JP6907817B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力源(エンジン、回転機)とその動力源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エンジンと、前記動力源として機能する回転機と、前記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と共に複数の係合装置のうちの何れか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に記載された自動変速機の制御装置がそれである。この特許文献1には、自動変速機(上記機械式変速機構に相当)のクラッチツゥクラッチ変速時に、ショックや一時的な加速不足感を抑制する為に、数学モデルを用いて、出力パラメータの値(例えば自動変速機のクラッチの伝達トルクの推定値)を算出することが開示されている。
特開2015−113932号公報
ところで、動力源としてエンジン及び回転機を備える車両では、例えばエンジンを運転した状態で少なくともエンジンの動力にて走行すること、エンジンを停止した状態で回転機の動力にて走行すること、又は、専ら触媒暖機の為にエンジンを運転した状態として走行することが可能である。一方で、エンジンの停止中にエンジンを停止した状態からクランク角がずれると、エンジンの再始動時にショックが発生するか又は増大する可能性がある。又は、触媒暖機時にエンジン回転速度が触媒暖機を促進する狙いの回転速度よりも低下すると、触媒暖機を適切に実行できず、エミッション(エンジンからの排気)が悪化する可能性がある。その為、エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中であるときの機械式変速機構の変速過渡においては、エンジン回転速度が狙いの回転に対して変動しないようにエンジン回転速度を精度良く制御することが望ましい。他方で、エンジンの動力にて走行しているときには、回転機の動力のみにて走行しているときと比べて、駆動力に対する要求が高い(見方を換えれば、加速不足感を感じ易い)と考えられる。その為、エンジンの作動状態が運転中であり且つ触媒暖機中でないときの機械式変速機構の変速時には、変速時間短縮のようなドライバビリティを向上することが望ましい。
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、機械式変速機構の変速の際に、エンジンの作動状態に合わせて、エンジン回転速度の制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立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エンジンと、前記動力源として機能する回転機と、前記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と共に複数の係合装置のうちの何れか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機械式変速機構とを備えた車両の、制御装置であって、(b)前記機械式変速機構の変速時、前記エンジンの回転状態を表す値が目標値となるように、前記機械式変速機構が伝達する伝達トルクに基づいて前記機械式変速機構の入力トルクを制御するトルク制御部と、(c)前記エンジンの作動状態を判定する状態判定部と、(d)前記エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、前記エンジンの作動状態が、運転中であり且つ前記触媒暖機中でない、通常運転中である場合と比べて、前記複数の係合装置のうちの前記機械式変速機構の変速過渡において係合に向けて制御される係合側係合装置の係合圧を、前記機械式変速機構の変速時における変速時間を短縮することよりも前記エンジンの回転速度の制御精度を高くすることを優先するように予め定められた低い係合圧であって、変速ショックの抑制と前記変速時間の短縮とを両立させる為の所定の係合圧よりも緩やかに上昇するように予め定められた小さい上昇勾配の係合圧に設定する一方で、前記エンジンの作動状態が前記通常運転中である場合は、前記エンジンの作動状態が前記停止中又は前記触媒暖機中である場合と比べて、前記係合側係合装置の係合圧を、前記エンジンの回転速度の制御精度を高くすることよりも前記変速時間を短縮することを優先するように予め定められた高い係合圧に設定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、前記エンジンの作動状態が前記通常運転中である場合は、前記係合側係合装置の係合に向けて増大させた前記係合側係合装置の係合圧を、前記機械式変速機構の変速終了前に一時的に低減することにある。
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、前記トルク制御部は、前記エンジンの作動状態が前記停止中又は前記触媒暖機中である場合は、前記エンジンの回転状態を表す値の前記目標値を、前記機械式変速機構の変速過渡において前記エンジンの回転速度を一定に維持する値に設定することにある。
また、第4の発明は、前記第3の発明に記載の車両の制御装置において、前記トルク制御部は、前記エンジンの作動状態が前記停止中又は前記触媒暖機中である場合は、前記機械式変速機構の変速過渡において前記エンジンの回転速度が少なくとも前記一定に維持する値よりも低下する側に変動しないように前記エンジンの回転状態を表す値の前記目標値を補正することにある。
また、第5の発明は、前記第1の発明から第4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の変速は、パワーオンアップシフトである。
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回転機であり、前記トルク制御部は、前記機械式変速機構の変速時、前記機械式変速機構の入力回転部材の回転状態を表す値と前記エンジンの回転状態を表す値とが各々の目標値となるように、前記エンジンの出力トルクと前記機械式変速機構が伝達する伝達トルクとに基づいて、前記第1回転機の出力トルクと前記第2回転機の出力トルクとを制御することにある。
