(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力を駆動輪側へ伝達する無段変速部と、前記無段変速部と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に油圧式の係合装置の係合作動によって変速が実行される有段変速部とを備えた車両用動力伝達装置の、制御装置であって、
前記有段変速部の変速時には、前記エンジンのパワー指令値が大きい程、前記係合装置の油圧指令値を高くする油圧指令値設定部を含み、
前記油圧指令値設定部は、前記有段変速部の変速時には、前記有段変速部を変速させる際の前記無段変速部及び前記有段変速部における回転エネルギーの変化率に応じたパワーである変速の進行に必要なパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値を設定するものであり、
前記油圧指令値設定部は、前記変速の進行に必要なパワーが小さい程、前記係合装置の油圧指令値を高くすることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項２】
前記油圧指令値設定部は、前記有段変速部の変速前後の、前記無段変速部及び前記有段変速部における回転エネルギー差を、前記有段変速部の目標変速時間で除算することで、前記変速の進行に必要なパワーを算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項３】
前記油圧指令値設定部は、前記変速の進行に必要なパワーを、前記有段変速部の出力回転部材の回転速度が大きい程大きな値とし、又、前記有段変速部の変速前後におけるギヤ段のギヤ比の差が大きい程大きな値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項４】
前記油圧指令値設定部は、前記エンジンのパワー指令値から前記変速の進行に必要なパワーを減算することで算出されたパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値を設定するものであり、
前記油圧指令値設定部は、前記算出されたパワーが大きい程、前記係合装置の油圧指令値を高くすることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項５】
前記無段変速部は、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電動機とを有し前記第１電動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無段変速部であり、
前記車両用動力伝達装置は、前記電気式無段変速部の出力回転部材に動力伝達可能に連結された第２電動機を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項６】
前記車両用動力伝達装置は、前記第１電動機及び前記第２電動機の各々に対して電力を授受する蓄電装置を更に備えており、
前記油圧指令値設定部は、前記蓄電装置の充放電電力を加味せずに前記係合装置の油圧指令値を設定することを特徴とする請求項５に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速部と有段変速部とを直列に備えた車両用動力伝達装置の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの動力を駆動輪側へ伝達する無段変速部と、前記無段変速部と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に油圧式の係合装置の係合作動によって変速が実行される有段変速部とを備えた車両用動力伝達装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用駆動装置がそれである。この特許文献１には、第１電動機の運転状態が制御されることにより差動機構の差動状態が制御される電気式無段変速部と、その電気式無段変速部の出力回転部材に連結された第２電動機と、その電気式無段変速部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する遊星歯車式の有段変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置において、第１電動機の電流値と第２電動機の電流値とに基づいて、第１電動機の反力トルク(つまりエンジンから差動機構を介して有段変速部の入力側へ機械的に伝達される直達トルク)と、第２電動機の出力トルクとを算出し、それら算出された各トルクに基づいて有段変速部の入力トルクを推定し、その入力トルクに基づいて有段変速部の変速に関与する係合装置の過渡油圧を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、無段変速部と有段変速部とを直列に備える車両用動力伝達装置では、有段変速部の入力回転速度の制御とは別にエンジン回転速度を制御することができる。その為、有段変速部の変速時に有段変速部の入力トルクに基づいて係合装置の油圧を制御することで有段変速部の入力回転速度を制御することは可能であるが、更に、有段変速部の変速時にエンジン回転速度を同時に制御することは制御が複雑になる。一方で、エンジン回転速度の変化速度は、ドライバビリティへの寄与度が大きいと考えられる。そうすると、有段変速部の変速時、有段変速部の入力トルクを考慮することで有段変速部の変速制御自体は想定通りに実行されたとしても、エンジン回転速度の制御が想定通りに実行されず(すなわちエンジン回転速度が狙いの変化通りに制御されず)、エンジン回転速度の変化速度が有段変速部の変速の進行度合(例えば有段変速部の入力回転部材の回転変化速度)に対して遅れたり又は早まったりすることで、運転者が違和感を感じるおそれがある。
【０００５】
