ハイブリッド車両の制御装置
【課題】エンジンの動作点の移動及び機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する。
【解決手段】エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、3つの回転要素CA0,S0,R0のうちの1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワー(例えばエンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーが大きくされるので、3つの回転要素CA0,S0,R0の回転速度の回転方向に拘わらず変速中のパワー収支を安定させることができる。よって、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。
【解決手段】エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、3つの回転要素CA0,S0,R0のうちの1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワー(例えばエンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーが大きくされるので、3つの回転要素CA0,S0,R0の回転速度の回転方向に拘わらず変速中のパワー収支を安定させることができる。よって、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、差動機構を有する電気式変速機構と機械式変速機構とを直列に備えるハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、電気式変速機構と機械式変速機構とを同時に変速制御する際の技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えて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変速機構と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを備えるハイブリッド車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用動力伝達装置の制御装置がそれである。また、このようなハイブリッド車両において、好適な変速制御を実現する為の技術が種々提案されている。例えば、特許文献1には、走行用電動機のトルク制御によって機械式変速機構(自動変速部)の入力軸回転速度を変化させているときにその走行用電動機の出力が制限される場合には、エンジンの動力にて差動用電動機を発電させて走行用電動機の出力制限を解除する方向に制御することにより、変速ショックや変速進行の遅延を低減することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−166643号公報
【特許文献2】特開2009−154724号公報
【特許文献3】特開2009−096363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、上記特許文献1に記載された技術は、蓄電装置に係る放電量制限に応じてエンジントルクを上昇させて発電を行うものであり、結果的に、エンジン動作点(例えばエンジントルクとエンジン回転速度とで定められるエンジン運転点)の変化は成り行きとなるものである。一方、燃費向上等の理由からエンジン動作点を管理するニーズが高い為にエンジン動作点を成り行きにはできず、また、比較的高トルク且つ回転方向のエンジン動作点移動を伴いながらすなわち電気式変速機構における変速を伴いながら、機械式変速機構における変速を行うといったような同時変速制御では、上記特許文献1に記載された技術のような多少の発電操作で動力の辻褄を合わせることができないという弊害があり、同時変速時における燃費の向上には限界があった。
【0005】
そこで、上記同時変速制御時には、パワーバランスを考慮しながら変速ショックを抑制して、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することが望まれる。例えば、アクセル踏増しに伴う機械式変速機構のダウンシフトとエンジンパワー増大要求を満たす為のエンジン動作点の高トルク、高回転速度側への移動とを同時に実行するパワーオンダウンシフトの場合、機械式変速機構のダウンシフトにより変速機入力軸(走行用電動機が連結される第3回転要素)の回転速度が引き上げられることに加え、機械式変速機構における駆動伝達パワー(出力パワー)に対するエンジンパワー(入力パワー)の余剰パワー分を差動機構の各回転要素の引き上げに使用し変速を進行させて、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ好適な変速を実現することが考えられる。ところで、アクセル踏増しに伴うパワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為された場合、機械式変速機構のダウンシフトとエンジンパワー減少要求を満たす為のエンジン動作点の低トルク、低回転速度側への移動とが実行される可能性がある。その為、機械式変速機構のダウンシフトにより回転上昇する差動機構の第3回転要素とは反対に、その第3回転要素を除く他の各回転要素が引き下げられる(或いは第3回転要素を除く他の1つの回転要素が引き下げられる)ことになり、上記余剰パワー分を差動機構の各回転要素の引き上げに使用して変速を進行させるということが成立しなくなる可能性がある。そうすると、パワーバランスが崩れて(換言すれば狙いのバッテリ充放電収支を保持できず)燃費が悪化したり、変速ショックが増大したり、或いは差動機構の各回転要素を目標回転速度に収束し難くなって変速応答性が安定しない可能性がある。尚、このような課題は未公知であり、電気式変速機構と機械式変速機構との同時変速を実行する過程で、燃費悪化を抑制することはもちろんのこと、変速ショックを抑制したり変速応答性を安定させたりして好適な変速を実現することについて未だ提案されていない。
【0006】
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、エンジンの動作点の移動及び機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができるハイブリッド車両の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】
【0007】
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) エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えて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変速機構と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを有する車両用動力伝達装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、前記3つの回転要素のうちの1つの回転数が他の回転数と変化方向が異なる場合には、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構が前記駆動輪側へ伝達する出力パワーに相当する駆動伝達パワーを大きくすることにある。
【発明の効果】
【0008】
このようにすれば、前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、前記3つの回転要素のうちの1つの回転数が他の回転数と変化方向が異なる場合には、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構が前記駆動輪側へ伝達する出力パワーに相当する駆動伝達パワーが大きくされるので、前記3つの回転要素の回転数の回転方向に拘わらず変速中のパワー収支を安定させることができる。例えば、パワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為された場合やアクセル踏込み量の比較的小さなパワーオンダウンシフトの場合、第3回転要素を除く他の少なくとも1つの回転要素が引き下げられると機械式変速機構における駆動伝達パワーに対するエンジンパワーの余剰パワー分により差動機構の各回転要素を引き上げて変速を進行させるということが成立しなくなることに対して、この変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフトとは反対に、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構における駆動伝達パワーが大きくされるので、変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフト時と同様に、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ変速ショックが抑制されたり差動機構の各回転要素を目標回転数に適切に収束させることができる。よって、エンジンの動作点の移動及び機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。
【0009】
ここで、好適には、前記エンジンの出力トルクを低下させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることにある。このようにすれば、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0010】
また、好適には、前記機械式変速機構は、係合装置の係合により変速段が形成される変速機であり、前記係合装置のトルク容量を増加させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることにある。このようにすれば、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0011】
また、好適には、前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う場合は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とするものである。このようにすれば、変速中のパワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが適切に実行される。
【0012】
また、好適には、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とする制御は、その第1回転要素、その第2回転要素、及びその第3回転要素の変速後の各目標回転数と現時点の各実回転数との各差分値をそれぞれ算出し、その回転要素の各回転数時間変化率の相互間の比を、その回転要素の各差分値の相互間の比と等しくする制御である。このようにすれば、回転要素における各変速進行度を同一とする制御が適切に実行され、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが確実に実行される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明が適用されるハイブリッド車両を説明する図である。
【図2】車両用動力伝達装置に備えられた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る。
【図3】車両用動力伝達装置に備えられた自動変速機を構成している遊星歯車装置についての各回転要素の相互関係を表す共線図である。
【図4】電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図5】エンジンの動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う制御について説明する図である。
【図6】エンジンの動作点の移動及び有段変速部の変速制御を同時に行う制御の一例を示すタイムチャートである。
【図7】エンジンの動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う制御について説明する図であって、図5とは別の態様を示す一例である。
【図8】電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図9】図8のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。
【図10】電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図8のフローチャートとは別の実施例である。
【図11】図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明において、好適には、前記機械式変速機構は、例えば1組或いは複数組の遊星歯車装置の回転部材が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2段、前進3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作動させる為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であるエンジンにより回転駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、エンジンとは別に配設された専用の電動モータなどで回転駆動されるものでも良い。
【0015】
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、例えば電磁弁装置としてのリニアソレノイドバルブの出力油圧を直接的に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(変速制御弁)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、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。
【0016】
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アであり、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。
【0017】
また、好適には、前記車両用動力伝達装置の車両に対する搭載姿勢は、駆動装置の軸線が車両の幅方向となるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両などの横置き型でも、駆動装置の軸線が車両の前後方向となるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車両などの縦置き型でも良い。
【0018】
また、好適には、前記エンジンと前記差動機構とは作動的に連結されればよく、例えばエンジンと差動機構との間には、脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)、直結クラッチ、ダンパー付直結クラッチ、或いは流体伝動装置などが介在させられるものであってもよいが、エンジンと差動機構とが常時連結されたものであってもよい。また、流体伝動装置としては、ロックアップクラッチ付トルクコンバータやフルードカップリングなどが用いられる。
【0019】
また、好適には、前記エンジンとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が広く用いられる。さらに、補助的な走行用の駆動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。
【0020】
尚、本明細書で「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、本明細書では、「回転数」とは、「単位時間当たりの回転数」すなわち「回転速度(rpm)」を意味している。例えば、エンジンの回転数はエンジンの回転速度を、回転数時間変化率は回転速度時間変化率をそれぞれ意味している。
【0021】
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。
【実施例1】
【0022】
図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両(以下、車両)10を説明する図である。この図1に示す車両10は、主動力源としてのエンジン12から出力される動力を差動用電動機としての第1電動機MG1と出力回転部材としての伝達部材14とに分配する動力分配機構16と、伝達部材14に作動的に(動力伝達可能に)連結された走行用電動機としての第2電動機MG2と、動力分配機構16(伝達部材14)と駆動輪22との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構としての自動変速機18とを有する車両用動力伝達装置(以下、動力伝達装置)11を備えて構成されている。この動力伝達装置11は、FR(フロントエンジン・リアドライブ)車両等に好適に用いられるものであって、エンジン12や第2電動機MG2から出力されるトルクが伝達部材14に伝達され、その伝達部材14から自動変速機18や差動歯車装置20を介して左右一対の後輪(駆動輪)22にトルクが伝達されるようになっている。尚、動力伝達装置11は、その中心線に対して対称的に構成されているため、図1ではそれらの半分を省略して示している。
【0023】
また、車両10には、例えば動力伝達装置11の各種制御を実行する制御装置を含む電子制御装置50が備えられている。この電子制御装置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12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18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子制御装置(E−ECU)、モータジェネレータ制御用電子制御装置(MG−ECU)、変速制御用電子制御装置(T−ECU)等に分けて構成される。
【0024】
エンジン12は、車両10の主動力源であり、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン12は、例えば前記エンジン制御用電子制御装置(E−ECU)によってスロットル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電気的に制御されることにより、エンジン12の出力トルク(エンジントルク)Teが制御されるようになっている。
【0025】
第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能のうち少なくとも一方を備えた例えば同期電動機であって、好適には、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、例えばインバータ24を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電装置26に接続されており、前記モータジェネレータ制御用電子制御装置(MG−ECU)によってそのインバータ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(MG1トルクTg、MG2トルクTm)が制御されるようになっている。
【0026】
動力分配機構16は、サンギヤS0と、そのサンギヤS0に対して同心円上に配置されたリングギヤR0と、それらサンギヤS0及びリングギヤR0に噛み合うピニオンギヤP0を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA0とを三つの回転要素(回転部材)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。この遊星歯車装置は、エンジン12及び自動変速機18と同心に設けられている。また、動力伝達装置11において、エンジン12のクランク軸28は、ダンパ30を介して動力分配機構16のキャリアCA0に連結されている。これに対してサンギヤS0には第1電動機MG1が連結され、リングギヤR0には伝達部材14が連結されている。動力分配機構16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している。
【0027】
