車両の制御装置
【課題】エンジンの燃費をより向上させることのできる、車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンおよび変速機を有し、変速機でいずれかの変速比を達成するときに係合され、かつ、変速機の入力部材と出力部材とを動力伝達可能に接続する係合要素を備えた、車両の制御装置において、エンジンの効率が基準値を満たすか否かを判断する効率判断手段（ステップＳ２）と、エンジンの効率が基準値を満たさないと判断された場合は、係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジン効率の向上分を推定する推定手段（ステップＳ３）と、動力損失分とエンジン効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する比較手段（ステップＳ４）と、動力損失分よりもエンジン効率の向上分の方が大きいと判断された場合に、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる滑り制御手段（ステップＳ５）とを備えている。
【解決手段】エンジンおよび変速機を有し、変速機でいずれかの変速比を達成するときに係合され、かつ、変速機の入力部材と出力部材とを動力伝達可能に接続する係合要素を備えた、車両の制御装置において、エンジンの効率が基準値を満たすか否かを判断する効率判断手段（ステップＳ２）と、エンジンの効率が基準値を満たさないと判断された場合は、係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジン効率の向上分を推定する推定手段（ステップＳ３）と、動力損失分とエンジン効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する比較手段（ステップＳ４）と、動力損失分よりもエンジン効率の向上分の方が大きいと判断された場合に、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる滑り制御手段（ステップＳ５）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンに接続された動力伝達経路に、変速比を段階的に制御することのできる有段変速機が設けられている、車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に、変速比を段階的に制御することのできる有段変速機が設けられた車両が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された車両では、エンジンの出力側に変速機が設けられており、その変速機は、３組の遊星歯車装置と、４つのクラッチおよび２つのブレーキを有している。そして、ドライブポジションが選択された場合は、変速機で第１速ないし第８速を選択的に切り替え可能であり、リバースポジションが選択された場合は、変速機で２種類の後進段を選択可能である。このように構成することにより、変速機の変速段の多段化が実現され、変速比の幅を大きく取ることができ、滑らかな変速特性を得られ、エンジンの燃費が向上するとされている。なお、多段式の変速機を有する車両の制御装置は、特許文献２ないし特許文献４にも記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２２２７号公報
【特許文献３】特開２００４−３２２９３５号公報
【特許文献４】特開２００４−１００９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている多段変速機では、車速の変化に対してエンジン回転数がステップ的に変化するため、エンジンの燃焼効率が良好な運転状態を必ずしも使用することができず、その点で改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エンジンの燃費をより向上させることのできる、車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、燃料を燃焼させて動力を発生するエンジンと、このエンジンから出力される動力の伝達経路に配置され、かつ、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的に変更可能な変速機と、この変速機でいずれかの変速比を達成するときに係合され、かつ、前記変速機の入力部材と出力部材とを動力伝達可能に接続する係合要素とを備えた、車両の制御装置において、前記エンジンの燃焼効率が、相対的に高いことを表す値として予め定められた基準値を満たすか否かを判断する効率判断手段と、前記エンジンの燃焼効率が基準値を満たさないと判断された場合は、前記変速機でいずれかの変速比を設定するときに係合させる係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定して、その係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジンの燃焼効率の向上分を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された動力損失分と、前記推定手段により推定されたエンジンの効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する比較手段と、この比較手段により、前記動力損失分よりも前記エンジンの燃焼効率の向上分の方が大きいと判断された場合に、前記係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる滑り制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記エンジンから車輪に至る動力の伝達経路に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生とをおこなうことのできるモータ・ジェネレータが設けられており、前記車両における前後方向の要求駆動力に基づいて、前記エンジンの必要出力を求める必要出力算出手段を有し、前記効率判断手段は、前記エンジン回転数およびエンジントルクを用いて前記エンジンの燃焼効率が前記基準値を満たすか否かを判断し、かつ、前記エンジン回転数およびエンジントルクで表される実出力が前記必要出力を満たすか否かを判断する手段を含み、前記エンジン回転数およびエンジントルクが前記基準値を満たしておらず、かつ、前記実出力が前記必要出力を満たさないと判断された場合に、前記滑り制御手段は、係合要素を滑らせ、かつ、前記必要出力と前記実出力との差を相対的に少なくするように、前記モータ・ジェネレータを力行または回生する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、エンジンの燃焼効率が基準値を満たさないと判断された場合は、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定して、その係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジンの燃焼効率の向上分を推定する。そして、推定された動力損失分と、推定されたエンジンの燃焼効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する。さらに、動力損失分よりもエンジンの燃焼効率の向上分の方が大きいと判断された場合は、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる。したがって、エンジンの燃焼効率を向上できる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、車両における前後方向の要求駆動力に基づいて、エンジンの必要出力を求める。また、エンジンの実出力が必要出力を満たすか否かを判断する。さらに、エンジンの実出力が必要出力を満たさず、かつ、エンジンの燃焼効率が基準値を満たしていないと判断された場合は、係合要素を滑らせ、かつ、必要出力とエンジンの実出力との差を相対的に小さくするように、モータ・ジェネレータを力行または回生する。したがって、エンジンの燃焼効率を向上でき、かつ、車両における要求駆動力と、実駆動力との差を相対的に少なくすることができ、ドライバビリティが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明における変速機は、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置される伝動装置であり、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的に変更可能な有段変速機である。有段変速機で選択可能な変速比の数（変速段）は、２段以上あれば何れの変速段でもよい。この有段変速機としては、歯車変速機を用いることができ、例えば、遊星歯車式変速機、または選択歯車式変速機を用いることができる。この発明における係合要素は係合および解放が可能であり、係合要素が係合または解放されて、変速機でいずれかの変速比を達成することができる。また、係合要素が係合されると、変速機の入力部材と出力部材とが動力伝達可能に接続される。この発明の係合要素にはクラッチおよびブレーキが含まれる。クラッチには、摩擦力または電磁力により動力伝達をおこなうクラッチが含まれる。ブレーキには、摩擦力または電磁力により制動力を生じるブレーキが含まれる。この発明における係合要素は、滑り制御をおこなうことが可能に構成されている。つまり、トルク容量を無段階に変更可能である。この発明の入力部材および出力部材は、動力伝達をおこなう回転要素であり、入力部材および出力部材には、回転軸、ギヤ、キャリヤ、コネクティングドラム、スプロケット、チェーン、プーリ、ベルトなどが含まれる。この発明における車輪は、前輪または後輪のいずれでもよい。
【００１１】
この発明では、係合要素を滑らせて、係合要素の係合により動力伝達可能に接続される回転要素同士に回転数差を生じさせることができる。例えば、係合要素が係合されて変速機で所定の変速段が選択されているときに、その変速段を設定するために係合されている係合要素を滑らせることにより、エンジン回転数を上昇させてエンジンの燃費を向上することができる。また、係合要素が係合されて変速機で所定の変速段が選択されている場合に、その変速段よりも変速比の小さい変速段を設定するときに、解放される係合要素は解放し、かつ、係合される係合要素を滑らせつつ係合することにより、エンジン回転数を低下させて、エンジンの燃費を向上することもできる。また、この発明において、エンジンから車輪に至る経路にモータ・ジェネレータが設けられている。さらに、エンジンから車輪に至る動力の伝達方向で、係合要素の上流または下流の何れにモータ・ジェネレータが配置されていてもよい。
【００１２】
つぎに、この発明の具体例を図２に基づいて説明する。この発明で対象とする車両１には、走行用の動力源としてエンジン２が搭載されている。このエンジン２は、燃料を燃焼させて動力を発生する動力装置であり、エンジン２としては内燃機関、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン２においては、吸気管に電子スロットルバルブが設けられており、この吸気管を経由して燃焼室に空気が吸入される。この燃焼室で燃料が燃焼して発生した熱エネルギが、クランクシャフト３の回転運動に変換される構成である。車両１の室内には運転者が操作するアクセルペダルが設けられており、そのアクセルペダルの踏み込み量を表すアクセル開度、またはアクセル開度に関わりなく、電子スロットルバルブの開度を調整することにより、エンジン２の出力トルクを制御可能である。また、エンジン２には点火装置および燃料噴射装置が設けられており、点火時期または燃料噴射量を制御することにより、エンジントルクを制御可能である。