前記第1の発明によれば、エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、エンジンの作動状態が通常運転中である場合と比べて、機械式変速機構の変速過渡において係合側係合装置の係合圧が、変速時間を短縮することよりもエンジンの回転速度の制御精度を高くすることを優先するように予め定められた低い係合圧であって、変速ショックの抑制と変速時間の短縮とを両立させる為の所定の係合圧よりも緩やかに上昇するように予め定められた小さい上昇勾配の係合圧に設定されるので、エンジン回転速度が狙いの回転に対して変動し難くなる。つまり、係合側係合装置の係合圧を比較的低い状態で制御して変速を進行させると、機械式変速機構の個体ばらつきによって係合圧の追従性が異なってもその個体ばらつきの影響は小さく、機械式変速機構の変速過渡においてエンジン回転速度が狙いの回転に対して変動し難くなる。これにより、エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中であるときの機械式変速機構の変速過渡においては、エンジン回転速度を精度良く制御することができる。従って、エンジンの再始動時のショックが抑制されたり、又は、触媒暖機が適切に実行され得る。又、エンジンの作動状態が通常運転中である場合は、エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合と比べて、係合側係合装置の係合圧が、エンジンの回転速度の制御精度を高くすることよりも変速時間を短縮することを優先するように予め定められた高い係合圧に設定されるので、変速を速やかに進行させることができる。これにより、エンジンの作動状態が通常運転中であるときの機械式変速機構の変速過渡においては、変速時間を短縮することができる。よって、機械式変速機構の変速の際に、エンジンの作動状態に合わせて、エンジン回転速度の制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。
また、前記第2の発明によれば、エンジンの作動状態が通常運転中である場合は、係合側係合装置の係合に向けて増大させた係合側係合装置の係合圧が変速終了前に一時的に低減されるので、係合側係合装置の係合圧が比較的高い状態で制御されることで係合ショックが生じ易くなることに対して、そのような係合ショックを抑制することができる。
また、前記第3の発明によれば、エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、エンジンの回転状態を表す値の目標値が、機械式変速機構の変速過渡においてエンジン回転速度を一定に維持する値に設定されるので、エンジン回転速度が一定となるように制御される。これにより、エンジンの再始動時のショックが抑制されたり、又は、触媒暖機が適切に実行される。
また、前記第4の発明によれば、エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、機械式変速機構の変速過渡においてエンジン回転速度が少なくとも前記一定に維持する値よりも低下する側に変動しないようにエンジンの回転状態を表す値の目標値が補正されるので、エンジン回転速度が変動したとしても、エンジン回転速度が狙いの回転に対して下回らないようにされる。これにより、エンジンの作動状態が停止中である場合は、エンジンが負回転とされることが回避される。又は、エンジンの作動状態が触媒暖機中である場合は、触媒暖機が適切に継続される。
また、前記第5の発明によれば、機械式変速機構のパワーオンアップシフトの際に、エンジンの作動状態に合わせて、エンジン回転速度の制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。つまり、前記第1の発明は、変速を進行させる側の係合装置(つまり変速を進行させる主体となる係合装置)が係合側係合装置となると共にエンジンの作動状態が通常運転中であるときに駆動力に対する要求が高い(見方を換えれば、加速不足感を感じ易い)と考えられる、機械式変速機構のパワーオンアップシフトの際に有用な発明である。
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、機械式変速機構の変速の際に、エンジンの作動状態に合わせて、エンジン回転速度の制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。
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。 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有段変速部の変速の際にエンジンの作動状態に合わせてエンジン回転速度の制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図7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り、エンジンの停止中に有段変速部のアップシフトを伴う変速機の変速制御が実施された場合の実施態様を示している。 図7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り、エンジンの通常運転中に有段変速部のアップシフトを伴う変速機の変速制御が非模擬変速制御にて実施された場合の実施態様を示している。 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、回転部材(例えば前述の、エンジン、回転機、第1回転機、第2回転機、差動機構の各回転要素、電気式変速機構の出力回転部材、有段変速機の各回転要素など)の回転状態を表す値としては、例えば回転部材の回転速度ω、回転部材の角加速度dω/dtなどである。回転部材の回転速度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。エンジン14からの排出ガス(排気)は、エンジン14の排気管15を通って車両10が備える触媒29に流入し、その触媒29によって浄化されて大気中に排出される。この触媒29は、エンジン14の排気管15に設けられており、例えば排気中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等を浄化する良く知られた三元触媒を含んで構成されている。