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S0の回転速度、キャリアCA0の回転速度、及びリングギヤR0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の歯車比ρ=サンギヤS0の歯数Zs/リングギヤR0の歯数Zr)となるように設定されたものである。斯かる動力分配機構16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S0に入力されると、出力要素となっているリングギヤR0には正回転にて正トルクとなる出力トルクTOUTが現れる。このとき、正回転にて負トルクを発生する第1電動機MG1は発電機として機能する。すなわち、エンジン12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S0と第2電動機MG2が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第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動力分配機構16を備えてその第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17(図1参照)が構成される。つまり、エンジン12が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に動力伝達可能に連結された差動用電動機としての第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機17が構成される。従って、電気式無段変速機17は、その変速比γ0(=エンジン12の回転速度NE/伝達部材14の回転速度N14)を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させられる。そして、エンジン12の動力は、この電気式無段変速機17を介して伝達部材14に伝達される。
【0028】
また、この電気式無段変速機17では、動力分配機構16の差動状態が制御されることにより、リングギヤR0の回転速度(伝達部材14の回転速度N14)が一定であるとき、第1電動機MG1の回転速度(以下、第1電動機回転速度)NMG1を上昇或いは下降させることで、エンジン12の回転速度(以下、エンジン回転速度)NEを連続的に(無段階に)変化させることができる。図2の破線は第1電動機回転速度NMG1を実線に示す値から下げたときにエンジン回転速度NEが低下する状態を示している。また、第1電動機MG1を制御することで動力分配機構16が無段変速機として機能させられることにより、例えば燃費が最もよいエンジン12の動作点(例えばエンジン回転速度NEとエンジントルクTeとで定められるエンジン12の運転点;以下、エンジン動作点という)に沿ってエンジン12を作動させることができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式或いはスプリットタイプと称される。
【0029】
図1に戻って、自動変速機18は、電気式無段変速機17(電気式無段変速機17の出力回転部材である伝達部材14)と駆動輪22との間の動力伝達経路に直列に設けられたものであり、例えば回転要素が相互に連結された2つの遊星歯車装置31、32を主体として構成されている。すなわち、サンギヤS1、リングギヤR1、及びピニオンギヤP1を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA1を三つの回転要素として備える公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置31と、サンギヤS2、リングギヤR2、及びピニオンギヤP2を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA2を三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置32とを備え、キャリアCA1とリングギヤR2とが相互に連結されると共に、リングギヤR1とキャリアCA2とが相互に連結されている。また、サンギヤS2が伝達部材14に連結されると共に、リングギヤR1及びキャリアCA2が変速機出力軸19に連結されている。従って、サンギヤS2(つまり伝達部材14)は自動変速機18の入力回転部材として機能し、リングギヤR1及びキャリアCA2は自動変速機18の出力回転部材として機能する。
【0030】
また、自動変速機18には、自動変速機18においてそれぞれ変速比の異なる複数の変速段を選択的に成立させる為の複数の係合装置(係合要素)が設けられている。すなわち、自動変速機18には、サンギヤS1を選択的に固定する為にそのサンギヤS1と非回転部材であるハウジング33との間に設けられた第1ブレーキB1と、相互に連結されたキャリアCA1及びリングギヤR2を選択的に固定する為にそれらキャリアCA1及びリングギヤR2とハウジング33との間に設けられた第2ブレーキB2とが設けられている。これら第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2は摩擦力によって制動力を生じる所謂摩擦係合装置であって、好適には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の油圧式摩擦係合装置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為のものである。そして、これら第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を作動させる為の図示しない油圧制御回路から供給される作動油の油圧(係合圧)に応じて第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の各トルク容量すなわちクラッチトルク(係合トルク)Tb1及びTb2が連続的に変化するように構成されている。
【0031】
以上のように構成された自動変速機18では、第1ブレーキB1が係合させられると、自動変速機18の変速比γAT(=伝達部材14の回転速度N14/変速機出力軸19の回転速度NOUT)が「1」より大きい変速比γAThの高速段Hが達成される。また、第1ブレーキB1に替えて第2ブレーキB2が係合させられると、自動変速機18の変速比γATがその高速段Hの変速比γAThより大きい変速比γATlの低速段Lが達成される。このように、自動変速機18は、油圧式摩擦係合装置への作動油の給排を制御することにより変速段が成立させられる、すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と解放とにより変速段が切り替えられる機械式変速機構である。上記変速段H及びLの間での変速は、車速や要求駆動力関連値(目標駆動力関連値)等の走行状態に基づいて実行される。より具体的には、前記変速制御用電子制御装置(T−ECU)によって、変速段を選択する為の変速線を有する予め求められて記憶された公知の関係(変速線図、変速マップ)から実際の走行状態に基づいて何れかの変速段を成立させられるようになっている。尚、前記要求駆動力関連値における駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するものであって、駆動輪22での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速機18の出力トルク(変速機出力トルク)TOUT、エンジントルクTe、車両加速度であってもよい。また、要求駆動力関連値は、例えばアクセル開度(或いはスロットル弁開度、吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)に基づいて決定される駆動力関連値の要求値(目標値)であるが、アクセル開度等がそのまま用いられても良い。
【0032】
図3は、自動変速機18を構成している遊星歯車装置31,32についての各回転要素の相互関係を表す為に4本の縦軸S2、縦軸R1,CA2、縦軸CA1,R2、及び縦軸S1を有する共線図を示している。これら縦軸S2、縦軸R1,CA2、縦軸CA1,R2、及び縦軸S1は、サンギヤS2の回転速度、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、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、及びサンギヤS1の回転速度をそれぞれ示すものである。この共線図に示すように、自動変速機18では、第2ブレーキB2によってキャリアCA1及びリングギヤR2が固定されると、低速段Lが形成され、伝達部材14におけるトルク(m軸上のトルク)すなわち変速機入力トルクTATがそのときの変速比γATlに応じて増大されて変速機出力軸19に伝達される。これに替えて、第1ブレーキB1によって第1サンギヤS1が固定されると、低速段Lの変速比γATlよりも小さい変速比γAThを有する高速段Hが形成される。この高速段Hにおける変速比も「1」より大きいので、変速機入力トルクTATがその変速比γATlに応じて増大させられて変速機出力軸19に伝達される。尚、各変速段L、Hが定常的に形成されている状態では、変速機出力軸19に伝達されるトルクは、変速機入力トルクTATを各変速比に応じて増大させたトルクとなるが、自動変速機18の変速過渡状態では各ブレーキB1,B2でのトルク容量や回転速度変化に伴う慣性トルク等の影響を受けたトルクとなる。
【0033】
図1に戻り、電子制御装置50には、例えばアクセルペダル34の操作量であるアクセル操作量(アクセル開度)Accを検出する為のアクセル開度センサAS、ブレーキペダル36の操作を検出する為のブレーキセンサBS、シフトレバー38の操作位置(シフトポジション)PSHを検出する為の操作位置センサSS、作動油の温度(作動油温)THOILを検出する為の油温センサTS、車速Vに対応する変速機出力軸19の回転速度(以下、変速機出力軸回転速度)NOUTを検出する為の出力回転速度センサNOS、エンジン回転速度NEを検出する為のエンジン回転速度センサNES、第1電動機回転速度NMG1を検出する為の第1電動機回転速度センサNM1S、第2電動機MG2の回転速度(以下、第2電動機回転速度)NMG2を検出する為の第2電動機回転速度センサNM2S、蓄電装置26の温度(蓄電装置温度)THbatや充電電流又は放電電流(充放電電流或いは入出力電流)Icdや電圧(蓄電装置電圧)Vbatを検出する為のバッテリ状態検出センサBATS等からの検出信号が供給されるようになっている。尚、上記蓄電装置温度THbat、充放電電流Icd、及び蓄電装置電圧Vbatに基づいて蓄電装置26の充電容量(充電状態、充電レベル)SOCが算出される。
【0034】
図4は、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。図4において、変速制御部すなわち変速制御手段52は、電気式無段変速機17及び自動変速機18による変速を制御する。すなわち、変速制御手段52は、予め定められた関係から車両10の走行状態例えば車速V及びアクセル操作量Acc等に応じて第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御することにより電気式無段変速機17の変速比γ0を無段階に変化させる無段変速制御を行う。また、変速制御手段52は、予め定められた公知の関係(変速線図、変速マップ)から車両10の走行状態例えば車速V及びアクセル操作量Acc等に応じて自動変速機18において高速段H又は低速段Lを選択的に成立させる有段変速制御を行う。例えば、変速制御手段52は、低速段Lから高速段Hへの変速動作を判断した場合、不図示の油圧制御回路を介して第1ブレーキB1を係合させると共に第2ブレーキB2を解放させるようにそれらブレーキB1,B2の油圧アクチュエータを制御する。また、変速制御手段52は、高速段Hから低速段Lへの変速動作を判断した場合、油圧制御回路を介して第1ブレーキB1を解放させると共に第2ブレーキB2を係合させるようにそれらブレーキB1,B2の油圧アクチュエータを制御する。
【0035】
ここで、本実施例の変速制御手段52は、必要に応じて電気式無段変速機17及び自動変速機18による変速制御を同時に実行する。すなわち、変速制御手段52は、予め定められた関係から車両10の走行状態に応じて、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御することにより電気式無段変速機17の変速比γ0を無段階に変化させる無段変速制御及び自動変速機18において高速段H又は低速段Lを選択的に成立させる有段変速制御を同時に(併行して)実行する。つまり、変速制御手段52は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に実行する。そのようなエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う制御に関して、変速制御手段52は、回転勾配比算出部すなわち回転勾配比算出手段54、エンジントルク値取得部すなわちエンジントルク値取得手段56、クラッチトルク値取得部すなわちクラッチトルク値取得手段58、パワー収支目標値取得部すなわちパワー収支目標値取得手段60、回転勾配目標値算出部すなわち回転勾配目標値算出手段62、及びMG必要トルク算出部すなわちMG必要トルク算出手段64を含んでいる。
【0036】
図5に示すように、動力伝達装置11におけるエンジン動作点の移動に際しては、予め定められたエンジン12の燃費効率(最適燃費率)に基づいてそのエンジン12から必要なパワーが出力されるようにエンジントルクTe及びエンジン回転速度NEが変更される。この際、例えば比較的高いエンジントルクTeを必要とする走行条件において、燃費等の要請からエンジン動作点を管理する必要性が大きくなり、エンジン動作点を成り行きにできない状態において、好適な制御を実現することが望まれる。更に、比較的要求トルクが高く且つ回転方向のエンジン動作点移動を伴いながら自動変速機18における変速を行うといったような不安定な状態における変速制御では、動力の辻褄を合わせ難いという問題がある。すなわち、比較的高いエンジントルクTeを必要とする走行条件においてエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御が同時に行われる場合、比較的大きな動力を伝達しながらの変速になるので、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の動力もそれに応じて大きくなり、単にエンジントルクアップによる発電量で辻褄を合わせようとするとエンジン動作点がトルク方向に大きくずれることになる。更に、そのエンジン動作点のずれは、パワー収支の動きに応じて成り行き任せで動いてしまうおそれがある。従って、このような変速においては、電気式無段変速機17及び自動変速機18から成る変速機構全体でのエネルギ収支等を予め見込んで、全体でのバランスを考えた変速制御を行うことが望ましい。本実施例の変速制御手段52は、回転勾配比算出手段54、エンジントルク値取得手段56、クラッチトルク値取得手段58、パワー収支目標値取得手段60、回転勾配目標値算出手段62、及びMG必要トルク算出手段64を介して斯かる変速制御を実現する。尚、図5における同時変速制御は、例えばアクセル踏増しによる自動変速機18のキックダウンと、アクセル踏増しに伴う目標パワーの増大に対応してエンジンパワーを引き上げる為のエンジン最適燃費線に沿ったエンジン動作点の移動とが並行して実行される変速制御が想定される。
【0037】
図6は、変速制御手段52によるエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程(例えばイナーシャ相中の回転変化を伴う変速過渡期)で実行する本実施例の第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転速度制御の一例を示すタイムチャートであり、自動変速機18の変速段が高速段Hから低速段Lへ切り替えられるダウン変速制御に対応する。尚、この図6に示す第1ブレーキB1のクラッチトルク(係合トルク)Tb1及び第2ブレーキB2のクラッチトルク(係合トルク)Tb2は、m軸上に換算した値である。
【0038】
図6に示す制御においては、先ず、時点t1において、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う制御の開始が判定される。そして、変速制御手段52による変速制御が実行され、エンジントルクTeが漸増させられると共にMG1トルクTg及びMG2トルクTmが所定値(図6においては略零)まで増加させられる。また、解放側係合装置すなわち第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1が所定値まで減少させられてその所定値にて低圧待機させられ、その後零に向かって漸減させられる。また、第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1が零に向かって漸減させられるときに合わせて、係合側係合装置すなわち第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2の増加が開始される。すなわち、第2ブレーキB2の係合が開始される。また、このようなエンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2、及び第1ブレーキB1の制御に伴い、第2回転要素RE2であるサンギヤS0(MG1)に対応するm軸、第1回転要素RE1であるキャリアC0(エンジン12)に対応するe軸、及び第3回転要素RE3であるリングギヤR0(MG2)に対応するg軸の回転速度が漸増させられる。
【0039】
続いて、第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1が零まで漸減させられると共に、第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2が所定値まで増加させられる。また、MG1トルクTgが所定値まで減少させられると共に、MG2トルクTmが所定値まで増加させられる。このような第1電動機MG1、第2電動機MG2、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2の制御に伴い、m軸、e軸、及びg軸の回転速度がそれぞれの目標値(変速後の目標回転速度)に到達する。そして、第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2が所定値まで減少させられて変速後の目標クラッチトルク値とされる。また、MG1トルクTgが所定値まで増加させられると共に、MG2トルクTmが所定値まで低下させられて共に変速後の目標トルクとされ、時点t2にて一連の同時変速制御が終了させられる。尚、図6に示す制御においては、m軸、e軸、及びg軸の各回転速度が吹き上がった後に目標値(変速後の目標回転速度)に収束させられる。また、図6に示す制御においてはパワー収支値の目標値を例えば零としているが、実際の制御においては多少のずれを生じるため、狙いである零を中心として若干パワー収支が変動している。
【0040】
図6に示すように、自動変速機18において高速段Hから低速段Lへの変速が行われる場合には、第1ブレーキB1が解放されると共に第2ブレーキB2が係合される。また、低速段Lから高速段Hへの変速が行われる場合には、第2ブレーキB2が解放されると共に第1ブレーキB1が係合される。すなわち、自動変速機18においては、高速段Hから低速段Lへの変速、及び低速段Lから高速段Hへの変速の何れにおいても、解放側係合装置を解放させると共に係合側係合装置を係合させる所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる。このようなクラッチ・ツウ・クラッチ変速においては、変速ショックを抑制する為、係合装置の掴み替えは各回転要素の回転速度が同期回転速度(目標回転速度)を過ぎているタイミングで実行される場合が考えられ、図6に示す制御においてもそのようになっている。
【0041】
以下、図6に示す変速制御について詳しく説明する。変速制御手段52による変速制御において、回転勾配比算出手段54は、動力分配機構16における3つの回転要素すなわち第2回転要素RE2であるサンギヤS0(MG1)、第1回転要素RE1であるキャリアC0(エンジン12)、及び第3回転要素RE3であるリングギヤR0(MG2)の各回転勾配の相互間の比(回転勾配比)、すなわち第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの実際の回転数時間変化率すなわち回転速度時間変化率dω/dt(図面乃至数式においては時間微分すなわち時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ)の相互間の比(回転速度時間変化率比)を算出する。具体的には、回転勾配比算出手段54は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合において、変速後の第2回転要素RE2の目標回転速度(同期回転速度)すなわち第1電動機MG1の目標回転速度ωgaimと現時点における実際の回転速度(以下、実回転速度)ωgとの差分値Δωg(=ωgaim−ωg)、変速後の第1回転要素RE1の目標回転速度(同期回転速度)すなわちエンジン12の目標回転速度ωeaimと現時点における実回転速度ωeとの差分値Δωe(=ωeaim−ωe)、及び変速後の第3回転要素EW3の目標回転速度(同期回転速度)すなわち第2電動機MG2の目標回転速度ωmaimと現時点における実回転速度ωmとの差分値Δωm(=ωmaim−ωm)を算出する。そして、それら各差分値Δωg,Δωe,Δωmの相互間の比すなわち差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出する。また、回転勾配比算出手段54は、第2回転要素RE2の回転勾配としての回転速度時間変化率dωg/dt、第1回転要素RE1の回転速度時間変化率dωe/dt、及び第3回転要素RE3の回転速度時間変化率dωm/dtを算出し、それら各回転速度時間変化率dωg/dt,dωe/dt,dωm/dtの相互間の比すなわち回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出する。