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、無段変速部と有段変速部とを直列に備えた車両用動力伝達装置において、エンジン回転速度の変化速度と有段変速部の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明の要旨とするところは、(a) エンジンの動力を駆動輪側へ伝達する無段変速部と、前記無段変速部と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に油圧式の係合装置の係合作動によって変速が実行される有段変速部とを備えた車両用動力伝達装置の、制御装置であって、(b) 前記有段変速部の変速時には、前記エンジンのパワー指令値が大きい程、前記係合装置の油圧指令値を高くする油圧指令値設定部を含み、(c) 前記油圧指令値設定部は、前記有段変速部の変速時には、前記有段変速部を変速させる際の前記無段変速部及び前記有段変速部における回転エネルギーの変化率に応じたパワーである変速の進行に必要なパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値を設定するものであり、(d) 前記油圧指令値設定部は、前記変速の進行に必要なパワーが小さい程、前記係合装置の油圧指令値を高くすることにある。
【０００８】
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記油圧指令値設定部は、前記有段変速部の変速前後の、前記無段変速部及び前記有段変速部における回転エネルギー差を、前記有段変速部の目標変速時間で除算することで、前記変速の進行に必要なパワーを算出することにある。
【０００９】
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用動力伝達装置の制御装置において、前記油圧指令値設定部は、前記変速の進行に必要なパワーを、前記有段変速部の出力回転部材の回転速度が大きい程大きな値とし、又、前記有段変速部の変速前後におけるギヤ段のギヤ比の差が大きい程大きな値とすることにある。
【００１０】
また、第４の発明は、前記第１の発明から第３の発明の何れか１つに記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記油圧指令値設定部は、前記エンジンのパワー指令値から前記変速の進行に必要なパワーを減算することで算出されたパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値を設定するものであり、前記油圧指令値設定部は、前記算出されたパワーが大きい程、前記係合装置の油圧指令値を高くすることにある。
【００１１】
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つに記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記無段変速部は、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電動機とを有し前記第１電動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無段変速部であり、前記車両用動力伝達装置は、前記電気式無段変速部の出力回転部材に動力伝達可能に連結された第２電動機を更に備えることにある。
【００１２】
また、第６の発明は、前記第５の発明に記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記車両用動力伝達装置は、前記第１電動機及び前記第２電動機の各々に対して電力を授受する蓄電装置を更に備えており、前記油圧指令値設定部は、前記蓄電装置の充放電電力を加味せずに前記係合装置の油圧指令値を設定することにある。
【発明の効果】
【００１３】
前記第１の発明によれば、有段変速部の変速時には、エンジンのパワー指令値が大きい程、係合装置の油圧指令値が高くされるので、エンジン等のトルクではなく、エンジン回転速度とエンジントルクとの積であるエンジンのパワーに合わせて変速を進行させられる。また、前記有段変速部の変速時には、前記無段変速部及び前記有段変速部における変速の進行に必要なパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値が設定され、その変速の進行に必要なパワーが小さい程、その係合装置の油圧指令値が高くされるので、変速の進行に必要なパワー(すなわち有段変速部の入力回転部材やエンジン等が変速時に回転変化する際に必要なパワー)に応じた係合装置の油圧指令値が適切に設定される。よって、無段変速部と有段変速部とを直列に備えた車両用動力伝達装置において、有段変速部の変速時の制御性が向上し、エンジン回転速度の変化速度と有段変速部の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１５】
また、前記第２の発明によれば、前記有段変速部の変速前後の、前記無段変速部及び前記有段変速部における回転エネルギー差を、前記有段変速部の目標変速時間で除算することで、前記変速の進行に必要なパワーが算出されるので、その変速の進行に必要なパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値が適切に設定される。
【００１６】
また、前記第３の発明によれば、前記変速の進行に必要なパワーは、前記有段変速部の出力回転部材の回転速度が大きい程大きな値とされ、又、前記有段変速部の変速前後におけるギヤ段のギヤ比の差が大きい程大きな値とされるので、その変速の進行に必要なパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値が適切に設定される。
【００１７】
また、前記第４の発明によれば、前記エンジンのパワー指令値から前記変速の進行に必要なパワーを減算することで算出されたパワーに基づいて前記係合装置の油圧指令値が設定され、その算出されたパワーが大きい程、その係合装置の油圧指令値が高くされるので、変速の進行に必要なパワー(すなわち有段変速部の入力回転部材やエンジン等が変速時に回転変化する際に必要なパワー)に応じた係合装置の油圧指令値が適切に設定される。よって、エンジン回転速度の変化速度と有段変速部の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１８】
また、前記第５の発明によれば、前記無段変速部は電気式無段変速部であり、前記車両用動力伝達装置はその電気式無段変速部の出力回転部材に動力伝達可能に連結された第２電動機を更に備えるので、よって、電気式無段変速部と有段変速部とを直列に備えた車両用動力伝達装置において、有段変速部の変速時の制御性が向上し、エンジン回転速度の変化速度と有段変速部の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１９】
