JP2010162962A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気式差動部と変速部とを備える車両用動力伝達装置において、変速部の変速に際して、ドライバビリティを向上する。
【解決手段】自動変速部20の変速に際してM1イナーシャキャンセル制御が実行されるとき、M1トルクTM1の一部として出力されるM1イナーシャキャンセル制御時の所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1がキャンセルトルク変更手段92によって車両状態に基づいて変更されるので、自動変速部20の変速時にエンジン回転変動を抑制する為の一律のM1イナーシャキャンセル制御とならず、車両状態に合わせたM1イナーシャキャンセル制御を実施することができる。例えば、自動変速部20の変速時に車両状態に合わせてエンジン回転速度NEを変化させることができる。よって、自動変速部20の変速に際して、ドライバビリティを向上することができる。
【選択図】図6
【解決手段】自動変速部20の変速に際してM1イナーシャキャンセル制御が実行されるとき、M1トルクTM1の一部として出力されるM1イナーシャキャンセル制御時の所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1がキャンセルトルク変更手段92によって車両状態に基づいて変更されるので、自動変速部20の変速時にエンジン回転変動を抑制する為の一律のM1イナーシャキャンセル制御とならず、車両状態に合わせたM1イナーシャキャンセル制御を実施することができる。例えば、自動変速部20の変速時に車両状態に合わせてエンジン回転速度NEを変化させることができる。よって、自動変速部20の変速に際して、ドライバビリティを向上することができる。
【選択図】図6
Description
本発明は、差動が可能な差動機構を有する電気式差動部と動力伝達経路の一部を構成する変速部とを備える車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、変速部の変速の際に実行するイナーシャキャンセル制御に関するものである。
駆動力源に動力伝達可能に連結された差動機構とその差動機構に動力伝達可能に連結された差動用電動機とを有しその差動用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差動部と、動力伝達経路の一部を構成する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動力伝達装置がそれである。この車両用動力伝達装置においては、遊星歯車装置とその遊星歯車装置のサンギヤに連結された第1電動機とリングギヤに連結された第2電動機とを有する電気式差動部と、その電気式差動部の出力側(リングギヤ)に連結されて動力伝達経路の一部を構成する変速部とを備え、それら第1電動機及び第2電動機の運転状態を制御することにより、遊星歯車装置のキャリアから入力されるエンジンからの入力回転速度と出力部材としてのリングギヤの出力回転速度との差動状態が制御されるように構成されている。この差動状態が制御されるときには、第1電動機がエンジンの出力トルクに対応する反力トルクを発生することによりエンジンの出力トルクが電気式差動部の出力トルクとして電気式差動部の出力側へ伝達される。
また、この特許文献1には、変速部の変速前後でエンジン回転速度の変化を抑制するように差動用電動機を制御する場合、差動用電動機のイナーシャによるエンジン回転速度変動を抑制する為に差動用電動機の慣性補償制御(イナーシャキャンセル制御)を実施することも記載されている。この差動用電動機のイナーシャキャンセル制御とは、例えば変速部の変速時(変速部入力回転速度変化時)に差動用電動機自体が有するイナーシャによって差動用電動機軸を支点としてエンジン回転速度が変化するのを抑制するように、イナーシャキャンセルトルク(イナーシャ補償トルク)を差動用電動機の元々の目標トルクに加えて変速部入力部材回転変化方向とは反対方向へ出力する制御である。また、このイナーシャキャンセルトルクは、第2電動機の角加速度、差動機構のギヤ比(歯車比)、及び差動用電動機のイナーシャから算出される。
しかしながら、変速部の変速時に一律に上記イナーシャキャンセル制御を実施すると、車両状態に因ってはドライバビリティが悪化する可能性がある。例えば、変速部の変速毎(変速の種類)でエンジン回転速度変化の許容量や要求量が相違するので、エンジン回転変動を抑制する為の一律のイナーシャキャンセル制御ではドライバビリティが悪化する可能性がある。より具体的には、例えばアクセル開度一定のアップシフト中はエンジン回転速度が変動しない方がドライバビリティは良いと考えられる。しかし、逆に、例えばパワーオンダウンシフトでは、応答性の観点よりエンジン回転速度はできるだけ早く上昇させる方がドライバビリティは良いと考えられる。また、例えばエンジン回転速度が零乃至略零に維持されるモータ走行時では、各種ばらつきにより変速部の変速時にエンジンが逆回転して耐久性が低下する可能性がある。また、例えば変速部の変速の際にエンジン始動が要求される場合は、エンジン回転速度が早く上昇する方が応答性の面で良いと考えられる。また、変速に因っては、電気式差動部を構成する回転部材やエンジンが過回転速度となり耐久性が低下する可能性がある。また、特許文献2に示されているように、電動機の電力を供給するバッテリの出力制限や残容量に基づいてエンジンの目標回転速度が設定される場合もある。このように、変速部の変速に際して、一律のイナーシャキャンセル制御ではドライバビリティが悪化する可能性がある。尚、上述したような課題は未公知である。
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、電気式差動部と変速部とを備える車両用動力伝達装置において、変速部の変速に際して、ドライバビリティを向上することができる制御装置を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 駆動力源に動力伝達可能に連結された差動機構とその差動機構に動力伝達可能に連結された差動用電動機とを有しその差動用電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記電気式差動部の出力側回転部材に直列的に連結されて前記電気式差動部から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する変速部とを備える車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b) 前記変速部の変速の際には、前記差動用電動機のイナーシャによる前記駆動力源の回転速度変動を抑制する為の所定のイナーシャキャンセルトルクを含む差動用電動機トルクを出力する前記差動用電動機のイナーシャキャンセル制御を実行するものであり、(c) 車両状態に基づいて前記イナーシャキャンセル制御時の前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更することにある。
このようにすれば、変速部の変速に際して差動用電動機のイナーシャキャンセル制御が実行されるとき、差動用電動機トルクの一部として出力されるそのイナーシャキャンセル制御時の所定のイナーシャキャンセルトルクが車両状態に基づいて変更されるので、変速部の変速時に駆動力源の回転変動を抑制する為の一律のイナーシャキャンセル制御とならず、車両状態に合わせたイナーシャキャンセル制御を実施することができる。例えば、変速部の変速時に車両状態に合わせて駆動力源の回転速度を変化させることができる。よって、変速部の変速に際して、ドライバビリティを向上することができる。
ここで、好適には、前記車両状態は、前記変速部の変速の種類に基づく前記駆動力源の回転速度変化の許容量或いは要求量である。このようにすれば、変速部の変速毎(変速の種類)で相違する駆動力源の回転速度変化の許容量や要求量に合わせたイナーシャキャンセル制御を実施することができる。よって、変速部の変速に際して、ドライバビリティを適切に向上することができる。
また、好適には、前記車両状態は、車両に対する要求出力により変化させられるものであり、前記要求出力の変化が大きいときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する一方で、前記要求出力の変化が小さいときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更しない。このようにすれば、変速部の変速の際に要求出力の変化が小さいときは駆動力源の回転変動が抑制される。また、変速部の変速の際に要求出力の変化が大きいときは駆動力源の回転速度をできるだけ早く変化させることができる。このように、駆動力要求に合わせた応答性が確保されてドライバビリティが向上される。
また、好適には、前記要求出力の変化が大きいときとは、前記変速部におけるパワーオンダウンシフトが行われるときである。このようにすれば、変速部のパワーオンダウンシフトの際には駆動力源の回転速度をできるだけ早く上昇させることができて応答性が確保される。
また、好適には、前記駆動力源はエンジンであり、そのエンジンから前記駆動輪への動力伝達経路に動力伝達可能に連結された走行用電動機を更に備え、前記エンジンを用いて走行するエンジン走行と前記走行用電動機を用いて走行するモータ走行とが切り換えられるものであって、前記車両状態は、前記エンジンの運転状態により変化させられるものであり、前記モータ走行中での前記変速部のアップシフト時は前記所定のイナーシャキャンセルトルクを増大し、前記モータ走行中での前記変速部のダウンシフト時は前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する一方で、前記エンジン走行中での前記変速部の変速時は前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更しない。このようにすれば、例えば各種ばらつきがあったとしてもエンジンが逆回転することがないと考えられるエンジン走行中の変速部の変速では、エンジンの回転変動が抑制されてドライバビリティが向上される。また、各種ばらつきによりエンジンが逆回転する可能性があるモータ走行中の変速部の変速では、エンジン回転速度が少なくとも下降する側には変化させられずエンジンが逆回転となることが防止される。つまり、エンジン回転速度が零乃至略零に維持されるモータ走行時では、エンジンの回転変動を抑制することよりもエンジンの耐久性低下を抑制することを優先し、各種ばらつきにより変速部の変速時にエンジンが逆回転することを防止するのである。
また、好適には、前記駆動力源はエンジンであって、前記車両状態は、前記エンジンの始動要求の有無により変化させられるものであり、前記変速部のダウンシフトの際に、前記エンジンの始動要求が有るときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する一方で、前記エンジンの始動要求が無いときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更しない。このようにすれば、変速部のダウンシフトの際にエンジンの始動要求が無いときは、エンジンの回転変動が抑制されてドライバビリティが向上される。また、変速部のダウンシフトの際にエンジンの始動要求が有るときは、エンジンの回転速度をできるだけ早くエンジン完爆可能な回転速度以上に上昇させることができて応答性が確保される。つまり、差動用電動機トルクでエンジン回転速度を持ち上げるという従来のエンジン始動の概念とは異なり、差動用電動機の回転変化を抑制し、変速部のダウンシフトに伴う変速部入力回転部材の回転変化によるイナーシャトルクを利用してエンジン回転速度を持ち上げてエンジン始動を行うという新しい概念である。
また、好適には、前記電気式差動部の各回転要素の回転速度に基づいて前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更する。このようにすれば、例えば、変速部の変速時に電気式差動部の各回転要素の回転速度に合わせて、各回転要素自体の回転速度、その回転要素に連結された差動用電動機や駆動力源や電気式差動部を構成する回転部材等の回転速度を変化させることができる。よって、差動用電動機、駆動力源、電気式差動部(差動機構)を構成する回転部材等の回転速度を常用範囲内の適切な回転速度とすることができる。例えば、差動用電動機や駆動力源等の過回転を防止することができる。
また、好適には、前記変速部の変速の際に前記差動用電動機の回転速度及び前記電気式差動部の差動回転速度の少なくとも一方が所定の許容限界回転速度を超えると判断されたときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する。このようにすれば、変速部の変速の際に差動用電動機の回転速度及び電気式差動部の差動回転速度が変速に伴う回転速度変化を超えて変化してしまうことが回避される。よって、差動用電動機の回転速度及び前記電気式差動部の差動回転速度が一時的に変化し過ぎて所定の許容限界回転速度を超えてしまうことが回避される。
また、好適には、前記駆動力源はエンジンであって、前記変速部のダウンシフトの際に前記エンジンの回転速度が所定の過回転速度を超えると判断されたときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを増大する。このようにすれば、エンジン回転速度が少なくとも上昇する側には変化させられずエンジンが所定の過回転速度を超えることが回避される。
また、好適には、前記駆動力源はエンジンであって、前記変速部のアップシフトの際に前記エンジンの回転速度が所定の自律回転速度以上を維持できないか或いは逆回転となると判断されたときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを増大する。このようにすれば、エンジン回転速度が少なくとも下降する側には変化させられずエンジンが所定の自律回転速度を維持できなくなったり、逆回転となることが回避される。
また、好適には、前記変速部は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が摩擦係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段(変速段)が択一的に達成される例えば前進4段、前進5段、前進6段、更にはそれ以上の変速段を有する等の種々の遊星歯車式多段変速機により構成される。この遊星歯車式多段変速機における摩擦係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはベルト式のブレーキ等の油圧式摩擦係合装置が広く用いられる。この油圧式摩擦係合装置を係合させるための作動油を供給するオイルポンプは、例えば走行用駆動力源(エンジン)により駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、走行用駆動力源とは別に配設された専用の電動モータなどで駆動されるものでも良い。また、クラッチ或いはブレーキは、油圧式摩擦係合装置以外に電磁式係合装置例えば電磁クラッチや磁粉式クラッチ等であってもよい。
また、好適には、上記油圧式摩擦係合装置を含む油圧制御回路は、例えばリニアソレノイドバルブの出力油圧を直接油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)にそれぞれ供給することが応答性の点で望ましいが、そのリニアソレノイドバルブの出力油圧をパイロット油圧として用いることによりシフトコントロールバルブを制御して、そのコントロールバルブから油圧アクチュエータに作動油を供給するように構成することもできる。
また、好適には、上記リニアソレノイドバルブは、例えば複数の油圧式摩擦係合装置の各々に対応して1つずつ設けられるが、同時に係合したり係合、解放制御したりすることがない複数の油圧式摩擦係合装置が存在する場合には、それ等に共通のリニアソレノイドバルブを設けることもできるなど、種々の態様が可能である。また、必ずしも全ての油圧式摩擦係合装置の油圧制御をリニアソレノイドバルブで行う必要はなく、一部乃至全ての油圧制御をON−OFFソレノイドバルブのデューティ制御など、リニアソレノイドバルブ以外の調圧手段で行っても良い。尚、この明細書で「油圧を供給する」という場合は、「油圧を作用させ」或いは「その油圧に制御された作動油を供給する」ことを意味する。
また、好適には、前記駆動力源としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジンが広く用いられる。さらに、補助的な走行用動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。或いは、走行用駆動力源として電動機のみが用いられても良い。
