようなシフトレバー56の操作であっても良い。
また、前述の実施例1では、車両10は、シングルピニオン型の遊星歯車装置である差動機構32を有して、電気式変速機構として機能する無段変速部18を備えていたが、この態様に限らない。例えば、無段変速部18は、差動機構32の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により差動作用が制限される変速機構であっても良い。又、差動機構32は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置であっても良い。又、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、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。又、差動機構32は、2以上の遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、回転機、駆動輪が動力伝達可能に連結される機構であっても良い。
また、前述の実施例2において、車両100は、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、自動変速機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回転機と、前記回転機と駆動輪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、前述の実施例において、機械式変速機構(有段変速部20、自動変速機110)としては、有段変速部20のような遊星歯車式の有段変速機でも良いし、又は、同期噛合型平行2軸式自動変速機、その同期噛合型平行2軸式自動変速機であって入力軸を2系統備える公知のDCT(Dual Clutch Transmission)、公知の無段変速機(CVT)などの自動変速機であっても良い。
また、前述の実施例1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1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。
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
14:エンジン
18:電気式無段変速部(電気式変速機構)
20:機械式有段変速部(機械式変速機構、有段式の自動変速機)
28:駆動輪
30:中間伝達部材(電気式変速機構の出力回転部材)
32:差動機構
80:電子制御装置(制御装置)
82:AT変速制御部(変速制御部)
88:回転機制御部
CB:係合装置
MG1:第1回転機
MG2:第2回転機(回転機)
100:車両
110:自動変速機(機械式変速機構)
116:駆動輪
122:制御装置
MG:回転機

Claims (6)

  1. 動力源として機能する回転機と、前記回転機と駆動輪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とを備えた車両の、制御装置であって、
    減速走行中に運転者による制動操作に応じた回生トルクが得られるように前記回転機の回生制御を実行する回転機制御部と、
    前記制動操作量の増大に伴う前記回生トルクの増大中に前記機械式変速機構のダウンシフトを判断した場合には、前記回生トルクの変化率が、変速ショックを悪化させない小さな前記変化率となる予め定められた所定範囲に入っている状態が、一時的に前記変化率が前記所定範囲に入った状態を排除する予め定められた所定時間以上継続された後に、前記ダウンシフトの実行を開始する変速制御部と
    を、含むことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記変速制御部は、前記回生トルクの変化率が前記所定範囲に入っている状態が前記所定時間以上継続される前であっても、車速が所定車速以下になった場合は、前記ダウンシフトの実行を開始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. 前記制動操作に応じた回生トルクは、制動操作量が大きい程大きくされる回生要求トルクであり、
    前記回生トルクの変化率は、前記回生要求トルクの変化率であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記機械式変速機構は、複数の係合装置の何れかが選択的に係合されることで複数の変速段の何れかが選択的に形成される有段式の自動変速機であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両の制御装置。
  5. 前記所定範囲は、前記自動変速機の変速段毎に予め定められていることを特徴とする請求項4に記載の車両の制御装置。
  6. 前記車両は、前記動力源として機能するエンジンと、前記エンジンが動力伝達可能に連結された差動機構と前記差動機構に動力伝達可能に連結された第1回転機とを有して前記第1回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式変速機構とを更に備えており、
    前記回転機は、前記電気式変速機構の出力回転部材に動力伝達可能に連結された第2回転機であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の車両の制御装置。
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