また、前記第６の発明によれば、前記第１電動機及び前記第２電動機の各々に対して電力を授受する蓄電装置の充放電電力を加味せずに前記係合装置の油圧指令値が設定されるので、蓄電装置が充放電しない状態(すなわち蓄電装置の電力収支をゼロとした状態)での変速を実現することができ、蓄電装置の温度や充電容量などによる蓄電装置の充放電電力の制約に関わらず、再現性の高い変速制御を実現することができる。つまり、係合装置の油圧指令値を設定する際に、蓄電装置の充放電電力の概念を敢えて除くことで再現性の高い変速制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用される車両に備えられた車両用動力伝達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２】動力分配機構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って、走行中のときの一例を示す図である。
【図３】自動変速機の一例を説明する骨子図である。
【図４】図３で例示した自動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。
【図５】電子制御装置の制御作動の要部すなわち電気式無段変速機と自動変速機とを直列に備えた車両用動力伝達装置において、エンジン回転速度の変化速度と自動変速機の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図６】本発明が適用される車両に備えられた車両用動力伝達装置の概略構成を説明する図であって、図１とは別の車両用動力伝達装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた車両用動力伝達装置１２(以下、動力伝達装置１２という)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１０は、エンジン１４と第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２とを備えたハイブリッド車両である。動力伝達装置１２は、エンジン１４と第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２とが各々複数の回転要素(回転部材)の何れかに動力伝達可能に連結された差動機構としての動力分配機構１６と、動力分配機構１６と駆動輪１８との間に配設された自動変速機(ＡＴ)２０とを備えている。動力伝達装置１２において、エンジン１４や第２電動機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、自動変速機２０へ伝達され、その自動変速機２０から差動歯車装置２２等を介して駆動輪１８へ伝達される。
【００２３】
エンジン１４は、車両１０の主動力源であり、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５０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トルクＴeが制御される。
【００２４】
第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、発動機としての機能及び発電機としての機能を有しており、発動機又は発電機として選択的に作動させられるモータジェネレータである。これら第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、各々、動力伝達装置１２に備えられたインバータ２４を介して動力伝達装置１２に備えられたバッテリ２６に接続されており、後述する電子制御装置５０によってインバータ２４が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の各々の出力トルク(或いは回生トルク)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２６は、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の各々に対して電力を授受する蓄電装置である。
【００２５】
動力分配機構１６は、サンギヤＳと、そのサンギヤＳに対して同心円上に配置されたリングギヤＲと、それらサンギヤＳ及びリングギヤＲに噛み合うピニオンギヤＰを自転且つ公転自在に支持するキャリアＣＡとを三つの回転要素として備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されており、差動作用を生じる差動機構として機能する。動力伝達装置１２において、キャリアＣＡにはダンパ２８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Ｓには第１電動機ＭＧ１が動力伝達可能に連結され、リングギヤＲには第２電動機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。動力分配機構１６において、キャリアＣＡは入力要素として機能し、サンギヤＳは反力要素として機能し、リングギヤＲは出力要素として機能する。
【００２６】
動力分配機構１６における各回転要素の回転速度の相対的関係は、図２の共線図により示される。この共線図において、縦軸Ｓ(ｇ軸)、縦軸ＣＡ(ｅ軸)、及び縦軸Ｒ(ｍ軸)は、サンギヤＳの回転速度、キャリアＣＡの回転速度、及びリングギヤＲの回転速度をそれぞれ表す軸であり、縦軸Ｓ、縦軸ＣＡ、及び縦軸Ｒの相互の間隔は、縦軸Ｓと縦軸ＣＡとの間隔を１としたとき、縦軸ＣＡと縦軸Ｒとの間隔がρ(すなわち動力分配機構１６のギヤ比(歯車比)ρ＝サンギヤＳの歯数Ｚs／リングギヤＲの歯数Ｚr)となるように設定されたものである。
【００２７】