また、好適には、前記差動機構は、前記駆動力源に連結された第1回転要素と前記差動用電動機に連結された第2回転要素と前記走行用電動機に連結された第3回転要素との3つの回転要素を有する装置である。このようにすれば、前記差動機構が簡単に構成される。
また、好適には、前記差動機構はシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第1回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第3回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
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。
図1は、本発明の制御装置が適用される車両用動力伝達装置10(以下、動力伝達装置10と表す)を説明する骨子図であり、この動力伝達装置10はハイブリッド車両に好適に用いられる。図1において、動力伝達装置10は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12(以下、ケース12と表す)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部11と、その差動部11と駆動輪34(図6参照)との間の動力伝達経路で伝達部材18を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この動力伝達装置10は、例えば車両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り、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と一対の駆動輪34との間に設けられて、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)32(図6参照)及び一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪34へ伝達する。
このように、本実施例の動力伝達装置10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結に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連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。尚、動力伝達装置10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
差動部11は、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て動力分配機構16の差動状態を制御するための差動用電動機として機能する第1電動機M1と、伝達部材18と一体的に回転するように動力伝達可能に連結されている第2電動機M2とを備える電気式差動部である。尚、伝達部材18は差動部11の出力側回転部材であるが自動変速部20の入力側回転部材にも相当するものである。
第1電動機M1及び第2電動機M2は、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な駆動力から電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、動力伝達装置10において、電動機Mは主動力源であるエンジン8の代替として、或いはそのエンジン8と共に走行用の駆動力を発生させる動力源(副動力源)として機能し得る。また、他の動力源により発生させられた駆動力から回生により電気エネルギを発生させ、インバータ54(図6参照)を介して他の電動機Mに供給したり、その電気エネルギを蓄電装置56(図6参照)に蓄積する等の作動を行う。
第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の第2駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ(電動機)機能を少なくとも備える。また、好適には、第1電動機M1及び第2電動機M2は、何れもその発電機としての発電量を連続的に変更可能に構成されたものである。また、第1電動機M1及び第2電動機M2は、動力伝達装置10の筐体であるケース12内に備えられ、動力伝達装置10の作動流体である自動変速部20の作動油により冷却される。
動力分配機構16は、エンジン8に動力伝達可能に連結された差動機構であって、例えば「0.416」程度の所定のギヤ比ρ0を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置24を主体として構成されており、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構である。この差動部遊星歯車装置24は、差動部サンギヤS0、差動部遊星歯車P0、その差動部遊星歯車P0を自転及び公転可能に支持する差動部キャリヤCA0、差動部遊星歯車P0を介して差動部サンギヤS0と噛み合う差動部リングギヤR0を回転要素(要素)として備えている。尚、差動部サンギヤS0の歯数をZS0、差動部リングギヤR0の歯数をZR0とすると、上記ギヤ比ρ0はZS0/ZR0である。
この動力分配機構16においては、差動部キャリヤCA0は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、差動部サンギヤS0は第1電動機M1に連結され、差動部リングギヤR0は伝達部材18に連結されている。このように構成された動力分配機構16は、差動部遊星歯車装置24の3要素である差動部サンギヤS0、差動部キャリヤCA0、差動部リングギヤR0がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動可能状態(差動状態)とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されると共に、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構16)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が差動状態とされると差動部11も差動状態とされ、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度NIN/伝達部材18の回転速度N18)が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。このように動力分配機構16が差動状態とされると、動力分配機構16(差動部11)に動力伝達可能に連結された第1電動機M1及び第2電動機M2の一方又は両方の運転状態(動作点)が制御されることにより、動力分配機構16の差動状態、すなわち入力軸14の回転速度と伝達部材18の回転速度の差動状態が制御される。
自動変速部20(変速部)は、エンジン8から駆動輪34への動力伝達経路の一部を構成しており、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置26及びシングルピニオン型の第2遊星歯車装置28を備え、機械的に複数の変速比が段階的に設定される有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第1遊星歯車装置26は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転及び公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、例えば「0.488」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置28は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転及び公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.455」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1、第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2である。
自動変速部20では、第1サンギヤS1は第3クラッチC3を介して伝達部材18に連結されると共に第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2リングギヤR2とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に連結されると共に第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2サンギヤS2が第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。更に第1キャリヤCA1と第2リングギヤR2とは一方向クラッチF1を介して非回転部材であるケース12に連結されてエンジン8と同方向の回転が許容され逆方向の回転が禁止されている。これにより、第1キャリヤCA1及び第2リングギヤR2は、逆回転不能な回転部材として機能する。
以上のように構成された自動変速部20では、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とにより例えばクラッチツウクラッチ変速が実行されて複数のギヤ段(変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られる。例えば、図2の係合作動表に示されるように、第1クラッチC1の係合及び一方向クラッチFにより変速比が「3.20」程度となる第1速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合により変速比が「1.72」程度となる第2速ギヤ速段が成立させられ、第1クラッチC1及び第2クラッチC2の係合により変速比が「1.00」程度となる第3速ギヤ段が成立させられ、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1の係合により変速比が「0.67」程度となる第4速ギヤ段が成立させられ、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2の係合により変速比が「2.04」程度となる後進ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2の解放によりニュートラル「N」状態とされる。また、第1速ギヤ段のエンジンブレーキの際には、第2ブレーキB2が係合させられる。
このように、自動変速部20内の動力伝達経路は、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2の係合と解放との作動の組合せにより、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態との間で切り換えられる。つまり、第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段及び後進ギヤ段の何れかが成立させられることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、何れのギヤ段も成立させられないことで例えばニュートラル「N」状態が成立させられることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2(以下、特に区別しない場合はクラッチC、ブレーキBと表す)は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本又は2本のバンドの一端が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、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された動力伝達装置10において、無段変速機として機能する差動部11と自動変速部20とで無段変速機が構成される。また、差動部11の変速比を一定となるように制御することにより、差動部11と自動変速部20とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
具体的には、差動部11が無段変速機として機能し、且つ差動部11に直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、自動変速部20の少なくとも1つの変速段Mに対して自動変速部20に入力される回転速度(以下、自動変速部20の入力回転速度)すなわち伝達部材18の回転速度(以下、伝達部材回転速度N18)が無段的に変化させられてその変速段Mにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、動力伝達装置10の総合変速比γT(=入力軸14の回転速度NIN/出力軸22の回転速度NOUT)が無段階に得られ、動力伝達装置10において無段変速機が構成される。この動力伝達装置10の総合変速比γTは、差動部11の変速比γ0と自動変速部20の変速比γとに基づいて形成される動力伝達装置10全体としてのトータル変速比γTである。例えば、図2の係合作動表に示される自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度N18が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって、動力伝達装置10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られる。
また、差動部11の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチC及びブレーキBが選択的に係合作動させられて第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する動力伝達装置10のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。したがって、動力伝達装置10において有段変速機と同等の状態が構成される。
図3は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部20とから構成される動力伝達装置10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XG(X3)が伝達部材18の回転速度N18すなわち差動部11から自動変速部20に入力される後述する第3回転要素RE3の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する差動部サンギヤS0、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する差動部キャリヤCA0、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する差動部リングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置24のギヤ比ρ0に応じて定められている。更に、自動変速部20の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応する第2サンギヤS2を、第5回転要素RE5(第5要素)に対応する相互に連結された第1リングギヤR1及び第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する相互に連結された第1キャリヤCA1及び第2リングギヤR2を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第1サンギヤS1をそれぞれ表し、それらの間隔は第1、第2遊星歯車装置26、28のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ0に対応する間隔に設定される。また、自動変速部20では各第1、第2遊星歯車装置26、28毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置10は、動力分配機構16(差動部11)において、差動部遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(差動部キャリヤCA0)が入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結され、第3回転要素(差動部リングギヤR0)RE3が伝達部材18及び第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して自動変速部20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により差動部サンギヤS0の回転速度と差動部リングギヤR0の回転速度との関係が示される。
