JP6856477B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源と、その動力源と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する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、その動力源と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機とを備える車両がよく知られている。例えば、特許文献１に記載のエンジンと自動変速機とを備えた車両がそれである。特許文献１には、エンジンのパワーオンとパワーオフとにそれぞれ対応した変速制御則に従ってアップ変速制御或いはダウン変速制御を行うものであって、パワーオンおよびパワーオフの判定をスロットル開度に基づいて行うことで、変速フィーリングを向上させることが記載されている。

特開２００４−２９３７１０号公報

ところで、特許文献１のような車両の制御装置において、低車速領域でのダウン変速に対するパワーオンおよびパワーオフの判定を、スロットル開度に基づいて判定すると、変速ショックが発生する虞がある。具体的には、低車速領域では、回転速度センサの検出制御が悪いことから、スロットル開度に基づいてパワーオンダウン変速が実行されると、変速中のエンジン回転速度等を狙い通りに制御することが難しく、これに起因して変速ショックが発生する虞がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力源と、その動力源と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機とを備える車両において、低車速領域であってもダウン変速中に発生する変速ショックを抑制できる制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）動力源と、その動力源と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機とを備える車両に用いられ、変速中に係合される係合側係合装置を係合するとともに、変速中に解放される解放側係合装置を解放することにより前記変速機の変速を行う変速制御部を備える車両の制御装置において、（ｂ）前記変速機のダウン変速に際して、前記解放側係合装置の伝達トルクを低下させることで、前記変速機の入力回転速度を同期回転速度に向けて変化させることにより変速を進行させるパワーオンダウン変速制御、および、変速開始時点から前記解放側係合装置のトルク容量をゼロまたはゼロ近傍の値まで低下させるとともに、前記係合側係合装置の伝達トルクを発生させることで、前記変速機の入力回転速度を同期回転速度に向けて変化させることにより変速を進行させるパワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行する制御部を備え、（ｃ）前記制御部は、車速が所定車速以上の場合は、前記変速機への目標入力トルクに基づいて前記パワーオンダウン変速制御および前記パワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行し、車速が前記所定車速未満の場合は、前記変速機への実入力トルクに基づいて前記パワーオンダウン変速制御および前記パワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行することを特徴とする。

また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両の制御装置において、前記制御部は、車速が前記所定車速未満であって、且つ、前記変速機の実入力トルクが閾値未満の場合には、前記パワーオフダウン変速制御を選択し、変速開始時点から前記解放側係合装置のトルク容量をゼロまたはゼロ近傍の値まで低下させるとともに、前記変速機に入力される実入力トルクの上限を制限することを特徴とする。

また、第３発明の要旨とするところは、第２発明の車両の制御装置において、前記実入力トルクの上限は、アクセル開度に応じて変更されることを特徴とする。

また、第４発明の要旨とするところは、第２発明の車両の制御装置において、前記実入力トルクの上限は、車速に応じて変更されることを特徴とする。

また、第５発明の要旨とするところは、第１発明の車両の制御装置において、前記動力源は、エンジンと、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素、第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素、および前記変速機の入力軸が連結された第３回転要素を有する差動機構と、前記第３回転要素に動力伝達可能に連結された第２回転機とを、含んで構成されていることを特徴とする。

第１発明の車両の制御装置によれば、低車速になると、回転速度センサ等の検出精度低下によって制御精度が低下し、これに起因して変速ショックが発生する虞があるが、これに対して、車速が所定車速未満になると、実入力トルクに基づいてパワーオンダウン変速制御およびパワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行するため、変速ショックの抑制が優先されるパワーオフダウン変速制御が実行される頻度が高くなり、結果として変速ショックが抑制されることとなる。一方、車速が高くなると、目標入力トルクに基づいてパワーオンダウン変速制御およびパワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行するため、応答性を確保することができる。

また、第２発明の車両の制御装置によれば、車速が所定車速未満であって、且つ、実入力トルクが閾値未満の場合には、パワーオフダウン変速制御が選択され、解放側係合装置のトルク容量がゼロまたはゼロ近傍の値まで低下され、実入力トルクが制限されるため、イナーシャ相中の変速機の入力軸回転速度の変動および入力軸回転速度の急上昇を抑えつつ、入力軸回転速度をダウン変速後の目標回転速度に回転同期させることができる。よって、回転同期時に発生する変速ショックを抑制することができる。

また、第３発明の車両の制御装置によれば、実入力トルクの上限が、アクセル開度に応じて変更されるため、運転者の加速要求に応じた適切なダウン変速が可能となる。例えば、アクセル開度が高くなるほど、運転者の加速要求が高くなることから、アクセル開度が高くなるほど上限が高い値に変更されることで、応答性を高めることができる。

また、第４発明の車両の制御装置によれば、実入力トルクの上限が、車速に応じて変更されるため、車速に応じた適切なダウン変速が可能となる。例えば、車速が高いほど、変速機のダウン変速中における入力軸回転速度の変化量が大きくなることから、車速が高いほど上限が高い値に変更されることで、応答性の低下を抑制することができる。