図２中の各線(実線、破線、二点鎖線)は、少なくともエンジン１４を駆動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、動力分配機構１６において、キャリアＣＡに入力されるエンジントルクＴeに対して、第１電動機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Ｓに入力されると、リングギヤＲ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前進方向の駆動力として自動変速機２０を介して駆動輪１８へ伝達される。このとき、第１電動機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電動機ＭＧ１の発電電力Ｗgは、バッテリ２６に充電されたり、第２電動機ＭＧ２にて消費される。第２電動機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２６からの電力を用いて、ＭＧ２トルクＴmを出力する。第２電動機ＭＧ２の消費電力Ｗmが、発電電力Ｗgの全部を消費した電力であって、バッテリ２６から持ち出された電力を消費した電力を含まない場合には、バッテリ２６の充放電電力収支はゼロとなる。
【００２８】
図２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電動機ＭＧ２を駆動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、動力分配機構１６において、キャリアＣＡはゼロ回転とされ、リングギヤＲ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Ｓに連結された第１電動機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)が車両前進方向の駆動力として自動変速機２０を介して駆動輪１８へ伝達される。
【００２９】
動力伝達装置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ＣＡと差動用電動機としての第１電動機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Ｓと走行用電動機としての第２電動機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Ｒとの３つの回転要素を有する動力分配機構１６を備えて、第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより動力分配機構１６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)としての電気式無段変速機３０(図１参照)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動力分配機構１６と動力分配機構１６に動力伝達可能に連結された第１電動機ＭＧ１とを有して、第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより動力分配機構１６の差動状態が制御される電気式無段変速部としての電気式無段変速機３０が構成される。電気式無段変速機３０は、変速比γ０(＝エンジン回転速度ωe／ＭＧ２回転速度ωm)を変化させる電気的な無段変速機として作動させられて、エンジン１４の動力を駆動輪１８側へ伝達する無段変速部である。
【００３０】
図１に戻り、自動変速機２０は、電気式無段変速機３０(具体的には電気式無段変速機３０の出力回転部材である伝達部材３２)と駆動輪１８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。伝達部材３２は、リングギヤＲと一体的に連結されていると共に、自動変速機２０の入力回転部材である変速機入力軸(ＡＴ入力軸)３４と一体的に連結されている。伝達部材３２には、第２電動機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。動力伝達装置１２は、電気式無段変速機３０と自動変速機２０とを直列に備えている。自動変速機２０は、例えば複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置とを有し、複数の係合装置の何れかの掴み替えにより(すなわち係合装置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を行う公知の遊星歯車式自動変速機である。つまり、自動変速機２０は、係合装置の係合解放制御(係合作動)によって変速が実行されて、変速比(ギヤ比)γat(＝ＡＴ入力回転速度ωi／ＡＴ出力回転速度ωo)が異なる複数の変速段(ギヤ段)が選択的に形成される有段変速部である。
【００３１】
前記複数の係合装置はそれぞれ、エンジン１４や第２電動機ＭＧ２からの動力を受ける変速機入力軸３４と、自動変速機２０の出力回転部材である、駆動輪１８に動力を伝達する変速機出力軸(ＡＴ出力軸)３６との間で回転とトルクとを伝達する油圧式の摩擦係合装置である。これら係合装置は、自動変速機２０に備えられた油圧制御回路３８内のソレノイドバルブ等による係合油圧(クラッチ油圧)の調圧によりそれぞれのトルク容量(クラッチトルク)が変化させられることで、それぞれ係合と解放とが制御される。本実施例では、便宜上、前記複数の係合装置をクラッチＣと称すが、クラッチＣはクラッチ以外にも公知のブレーキ等を含むものとする。
【００３２】
ここで、クラッチＣのクラッチトルクは、例えばクラッチＣの摩擦材の摩擦係数や摩擦板を押圧するクラッチ油圧によって決まる。クラッチＣを滑らすことなく(すなわちクラッチＣに差回転速度を生じさせることなく)変速機入力軸３４と変速機出力軸３６との間でトルク(例えば変速機入力軸３４に入力されるトルクであるＡＴ入力トルクＴi)を伝達する為には、そのトルクに対してクラッチＣの各々にて受け持つ必要があるクラッチ伝達トルク分(すなわちクラッチＣの分担トルク)が得られるクラッチトルクが必要になる。但し、クラッチ伝達トルク分が得られるクラッチトルクにおいては、クラッチトルクを増加させてもクラッチ伝達トルクは増加しない。つまり、クラッチトルクは、クラッチＣが伝達できる最大のトルクに相当し、クラッチ伝達トルクは、クラッチＣが実際に伝達するトルクに相当する。従って、クラッチＣに差回転速度が生じている状態では、クラッチトルクがクラッチ伝達トルクに相当する。尚、クラッチトルク(或いはクラッチ伝達トルク)とクラッチ油圧とは、例えばクラッチＣのパック詰めに必要なクラッチ油圧を供給する領域を除けば、略比例関係にある。