【0042】
エンジントルク値取得手段56は、現時点におけるエンジントルクTeを取得する。例えば、エンジントルク値取得手段56は、予め定められた公知の関係(エンジントルクマップ)から、実際のエンジン回転速度NE及び図示しない電子スロットル弁のスロットル弁開度θTH等の値に基づいてエンジントルクTeを算出する。尚、例えばトルクセンサ等により実際のエンジントルクTeを検出するものであっても良い。
【0043】
クラッチトルク値取得手段58は、自動変速機18に備えられた係合装置すなわち第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の現時点における各クラッチトルクTb1,Tb2を取得する。例えば、予め定められた公知の関係(係合トルク特性)から、現時点における第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の各油圧指令値(例えば図示しない油圧制御回路における電磁制御弁の出力圧指令値)に基づいて各クラッチトルク値Tb1,Tb2を算出する。そして、クラッチトルク値取得手段58は、各クラッチトルクTb1,Tb2の合算値としてm軸上に換算したクラッチトルク値Tbを取得する。尚、例えば上記油圧制御回路に備えられた油圧センサにより第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2にそれぞれ供給される作動油の実際の油圧を検出するものであっても良い。
【0044】
パワー収支目標値取得手段60は、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値(すなわち蓄電装置26の充電量(バッテリ充電量))ΔPaimを取得する。例えば、予め定められた関係から、車両10の走行状態及び動力伝達装置11に備えられた蓄電装置26の充電容量SOC等に基づいてパワー収支目標値ΔPaimを算出する。このパワー収支目標値ΔPaimは、例えば−30[kw]〜30[kw]の範囲内の値をとるものであり、好適には零(±0[kw])であるが、蓄電装置26に対する充電要求があった場合には5[kw]程度、放電要求があった場合には−5[kw]程度といったように、システムの充放電状況に応じて適宜定められる。
【0045】
回転勾配目標値算出手段62は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。すなわち、回転勾配目標値算出手段62は、サンギヤS0(MG1)の回転速度時間変化率dωg/dt、キャリアC0(エンジン12)の回転速度時間変化率dωe/dt、及びリングギヤR0(MG2)の回転速度時間変化率dωm/dtそれぞれの制御の狙い値となる各目標値を算出する。具体的には、回転勾配目標値算出手段62は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合において、変速中の少なくとも一定期間、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度変化勾配の相互間の比が、現時点における実回転速度から目標回転速度までの各差分値(回転速度変化量)の相互間の比、若しくはそれに準じて算出される値と等しくなるように制御する。すなわち、回転勾配比算出手段54により算出される回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmと、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtとが等しくなるように、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。
【0046】
より具体的には、回転勾配目標値算出手段62は、回転要素RE1,RE3における差分値比が次式(1)で表される場合、回転要素RE1,RE3における回転速度時間変化率比が次式(2)を満たすように制御する。すなわち、回転勾配目標値算出手段62は、次式(3)を満たすように各回転要素RE1,RE2,RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。尚、回転要素RE1,RE3における回転速度時間変化率比が次式(2)を満たすように規定されれば、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の2つの回転速度が決まれば他の1つが決められるという3回転要素の相互間の関係から動力分配機構16の歯車比ρに基づいて次式(2)、(3)を満たす回転要素RE2の回転速度時間変化率dωg/dtが算出される。
【0047】
【数1】
【数2】
【数3】
【0048】
加えて、回転勾配目標値算出手段62は、上記式(1)−(3)に基づく回転速度時間変化率dω/dtの目標値の算出は、変速中のエンジン12の出力パワー(エンジンパワー)、クラッチ伝達パワー(クラッチパワー)、狙いとするパワー収支値、及び慣性仕事率の釣合計算に基づいて行う。すなわち、回転勾配目標値算出手段62は、予め定められた関係から、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmに対応する(すなわちその比に等しい)回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dt、変速中におけるエンジンパワー、自動変速機18に備えられた係合装置(すなわち第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)のクラッチパワーすなわちブレーキB1,B2による駆動伝達パワー、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支値の目標値ΔPaim、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。
【0049】
回転勾配目標値算出手段62は、例えば前記式(2)を満たすと共に次式(4)を満たす第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。この式(4)の下段左辺において、第1項に係るTe・ωeはエンジンパワーに、第2項に係るTb・ωmはブレーキB1,B2による駆動伝達パワー(換言すれば駆動系が消費するパワー)に、第3項に係るIg・dωg/dt・ωg+Ie・dωe/dt・ωe+Im・dωm/dt・ωmは各回転要素RE1,RE2,RE3のイナーシャの引き上げに使用されるパワーにそれぞれ対応する。尚、上記クラッチトルクTbは、例えば自動変速機18の変速に係る係合装置のクラッチトルクに対応するものであり、m軸上に換算した変速過渡中の第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1と第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2との合算トルク(=Tb1+Tb2)である。従って、ブレーキB1,B2による駆動伝達パワーは、ブレーキB1,B2のクラッチトルク(上記合算トルク)により自動変速機18において駆動輪22側へ伝達されるクラッチパワーであって、自動変速機18が駆動輪22側へ伝達する出力パワーすなわち自動変速機18を介して駆動輪22側へ伝達されるパワーに相当する自動変速機18における駆動伝達パワーである。
【0050】
【数4】
【0051】
MG必要トルク算出手段64は、回転勾配目標値算出手段62により算出された第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を実現する第1電動機MG1及び第2電動機MG2のトルクを算出する。例えば、MG必要トルク算出手段64は、回転勾配目標値算出手段62により算出された第2回転要素(MG1)の回転速度時間変化率dωg/dtの目標値、第1回転要素(エンジン12)の回転速度時間変化率dωe/dtの目標値、第3回転要素(MG2)の回転速度時間変化率dωm/dtの目標値、エンジントルク値取得手段56により取得されたエンジントルク値Te、及びクラッチトルク値取得手段58により取得されたクラッチトルク値Tb(m軸上換算値)に対して、次式(5)に示す運動方程式を満たすMG1トルクTg及びMG2トルクTmを求める。また、変速制御手段52は、上述のようにして算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmが実現されるように第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御する。
【0052】
【数5】
【0053】
以上に説明したように、変速制御手段52による変速制御においては、(a;回転勾配比算出手段54)回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出し、(b;エンジントルク値取得手段56)現時点におけるエンジントルク値Teを取得し、(c;クラッチトルク値取得手段58)第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の現時点におけるクラッチトルク値Tbを取得し、(d;パワー収支目標値取得手段60)第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimを取得し、(e;回転勾配目標値算出手段62)上記(a)−(d)において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を算出し、(f;MG必要トルク算出手段64)上記(e)において算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmを算出し、(g;変速制御手段52)上記(f)で算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力する。すなわち、上記(a)−(g)の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度(変化具合)を同一とするように、各回転要素の回転を制御する。
【0054】
ここで、図5に示すようなエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行うパワーオンダウンシフトにおいて、自動変速機18のダウンシフトによりm軸の回転速度が引き上げられることに加え、自動変速機18における駆動伝達パワーに対するエンジンパワーの余剰パワー分を動力分配機構16の各回転要素RE1,RE2,RE3の引き上げに使用して変速を進行させる場合、前記式(4)のパワーバランス式は、下段左辺の第3項に係るIg・dωg/dt・ωg+Ie・dωe/dt・ωe+Im・dωm/dt・ωmが正になることを前提とすることで、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ好適な変速を実現している。具体的には、前記式(4)に対して、前記式(2)及び次式(6)を規定し、動力分配機構16を1つの系と見なしたときの慣性項(すなわち等価慣性項)Igemを整理すれば、前記式(4)は、次式(7)と表すことができる(ρは動力分配機構16の歯車比ρ)。そして、次式(7)は、ダウンシフトの場合には、第3項に係る括弧内の等価慣性項Igemが第3回転要素RE3の回転速度時間変化率dωm/dtと同じ正となることを前提とするものである。
【0055】
【数6】
【数7】
【0056】
ところで、例えばアクセル踏増しに伴うパワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為されると、図7の実線に示すように、自動変速機18のダウンシフトとエンジンパワーの減少要求を満たす為のエンジン動作点の低トルク、低回転速度側への移動とを実行する場合がある。また、アクセル踏増しが比較的小さなダウンシフトであると、図7の破線に示すように、自動変速機18のダウンシフトとエンジン動作点の移動量が比較的小さな移動(例えばg軸の回転速度を低下させてしまう程度のエンジン回転速度NEの上昇変化)とを実行する場合がある。その為、自動変速機18のダウンシフトにより回転上昇する第3回転要素RE3とは反対に、第3回転要素RE3を除く他の少なくとも1つの回転要素が引き下げられることになり、エンジンパワーの余剰パワー分を動力分配機構16の各回転要素RE1,RE2,RE3の引き上げに使用して変速を進行させるということが成立しなくなる可能性がある。つまり、ダウンシフトの場合に、前記式(7)の等価慣性項Igemが第3回転要素RE3の回転速度時間変化率dωm/dtとは反対の負となり、狙いのパワー収支が実現できなかったり、動力分配機構16の各回転要素RE1,RE2,RE3を目標値に収束し難くなる可能性がある。そうすると、燃費が悪化したり、変速ショックが増大したり、或いは変速応答性が安定しなくなる可能性がある。
【0057】
そこで、本実施例の変速制御手段52は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程(例えばイナーシャ相中の回転変化を伴う変速過渡期)で、動力分配機構16の3つの回転要素RE1,RE2,RE3のうちの少なくとも1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワーとしてのエンジンパワーよりも自動変速機18における駆動伝達パワーを大きくする。例えば、変速制御手段52は、次式(8)を成立させる。見方を換えれば、変速制御手段52は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、前記式(7)における等価慣性項Igemと第3回転要素RE3(m軸)の回転速度時間変化率dωm/dtとの正負が異なる場合(例えば自動変速機18のダウンシフトのときに等価慣性項Igemが負となる場合)には、各回転要素RE1,RE2,RE3の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出するにあたり、次式(8)を成立させる。このようにすることで、各回転要素RE1,RE2,RE3の回転速度の変化方向に拘わらず、前記式(4)(或いは式(7))のパワーバランス式を成立させることができ、狙いのパワー収支を実現しつつ(バッテリ充放電収支を保持しつつ)、変速ショックを抑制したり、変速応答性を安定させられる。尚、次式(8)を成立させている変速中に、前記式(7)における等価慣性項Igemと第3回転要素RE3(m軸)の回転速度時間変化率dωm/dtとの正負が同一となった場合(例えば自動変速機18のダウンシフトのときに等価慣性項Igemが正となった場合)には、動力伝達装置11における入力パワーとしてのエンジンパワーよりも自動変速機18における駆動伝達パワーを小さくする。
【0058】
【数8】
【0059】
具体的には、図4に戻り、等価慣性項正負判定部すなわち等価慣性項正負判定手段66は、前記式(7)における等価慣性項Igemを演算して、その等価慣性項Igemが正値となるか負値となるかを判定する。変速制御手段52は、等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが正値となると判定された場合には、前述した例えば前記図5,6に示す変速制御を実行する。一方で、変速制御手段52は、等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが負値となると判定された場合には、例えば前記図7に示す変速制御を実行する。
【0060】
以下、例えば前記図7に示す変速制御について説明する。変速制御手段52による前記図7に対応する変速制御においては、前記図5,6に示す変速制御に対応する前記(a)−(g)の一連の処理における(b)−(e)の処理に替え、以下の(b′)−(e′)の処理が行われる。すなわち、(a;回転勾配比算出手段54)回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出し、(b′;クラッチトルク値取得手段58)第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の現時点におけるクラッチトルク値Tbを取得し、(c′;パワー収支目標値取得手段60)第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimを取得し、(d′;後述するエンジントルク指令値算出部すなわちエンジントルク指令値算出手段68)(b′)において得られたクラッチトルク値Tbを用いて前記式(8)を満たすエンジントルクTeの指令値を算出し、(e′;回転勾配目標値算出手段62)上記(a)、(b′)−(d′)において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を算出し、(f;MG必要トルク算出手段64)上記(b′)において取得されたクラッチトルク値Tb、上記(d′)において算出されたエンジントルクTe、及び上記(e′)において算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmを算出し、(g;変速制御手段52)上記(f)で算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力すると共に、(d′)で算出されたエンジントルクTeを実現する指令値を図示しない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へ出力する。すなわち、上記(a)、(b′)−(e′)、(f)、(g)の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転を制御する。
【0061】
エンジントルク指令値算出手段68は、エンジン12のエンジントルク指令値を算出する。具体的には、エンジントルク指令値算出手段68は、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及びクラッチトルク値取得手段58により取得されたクラッチトルク値Tbを用いて、前記式(8)を満たすエンジントルクTeを算出し、そのエンジントルク値Teをエンジントルク指令値として算出する。例えば、前記式(8)を満たすエンジントルクTeの範囲で、現在の実エンジントルクTeからの低下量が最小となるエンジントルクTeを算出する。これは、例えばエンジントルクTeによってイナーシャが変化し、変速時間が変わってしまう可能性があるからである。このように、本実施例では、例えばエンジントルクTeを等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが負値となると判定された時点での実エンジントルク値から低下させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする。
【0062】
図8は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現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。また、図9は、図8のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。尚、この図8のフローチャートにおけるスタート時点は、例えば自動変速機18のダウンシフトを実行する変速制御の開始が前提とされる。
【0063】
図8において、先ず、回転勾配比算出手段54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、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmが算出されると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtが算出される。次いで、等価慣性項正負判定手段66に対応するS20において、前記式(7)における等価慣性項Igemが演算されて、その等価慣性項Igemが正値となるか否かが判定される。このS20の判断が肯定される場合はエンジントルク値取得手段56に対応するS30において、エンジントルク値Teが取得される。次いで、クラッチトルク値取得手段58に対応するS40において、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2のクラッチトルク値Tb1,Tb2が取得され、それらクラッチトルクTb1,Tb2の合算値としてm軸上に換算されたクラッチトルク値Tbが取得される。次いで、パワー収支目標値取得手段60に対応するS50において、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimが取得される。次いで、回転勾配目標値算出手段62に対応するS60において、上記S10及び上記S30−S50にて得られた各値を用いて、前記式(2)及び前記式(4)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値が算出される。