また、第５発明の車両の制御装置によれば、変速機の実入力トルクを、エンジン、第１回転機、および第２回転機の出力状態に基づいて随時算出することができる。

本発明が適用される車両に備えられた車両用駆動装置の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能および制御系統の要部を説明する図である。 図１で例示した機械式有段変速機の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。 電気式無段変速機と機械式有段変速機とにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 複数のＡＴギヤ段に複数の模擬ギヤ段を割り当てたギヤ段割当テーブルの一例を説明する図である。 図３と同じ共線図上に有段変速機のＡＴギヤ段と変速機の模擬ギヤ段とを例示した図である。 複数の模擬ギヤ段の変速制御に用いる模擬ギヤ段変速マップの一例を説明する図である。 図１の有段変速機のパワーオンダウン変速制御を説明するためのタイムチャートである。 低車速領域において有段変速機のパワーオンダウン変速制御が実行されたときの従来の作動状態を説明するためのタイムチャートである。 図１の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち有段変速機のダウン変速に際して、低車速領域であっても変速ショックを抑制できる制御作動を説明するフローチャートである。 図９に示すフローチャートに基づいてダウン変速が実行されたときの作動状態を示す一態様であって、特に、車速が所定車速未満であって、ダウン変速の開始時点において実ＡＴ入力トルクがパワーオン判定閾値を越えない場合に対応している。

ここで、変速機の目標入力トルクは、運転者の要求トルクに対応し、アクセル開度や車速に基づいて算出される。また、変速機の実入力トルクは、変速機に入力される実際の入力トルクに対応し、エンジントルクや回転機のトルクに基づいて随時算出される。

また、本発明の実施形態において、回転部材(例えば前述の、エンジン、第１回転機、第２回転機、差動機構の各回転要素、中間伝達部材、自動変速機の各回転要素など)の回転速度ωは回転部材の角速度に対応するものであり、又、回転部材の角加速度dω/dtは回転速度ωの時間変化率すなわち時間微分であって回転速度ωの変化速度であり、数式中においては角加速度dω/dtをωのドットで表すこともある。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた車両用駆動装置１２の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両用駆動装置１２は、動力源として機能するエンジン１４と、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１６（以下、ケース１６という）内において共通の軸心上に配設された、エンジン１４に直接或いは図示しないダンパーなどを介して間接的に連結された電気式無段変速部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。また、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、また、第２回転機ＭＧ２は、動力源として機能する回転機（電動機）であって、走行駆動用回転機に相当する。車両１０は、エンジン１４及び第２回転機ＭＧ２を走行用の動力源とするハイブリッド車両である。なお、エンジン１４、第１回転機ＭＧ１、第２回転機ＭＧ２、および差動機構３２によって、本発明の動力源が構成される。

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（力行トルクまたは回生トルク）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、または、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。従って、係合装置ＣＢに差回転速度が生じている状態では、係合トルクＴcbと伝達トルクとは同意である。本実施例では、有段変速部２０の変速過渡中において差回転速度が生じている状態（例えばイナーシャ相中）の係合装置ＣＢの伝達トルクを係合トルクＴcbで表す（すなわち伝達トルクＴcbで表す）。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。つまり、有段変速部２０は、係合装置ＣＢ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）。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、また、第２回転機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度ωmと同値である。すなわち、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、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のコーストダウン変速は、駆動要求量（例えばアクセル開度θacc）の減少やアクセルオフ（アクセル開度θaccがゼロまたは略ゼロ）による減速走行中の車速関連値（例えば車速Ｖ）の低下によってダウン変速が判断（要求）されたパワーオフダウン変速のうちで、アクセルオフの減速走行状態のままで要求されたダウン変速である。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（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、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変速（２→１ダウン変速と表す）では、図２の係合作動表に示すように、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。また、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。また、縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７の相互の間隔は、第１、第２遊星歯車装置３６，３８の各歯車比ρ１，ρ２に応じて定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリアとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリアとリングギヤとの間が遊星歯車装置の歯車比ρ（＝サンギヤの歯数Ｚs／リングギヤの歯数Ｚr）に対応する間隔とされる。

図３の共線図を用いて表現すれば、無段変速部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により、サンギヤＳ０の回転速度とリングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。

また、有段変速部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により、出力軸２２における「１ｓｔ」，「２ｎｄ」，「３ｒｄ」，「４ｔｈ」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の全部または一部を用いて、或いは発電電力Ｗgに加えてバッテリ５２からの電力を用いて、ＭＧ２トルクＴmを出力する。

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。また、車両１０の後進走行では、例えばモータ走行モードにおいて、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、前進用の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。

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。

または、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また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または複数種類を成立させるように割り当てられる。例えば、図４は、ギヤ段割当（ギヤ段割付）テーブルの一例であり、ＡＴ１速ギヤ段に対して模擬１速ギヤ段−模擬３速ギヤ段が成立させられ、ＡＴ２速ギヤ段に対して模擬４速ギヤ段−模擬６速ギヤ段が成立させられ、ＡＴ３速ギヤ段に対して模擬７速ギヤ段−模擬９速ギヤ段が成立させられ、ＡＴ４速ギヤ段に対して模擬１０速ギヤ段が成立させられるように予め定められている。

図５は、図３と同じ共線図上に有段変速部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。また、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、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、また、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置８０は、必要に応じてエンジン制御用、変速制御用等に分けて構成される。

電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えばエンジン回転速度センサ６０、ＭＧ１回転速度センサ６２、ＭＧ２回転速度センサ６４、出力回転速度センサ６６、アクセル開度センサ６８、スロットル弁開度センサ７０、Ｇセンサ７２、シフトポジションセンサ７４、バッテリセンサ７６、油温センサ７８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、係合装置ＣＢの油圧アクチュエータに供給される作動油の温度である作動油温ＴＨoilなど）が、それぞれ供給される。