例えば、差動部11においては、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線L0と縦線Y3との交点で示される差動部リングギヤR0の回転速度が車速Vに拘束されて略一定である場合には、第1電動機M1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される差動部サンギヤS0の回転が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y2との交点で示される差動部キャリヤCA0の回転速度すなわちエンジン回転速度NEが上昇或いは下降させられる。また、差動部11の変速比γ0が「1」に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって差動部サンギヤS0の回転がエンジン回転速度NEと同じ回転とされると、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で差動部リングギヤR0の回転速度すなわち伝達部材18が回転させられる。或いは、差動部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって差動部サンギヤS0の回転が零とされると、直線L0は図3に示す状態とされ、エンジン回転速度NEよりも増速されて伝達部材18が回転させられる。
また、自動変速部20において第4回転要素RE4は第1クラッチC1を介して伝達部材18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は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されると共に第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は第3クラッチC3を介して伝達部材18に選択的に連結されると共に第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結されている。
自動変速部20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより、第4回転要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と横線X3との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で第1速(1st)の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で第2速(2nd)の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L3と出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で第3速(3rd)の出力軸22の回転速度が示され、第2クラッチC2と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L4と出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で第4速(4th)の出力軸22の回転速度が示される。
図4は、本実施例の動力伝達装置10を制御するための制御装置である電子制御装置80に入力される信号及びその電子制御装置80から出力される信号を例示している。この電子制御装置80は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め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エンジン8や各電動機Mに関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の各種制御を実行するものである。
電子制御装置80には、図4に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン8の冷却流体の温度であるエンジン水温TEMPWを表す信号、シフトレバー52(図5参照)のシフトポジションPSHや「M」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、車速センサ72により検出された出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速V及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部20の作動油温TOILを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、車輪(駆動輪34、不図示の従動輪)にブレーキトルク(制動力)を付与する制動装置としての良く知られたフットブレーキ装置(ホイールブレーキ装置)の作動中(すなわちフットブレーキ操作中)を示すブレーキペダルの操作(オン)BONを表すブレーキ操作信号、触媒温度を表す信号、アクセル開度センサ78により検出された運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accを表すアクセル開度信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Gを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量(車重)を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、レゾルバ等からなるM1回転速度センサ74により検出された第1電動機M1の回転速度NM1(以下、「第1電動機回転速度NM1」と表す)及びその回転方向を表す信号、レゾルバ等からなるM2回転速度センサ76により検出された第2電動機M2の回転速度NM2(以下、「第2電動機回転速度NM2」と表す)及びその回転方向を表す信号、各電動機M1,M2との間でインバータ54を介して充放電を行う蓄電装置56(図6参照)の充電容量(充電状態)SOCを表す信号などが、それぞれ供給される。
また、上記電子制御装置80からは、エンジン8の出力PE(単位は例えば「kW」。以下、「エンジン出力PE」と表す。)を制御するエンジン出力制御装置58(図6参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管60に備えられた電子スロットル弁62のスロットル弁開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ64への駆動信号や燃料噴射装置66による吸気管60或いはエンジン8の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置68によるエンジン8の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機M1、M2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、ホイールブレーキ装置を作動させるためのホイールブレーキ作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、差動部11や自動変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路70(図6参照)に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路70に設けられたレギュレータバルブ(調圧弁)によりライン油圧PLを調圧するための信号、そのライン油圧PLが調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
図5は、複数種類のシフトポジションPSHを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置50の一例を示す図である。このシフト操作装置50は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションPSHを選択するために操作されるシフトレバー52を備えている。
そのシフトレバー52は、動力伝達装置10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、動力伝達装置10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「N(ニュートラル)」、動力伝達装置10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、又は手動変速走行モード(手動モード)を成立させて上記自動変速制御における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。
上記シフトレバー52の各シフトポジションPSHへの手動操作に連動して図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「D」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路70が電気的に切り換えられる。
上記「P」乃至「M」ポジション(レンジ)に示す各シフトポジションPSHにおいて、「P」ポジション及び「N」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジション(レンジ)であって、自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする動力伝達経路の動力伝達遮断状態への切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジション及び「M」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジション(レンジ)であって、自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー52が「P」ポジションへ手動操作されることでクラッチCおよびブレーキBのいずれもが解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされると共に自動変速部20の出力軸22がロックされ、「N」ポジションへ手動操作されることでクラッチCおよびブレーキBの何れもが解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされ、「R」、「D」、及び「M」ポジションのいずれかへ手動操作されることで各ポジションに対応した何れかのギヤ段が成立させられて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態とされる。
図6は、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。図6において、有段変速制御手段82は、自動変速部20の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段82は、図7に示すような車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUT(或いはアクセル開度Acc等)とを変数として記憶手段84に予め記憶されたアップシフト線(実線)及びダウンシフト線(一点鎖線)を有する関係(変速線図、変速マップ)から実際の車速V及びアクセル開度Acc等に対応する自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、自動変速部20の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部20の自動変速制御を実行する。
このとき、有段変速制御手段82は、例えば図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように、自動変速部20の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合及び/又は解放させる指令(変速出力指令、油圧指令)を、すなわち自動変速部20の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合することによりクラッチツウクラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路70へ出力する。油圧制御回路70は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部20の変速が実行されるように、油圧制御回路70内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
ハイブリッド制御手段86は、エンジン出力制御装置58を介してエンジン8の駆動を制御するエンジン駆動制御手段としての機能と、インバータ54を介して第1電動機M1及び第2電動機M2による駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御手段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8、第1電動機M1、及び第2電動機M2によるハイブリッド駆動制御等を実行する。
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて差動部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速Vにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力(要求エンジン出力)PERを算出し、その目標エンジン出力PERが得られるエンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとなるようにエンジン8を制御すると共に各電動機Mの出力乃至発電を制御する。
以上のように、動力伝達装置10全体としての変速比である総合変速比γTは、有段変速制御手段82によって制御される自動変速部20の変速比γATと、ハイブリッド制御手段86によって制御される差動部11の変速比γ0とによって決定される。すなわち、ハイブリッド制御手段86及び有段変速制御手段82は、シフトポジションPSHに対応するシフトレンジの範囲内において、油圧制御回路70、エンジン出力制御装置58、第1電動機M1、及び第2電動機M2等を介して動力伝達装置10全体としての変速比である総合変速比γTを制御する変速制御手段として機能する。
例えば、ハイブリッド制御手段86は、動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮してエンジン8及び各電動機Mの制御を実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速V及び自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段86は、例えばエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで構成される二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶手段84に予め記憶された例えば図8の破線に示すようなエンジン8の動作曲線の一種である最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)にエンジン8の動作点(以下、「エンジン動作点」と表す)が沿わされつつエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力PEを発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように、動力伝達装置10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部20の変速段を考慮して差動部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内で制御する。ここで、上記エンジン動作点とは、エンジン回転速度NE及びエンジントルクTEなどで例示されるエンジン8の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン8の動作状態を示す動作点である。尚、本実施例では、燃費とは例えば単位燃料消費量当たりの走行距離であったり、車両全体としての燃料消費率(=燃料消費量/駆動輪出力)等である。