【0064】
一方、上記S20の判断が否定される場合はクラッチトルク値取得手段58に対応するS70Aにおいて、上記S40と同様に、m軸上に換算されたクラッチトルク値Tbが取得される。次いで、パワー収支目標値取得手段60に対応するS80Aにおいて、上記S50と同様に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimが取得される。次いで、エンジントルク指令値算出手段68に対応するS90Aにおいて、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及び上記S70Aにて取得されたクラッチトルク値Tbを用いて、前記式(8)を満たすエンジントルク値Teがエンジントルク指令値として算出される。次いで、回転勾配目標値算出手段62に対応するS100Aにおいて、上記S10及び上記S70A−S90Aにて得られた各値を用いて、前記式(2)及び前記式(4)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値が算出される。
【0065】
上記S60或いは上記S100Aに次いで、MG必要トルク算出手段64に対応するS110において、上記S40或いは上記S70Aにて取得されたクラッチトルク値Tb、上記S30或いは上記S90Aにて取得(或いは算出)されたエンジントルク値Te、及び上記S60或いは上記S100Aにて算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmが算出され、その算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令が第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力される。尚、上記S100Aに次いでこのS110が実行される場合には、更に上記S90Aにて算出されたエンジントルク値Teを実現するエンジントルク指令値が図示しない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へ出力される。次いで、変速制御手段52に対応するS120において、変速終了であるか否かが判断される。このS120の判断が否定される場合は上記S20以下の処理が再び実行されるが、このS120の判断が肯定される場合はそれをもって本ルーチンが終了させられる。
【0066】
図9において、自動変速機18のダウンシフトによりm軸が回転上昇させられることに対して、e軸の回転上昇が小さい為にg軸が回転低下させられているが(例えば図7の破線の状態)、エンジントルクTeが一時的に低下させられてエンジンパワー(Te・ωe)が駆動伝達パワー(Tb・ωm)よりも小さくされるので、狙いのパワー収支が実現されて、変速が適切に進行させられている。
【0067】
上述のように、本実施例によれば、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、3つの回転要素RE1,RE2,RE3のうちの1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワー(例えばエンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーが大きくされるので、3つの回転要素RE1,RE2,RE3の回転速度の回転方向に拘わらず変速中のパワー収支を安定させることができる。例えば、パワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為された場合やアクセル踏込み量の比較的小さなパワーオンダウンシフトの場合、第3回転要素RE3を除く他の少なくとも1つの回転要素が引き下げられると自動変速機18における駆動伝達パワーに対するエンジンパワーの余剰パワー分により各回転要素RE1,RE2,RE3を引き上げて変速を進行させるということが成立しなくなることに対して、この変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフトとは反対に、入力パワーよりも駆動伝達パワーが大きくされるので、変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフト時と同様に、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ変速ショックが抑制されたり各回転要素RE1,RE2,RE3を目標回転速度に適切に収束させることができる。よって、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。
【0068】
また、本実施例によれば、エンジントルクTeを低下させることで、入力パワー(エンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーを大きくするので、入力パワーよりも駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0069】
また、本実施例によれば、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度を同一とするので、変速中のパワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが適切に実行される。
【0070】
また、本実施例によれば、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度を同一とする制御は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の変速後の各目標回転速度と現時点の各実回転速度との各差分値をそれぞれ算出し、その回転要素の各回転速度時間変化率の相互間の比を、その回転要素の各差分値の相互間の比と等しくする制御であるので、回転要素における各変速進行度を同一とする制御が適切に実行され、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが確実に実行される。
【0071】
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。
【実施例2】
【0072】
前述の実施例では、エンジントルクTeを低下させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくしたが、これに替えて或いは加えて、本実施例では、クラッチトルクTbを増加させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする。
【0073】
以下、例えば前記図7に示す変速制御の別の実施例について説明する。変速制御手段52による前記図7に対応する変速制御においては、前記図5,6に示す変速制御に対応する前記(a)−(g)の一連の処理における(b)−(e)の処理に替え、以下の(b″)−(e″)の処理が行われる。すなわち、(a;回転勾配比算出手段54)回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出し、(b″;エンジントルク値取得手段56)現時点におけるエンジントルク値Teを取得し、(c″;パワー収支目標値取得手段60)第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimを取得し、(d″;後述するクラッチトルク指令値算出部すなわちクラッチトルク指令値算出手段70)(b″)において得られたエンジントルク値Teを用いて前記式(8)を満たすクラッチトルクTbの指令値を算出し、(e″;回転勾配目標値算出手段62)上記(a)、(b″)−(d″)において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を算出し、(f;MG必要トルク算出手段64)上記(b″)において取得されたエンジントルク値Te、上記(d″)において算出されたクラッチトルクTb、及び上記(e″)において算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmを算出し、(g;変速制御手段52)上記(f)で算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力すると共に、(d″)で算出されたクラッチトルクTbを実現する指令値を図示しない油圧制御装置へ出力する。すなわち、上記(a)、(b″)−(e″)、(f)、(g)の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転を制御する。
【0074】
クラッチトルク指令値算出手段70は、自動変速機18に備えられた第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の係合トルク指令値を算出する。具体的には、クラッチトルク指令値算出手段70は、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及びエンジントルク値取得手段56により取得されたエンジントルク値Teを用いて、前記式(8)を満たすクラッチトルクTb(m軸上換算値)を算出し、そのクラッチトルク値Tbをクラッチトルク指令値として算出する。例えば、前記式(8)を満たすクラッチトルクTbの範囲で、現在の実クラッチトルクTbからの増加量が最小となるクラッチトルクTbを算出する。これは、例えばクラッチトルクTbによってイナーシャが変化し、変速時間が変わってしまう可能性があるからである。尚、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の掴み替えが為されていない期間においては上記クラッチトルク指令値が何れか一方の係合トルク指令値となるが、掴み替えが為されている期間においては、掴み替え期間の所定の係合パターンに基づいて両方の係合トルク指令値の合算値が上記クラッチトルク指令値となるように各々の係合トルク指令値が算出される。このように、本実施例では、例えばクラッチトルクTbを等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが負値となると判定された時点での実クラッチトルク値から増加させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする。
【0075】
図10は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図8のフローチャートとは別の実施例であり、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。また、図11は、図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。尚、この図10のフローチャートにおけるスタート時点は、例えば自動変速機18のダウンシフトを実行する変速制御の開始が前提とされる。
【0076】
図10のフローチャートは、図8のフローチャートにおける一点鎖線囲み部Aの各ステップが一点鎖線囲み部Bの各ステップに替わるだけである。以下、図10において図8と異なる一点鎖線囲み部Bについて主に説明する。
【0077】
図10の一点鎖線囲み部Bにおいて、前記S20の判断が否定される場合はエンジントルク値取得手段56に対応するS70Bにおいて、前記S30と同様に、エンジントルク値Teが取得される。次いで、パワー収支目標値取得手段60に対応するS80Bにおいて、前記S50と同様に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimが取得される。次いで、クラッチトルク指令値算出手段70に対応するS90Bにおいて、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及び上記S70Bにて取得されたエンジントルク値Teを用いて、前記式(8)を満たすクラッチトルク値Tbがクラッチトルク指令値として算出される。次いで、回転勾配目標値算出手段62に対応するS100Bにおいて、前記S10及び上記S70B−S90Bにて得られた各値を用いて、前記式(2)及び前記式(4)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値が算出される。
【0078】
前記S60或いは上記S100Bに次いで、MG必要トルク算出手段64に対応するS110において、前記S30或いは上記S70Bにて取得されたエンジントルク値Te、前記S40或いは上記S90Bにて取得(或いは算出)されたクラッチトルク値Tb、及び前記S60或いは上記S100Bにて算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmが算出され、その算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令が第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力される。尚、上記S100Bに次いでこのS110が実行される場合には、更に上記S90Bにて算出されたクラッチトルク値Tbを実現するクラッチトルク指令値が図示しない油圧制御回路へ出力される。
【0079】
図11において、自動変速機18のダウンシフトによりm軸が回転上昇させられることに対して、e軸の回転上昇が小さい為にg軸が回転低下させられているが(例えば図7の破線の状態)、クラッチトルクTbが一時的に増大させられてエンジンパワー(Te・ωe)が駆動伝達パワー(Tb・ωm)よりも小さくされるので、狙いのパワー収支が実現されて、変速が適切に進行させられている。
【0080】
上述のように、本実施例によれば、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、3つの回転要素RE1,RE2,RE3のうちの1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワー(例えばエンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーが大きくされるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
【0081】
また、本実施例によれば、クラッチトルクTbを増加させることで、入力パワー(エンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーを大きくするので、入力パワーよりも駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0082】
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。
【0083】
例えば、前述の実施例では、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする態様として、エンジントルクTeを低下させること(例えば図8のフローチャート)と、クラッチトルクTbを増加させること(例えば図10のフローチャート)とをそれぞれ単独で実行する実施例を例示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図8或いは図10のフローチャートにおいて、前記S20の判断が否定される場合に例えば「パワー調整としてエンジンを使用するか否か、或いはパワー調整としてエンジンを使用できるか否か」を判断する判定ステップを設け、その判定結果に応じて、図8のフローチャートに示す一点鎖線囲み部Aの各ステップを実行したり、図10のフローチャートに示す一点鎖線囲み部Bの各ステップを実行するようにしても良い。また、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする態様として、エンジントルクTeを低下させることとクラッチトルクTbを増加させることとを組み合わせて実行しても良い。この場合には、例えば前記式(8)を満たすエンジントルクTeの範囲及びクラッチトルクTbの範囲で、互いの現在の実トルクからの変化量が最小となるエンジントルクTe及びクラッチトルクTb、或いは各々その範囲の中間となるエンジントルクTe及びクラッチトルクTbを算出すれば良い。エンジントルクTeを低下させることとクラッチトルクTbを増加させることとを組み合わせることで、変速過渡期の短い期間にパワー調整を実行し易くなる。
【0084】
前述の実施例において、図8のフローチャートにおけるS90A(d′;エンジントルク指令値算出手段68)とS100A(e′;回転勾配目標値算出手段62)との制御順序、或いは図10のフローチャートにおけるS90B(d″;クラッチトルク指令値算出手段70)とS100B(e″;回転勾配目標値算出手段62)との制御順序を逆転しても良い。このような場合、例えば前記式(2)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を設定した後、前記式(4)に基づいてエンジントルクTeの指令値或いはクラッチトルクTbの指令値を算出する。
【0085】
前述の実施例では、ダウンシフトを例示して本発明を説明したが、アップシフトに対しても本発明は適用され得る。例えば、アップシフトの過程では、m軸の回転速度が下降するので、等価慣性項Igemが正となる場合に前記式(8)を成立させる、すなわちエンジンパワーよりも駆動伝達パワーを大きくする。
【0086】
前述の実施例では、動力伝達装置11における入力パワーとしてエンジンパワーを例示したが、例えばこのエンジンパワーにバッテリ持ち出しパワー(蓄電装置26の放電パワー)を加えて入力パワーとしても良い。
【0087】
また、前述の実施例では、自動変速機18は低速段Lと高速段Hとを有する2段の自動変速機(減速機)であったが、この自動変速機18に限らず、伝達部材14上のトルクが駆動輪22に伝達されるように伝達部材14と駆動輪22との間に備えられた機械式変速機構であれば本発明は適用され得る。例えば、3段以上の変速段を有する遊星歯車式多段変速機、一部或いは全部の変速段において変速機入力トルクが増大させられて駆動輪22側へ伝達される有段式自動変速機などであっても良い。
【0088】
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良い。また、動力分配機構16は、例えばエンジン12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14に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。
【0089】
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】
【0090】
10:ハイブリッド車両
11:車両用動力伝達装置
12:エンジン
14:伝達部材(出力回転部材)
16:動力分配機構(差動機構)
17:電気式無段変速機(電気式変速機構)
18:自動変速機(機械式変速機構、変速機)
22:駆動輪
50:電子制御装置(制御装置)
MG1:第1電動機(差動用電動機)
MG2:第2電動機(走行用電動機)
RE1−RE3:第1回転要素−第3回転要素
B1,B2:第1ブレーキ,第2ブレーキ(係合装置)
【技術分野】
【0001】
本発明は、差動機構を有する電気式変速機構と機械式変速機構とを直列に備えるハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、電気式変速機構と機械式変速機構とを同時に変速制御する際の技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えて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変速機構と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを備えるハイブリッド車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用動力伝達装置の制御装置がそれである。また、このようなハイブリッド車両において、好適な変速制御を実現する為の技術が種々提案されている。例えば、特許文献1には、走行用電動機のトルク制御によって機械式変速機構(自動変速部)の入力軸回転速度を変化させているときにその走行用電動機の出力が制限される場合には、エンジンの動力にて差動用電動機を発電させて走行用電動機の出力制限を解除する方向に制御することにより、変速ショックや変速進行の遅延を低減することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−166643号公報
【特許文献2】特開2009−154724号公報