【００１３】
このエンジン２のクランクシャフト３と動力伝達可能な流体伝動装置４が設けられている。この流体伝動装置４は、流体の運動エネルギにより動力伝達をおこなうことのできる装置である。この流体伝動装置４は、ポンプインペラ５およびタービンランナ６を有しており、ポンプインペラ５が、フロントカバー７を介在させてクランクシャフト３と動力伝達可能に、具体的には一体的に回転するように連結されている。また、タービンランナ６にはインプットシャフト８が動力伝達可能に接続されている。さらに、インプットシャフト８とフロントカバー７との間で、摩擦力により動力伝達をおこなうことのできるロックアップクラッチ９が設けられている。このロックアップクラッチ９は、油圧により動作が制御されて、フロントとカバー７に係合、またはフロントカバー７から解放される構成である。このロックアップクラッチ９をスリップ制御すると、そのトルク容量を無段階で制御可能である。また、ロックアップクラッチ９が解放されている場合、トルク増幅することが可能である。
【００１４】
さらに、インプットシャフト８はクランクシャフト３と同軸上に配置されており、クランクシャフト３から車輪（図示せず）に至る動力伝達経路には変速機１０が設けられている。この変速機１０は、中空のケーシング１１の内部に設けられている。この変速機１０は、入力回転数と出力回転数との間の比、すなわち変速比を段階的に（不連続に）変更可能な有段式変速機である。この具体例では、有段変速機として、複数組の変速部を有する自動変速機が用いられている。具体的には、変速機１０は、第１の変速部１２および第２の変速部１３を有している。第１の変速部１２は副変速部を構成するものであり、この第１の変速部１２はダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。この第１の変速部１２は、外歯であるサンギヤ１４と、このサンギヤ１４と同軸上に配置された内歯であるリングギヤ１５と、サンギヤ１４に噛合されたピニオンギヤ１６と、このピニオンギヤ１６およびリングギヤ１５に噛合されたピニオンギヤ１７と、２種類のピニオンギヤ１６，１７をそれぞれ自転可能に、かつ、一体的に公転可能に支持するキャリヤ１８とを有している。このように、第１の変速部１２は、相互に差動回転可能に接続された３個の回転要素、つまり、サンギヤ１４およびリングギヤ１５およびキャリヤ１８を有している。また、前記サンギヤ１４は回転しない状態で前記ケーシング１１に固定されている。
【００１５】
さらに、インプットシャフト８の外周側に第２の変速部１３が配置されている。この第２の変速部１３は主変速部を構成するものであり、この第２の変速部１３は複数組の遊星歯車機構により構成されている。第２の変速部１３を構成する第１の遊星歯車機構１９は、同軸上に配置された第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１と、第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１に噛合されたロングピニオンギヤ２２と、このロングピニオンギヤ２２を、自転かつ公転可能に支持したキャリヤ２３とを有している。上記のように、第１の遊星歯車機構１９は、相互に差動回転可能に接続された３個の回転要素、つまり、第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１および２３キャリヤを有している。なお、リングギヤ２１と一体回転する出力ギヤ２４が設けられている。この出力ギヤ２４には車輪が動力伝達可能に接続されている。
【００１６】
さらに、第２の変速部１３の一部を構成する第２の遊星歯車機構２５は、第１サンギヤ２０と同軸に配置され、かつ、第１サンギヤ２０よりも歯数が少ない第２サンギヤ２６と、第２サンギヤ２６およびロングピニオンギヤ２２に噛合されたショートピニオンギヤ２７と、前記ロングピニオンギヤ２２およびショートピニオンギヤ２７をそれぞれ自転可能、かつ、一体的に公転可能に支持するキャリヤ２３とを有している。つまり、第２の変速部１３のキャリヤ２３は、第１の遊星歯車機構１９および第２の遊星歯車機構２５で共用化されている。このように、第２の変速部１３は、第１の遊星歯車機構１９および第２の遊星歯車機構２５により構成されたラビニョ型の遊星歯車機構である。
【００１７】
つぎに、第１の変速部１２および第２の変速部１３に含まれる回転要素同士を相互に接続または解放する係合要素としてのクラッチ、および回転要素を選択的に停止（固定）する係合要素としてのブレーキについて説明する。まず、前記リングギヤ１５と第２サンギヤ２６とを選択的に接続または解放する第１クラッチＣ１が設けられている。また、前記キャリヤ２３とインプットシャフト８とを選択的に接続または解放する第２クラッチＣ２が設けられている。さらに、リングギヤ１５と第１サンギヤ２０とを選択的に接続または解放する第３クラッチＣ３が設けられている。さらにまた、キャリヤ１８と第１サンギヤ２０とを選択的に接続または解放する第４クラッチＣ４が設けられている。さらに、第１サンギヤ２０を停止させる第１ブレーキＢ１が設けられている。さらに、キャリヤ２３を停止させる第２ブレーキＢ２が設けられている。
【００１８】
また、この実施例においては、第１クラッチＣ１ないし第４クラッチＣ４として、湿式の多板クラッチを用いることができる。すなわち、この多板クラッチは、インプットシャフト８の軸線に沿った方向に配置された複数の環状ディスクと、複数の環状プレートとを有している。このディスクおよびプレートの両端面に摩擦材が取り付けられている。そのディスクおよびプレートに軸線に沿った方向の押圧力を加え、摩擦力により動力伝達がおこなわれるクラッチである。また、多板クラッチは湿式であり、ケーシング１１内に供給もしくは封入されている潤滑油により、多板クラッチが冷却および潤滑される。さらに、この実施例では、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２として、湿式の多板ブレーキが用いられている。すなわち、この多板ブレーキは、インプットシャフト８の軸線に沿った方向に配置された複数の環状ディスクと、複数の環状プレートとを有しており、そのディスクおよびプレートに軸線に沿った方向の押圧力を加えて、摩擦力により制動力を発生するブレーキである。また、多板ブレーキは湿式であり、ケーシング１１内に供給もしくは封入されている潤滑油により、多板ブレーキが冷却および潤滑される。
【００１９】
さらに、第１クラッチＣ１ないし第４クラッチＣ４をそれぞれ係合または解放させる動力を発生し、かつ、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２を係合および解放させる動力を発生するアクチュエータ２８が設けられている。このアクチュエータ２８としては、油圧を動作力に変換するアクチュエータ、または電動モータのトルクを動作力に変換するアクチュエータ、ソレノイドの磁気吸引力を動作力に変換するアクチュエータのいずれかを用いることができる。この実施例では、各係合要素をスリップさせる制御、つまり、滑り量を与えることが可能に構成されている。例えば、アクチュエータ２８が、油圧式のアクチュエータであれば、係合要素に作用する油圧を低下すると滑り量が増加し、係合要素に作用する油圧を上昇すると滑り量が減少する。また、アクチュエータ２８が、ソレノイドバルブを用いるアクチュエータであれば、ソレノイドに供給される電流値を低下させると、係合要素の滑り量が増加し、ソレノイドに供給される電流値を増加すると、係合要素の滑り量が減少する。また、アクチュエータ２８が、電動モータを用いるアクチュエータであれば、電動モータのトルクを低下させると、係合要素の滑り量が増加し、電動モータのトルクを高めると、係合要素の滑り量が減少する。このように、クラッチおよびブレーキは、そのトルク容量を無段階に変更可能な構成である。
【００２０】
さらに、車両１に搭載されたシステムを制御する制御系統について説明する。車両１に搭載されたシステムを制御するコントローラとして電子制御装置２９が設けられており、その電子制御装置２９には、エンジン２の始動要求、アクセルペダルの踏み込み状態を表すアクセル開度、ブレーキペダルの踏み込み状態、シフトポジション、車速、エンジン回転数、変速機１０の入力回転数（インプットシャフト８の回転数）、変速機１０の出力回転数（出力ギヤ２４の回転数）などを検知するセンサおよびスイッチの検知信号が入力される。この電子制御装置２９には、エンジン出力を制御するデータ、および変速機１０の変速段を制御するデータ、ロックアップクラッチ９の係合および解放を制御するデータが記憶されている。上記のデータには、演算式およびマップが含まれる。そして、電子制御装置２９に入力される信号、および電子制御装置２９に記憶されているデータに基づいて、エンジン回転数およびエンジントルクを制御する信号、アクチュエータ２８を制御する信号が出力される。
【００２１】
例えば、エンジン２を始動する要求がある場合は、燃焼室に燃料が供給されるとともに、燃料および空気の混合気に点火されて燃焼し、その熱エネルギがクランクシャフト３の運動エネルギに変換される。そして、クランクシャフト３のトルクは流体伝動装置４を経由してインプットシャフト８に伝達される。このエンジン２の出力を制御するためのデータとしてエンジン制御マップが記憶されている。このエンジン制御マップについては後述する。また、ロックアップクラッチ９の係合および解放を制御するデータとして、ロックアップクラッチ制御マップが電子制御装置２９に記憶されている。このロックアップクラッチ制御マップは、車速およびアクセル開度をパラメータとして、ロックアップクラッチ９を係合させる領域と、ロックアップクラッチ９を解放させる領域とを定めたものである。なお、この実施例では、ロックアップクラッチ制御マップ以外の条件によりロックアップクラッチ９を制御することができる。その制御については後述する。
【００２２】
一方、車両１の室内に設けられたシフトポジション選択装置（図示せず）を操作すると、パーキング（Ｐ）ポジション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、ドライブ（Ｄ）ポジションを選択可能である。シフトポジションを切り替えると、図２に示されたクラッチおよびブレーキを、係合および解放する制御がおこなわれる。まず、パーキングポジションが選択された場合、またはニュートラルポジションが選択された場合は、ブレーキおよびクラッチが全て解放される。したがって、インプットシャフト８と出力ギヤ２４との間における動力伝達が遮断される。
【００２３】