このとき、ハイブリッド制御手段86は、例えば第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ54を通して蓄電装置56や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は電動機Mの発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ54を通してその電気エネルギが他の電動機Mへ供給され、電気エネルギによりその電動機Mから出力される駆動力が伝達部材18へ伝達される。この発電に係る電動機Mによる電気エネルギの発生から駆動に係る電動機Mで消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部が電気エネルギに変換され、その電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスが構成される。
また、ハイブリッド制御手段86は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1及び/又は第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御する。言い換えれば、ハイブリッド制御手段86は、エンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第1電動機回転速度NM1及び/又は第2電動機回転速度NM2を任意の回転速度に回転制御することができる。
例えば、図3の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段86は車両走行中にエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速V(駆動輪34)に拘束される第2電動機回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機回転速度NM1の引き上げを実行する。また、ハイブリッド制御手段86は自動変速部20の変速中にエンジン回転速度NEを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度NEを略一定に維持しつつ自動変速部20の変速に伴う第2電動機回転速度NM2の変化とは反対方向に第1電動機回転速度NM1を変化させる。
また、ハイブリッド制御手段86は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置58に出力して、必要なエンジン出力PEを発生するようにエンジン8の出力制御を実行する。すなわち、エンジン8の駆動を制御するエンジン駆動制御手段として機能する。
例えば、ハイブリッド制御手段86は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度Accに基づいてスロットルアクチュエータ64を駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。また、エンジン出力制御装置58は、ハイブリッド制御手段86による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御するなどしてエンジントルク制御を実行する。
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって、例えばエンジン8を用いず第2電動機M2を走行用の駆動力源とするモータ走行(EVモード走行)をさせることができる。例えば、前記図7の実線Aは、車両の発進/走行用(以下、走行用という)の駆動力源をエンジン8と電動機例えば第2電動機M2とで切り換えるための、言い換えればエンジン8を走行用の駆動力源として車両を発進/走行(以下、走行という)させる所謂エンジン走行と第2電動機M2を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図7に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線(実線A)を有する予め記憶された関係は、車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUTとを変数とする二次元座標で構成された駆動力源切換線図(駆動力源マップ)の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図7中の実線及び一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶手段84に予め記憶されている。
そして、ハイブリッド制御手段86は、例えば図7の駆動力源切換線図から実際の車速V及び自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、モータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段86によるモータ走行は、図7から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT(比較的低アクセル開度Acc)域すなわち低エンジントルクTE域、或いは車速Vの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
また、ハイブリッド制御手段86は、このモータ走行時には、停止しているエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御して例えば第1電動機M1を無負荷状態とすることにより空転させて、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)により必要に応じてエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持する。
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン8を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行うエンジン走行領域であっても、前述した電気パスによる第1電動機M1からの電気エネルギ及び/又は蓄電装置56からの電気エネルギを第2電動機M2へ供給し、その第2電動機M2を駆動して駆動輪34にトルクを付与することにより、エンジン8の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行にはエンジン8を走行用の駆動力源とする場合と、エンジン8及び第2電動機M2の両方を走行用の駆動力源とする場合とがある。そして、本実施例のモータ走行とはエンジン8を停止して第2電動機M2を走行用の駆動力源とする走行である。
ハイブリッド制御手段86は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン8の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン8の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段88を備えている。このエンジン始動停止制御手段88は、ハイブリッド制御手段86により例えば図7の駆動力源マップから車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行と切換えが判断された場合に、エンジン8の始動または停止を実行する。
例えば、エンジン始動停止制御手段88は、図7の実線Bの点a→点bに示すようにアクセルペダルが踏込操作されて要求出力トルクTOUTが大きくなり、ハイブリッド制御手段86により車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化したと判断されてモータ走行からエンジン走行への切り換えが判断された場合にはすなわちハイブリッド制御手段86によりエンジン始動が判断された場合には、第1電動機M1に通電して第1電動機回転速度NM1を引き上げることで、すなわち第1電動機M1をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度NEを完爆可能な所定回転速度NE’例えばアイドル回転速度以上の自律回転可能な所定の自律回転速度NEIDL以上に引き上げるエンジン回転駆動制御を行うと共に、所定回転速度NE’以上にて燃料噴射装置66により燃料を供給(噴射)し点火装置68により点火してエンジントルクTEを発生させるエンジントルク発生制御を行うことによってエンジン8を始動し、モーター走行からエンジン走行へ切り換える。また、エンジン始動停止制御手段88は、図7の実線Bの点b→点aに示すように、アクセルペダルが戻されて要求出力トルクTOUTが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置66により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン8の停止を行って、ハイブリッド制御手段86によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。
また、ハイブリッド制御手段86は、第1電動機M1を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることにより、差動部11がトルクの伝達を不能な状態すなわち差動部11内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部11からの出力が発生されない状態とすることが可能である。すなわち、ハイブリッド制御手段86は、第1電動機M1を無負荷状態とすることにより差動部11をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態(ニュートラル状態)とすることが可能である。
また、ハイブリッド制御手段86は、アクセルオフの惰性走行時(コースト走行時)やブレーキペダルの操作によるホイールブレーキ作動時などには、燃費を向上(燃料消費率を低減)させるためにエンジン8を非駆動状態にして、駆動輪34から伝達される車両の運動エネルギを差動部11で電気エネルギに変換する回生制御を実行する。具体的には、駆動輪34からエンジン8側へ伝達される逆駆動力により第2電動機M2を回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギすなわち第2電動機発電電流をインバータ54を介して蓄電装置56へ充電する回生制御を実行する。すなわち、ハイブリッド制御手段86は上記回生制御を実行する回生制御手段として機能する。
ここで、有段変速制御手段82により自動変速部20の変速制御が実行される場合には、その自動変速部20の変速比が段階的に変化させられることに伴ってその変速前後で動力伝達装置10のトータル変速比γTが段階的に変化させられる。このような制御では、トータル変速比γTを段階的に変化させることにより、すなわち変速比が連続的ではなく飛び飛びの値をとることにより、連続的なトータル変速比γTの変化に比較して速やかに駆動トルクを変化させることが可能となる。その反面、変速ショックが発生したり、最適燃費率曲線に沿うようにエンジン回転速度NEを制御できず燃費が悪化する可能性がある。そこで、ハイブリッド制御手段86は、そのトータル変速比γTの段階的変化が抑制されるように、自動変速部20の変速に同期してその自動変速部20の変速比の変化方向とは反対方向の変速比の変化となるように差動部11の変速を実行する。換言すれば、自動変速部20の変速前後で動力伝達装置10のトータル変速比γTが連続的に変化するように自動変速部20の変速制御に同期して差動部11の変速制御を実行する。例えば、自動変速部20の変速前後で過渡的に動力伝達装置10のトータル変速比γTが変化しないような所定のトータル変速比γTを形成するために自動変速部20の変速制御に同期して、その自動変速部20の変速比の段階的な変化に相当する変化分だけその変化方向とは反対方向に変速比を段階的に変化させるように差動部11の変速制御を実行する。
上述のように自動変速部20の変速前後でエンジン回転速度NEの変化を抑制するように差動部11の変速制御を実行する場合すなわち第1電動機M1を制御する場合、自動変速部20の変速時(すなわち伝達部材回転速度N18(第2電動機回転速度NM2)変化時)に第1電動機M1自体が有するイナーシャIM1によって第1電動機軸(第1電動機M1が連結される回転軸)を支点としてエンジン回転速度NEが変化する可能性がある。
そこで、イナーシャキャンセル制御手段(慣性補償制御手段)90(図6参照)は、自動変速部20の変速の際には、第1電動機M1のイナーシャIM1によるエンジン回転速度変動を抑制する為の所定のM1イナーシャキャンセルトルク(M1イナーシャ補償トルク、M1イナーシャキャンセル制御量)TiM1を含む第1電動機トルク(M1トルク)TM1を出力する第1電動機M1のイナーシャキャンセル制御(M1イナーシャキャンセル制御)を実行する。
具体的には、自動変速部20の変速前後における第1電動機回転速度変化に基づいた第1電動機M1の角加速度αM1(=dNM1/dt)と、自動変速部20の変速前後における第2電動機回転速度変化に基づいた第2電動機M2の角加速度αM2(=dNM2/dt)とは、次式(1)で表される。従って、M1イナーシャキャンセルトルクTiM1(=IM1×αM1)は、次式(2)で表される。
αM1=αM2/ρ0 ・・・(1)
TiM1=IM1×αM2/ρ0 ・・・(2)
αM1=αM2/ρ0 ・・・(1)
TiM1=IM1×αM2/ρ0 ・・・(2)
イナーシャキャンセル制御手段90は、前記式(2)に従って、所定のM1イナーシャキャンセルトルクTiM1を算出する。そして、イナーシャキャンセル制御手段90は、元々のM1トルクTM1’にこの所定のM1イナーシャキャンセルトルクTiM1を加えたM1トルクTM1(=TM1’+TiM1)を、自動変速部20の変速に伴う伝達部材18の回転変化方向とは反対方向へ出力する指令をハイブリッド制御手段86へ出力する。尚、元々のM1トルクTM1’は、自動変速部20の変速前後における第1電動機回転速度の差回転速度ΔM1に基づいて、差回転速度ΔM1が大きい程、大きくなる所定の制御式(例えば比例項と積分項を加算する制御式)から算出される。
ところで、自動変速部20の変速時にイナーシャキャンセル制御手段90によるエンジン回転変動を抑制する為の一律のイナーシャキャンセル制御が実施されると、すなわち自動変速部20の変速時に一律に所定のM1イナーシャキャンセルトルクTiM1が加えられると、車両状態に因ってはドライバビリティが悪化する可能性がある。そこで、イナーシャキャンセル制御手段90は、自動変速部20の変速時にエンジン回転変動を抑制する為の一律のイナーシャキャンセル制御とならず、車両状態に合わせたイナーシャキャンセル制御を実施する為に、車両状態に基づいてイナーシャキャンセル制御時の所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更するキャンセルトルク変更手段92を備える。キャンセルトルク変更手段92は、例えば自動変速部20の変速時に車両状態に合わせてエンジン回転速度NEを変化させることができるように、車両状態に基づいてイナーシャキャンセル制御時の所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更する。
具体的には、上記車両状態とは、例えば自動変速部20の変速の種類に基づくエンジン回転速度変化の許容量或いは要求量であり、自動変速部20の変速毎(変速の種類)で相違するものである。例えば、このエンジン回転速度変化の許容量或いは要求量は、アクセル開度Accや車速Vから算出される車両に対する要求出力(要求パワー)により変化させられる。例えば、図7の実線Cの点c→点dに示すようにアクセル開度Acc一定の自動変速部20のアップシフト中はエンジン回転速度NEが変動しない方がドライバビリティは良いと考えられる。しかし、例えば図7の実線Bの点a→点bに示すようにアクセルペダルが踏込操作されて要求出力トルクTOUTが大きくされた自動変速部20のパワーオンダウンシフトでは、応答性の観点よりエンジン回転速度NEはできるだけ早く上昇させる方がドライバビリティは良いと考えられる。つまり、自動変速部20の変速の際に要求出力の変化が小さいときはエンジン回転変動を抑制したい。また、自動変速部20の変速の際に要求出力の変化が大きいときはエンジン回転速度NEをできるだけ早く変化させることが望まれる。