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係合装置CBの各係合圧としての各係合油圧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、複数の係合装置CBのうちの何れかの係合装置(例えば所定の係合装置)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。解放側係合装置は、係合装置CBのうちの有段変速部20の変速に関与する係合装置であって、有段変速部20の変速過渡において解放に向けて制御される係合装置である。係合側係合装置は、係合装置CBのうちの有段変速部20の変速に関与する係合装置であって、有段変速部20の変速過渡において係合に向けて制御される係合装置である。
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+ρ0)=−(1/ρ0)×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。車両10では、後述する電子制御装置80(特には車両10の走行制御を実行する後述するハイブリッド制御部84など)によって、複数のATギヤ段(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(例えばAT1速ギヤ段)が形成された状態で、前進走行時とは正負が反対となる回転にて前進用の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)が第2回転機MG2から出力させられることで、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、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、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である。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示値(指示圧ともいう)を設定し、その油圧指示値に応じた駆動電流又は駆動電圧を油圧制御回路54へ出力する。
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が高い領域では充電状態SOCが高い程小さくされる。又、放電可能電力Woutは、例えば充電状態SOCが低い領域では充電状態SOCが低い程小さくされる。
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。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、及びダウンシフトが判断される為のダウンシフト線である。この各変速線は、あるアクセル開度θacc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。
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、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、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は、触媒29の温度(触媒温度ともいう)が所定温度未満であるときには、エンジン回転速度ωeを所定回転速度以上に維持することで、触媒29の暖機(以下、触媒暖機ともいう)を促進する。例えば、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、触媒温度が所定温度未満である場合には、ハイブリッド走行モードを成立させてエンジン14を始動し、エンジン回転速度ωeを所定回転速度で維持するように制御して触媒暖機を行う。ハイブリッド制御部84は、例えばエンジン14からの排気の温度(排気温度ともいう)を算出する為の予め定められた関係(排気温度マップ)にエンジン14の負荷(例えば吸入空気量)及びエンジン回転速度ωeを適用することで排気温度の推定値を算出する。ハイブリッド制御部84は、例えば排気温度を一次遅れ処理することで触媒温度を算出する為の予め定められた関係(触媒温度算出式)に上記算出した排気温度の推定値を適用することで触媒温度の推定値を算出する。前記所定温度は、例えば触媒29の浄化能力が低下してしまう程の低温となっていることを判断する為の予め定められた閾値である。前記所定回転速度は、触媒暖機を促進する為の予め定められたエンジン回転速度ωeの下限値である。
ここで、有段変速部20の変速を伴うときの変速機40の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、有段変速部20の入力回転部材の回転状態を表す値としての第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の回転状態を表す値としてのエンジン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と有段変速部20が伝達する伝達トルクとに基づいて、MG1トルクTgとMG2トルクTmとを制御する、トルク制御手段すなわちトルク制御部86を機能的に備えている。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、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフト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る。