また、電子制御装置８０からは、車両１０に備えられた各装置（例えばスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等のエンジン制御装置５８、インバータ５０、油圧制御回路５４など）に各種指令信号（例えばエンジン１４を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、第１回転機ＭＧ１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（充電容量）ＳＯＣを算出する。また、電子制御装置８０は、例えばバッテリ温度ＴＨbat及びバッテリ５２の充電容量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、また、バッテリ温度ＴＨbatが常用域より高い高温域ではバッテリ温度ＴＨbatが高い程小さくされる。また、充電可能電力Ｗinは、例えば充電容量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。また、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、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。ＡＴ変速制御部８２は、変速中に係合される係合側係合装置を係合するとともに、変速中に解放される解放側係合装置を解放することにより、有段変速機２０を変速する。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（アップ変速線及びダウン変速線）を有する所定の関係である。

ハイブリッド制御部８４は、エンジン１４の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部としての機能と、インバータ５０を介して第１回転機ＭＧ１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、また、そのときのＭＧ２回転速度ωmにおけるＭＧ２トルクＴmを出力する第２回転機ＭＧ２の消費電力Ｗmの指令値である。

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、実線はアップ変速線であり、破線はダウン変速線である。模擬ギヤ段変速マップに従って模擬ギヤ段が切り替えられることにより、無段変速部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、また、模擬６⇔７変速が行われるときにＡＴ２⇔３変速が行なわれ、また、模擬９⇔１０変速が行われるときにＡＴ３⇔４変速が行なわれる（図４参照）。その為、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」の各アップ変速線は、ＡＴギヤ段変速マップの「１→２」、「２→３」、「３→４」の各アップ変速線と一致している（図６中に記載した「ＡＴ１→２」等参照）。また、図６における模擬ギヤ段の「３←４」、「６←７」、「９←１０」の各ダウン変速線は、ＡＴギヤ段変速マップの「１←２」、「２←３」、「３←４」の各ダウン変速線と一致している（図６中に記載した「ＡＴ１←２」等参照）。または、図６の模擬ギヤ段変速マップによる模擬ギヤ段の変速判断に基づいて、ＡＴギヤ段の変速指令をＡＴ変速制御部８２に対して出力するようにしても良い。このように、有段変速部２０のアップ変速時は、変速機４０全体のアップ変速が行われる一方で、有段変速部２０のダウン変速時は、変速機４０全体のダウン変速が行われる。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。また、ハイブリッド制御部８４は、要求駆動パワーＰdemがモータ走行領域にあるときであっても、バッテリ５２の充電容量ＳＯＣが予め定められた閾値未満となる場合には、ハイブリッド走行モードを成立させる。

ここで、有段変速部２０の変速を伴うときの変速機４０の模擬有段変速制御について詳述する。ハイブリッド制御部８４は、ＡＴ変速制御部８２による有段変速部２０の変速時（特には変速過渡におけるイナーシャ相中において）、第２回転機ＭＧ２の角加速度であるＭＧ２角加速度dωm/dtとエンジン１４の角加速度であるエンジン角加速度dωe/dtとが各々の目標値となるように、エンジントルクＴeと、係合装置ＣＢの伝達トルクＴcb（すなわち有段変速部２０における解放側係合装置及び係合側係合装置のうちの変速を進行させる側の変速進行側係合装置の伝達トルクＴcb）とに基づいて、ＭＧ１トルクＴgとＭＧ２トルクＴmとを制御する、変速時基本制御を実行する。また、エンジントルクＴeに対するＭＧ１トルクＴgによる反力トルクにてリングギヤＲ０に現れるエンジン直達トルクＴdと、ＭＧ２トルクＴmとの合算トルクが有段変速部２０へのＡＴ入力トルクＴiとなるので、ＭＧ１トルクＴgとＭＧ２トルクＴmとを制御することは、そのＡＴ入力トルクＴiを制御することと同意である。

有段変速部２０の変速制御においては、パワーオンアップ変速制御（パワーオン制御を伴うアップ変速制御）、パワーオフアップ変速制御（パワーオフ制御を伴うアップ変速制御）、パワーオンダウン変速制御（パワーオン制御を伴うダウン変速制御）、及びパワーオフダウン変速制御（パワーオフ制御を伴うダウン変速制御）といった様々な変速パターン（変速様式）がある。パワーオン制御での変速は、例えばアクセル開度θaccの増大やアクセルオンが維持された状態での車速Ｖの上昇によって判断された変速であり、パワーオフ制御での変速は、例えばアクセル開度θaccの減少やアクセルオフが維持された状態での車速Ｖの低下によって判断された変速である。仮に変速中に解放側係合装置及び係合側係合装置の何れにも伝達トルクＴcbを発生させない状態とすると、パワーオン制御ではＡＴ入力回転速度ωiは成り行きで上昇させられる一方で、パワーオフ制御ではＡＴ入力回転速度ωiは成り行きで低下させられる。その為、成り行きではＡＴ入力回転速度ωiを変速後の同期回転速度ωisyca（＝ωo×変速後の変速比γata）へ向けて変化させられない、パワーオンアップ変速制御やパワーオフダウン変速制御では、変速後のＡＴギヤ段を形成する係合側係合装置に伝達トルクＴcbを発生させることで変速を進行させることが好ましい。一方で、成り行きでＡＴ入力回転速度ωiを変速後の同期回転速度ωisycaへ向けて変化させられる、パワーオフアップ変速制御やパワーオンダウン変速制御では、変速前のＡＴギヤ段を形成する解放側係合装置の伝達トルクＴcbを低下させることで変速を進行させることが好ましい。従って、パワーオンアップ変速制御やパワーオフダウン変速制御における変速進行側係合装置は係合側係合装置である一方で、パワーオフアップ変速制御やパワーオンダウン変速制御における変速進行側係合装置は解放側係合装置である。