そこで、キャンセルトルク変更手段92は、駆動力要求に合わせた応答性を確保してドライバビリティを向上する為に、要求出力の変化が大きいときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する一方で、要求出力の変化が小さいときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更しない。つまり、要求出力の変化が大きいときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減することで、エンジン回転速度変動を抑制する方向の力を弱めてエンジン回転速度NEを変化させるのである。
上記要求出力の変化が大きいときとは、例えば自動変速部20におけるパワーオンダウンシフトが行われるときである。つまり、自動変速部20において判断された変速が、アクセルペダルの踏込操作が為されて要求出力トルクTOUTが大きくされたことによるパワーオンダウンシフトであるときである。見方を換えれば、パワーオンダウンシフトが判断される程のアクセルペダルの踏込操作が為されて要求出力トルクTOUTが大きくされたときである。これにより、自動変速部20のパワーオンダウンシフトの際にはエンジン回転速度NEをできるだけ早く上昇させることができて応答性が確保される。また、要求出力の変化が小さいときとは、自動変速部20において判断された変速が、パワーオンダウンシフト以外の変速、例えばコーストダウンシフトやパワーオンアップシフトなどであるときである。
また、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する際は、例えば所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定低減量分だけ低減する。また、それに替えて、例えば要求出力に応じて低減量を変えてもよい。例えば、同じパワーオンダウンシフトであっても、アクセルペダルの踏込操作量(アクセル開度Accの変化量、要求出力トルクTOUTの変化量などに相当)が大きい程、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対する低減量を大きくしても良い。これにより、要求出力トルクTOUTの変化が大きい程、エンジン回転速度NEをより速く上昇させることができる。
車両状態判定手段94は、自動変速部20において判断された変速がダウンシフトであるか否かを判定する。例えば、車両状態判定手段94は、自動変速部20において判断された変速がアクセルペダルの踏込操作により要求出力トルクTOUTが大きくされたことによるパワーオンダウンシフトであるか否かを例えばアクセル開度Accの変化に基づいて判定する。また、車両状態判定手段94は、シフトポジションPSHに基づいて前進走行レンジである「D」レンジで走行中であるか否かを判定する。
図9は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に際してドライバビリティを向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図10は、図9の制御作動に対応するタイムチャートであり、エンジン走行中に3→2ダウンシフトが行われる場合の一例である。
図9において、先ず、車両状態判定手段94に対応するステップ(以下、ステップを省略する)SA10において、シフトポジションPSHに基づいて前進走行レンジである「D」レンジで走行中であるか否かが判定される。このSA10の判断が肯定される場合は有段変速制御手段82に対応するSA20において、自動変速部20の変速判断が為されたか否かが判断される。つまり、自動変速部20の変速判断が為されるまでこのSA20の判断は否定されるが、自動変速部20の変速判断が為されるとこのSA20の判断は肯定される。上記SA20の判断が肯定される場合は車両状態判定手段94に対応するSA30において、自動変速部20において判断された変速がパワーオンダウンシフトであるか否かが判定される。上記SA30の判断が肯定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSA40において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される。例えば、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定低減量分だけ低減される。或いは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して要求出力変化が大きい程大きくされる低減量分だけ低減される。上記SA30の判断が否定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSA50において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されない。また、上記SA10の判断が否定されるか或いは上記SA20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か、或いはSA60において例えばイナーシャキャンセル制御以外の他の制御(通常時制御)が実行される。
図10において、実線はコーストダウンシフト、破線及び二点鎖線はパワーオンダウンシフトの場合であり、破線の方が二点鎖線に比べて要求出力(アクセル踏込み量)が大きくされている。t1時点は、自動変速部20の3→2ダウンシフト判断が為された後に3→2ダウンシフト指令が出力されたことを示している。t2時点は、イナーシャ相開始に伴いM1イナーシャキャンセル制御が開始されたことを示している。このM1イナーシャキャンセル制御において、コーストダウンシフトでは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1(実線)が用いられるが、パワーオンダウンシフトではこの所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される(破線及び二点鎖線)。これにより、パワーオンダウンシフトではエンジン回転速度NEが上昇させられる(t3時点〜)。また、このときの所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対する低減量は、アクセル開度変化が大きな破線の方が大きくされる。これにより、破線の方がエンジン回転速度NEをより速く上昇させることができる。t4時点は、変速が終了されたことを示しており、M1イナーシャキャンセル制御も変速終了に向けて終了させられる。
上述のように、本実施例によれば、自動変速部20の変速に際してM1イナーシャキャンセル制御が実行されるとき、M1トルクTM1の一部として出力されるM1イナーシャキャンセル制御時の所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が車両状態に基づいて変更されるので、自動変速部20の変速時にエンジン回転変動を抑制する為の一律のM1イナーシャキャンセル制御とならず、車両状態に合わせたM1イナーシャキャンセル制御を実施することができる。例えば、自動変速部20の変速時に車両状態に合わせてエンジン回転速度NEを変化させることができる。よって、自動変速部20の変速に際して、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施例によれば、前記車両状態は、自動変速部20の変速の種類に基づくエンジン回転速度変化の許容量或いは要求量であるので、自動変速部20の変速毎(変速の種類)で相違するエンジン回転速度変化の許容量や要求量に合わせたM1イナーシャキャンセル制御を実施することができる。よって、自動変速部20の変速に際して、ドライバビリティを適切に向上することができる。
また、本実施例によれば、前記車両状態は、車両に対する要求出力により変化させられるものであり、その要求出力の変化が大きいときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される一方で、その要求出力の変化が小さいときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されないので、自動変速部20の変速の際に要求出力の変化が小さいときはエンジン回転変動が抑制される。また、自動変速部20の変速の際に要求出力の変化が大きいときはエンジン回転速度NEを駆動力要求に合わせてできるだけ早く変化させることができる。このように、駆動力要求に合わせた応答性が確保されてドライバビリティが向上される。
また、本実施例によれば、前記要求出力の変化が大きいときとは、自動変速部20におけるパワーオンダウンシフトが行われるときであるので、自動変速部20のパワーオンダウンシフトの際にはエンジン回転速度NEをできるだけ早く上昇させることができて応答性が確保される。また、要求出力の変化が大きい程所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対する低減量を大きくすれば、要求出力の変化が大きい程エンジン回転速度NEをより速く上昇させることができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、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。
前述の実施例では、車両状態(エンジン回転速度変化の許容量或いは要求量)は、車両に対する要求出力により変化させられるとした。これに替えて或いは加えて、車両状態は、例えばエンジン8の運転状態により変化させられる。例えば、エンジン回転速度NEが零乃至略零に維持されるモータ走行時では、M1イナーシャキャンセル制御が実施されたとしても、各種ばらつきにより自動変速部20の変速に伴ってエンジン回転速度NEが低下する側へ変化させられることで、エンジン8が逆回転して耐久性が低下する可能性がある。従って、モータ走行中の自動変速部20の変速では、エンジン回転速度NEを少なくとも下降する側には変化させないことが望まれる。つまり、エンジン回転速度NEが零乃至略零に維持されるモータ走行時では、エンジン8の回転変動を抑制することよりもエンジン8の耐久性低下を抑制することを優先し、自動変速部20の変速時にエンジン8を逆回転させないことが望まれる。
そこで、キャンセルトルク変更手段92は、前述の実施例に替えて或いは加えて、ドライバビリティを向上する為に、モータ走行中での自動変速部20のアップシフト時は所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大し、モータ走行中での自動変速部20のダウンシフト時は所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する一方で、エンジン走行中での自動変速部20の変速時は所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更しない。つまり、モータ走行中での自動変速部20のアップシフト時は、伝達部材18(第2電動機M2)の回転変化が負側(M1トルクの方向が正側)となり例えば各種ばらつきにより第2電動機回転速度変化が早くなった場合にエンジン8が逆回転する恐れがある。その為、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を大きめに設定することでエンジン回転方向を正側とする方向の力を強め、各種ばらつきを含めてもエンジン8が逆回転しないようにするのである。また、モータ走行中での自動変速部20のダウンシフト時は、伝達部材18の回転変化が正側(M1トルクの方向が負側)となり例えば各種ばらつきにより所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が大きくなった場合にエンジン8が逆回転する恐れがある。その為、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を小さめに設定することでエンジン回転方向を負側とする方向の力を弱め、各種ばらつきを含めてもエンジン8が逆回転しないようにするのである。尚、伝達部材18の回転変化方向やM1トルクの方向における正側の方向は、本明細書を通して、エンジン回転方向の正側の方向である。
また、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大する際は、例えば所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定増大量分だけ増大する。また、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する際は、例えば所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定低減量分だけ低減する。
車両状態判定手段94は、前述の実施例に替えて或いは加えて、例えば図7の駆動力源切換線図から車速V及び要求出力トルクTOUTに基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してエンジン走行中であるか或いはモータ走行中であるかを判定する。
図11は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に際してドライバビリティを向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図12は、図11の制御作動に対応するタイムチャートであり、2→3パワーオンアップシフトが行われる場合の一例である。
図11において、先ず、車両状態判定手段94に対応するSB10において、シフトポジションPSHに基づいて前進走行レンジである「D」レンジで走行中であるか否かが判定される。このSB10の判断が肯定される場合は有段変速制御手段82に対応するSB20において、自動変速部20のアップシフト判断が為されたか否かが判断される。つまり、自動変速部20のアップシフト判断が為されるまでこのSB20の判断は否定されるが、自動変速部20のアップシフト判断が為されるとこのSB20の判断は肯定される。上記SB20の判断が肯定される場合は車両状態判定手段94に対応するSB30において、エンジン走行中であるか否かが判定される。エンジン走行中であり上記SB30の判断が肯定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSB40において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されない。モータ走行中であり上記SB30の判断が否定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSB50において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定増大量分だけ増大される。また、上記SB10の判断が否定されるか或いは上記SB20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か、或いはSB60において例えばイナーシャキャンセル制御以外の他の制御(通常時制御)が実行される。
図12において、実線はエンジン走行中、破線はモータ走行中の場合であり、何れの場合もアクセル略一定とされているときのアップシフトである。t1時点は、自動変速部20の2→3アップシフト判断が為された後に2→3アップシフト指令が出力されたことを示している。t2時点は、イナーシャ相開始に伴いM1イナーシャキャンセル制御が開始されたことを示している。このM1イナーシャキャンセル制御において、エンジン走行中では所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1(実線)が用いられるが、モータ走行中ではこの所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定増大量分だけ増大される(破線A)。これにより、エンジン回転速度NEが零乃至略零に維持されたモータ走行中のアップシフト時に、エンジン回転速度NEが低下してエンジン8が逆回転することが防止される。t3時点は、変速が終了されたことを示しており、M1イナーシャキャンセル制御も変速終了に向けて終了させられる。