【特許文献3】特開2009−096363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、上記特許文献1に記載された技術は、蓄電装置に係る放電量制限に応じてエンジントルクを上昇させて発電を行うものであり、結果的に、エンジン動作点(例えばエンジントルクとエンジン回転速度とで定められるエンジン運転点)の変化は成り行きとなるものである。一方、燃費向上等の理由からエンジン動作点を管理するニーズが高い為にエンジン動作点を成り行きにはできず、また、比較的高トルク且つ回転方向のエンジン動作点移動を伴いながらすなわち電気式変速機構における変速を伴いながら、機械式変速機構における変速を行うといったような同時変速制御では、上記特許文献1に記載された技術のような多少の発電操作で動力の辻褄を合わせることができないという弊害があり、同時変速時における燃費の向上には限界があった。
【0005】
そこで、上記同時変速制御時には、パワーバランスを考慮しながら変速ショックを抑制して、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することが望まれる。例えば、アクセル踏増しに伴う機械式変速機構のダウンシフトとエンジンパワー増大要求を満たす為のエンジン動作点の高トルク、高回転速度側への移動とを同時に実行するパワーオンダウンシフトの場合、機械式変速機構のダウンシフトにより変速機入力軸(走行用電動機が連結される第3回転要素)の回転速度が引き上げられることに加え、機械式変速機構における駆動伝達パワー(出力パワー)に対するエンジンパワー(入力パワー)の余剰パワー分を差動機構の各回転要素の引き上げに使用し変速を進行させて、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ好適な変速を実現することが考えられる。ところで、アクセル踏増しに伴うパワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為された場合、機械式変速機構のダウンシフトとエンジンパワー減少要求を満たす為のエンジン動作点の低トルク、低回転速度側への移動とが実行される可能性がある。その為、機械式変速機構のダウンシフトにより回転上昇する差動機構の第3回転要素とは反対に、その第3回転要素を除く他の各回転要素が引き下げられる(或いは第3回転要素を除く他の1つの回転要素が引き下げられる)ことになり、上記余剰パワー分を差動機構の各回転要素の引き上げに使用して変速を進行させるということが成立しなくなる可能性がある。そうすると、パワーバランスが崩れて(換言すれば狙いのバッテリ充放電収支を保持できず)燃費が悪化したり、変速ショックが増大したり、或いは差動機構の各回転要素を目標回転速度に収束し難くなって変速応答性が安定しない可能性がある。尚、このような課題は未公知であり、電気式変速機構と機械式変速機構との同時変速を実行する過程で、燃費悪化を抑制することはもちろんのこと、変速ショックを抑制したり変速応答性を安定させたりして好適な変速を実現することについて未だ提案されていない。
【0006】
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、エンジンの動作点の移動及び機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができるハイブリッド車両の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】
【0007】
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) エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えて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変速機構と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを有する車両用動力伝達装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、前記3つの回転要素のうちの1つの回転数が他の回転数と変化方向が異なる場合には、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構が前記駆動輪側へ伝達する出力パワーに相当する駆動伝達パワーを大きくすることにある。
【発明の効果】
【0008】
このようにすれば、前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、前記3つの回転要素のうちの1つの回転数が他の回転数と変化方向が異なる場合には、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構が前記駆動輪側へ伝達する出力パワーに相当する駆動伝達パワーが大きくされるので、前記3つの回転要素の回転数の回転方向に拘わらず変速中のパワー収支を安定させることができる。例えば、パワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為された場合やアクセル踏込み量の比較的小さなパワーオンダウンシフトの場合、第3回転要素を除く他の少なくとも1つの回転要素が引き下げられると機械式変速機構における駆動伝達パワーに対するエンジンパワーの余剰パワー分により差動機構の各回転要素を引き上げて変速を進行させるということが成立しなくなることに対して、この変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフトとは反対に、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構における駆動伝達パワーが大きくされるので、変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフト時と同様に、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ変速ショックが抑制されたり差動機構の各回転要素を目標回転数に適切に収束させることができる。よって、エンジンの動作点の移動及び機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。
【0009】
ここで、好適には、前記エンジンの出力トルクを低下させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることにある。このようにすれば、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0010】
また、好適には、前記機械式変速機構は、係合装置の係合により変速段が形成される変速機であり、前記係合装置のトルク容量を増加させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることにある。このようにすれば、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0011】
また、好適には、前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う場合は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とするものである。このようにすれば、変速中のパワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが適切に実行される。
【0012】
また、好適には、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とする制御は、その第1回転要素、その第2回転要素、及びその第3回転要素の変速後の各目標回転数と現時点の各実回転数との各差分値をそれぞれ算出し、その回転要素の各回転数時間変化率の相互間の比を、その回転要素の各差分値の相互間の比と等しくする制御である。このようにすれば、回転要素における各変速進行度を同一とする制御が適切に実行され、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが確実に実行される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明が適用されるハイブリッド車両を説明する図である。
【図2】車両用動力伝達装置に備えられた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る。
【図3】車両用動力伝達装置に備えられた自動変速機を構成している遊星歯車装置についての各回転要素の相互関係を表す共線図である。
【図4】電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図5】エンジンの動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う制御について説明する図である。
【図6】エンジンの動作点の移動及び有段変速部の変速制御を同時に行う制御の一例を示すタイムチャートである。
【図7】エンジンの動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う制御について説明する図であって、図5とは別の態様を示す一例である。
【図8】電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図9】図8のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。
【図10】電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図8のフローチャートとは別の実施例である。
【図11】図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明において、好適には、前記機械式変速機構は、例えば1組或いは複数組の遊星歯車装置の回転部材が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2段、前進3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作動させる為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であるエンジンにより回転駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、エンジンとは別に配設された専用の電動モータなどで回転駆動されるものでも良い。
【0015】
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、例えば電磁弁装置としてのリニアソレノイドバルブの出力油圧を直接的に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(変速制御弁)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、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。
【0016】
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アであり、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。
【0017】
また、好適には、前記車両用動力伝達装置の車両に対する搭載姿勢は、駆動装置の軸線が車両の幅方向となるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両などの横置き型でも、駆動装置の軸線が車両の前後方向となるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車両などの縦置き型でも良い。
【0018】
また、好適には、前記エンジンと前記差動機構とは作動的に連結されればよく、例えばエンジンと差動機構との間には、脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)、直結クラッチ、ダンパー付直結クラッチ、或いは流体伝動装置などが介在させられるものであってもよいが、エンジンと差動機構とが常時連結されたものであってもよい。また、流体伝動装置としては、ロックアップクラッチ付トルクコンバータやフルードカップリングなどが用いられる。
【0019】
また、好適には、前記エンジンとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が広く用いられる。さらに、補助的な走行用の駆動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。
【0020】
尚、本明細書で「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、本明細書では、「回転数」とは、「単位時間当たりの回転数」すなわち「回転速度(rpm)」を意味している。例えば、エンジンの回転数はエンジンの回転速度を、回転数時間変化率は回転速度時間変化率をそれぞれ意味している。
【0021】
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。
【実施例1】
【0022】
図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両(以下、車両)10を説明する図である。この図1に示す車両10は、主動力源としてのエンジン12から出力される動力を差動用電動機としての第1電動機MG1と出力回転部材としての伝達部材14とに分配する動力分配機構16と、伝達部材14に作動的に(動力伝達可能に)連結された走行用電動機としての第2電動機MG2と、動力分配機構16(伝達部材14)と駆動輪22との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構としての自動変速機18とを有する車両用動力伝達装置(以下、動力伝達装置)11を備えて構成されている。この動力伝達装置11は、FR(フロントエンジン・リアドライブ)車両等に好適に用いられるものであって、エンジン12や第2電動機MG2から出力されるトルクが伝達部材14に伝達され、その伝達部材14から自動変速機18や差動歯車装置20を介して左右一対の後輪(駆動輪)22にトルクが伝達されるようになっている。尚、動力伝達装置11は、その中心線に対して対称的に構成されているため、図1ではそれらの半分を省略して示している。
【0023】
また、車両10には、例えば動力伝達装置11の各種制御を実行する制御装置を含む電子制御装置50が備えられている。この電子制御装置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12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18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子制御装置(E−ECU)、モータジェネレータ制御用電子制御装置(MG−ECU)、変速制御用電子制御装置(T−ECU)等に分けて構成される。
【0024】
エンジン12は、車両10の主動力源であり、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン12は、例えば前記エンジン制御用電子制御装置(E−ECU)によってスロットル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電気的に制御されることにより、エンジン12の出力トルク(エンジントルク)Teが制御されるようになっている。
【0025】
第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能のうち少なくとも一方を備えた例えば同期電動機であって、好適には、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、例えばインバータ24を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電装置26に接続されており、前記モータジェネレータ制御用電子制御装置(MG−ECU)によってそのインバータ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(MG1トルクTg、MG2トルクTm)が制御されるようになっている。
【0026】
動力分配機構16は、サンギヤS0と、そのサンギヤS0に対して同心円上に配置されたリングギヤR0と、それらサンギヤS0及びリングギヤR0に噛み合うピニオンギヤP0を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA0とを三つの回転要素(回転部材)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。この遊星歯車装置は、エンジン12及び自動変速機18と同心に設けられている。また、動力伝達装置11において、エンジン12のクランク軸28は、ダンパ30を介して動力分配機構16のキャリアCA0に連結されている。これに対してサンギヤS0には第1電動機MG1が連結され、リングギヤR0には伝達部材14が連結されている。動力分配機構16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している。
【0027】
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S0の回転速度、キャリアCA0の回転速度、及びリングギヤR0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の歯車比ρ=サンギヤS0の歯数Zs/リングギヤR0の歯数Zr)となるように設定されたものである。斯かる動力分配機構16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S0に入力されると、出力要素となっているリングギヤR0には正回転にて正トルクとなる出力トルクTOUTが現れる。このとき、正回転にて負トルクを発生する第1電動機MG1は発電機として機能する。すなわち、エンジン12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S0と第2電動機MG2が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第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動力分配機構16を備えてその第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17(図1参照)が構成される。つまり、エンジン12が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に動力伝達可能に連結された差動用電動機としての第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機17が構成される。従って、電気式無段変速機17は、その変速比γ0(=エンジン12の回転速度NE/伝達部材14の回転速度N14)を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させられる。そして、エンジン12の動力は、この電気式無段変速機17を介して伝達部材14に伝達される。
【0028】
また、この電気式無段変速機17では、動力分配機構16の差動状態が制御されることにより、リングギヤR0の回転速度(伝達部材14の回転速度N14)が一定であるとき、第1電動機MG1の回転速度(以下、第1電動機回転速度)NMG1を上昇或いは下降させることで、エンジン12の回転速度(以下、エンジン回転速度)NEを連続的に(無段階に)変化させることができる。図2の破線は第1電動機回転速度NMG1を実線に示す値から下げたときにエンジン回転速度NEが低下する状態を示している。また、第1電動機MG1を制御することで動力分配機構16が無段変速機として機能させられることにより、例えば燃費が最もよいエンジン12の動作点(例えばエンジン回転速度NEとエンジントルクTeとで定められるエンジン12の運転点;以下、エンジン動作点という)に沿ってエンジン12を作動させることができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式或いはスプリットタイプと称される。
【0029】
