【実施例】
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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a
11、・・・、b
11、・・・、c
22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。
【0057】
【数1】
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。