図13は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に際してドライバビリティを向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図14は、図13の制御作動に対応するタイムチャートであり、3→2コーストダウンシフトが行われる場合の一例である。
図13において、先ず、車両状態判定手段94に対応するSC10において、シフトポジションPSHに基づいて前進走行レンジである「D」レンジで走行中であるか否かが判定される。このSC10の判断が肯定される場合は有段変速制御手段82に対応するSC20において、自動変速部20のダウンシフト判断が為されたか否かが判断される。つまり、自動変速部20のダウンシフト判断が為されるまでこのSC20の判断は否定されるが、自動変速部20のダウンシフト判断が為されるとこのSC20の判断は肯定される。上記SC20の判断が肯定される場合は車両状態判定手段94に対応するSC30において、エンジン走行中であるか否かが判定される。エンジン走行中であり上記SC30の判断が肯定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSC40において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されない。モータ走行中であり上記SC30の判断が否定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSC50において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定低減量分だけ低減される。また、上記SC10の判断が否定されるか或いは上記SC20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か、或いはSC60において例えばイナーシャキャンセル制御以外の他の制御(通常時制御)が実行される。
図14において、実線はエンジン走行中、破線はモータ走行中の場合であり、何れの場合もアクセルオフとされているときのダウンシフトである。t1時点は、自動変速部20の3→2ダウンシフト判断が為された後に3→2ダウンシフト指令が出力されたことを示している。t2時点は、イナーシャ相開始に伴いM1イナーシャキャンセル制御が開始されたことを示している。このM1イナーシャキャンセル制御において、エンジン走行中では所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1(実線)が用いられるが、モータ走行中ではこの所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定低減量分だけ低減される(破線B)。これにより、エンジン回転速度NEが零乃至略零に維持されたモータ走行中のダウンシフト時に、エンジン回転速度NEが低下してエンジン8が逆回転することが防止される。t3時点は、変速が終了されたことを示しており、M1イナーシャキャンセル制御も変速終了に向けて終了させられる。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例の効果に替えて或いは加えて、前記車両状態は、エンジン8の運転状態により変化させられるものであり、モータ走行中での自動変速部20のアップシフト時は所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が増大され、モータ走行中での自動変速部20のダウンシフト時は所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される一方で、エンジン走行中での自動変速部20の変速時は所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されないので、例えば各種ばらつきがあったとしてもエンジン8が逆回転することがないと考えられるエンジン走行中の自動変速部20の変速では、エンジン回転変動が抑制されてドライバビリティが向上される。また、各種ばらつきによりエンジン8が逆回転する可能性があるモータ走行中の自動変速部20の変速では、エンジン回転速度NEが少なくとも下降する側には変化させられずエンジン8が逆回転となることが防止される。
前述の実施例では、車両状態(エンジン回転速度変化の許容量或いは要求量)は、車両に対する要求出力により変化させられるとした。これに替えて或いは加えて、車両状態は、例えばエンジン8の始動要求の有無により変化させられる。例えば、自動変速部20の変速の際にエンジン始動が要求される場合は、例えば図7の実線Bの点a→点bに示すように2→1ダウンシフト判断に加えエンジン始動が判断された場合は、エンジン回転速度NEを早く上昇させる方がエンジン始動の応答性の面で良いと考えられる。つまり、自動変速部20のダウンシフトの際にエンジン8の始動要求が有るときは、エンジン回転速度NEをできるだけ早くエンジン完爆可能な所定回転速度NE’以上に上昇させることが望まれる。
そこで、キャンセルトルク変更手段92は、前述の実施例に替えて或いは加えて、ドライバビリティを向上する為に、自動変速部20のダウンシフトの際に、エンジン8の始動要求が有るときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する一方で、エンジン8の始動要求が無いときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更しない。つまり、エンジン8の始動要求が有るときは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減することにより、自動変速部20のダウンシフトに伴う第2電動機回転速度変化による第2電動機イナーシャトルクをエンジン回転速度NEの上昇に利用する。すなわち、伝達部材回転速度変化(第2電動機回転速度変化)は、自動変速部20の変速に関与する係合装置(クラッチCやブレーキB)の変速油圧やM2トルクなどにより決められ、その第2電動機イナーシャトルクのうちどれだけをエンジン始動の為に利用するかを所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1により調整するのである。これは、M1トルクTM1でエンジン回転速度NEを持ち上げるというエンジン始動停止制御手段88によるエンジン始動の概念とは異なり、第1電動機回転速度変化を抑制し、第2電動機イナーシャトルクを利用してエンジン回転速度NEを持ち上げてエンジン始動を行うという新しい概念である。
また、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する際は、例えば所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定低減量分だけ低減する。
車両状態判定手段94は、前述の実施例に替えて或いは加えて、例えば図7の駆動力源切換線図から車速V及び要求出力トルクTOUTに基づいてモータ走行からエンジン走行への切換えを判断してエンジン始動が要求されたか否かを判定する。
図15は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に際してドライバビリティを向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図16は、図15の制御作動に対応するタイムチャートであり、モータ走行中に3→2ダウンシフトが判断される場合の一例である。
図15において、先ず、車両状態判定手段94に対応するステップ(以下、ステップを省略する)SD10において、シフトポジションPSHに基づいて前進走行レンジである「D」レンジで走行中であるか否かが判定される。加えて、モータ走行中であるか否かが判定される。「D」レンジで走行中且つモータ走行中であり上記SD10の判断が肯定される場合は有段変速制御手段82に対応するSD20において、自動変速部20のダウンシフト判断が為されたか否かが判断される。つまり、自動変速部20のダウンシフト判断が為されるまでこのSD20の判断は否定されるが、自動変速部20のダウンシフト判断が為されるとこのSD20の判断は肯定される。上記SD20の判断が肯定される場合は車両状態判定手段94に対応するSD30において、自動変速部20のダウンシフト中にエンジン始動が行われるか否かが判定される。つまり、自動変速部20のダウンシフト指令が出力されているときに、エンジン始動が要求されたか否かが判定される。上記SD30の判断が肯定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSD40において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定低減量分だけ低減される。上記SD30の判断が否定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSD50において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されない。また、上記SD10の判断が否定されるか或いは上記SD20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か、或いはSD60において例えばイナーシャキャンセル制御以外の他の制御(通常時制御)が実行される。
図16において、実線はパワーオンダウンシフト且つエンジン始動有り、破線はコーストダウンシフト且つエンジン始動無し(モータ走行継続)の場合である。t1時点は、自動変速部20の3→2ダウンシフト判断が為された後に3→2ダウンシフト指令が出力されたことを示している。また、実線の場合においてはエンジン8の始動要求が有ると判断されたことを示している。t2時点は、イナーシャ相開始に伴いM1イナーシャキャンセル制御が開始されたことを示している。このM1イナーシャキャンセル制御において、モータ走行中のコーストダウンシフトでは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1(破線)が用いられるが、エンジン始動を伴うパワーオンダウンシフトではこの所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される(実線C)。これにより、エンジン始動を伴うパワーオンダウンシフトではエンジン回転速度NEが上昇させられる(t3時点〜)。これにより、エンジン8の始動要求が有るときは、エンジン回転速度NEをより早くエンジン完爆可能な所定回転速度NE’以上に上昇させることができる。尚、エンジン8の始動要求が有るときは、エンジン回転速度NEを上昇させる為に、M2トルクTM2も大きくされる。t4時点は、変速が終了されたことを示しており、M1イナーシャキャンセル制御も変速終了に向けて終了させられる。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例の効果に替えて或いは加えて、前記車両状態は、エンジン8の始動要求の有無により変化させられるものであり、自動変速部20のダウンシフトの際に、エンジン8の始動要求が有るときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される一方で、エンジン8の始動要求が無いときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されないので、自動変速部20のダウンシフトの際にエンジン8の始動要求が無いときは、エンジン回転変動が抑制されてドライバビリティが向上される。また、自動変速部20のダウンシフトの際にエンジン8の始動要求が有るときは、エンジン回転速度NEをできるだけ早くエンジン完爆可能な所定回転速度NE’以上に上昇させることができて応答性が確保される。
前述の実施例では、車両状態(エンジン回転速度変化の許容量或いは要求量)は、車両に対する要求出力により変化させられるとした。これに替えて或いは加えて、車両状態は、例えば差動部11(動力分配機構16)の各回転要素RE1〜RE3の回転速度により変化させられる。例えば、自動変速部20の変速に因っては、差動部11の各回転要素自体の回転速度、各回転要素に連結された第1電動機M1やエンジン8や差動部11を構成する回転部材(例えば差動部遊星歯車(ピニオン)P0)等の回転速度が常用範囲外の回転速度となる可能性がある。例えば、自動変速部20の変速時に、第1電動機M1やエンジン8やピニオンP0などが過回転速度となり耐久性が低下する可能性がある。また、エンジン走行中の自動変速部20の変速時にエンジン回転速度NEを所定の自律回転速度NEIDL以上に維持できなくなったり、自動変速部20の変速時にエンジン8が逆回転となる可能性がある。従って、第1電動機M1やエンジン8やピニオンP0などの回転速度を常用範囲内の適切な回転速度とすることが望まれる。つまり、第1電動機M1やエンジン8やピニオンP0などの過回転を防止したり、エンジン8の自律回転を維持したり、エンジン8の逆回転を防止することが望まれる。
尚、自動変速部20の変速は、第1電動機M1やエンジン8やピニオンP0などの回転速度を常用範囲内の適切な回転速度とするように予め設定された変速線等に基づいて実行されるものである。従って、本来は、それら回転速度が常用範囲外となることはない。ここで、それら回転速度が常用範囲外となる自動変速部20の変速は、例えば油圧制御回路70内の電磁弁(ソレノイドバルブ)のフェールなどにより上記変速線図に因らず強制的に変速が行われるような場合である。例えば、電磁弁フェール時のフェールセーフに伴う自動変速部20の変速が想定される。また、変速線等に基づいた変速であっても、第1電動機M1やエンジン8やピニオンP0などが元々高回転速度である為に、各種ばらつきにより第2電動機回転速度変化が早くなったり、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変化するような場合に、それら回転速度が一時的に過回転速度となることも考えられる。また、変速線等に基づいた変速であっても、エンジン回転速度NEが所定の自律回転速度NEIDL近傍の低回転速度である為に、各種ばらつきによりエンジン8の自律回転を維持できなくなることも考えられる。
そこで、キャンセルトルク変更手段92は、前述の実施例に替えて或いは加えて、ドライバビリティを向上する為に、差動部11の各回転要素の回転速度に基づいて所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更する。
具体的には、キャンセルトルク変更手段92は、自動変速部20の変速の際に、第1電動機回転速度NM1及び差動部11を構成する所定の回転部材例えばピニオンP0の回転速度すなわち差動部11の差動回転速度の少なくとも一方が各々の所定の許容限界回転速度を超えると判断(予測)されたときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する。つまり、自動変速部20の変速の際に、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が変速に伴う回転速度変化を超えて一時的に変化し過ぎることで、各々の所定の許容限界回転速度を超える可能性がある場合には、所定の許容限界回転速度を超えないように、予め所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減して第1電動機M1やピニオンP0の回転速度が所定の許容限界回転速度となる方向への変化速度を抑制するのである。より具体的には、自動変速部20のダウンシフトの際に、第1電動機M1の下限側(負側)の所定の許容限界回転速度を超える過回転又はピニオンP0の下限側の所定の許容限界回転速度を超える過回転が予測されるときは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する。また、自動変速部20のアップシフトの際に、第1電動機M1の上限側(正側)の所定の許容限界回転速度を超える過回転又はピニオンP0の上限側の所定の許容限界回転速度を超える過回転が予測されるときは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する。尚、上記所定の許容限界回転速度は、例えば耐久性等を考慮して定格等で予め定められる設計値である。