図1に戻って、自動変速機18は、電気式無段変速機17(電気式無段変速機17の出力回転部材である伝達部材14)と駆動輪22との間の動力伝達経路に直列に設けられたものであり、例えば回転要素が相互に連結された2つの遊星歯車装置31、32を主体として構成されている。すなわち、サンギヤS1、リングギヤR1、及びピニオンギヤP1を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA1を三つの回転要素として備える公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置31と、サンギヤS2、リングギヤR2、及びピニオンギヤP2を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA2を三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置32とを備え、キャリアCA1とリングギヤR2とが相互に連結されると共に、リングギヤR1とキャリアCA2とが相互に連結されている。また、サンギヤS2が伝達部材14に連結されると共に、リングギヤR1及びキャリアCA2が変速機出力軸19に連結されている。従って、サンギヤS2(つまり伝達部材14)は自動変速機18の入力回転部材として機能し、リングギヤR1及びキャリアCA2は自動変速機18の出力回転部材として機能する。
【0030】
また、自動変速機18には、自動変速機18においてそれぞれ変速比の異なる複数の変速段を選択的に成立させる為の複数の係合装置(係合要素)が設けられている。すなわち、自動変速機18には、サンギヤS1を選択的に固定する為にそのサンギヤS1と非回転部材であるハウジング33との間に設けられた第1ブレーキB1と、相互に連結されたキャリアCA1及びリングギヤR2を選択的に固定する為にそれらキャリアCA1及びリングギヤR2とハウジング33との間に設けられた第2ブレーキB2とが設けられている。これら第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2は摩擦力によって制動力を生じる所謂摩擦係合装置であって、好適には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の油圧式摩擦係合装置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為のものである。そして、これら第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を作動させる為の図示しない油圧制御回路から供給される作動油の油圧(係合圧)に応じて第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の各トルク容量すなわちクラッチトルク(係合トルク)Tb1及びTb2が連続的に変化するように構成されている。
【0031】
以上のように構成された自動変速機18では、第1ブレーキB1が係合させられると、自動変速機18の変速比γAT(=伝達部材14の回転速度N14/変速機出力軸19の回転速度NOUT)が「1」より大きい変速比γAThの高速段Hが達成される。また、第1ブレーキB1に替えて第2ブレーキB2が係合させられると、自動変速機18の変速比γATがその高速段Hの変速比γAThより大きい変速比γATlの低速段Lが達成される。このように、自動変速機18は、油圧式摩擦係合装置への作動油の給排を制御することにより変速段が成立させられる、すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と解放とにより変速段が切り替えられる機械式変速機構である。上記変速段H及びLの間での変速は、車速や要求駆動力関連値(目標駆動力関連値)等の走行状態に基づいて実行される。より具体的には、前記変速制御用電子制御装置(T−ECU)によって、変速段を選択する為の変速線を有する予め求められて記憶された公知の関係(変速線図、変速マップ)から実際の走行状態に基づいて何れかの変速段を成立させられるようになっている。尚、前記要求駆動力関連値における駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するものであって、駆動輪22での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速機18の出力トルク(変速機出力トルク)TOUT、エンジントルクTe、車両加速度であってもよい。また、要求駆動力関連値は、例えばアクセル開度(或いはスロットル弁開度、吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)に基づいて決定される駆動力関連値の要求値(目標値)であるが、アクセル開度等がそのまま用いられても良い。
【0032】
図3は、自動変速機18を構成している遊星歯車装置31,32についての各回転要素の相互関係を表す為に4本の縦軸S2、縦軸R1,CA2、縦軸CA1,R2、及び縦軸S1を有する共線図を示している。これら縦軸S2、縦軸R1,CA2、縦軸CA1,R2、及び縦軸S1は、サンギヤS2の回転速度、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、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、及びサンギヤS1の回転速度をそれぞれ示すものである。この共線図に示すように、自動変速機18では、第2ブレーキB2によってキャリアCA1及びリングギヤR2が固定されると、低速段Lが形成され、伝達部材14におけるトルク(m軸上のトルク)すなわち変速機入力トルクTATがそのときの変速比γATlに応じて増大されて変速機出力軸19に伝達される。これに替えて、第1ブレーキB1によって第1サンギヤS1が固定されると、低速段Lの変速比γATlよりも小さい変速比γAThを有する高速段Hが形成される。この高速段Hにおける変速比も「1」より大きいので、変速機入力トルクTATがその変速比γATlに応じて増大させられて変速機出力軸19に伝達される。尚、各変速段L、Hが定常的に形成されている状態では、変速機出力軸19に伝達されるトルクは、変速機入力トルクTATを各変速比に応じて増大させたトルクとなるが、自動変速機18の変速過渡状態では各ブレーキB1,B2でのトルク容量や回転速度変化に伴う慣性トルク等の影響を受けたトルクとなる。
【0033】
図1に戻り、電子制御装置50には、例えばアクセルペダル34の操作量であるアクセル操作量(アクセル開度)Accを検出する為のアクセル開度センサAS、ブレーキペダル36の操作を検出する為のブレーキセンサBS、シフトレバー38の操作位置(シフトポジション)PSHを検出する為の操作位置センサSS、作動油の温度(作動油温)THOILを検出する為の油温センサTS、車速Vに対応する変速機出力軸19の回転速度(以下、変速機出力軸回転速度)NOUTを検出する為の出力回転速度センサNOS、エンジン回転速度NEを検出する為のエンジン回転速度センサNES、第1電動機回転速度NMG1を検出する為の第1電動機回転速度センサNM1S、第2電動機MG2の回転速度(以下、第2電動機回転速度)NMG2を検出する為の第2電動機回転速度センサNM2S、蓄電装置26の温度(蓄電装置温度)THbatや充電電流又は放電電流(充放電電流或いは入出力電流)Icdや電圧(蓄電装置電圧)Vbatを検出する為のバッテリ状態検出センサBATS等からの検出信号が供給されるようになっている。尚、上記蓄電装置温度THbat、充放電電流Icd、及び蓄電装置電圧Vbatに基づいて蓄電装置26の充電容量(充電状態、充電レベル)SOCが算出される。
【0034】
図4は、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。図4において、変速制御部すなわち変速制御手段52は、電気式無段変速機17及び自動変速機18による変速を制御する。すなわち、変速制御手段52は、予め定められた関係から車両10の走行状態例えば車速V及びアクセル操作量Acc等に応じて第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御することにより電気式無段変速機17の変速比γ0を無段階に変化させる無段変速制御を行う。また、変速制御手段52は、予め定められた公知の関係(変速線図、変速マップ)から車両10の走行状態例えば車速V及びアクセル操作量Acc等に応じて自動変速機18において高速段H又は低速段Lを選択的に成立させる有段変速制御を行う。例えば、変速制御手段52は、低速段Lから高速段Hへの変速動作を判断した場合、不図示の油圧制御回路を介して第1ブレーキB1を係合させると共に第2ブレーキB2を解放させるようにそれらブレーキB1,B2の油圧アクチュエータを制御する。また、変速制御手段52は、高速段Hから低速段Lへの変速動作を判断した場合、油圧制御回路を介して第1ブレーキB1を解放させると共に第2ブレーキB2を係合させるようにそれらブレーキB1,B2の油圧アクチュエータを制御する。
【0035】
ここで、本実施例の変速制御手段52は、必要に応じて電気式無段変速機17及び自動変速機18による変速制御を同時に実行する。すなわち、変速制御手段52は、予め定められた関係から車両10の走行状態に応じて、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御することにより電気式無段変速機17の変速比γ0を無段階に変化させる無段変速制御及び自動変速機18において高速段H又は低速段Lを選択的に成立させる有段変速制御を同時に(併行して)実行する。つまり、変速制御手段52は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に実行する。そのようなエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う制御に関して、変速制御手段52は、回転勾配比算出部すなわち回転勾配比算出手段54、エンジントルク値取得部すなわちエンジントルク値取得手段56、クラッチトルク値取得部すなわちクラッチトルク値取得手段58、パワー収支目標値取得部すなわちパワー収支目標値取得手段60、回転勾配目標値算出部すなわち回転勾配目標値算出手段62、及びMG必要トルク算出部すなわちMG必要トルク算出手段64を含んでいる。
【0036】
図5に示すように、動力伝達装置11におけるエンジン動作点の移動に際しては、予め定められたエンジン12の燃費効率(最適燃費率)に基づいてそのエンジン12から必要なパワーが出力されるようにエンジントルクTe及びエンジン回転速度NEが変更される。この際、例えば比較的高いエンジントルクTeを必要とする走行条件において、燃費等の要請からエンジン動作点を管理する必要性が大きくなり、エンジン動作点を成り行きにできない状態において、好適な制御を実現することが望まれる。更に、比較的要求トルクが高く且つ回転方向のエンジン動作点移動を伴いながら自動変速機18における変速を行うといったような不安定な状態における変速制御では、動力の辻褄を合わせ難いという問題がある。すなわち、比較的高いエンジントルクTeを必要とする走行条件においてエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御が同時に行われる場合、比較的大きな動力を伝達しながらの変速になるので、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の動力もそれに応じて大きくなり、単にエンジントルクアップによる発電量で辻褄を合わせようとするとエンジン動作点がトルク方向に大きくずれることになる。更に、そのエンジン動作点のずれは、パワー収支の動きに応じて成り行き任せで動いてしまうおそれがある。従って、このような変速においては、電気式無段変速機17及び自動変速機18から成る変速機構全体でのエネルギ収支等を予め見込んで、全体でのバランスを考えた変速制御を行うことが望ましい。本実施例の変速制御手段52は、回転勾配比算出手段54、エンジントルク値取得手段56、クラッチトルク値取得手段58、パワー収支目標値取得手段60、回転勾配目標値算出手段62、及びMG必要トルク算出手段64を介して斯かる変速制御を実現する。尚、図5における同時変速制御は、例えばアクセル踏増しによる自動変速機18のキックダウンと、アクセル踏増しに伴う目標パワーの増大に対応してエンジンパワーを引き上げる為のエンジン最適燃費線に沿ったエンジン動作点の移動とが並行して実行される変速制御が想定される。
【0037】
図6は、変速制御手段52によるエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程(例えばイナーシャ相中の回転変化を伴う変速過渡期)で実行する本実施例の第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転速度制御の一例を示すタイムチャートであり、自動変速機18の変速段が高速段Hから低速段Lへ切り替えられるダウン変速制御に対応する。尚、この図6に示す第1ブレーキB1のクラッチトルク(係合トルク)Tb1及び第2ブレーキB2のクラッチトルク(係合トルク)Tb2は、m軸上に換算した値である。
【0038】
図6に示す制御においては、先ず、時点t1において、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う制御の開始が判定される。そして、変速制御手段52による変速制御が実行され、エンジントルクTeが漸増させられると共にMG1トルクTg及びMG2トルクTmが所定値(図6においては略零)まで増加させられる。また、解放側係合装置すなわち第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1が所定値まで減少させられてその所定値にて低圧待機させられ、その後零に向かって漸減させられる。また、第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1が零に向かって漸減させられるときに合わせて、係合側係合装置すなわち第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2の増加が開始される。すなわち、第2ブレーキB2の係合が開始される。また、このようなエンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2、及び第1ブレーキB1の制御に伴い、第2回転要素RE2であるサンギヤS0(MG1)に対応するm軸、第1回転要素RE1であるキャリアC0(エンジン12)に対応するe軸、及び第3回転要素RE3であるリングギヤR0(MG2)に対応するg軸の回転速度が漸増させられる。
【0039】
続いて、第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1が零まで漸減させられると共に、第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2が所定値まで増加させられる。また、MG1トルクTgが所定値まで減少させられると共に、MG2トルクTmが所定値まで増加させられる。このような第1電動機MG1、第2電動機MG2、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2の制御に伴い、m軸、e軸、及びg軸の回転速度がそれぞれの目標値(変速後の目標回転速度)に到達する。そして、第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2が所定値まで減少させられて変速後の目標クラッチトルク値とされる。また、MG1トルクTgが所定値まで増加させられると共に、MG2トルクTmが所定値まで低下させられて共に変速後の目標トルクとされ、時点t2にて一連の同時変速制御が終了させられる。尚、図6に示す制御においては、m軸、e軸、及びg軸の各回転速度が吹き上がった後に目標値(変速後の目標回転速度)に収束させられる。また、図6に示す制御においてはパワー収支値の目標値を例えば零としているが、実際の制御においては多少のずれを生じるため、狙いである零を中心として若干パワー収支が変動している。
【0040】
図6に示すように、自動変速機18において高速段Hから低速段Lへの変速が行われる場合には、第1ブレーキB1が解放されると共に第2ブレーキB2が係合される。また、低速段Lから高速段Hへの変速が行われる場合には、第2ブレーキB2が解放されると共に第1ブレーキB1が係合される。すなわち、自動変速機18においては、高速段Hから低速段Lへの変速、及び低速段Lから高速段Hへの変速の何れにおいても、解放側係合装置を解放させると共に係合側係合装置を係合させる所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる。このようなクラッチ・ツウ・クラッチ変速においては、変速ショックを抑制する為、係合装置の掴み替えは各回転要素の回転速度が同期回転速度(目標回転速度)を過ぎているタイミングで実行される場合が考えられ、図6に示す制御においてもそのようになっている。
【0041】
以下、図6に示す変速制御について詳しく説明する。変速制御手段52による変速制御において、回転勾配比算出手段54は、動力分配機構16における3つの回転要素すなわち第2回転要素RE2であるサンギヤS0(MG1)、第1回転要素RE1であるキャリアC0(エンジン12)、及び第3回転要素RE3であるリングギヤR0(MG2)の各回転勾配の相互間の比(回転勾配比)、すなわち第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの実際の回転数時間変化率すなわち回転速度時間変化率dω/dt(図面乃至数式においては時間微分すなわち時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ)の相互間の比(回転速度時間変化率比)を算出する。具体的には、回転勾配比算出手段54は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合において、変速後の第2回転要素RE2の目標回転速度(同期回転速度)すなわち第1電動機MG1の目標回転速度ωgaimと現時点における実際の回転速度(以下、実回転速度)ωgとの差分値Δωg(=ωgaim−ωg)、変速後の第1回転要素RE1の目標回転速度(同期回転速度)すなわちエンジン12の目標回転速度ωeaimと現時点における実回転速度ωeとの差分値Δωe(=ωeaim−ωe)、及び変速後の第3回転要素EW3の目標回転速度(同期回転速度)すなわち第2電動機MG2の目標回転速度ωmaimと現時点における実回転速度ωmとの差分値Δωm(=ωmaim−ωm)を算出する。そして、それら各差分値Δωg,Δωe,Δωmの相互間の比すなわち差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出する。また、回転勾配比算出手段54は、第2回転要素RE2の回転勾配としての回転速度時間変化率dωg/dt、第1回転要素RE1の回転速度時間変化率dωe/dt、及び第3回転要素RE3の回転速度時間変化率dωm/dtを算出し、それら各回転速度時間変化率dωg/dt,dωe/dt,dωm/dtの相互間の比すなわち回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出する。
【0042】
エンジントルク値取得手段56は、現時点におけるエンジントルクTeを取得する。例えば、エンジントルク値取得手段56は、予め定められた公知の関係(エンジントルクマップ)から、実際のエンジン回転速度NE及び図示しない電子スロットル弁のスロットル弁開度θTH等の値に基づいてエンジントルクTeを算出する。尚、例えばトルクセンサ等により実際のエンジントルクTeを検出するものであっても良い。
【0043】
クラッチトルク値取得手段58は、自動変速機18に備えられた係合装置すなわち第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の現時点における各クラッチトルクTb1,Tb2を取得する。例えば、予め定められた公知の関係(係合トルク特性)から、現時点における第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の各油圧指令値(例えば図示しない油圧制御回路における電磁制御弁の出力圧指令値)に基づいて各クラッチトルク値Tb1,Tb2を算出する。そして、クラッチトルク値取得手段58は、各クラッチトルクTb1,Tb2の合算値としてm軸上に換算したクラッチトルク値Tbを取得する。尚、例えば上記油圧制御回路に備えられた油圧センサにより第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2にそれぞれ供給される作動油の実際の油圧を検出するものであっても良い。
【0044】
パワー収支目標値取得手段60は、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値(すなわち蓄電装置26の充電量(バッテリ充電量))ΔPaimを取得する。例えば、予め定められた関係から、車両10の走行状態及び動力伝達装置11に備えられた蓄電装置26の充電容量SOC等に基づいてパワー収支目標値ΔPaimを算出する。このパワー収支目標値ΔPaimは、例えば−30[kw]〜30[kw]の範囲内の値をとるものであり、好適には零(±0[kw])であるが、蓄電装置26に対する充電要求があった場合には5[kw]程度、放電要求があった場合には−5[kw]程度といったように、システムの充放電状況に応じて適宜定められる。
【0045】