これに対して、ドライブポジションまたはリバースポジションが選択された場合は、インプットシャフト８と出力ギヤ２４とが動力伝達可能に接続される。前記電子制御装置２９には変速機１０の変速段を制御するために変速マップが記憶されており、ドライブポジションでは、その変速マップに基づいて変速機１０の変速段を選択し、かつ、その変速段を切り替える制御がおこなわれる。この変速マップは、車速およびアクセル開度をパラメータとして、選択する変速段を変速線で区分してある。具体的には、変速機の変速段として第１速（１ｓｔ）、第２速（２ｎｄ）、第３速（３ｒｄ）、第４速（４ｔｈ）、第５速（５ｔｈ）、第６速（６ｔｈ）の変速段、第７速（５ｔｈ）、第８速（６ｔｈ）の変速段が選択される領域を変速線により区分してある。そして、車速およびアクセル開度が、変速マップに示された変速線を横切ったときに、変速機１０の変速段が変更される。つまり、変速機１０でアップシフトまたはダウンシフトがおこなわれる。なお、アップシフト用の変速線と、ダウンシフト用の変速線との間には、予めヒステリシスが設けられている。図３には、ドライブポジションまたはリバースポジションが選択されたときにおける、前記クラッチおよびブレーキの作動状態が示されている。この図３において、「○」印は、クラッチまたはブレーキが係合されることを意味する。さらに、図３の「×」印は、クラッチまたはブレーキが解放されることを意味する。
【００２４】
つぎに、ドライブポジションまたはリバースポジションが選択された場合における回転要素の状態を、図４の共線図に基づいて説明する。まず、第１速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクがインプットシャフト８を経由して、第１の変速部１２のキャリヤ１８に入力されると、固定されているサンギヤ１４が反力要素となり、リングギヤ１５が正回転する。一方、第２の変速部１３では、第１の変速部１２のリングギヤ１５から第２サンギヤ２６にトルクが入力されるとともに、第２ブレーキＢ２の係合により固定されているキャリヤ２３が反力要素となり、リングギヤ２１からトルクが出力される。このようにして、リングギヤ２１が正回転する。第１速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機１０の変速比は「１」よりも大きい。なお、ドライブポジションまたはリバースポジションの何れが選択された場合でも、エンジントルクが第１の変速部１２のキャリヤ１８に伝達されると、サンギヤ１４で反力が受け持たれる。
【００２５】
つぎに、第２速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第１速と同様に第１の変速部１２のリングギヤ１５に伝達されると、第２の変速部１３では、第１サンギヤ２０が反力要素となり、リングギヤ２１からトルクが出力される。この第２速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、図４では、インプットシャフト８の回転数を一定として示してあり、第１速よりも第２の速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第１速よりも第２速の方が変速比は小さい。
【００２６】
つぎに、第３速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第１速と同様に第１の変速部１２のリングギヤ１５に伝達されると、第２の変速部１３では、４個の回転要素が全て一体回転する。この第３速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、第２速よりも第３の速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第２速よりも第３速の方が変速比は小さい。
【００２７】
つぎに、第４速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第１速と同様に第１の変速部１２のリングギヤ１５に伝達されると、第２の変速部１３では、第２サンギヤ２６が反力要素となり、出力ギヤ２４が正回転する。この第４速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、第３速よりも第４速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第３速よりも第４速の方が変速比は小さい。
【００２８】
つぎに、第５速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第１速と同様に第２の変速部１３の第２サンギヤ２６が反力要素となり、出力ギヤ２４が正回転する。この第５速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、第４速よりも第５速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第４速よりも第５速の方が変速比は小さい。
【００２９】
つぎに、第６速が選択された場合は、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第２の変速部１３の４個の回転要素が全て一体回転し、かつ、インプットシャフト８の回転数と出力ギヤ２４の回転数とが一致する。つまり、変速機の変速比は「１」となる。
【００３０】
つぎに、第７速が選択された場合は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第２の変速部１３の第１サンギヤ２０が反力を受け持ち、かつ、出力ギヤ２４からトルクが出力される。この第７速では、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が高回転数となる。つまり、変速機１０の変速比は「１」未満となる。
【００３１】
つぎに、第８速が選択された場合は、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第２の変速部１３の第１サンギヤ２０が反力を受け持ち、かつ、出力ギヤ２４からトルクが出力される。この第８速では、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が高回転数となる。また、出力ギヤ２４の回転数は、第７速よりも第８速の方が高回転数である。つまり、変速機１０の変速比は第７速よりも第８速の方が小さい。
【００３２】
さらにリバースポジションが選択された場合は、第１リバース（Ｒｅｖ１）または第２リバース（Ｒｅｖ２）のいずれかを選択可能である。第１リバースが選択された場合は、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。このため、エンジントルクが第１の変速部１２のリングギヤ１５を経由して第２の変速部１３の第１サンギヤ２０に伝達されると、第２の変速部１３のキャリヤ２３が反力要素となり、出力ギヤ２４を逆回転させるトルクが発生する。
【００３３】
一方、第２リバースが選択された場合は、第４クラッチＣ４および第２ブレーキＢ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。このため、エンジントルクが第１の変速部１２のキャリヤ１８を経由して第２の変速部１３の第１サンギヤ２０に伝達されると、第２の変速部１３のキャリヤ２３が反力要素となり、出力ギヤ２４を逆回転させるトルクが発生する。このとき、出力ギヤ２４の回転数は、第１リバースよりも第２リバースの方が高い。つまり、第１リバースよりも第２リバースの方が変速比が大きい。なお、第１リバースおよび第２リバースは、車速およびアクセル開度などの条件により使い分けられる。
【００３４】
上記のように、車両１では予め電子制御装置２９に記憶されている変速マップに基づいて、変速機１０でアップシフトおよびダウンシフトをおこなうことができる。ここで、アップシフトとは、変速段を示す数字が大きくなる変速であり、アップシフトをおこなうと変速機１０の変速比が相対的に小さくなる。また、ダウンフトとは、変速段を示す数字が小さくなる変速であり、ダウンシフトをおこなうと変速機１０の変速比が相対的に大きくなる。ところで、変速マップに基づいて変速機１０の変速段を制御すると、変速機１０が有段変速機であるために、車速の変化に対してエンジン回転数がステップ的に変化する。具体的には、変速機１０でダウンシフトをおこなうと、エンジン回転数がステップ的に上昇する。これとは逆に、変速機１０でアップシフトをおこなうと、エンジン回転数がステップ的に低下する。このため、エンジン２の燃焼効率が最適ではない状態で運転される可能性がある。
【００３５】
このような不都合に対処するための制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。図１の制御は、請求項１の発明に対応する。この図１に示されている制御は擬似中間段制御であり、変速マップ以外の条件により係合要素が制御される。擬似中間段制御の意味については、後述する。図１の制御がスタートされると、まず、電子制御装置２９に入力される信号が処理され、かつ、その処理結果に基づいてエンジン出力および変速機１０の変速段が制御される（ステップＳ１）。このステップＳ１では、例えば、シフトポジションとしてドライブポジションが選択されて車両１が走行しているとき、車速およびアクセル開度に基づいて、車両１の前後方向における要求駆動力が求められる。また、図１では、車両１の実際の駆動力を要求駆動力に近づけることを目的として、前記変速マップを用いて変速機１０で現在選択する変速段が定められ、かつ、エンジン１に対する必要出力が求められる。この必要出力は、エンジン回転数およびトルクで表される。
【００３６】
このステップＳ１につぐステップＳ２では、エンジン回転数およびエンジントルクで表されるエンジン２の実出力が必要出力を満たしているか否かが判断される。また、このステップＳ２では、エンジン２の燃焼効率が、相対的に高いものとして予め定められた基準値、例えば、最高域にあるか否かが判断される。このステップＳ２の判断には図５の特性線図を用いることができる。図５の特性線図では、横軸にエンジン回転数（Ｎｅ）が示され、縦軸にエンジントルク（Ｔｅ）が示されている。また、図５の特性線図には、最適燃費線が示されている。そして、エンジン回転数およびエンジントルクで表される燃焼効率が最適燃費線と一致した場合に、そのエンジン２の燃焼効率が最適であることを意味する。さらに、図５には必要出力線が示されている。この必要出力線は、エンジン２に対する要求出力を表し、かつ、エンジントルクおよび回転数が異なっていても、等パワーとなる線で表したものである。なお、図５では、必要出力線が便宜上、１本示されているが、異なるアクセル開度毎に、段階的または無段階に複数の必要出力線を設定可能である。
【００３７】
そして、ステップＳ２の判断時点におけるエンジン回転数およびエンジントルクを示す運転点が、いずれかの必要出力線と最適燃費線との交点に位置している場合は、ステップＳ２で肯定的に判断されて、リターンする。つまり、変速機１０で現在選択されている変速段により、エンジンの燃焼効率が最高域にあるので、変速機１０で擬似中間段を形成する必要はない。
【００３８】
これに対して、ステップＳ２の判断時点において、エンジン２が運転点ａにあるためにステップＳ２で否定判断された場合を説明する。この運転点ａのエンジン回転数Ｎａは、最適燃費線と必要出力線との交点ｔ´におけるエンジン回転数よりも低い。また、運転点ａではエンジントルクＴａである。前述のように、変速機１０は変速比を段階的に変更する構成であるため、要求駆動力に基づいて変速機１０の変速段を変更したとき、車速の変化に対してエンジン回転数が段階的に変化する。このため、運転点が必要出力線から外れることがあり、また、運転点が最適燃費線から外れることもある。
【００３９】