また、キャンセルトルク変更手段92は、自動変速部20のダウンシフトの際に、エンジン回転速度NEが所定の過回転速度を超えると判断(予測)されたときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大する。つまり、エンジン回転速度NEが高回転であるときの自動変速部20のダウンシフト時は、伝達部材18の回転変化が正側(M1トルクの方向が負側)となり例えば各種ばらつきにより第2電動機回転速度変化が早くなった場合にエンジン8が一時的に所定の過回転速度を超える可能性がある。そのため、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大することで、エンジン回転方向を負側とする方向の力を強め、各種ばらつきを含めてもエンジン8が所定の過回転速度を超えることがないようにするのである。尚、上記所定の過回転速度は、例えば耐久性等を考慮して定格等で予め定められる設計値である。
また、キャンセルトルク変更手段92は、自動変速部20のアップシフトの際に、エンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となると判断(予測)されたときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大する。つまり、エンジン回転速度NEが低回転であるときの自動変速部20のアップシフト時は、伝達部材18の回転変化が負側(M1トルクの方向が正側)となり例えば各種ばらつきにより第2電動機回転速度変化が早くなった場合にエンジン8が一時的に所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できなかったり或いは逆回転となる可能性がある。そのため、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大することで、エンジン回転方向を正側とする方向の力を強め、各種ばらつきを含めてもエンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できなかったり或いは逆回転となることがないようにするのである。
また、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を増大する際は、例えば所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定増大量分だけ増大する。また、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する際は、例えば所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1に対して予め実験等により求められて記憶された所定低減量分だけ低減する。
車両状態判定手段94は、前述の実施例に替えて或いは加えて、自動変速部20の変速の際に、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の所定の許容限界回転速度を超える可能性があるか否かを判定する。例えば、車両状態判定手段94は、自動変速部20のダウンシフトの際に、エンジン回転速度NEが所定の低エンジン回転速度NELよりも低いか否かに基づいて、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の下限側の所定の許容限界回転速度を超える可能性があるか否かを判定する。上記所定の低エンジン回転速度NELは、例えば伝達部材回転速度N18及び3→2や2→1等の変速の種類に基づいて第1電動機M1又はピニオンP0が下限側の所定の許容限界回転速度を超える過回転となる可能性があるエンジン回転速度NEとして予め実験的に求められて記憶された下限側許容限界回転速度判定値である。また、車両状態判定手段94は、自動変速部20のアップシフトの際に、エンジン回転速度NEが所定の高エンジン回転速度NEHよりも高いか否かに基づいて、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の上限側の所定の許容限界回転速度を超える可能性があるか否かを判定する。上記所定の高エンジン回転速度NEHは、例えば伝達部材回転速度N18及び1→2や2→3等の変速の種類に基づいて第1電動機M1又はピニオンP0が上限側の所定の許容限界回転速度を超える過回転となる可能性があるエンジン回転速度NEとして予め実験的に求められて記憶された上限側許容限界回転速度判定値である。
また、車両状態判定手段94は、自動変速部20のダウンシフトの際に、エンジン回転速度NEが所定の過回転速度を超える可能性があるか否かを、例えばエンジン回転速度NEが所定の過回転判定回転速度NELIMよりも高いか否かに基づいて判定する。上記所定の過回転判定回転速度NELIMは、例えば自動変速部20のダウンシフトの際に所定の過回転速度を超える可能性があるエンジン回転速度NEとして予め実験的に求められて記憶された過回転速度判定値である。
また、車両状態判定手段94は、自動変速部20のアップシフトの際に、エンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となる可能性があるか否かを、例えばエンジン回転速度NEが所定の低回転判定回転速度NELOWよりも低いか否かに基づいて判定する。上記所定の低回転判定回転速度NELOWは、例えば自動変速部20のアップシフトの際に所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となる可能性があるエンジン回転速度NEとして予め実験的に求められて記憶された低回転速度判定値である。
図17は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に際してドライバビリティを向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図18は、図17の制御作動に対応するタイムチャートであり、エンジン走行中に3→2ダウンシフトが行われる場合の一例である。また、図19は、図17の制御作動に対応するタイムチャートであり、エンジン走行中に2→3アップシフトが行われる場合の一例である。
図17において、先ず、車両状態判定手段94に対応するSE10において、シフトポジションPSHに基づいて前進走行レンジである「D」レンジで走行中であるか否かが判定される。このSE10の判断が肯定される場合は有段変速制御手段82に対応するSE20において、自動変速部20の変速判断が為されたか否かが判断される。つまり、自動変速部20の変速判断が為されるまでこのSE20の判断は否定されるが、自動変速部20の変速判断が為されるとこのSE20の判断は肯定される。上記SE20の判断が肯定される場合は車両状態判定手段94に対応するSE30において、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の所定の許容限界回転速度を超える可能性があるか否かが判定される。また、自動変速部20の変速がダウンシフトである場合には、エンジン回転速度NEが所定の過回転速度を超える可能性があるか否かが判定される。また、自動変速部20の変速がアップシフトである場合には、エンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となる可能性があるか否かが判定される。上記SE30の判断が肯定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSE40において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更される。例えば、上記SE30にて第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の所定の許容限界回転速度を超える可能性があると判断されたときは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定低減量分だけ低減される。また、上記SE30にてエンジン回転速度NEが所定の過回転速度を超える可能性があると判断されたときは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定増大量分だけ増大される。また、上記SE30にてエンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となる可能性があると判断されたときは、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が所定増大量分だけ増大される。上記SE30の判断が否定される場合はキャンセルトルク変更手段92に対応するSE50において、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されない。また、上記SE10の判断が否定されるか或いは上記SE20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か、或いはSE60において例えばイナーシャキャンセル制御以外の他の制御(通常時制御)が実行される。
図18において、破線はエンジン回転速度NEが所定の過回転判定回転速度NELIMよりも高い場合であり、二点鎖線はエンジン回転速度NEが所定の低エンジン回転速度NELよりも低い場合であり、実線はエンジン回転速度NEが所定の過回転判定回転速度NELIMと所定の低エンジン回転速度NELとの間にある場合である。t1時点は、自動変速部20の3→2ダウンシフト判断が為された後に3→2ダウンシフト指令が出力されたことを示している。t2時点は、イナーシャ相開始に伴いM1イナーシャキャンセル制御が開始されたことを示している。このM1イナーシャキャンセル制御において、エンジン回転速度NEが所定の過回転判定回転速度NELIMと所定の低エンジン回転速度NELとの間にある場合では所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1(実線)が用いられる。また、エンジン回転速度NEが所定の過回転判定回転速度NELIMよりも高い場合では、この所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が増大される(破線)。また、エンジン回転速度NEが所定の低エンジン回転速度NELよりも低い場合では、この所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される(二点鎖線)。これにより、破線の場合では、エンジン8が所定の過回転速度を超えることが防止される。また、二点鎖線の場合では、第1電動機M1又はピニオンP0が下限側の所定の許容限界回転速度を超える過回転となることが防止される。t4時点は、変速が終了されたことを示しており、M1イナーシャキャンセル制御も変速終了に向けて終了させられる。
図19において、破線はエンジン回転速度NEが所定の高エンジン回転速度NEHよりも高い場合であり、二点鎖線はエンジン回転速度NEが所定の低回転判定回転速度NELOWよりも低い場合であり、実線はエンジン回転速度NEが所定の高エンジン回転速度NEHと所定の低回転判定回転速度NELOWとの間にある場合である。t1時点は、自動変速部20の2→3アップシフト判断が為された後に2→3アップシフト指令が出力されたことを示している。t2時点は、イナーシャ相開始に伴いM1イナーシャキャンセル制御が開始されたことを示している。このM1イナーシャキャンセル制御において、エンジン回転速度NEが所定の高エンジン回転速度NEHと所定の低回転判定回転速度NELOWとの間にある場合では所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1(実線)が用いられる。また、エンジン回転速度NEが所定の高エンジン回転速度NEHよりも高い場合では、この所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減される(破線)。また、エンジン回転速度NEが所定の低回転判定回転速度NELOWよりも低い場合では、この所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が増大される(二点鎖線)。これにより、破線の場合では、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の上限側の所定の許容限界回転速度を超える過回転となることが防止される。また、二点鎖線の場合では、エンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となることが防止される。t4時点は、変速が終了されたことを示しており、M1イナーシャキャンセル制御も変速終了に向けて終了させられる。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例の効果に替えて或いは加えて、差動部11の各回転要素RE1〜RE3の回転速度に基づいて所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が変更されるので、例えば、自動変速部20の変速時に差動部11の各回転要素の回転速度に合わせて、差動部11の各回転要素自体の回転速度、各回転要素に連結された第1電動機M1やエンジン8や差動部11を構成する回転部材(例えば差動部遊星歯車(ピニオン)P0)等の回転速度などを変化させることができる。よって、第1電動機M1、エンジン8、差動部11を構成する回転部材等の回転速度を常用範囲内の適切な回転速度とすることができる。例えば、第1電動機M1やエンジン8やピニオンP0等の過回転を防止することができる。
また、本実施例によれば、自動変速部20の変速の際に、第1電動機回転速度NM1及びピニオンP0の回転速度(すなわち差動部11の差動回転速度)の少なくとも一方が各々の所定の許容限界回転速度を超えると判断(予測)されたときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が低減されるので、自動変速部20の変速の際に第1電動機M1及びピニオンP0の各回転速度が変速に伴う回転速度変化を超えて変化してしまうことが回避される。よって、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が一時的に変化し過ぎて所定の許容限界回転速度を超えてしまうことが回避される。
また、本実施例によれば、自動変速部20のダウンシフトの際に、エンジン回転速度NEが所定の過回転速度を超えると判断(予測)されたときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が増大されるので、エンジン回転速度NEが少なくとも上昇する側には変化させられずエンジン8が所定の過回転速度を超えることが回避される。
また、本実施例によれば、自動変速部20のアップシフトの際に、エンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となると判断(予測)されたときは所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1が増大されるので、エンジン回転速度NEが少なくとも下降する側には変化させられずエンジン8が所定の自律回転速度を維持できなくなったり、逆回転となることが回避される。
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、本発明は実施例相互を組み合わせて実施可能であると共に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、要求出力の変化が大きいときとして、自動変速部20におけるパワーオンダウンシフトが行われるときを一例として挙げた。これ以外に、例えばアクセルペダルの戻し操作が為されて要求出力トルクTOUTが小さくされたことにより自動変速部20においてパワーオフアップシフトが行われるときであっても良い。この自動変速部20のパワーオフアップシフトの際にも、同様に、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を低減する。これにより、自動変速部20のパワーオフアップシフトの際にはエンジン回転速度NEをできるだけ早く低下させることができて応答性が確保される。
また、前述の実施例では、第1電動機M1及びピニオンP0の少なくとも一方の回転速度が各々の所定の許容限界回転速度を超える可能性があるか否かを、伝達部材回転速度N18、変速の種類、エンジン回転速度NEに基づいて判定した。また、エンジン回転速度NEが所定の過回転速度を超える可能性があるか否かを、所定の過回転判定回転速度NELIMに基づいて判定した。また、エンジン8が所定の自律回転速度NEIDL以上を維持できないか或いは逆回転となる可能性があるか否かを、所定の低回転判定回転速度NELOWに基づいて判定した。これらの判定方法に限らず、その他種々の判定方法が用いられても良い。例えば第1電動機M1やピニオンP0の回転速度、所定の許容限界回転速度までのマージン分を差し引いた判定回転速度などに基づいて直接的に判定しても良い。