回転勾配目標値算出手段62は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。すなわち、回転勾配目標値算出手段62は、サンギヤS0(MG1)の回転速度時間変化率dωg/dt、キャリアC0(エンジン12)の回転速度時間変化率dωe/dt、及びリングギヤR0(MG2)の回転速度時間変化率dωm/dtそれぞれの制御の狙い値となる各目標値を算出する。具体的には、回転勾配目標値算出手段62は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合において、変速中の少なくとも一定期間、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度変化勾配の相互間の比が、現時点における実回転速度から目標回転速度までの各差分値(回転速度変化量)の相互間の比、若しくはそれに準じて算出される値と等しくなるように制御する。すなわち、回転勾配比算出手段54により算出される回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmと、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtとが等しくなるように、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。
【0046】
より具体的には、回転勾配目標値算出手段62は、回転要素RE1,RE3における差分値比が次式(1)で表される場合、回転要素RE1,RE3における回転速度時間変化率比が次式(2)を満たすように制御する。すなわち、回転勾配目標値算出手段62は、次式(3)を満たすように各回転要素RE1,RE2,RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。尚、回転要素RE1,RE3における回転速度時間変化率比が次式(2)を満たすように規定されれば、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の2つの回転速度が決まれば他の1つが決められるという3回転要素の相互間の関係から動力分配機構16の歯車比ρに基づいて次式(2)、(3)を満たす回転要素RE2の回転速度時間変化率dωg/dtが算出される。
【0047】
【数1】
【数2】
【数3】
【0048】
加えて、回転勾配目標値算出手段62は、上記式(1)−(3)に基づく回転速度時間変化率dω/dtの目標値の算出は、変速中のエンジン12の出力パワー(エンジンパワー)、クラッチ伝達パワー(クラッチパワー)、狙いとするパワー収支値、及び慣性仕事率の釣合計算に基づいて行う。すなわち、回転勾配目標値算出手段62は、予め定められた関係から、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmに対応する(すなわちその比に等しい)回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dt、変速中におけるエンジンパワー、自動変速機18に備えられた係合装置(すなわち第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)のクラッチパワーすなわちブレーキB1,B2による駆動伝達パワー、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支値の目標値ΔPaim、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。
【0049】
回転勾配目標値算出手段62は、例えば前記式(2)を満たすと共に次式(4)を満たす第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出する。この式(4)の下段左辺において、第1項に係るTe・ωeはエンジンパワーに、第2項に係るTb・ωmはブレーキB1,B2による駆動伝達パワー(換言すれば駆動系が消費するパワー)に、第3項に係るIg・dωg/dt・ωg+Ie・dωe/dt・ωe+Im・dωm/dt・ωmは各回転要素RE1,RE2,RE3のイナーシャの引き上げに使用されるパワーにそれぞれ対応する。尚、上記クラッチトルクTbは、例えば自動変速機18の変速に係る係合装置のクラッチトルクに対応するものであり、m軸上に換算した変速過渡中の第1ブレーキB1のクラッチトルクTb1と第2ブレーキB2のクラッチトルクTb2との合算トルク(=Tb1+Tb2)である。従って、ブレーキB1,B2による駆動伝達パワーは、ブレーキB1,B2のクラッチトルク(上記合算トルク)により自動変速機18において駆動輪22側へ伝達されるクラッチパワーであって、自動変速機18が駆動輪22側へ伝達する出力パワーすなわち自動変速機18を介して駆動輪22側へ伝達されるパワーに相当する自動変速機18における駆動伝達パワーである。
【0050】
【数4】
【0051】
MG必要トルク算出手段64は、回転勾配目標値算出手段62により算出された第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率dω/dtの目標値を実現する第1電動機MG1及び第2電動機MG2のトルクを算出する。例えば、MG必要トルク算出手段64は、回転勾配目標値算出手段62により算出された第2回転要素(MG1)の回転速度時間変化率dωg/dtの目標値、第1回転要素(エンジン12)の回転速度時間変化率dωe/dtの目標値、第3回転要素(MG2)の回転速度時間変化率dωm/dtの目標値、エンジントルク値取得手段56により取得されたエンジントルク値Te、及びクラッチトルク値取得手段58により取得されたクラッチトルク値Tb(m軸上換算値)に対して、次式(5)に示す運動方程式を満たすMG1トルクTg及びMG2トルクTmを求める。また、変速制御手段52は、上述のようにして算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmが実現されるように第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御する。
【0052】
【数5】
【0053】
以上に説明したように、変速制御手段52による変速制御においては、(a;回転勾配比算出手段54)回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出し、(b;エンジントルク値取得手段56)現時点におけるエンジントルク値Teを取得し、(c;クラッチトルク値取得手段58)第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の現時点におけるクラッチトルク値Tbを取得し、(d;パワー収支目標値取得手段60)第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimを取得し、(e;回転勾配目標値算出手段62)上記(a)−(d)において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を算出し、(f;MG必要トルク算出手段64)上記(e)において算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmを算出し、(g;変速制御手段52)上記(f)で算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力する。すなわち、上記(a)−(g)の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度(変化具合)を同一とするように、各回転要素の回転を制御する。
【0054】
ここで、図5に示すようなエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行うパワーオンダウンシフトにおいて、自動変速機18のダウンシフトによりm軸の回転速度が引き上げられることに加え、自動変速機18における駆動伝達パワーに対するエンジンパワーの余剰パワー分を動力分配機構16の各回転要素RE1,RE2,RE3の引き上げに使用して変速を進行させる場合、前記式(4)のパワーバランス式は、下段左辺の第3項に係るIg・dωg/dt・ωg+Ie・dωe/dt・ωe+Im・dωm/dt・ωmが正になることを前提とすることで、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ好適な変速を実現している。具体的には、前記式(4)に対して、前記式(2)及び次式(6)を規定し、動力分配機構16を1つの系と見なしたときの慣性項(すなわち等価慣性項)Igemを整理すれば、前記式(4)は、次式(7)と表すことができる(ρは動力分配機構16の歯車比ρ)。そして、次式(7)は、ダウンシフトの場合には、第3項に係る括弧内の等価慣性項Igemが第3回転要素RE3の回転速度時間変化率dωm/dtと同じ正となることを前提とするものである。
【0055】
【数6】
【数7】
【0056】
ところで、例えばアクセル踏増しに伴うパワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為されると、図7の実線に示すように、自動変速機18のダウンシフトとエンジンパワーの減少要求を満たす為のエンジン動作点の低トルク、低回転速度側への移動とを実行する場合がある。また、アクセル踏増しが比較的小さなダウンシフトであると、図7の破線に示すように、自動変速機18のダウンシフトとエンジン動作点の移動量が比較的小さな移動(例えばg軸の回転速度を低下させてしまう程度のエンジン回転速度NEの上昇変化)とを実行する場合がある。その為、自動変速機18のダウンシフトにより回転上昇する第3回転要素RE3とは反対に、第3回転要素RE3を除く他の少なくとも1つの回転要素が引き下げられることになり、エンジンパワーの余剰パワー分を動力分配機構16の各回転要素RE1,RE2,RE3の引き上げに使用して変速を進行させるということが成立しなくなる可能性がある。つまり、ダウンシフトの場合に、前記式(7)の等価慣性項Igemが第3回転要素RE3の回転速度時間変化率dωm/dtとは反対の負となり、狙いのパワー収支が実現できなかったり、動力分配機構16の各回転要素RE1,RE2,RE3を目標値に収束し難くなる可能性がある。そうすると、燃費が悪化したり、変速ショックが増大したり、或いは変速応答性が安定しなくなる可能性がある。
【0057】
そこで、本実施例の変速制御手段52は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程(例えばイナーシャ相中の回転変化を伴う変速過渡期)で、動力分配機構16の3つの回転要素RE1,RE2,RE3のうちの少なくとも1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワーとしてのエンジンパワーよりも自動変速機18における駆動伝達パワーを大きくする。例えば、変速制御手段52は、次式(8)を成立させる。見方を換えれば、変速制御手段52は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、前記式(7)における等価慣性項Igemと第3回転要素RE3(m軸)の回転速度時間変化率dωm/dtとの正負が異なる場合(例えば自動変速機18のダウンシフトのときに等価慣性項Igemが負となる場合)には、各回転要素RE1,RE2,RE3の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を算出するにあたり、次式(8)を成立させる。このようにすることで、各回転要素RE1,RE2,RE3の回転速度の変化方向に拘わらず、前記式(4)(或いは式(7))のパワーバランス式を成立させることができ、狙いのパワー収支を実現しつつ(バッテリ充放電収支を保持しつつ)、変速ショックを抑制したり、変速応答性を安定させられる。尚、次式(8)を成立させている変速中に、前記式(7)における等価慣性項Igemと第3回転要素RE3(m軸)の回転速度時間変化率dωm/dtとの正負が同一となった場合(例えば自動変速機18のダウンシフトのときに等価慣性項Igemが正となった場合)には、動力伝達装置11における入力パワーとしてのエンジンパワーよりも自動変速機18における駆動伝達パワーを小さくする。
【0058】
【数8】
【0059】
具体的には、図4に戻り、等価慣性項正負判定部すなわち等価慣性項正負判定手段66は、前記式(7)における等価慣性項Igemを演算して、その等価慣性項Igemが正値となるか負値となるかを判定する。変速制御手段52は、等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが正値となると判定された場合には、前述した例えば前記図5,6に示す変速制御を実行する。一方で、変速制御手段52は、等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが負値となると判定された場合には、例えば前記図7に示す変速制御を実行する。
【0060】
以下、例えば前記図7に示す変速制御について説明する。変速制御手段52による前記図7に対応する変速制御においては、前記図5,6に示す変速制御に対応する前記(a)−(g)の一連の処理における(b)−(e)の処理に替え、以下の(b′)−(e′)の処理が行われる。すなわち、(a;回転勾配比算出手段54)回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出し、(b′;クラッチトルク値取得手段58)第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の現時点におけるクラッチトルク値Tbを取得し、(c′;パワー収支目標値取得手段60)第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimを取得し、(d′;後述するエンジントルク指令値算出部すなわちエンジントルク指令値算出手段68)(b′)において得られたクラッチトルク値Tbを用いて前記式(8)を満たすエンジントルクTeの指令値を算出し、(e′;回転勾配目標値算出手段62)上記(a)、(b′)−(d′)において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を算出し、(f;MG必要トルク算出手段64)上記(b′)において取得されたクラッチトルク値Tb、上記(d′)において算出されたエンジントルクTe、及び上記(e′)において算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmを算出し、(g;変速制御手段52)上記(f)で算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力すると共に、(d′)で算出されたエンジントルクTeを実現する指令値を図示しない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へ出力する。すなわち、上記(a)、(b′)−(e′)、(f)、(g)の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転を制御する。
【0061】
エンジントルク指令値算出手段68は、エンジン12のエンジントルク指令値を算出する。具体的には、エンジントルク指令値算出手段68は、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及びクラッチトルク値取得手段58により取得されたクラッチトルク値Tbを用いて、前記式(8)を満たすエンジントルクTeを算出し、そのエンジントルク値Teをエンジントルク指令値として算出する。例えば、前記式(8)を満たすエンジントルクTeの範囲で、現在の実エンジントルクTeからの低下量が最小となるエンジントルクTeを算出する。これは、例えばエンジントルクTeによってイナーシャが変化し、変速時間が変わってしまう可能性があるからである。このように、本実施例では、例えばエンジントルクTeを等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが負値となると判定された時点での実エンジントルク値から低下させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする。
【0062】
図8は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現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。また、図9は、図8のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。尚、この図8のフローチャートにおけるスタート時点は、例えば自動変速機18のダウンシフトを実行する変速制御の開始が前提とされる。
【0063】
図8において、先ず、回転勾配比算出手段54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、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmが算出されると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtが算出される。次いで、等価慣性項正負判定手段66に対応するS20において、前記式(7)における等価慣性項Igemが演算されて、その等価慣性項Igemが正値となるか否かが判定される。このS20の判断が肯定される場合はエンジントルク値取得手段56に対応するS30において、エンジントルク値Teが取得される。次いで、クラッチトルク値取得手段58に対応するS40において、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2のクラッチトルク値Tb1,Tb2が取得され、それらクラッチトルクTb1,Tb2の合算値としてm軸上に換算されたクラッチトルク値Tbが取得される。次いで、パワー収支目標値取得手段60に対応するS50において、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimが取得される。次いで、回転勾配目標値算出手段62に対応するS60において、上記S10及び上記S30−S50にて得られた各値を用いて、前記式(2)及び前記式(4)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値が算出される。
【0064】
一方、上記S20の判断が否定される場合はクラッチトルク値取得手段58に対応するS70Aにおいて、上記S40と同様に、m軸上に換算されたクラッチトルク値Tbが取得される。次いで、パワー収支目標値取得手段60に対応するS80Aにおいて、上記S50と同様に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimが取得される。次いで、エンジントルク指令値算出手段68に対応するS90Aにおいて、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及び上記S70Aにて取得されたクラッチトルク値Tbを用いて、前記式(8)を満たすエンジントルク値Teがエンジントルク指令値として算出される。次いで、回転勾配目標値算出手段62に対応するS100Aにおいて、上記S10及び上記S70A−S90Aにて得られた各値を用いて、前記式(2)及び前記式(4)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値が算出される。
【0065】
上記S60或いは上記S100Aに次いで、MG必要トルク算出手段64に対応するS110において、上記S40或いは上記S70Aにて取得されたクラッチトルク値Tb、上記S30或いは上記S90Aにて取得(或いは算出)されたエンジントルク値Te、及び上記S60或いは上記S100Aにて算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmが算出され、その算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令が第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力される。尚、上記S100Aに次いでこのS110が実行される場合には、更に上記S90Aにて算出されたエンジントルク値Teを実現するエンジントルク指令値が図示しない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へ出力される。次いで、変速制御手段52に対応するS120において、変速終了であるか否かが判断される。このS120の判断が否定される場合は上記S20以下の処理が再び実行されるが、このS120の判断が肯定される場合はそれをもって本ルーチンが終了させられる。
【0066】
図9において、自動変速機18のダウンシフトによりm軸が回転上昇させられることに対して、e軸の回転上昇が小さい為にg軸が回転低下させられているが(例えば図7の破線の状態)、エンジントルクTeが一時的に低下させられてエンジンパワー(Te・ωe)が駆動伝達パワー(Tb・ωm)よりも小さくされるので、狙いのパワー収支が実現されて、変速が適切に進行させられている。
【0067】