【００３３】
図３は、自動変速機２０の一例を説明する骨子図である。尚、自動変速機２０は変速機入力軸３４の軸心Ｃに対して略対称的に構成されており、図３ではその軸心Ｃの下半分が省略されている。図３において、自動変速機２０は、第１遊星歯車装置２１ａ及び第２遊星歯車装置２１ｂ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、直接的に或いはクラッチＣ(クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１，Ｂ２）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、変速機入力軸３４、非回転部材としてのケース４０、或いは変速機出力軸３６に連結されている。そして、クラッチＣのそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて、図４の係合作動表に示すように前進４段の各ギヤ段が成立させられる。図４の「１ｓｔ」から「４ｔｈ」は前進ギヤ段としての第１速ギヤ段から第４速ギヤ段を意味している。図４の係合作動表は、上記各ギヤ段とクラッチＣの各作動状態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に係合、空欄は解放をそれぞれ表している。第１速ギヤ段「１ｓｔ」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。
【００３４】
図１に戻り、車両１０は、例えば動力伝達装置１２の制御装置を含む電子制御装置５０を備えている。よって、図１は、電子制御装置５０の入出力系統を示す図であり、又、電子制御装置５０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５０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。例えば、電子制御装置５０は、エンジン１４の出力制御、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の回生制御を含む各出力制御、自動変速機２０の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用(変速制御用)等に分けて構成される。
【００３５】
電子制御装置５０には、車両１０が備える各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ６０、レゾルバ等の電動機回転速度センサ６２，６４、車速センサ６６、アクセル開度センサ６８、スロットル弁開度センサ７０など)により検出された検出信号に基づく各種実際値(例えばエンジン１４の回転速度(角速度)であるエンジン回転速度ωe、第１電動機ＭＧ１の回転速度(角速度)であるＭＧ１回転速度ωg、変速機入力軸３４の回転速度(角速度)であるＡＴ入力回転速度ωiに対応する第２電動機ＭＧ２の回転速度(角速度)であるＭＧ２回転速度ωm、車速Ｖに対応する変速機出力軸３６の回転速度(角速度)であるＡＴ出力回転速度ωo、運転者の加速要求量としての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など)が、それぞれ供給される。又、電子制御装置５０からは、エンジン１４の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を制御するインバータ２４を作動させる為の電動機制御指令信号Ｓmg、自動変速機２０の変速に関連するクラッチＣを制御する為の油圧制御指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。この油圧制御指令信号Ｓpは、例えばクラッチＣの各々の油圧アクチュエータへ供給される各クラッチ油圧を調圧する各ソレノイドバルブを駆動する為の指令信号(駆動電流)であり、油圧制御回路３８へ出力される。尚、電子制御装置５０は、油圧アクチュエータへ供給される各クラッチ油圧の値に対応する油圧指令値を設定し、その油圧指令値に応じた駆動電流を出力する。
【００３６】
電子制御装置５０は、車両１０における各種制御を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部５２、及び変速制御手段すなわち変速制御部５４を備えている。
【００３７】
ハイブリッド制御部５２は、エンジン１４の作動を制御するエンジン作動制御手段すなわちエンジン作動制御部５５としての機能と、インバータ２４を介して第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を制御する電動機作動制御手段すなわち電動機作動制御部５６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電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２によるハイブリッド駆動制御等を実行する。具体的には、ハイブリッド制御部５２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トルクＴdem(すなわちそのときの車速Ｖにおける要求駆動パワーＰdem)を算出する。ハイブリッド制御部５２は、エンジン最適燃費点、伝達損失、補機負荷、自動変速機２０のギヤ比γat、バッテリ２６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電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２を制御する指令信号(エンジン出力制御指令信号Ｓe及び電動機制御指令信号Ｓmg)を出力する。この制御の結果として、電気式無段変速機３０の変速比γ０が制御される。エンジン出力制御指令信号Ｓeは、エンジン１４のパワー指令値(以下、エンジンパワー指令値Ｐetという)である。電動機制御指令信号Ｓmgは、例えばエンジントルクＴeの反力トルク(ＭＧ１トルクＴg)を出力する第１電動機ＭＧ１の発電電力Ｗgの指令値であり、又、ＭＧ２トルクＴmを出力する第２電動機ＭＧ２の消費電力Ｗmの指令値である。
【００３８】