このように、ステップＳ２の判断時点でエンジン２が運転点ａにある場合は、ステップＳ２で否定的に判断されて、変速機１０で現在選択されている変速段（Ｎ速）と、Ｎ−１速との間で、係合要素を滑らせることを想定し、その係合要素の滑り損失と、係合要素を滑らせたときのエンジン２の燃焼効率とを算出する（ステップＳ３）。Ｎ−１速とは、現在の変速段（Ｎ）よりも１段下の変速段を意味する。例えば、現在の変速段が第６速であれば、Ｎ−１速は第５速であり、現在の変速段が第４速であれば、Ｎ−１速は第３速であり、現在の変速段が第３速であれば、Ｎ−１速は第２速である。エンジン２が運転点ａにあるときはステップＳ３では、エンジン２の運転点ａを最適燃費線に相対的に近づけるため、係合要素を滑らせてエンジン２の負荷を軽減し、エンジン回転数を上昇させる制御を想定する。また、エンジン２の運転状態が、エンジン回転数Ｎａから上昇するように、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定する。この係合要素の滑りにより生じる動力損失、つまり、滑り損失Ｐ１［ｋｗ］は、数式（１）により求めることができる。
【００４０】
Ｐ１＝Ｃ×（Ｎｘ−Ｎａ）×（Ｔａ×Ｔｘ） ・・・（１）
【００４１】
数式（１）において「Ｃ」は定数である。エンジン回転数Ｎａからエンジン回転数Ｎｘまでの上昇量が、ΔＮで表される。ここで、Ｎｘは、運転点ｘにおけるエンジン回転数であり、Ｔａは運転点ａにおけるエンジントルクであり、Ｔｘは運転点ｘにおけるエンジントルクである。なお、実用上は、予め実験またはシミュレーションをおこなって、係合要素の滑り量毎に、段階的にまたは無段階に発熱損失を求めてそのデータ（マップ）を電子制御装置２９に記憶しておき、ステップＳ３ではそのデータを読み込めばよい。また、ステップＳ３では、係合要素の滑り量の無段階または段階的な変化に対応させて、エンジン回転数の変化（上昇）によるエンジン２の燃焼効率が段階的または無段階に求められる。係合要素を滑らせたときのエンジン２の燃費率向上によるエンジン出力向上代Ｐ２［ｋｗ］は、例えば、数式（２）により算出可能である。
【００４２】
Ｐ２＝Ｔａ×Ｎａ−Ｔｘ×Ｎｘ（∫（Ｎｘ・Ｔｘ）／∫（Ｎａ・Ｔａ））・・・（２）
【００４３】
そして、Ｎ速で係合要素を滑らせてＮ−１速までダウンシフトする間に、
Ｐ１＜Ｐ２
となる運転点ｘが存在すれば、運転点ｘとなるように滑り制御をおこなう。図５では運転点ｘが示されている。なお、実用上は、予め実験またはシミュレーションをおこなって、係合要素の滑り量とエンジン２の燃焼効率との関係をデータ（マップ）化して電子制御装置２９に記憶しておき、ステップＳ３ではそのデータを読み込めばよい。上記のステップＳ３についで、係合要素の滑り損失分と、その係合要素の滑りにより生じるエンジン効率の向上分（燃料消費量の低減分）とを比較し、エンジン効率の向上分の方が、滑り損失分よりも多いか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４の判断は、係合要素で設定可能な滑り量の範囲内について、段階的または無段階におこなわれる。なお、ステップＳ４において、係合要素の滑り損失分と、エンジン効率の向上分とを比較する場合、両者を同じ物理量であるエネルギに換算して比較すればよい。このステップＳ４で否定的に判断された場合はリターンする。これに対して、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、そのステップＳ４で肯定判断された係合要素の滑り量となるように、係合要素の実際の滑り量を制御し（ステップＳ５）、リターンする。
【００４４】
例えば、変速機１０の変速段として第８速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第２クラッチＣ２または第１ブレーキＢ１のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。また、変速機１０の変速段として第７速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第２クラッチＣ２または第３クラッチＣ３のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第６速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第２クラッチＣ２または第４クラッチＣ４のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。
【００４５】
さらに、変速機１０の変速段として第５速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第４速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第４クラッチＣ４のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第３速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第３クラッチＣ３のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第２速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第２ブレーキＢ２のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。
【００４６】
さらに、アクチュエータ２８として油圧式のアクチュエータを用いており、第２速または第８速が選択されているときにステップＳ５に進み、いずれか一方の係合要素を滑らせる場合に、クラッチではなくブレーキを滑らせると、そのブレーキの滑り量を高精度に制御できる利点がある。これは、ブレーキに作用する圧油を供給する油路および油圧室がケーシング１１に形成されており、回転要素の回転による遠心力で、油圧室の油圧の低下が阻害されることを回避できるからである。
【００４７】
さらに、ステップＳ５で、変速段を設定するために係合されている２つの係合要素のうち、滑らせる係合要素を予め決定しておくこともできる。例えば、第１速ないし第５速では第１クラッチＣ１を滑らせ、第５速ないし第８速では第２クラッチＣ２を滑らせることができる。このように、滑らせる係合要素を２つに限定すると、その係合要素の耐久性を他の係合要素に比べて高めておくなど、設計および保守が容易だからである。また、ステップＳ５では、一方の係合要素の滑り量が予め定めた所定値より多くなることが予測される場合は、変速段を設定するために係合されている２つの係合要素を、共に滑らせることも可能である。この所定値は、係合要素の滑りが繰り返し発生すると、その係合要素の耐久性が低下すると認められる基準値であり、その所定値は実験またはシミュレーションによって求められた値である。この所定値は電子制御装置２９に記憶させておき、ステップＳ５で係合要素を滑らせるときに用いればよい。
【００４８】
このように、係合要素のいずれか一方、または両方を滑らせると、選択されている変速段と、その変速段よりも小さい変速段との間の変速比を有する変速段、つまり、中間変速段が形成される。このように、係合要素を滑らせて形成する中間変速段が、前述した擬似中間段の意味である。以上のように、図１の制御を実行すると、エンジン出力（回転数およびトルク）を、燃焼効率が最高となる状態に近づけることができる。したがって、エンジンの燃費を向上することができる。
【００４９】
ところで、ステップＳ５では、変速機１０で所定の変速段を設定するために係合されている係合要素を滑らせる制御に加えて、ロックアップクラッチ９を滑らせる制御をおこなうことも可能である。このように、ロックアップクラッチ９を滑らせると、エンジン負荷が低下してエンジン回転数が上昇するため、燃費を向上できる。このように、係合要素を滑らせる制御と、ロックアップクラッチ９を滑らせる制御とを並行しておこなう場合の一例を、図６のタイムチャートにより説明する。図６では縦軸にはエンジン回転数の変化率ＮｅΔが示され、横軸に時間が示されている。前記ステップＳ４で肯定判断されると、時刻ｔ１以降、エンジン回転数の変化率の目標値が上昇し、時刻ｔ２以降は、エンジン回転数の変化率の目標値が略一定となっている。
【００５０】
図６に示すように、時刻ｔ１以降、まず、係合要素を滑らせることにより、エンジン回転数の変化率を目標変化率に近づける制御をおこない、時刻ｔ２からは、係合要素の滑り量の制御と、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）９の滑り量の制御とを同時におこなうことにより、エンジン回転数の変化率を目標変化率に近づける制御をおこなう。そして、時刻ｔ３以降は、ロックアップクラッチ９の滑り量の制御のみにより、エンジン回転数の実際の変化率を目標変化率に近づける。ここで、係合要素の滑り量の制御を、ロックアップクラッチ９の滑り量の制御よりも先におこなう理由は、係合要素の滑り量の制御の方が、ロックアップクラッチ９の滑り量の制御よりも応答性が高いからである。これは、油路の長さが短く、かつ、管路抵抗が低いからである。また、係合要素の滑り量制御から、ロックアップクラッチ９の滑り量制御に切り替えると、流体伝動装置４の冷却性能が高く熱的に有利という利点がある。
【００５１】
さらに、ステップＳ５において、変速機１０で所定の変速段を設定するために係合されている係合要素を滑らせる制御に加えて、ロックアップクラッチ９を滑らせる制御をおこなう他の例を、図７のタイムチャートにより説明する。時刻ｔ１以前においては、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）９の滑り量を制御することにより、エンジン回転数の実際の変化率を目標変化率以上としている。時刻ｔ１以降は、ロックアップクラッチ９の滑り量を制御することにより得られるエンジン回転数の実際の変化率が、目標変化率よりも少なくなる。そこで、時刻ｔ１以降は、ロックアップクラッチ９の滑り制御に加えて、係合要素（変速クラッチ）を滑らせることで、エンジン回転数の実際の変化率と、目標変化率との差を相対的に少なくしている。この図７では、係合要素（変速クラッチ）の滑り量が斜線で示す領域である。
【００５２】
つぎに、図５でエンジン回転数およびエンジントルクが運転点ｂにあることにより、ステップＳ２で否定的に判断された場合について説明する。この場合は、エンジン回転数を低下させることにより、エンジン効率を高めるために、ステップＳ３において、現在の変速段よりも１段上の変速段を設定することを想定し、かつ、そのときに係合されるべき係合要素を、便宜的に滑らせることを想定し、そのときの滑り損失分と、エンジン回転数を低下させることにより生じるエンジン効率の上昇分とを求める。例えば、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合されて第４速が達成されているときに、第４クラッチＣ４は完全に解放し、かつ、第５速で係合される第２クラッチＣ２を滑らせる制御をおこなう。なお、第１クラッチＣ１が係合された状態に維持されることは勿論である。
【００５３】
そして、ステップＳ４では、係合要素の滑り損失分よりも、エンジン回転数を低下させることにより生じるエンジン効率の上昇分の方が大きいか否かが判断される。このステップＳ４で否定的に判断された場合はリターンし、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５に進み、現在の変速段よりも１段上の変速段を設定するときに係合される係合要素のうち、少なくとも一方を滑らせる制御をおこなう。なお、係合要素を滑らせてエンジン回転数を低下させ、そのエンジンの効率を向上させる制御は、現在の変速段が第１速ないし第７速のうち、何れの変速段にある場合でも実行可能である。このように、現在の変速段よりも上の変速段で係合されるべき係合要素を滑らせて形成される中間変速段も、擬似中間段に含まれる。