具体的には、ハイブリッド制御部８４は、予め定められた次式（１）を用いて、ＭＧ２角加速度dωm/dtとエンジン角加速度dωe/dtとの各々の目標値、エンジントルクＴe、及びＡＴ伝達トルクＴatに基づいて、ＭＧ１トルクＴgとＭＧ２トルクＴmとを算出する。ハイブリッド制御部８４は、算出したＭＧ１トルクＴgとＭＧ２トルクＴmとが各々得られる為の各回転機制御指令信号Ｓmgをインバータ５０へ出力する。次式（１）は、例えば無段変速部１８におけるｇ軸、ｅ軸、及びｍ軸（図３参照）の各軸毎において成立する、慣性（イナーシャ）、角加速度、及び軸上のトルクで示される運動方程式と、無段変速部１８が２自由度（すなわち各軸のうちの２つの軸の各回転速度が決まると残りの１つの軸の回転速度が決まるという２自由度）であることで規定される相互間の関係式とに基づいて、導き出された式である。従って、次式（１）中の２×２の各行列における各値ａ₁₁、・・・、ｂ₁₁、・・・、ｃ₂₂は、各々、無段変速部１８を構成する各回転部材の慣性や差動機構３２の歯車比ρ０等の組み合わせで構成された値となっている。

前記式（１）中のＭＧ２角加速度dωm/dtとエンジン角加速度dωe/dtとの各々の目標値は、例えば有段変速部２０の変速が様々な変速パターンのうちのどの変速パターンであるか、どのＡＴギヤ段間での変速であるか、及びどの模擬ギヤ段間での変速であるかなどによって予め定められている。また、前記式（１）中のエンジントルクＴeは、例えば要求駆動パワーＰdemを実現するエンジンパワーＰe（要求エンジンパワーＰedemともいう）が得られる、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（要求エンジントルクＴedemともいう）である。

また、前記式（１）中のＡＴ伝達トルクＴatは、有段変速部２０の変速時に係合装置ＣＢの各々にて受け持つ必要がある各伝達トルクを中間伝達部材３０（すなわちｍ軸上）に換算した各換算値の合算値（すなわち有段変速部２０が伝達する伝達トルクを中間伝達部材３０上に換算した値）である。前記式（１）は有段変速部２０の変速を進行させるときのモデル式であるので、本実施例では、前記式（１）中のＡＴ伝達トルクＴatを便宜上、変速を進行させる主体となる変速進行側係合装置の伝達トルクＴcbとする。前記式（１）において、変速進行側係合装置の伝達トルクＴcbの値としてはフィードフォワード値が与えられる。その為、電子制御装置８０は、変速進行側係合装置の伝達トルクＴcbを設定する。電子制御装置８０による変速進行側係合装置の伝達トルクＴcbの設定では、有段変速部２０の変速ショックや変速時間等のバランスを取るように、有段変速部２０の変速パターンやどのＡＴギヤ段間での変速であるかなどの異なる変速の種類毎に予め定められた関係を用いて、要求駆動パワーＰdemを実現する要求エンジンパワーＰedemに基づく（すなわちアクセル開度θacc及び車速Ｖに基づく）目標ＡＴ入力トルクＴi*に応じた変速進行側係合装置の伝達トルクＴcbの値が設定される。

図７は、有段変速機２０のパワーオンダウン変速制御の作動状態を説明する為のタイムチャートである。図７において、横軸が時間に対応し、縦軸が上から順番に、アクセル開度θacc、ギヤ段、実ＡＴ入力トルクＴiおよび目標ＡＴ入力トルクＴi*、前後加速度Ｇ、係合側油圧Ｐon及び解放側油圧Ｐoffをそれぞれ示している。また、ｔ１時点は、ダウン変速の判断時点（変速判断）に対応し、ｔ２時点は、変速指令の出力時点（変速出力）に対応し、ｔ３時点は、イナーシャ相開始時点に対応し、ｔ４時点は、回転同期完了時点に対応している。尚、係合側油圧Ｐonは、ダウン変速時に係合される係合側係合装置の油圧アクチュエータに供給される油圧に対応し、解放側油圧Ｐoffは、ダウン変速時に解放される解放側係合装置の油圧アクチュエータに供給される油圧に対応している。例えば、ＡＴ２速ギヤ段からＡＴ１速ギヤ段へのダウン変速にあっては、解放側係合装置に対応するブレーキＢ１の油圧アクチュエータに供給される油圧が解放側油圧Ｐoffに対応し、係合側係合装置に対応するブレーキＢ２の油圧アクチュエータに供給される油圧が係合側油圧Ｐonに対応している。

アクセルペダルの踏み込みに伴って、アクセル開度θaccが増加することにより、ｔ１時点においてダウン変速の実行が判断される。次いで、ｔ２時点において、ダウン変速が開始される（変速指令出力）。このとき、後述するように、ｔ２時点における目標入力トルクＴi*が、パワーオン判定閾値α（以下、判定閾値α）よりも大きいかに基づいてパワーオンダウン変速制御およびパワーオフダウン変速制御の何れを実行するかが判定される。図７に示すように、ｔ２時点において目標入力トルクＴi*が判定閾値αよりも大きいことからパワーオンダウン変速制御が選択される。従って、ｔ２時点以降において、パワーオンダウン変速制御の変速パターンに基づいたダウン変速が実行される。なお、判定閾値αが、本発明の閾値に対応している。