変速制御部５４は、予め定められた関係(変速マップ)に従って自動変速機２０の変速を実行すべきか否かを判断する。変速制御部５４は、自動変速機２０の変速を実行すべきと判断した場合には、その判断したギヤ段を形成するように、自動変速機２０の変速に関与するクラッチＣを係合及び／又は解放させる油圧制御指令信号Ｓpを油圧制御回路３８へ出力して、自動変速機２０の変速制御を実行する。
【００３９】
ところで、電気式無段変速機３０と自動変速機２０とを直列に備える動力伝達装置１２では、図２に示すように、ＡＴ入力回転速度ωiの制御(図２の実線及び破線参照)とは別に(すなわち自動変速機２０の変速制御とは独立して)エンジン回転速度ωeの制御(図２の実線及び二点鎖線参照)を行うことができる。自動変速機２０の変速制御では、例えばＡＴ入力トルクＴiを考慮して変速に関与するクラッチＣのクラッチ油圧を設定することで、自動変速機２０の変速時におけるＡＴ入力回転速度ωiの変化速度を目標の変化速度となるように制御することは可能である。しかしながら、ＡＴ入力トルクＴiを考慮することでは、エンジン回転速度ωeを自動変速機２０の変速と同時に制御することが難しい。エンジン１４、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２が各々連結される電気式無段変速機３０における各軸のトルクを考慮して、エンジン回転速度ωeを制御することも考えられるが、その制御は複雑なものとなる。又、第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２はパワー(電力)の制約(例えばバッテリ２６の充放電可能電力Ｗin，Ｗoutや電動機自身の定格等)の範囲内においてパワー(発電電力Ｗgや消費電力Ｗm)で制御する為、自動変速機２０をトルクで制御する場合には親和性が低くなる。一方で、エンジン回転速度の変化速度は、ドライバビリティへの寄与度が大きいと考えられる為、適切に制御することが望ましい。
【００４０】
そこで、電子制御装置５０は、エンジン走行中の自動変速機２０の変速時にドライバビリティの悪化を抑制する制御を実現する為に、自動変速機２０の変速時には、エンジンパワー指令値Ｐetに基づいてクラッチＣの油圧指令値を設定する油圧指令値設定手段すなわち油圧指令値設定部５８を更に備えている。つまり、電子制御装置５０は、自動変速機２０の変速時のクラッチＣのクラッチ油圧をエンジン１４等のトルクではなく、エンジンパワーＰeに基づいて制御する。トルクではなく、パワーでクラッチ油圧を設定することで、電気式無段変速機３０における各軸のトルクを考慮せずに、全体のバランス(例えばＡＴ入力回転速度ωiの変化速度とエンジン回転速度ωeの変化速度との進行度合の整合)を取ることが可能となる。
【００４１】
上記制御の対象となるクラッチＣは、例えば自動変速機２０の変速に関与する係合装置のうちで、変速を専ら進行させる側の係合装置である。一般的に、駆動状態におけるダウンシフトとなるパワーオンダウンシフト時は、解放側の係合装置をスリップさせることで、成り行きで上昇することが可能なＡＴ入力回転速度ωiが狙いの変化速度で上昇するように解放側の係合装置のクラッチトルク(クラッチ油圧)を設定してダウンシフトを進行させる。又、駆動状態におけるアップシフトとなるパワーオンアップシフト時は、係合側の係合装置をスリップさせることで、ＡＴ入力回転速度ωiが狙いの変化速度で低下するように(すなわちＡＴ入力回転速度ωiを強制的に低下させるように)係合側の係合装置のクラッチトルク(クラッチ油圧)を設定してアップシフトを進行させる。このようなことから、制御の対象となるクラッチＣは、パワーオンダウンシフトでは解放側の係合装置であり、パワーオンアップシフトでは係合側の係合装置が想定される。尚、上述の変速を進行させる側の係合装置という観点から見れば、パワーオフアップシフトでは解放側の係合装置が制御の対象となるクラッチＣとなり、パワーオフダウンシフトでは係合側の係合装置が制御の対象となるクラッチＣとなる。但し、パワーオフ時ではエンジンパワーＰeが低くなるので、制御の対象となる走行状態としては、少なくともパワーオン時を想定すれば良い。
【００４２】
油圧指令値設定部５８は、変速制御部５４により自動変速機２０の変速中であると判断された場合には、上述した制御の対象となるクラッチＣの油圧指令値を設定する。クラッチＣの油圧指令値を設定する方法について説明する。
【００４３】
油圧指令値設定部５８は、次式(１)の関係が成り立つように、クラッチＣのクラッチパワーＰcを算出し、クラッチパワーＰcに基づいてそのクラッチパワーＰcを実現するクラッチＣのクラッチ油圧(油圧指令値)を設定する。次式(１)において、クラッチパワーＰcは、エンジンパワー指令値Ｐetから、自動変速機２０の変速時において電気式無段変速機３０及び自動変速機２０における変速の進行に必要なパワーＰi(以下、変速進行パワーＰiと称す)を減算することで算出されたパワーであって、自動変速機２０の変速中にクラッチＣで消費するパワーであり、クラッチＣのクラッチ油圧で決まるクラッチトルクとクラッチＣの差回転速度との積である。変速進行パワーＰiは、変速機入力軸３４やエンジン１４等が変速時に回転変化する際に必要なパワーであって、電気式無段変速機３０及び自動変速機２０における回転エネルギー変化率に応じたパワーである。このように、油圧指令値設定部５８は、自動変速機２０の変速時には、エンジンパワー指令値Ｐetに基づいてクラッチＣの油圧指令値を設定する。又、油圧指令値設定部５８は、自動変速機２０の変速時には、変速進行パワーＰiに基づいてクラッチＣの油圧指令値を設定する。
【００４４】
Ｐc ＝ Ｐet−Ｐi  …(１)
【００４５】
油圧指令値設定部５８は、次式(２)に示すように、自動変速機２０の変速前後の、電気式無段変速機３０及び自動変速機２０における回転エネルギー差ΔＥ(＝Ｅaft−Ｅbfr)を、自動変速機２０の変速の種類(例えば２−３アップシフト、３−２ダウンシフト等)毎に予め定められた目標イナーシャ相時間である自動変速機２０の目標変速時間Ｔinaで除算することで、変速進行パワーＰiを算出する。油圧指令値設定部５８は、次式(３)に示すように、回転エネルギーＥを算出する。Ｅaftは変速後回転エネルギーであり、Ｅbfrは変速前回転エネルギーである。Ｉmは、自動変速機２０のギヤ段毎に決まる(自動変速部２０内のクラッチＣの係合状態に依る)、変速機入力軸３４(つまり第２電動機ＭＧ２＋自動変速部２０)におけるイナーシャである。Ｉeは、エンジン１４のイナーシャである。Ｉgは、第１電動機ＭＧ１のイナーシャである。変速前後のＭＧ２回転速度ωmは、ＡＴ出力回転速度ωo×変速前後の自動変速機２０のギヤ段におけるギヤ比で算出される。変速前後の目標エンジン回転速度ωetは、車速Ｖと自動変速機２０のギヤ段とに応じて設定される。変速前後のＭＧ１回転速度ωgは、動力分配機構１６における３つの回転要素の回転速度の相対的関係に基づいて予め定められた次式(４)に基づいて算出される。尚、ρは、前述した動力分配機構１６の歯車比ρである。