【００５４】
ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２が、この発明の効率判断手段に相当し、ステップＳ３が、この発明の推定手段に相当し、ステップＳ４が、この発明の比較手段に相当し、ステップＳ５が、この発明の滑り制御手段に相当する。また、最適燃費線が、この発明の基準値に相当する。図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン２が、この発明のエンジン２に相当し、変速機１０が、この発明の変速機１０に相当し、インプットシャフト８が、この発明の入力部材に相当し、出力ギヤ２４が、この発明の出力部材に相当し、第１クラッチＣ１ないし第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が、この発明の係合要素に相当する。
【００５５】
ところで、図２に示された車両１において、エンジン２から車輪に至る動力伝達経路に、モータ・ジェネレータ３０を設けることが可能である。このモータ・ジェネレータ３０は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生とをおこなうことが可能である。モータ・ジェネレータ３０としては３相交流型のモータ・ジェネレータを用いることが可能であり、このモータ・ジェネレータ３０には電源（図示せず）が接続されている。電源としては、充電および放電をおこなうことの可能な二次電池、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることができる。また、電源としては、二次電池に加えて、水素と酸素との反応により起電力を生じる燃料電池を用いることもできる。モータ・ジェネレータ３０はロータ３１およびステータ３２を有しており、ステータ３２がケーシング１１に固定されている。また、ロータ３１はインプットシャフト８と動力伝達可能に接続されている。このモータ・ジェネレータ３０の力行および回生は、電子制御装置２９により制御される構成である。
【００５６】
つぎに、モータ・ジェネレータ３０を有する車両１で実行可能な他の制御を、図８のフローチャートに基づいて説明する。この図８は請求項２に対応する。図８のフローチャートにおいて、図１のフローチャートと同じ処理については、図１と同じステップ番号を付してある。この図８のフローチャートのステップＳ２の判断を、図９の特性線図を用いて説明する。図９の技術的意味は、基本的には図５と同じである。図９に示す運転点ａは、必要出力線上に位置しており、かつ、最適燃費線上に位置している。この場合、ステップＳ２で肯定的に判断される。これに対して、図９に示すように、変速機１０でＮ速が選択されたときの運転点ｃは、必要出力線から外れた位置にあり、かつ、最適燃費線上にあるため、ステップＳ２で否定的に判断される。運転点ｃのエンジントルクは、同じ回転数Ｎｅ１における必要出力線のエンジントルクよりも低い。また、変速機１０でＮ−１速が選択されたときの運転点ｅは、必要出力線上にあり、かつ、最適燃費線から外れた位置にあるため、ステップＳ２で否定的に判断される。運転点ｅのエンジントルクは、同じエンジン回転数Ｎｅ２における最適燃費線上の運転点ｂにおけるエンジントルクよりも低い。
【００５７】
上記のステップＳ２で否定的に判断された場合は、エンジン２の運転点を、最適燃費線上に位置させ、かつ、見かけ上、必要出力線上に位置させるため以下の制御をおこなう。まず、エンジン２の運転点を見かけ上で移動させるためにモータ・ジェネレータ３０を制御することを想定するとともに、移動前の運転点と、移動後の運転点と必要出力との差を、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）３０の制御により補償可能であるか否かが判断される（ステップＳ６）。前記した運転点ｃであるときは、エンジン回転数を変更することなく、見かけ上の運転点を運転点ｆに変更することを想定する。この想定時に、運転点ｅと運転点ｆとの差に相当するトルクの不足分を、モータ・ジェネレータ３０を力行させて発生可能であるか否かを判断することが、ステップＳ６でおこなわれる。
【００５８】
一方、運転点ｅであるときは、エンジン回転数を変更することなく、見かけ上の運転点を運転点ｂに変更することを想定する。この想定時に、運転点ｂと運転点ｅとの差に相当するトルクの余剰分を、モータ・ジェネレータ３０の回生トルクとして発生可能であるか否かを判断することが、ステップＳ６でおこなわれる。なお、モータ・ジェネレータ３０を力行する場合は、モータ・ジェネレータ３０の定格から一義的に求められる最大トルク、電源の電力から求められるモータ・ジェネレータ３０の出力可能トルクを用いて、ステップＳ６の判断をおこなう。これに対して、モータ・ジェネレータ３０で回生するときは、モータ・ジェネレータ３０の定格から一義的に求められる回生トルク、電源に充電可能な電力から求められるモータ・ジェネレータ３０の回生トルクを用いて、ステップＳ６の判断をおこなう。
【００５９】
このステップＳ６で肯定的に判断された場合は、エンジン２の運転点を変更し、かつ、運転点の変更によるトルク不足またはトルクの余剰分を、モータ・ジェネレータ３０で補償することにより、エンジン２の運転点を最適燃費線上に位置させ、かつ、見かけ上、必要出力線上に位置させる制御をおこない（ステップＳ７）、リターンする。このステップＳ７では、例えば、図８に示されたエンジン２の運転点を、運転点ｃからｆに移動し、かつ、モータ・ジェネレータ３０を力行する制御、または、運転点ｅから運転点ｂに移動し、かつ、モータ・ジェネレータ３０を回生する制御をおこなう。
【００６０】
これに対して、ステップＳ６で否定的に判断された場合は、エンジン２の運転点の変更前と変更後との差に相当するトルクの不足分を、モータ・ジェネレータ３０の力行により補償できるように、エンジン出力を変更する制御、またはエンジン２の運転点の変更前と変更後との差に相当するトルクの余剰分を、モータ・ジェネレータ３０の回生により補償することが可能となるように、エンジン出力を変更する制御をおこなう。まず、エンジン２の運転点を運転点ｃから運転点ｆに変更することを想定し、そのときのトルクの不足分をモータ・ジェネレータ３０の力行により補償できないことを理由として、ステップＳ６で否定的に判断された場合に、ステップＳ３でおこなわれる制御を説明する。
【００６１】
前記図９において、運転点ｃよりもエンジン回転数が相対的に増加すると、最適燃費線と必要出力線との間隔が狭くなる。つまり、エンジン回転数が相対的に高くなるほど、モータ・ジェネレータ３０の力行で補償する分のトルクが相対的に少なくなる傾向にある。そこで、最適燃費線と必要出力線との差に相当する不足分のトルクが、モータ・ジェネレータ３０の力行により補償可能なトルクとなるように、エンジン回転数を上昇させることを想定する。例えば、運転点ｃから運転点ｄに変更すれば、最適燃費線と必要出力線との差に相当する不足分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の力行により補償可能であれば、運転点ｃに相当する回転数から、運転点ｄに相当する回転数まで、エンジン回転数が上昇するように、変速機１０で現在の変速段で係合されている係合要素を滑らせる制御を想定する。そして、係合要素を滑らせたときの滑り損失と、エンジン２の燃焼効率の上昇分とを求める。
【００６２】
このステップＳ３についで、前述と同じステップＳ４の判断がおこなわれ、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、リターンする。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、変速機１０の係合要素を滑らせてエンジン回転数を運転点ｄに相当する回転数まで上昇させるとともに、エンジントルクを運転点ｄに相当するトルクまで上昇させる制御をおこない（ステップＳ８）、リターンする。また、このステップＳ８では、運転点ｄと、その運転点ｄと同じ回転数における必要出力線との差に相当する不足分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の力行により補う制御をおこなう。
【００６３】
つぎに、ステップＳ６で、エンジン２の運転点を運転点ｂから運転点ｅに変更することを想定し、そのときのトルクの余剰分をモータ・ジェネレータ３０の回生により補償できないことを理由として、ステップＳ６で否定的に判断された場合に、ステップＳ３でおこなわれる制御を説明する。
【００６４】
前記図９において、運転点ｂよりもエンジン回転数が相対的に低下すると、最適燃費線と必要出力線との間隔が狭くなる。つまり、エンジン回転数が相対的に低下するほど、モータ・ジェネレータ３０の回生で補償する分のトルクが相対的に少なくなる傾向にある。そこで、最適燃費線と必要出力線との差に相当する余剰分のトルクが、モータ・ジェネレータ３０の回生により補償可能なトルクとなるように、エンジン回転数を低下させることを想定する。例えば、運転点ｂから運転点ｇに変更すれば、最適燃費線と必要出力線との差に相当する余剰分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の回生により補償可能であれば、運転点ｂに相当する回転数から、運転点ｇに相当する回転数まで、エンジン回転数が低下するように、変速機１０で現在の変速段よりも上の変速段で係合される係合要素を滑らせる制御を想定する。そして、係合要素を滑らせたときの滑り損失と、エンジン２の燃焼効率の上昇分とを求める。
【００６５】
このステップＳ３についで、前述と同じステップＳ４の判断がおこなわれ、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、リターンする。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、変速機１０の係合要素を滑らせてエンジン回転数を運転点ｇに相当する回転数まで低下させ、かつ、エンジントルクを運転点ｇに相当する値まで低下させる制御をおこない（ステップＳ８）、リターンする。また、このステップＳ８では、運転点ｇと、その運転点ｇと同じ回転数における必要出力線との差に相当する余剰分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の回生により補う制御をおこなう。
【００６６】
このように、図８の制御を実行すると、図１の制御と同じ処理をおこなう部分については、図１の制御と同様の効果を得られる。また、図８の制御では、エンジン２の運転点を最適燃費線上に位置させるとともに、そのエンジン２の運転点を、見かけ上、必要出力線上に位置させることができ、車両１における要求駆動力に対して実際の駆動力が過不足なく生じ、ドライバビリティが向上する。ここで、図８に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１が、この発明の必要出力算出手段に相当し、ステップＳ８が、この発明の滑り制御手段に相当する。また、図２に示されたモータ・ジェネレータ３０が、この発明のモータ・ジェネレータに相当する。
【００６７】