パワーオフでの変速は、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、パワーオンアップシフトやパワーオフダウンシフトでは、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、パワーオフアップシフトやパワーオンダウンシフトでは、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、パワーオンアップシフトやパワーオフダウンシフトでは、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係合装置(つまり変速を進行させる主体となる係合装置)である変速進行側係合装置は係合側係合装置である。一方で、パワーオフアップシフトやパワーオンダウンシフトでは、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(特にはトルク制御部86)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。
Figure 0006907817
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、例えば変速中のMG2回転速度ωm及びエンジン回転速度ωeの各々が所望の挙動を示すように、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、どの模擬ギヤ段間での変速であるか、及びエンジン14がどのような作動状態であるかなどによって定められると共に、変速中に適宜補正される。又、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。
又、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。
AT変速制御部82は、例えば有段変速部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に応じた要求入力トルク(ベース要求トルクともいう)に基づいて変速進行側係合装置の伝達トルクTcbを設定する。ベース要求トルクは、例えば要求駆動トルクTdemを中間伝達部材30上の値に換算した要求トルクTidem、又は、要求駆動パワーPdemを実現する要求エンジンパワーPedemに応じたAT入力トルクTiである。従って、トルク制御部86は、有段変速部20の変速時、エンジン14の回転状態を表す値としてのエンジン角加速度dωe/dtが目標値となるように、有段変速部20が伝達する伝達トルクに基づいてフィードバック制御によってAT入力トルクTiを制御するものであるとも言える。
ところで、エンジン14の作動状態が異なる車両10の走行としては、例えばエンジン14を停止した状態で走行するモータ走行、専ら触媒暖機の為にエンジン14を運転した状態として走行するモータ走行、エンジン14を運転した状態として走行するエンジン走行などがある。エンジン14の停止中における、有段変速部20の変速を伴う変速機40の変速制御では、エンジン再始動時のショックを避けることを考えると、エンジン回転速度ωeをゼロで一定に維持するときのエンジン回転速度ωeの制御精度は高いことが望ましい。触媒暖機中における、有段変速部20の変速を伴う変速機40の変速制御では、エミッションの悪化を避けることを考えると、エンジン回転速度ωeを触媒暖機を促進する為の所定回転速度で一定に維持するときのエンジン回転速度ωeの制御精度は高いことが望ましい。エンジン14の運転中であり且つ触媒暖機中でない、エンジン14の通常運転中における、有段変速部20の変速を伴う変速機40の変速制御では、モータ走行と比べて駆動力に対する要求が高い(見方を換えれば、加速不足感を感じ易い)エンジン走行であることを考えると、変速時間短縮のようなドライバビリティを向上することが望ましい。尚、エンジン14の通常運転中における、有段変速部20の変速を伴う変速機40の変速制御は、エンジン回転速度ωeが模擬ギヤ段の切替えに伴って変化させられる、変速機40の模擬変速制御、及び、ATギヤ段は切り替えるが模擬ギヤ段は切り替えずにエンジン回転速度ωeが一定に維持される、変速機40の非模擬変速制御がある。
そこで、AT変速制御部82は、エンジン14の停止中又は触媒暖機中における、有段変速部20の変速を伴う変速機40の変速制御では、エンジン回転速度ωeの制御精度を高くすることを優先して、時間を掛けてゆっくりと係合側係合装置の係合油圧PRcbを上昇させて有段変速部20の変速を進行させる。有段変速部20の個体ばらつきによって係合油圧PRcbの指示圧に対する実際値(実圧ともいう)の追従性が異なっても、係合側係合装置の係合油圧PRcbの指示圧をゆっくりと増加させて(つまり比較的低い状態で制御して)有段変速部20の変速を進行させると、実圧が追従し易く、その個体ばらつきの影響は小さくなって、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeが狙いの回転に対して変動し難くなる。従って、エンジン回転速度ωeの制御精度を高くすることができる。
一方で、AT変速制御部82は、エンジン14の通常運転中における、有段変速部20の変速を伴う変速機40の変速制御では、ドライバビリティ(変速時間短縮)を向上することを優先して、速やかに係合側係合装置の係合油圧PRcbを上昇させて有段変速部20の変速を短時間で終わらせる。係合側係合装置の係合油圧PRcbの指示圧を速やかに増加させると(つまり比較的高い状態で制御すると)、有段変速部20の変速を速やかに進行させることができる。従って、変速時間を短縮することができる。
具体的には、電子制御装置80は、有段変速部20の変速の際に、エンジン14の作動状態に合わせて、エンジン回転速度ωeの制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立する制御機能を実現する為に、更に、状態判定手段すなわち状態判定部88を備えている。