【００４６】
Ｐi ＝ (Ｅaft−Ｅbfr)／Ｔina  …(２)
Ｅ ＝ (Ｉm×ωm２＋Ｉe×ωet２＋Ｉg×ωg２）／２  …(３)
ωg ＝ (１＋ρ)／ρ×ωe −(１／ρ)×ωm  …(４)
【００４７】
油圧指令値設定部５８は、前記式(１)−(４)を用いて算出したクラッチパワーＰcに応じてクラッチＣの油圧指令値を設定する。油圧指令値設定部５８は、例えばクラッチパワーＰcを、自動変速機２０の変速を進行させるときの予め定められたクラッチＣの差回転速度にて除算することでクラッチトルクを算出し、そのクラッチトルクが得られるクラッチＣの油圧指令値を設定する。又は、油圧指令値設定部５８は、例えばクラッチパワーＰcが大きい程クラッチＣの油圧指令値が高くなるように予め定められたマップに、クラッチパワーＰcを適用することでクラッチＣの油圧指令値を設定する。このように、油圧指令値設定部５８は、クラッチパワーＰcが大きい程、クラッチＣの油圧指令値を高くする。
【００４８】
前記式(１)から明らかなように、エンジンパワー指令値Ｐetが大きい程、クラッチパワーＰcが大きくされる。従って、油圧指令値設定部５８は、エンジンパワー指令値Ｐetが大きい程、クラッチＣの油圧指令値を高くする。又、前記式(１)から明らかなように、変速進行パワーＰiが小さい程、クラッチパワーＰcが大きくされる。従って、油圧指令値設定部５８は、変速進行パワーＰiが小さい程、クラッチＣの油圧指令値を高くする。
【００４９】
前記式(２)−(４)から明らかなように、変速進行パワーＰiは、変速前後の自動変速機２０のギヤ段におけるギヤ比やＡＴ出力回転速度ωoに基づいて推定可能である。油圧指令値設定部５８は、変速進行パワーＰiを、ＡＴ出力回転速度ωoが大きい程大きな値とし、又、自動変速機２０の変速前後におけるギヤ段のギヤ比の差が大きい程大きな値とする。よって、自動変速機２０の変速前後におけるギヤ段やＡＴ出力回転速度ωoに応じた所定値が変速進行パワーＰiとして予め定められても良い。
【００５０】
前述したように、クラッチパワーＰcは、エンジンパワー指令値Ｐetと、変速進行パワーＰi(つまり自動変速機２０の変速前後におけるギヤ段やＡＴ出力回転速度ωo)とに応じて設定可能である。よって、クラッチパワーＰcに応じたクラッチＣの油圧指令値の設定は、エンジンパワー指令値Ｐetや変速進行パワーＰi(自動変速機２０の変速前後におけるギヤ段、ＡＴ出力回転速度ωo)に応じた所定値がクラッチＣの油圧指令値として予め定められても良い。例えば、油圧指令値設定部５８は、エンジンパワー指令値Ｐetが大きい程、クラッチＣの油圧指令値が高くなるように、又、変速進行パワーＰiが小さい程、クラッチＣの油圧指令値が高くなるように、予め定められたマップを用いてクラッチＣの油圧指令値を設定しても良い。
【００５１】
ここで、動力伝達装置１２は、電気式無段変速機３０を備えているので、自動変速機２０の変速時のパワーの関係は、次式(５)となる。バッテリパワーＰbatは、バッテリ２６の充放電電力(すなわち電力収支)であり、発電電力Ｗgと消費電力Ｗmとの差分の電力である。バッテリパワーＰbatは、例えばバッテリ２６の充放電可能電力Ｗin，Ｗout等の電力の制約に依存する。自動変速機２０の変速時においては、バッテリパワーＰbatを用いないとする(すなわち電力収支をゼロとする)方が、安定した油圧制御が実行可能となり、システム上は有利となる。つまり、バッテリパワーＰbatの概念を除くことによって、電力収支に依らない(見方を換えれば、電力収支ゼロを狙った)電気式無段変速機３０及び自動変速機２０の変速を実現できる。その為、再現性の高い変速品質(ショック、時間)を実現する為、前記式(１)に示すようなバッテリパワーＰbatを除いた関係が成り立つようにクラッチＣの油圧指令値を設定する。すなわち、油圧指令値設定部５８は、バッテリ２６のバッテリパワーＰbatを加味せずにクラッチＣの油圧指令値を設定する。
【００５２】
Ｐet＋Ｐbat ＝ Ｐc＋Ｐi  …(５)
【００５３】
図５は、電子制御装置５０の制御作動の要部すなわち電気式無段変速機３０と自動変速機２０とを直列に備えた動力伝達装置１２において、エンジン回転速度ωeの変化速度と自動変速機２０の変速の進行度合(例えばＡＴ入力回転速度ωiの変化速度)とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えばエンジン走行中に繰り返し実行される。
【００５４】
図５において、先ず、変速制御部５４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、自動変速機２０の変速中であるか否かが判定される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このＳ１０の判断が肯定される場合は油圧指令値設定部５８の機能に対応するＳ２０において、回転変化に必要なパワーである変速進行パワーＰiが、例えば前記式(２)を用いて又は所定値(マップ)を用いて算出される。次いで、油圧指令値設定部５８の機能に対応するＳ３０において、ハイブリッド制御部５２により出力されているエンジン出力制御指令信号Ｓe(エンジンパワー指令値Ｐet)が参照(取得)される。次いで、油圧指令値設定部５８の機能に対応するＳ４０において、例えば前記式(１)を用いて又は所定値(マップ)を用いて、エンジンパワー指令値Ｐetや変速進行パワーＰiを基にクラッチＣの油圧指令値が設定される。次いで、変速制御部５４の機能に対応するＳ５０において、クラッチＣの油圧指令値(すなわち油圧指令値に応じた駆動電流)が油圧制御回路３８(すなわちクラッチＣのクラッチ油圧を調圧するソレノイドバルブ)へ出力される。
【００５５】