ｔ２時点では、解放側係合装置の解放側油圧Ｐoffが所定油圧まで低下させられ、その所定油圧で所定時間だけ保持されている。また、所定時間経過すると、解放側油圧Ｐoffが所定勾配で漸減させられている。よって、有段変速機２０のトルク容量が減少する。一方、係合側係合装置の係合側油圧Ｐonについては、ｔ２時点から僅かに遅れて所定油圧まで一時的に引き上げられた（クイックフィル）後、所定の待機圧で保持されている。これら解放側油圧Ｐoffおよび係合側油圧Ｐonは、それぞれパワーオンダウン変速制御に基づいて設定される指示圧である。

実線で示す実ＡＴ入力トルクＴiは、アクセルペダルが踏み込まれる前は駆動輪２８側から被駆動トルクが入力されることで負の値となっており、アクセルペダルの踏み込みに伴って増加し、ｔ１時点近傍において負の値から正の値に変化している。この実ＡＴ入力トルクＴiの符号が変化する前後では、ギヤの歯打ちによる異音を低減するため、実ＡＴ入力トルクＴiの増加勾配が抑えられており、その後は目標入力トルクＴi*に向かって増加している。尚、実ＡＴ入力トルクＴiは、エンジントルクＴe、ＭＧ１トルクＴg、ＭＧ２トルクＴmに基づいて随時算出することができる。

イナーシャ相が開始されるｔ３時点では、エンジン角加速度dωe/dt及びＭＧ２角加速度dωm/dtが目標値に追従するように、解放側係合装置の解放側油圧Ｐoffに基づく伝達トルクＴcbに対して、ＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを制御する変速時基本制御が実行されている。従って、図７に示すように、イナーシャ相開始後においてＡＴ入力回転速度ωiが適切な勾配で上昇し、回転同期が完了するｔ４時点直前において上昇勾配が緩やかになることで、変速ショックが抑制される。

ところで、車速Ｖが低車速領域になると、各回転速度センサの検出精度が低下するため、図７で示したようにＡＴ入力回転速度ωiを精度良く制御することが困難となる。従って、車速Ｖが低車速領域では、上述した式（１）に基づく変速時基本制御が禁止される。

図８は、車速Ｖが低車速領域において有段変速機２０のパワーオンダウン変速制御が実行されたときの従来の作動状態を説明するためのタイムチャートである。低車速領域では、変速時基本制御が禁止されるため、図８に示すように、イナーシャ相が開始されるｔ３時点以降のＡＴ入力回転速度ωiの上昇勾配が不安定となる。これに関連して、実ＡＴ入力トルクＴiについても不安定に変化している。回転同期が完了するｔ４時点直前になると、目標ＡＴ入力トルクＴi*を低下させる要求（トルクダウン要求）が出力されるものの、ＡＴ入力回転速度ωiの上昇勾配が通常よりも高くなっている。この状態で、ｔ４時点においてＡＴ入力回転速度ωiが同期回転速度ωisycaに到達し、係合側係合装置の係合側油圧Ｐonが増圧されたとき、前後加速度Ｇが変動して変速ショックが発生する。

これに対して、電子制御装置８０は、車速Ｖが低車速領域で有段変速機２０のダウン変速が判断された場合には、実入力トルクＴiが判定閾値αよりも大きいか否かに基づいて、パワーオンダウン変速制御及びパワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行する。これにより、車速Ｖが低車速領域であっても、変速ショックが抑制される。以下、車速Ｖが低車速領域での有段変速機２０のダウン変速について主に説明する。

電子制御装置８０は、低車速領域での有段変速機２０のダウン変速中に発生する変速ショックを抑制するため、車速判定手段すなわち車速判定部８６、トルク判定手段すなわちトルク判定部８８、及びトルク制限手段すなわちトルク制限部９０を、さらに機能的に備えている。

車速判定部８６は、ダウン変速開始時点（変速指令出力時点）での車速Ｖが予め設定されている所定車速Ｖ１以上か否かを判定する。この所定車速Ｖ１は、予め実験的または設計的に求められる値であり、各回転速度センサの検出精度等を考慮し、変速時基本制御を実行したときの制御精度が維持される車速Ｖの閾値に設定されている。言い換えれば、所定車速Ｖ１は、変速時基本制御が許可される車速領域と、変速時基本制御が禁止される車速領域との閾値に設定されている。

トルク判定部９０は、車速判定部８６によって車速Ｖ１が所定車速Ｖ１以上と判定された場合、ダウン変速開始時点（変速指令出力時点）での目標入力トルクＴi*に基づいてパワーオンダウン変速制御及びパワーオフダウン変速制御の何れを実行するかを判定する。具体的には、トルク判定部９０は、目標入力トルクＴi*が判定閾値α以上か否かに基づいてパワーオンダウン変速制御及びパワーオフダウン変速制御の何れを実行するかを判定する。トルク判定部９０は、例えば目標入力トルクＴi*が判定閾値α以上である場合、パワーオンダウン変速制御を選択し、目標入力トルクＴi*が判定閾値α未満であれば、パワーオフダウン変速制御を選択する。判定閾値αは、予め実験的または設計的に求められるものであり、例えばパワーオンダウン変速制御を実行したときの解放側係合装置の解放側油圧Ｐoffに対して、変速を進行させることができる範囲であって、パワーオフダウン変速制御を実行した場合には前後加速度Ｇの変化が許容値を越える値に設定されている。