状態判定部88は、エンジン14の作動状態を判定する。具体的には、状態判定部88は、エンジン14の作動状態が停止中であるか否かを判定する。状態判定部88は、エンジン14の作動状態が触媒暖機中であるか否かを判定する。状態判定部88は、エンジン14の作動状態が通常運転中であるか否かを判定する。停止中や触媒暖機中であるときのエンジン14の作動状態は、エンジン回転速度ωeの制御精度の要求が高いエンジン14の作動状態である。一方で、通常運転中であるときのエンジン14の作動状態は、エンジン回転速度ωeの制御精度の要求が高くないエンジン14の作動状態である。従って、状態判定部88は、エンジン回転速度ωeの制御精度の要求が高いエンジン14の作動状態であるか否かを判定する。
AT変速制御部82は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中であると判定された場合は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が通常運転中であると判定された場合と比べて、有段変速部20の変速過渡において係合側係合装置の係合油圧PRcbを低くする。
エンジン14の作動状態に合わせて、エンジン回転速度ωeの制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立する際の有段変速部20の変速としては、例えばパワーオンアップシフトである。つまり、エンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、エンジン14の作動状態が通常運転中である場合と比べて、有段変速部20の変速過渡において係合側係合装置の係合油圧PRcbを低くするという実施態様は、変速進行側係合装置が係合側係合装置となると共にエンジン14の作動状態が通常運転中であるときに駆動力に対する要求が高いと考えられる、有段変速部20のパワーオンアップシフトの際に有用である。
具体的には、AT変速制御部82は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中である(すなわち、エンジン回転速度ωeの制御精度の要求が高いエンジン14の作動状態である)と判定された場合は、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御に用いる係合側係合装置の伝達トルクTcbとして、ベース要求トルクに基づいて設定した変速進行側係合装置の伝達トルクTcbよりも所定トルクA分低い伝達トルクTcbを設定し、その伝達トルクTcbが得られる係合側係合装置の係合油圧PRcbを設定する。上記所定トルクAは、例えば有段変速部20の変速がゆっくりと進行させられるような低い係合油圧PRcbを設定する為の予め定められた伝達トルクの低減量である。
一方で、AT変速制御部82は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が通常運転中である(すなわち、エンジン回転速度ωeの制御精度の要求が高いエンジン14の作動状態でない)と判定された場合は、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御に用いる係合側係合装置の伝達トルクTcbとして、ベース要求トルクに基づいて設定した変速進行側係合装置の伝達トルクTcbを設定し、その伝達トルクTcbが得られる係合側係合装置の係合油圧PRcbを設定する。或いは、AT変速制御部82は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が通常運転中であると判定された場合は、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御に用いる係合側係合装置の伝達トルクTcbとして、ベース要求トルクに基づいて設定した変速進行側係合装置の伝達トルクTcbよりも所定トルクB分高い伝達トルクTcbを設定し、その伝達トルクTcbが得られる係合側係合装置の係合油圧PRcbを設定する。上記所定トルクBは、例えば有段変速部20の変速が速やかに進行させられるような高い係合油圧PRcbを設定する為の予め定められた伝達トルクの増加量である。
エンジン14の作動状態が通常運転中である場合には、比較的高い係合油圧PRcbにて有段変速部20の変速が進行させられる為、係合側係合装置の係合完了時にショックが発生し易い。そこで、AT変速制御部82は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が通常運転中であると判定された場合は、係合側係合装置の係合に向けて増大させた係合側係合装置の係合油圧PRcbを、有段変速部20の変速終了前に(つまり変速終期に)一時的に低減する。
トルク制御部86は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中であると判定された場合は、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御に用いるエンジン角加速度dωe/dtの目標値を、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeを一定に維持する値であるゼロに設定する。又、エンジン回転速度ωeの変動に対して、トルク制御部86は、エンジン回転速度ωeを一定に維持するように、エンジン角加速度dωe/dtの目標値を優先的に補正する。
エンジン14の停止中には、エンジン回転速度ωeがゼロで一定に維持されることが望ましいが、仮にエンジン回転速度ωeが変動した場合は少なくともエンジン14が負回転となることは回避したい。又は、エンジン14による触媒暖機中には、エンジン回転速度ωeが触媒暖機を促進する為の所定回転速度で一定に維持されることが望ましいが、仮にエンジン回転速度ωeが変動した場合は少なくともエンジン回転速度ωeが所定回転速度より低下することは回避したい。そこで、トルク制御部86は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中であると判定された場合は、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeが少なくとも前記一定に維持する値よりも低下する側に変動しないように、エンジン角加速度dωe/dtの目標値を優先的に補正しても良い。