また、前述の実施例において、前記車両状態は、電動機M1、M2の出力可能パワーにより変化させられるものであっても良い。つまり、電動機M1、M2の出力可能パワーによりエンジン回転速度NEの許容量或いは要求量が変化させられる。そこで、電動機M1、M2の出力可能パワーに基づいて、所定のイナーシャキャンセルトルクTiM1を変更する。これにより、自動変速部20の変速に際して、ドライバビリティを向上することができる。尚、この電動機M1、M2の出力可能パワーは、例えば蓄電装置56の充電容量SOC、蓄電装置の温度、電動機の温度、作動油温TOILなどにより決定される。
また、前述の実施例では、第1電動機M1の運転状態が制御されることにより、差動部11(動力分配機構16)はその変速比γ0が最小値γ0minから最大値γ0maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであったが、例えば差動部11の変速比γ0を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであってもよい。
また、前述の実施例の動力伝達装置10において、エンジン8と差動部11とは直結されているが、エンジン8が差動部11にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例の動力伝達装置10において、第1電動機M1と第2回転要素RE2とは直結されており、第2電動機M2と第3回転要素RE3とは直結されているが、第1電動機M1が第2回転要素RE2にクラッチ等の係合要素を介して連結され、第2電動機M2が第3回転要素RE3にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、エンジン8から駆動輪34への動力伝達経路において、差動部11の次に自動変速部20が連結されているが、自動変速部20の次に差動部11が連結されている順番でもよい。要するに、自動変速部20は、エンジン8から駆動輪34への動力伝達経路の一部を構成するように設けられて入力側回転部材に動力伝達可能に電動機及びエンジン8が連結されておればよい。
また、前述の実施例の図1によれば、差動部11と自動変速部20は直列に連結されているが、動力伝達装置10全体として電気的に差動状態を変更し得る電気式差動機能とその電気式差動機能による変速とは異なる原理で変速する機能とが備わっていれば、差動部11と自動変速部20とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
また、前述の実施例において、動力分配機構16はシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであってもよい。
また、前述の実施例の差動機構として動力分配機構16は、例えばエンジン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M1及び伝達部材18(第2電動機M2)に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例においては、差動部遊星歯車装置24を構成する第1回転要素RE1にはエンジン8が動力伝達可能に連結され、第2回転要素RE2には第1電動機M1が動力伝達可能に連結され、第3回転要素RE3には駆動輪34への動力伝達経路が連結されているが、例えば、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、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置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有段変速と無段変速とに切換可能な構成にも本発明は適用される。
また、前述の実施例では、差動部11すなわち動力分配機構16の出力部材である伝達部材18と駆動輪34との間の動力伝達経路に、自動変速部20が介挿されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機、手動操作により変速段が切り換えられる同期噛み合い式の手動変速機等の他の形式の動力伝達装置(変速機)が設けられていてもよい。その無段変速機(CVT)の場合には、例えば有段変速機における変速段に対応するように予め複数の固定された変速比が記憶され、その複数の固定された変速比を用いて変速が実行されてもよい。
また、前述の実施例においては、第2電動機M2は伝達部材18に直接連結されているが、第2電動機M2の連結位置はそれに限定されず、直接的或いは変速機、遊星歯車装置、係合装置等を介して間接的に連結されていてもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構16では、差動部キャリヤCA0がエンジン8に連結され、差動部サンギヤS0が第1電動機M1に連結され、差動部リングギヤR0が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、差動部遊星歯車装置24の3要素CA0、S0、R0のうちの何れと連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例において、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の実施例では、第1電動機M1及び第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は差動部サンギヤS0に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第1電動機M1は差動部サンギヤS0に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されていてもよい。
また、前述の実施例において、自動変速部20は伝達部材18を介して差動部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部20が配列されていてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20とは、例えば伝達部材18としてカウンタギヤ対、スプロケット及びチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の実施例の動力分配機構16は1組の差動部遊星歯車装置24から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。
また、前述の実施例の第2電動機M2はエンジン8から駆動輪34までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材18に連結されているが、第2電動機M2がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構16にも連結可能とされており、第1電動機M1の代わりに第2電動機M2によって動力分配機構16の差動状態を制御可能とする動力伝達装置10の構成であってもよい。
また、前述の実施例において、差動部11が、第1電動機M1及び第2電動機M2を備えているが、第1電動機M1及び第2電動機M2は差動部11とはそれぞれ別個に動力伝達装置10に備えられていてもよい。
また、前述の実施例において、差動部11は、動力分配機構16に設けられて差動作用を制限することにより少なくとも前進2段の有段変速機としても作動させられる差動制限装置を備えたものであってもよい。
また、前述の実施例では、第1クラッチC1や第2クラッチC2などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁紛)クラッチ、電磁クラッチ、噛合型のドグクラッチなどの磁紛式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。例えば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路70は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述した複数の実施例はそれぞれ、例えば優先順位を設けるなどして、相互に組み合わせて実施することができる。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
8:エンジン(駆動力源)
10:車両用動力伝達装置
11:差動部(電気式差動部)
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材(電気式差動部の出力側回転部材)
20:自動変速部(変速部)
34:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
M1:第1電動機(差動用電動機)
M2:第2電動機(走行用電動機)
P0:差動部遊星歯車、ピニオン(電気式差動部を構成する所定の回転部材)
RE1〜RE3:第1回転要素〜第3回転要素(電気式差動部の各回転要素)
10:車両用動力伝達装置
11:差動部(電気式差動部)
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材(電気式差動部の出力側回転部材)
20:自動変速部(変速部)
34:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
M1:第1電動機(差動用電動機)
M2:第2電動機(走行用電動機)
P0:差動部遊星歯車、ピニオン(電気式差動部を構成する所定の回転部材)
RE1〜RE3:第1回転要素〜第3回転要素(電気式差動部の各回転要素)
Claims (10)
- 駆動力源に動力伝達可能に連結された差動機構と該差動機構に動力伝達可能に連結された差動用電動機とを有し該差動用電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記電気式差動部の出力側回転部材に直列的に連結されて前記電気式差動部から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する変速部とを備える車両用動力伝達装置の制御装置であって、
前記変速部の変速の際には、前記差動用電動機のイナーシャによる前記駆動力源の回転速度変動を抑制する為の所定のイナーシャキャンセルトルクを含む差動用電動機トルクを出力する前記差動用電動機のイナーシャキャンセル制御を実行するものであり、
車両状態に基づいて前記イナーシャキャンセル制御時の前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更することを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記車両状態は、前記変速部の変速の種類に基づく前記駆動力源の回転速度変化の許容量或いは要求量であ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。
- 前記車両状態は、車両に対する要求出力により変化させられるものであり、
前記要求出力の変化が大きいときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する一方で、前記要求出力の変化が小さいときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更しない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。 - 前記要求出力の変化が大きいときとは、前記変速部におけるパワーオンダウンシフトが行われるときであることを特徴とする請求項3に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記駆動力源はエンジンであり、該エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路に動力伝達可能に連結された走行用電動機を更に備え、前記エンジンを用いて走行するエンジン走行と前記走行用電動機を用いて走行するモータ走行とが切り換えられるものであって、
前記車両状態は、前記エンジンの運転状態により変化させられるものであり、
前記モータ走行中での前記変速部のアップシフト時は前記所定のイナーシャキャンセルトルクを増大し、前記モータ走行中での前記変速部のダウンシフト時は前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する一方で、前記エンジン走行中での前記変速部の変速時は前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更しないことを特徴とする請求項1乃至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。 - 前記駆動力源はエンジンであって、
前記車両状態は、前記エンジンの始動要求の有無により変化させられるものであり、
前記変速部のダウンシフトの際に、前記エンジンの始動要求が有るときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減する一方で、前記エンジンの始動要求が無いときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更しないことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記電気式差動部の各回転要素の回転速度に基づいて前記所定のイナーシャキャンセルトルクを変更することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記変速部の変速の際に前記差動用電動機の回転速度及び前記電気式差動部の差動回転速度の少なくとも一方が所定の許容限界回転速度を超えると判断されたときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを低減することを特徴とする請求項7に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
- 前記駆動力源はエンジンであって、
前記変速部のダウンシフトの際に前記エンジンの回転速度が所定の過回転速度を超えると判断されたときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを増大することを特徴とする請求項7又は8に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記駆動力源はエンジンであって、
前記変速部のアップシフトの際に前記エンジンの回転速度が所定の自律回転速度以上を維持できないか或いは逆回転となると判断されたときは前記所定のイナーシャキャンセルトルクを増大することを特徴とする請求項7乃至9の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009005235A JP2010162962A (ja) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009005235A JP2010162962A (ja) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010162962A true JP2010162962A (ja) | 2010-07-29 |
Family
ID=42579498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009005235A Pending JP2010162962A (ja) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010162962A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012153321A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Nissan Motor Co Ltd | 電動車両の制御装置 |
-
2009
- 2009-01-13 JP JP2009005235A patent/JP2010162962A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012153321A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Nissan Motor Co Ltd | 電動車両の制御装置 |
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