パワーオンダウン変速制御が選択された場合、パワーオンダウン変速制御に基づくダウン変速制御が実行される。具体的には、ハイブリッド制御部８４は、上述したように、式（１）を用いて、ＭＧ２角加速度dωm/dt及びエンジン角加速度dωe/dtの各々の目標値となるように、エンジントルクＴe、ＡＴ伝達トルクＴatに基づいて、ＭＧ１トルクＴm及びＭＧ２トルクＴmを制御する（図７参照）。また、パワーオフダウン変速制御が選択された場合、後述する車速Ｖが所定車速Ｖ１未満の場合と同様のパワーオフダウン変速制御が実行される。具体的な制御態様については、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満の場合の後述するパワーオフダウン変速制御と基本的に変わらないため、ここではその説明を省略する。

次いで、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満の場合（車速Ｖが低車速領域の場合）について説明する。車速判定部８６によって車速Ｖが所定車速Ｖ１未満と判定された場合、トルク判定部９０は、ダウン変速開始時点（変速指令出力時点）での実ＡＴ入力トルクＴiに基づいてパワーオンダウン変速制御及びパワーオフダウン変速制御の何れを実行するかを判定する。具体的には、トルク判定部９０は、ダウン変速開始時点での実入力トルクＴiが判定閾値α以上である場合、パワーオンダウン変速制御を選択し、実入力トルクＴiが判定閾値α未満である場合、パワーオフダウン変速制御を選択する。

まず、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満であって、且つ、実入力トルクＴiが判定閾値α未満である場合について説明する。実入力トルクＴiが判定閾値α未満の場合には、パワーオフダウン変速制御が選択され、パワーオフダウン変速制御に基づくダウン変速制御が実行される。具体的には、トルク制限部９０は、ダウン変速中（特には、ダウン変速開始時点からイナーシャ相終了時点（同期完了時点）までの間）の目標ＡＴ入力トルクＴi*の上限値Ｔlimを設定する。トルク制限部９０は、上限値Ｔlimを設定すると、ハブリッド制御部８４に、目標ＡＴ入力トルクＴi*が上限値Ｔlimを越えないように制限する指令を出力する。これより、目標ＡＴ入力トルクＴi*が上限値Ｔlimを越える場合には、目標ＡＴ入力トルクＴi*が上限値Ｔlimに設定される。また、実ＡＴ入力トルクＴiは、目標ＡＴ入力トルクＴi*に追従することから、トルク制限部９０は、実質的には、有段変速機２０に入力される実入力トルクＴiが、上限値Ｔlimを越えないように制限する。

ここで、上限値Ｔlimは、予め実験的または設計的に求められ、例えば、同期完了直前のＡＴ入力回転速度ωiの上昇勾配が、変速ショックが抑制される範囲となる値に設定されている。また、上限値Ｔlimは、アクセル開度θaccに応じて変更されても構わない。アクセル開度θaccが大きくなるに従って、運転者の加速要求が大きくなる一方で、変速ショックに対する感度が低くなることから、応答性を優先してアクセル開度θaccが大きくなるほど上限値Ｔlimが大きい値に設定される。また、上限値Ｔlimは、車速Ｖに応じて変更されても構わない。車速Ｖが高くなると、変速前後（イナーシャ相中）のＡＴ入力回転速度ωiの変化量が大きくなることから、応答性低下を抑制するため、車速Ｖが高くなるほど上限値Ｔlimが大きい値に設定される。

また、ダウン変速開始時点から、解放側係合装置の解放側油圧Ｐoffが速やかに低下され、有段変速機２０のトルク容量がゼロまたは略ゼロの状態に制御（低下）される。これにより、有段変速機２０のトルク容量が速やかにゼロまたは略ゼロになることで、ＡＴ入力トルクＴiが制限されていても、ＡＴ入力回転速度ωiを同期回転速度ωisycaまで引き上げることができる。また、イナーシャ相中のＡＴ入力回転速度ωiの回転変動も抑えられ、同期完了時点において発生する前後加速度Ｇの変動が抑制されて変速ショックが抑制される。

トルク制限部９０は、回転同期が完了すると、上限値Ｔlimを漸増し、アクセル開度θacc等に基づいて算出される目標ＡＴ入力トルクＴi*まで引き上げて、トルク制限を終了する。また、回転同期が完了すると、係合側係合装置の係合側油圧Ｐonが引き上げられることで、ダウン変速が完了する。上記制御では、変速開始時点から速やかに有段変速機２０のトルク容量がゼロまたは略ゼロになることで、アクセルペダルを踏み出した直後は、前後加速度Ｇの変化は速やかに生じないものの、イナーシャ相の開始が早まり、変速終了までの時間が短くなるため、変速開始から前後加速度Ｇのピークが出力されるまでの時間は、パワーオンダウン変速制御の場合と比べて略同じにすることができる。

一方、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満であって、且つ、ダウン変速の判断時点において実入力トルクＴiが判定閾値αを越える場合、パワーオンダウン変速制御が選択され、パワーオンダウン変速制御に基づくダウン変速制御が実行される。具体的には、図８で説明した制御態様と同じように制御されるため、回転同期完了時点において変速ショックが発生する虞がある。しかしながら、ダウン変速開始時点において実ＡＴ入力トルクＴiが判定閾値αを越えることは少ないことから、パワーオンダウン変速制御が実行される頻度は少なくなる。さらに、ダウン変速開始時点において実ＡＴ入力トルクＴiが判定閾値αを越える場合、実ＡＴ入力トルクＴiが十分に大きく、前後加速度Ｇについても十分に大きい状態となる。この状態でパワーオフダウン変速制御が実行されると、前後加速度Ｇの低下が大きくなり、回転同期完了時に発生する変速ショックに代わって、前後加速度Ｇの変化によるショックが大きくなるため、運転者に違和感を与えることとなる。従って、実ＡＴ入力トルクＴiが判定閾値α以上の場合には、パワーオンダウン変速制御が実行されることで、変速ショックが生じる虞があるものの、前後加速度Ｇの急な減少による違和感が抑制される。