トルク制御部86は、状態判定部88によりエンジン14の作動状態が通常運転中であると判定された場合は、変速機40の変速制御が模擬変速制御であるか又は非模擬変速制御であるかに基づいて、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御に用いるエンジン角加速度dωe/dtの目標値を設定する。トルク制御部86は、変速機40の変速制御が模擬変速制御であるときには、エンジン角加速度dωe/dtの目標値を、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeを変速後の目標回転速度(=ωo×変速後の変速機40の変速比γt)に向けて目標変速時間で変化させる値に設定する。前記目標変速時間は、例えばどの模擬ギヤ段間での変速であるかなどによって定められる。一方で、トルク制御部86は、変速機40の変速制御が非模擬変速制御であるときには、エンジン角加速度dωe/dtの目標値を、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeを一定に維持する値であるゼロに設定する。
図7は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち有段変速部20の変速の際にエンジン14の作動状態に合わせてエンジン回転速度ωeの制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば有段変速部20の変速の際に繰り返し実行される。図8、図9は、各々、図7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7において、先ず、状態判定部88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、エンジン回転速度ωeの制御精度の要求が高いエンジン14の作動状態であるか否か(つまり、エンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中であるか否か)が判定される。このS10の判断が肯定される場合はAT変速制御部82及びトルク制御部86の機能に対応するS20において、比較的低い係合側係合装置の係合油圧PRcbが設定される。時間を掛けてゆっくりと係合油圧PRcbが上昇させられて、比較的低い係合油圧PRcb(例えば最低限の係合油圧PRcb)で有段変速部20の変速が進行させられる。その為、変速終期に係合油圧PRcbを一時的に低減するような制御は実行されない。又、エンジン回転速度ωeが出来る限り一定とされるようにエンジン角加速度dωe/dtの目標値が設定されて、エンジン回転速度ωeが制御される。一方で、上記S10の判断が否定される場合はAT変速制御部82及びトルク制御部86の機能に対応するS30において、比較的高い係合側係合装置の係合油圧PRcbが設定される。ドライバビリティ(変速時間短縮)が優先されて、短時間で変速が終了させられるように、比較的高い係合油圧PRcbで有段変速部20の変速が進行させられる。その為、変速終期に係合油圧PRcbを一時的に低減する終了時制御が実行されて、変速ショックが低減される。又、変速機40の変速制御が模擬変速制御であるときには、目標変速時間に応じて設定されたエンジン角加速度dωe/dtの目標値でエンジン回転速度ωeが制御される。変速機40の変速制御が非模擬変速制御であるときには、エンジン回転速度ωeが一定とされるエンジン角加速度dωe/dtの目標値でエンジン回転速度ωeが制御される。模擬変速制御と非模擬変速制御との何れの場合も、ある程度のエンジン回転速度ωeの変動は許容される。
図8は、エンジン14の作動状態が停止中であるときに、有段変速部20のアップシフトを伴う変速機40の変速制御が実施された場合の実施態様の一例を示している。図8において、t1時点は、有段変速部20のn→n+1アップシフトの変速出力が開始された時点を示している。変速出力が開始されると、解放側係合装置の係合油圧PRcbの油圧指示値(二点鎖線参照)が速やかに低下させられる(t1時点以降参照)。又、係合側係合装置の係合油圧PRcbの油圧指示値(実線参照)がゆっくりと上昇させられて(A部参照)、比較的低い油圧指示値で有段変速部20の変速が進行させられる(特にはイナーシャ相期間のt2時点−t3時点参照)。この際、エンジン角加速度dωe/dtの目標値が優先的にゼロになるように制御されて(B部参照)、エンジン回転速度ωeの変動が抑制されながら変速させられる(C部参照)。見方を換えれば、エンジン回転速度ωeが優先的にゼロで一定に維持されるようにエンジン角加速度dωe/dtの目標値が制御される。有段変速部20の変速過渡中における係合側係合装置の係合油圧PRcbは比較的低く制御される為、変速終期に油圧指示値を下げるような制御は実行されない(D部参照)。イナーシャ相が終了した後、係合側係合装置の係合油圧PRcbの油圧指示値が係合側係合装置を完全係合する値に上昇させられる(t4時点参照)。尚、エンジン14の作動状態が触媒暖機中であるときも、停止中と同様の制御が実施される。但し、エンジン回転速度ωeは、触媒暖機を促進する為の所定回転速度で一定に維持される。