なお、上記の２つの制御例において、ステップＳ２で運転点が最適燃費線上に位置しているか否かを判断するのではなく、運転点が、最適燃費線よりもトルクの高低方向で一定の範囲内にあるか否かを判断してもよい。つまり、この発明における基準値は、トルクの高低方向に一定の幅を備えていてもよい。また、選択可能な変速段が第１速から第７速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第６速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第５速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第４速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第３速までの変速機であっても、図１または図８の制御を実行できる。また、この発明における基準値は、図５および図９に示す特性線に代えて、数値として電子制御装置２９に記憶しておいてもよい。あるいは、基準値を求める演算式を用いてもよい。また、変速機の変速段を設定するにあたり、図２に示された変速機は複数、具体的には２個の係合要素を係合する構成であるが、３個以上の係合要素を係合して変速段を形成する変速機、または単数の係合要素を係合して変速段を形成する変速機にも、図１および図８の制御を適用可能である。さらに、図８の制御を実行する対象となる車両は、モータ・ジェネレータが出力ギヤ２４と一体回転する構成でもよい。あるいは、出力ギヤ２４から車輪に至る経路にモータ・ジェネレータが設けられていてもよい。また、モータ・ジェネレータは交流型ではなく直流型でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の制御を示すフローチャートである。
【図２】この発明の制御を実行可能な車両の構成を示すスケルトン図である。
【図３】図２に示された変速機で変速段を形成する係合要素の動作を示す図表である。
【図４】図２に示された変速機を構成する回転要素の回転数を示す共線図である。
【図５】図２に示されたエンジンの回転数とトルクとの関係を示す特性線図である。
【図６】図２に示された変速機で実行可能な制御を示すタイムチャートである。
【図７】図２に示された変速機で実行可能な他の制御を示すタイムチャートである。
【図８】この発明の他の制御を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す他の制御を説明する特性線図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…車両、 ２…エンジン、 ８…インプットシャフト、 １０…変速機、 ２４…出力ギヤ、 ３０…モータ・ジェネレータ、 Ｃ１…第１クラッチ、 Ｃ２…第２クラッチ、 Ｃ３…第３クラッチ、 Ｃ４…第４クラッチ、 Ｂ１…第１ブレーキ、 Ｂ２…第２ブレーキ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンに接続された動力伝達経路に、変速比を段階的に制御することのできる有段変速機が設けられている、車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に、変速比を段階的に制御することのできる有段変速機が設けられた車両が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された車両では、エンジンの出力側に変速機が設けられており、その変速機は、３組の遊星歯車装置と、４つのクラッチおよび２つのブレーキを有している。そして、ドライブポジションが選択された場合は、変速機で第１速ないし第８速を選択的に切り替え可能であり、リバースポジションが選択された場合は、変速機で２種類の後進段を選択可能である。このように構成することにより、変速機の変速段の多段化が実現され、変速比の幅を大きく取ることができ、滑らかな変速特性を得られ、エンジンの燃費が向上するとされている。なお、多段式の変速機を有する車両の制御装置は、特許文献２ないし特許文献４にも記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２２２７号公報
【特許文献３】特開２００４−３２２９３５号公報
【特許文献４】特開２００４−１００９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている多段変速機では、車速の変化に対してエンジン回転数がステップ的に変化するため、エンジンの燃焼効率が良好な運転状態を必ずしも使用することができず、その点で改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エンジンの燃費をより向上させることのできる、車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、燃料を燃焼させて動力を発生するエンジンと、このエンジンから出力される動力の伝達経路に配置され、かつ、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的に変更可能な変速機と、この変速機でいずれかの変速比を達成するときに係合され、かつ、前記変速機の入力部材と出力部材とを動力伝達可能に接続する係合要素とを備えた、車両の制御装置において、前記エンジンの燃焼効率が、相対的に高いことを表す値として予め定められた基準値を満たすか否かを判断する効率判断手段と、前記エンジンの燃焼効率が基準値を満たさないと判断された場合は、前記変速機でいずれかの変速比を設定するときに係合させる係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定して、その係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジンの燃焼効率の向上分を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された動力損失分と、前記推定手段により推定されたエンジンの効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する比較手段と、この比較手段により、前記動力損失分よりも前記エンジンの燃焼効率の向上分の方が大きいと判断された場合に、前記係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる滑り制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記エンジンから車輪に至る動力の伝達経路に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生とをおこなうことのできるモータ・ジェネレータが設けられており、前記車両における前後方向の要求駆動力に基づいて、前記エンジンの必要出力を求める必要出力算出手段を有し、前記効率判断手段は、前記エンジン回転数およびエンジントルクを用いて前記エンジンの燃焼効率が前記基準値を満たすか否かを判断し、かつ、前記エンジン回転数およびエンジントルクで表される実出力が前記必要出力を満たすか否かを判断する手段を含み、前記エンジン回転数およびエンジントルクが前記基準値を満たしておらず、かつ、前記実出力が前記必要出力を満たさないと判断された場合に、前記滑り制御手段は、係合要素を滑らせ、かつ、前記必要出力と前記実出力との差を相対的に少なくするように、前記モータ・ジェネレータを力行または回生する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、エンジンの燃焼効率が基準値を満たさないと判断された場合は、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定して、その係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジンの燃焼効率の向上分を推定する。そして、推定された動力損失分と、推定されたエンジンの燃焼効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する。さらに、動力損失分よりもエンジンの燃焼効率の向上分の方が大きいと判断された場合は、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる。したがって、エンジンの燃焼効率を向上できる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、車両における前後方向の要求駆動力に基づいて、エンジンの必要出力を求める。また、エンジンの実出力が必要出力を満たすか否かを判断する。さらに、エンジンの実出力が必要出力を満たさず、かつ、エンジンの燃焼効率が基準値を満たしていないと判断された場合は、係合要素を滑らせ、かつ、必要出力とエンジンの実出力との差を相対的に小さくするように、モータ・ジェネレータを力行または回生する。したがって、エンジンの燃焼効率を向上でき、かつ、車両における要求駆動力と、実駆動力との差を相対的に少なくすることができ、ドライバビリティが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明における変速機は、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置される伝動装置であり、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的に変更可能な有段変速機である。有段変速機で選択可能な変速比の数（変速段）は、２段以上あれば何れの変速段でもよい。この有段変速機としては、歯車変速機を用いることができ、例えば、遊星歯車式変速機、または選択歯車式変速機を用いることができる。この発明における係合要素は係合および解放が可能であり、係合要素が係合または解放されて、変速機でいずれかの変速比を達成することができる。また、係合要素が係合されると、変速機の入力部材と出力部材とが動力伝達可能に接続される。この発明の係合要素にはクラッチおよびブレーキが含まれる。クラッチには、摩擦力または電磁力により動力伝達をおこなうクラッチが含まれる。ブレーキには、摩擦力または電磁力により制動力を生じるブレーキが含まれる。この発明における係合要素は、滑り制御をおこなうことが可能に構成されている。つまり、トルク容量を無段階に変更可能である。この発明の入力部材および出力部材は、動力伝達をおこなう回転要素であり、入力部材および出力部材には、回転軸、ギヤ、キャリヤ、コネクティングドラム、スプロケット、チェーン、プーリ、ベルトなどが含まれる。この発明における車輪は、前輪または後輪のいずれでもよい。
【００１１】
この発明では、係合要素を滑らせて、係合要素の係合により動力伝達可能に接続される回転要素同士に回転数差を生じさせることができる。例えば、係合要素が係合されて変速機で所定の変速段が選択されているときに、その変速段を設定するために係合されている係合要素を滑らせることにより、エンジン回転数を上昇させてエンジンの燃費を向上することができる。また、係合要素が係合されて変速機で所定の変速段が選択されている場合に、その変速段よりも変速比の小さい変速段を設定するときに、解放される係合要素は解放し、かつ、係合される係合要素を滑らせつつ係合することにより、エンジン回転数を低下させて、エンジンの燃費を向上することもできる。また、この発明において、エンジンから車輪に至る経路にモータ・ジェネレータが設けられている。さらに、エンジンから車輪に至る動力の伝達方向で、係合要素の上流または下流の何れにモータ・ジェネレータが配置されていてもよい。
【００１２】