上述のように、本実施例によれば、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、3つの回転要素RE1,RE2,RE3のうちの1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワー(例えばエンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーが大きくされるので、3つの回転要素RE1,RE2,RE3の回転速度の回転方向に拘わらず変速中のパワー収支を安定させることができる。例えば、パワーオンダウンシフト中にアクセル戻し操作が為された場合やアクセル踏込み量の比較的小さなパワーオンダウンシフトの場合、第3回転要素RE3を除く他の少なくとも1つの回転要素が引き下げられると自動変速機18における駆動伝達パワーに対するエンジンパワーの余剰パワー分により各回転要素RE1,RE2,RE3を引き上げて変速を進行させるということが成立しなくなることに対して、この変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフトとは反対に、入力パワーよりも駆動伝達パワーが大きくされるので、変速の進行が成立するようなパワーオンダウンシフト時と同様に、狙いのバッテリ充放電収支を保持しつつ変速ショックが抑制されたり各回転要素RE1,RE2,RE3を目標回転速度に適切に収束させることができる。よって、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。
【0068】
また、本実施例によれば、エンジントルクTeを低下させることで、入力パワー(エンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーを大きくするので、入力パワーよりも駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0069】
また、本実施例によれば、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度を同一とするので、変速中のパワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが適切に実行される。
【0070】
また、本実施例によれば、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度を同一とする制御は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の変速後の各目標回転速度と現時点の各実回転速度との各差分値をそれぞれ算出し、その回転要素の各回転速度時間変化率の相互間の比を、その回転要素の各差分値の相互間の比と等しくする制御であるので、回転要素における各変速進行度を同一とする制御が適切に実行され、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することが確実に実行される。
【0071】
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。
【実施例2】
【0072】
前述の実施例では、エンジントルクTeを低下させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくしたが、これに替えて或いは加えて、本実施例では、クラッチトルクTbを増加させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする。
【0073】
以下、例えば前記図7に示す変速制御の別の実施例について説明する。変速制御手段52による前記図7に対応する変速制御においては、前記図5,6に示す変速制御に対応する前記(a)−(g)の一連の処理における(b)−(e)の処理に替え、以下の(b″)−(e″)の処理が行われる。すなわち、(a;回転勾配比算出手段54)回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg:Δωe:Δωmを算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比dωg/dt:dωe/dt:dωm/dtを算出し、(b″;エンジントルク値取得手段56)現時点におけるエンジントルク値Teを取得し、(c″;パワー収支目標値取得手段60)第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimを取得し、(d″;後述するクラッチトルク指令値算出部すなわちクラッチトルク指令値算出手段70)(b″)において得られたエンジントルク値Teを用いて前記式(8)を満たすクラッチトルクTbの指令値を算出し、(e″;回転勾配目標値算出手段62)上記(a)、(b″)−(d″)において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を算出し、(f;MG必要トルク算出手段64)上記(b″)において取得されたエンジントルク値Te、上記(d″)において算出されたクラッチトルクTb、及び上記(e″)において算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmを算出し、(g;変速制御手段52)上記(f)で算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力すると共に、(d″)で算出されたクラッチトルクTbを実現する指令値を図示しない油圧制御装置へ出力する。すなわち、上記(a)、(b″)−(e″)、(f)、(g)の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転を制御する。
【0074】
クラッチトルク指令値算出手段70は、自動変速機18に備えられた第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の係合トルク指令値を算出する。具体的には、クラッチトルク指令値算出手段70は、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及びエンジントルク値取得手段56により取得されたエンジントルク値Teを用いて、前記式(8)を満たすクラッチトルクTb(m軸上換算値)を算出し、そのクラッチトルク値Tbをクラッチトルク指令値として算出する。例えば、前記式(8)を満たすクラッチトルクTbの範囲で、現在の実クラッチトルクTbからの増加量が最小となるクラッチトルクTbを算出する。これは、例えばクラッチトルクTbによってイナーシャが変化し、変速時間が変わってしまう可能性があるからである。尚、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の掴み替えが為されていない期間においては上記クラッチトルク指令値が何れか一方の係合トルク指令値となるが、掴み替えが為されている期間においては、掴み替え期間の所定の係合パターンに基づいて両方の係合トルク指令値の合算値が上記クラッチトルク指令値となるように各々の係合トルク指令値が算出される。このように、本実施例では、例えばクラッチトルクTbを等価慣性項正負判定手段66により等価慣性項Igemが負値となると判定された時点での実クラッチトルク値から増加させることで、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする。
【0075】
図10は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわちエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図8のフローチャートとは別の実施例であり、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。また、図11は、図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。尚、この図10のフローチャートにおけるスタート時点は、例えば自動変速機18のダウンシフトを実行する変速制御の開始が前提とされる。
【0076】
図10のフローチャートは、図8のフローチャートにおける一点鎖線囲み部Aの各ステップが一点鎖線囲み部Bの各ステップに替わるだけである。以下、図10において図8と異なる一点鎖線囲み部Bについて主に説明する。
【0077】
図10の一点鎖線囲み部Bにおいて、前記S20の判断が否定される場合はエンジントルク値取得手段56に対応するS70Bにおいて、前記S30と同様に、エンジントルク値Teが取得される。次いで、パワー収支目標値取得手段60に対応するS80Bにおいて、前記S50と同様に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaimが取得される。次いで、クラッチトルク指令値算出手段70に対応するS90Bにおいて、第1回転要素RE1の現在の実回転速度ωe、第3回転要素RE3の現在の実回転速度ωm、及び上記S70Bにて取得されたエンジントルク値Teを用いて、前記式(8)を満たすクラッチトルク値Tbがクラッチトルク指令値として算出される。次いで、回転勾配目標値算出手段62に対応するS100Bにおいて、前記S10及び上記S70B−S90Bにて得られた各値を用いて、前記式(2)及び前記式(4)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値が算出される。
【0078】
前記S60或いは上記S100Bに次いで、MG必要トルク算出手段64に対応するS110において、前記S30或いは上記S70Bにて取得されたエンジントルク値Te、前記S40或いは上記S90Bにて取得(或いは算出)されたクラッチトルク値Tb、及び前記S60或いは上記S100Bにて算出された各回転要素の回転速度時間変化率dω/dtの目標値を達成するMG1トルクTg及びMG2トルクTmが算出され、その算出されたMG1トルクTg及びMG2トルクTmを達成する作動指令が第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力される。尚、上記S100Bに次いでこのS110が実行される場合には、更に上記S90Bにて算出されたクラッチトルク値Tbを実現するクラッチトルク指令値が図示しない油圧制御回路へ出力される。
【0079】
図11において、自動変速機18のダウンシフトによりm軸が回転上昇させられることに対して、e軸の回転上昇が小さい為にg軸が回転低下させられているが(例えば図7の破線の状態)、クラッチトルクTbが一時的に増大させられてエンジンパワー(Te・ωe)が駆動伝達パワー(Tb・ωm)よりも小さくされるので、狙いのパワー収支が実現されて、変速が適切に進行させられている。
【0080】
上述のように、本実施例によれば、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程で、3つの回転要素RE1,RE2,RE3のうちの1つの回転速度が他の回転速度と変化方向が異なる場合には、動力伝達装置11における入力パワー(例えばエンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーが大きくされるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
【0081】
また、本実施例によれば、クラッチトルクTbを増加させることで、入力パワー(エンジンパワー)よりも自動変速機18における駆動伝達パワーを大きくするので、入力パワーよりも駆動伝達パワーが適切に大きくされる。
【0082】
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。
【0083】
例えば、前述の実施例では、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする態様として、エンジントルクTeを低下させること(例えば図8のフローチャート)と、クラッチトルクTbを増加させること(例えば図10のフローチャート)とをそれぞれ単独で実行する実施例を例示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図8或いは図10のフローチャートにおいて、前記S20の判断が否定される場合に例えば「パワー調整としてエンジンを使用するか否か、或いはパワー調整としてエンジンを使用できるか否か」を判断する判定ステップを設け、その判定結果に応じて、図8のフローチャートに示す一点鎖線囲み部Aの各ステップを実行したり、図10のフローチャートに示す一点鎖線囲み部Bの各ステップを実行するようにしても良い。また、エンジンパワー(Te・ωe)よりも駆動伝達パワー(Tb・ωm)を大きくする態様として、エンジントルクTeを低下させることとクラッチトルクTbを増加させることとを組み合わせて実行しても良い。この場合には、例えば前記式(8)を満たすエンジントルクTeの範囲及びクラッチトルクTbの範囲で、互いの現在の実トルクからの変化量が最小となるエンジントルクTe及びクラッチトルクTb、或いは各々その範囲の中間となるエンジントルクTe及びクラッチトルクTbを算出すれば良い。エンジントルクTeを低下させることとクラッチトルクTbを増加させることとを組み合わせることで、変速過渡期の短い期間にパワー調整を実行し易くなる。
【0084】
前述の実施例において、図8のフローチャートにおけるS90A(d′;エンジントルク指令値算出手段68)とS100A(e′;回転勾配目標値算出手段62)との制御順序、或いは図10のフローチャートにおけるS90B(d″;クラッチトルク指令値算出手段70)とS100B(e″;回転勾配目標値算出手段62)との制御順序を逆転しても良い。このような場合、例えば前記式(2)を満たす各回転要素の回転速度時間変化率dωg/dt、dωe/dt、dωm/dtの目標値を設定した後、前記式(4)に基づいてエンジントルクTeの指令値或いはクラッチトルクTbの指令値を算出する。
【0085】
前述の実施例では、ダウンシフトを例示して本発明を説明したが、アップシフトに対しても本発明は適用され得る。例えば、アップシフトの過程では、m軸の回転速度が下降するので、等価慣性項Igemが正となる場合に前記式(8)を成立させる、すなわちエンジンパワーよりも駆動伝達パワーを大きくする。
【0086】
前述の実施例では、動力伝達装置11における入力パワーとしてエンジンパワーを例示したが、例えばこのエンジンパワーにバッテリ持ち出しパワー(蓄電装置26の放電パワー)を加えて入力パワーとしても良い。
【0087】
また、前述の実施例では、自動変速機18は低速段Lと高速段Hとを有する2段の自動変速機(減速機)であったが、この自動変速機18に限らず、伝達部材14上のトルクが駆動輪22に伝達されるように伝達部材14と駆動輪22との間に備えられた機械式変速機構であれば本発明は適用され得る。例えば、3段以上の変速段を有する遊星歯車式多段変速機、一部或いは全部の変速段において変速機入力トルクが増大させられて駆動輪22側へ伝達される有段式自動変速機などであっても良い。
【0088】
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良い。また、動力分配機構16は、例えばエンジン12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14に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。
【0089】
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】
【0090】
10:ハイブリッド車両
11:車両用動力伝達装置
12:エンジン
14:伝達部材(出力回転部材)
16:動力分配機構(差動機構)
17:電気式無段変速機(電気式変速機構)
18:自動変速機(機械式変速機構、変速機)
22:駆動輪
50:電子制御装置(制御装置)
MG1:第1電動機(差動用電動機)
MG2:第2電動機(走行用電動機)
RE1−RE3:第1回転要素−第3回転要素
B1,B2:第1ブレーキ,第2ブレーキ(係合装置)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えて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変速機構と、該電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを有する車両用動力伝達装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、前記3つの回転要素のうちの1つの回転数が他の回転数と変化方向が異なる場合には、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構が前記駆動輪側へ伝達する出力パワーに相当する駆動伝達パワーを大きくすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項2】
前記エンジンの出力トルクを低下させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項3】
前記機械式変速機構は、係合装置の係合により変速段が形成される変速機であり、
前記係合装置のトルク容量を増加させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項4】
前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う場合は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とするものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項5】
前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とする制御は、該第1回転要素、該第2回転要素、及び該第3回転要素の変速後の各目標回転数と現時点の各実回転数との各差分値をそれぞれ算出し、該回転要素の各回転数時間変化率の相互間の比を、該回転要素の各差分値の相互間の比と等しくする制御であることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項1】
エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えて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変速機構と、該電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを有する車両用動力伝達装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う過程で、前記3つの回転要素のうちの1つの回転数が他の回転数と変化方向が異なる場合には、前記車両用動力伝達装置における入力パワーよりも前記機械式変速機構が前記駆動輪側へ伝達する出力パワーに相当する駆動伝達パワーを大きくすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項2】
前記エンジンの出力トルクを低下させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項3】
前記機械式変速機構は、係合装置の係合により変速段が形成される変速機であり、
前記係合装置のトルク容量を増加させることで、前記入力パワーよりも前記駆動伝達パワーを大きくすることを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項4】
前記エンジンの動作点の移動及び前記機械式変速機構の変速制御を同時に行う場合は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とするものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項5】
前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素における各変速進行度を同一とする制御は、該第1回転要素、該第2回転要素、及び該第3回転要素の変速後の各目標回転数と現時点の各実回転数との各差分値をそれぞれ算出し、該回転要素の各回転数時間変化率の相互間の比を、該回転要素の各差分値の相互間の比と等しくする制御であることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−158264(P2012−158264A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−19886(P2011−19886)
【出願日】平成23年2月1日(2011.2.1)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年2月1日(2011.2.1)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】
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