図9は、エンジン14の作動状態が通常運転中であるときに、有段変速部20のアップシフトを伴う変速機40の変速制御が非模擬変速制御にて実施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、有段変速部20のn→n+1アップシフトの変速出力が開始された時点を示している。変速出力が開始されると、解放側係合装置の係合油圧PRcbの油圧指示値(二点鎖線参照)が速やかに低下させられる(t1時点以降参照)。又、係合側係合装置の係合油圧PRcbの油圧指示値(実線参照)が応答性を確保する為に速やかに上昇させられて(A部参照)、比較的高い油圧指示値で有段変速部20の変速が進行させられる(特にはイナーシャ相期間のt2時点−t3時点参照)。この際、エンジン角加速度dωe/dtの目標値が設定されるものの(B部参照)、エンジン回転速度ωeの変動を抑制することの優先度は高くない為、エンジン回転速度ωeの変動がある程度許容されながら変速させられる(C部参照)。有段変速部20の変速過渡中における係合側係合装置の係合油圧PRcbは比較的高く制御される為、変速終期に油圧指示値が一時的に下げられて(D部参照)、係合ショックが低減させられる。イナーシャ相が終了した後、係合側係合装置の係合油圧PRcbの油圧指示値が係合側係合装置を完全係合する値に上昇させられる(t4時点参照)。尚、変速機40の変速制御が模擬変速制御にて実施されたときも、非模擬変速制御時と同様の制御が実施される。但し、エンジン回転速度ωeは、模擬変速制御でのアップシフトに伴って低下させられる。
上述のように、本実施例によれば、エンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、エンジン14の作動状態が通常運転中である場合と比べて、有段変速部20の変速過渡において係合側係合装置の係合油圧PRcbが低くされるので、エンジン回転速度ωeが狙いの回転に対して変動し難くなる。これにより、エンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中であるときの有段変速部20の変速過渡においては、エンジン回転速度ωeを精度良く制御することができる。従って、エンジン14の再始動時のショックが抑制されたり、又は、触媒暖機が適切に実行され得る。又、係合側係合装置の係合油圧PRcbを比較的高い状態で制御すると、有段変速部20の変速を速やかに進行させることができる。これにより、エンジン14の作動状態が通常運転中であるときの有段変速部20の変速過渡においては、変速時間を短縮することができる。よって、有段変速部20の変速の際に、エンジン14の作動状態に合わせて、エンジン回転速度ωeの制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。
また、本実施例によれば、エンジン14の作動状態が通常運転中である場合は、係合側係合装置の係合に向けて増大させた係合油圧PRcbが変速終了前に一時的に低減されるので、係合側係合装置の係合油圧PRcbが比較的高い状態で制御されることで係合ショックが生じ易くなることに対して、そのような係合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、エンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、エンジン角加速度dωe/dtの目標値が、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeを一定に維持する値に設定されるので、エンジン回転速度ωeが一定となるように制御される。これにより、エンジン14の再始動時のショックが抑制されたり、又は、触媒暖機が適切に実行される。
また、本実施例によれば、エンジン14の作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、有段変速部20の変速過渡においてエンジン回転速度ωeが少なくとも前記一定に維持する値よりも低下する側に変動しないようにエンジン角加速度dωe/dtの目標値が補正されるので、エンジン回転速度ωeが変動したとしても、エンジン回転速度ωeが狙いの回転に対して下回らないようにされる。これにより、エンジン14の作動状態が停止中である場合は、エンジン14が負回転とされることが回避される。又は、エンジン14の作動状態が触媒暖機中である場合は、触媒暖機が適切に継続される。
また、本実施例によれば、有段変速部20のパワーオンアップシフトの際に、エンジン14の作動状態に合わせて、エンジン回転速度ωeの制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。
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10に示すような車両100を例示する。
図10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り、前述の実施例1で示した有段変速部20と同様に、複数の係合装置Cのうちの何れか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、公知の遊星歯車式の自動変速機である。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、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、トルク制御部86、及び状態判定部88の各機能と同等の機能を有している。
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、自動変速機110の変速時、エンジン14の回転状態を表す値が目標値となるように、自動変速機110が伝達する伝達トルクに基づいてフィードバック制御によって自動変速機110の入力トルクを制御する。
制御装置122は、電子制御装置80と同様に、有段変速部20の変速の際に、エンジン14の作動状態に合わせて、エンジン回転速度ωeの制御精度の向上とドライバビリティの向上とを両立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1では、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御において、有段変速部20の入力回転部材の回転状態を表す値としてMG2角加速度dωm/dtを例示し、エンジン14の回転状態を表す値としてエンジン角加速度dωe/dtを例示したが、この態様に限らない。例えば、回転状態を表す値は回転速度などであっても良い。この場合、前記式(1)のモデル式を用いた変速制御において、その回転速度が目標値となるので、回転速度の目標値と実際値との差分に基づいてフィードバック制御量を算出する公知のPI制御によってAT入力トルクTiを補正しても良い。