つぎに、この発明の具体例を図２に基づいて説明する。この発明で対象とする車両１には、走行用の動力源としてエンジン２が搭載されている。このエンジン２は、燃料を燃焼させて動力を発生する動力装置であり、エンジン２としては内燃機関、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン２においては、吸気管に電子スロットルバルブが設けられており、この吸気管を経由して燃焼室に空気が吸入される。この燃焼室で燃料が燃焼して発生した熱エネルギが、クランクシャフト３の回転運動に変換される構成である。車両１の室内には運転者が操作するアクセルペダルが設けられており、そのアクセルペダルの踏み込み量を表すアクセル開度、またはアクセル開度に関わりなく、電子スロットルバルブの開度を調整することにより、エンジン２の出力トルクを制御可能である。また、エンジン２には点火装置および燃料噴射装置が設けられており、点火時期または燃料噴射量を制御することにより、エンジントルクを制御可能である。
【００１３】
このエンジン２のクランクシャフト３と動力伝達可能な流体伝動装置４が設けられている。この流体伝動装置４は、流体の運動エネルギにより動力伝達をおこなうことのできる装置である。この流体伝動装置４は、ポンプインペラ５およびタービンランナ６を有しており、ポンプインペラ５が、フロントカバー７を介在させてクランクシャフト３と動力伝達可能に、具体的には一体的に回転するように連結されている。また、タービンランナ６にはインプットシャフト８が動力伝達可能に接続されている。さらに、インプットシャフト８とフロントカバー７との間で、摩擦力により動力伝達をおこなうことのできるロックアップクラッチ９が設けられている。このロックアップクラッチ９は、油圧により動作が制御されて、フロントとカバー７に係合、またはフロントカバー７から解放される構成である。このロックアップクラッチ９をスリップ制御すると、そのトルク容量を無段階で制御可能である。また、ロックアップクラッチ９が解放されている場合、トルク増幅することが可能である。
【００１４】
さらに、インプットシャフト８はクランクシャフト３と同軸上に配置されており、クランクシャフト３から車輪（図示せず）に至る動力伝達経路には変速機１０が設けられている。この変速機１０は、中空のケーシング１１の内部に設けられている。この変速機１０は、入力回転数と出力回転数との間の比、すなわち変速比を段階的に（不連続に）変更可能な有段式変速機である。この具体例では、有段変速機として、複数組の変速部を有する自動変速機が用いられている。具体的には、変速機１０は、第１の変速部１２および第２の変速部１３を有している。第１の変速部１２は副変速部を構成するものであり、この第１の変速部１２はダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。この第１の変速部１２は、外歯であるサンギヤ１４と、このサンギヤ１４と同軸上に配置された内歯であるリングギヤ１５と、サンギヤ１４に噛合されたピニオンギヤ１６と、このピニオンギヤ１６およびリングギヤ１５に噛合されたピニオンギヤ１７と、２種類のピニオンギヤ１６，１７をそれぞれ自転可能に、かつ、一体的に公転可能に支持するキャリヤ１８とを有している。このように、第１の変速部１２は、相互に差動回転可能に接続された３個の回転要素、つまり、サンギヤ１４およびリングギヤ１５およびキャリヤ１８を有している。また、前記サンギヤ１４は回転しない状態で前記ケーシング１１に固定されている。
【００１５】
さらに、インプットシャフト８の外周側に第２の変速部１３が配置されている。この第２の変速部１３は主変速部を構成するものであり、この第２の変速部１３は複数組の遊星歯車機構により構成されている。第２の変速部１３を構成する第１の遊星歯車機構１９は、同軸上に配置された第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１と、第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１に噛合されたロングピニオンギヤ２２と、このロングピニオンギヤ２２を、自転かつ公転可能に支持したキャリヤ２３とを有している。上記のように、第１の遊星歯車機構１９は、相互に差動回転可能に接続された３個の回転要素、つまり、第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１および２３キャリヤを有している。なお、リングギヤ２１と一体回転する出力ギヤ２４が設けられている。この出力ギヤ２４には車輪が動力伝達可能に接続されている。
【００１６】
さらに、第２の変速部１３の一部を構成する第２の遊星歯車機構２５は、第１サンギヤ２０と同軸に配置され、かつ、第１サンギヤ２０よりも歯数が少ない第２サンギヤ２６と、第２サンギヤ２６およびロングピニオンギヤ２２に噛合されたショートピニオンギヤ２７と、前記ロングピニオンギヤ２２およびショートピニオンギヤ２７をそれぞれ自転可能、かつ、一体的に公転可能に支持するキャリヤ２３とを有している。つまり、第２の変速部１３のキャリヤ２３は、第１の遊星歯車機構１９および第２の遊星歯車機構２５で共用化されている。このように、第２の変速部１３は、第１の遊星歯車機構１９および第２の遊星歯車機構２５により構成されたラビニョ型の遊星歯車機構である。
【００１７】
つぎに、第１の変速部１２および第２の変速部１３に含まれる回転要素同士を相互に接続または解放する係合要素としてのクラッチ、および回転要素を選択的に停止（固定）する係合要素としてのブレーキについて説明する。まず、前記リングギヤ１５と第２サンギヤ２６とを選択的に接続または解放する第１クラッチＣ１が設けられている。また、前記キャリヤ２３とインプットシャフト８とを選択的に接続または解放する第２クラッチＣ２が設けられている。さらに、リングギヤ１５と第１サンギヤ２０とを選択的に接続または解放する第３クラッチＣ３が設けられている。さらにまた、キャリヤ１８と第１サンギヤ２０とを選択的に接続または解放する第４クラッチＣ４が設けられている。さらに、第１サンギヤ２０を停止させる第１ブレーキＢ１が設けられている。さらに、キャリヤ２３を停止させる第２ブレーキＢ２が設けられている。
【００１８】
また、この実施例においては、第１クラッチＣ１ないし第４クラッチＣ４として、湿式の多板クラッチを用いることができる。すなわち、この多板クラッチは、インプットシャフト８の軸線に沿った方向に配置された複数の環状ディスクと、複数の環状プレートとを有している。このディスクおよびプレートの両端面に摩擦材が取り付けられている。そのディスクおよびプレートに軸線に沿った方向の押圧力を加え、摩擦力により動力伝達がおこなわれるクラッチである。また、多板クラッチは湿式であり、ケーシング１１内に供給もしくは封入されている潤滑油により、多板クラッチが冷却および潤滑される。さらに、この実施例では、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２として、湿式の多板ブレーキが用いられている。すなわち、この多板ブレーキは、インプットシャフト８の軸線に沿った方向に配置された複数の環状ディスクと、複数の環状プレートとを有しており、そのディスクおよびプレートに軸線に沿った方向の押圧力を加えて、摩擦力により制動力を発生するブレーキである。また、多板ブレーキは湿式であり、ケーシング１１内に供給もしくは封入されている潤滑油により、多板ブレーキが冷却および潤滑される。
【００１９】
さらに、第１クラッチＣ１ないし第４クラッチＣ４をそれぞれ係合または解放させる動力を発生し、かつ、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２を係合および解放させる動力を発生するアクチュエータ２８が設けられている。このアクチュエータ２８としては、油圧を動作力に変換するアクチュエータ、または電動モータのトルクを動作力に変換するアクチュエータ、ソレノイドの磁気吸引力を動作力に変換するアクチュエータのいずれかを用いることができる。この実施例では、各係合要素をスリップさせる制御、つまり、滑り量を与えることが可能に構成されている。例えば、アクチュエータ２８が、油圧式のアクチュエータであれば、係合要素に作用する油圧を低下すると滑り量が増加し、係合要素に作用する油圧を上昇すると滑り量が減少する。また、アクチュエータ２８が、ソレノイドバルブを用いるアクチュエータであれば、ソレノイドに供給される電流値を低下させると、係合要素の滑り量が増加し、ソレノイドに供給される電流値を増加すると、係合要素の滑り量が減少する。また、アクチュエータ２８が、電動モータを用いるアクチュエータであれば、電動モータのトルクを低下させると、係合要素の滑り量が増加し、電動モータのトルクを高めると、係合要素の滑り量が減少する。このように、クラッチおよびブレーキは、そのトルク容量を無段階に変更可能な構成である。
【００２０】
さらに、車両１に搭載されたシステムを制御する制御系統について説明する。車両１に搭載されたシステムを制御するコントローラとして電子制御装置２９が設けられており、その電子制御装置２９には、エンジン２の始動要求、アクセルペダルの踏み込み状態を表すアクセル開度、ブレーキペダルの踏み込み状態、シフトポジション、車速、エンジン回転数、変速機１０の入力回転数（インプットシャフト８の回転数）、変速機１０の出力回転数（出力ギヤ２４の回転数）などを検知するセンサおよびスイッチの検知信号が入力される。この電子制御装置２９には、エンジン出力を制御するデータ、および変速機１０の変速段を制御するデータ、ロックアップクラッチ９の係合および解放を制御するデータが記憶されている。上記のデータには、演算式およびマップが含まれる。そして、電子制御装置２９に入力される信号、および電子制御装置２９に記憶されているデータに基づいて、エンジン回転数およびエンジントルクを制御する信号、アクチュエータ２８を制御する信号が出力される。
【００２１】
例えば、エンジン２を始動する要求がある場合は、燃焼室に燃料が供給されるとともに、燃料および空気の混合気に点火されて燃焼し、その熱エネルギがクランクシャフト３の運動エネルギに変換される。そして、クランクシャフト３のトルクは流体伝動装置４を経由してインプットシャフト８に伝達される。このエンジン２の出力を制御するためのデータとしてエンジン制御マップが記憶されている。このエンジン制御マップについては後述する。また、ロックアップクラッチ９の係合および解放を制御するデータとして、ロックアップクラッチ制御マップが電子制御装置２９に記憶されている。このロックアップクラッチ制御マップは、車速およびアクセル開度をパラメータとして、ロックアップクラッチ９を係合させる領域と、ロックアップクラッチ９を解放させる領域とを定めたものである。なお、この実施例では、ロックアップクラッチ制御マップ以外の条件によりロックアップクラッチ９を制御することができる。その制御については後述する。
【００２２】
一方、車両１の室内に設けられたシフトポジション選択装置（図示せず）を操作すると、パーキング（Ｐ）ポジション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、ドライブ（Ｄ）ポジションを選択可能である。シフトポジションを切り替えると、図２に示されたクラッチおよびブレーキを、係合および解放する制御がおこなわれる。まず、パーキングポジションが選択された場合、またはニュートラルポジションが選択された場合は、ブレーキおよびクラッチが全て解放される。したがって、インプットシャフト８と出力ギヤ２４との間における動力伝達が遮断される。
【００２３】