上述のように、本実施例によれば、自動変速機２０の変速時には、エンジンパワー指令値Ｐetが大きい程、クラッチＣの油圧指令値が高くされるので、エンジン１４等のトルクではなく、エンジン回転速度ωeとエンジントルクＴeとの積であるエンジンパワーＰeに合わせて、電気式無段変速機３０及び自動変速機２０における変速を進行させられる。よって、電気式無段変速機３０と自動変速機２０とを直列に備えた動力伝達装置１２において、自動変速機２０の変速時の制御性が向上し、エンジン回転速度ωeの変化速度と自動変速機２０の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００５６】
また、本実施例によれば、自動変速機２０の変速時には、変速進行パワーＰiに基づいてクラッチＣの油圧指令値が設定され、変速進行パワーＰiが小さい程、クラッチＣの油圧指令値が高くされるので、変速進行パワーＰiに応じたクラッチＣの油圧指令値が適切に設定される。よって、エンジン回転速度ωeの変化速度と自動変速機２０の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施例によれば、自動変速機２０の変速前後の、電気式無段変速機３０及び自動変速機２０における回転エネルギー差ΔＥ(＝Ｅaft−Ｅbfr)を、自動変速機２０の目標変速時間Ｔinaで除算することで、変速進行パワーＰiが算出されるので、変速進行パワーＰiに基づいてクラッチＣの油圧指令値が適切に設定される。
【００５８】
また、本実施例によれば、変速進行パワーＰiは、ＡＴ出力回転速度ωoが大きい程大きな値とされ、又、自動変速機２０の変速前後におけるギヤ段のギヤ比の差が大きい程大きな値とされるので、変速進行パワーＰiに基づいてクラッチＣの油圧指令値が適切に設定される。
【００５９】
また、本実施例によれば、エンジンパワー指令値Ｐetから変速進行パワーＰiを減算することで算出されたクラッチパワーＰcに基づいてクラッチＣの油圧指令値が設定され、その算出されたクラッチパワーＰcが大きい程、クラッチＣの油圧指令値が高くされるので、変速進行パワーＰiに応じたクラッチＣの油圧指令値が適切に設定される。よって、エンジン回転速度ωeの変化速度と自動変速機２０の変速の進行度合とが乖離することでのドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施例によれば、バッテリ２６のバッテリパワーＰbatを加味せずにクラッチＣの油圧指令値が設定されるので、バッテリ２６が充放電しない状態(すなわちバッテリ２６の電力収支をゼロとした状態)での変速を実現することができ、バッテリ２６の温度や充電容量などによるバッテリ２６の充放電電力の制約に関わらず、再現性の高い変速制御を実現することができる。つまり、クラッチＣの油圧指令値を設定する際に、バッテリ２６のバッテリパワーＰbatの概念を敢えて除くことで再現性の高い変速制御を実現することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
例えば、前述の実施例では、エンジン１４の動力を駆動輪１８側へ伝達する無段変速部として電気式無段変速部である電気式無段変速機３０を例示したが、これに限らない。この無段変速部は、例えば図６に示すような車両８０に備えられた車両用動力伝達装置８２の一部を構成する、機械式無段変速部である公知のベルト式の無段変速機８４であっても良い。図６において、車両用動力伝達装置８２は、無段変速機８４と自動変速機２０とを直列に備える。要は、この無段変速部は電気式無段変速部であっても機械式無段変速部であっても、本発明を適用することができる。尚、無段変速部が電気式無段変速部の場合には、本発明によって電力収支まで含めて適切に変速することができる。
【００６３】
また、前述の実施例では、電気式無段変速機３０と駆動輪１８との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速部として遊星歯車式自動変速機である自動変速機２０を例示したが、これに限らない。この有段変速部は、例えば同期噛合型平行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)、又は、ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替える副変速機などであっても良い。
【００６４】
また、前述の実施例では、バッテリ２６のバッテリパワーＰbatを加味せずにクラッチＣの油圧指令値を設定したが、バッテリパワーＰbatを加味した前記式(５)を用いてクラッチＣの油圧指令値を設定しても良い。この場合には、自動変速機２０の変速中に、バッテリ２６の充放電可能電力Ｗin，Ｗout等の電力の制約に依存した電力収支(例えば電力収支がゼロでない状態)とすることができる。
【００６５】
また、前述の実施例では、動力分配機構１６は、３つの回転要素を有する差動機構の構成であったが、これに限らない。例えば、動力分配機構１６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本発明は適用され得る。又、動力分配機構１６は、ダブルプラネタリの遊星歯車装置であっても良い。又、動力分配機構１６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が第１電動機ＭＧ１及び伝達部材３２に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
１２：車両用動力伝達装置
１４：エンジン
１６：動力分配機構(差動機構)
１８：駆動輪
２０：自動変速機(有段変速部)
２６：バッテリ(蓄電装置)
３０：電気式無段変速機(無段変速部、電気式無段変速部)
３２：伝達部材(電気式無段変速部の出力回転部材)
５０：電子制御装置(制御装置)
５８：油圧指令値設定部
８２：車両用動力伝達装置
８４：無段変速機(無段変速部)
Ｃ：クラッチ(係合装置)
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機
【図１】
0006512160.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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