図９は、電子制御装置８０の制御作動の要部、すなわち有段変速機２０のダウン変速制御に際して、低車速領域であっても変速ショックを抑制できる制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。

ＡＴ変速制御部８２の制御機能に対応するステップＳＴ１（以下、ステップを省略）では、ダウン変速制御が実行されるかが判断される（変速判断）。ＳＴ１が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。ＳＴ１が肯定される場合、車速判定部８６の制御機能に対応するＳＴ２において、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下かが判定される。すなわち、車速Ｖが、変速時基本制御が禁止される低車速領域にあるかが判定される。

ＳＴ２が否定される場合、トルク判定部８８の制御機能に対応するＳＴ４において、ダウン変速開始時（変速指令出力時）の目標ＡＴ入力トルクＴi*が判定閾値α以上（目標ＡＴ入力トルク大）かが判定される。ＳＴ４が肯定される場合、パワーオンダウン変速制御の実行が判断され、ＡＴ変速制御部８２及びハイブリッド制御部８４の制御機能に対応するＳＴ７において、有段変速機２０のパワーオンダウン変速制御が実行される。ＳＴ４が否定される場合、パワーオフダウン変速制御の実行が判断され、ＡＴ変速制御部８２及びハイブリッド制御部８４の制御機能に対応するＳＴ８において、有段変速機２０のパワーオフダウン変速制御が実行される。

ＳＴ２が肯定される場合、トルク判定部８８の制御機能に対応するＳＴ３において、ダウン変速開始時（変速指令出力時）の実入力トルクＴiが判定閾値α以上（実ＡＴ入力トルク大）かが判定される。ＳＴ３が肯定される場合、パワーオンダウン変速制御の実行が判断され、ＡＴ変速制御部８２及びハイブリッド制御部８４の制御機能に対応するＳＴ５において、有段変速機２０のパワーオンダウン変速制御が実行される。ＳＴ３が否定される場合、パワーオフダウン変速制御の実行が判断され、ＡＴ変速制御部８２及びハイブリッド制御部８４の制御機能に対応するＳＴ６において、有段変速機２０のパワーオフダウン変速制御が実行される。

図１０は、図９に示すフローチャートに基づいて有段変速機２０のダウン変速制御が実行されたときの作動状態を示す一態様であって、特に、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満であって、且つ、ダウン変速の開始時点（変速指令出力時点）において実ＡＴ入力トルクＴiが判定閾値αを越えない場合（図９のフローチャートにおいてＳＴ６に対応）に対応している。

ダウン変速が開始されるｔ２時点（変速指令出力）において、実ＡＴ入力トルクＴiが判定閾値αよりも小さいことから、パワーオフダウン変速制御の実行が判断され、破線で示す目標ＡＴ入力トルクＴi*の上限値が、一点鎖線で示す上限値Ｔlimに制限される。これに関連して、実ＡＴ入力トルクＴiについても、実質的に上限値Ｔlimに制限される。また、ｔ２時点において解放側係合装置の解放側油圧Ｐoffがステップ的に低下させられることにより、有段変速機２０のトルク容量が速やかにゼロまたは略ゼロとされる。これより、イナーシャ相が開始されるタイミングが早められ、イナーシャ相開始後（ｔ３時点以降）のＡＴ入力回転速度ωiの変動も抑えられることで、同期完了時の変速ショックが抑制される。また、図示しないが、エンジン回転速度ωeについてもイナーシャ相中の変動が抑えられる。尚、ｔ２時点において速やかに有段変速機２０のトルク容量がゼロまたは略ゼロとされることから、アクセルペダルの踏み込み直後は、前後加速度Ｇの変化は感じられないものの、変速完了までの時間が短くなることで、変速後の前後加速度Ｇのピークが出力される時間は、パワーオンダウン変速制御の場合と略変わらなくなる。

上述のように、本実施例によれば、低車速になると、回転速度センサ等の検出精度低下によって制御精度が低下し、これに起因して変速ショックが発生する虞があるが、これに対して、実入力トルクＴiに基づいてパワーオン制御およびパワーオフ制御の何れかを選択して実行するため、変速ショックの抑制が優先されるパワーオフ制御が実行される頻度が高くなり、結果として変速ショックが抑制されることとなる。一方、車速Ｖが高くなると、目標入力トルクＴi*に基づいてパワーオン制御およびパワーオフ制御の何れかを選択して実行するため、運転者の加速要求に対する応答性を確保することができる。

また、本実施例によれば、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満であって、且つ、実入力トルクＴiが判定閾値α未満の場合には、パワーオフ制御が選択され、解放側係合装置のトルク容量がゼロまたはゼロ近傍の値まで低下され、実入力トルクＴiが制限されるため、イナーシャ相中の有段変速機２０のＡＴ入力回転速度ωiの変動およびＡＴ入力回転速度ωiの上昇勾配を抑えつつ、ＡＴ入力回転速度ωiをダウン変速後の目標回転速度ωisycaに回転同期させることができる。よって、回転同期時に発生する変速ショックを抑制することができる。