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、クラッチK0を備えない車両であっても良い。要は、動力源として機能するエンジンと、前記動力源として機能する回転機と、前記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、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機械式変速機構(有段変速部20、自動変速機110)としては、複数の係合装置のうちの何れか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、複数の係合装置のうちの何れかの係合装置や変速に関与する係合装置は、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。
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。
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)
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)
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、機械式変速機構の入力回転部材)
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)
86:トルク制御部
88:状態判定部
CB:係合装置
MG1:第1回転機
MG2:第2回転機(動力源、回転機)
100:車両
102:エンジン(動力源)
110:自動変速機(機械式変速機構)
116:駆動輪
122:制御装置
C:係合装置
MG:回転機(動力源)

Claims (6)

  1. 動力源として機能するエンジンと、前記動力源として機能する回転機と、前記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と共に複数の係合装置のうちの何れか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機械式変速機構とを備えた車両の、制御装置であって、
    前記機械式変速機構の変速時、前記エンジンの回転状態を表す値が目標値となるように、前記機械式変速機構が伝達する伝達トルクに基づいて前記機械式変速機構の入力トルクを制御するトルク制御部と、
    前記エンジンの作動状態を判定する状態判定部と、
    前記エンジンの作動状態が停止中又は触媒暖機中である場合は、前記エンジンの作動状態が、運転中であり且つ前記触媒暖機中でない、通常運転中である場合と比べて、前記複数の係合装置のうちの前記機械式変速機構の変速過渡において係合に向けて制御される係合側係合装置の係合圧を、前記機械式変速機構の変速時における変速時間を短縮することよりも前記エンジンの回転速度の制御精度を高くすることを優先するように予め定められた低い係合圧であって、変速ショックの抑制と前記変速時間の短縮とを両立させる為の所定の係合圧よりも緩やかに上昇するように予め定められた小さい上昇勾配の係合圧に設定する一方で、前記エンジンの作動状態が前記通常運転中である場合は、前記エンジンの作動状態が前記停止中又は前記触媒暖機中である場合と比べて、前記係合側係合装置の係合圧を、前記エンジンの回転速度の制御精度を高くすることよりも前記変速時間を短縮することを優先するように予め定められた高い係合圧に設定する変速制御部と
    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、前記エンジンの作動状態が前記通常運転中である場合は、前記係合側係合装置の係合に向けて増大させた前記係合側係合装置の係合圧を、前記機械式変速機構の変速終了前に一時的に低減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. 前記トルク制御部は、前記エンジンの作動状態が前記停止中又は前記触媒暖機中である場合は、前記エンジンの回転状態を表す値の前記目標値を、前記機械式変速機構の変速過渡において前記エンジンの回転速度を一定に維持する値に設定す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. 前記トルク制御部は、前記エンジンの作動状態が前記停止中又は前記触媒暖機中である場合は、前記機械式変速機構の変速過渡において前記エンジンの回転速度が少なくとも前記一定に維持する値よりも低下する側に変動しないように前記エンジンの回転状態を表す値の前記目標値を補正することを特徴とする請求項3に記載の車両の制御装置。
  5. 前記機械式変速機構の変速は、パワーオンアップシフトであることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の車両の制御装置。
  6. 前記車両は、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回転機であり、
    前記トルク制御部は、前記機械式変速機構の変速時、前記機械式変速機構の入力回転部材の回転状態を表す値と前記エンジンの回転状態を表す値とが各々の目標値となるように、前記エンジンの出力トルクと前記機械式変速機構が伝達する伝達トルクとに基づいて、前記第1回転機の出力トルクと前記第2回転機の出力トルクとを制御す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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