また、本実施例によれば、実入力トルクＴiの上限値Ｔlimが、アクセル開度θaccに応じて変更されるため、運転者の加速要求に応じた適切なダウン変速が可能となる。例えば、アクセル開度θaccが高くなるほど、運転者の加速要求が高くなることから、アクセル開度θaccが高くなるほど上限値Ｔlimが高い値に設定されることで、変速応答性を高めることができる。また、本実施例によれば、実入力トルクＴiの上限値Ｔlimが、車速Ｖに応じて変更されるため、車速Ｖに応じた適切なダウン変速が可能となる。例えば、車速Ｖが高いほど、有段変速機２０のＡＴ入力回転速度ωiの変化量が大きくなることから、車速Ｖが高いほど上限値Ｔlimが高い値に設定されることで、変速応答性の低下を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、車両１０は、動力源が、エンジン１４と、差動機構３２と、差動機構３２の回転要素にそれぞれ連結されている第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２と、から構成されるハイブリッド車両であったが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、動力源が、エンジンと回転機とが直列に配置される１モータタイプのハイブリッド車両であっても、本発明を適用することができる。また、動力源が回転機のみで構成される電気自動車であっても、本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、有段変速機２０は、第１遊星歯車装置３６、第２遊星歯車装置３８、クラッチＣ１〜Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ１から構成される前進４段を可能とする自動変速機であったが、遊星歯車装置の個数や係合装置ＣＢの個数、連結構造についても本実施例に限定されない。すなわち、有段変速機の連結構造やギヤ段数は適宜変更されても構わない。

また、前述の実施例では、ダウン変速開始時点（変速指令出力時点）での実入力トルクＴiまたは目標入力トルクＴi*に基づいてパワーオンダウン変速制御及びパワーオフダウン変速制御の何れを実行するかが判断されていたが、ダウン変速判断時の実入力トルクＴiまたは目標入力トルクＴi*に基づいて判断されても構わない。

また、前述の実施例では、パワーオフダウン変速制御の際には、解放側係合装置の解放側油圧Ｐoffがステップ的に低下していたが、必ずしもステップ的に低下させる必要はなく、漸減される（スイープダウン）ものであっても構わない。

また、前述の実施例では、目標ＡＴ入力トルクＴi*の上限値Ｔlimはゼロよりも大きい値に設定されていたが、上限値Ｔlimがゼロに設定されるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、回転速度センサの検出精度が確保されることで変速時基本制御の制御精度が確保でき、変速時基本制御の実行が許可される車速Ｖの閾値が所定車速Ｖ１に設定されていたが、所定車速Ｖ１は必ずしもこのような判断基準によらない。例えば、所定車速Ｖ１が、パワーオフダウン変速制御を実行した場合であっても、パワーオンダウン変速制御を実行した場合と殆ど変わらない変速応答性を確保できる車速領域の閾値に設定されても構わない。すなわち、パワーオフダウン変速制御を実行した場合であっても、パワーオフダウン変速制御を実行した場合と殆ど変わらない変速応答性が確保され、且つ、変速ショックが抑制されるような車速領域の閾値が存在する場合には、その閾値が所定車速Ｖ１として設定されても構わない。

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
１４：エンジン（動力源）
２０：有段変速機（変速機）
３０：中間伝達部材（入力軸）
３２：差動機構（動力源）
８０：電子制御装置（制御装置）
８２：ＡＴ変速制御部（変速制御部）
８４：ハイブリッド制御部（制御部）
８６：車速判定部（制御部）
８８：トルク判定部（制御部）
９０：トルク制限部（制御部）
ＭＧ１：第１回転機（動力源）
ＭＧ２：第２回転機（動力源）
ＲＥ１：第１回転要素
ＲＥ２：第２回転要素
ＲＥ３：第３回転要素

Claims (5)

1. 動力源と、該動力源と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機とを備える車両に用いられ、変速中に係合される係合側係合装置を係合するとともに、変速中に解放される解放側係合装置を解放することにより前記変速機の変速を行う変速制御部を備える車両の制御装置において、
   前記変速機のダウン変速に際して、前記解放側係合装置の伝達トルクを低下させることで、前記変速機の入力回転速度を同期回転速度に向けて変化させることにより変速を進行させるパワーオンダウン変速制御、および、変速開始時点から前記解放側係合装置のトルク容量をゼロまたはゼロ近傍の値まで低下させるとともに、前記係合側係合装置の伝達トルクを発生させることで、前記変速機の入力回転速度を同期回転速度に向けて変化させることにより変速を進行させるパワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行する制御部を備え、
   前記制御部は、車速が所定車速以上の場合は、前記変速機の目標入力トルクに基づいて前記パワーオンダウン変速制御および前記パワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行し、車速が前記所定車速未満の場合は、前記変速機の実入力トルクに基づいて前記パワーオンダウン変速制御および前記パワーオフダウン変速制御の何れかを選択して実行する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御部は、車速が前記所定車速未満であって、且つ、前記変速機の実入力トルクが閾値未満の場合には、前記パワーオフダウン変速制御を選択し、変速開始時点から前記解放側係合装置のトルク容量をゼロまたはゼロ近傍の値まで低下させるとともに、前記変速機に入力される実入力トルクの上限を制限する
   ことを特徴とする請求項１の車両の制御装置。
3. 前記実入力トルクの上限は、アクセル開度に応じて変更されることを特徴とする請求項２の車両の制御装置。
4. 前記実入力トルクの上限は、車速に応じて変更されることを特徴とする請求項２の車両の制御装置。
5. 前記動力源は、エンジンと、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素、第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素、および前記変速機の入力軸が連結された第３回転要素を有する差動機構と、前記第３回転要素に動力伝達可能に連結された第２回転機とを、含んで構成されていることを特徴とする請求項１の車両の制御装置。

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