これに対して、ドライブポジションまたはリバースポジションが選択された場合は、インプットシャフト８と出力ギヤ２４とが動力伝達可能に接続される。前記電子制御装置２９には変速機１０の変速段を制御するために変速マップが記憶されており、ドライブポジションでは、その変速マップに基づいて変速機１０の変速段を選択し、かつ、その変速段を切り替える制御がおこなわれる。この変速マップは、車速およびアクセル開度をパラメータとして、選択する変速段を変速線で区分してある。具体的には、変速機の変速段として第１速（１ｓｔ）、第２速（２ｎｄ）、第３速（３ｒｄ）、第４速（４ｔｈ）、第５速（５ｔｈ）、第６速（６ｔｈ）の変速段、第７速（５ｔｈ）、第８速（６ｔｈ）の変速段が選択される領域を変速線により区分してある。そして、車速およびアクセル開度が、変速マップに示された変速線を横切ったときに、変速機１０の変速段が変更される。つまり、変速機１０でアップシフトまたはダウンシフトがおこなわれる。なお、アップシフト用の変速線と、ダウンシフト用の変速線との間には、予めヒステリシスが設けられている。図３には、ドライブポジションまたはリバースポジションが選択されたときにおける、前記クラッチおよびブレーキの作動状態が示されている。この図３において、「○」印は、クラッチまたはブレーキが係合されることを意味する。さらに、図３の「×」印は、クラッチまたはブレーキが解放されることを意味する。
【００２４】
つぎに、ドライブポジションまたはリバースポジションが選択された場合における回転要素の状態を、図４の共線図に基づいて説明する。まず、第１速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクがインプットシャフト８を経由して、第１の変速部１２のキャリヤ１８に入力されると、固定されているサンギヤ１４が反力要素となり、リングギヤ１５が正回転する。一方、第２の変速部１３では、第１の変速部１２のリングギヤ１５から第２サンギヤ２６にトルクが入力されるとともに、第２ブレーキＢ２の係合により固定されているキャリヤ２３が反力要素となり、リングギヤ２１からトルクが出力される。このようにして、リングギヤ２１が正回転する。第１速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機１０の変速比は「１」よりも大きい。なお、ドライブポジションまたはリバースポジションの何れが選択された場合でも、エンジントルクが第１の変速部１２のキャリヤ１８に伝達されると、サンギヤ１４で反力が受け持たれる。
【００２５】
つぎに、第２速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第１速と同様に第１の変速部１２のリングギヤ１５に伝達されると、第２の変速部１３では、第１サンギヤ２０が反力要素となり、リングギヤ２１からトルクが出力される。この第２速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、図４では、インプットシャフト８の回転数を一定として示してあり、第１速よりも第２の速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第１速よりも第２速の方が変速比は小さい。
【００２６】
つぎに、第３速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第１速と同様に第１の変速部１２のリングギヤ１５に伝達されると、第２の変速部１３では、４個の回転要素が全て一体回転する。この第３速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、第２速よりも第３の速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第２速よりも第３速の方が変速比は小さい。
【００２７】
つぎに、第４速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第１速と同様に第１の変速部１２のリングギヤ１５に伝達されると、第２の変速部１３では、第２サンギヤ２６が反力要素となり、出力ギヤ２４が正回転する。この第４速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、第３速よりも第４速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第３速よりも第４速の方が変速比は小さい。
【００２８】
つぎに、第５速が選択された場合は、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第１速と同様に第２の変速部１３の第２サンギヤ２６が反力要素となり、出力ギヤ２４が正回転する。この第５速が選択された場合は、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態にあり、変速機の変速比は「１」よりも大きい。なお、第４速よりも第５速の方が出力ギヤ２４の回転数が高い。つまり、第４速よりも第５速の方が変速比は小さい。
【００２９】
つぎに、第６速が選択された場合は、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第２の変速部１３の４個の回転要素が全て一体回転し、かつ、インプットシャフト８の回転数と出力ギヤ２４の回転数とが一致する。つまり、変速機の変速比は「１」となる。
【００３０】
つぎに、第７速が選択された場合は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第２の変速部１３の第１サンギヤ２０が反力を受け持ち、かつ、出力ギヤ２４からトルクが出力される。この第７速では、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が高回転数となる。つまり、変速機１０の変速比は「１」未満となる。
【００３１】
つぎに、第８速が選択された場合は、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。ここで、エンジントルクが、第２の変速部１３のキャリヤ２３に伝達されると、第２の変速部１３の第１サンギヤ２０が反力を受け持ち、かつ、出力ギヤ２４からトルクが出力される。この第８速では、インプットシャフト８の回転数よりも出力ギヤ２４の回転数の方が高回転数となる。また、出力ギヤ２４の回転数は、第７速よりも第８速の方が高回転数である。つまり、変速機１０の変速比は第７速よりも第８速の方が小さい。
【００３２】
さらにリバースポジションが選択された場合は、第１リバース（Ｒｅｖ１）または第２リバース（Ｒｅｖ２）のいずれかを選択可能である。第１リバースが選択された場合は、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。このため、エンジントルクが第１の変速部１２のリングギヤ１５を経由して第２の変速部１３の第１サンギヤ２０に伝達されると、第２の変速部１３のキャリヤ２３が反力要素となり、出力ギヤ２４を逆回転させるトルクが発生する。
【００３３】
一方、第２リバースが選択された場合は、第４クラッチＣ４および第２ブレーキＢ２が係合され、その他のクラッチおよびブレーキは解放される。このため、エンジントルクが第１の変速部１２のキャリヤ１８を経由して第２の変速部１３の第１サンギヤ２０に伝達されると、第２の変速部１３のキャリヤ２３が反力要素となり、出力ギヤ２４を逆回転させるトルクが発生する。このとき、出力ギヤ２４の回転数は、第１リバースよりも第２リバースの方が高い。つまり、第１リバースよりも第２リバースの方が変速比が大きい。なお、第１リバースおよび第２リバースは、車速およびアクセル開度などの条件により使い分けられる。
【００３４】
上記のように、車両１では予め電子制御装置２９に記憶されている変速マップに基づいて、変速機１０でアップシフトおよびダウンシフトをおこなうことができる。ここで、アップシフトとは、変速段を示す数字が大きくなる変速であり、アップシフトをおこなうと変速機１０の変速比が相対的に小さくなる。また、ダウンフトとは、変速段を示す数字が小さくなる変速であり、ダウンシフトをおこなうと変速機１０の変速比が相対的に大きくなる。ところで、変速マップに基づいて変速機１０の変速段を制御すると、変速機１０が有段変速機であるために、車速の変化に対してエンジン回転数がステップ的に変化する。具体的には、変速機１０でダウンシフトをおこなうと、エンジン回転数がステップ的に上昇する。これとは逆に、変速機１０でアップシフトをおこなうと、エンジン回転数がステップ的に低下する。このため、エンジン２の燃焼効率が最適ではない状態で運転される可能性がある。
【００３５】
このような不都合に対処するための制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。図１の制御は、請求項１の発明に対応する。この図１に示されている制御は擬似中間段制御であり、変速マップ以外の条件により係合要素が制御される。擬似中間段制御の意味については、後述する。図１の制御がスタートされると、まず、電子制御装置２９に入力される信号が処理され、かつ、その処理結果に基づいてエンジン出力および変速機１０の変速段が制御される（ステップＳ１）。このステップＳ１では、例えば、シフトポジションとしてドライブポジションが選択されて車両１が走行しているとき、車速およびアクセル開度に基づいて、車両１の前後方向における要求駆動力が求められる。また、図１では、車両１の実際の駆動力を要求駆動力に近づけることを目的として、前記変速マップを用いて変速機１０で現在選択する変速段が定められ、かつ、エンジン１に対する必要出力が求められる。この必要出力は、エンジン回転数およびトルクで表される。
【００３６】
このステップＳ１につぐステップＳ２では、エンジン回転数およびエンジントルクで表されるエンジン２の実出力が必要出力を満たしているか否かが判断される。また、このステップＳ２では、エンジン２の燃焼効率が、相対的に高いものとして予め定められた基準値、例えば、最高域にあるか否かが判断される。このステップＳ２の判断には図５の特性線図を用いることができる。図５の特性線図では、横軸にエンジン回転数（Ｎｅ）が示され、縦軸にエンジントルク（Ｔｅ）が示されている。また、図５の特性線図には、最適燃費線が示されている。そして、エンジン回転数およびエンジントルクで表される燃焼効率が最適燃費線と一致した場合に、そのエンジン２の燃焼効率が最適であることを意味する。さらに、図５には必要出力線が示されている。この必要出力線は、エンジン２に対する要求出力を表し、かつ、エンジントルクおよび回転数が異なっていても、等パワーとなる線で表したものである。なお、図５では、必要出力線が便宜上、１本示されているが、異なるアクセル開度毎に、段階的または無段階に複数の必要出力線を設定可能である。
【００３７】
そして、ステップＳ２の判断時点におけるエンジン回転数およびエンジントルクを示す運転点が、いずれかの必要出力線と最適燃費線との交点に位置している場合は、ステップＳ２で肯定的に判断されて、リターンする。つまり、変速機１０で現在選択されている変速段により、エンジンの燃焼効率が最高域にあるので、変速機１０で擬似中間段を形成する必要はない。
【００３８】
これに対して、ステップＳ２の判断時点において、エンジン２が運転点ａにあるためにステップＳ２で否定判断された場合を説明する。この運転点ａのエンジン回転数Ｎａは、最適燃費線と必要出力線との交点ｔ´におけるエンジン回転数よりも低い。また、運転点ａではエンジントルクＴａである。前述のように、変速機１０は変速比を段階的に変更する構成であるため、要求駆動力に基づいて変速機１０の変速段を変更したとき、車速の変化に対してエンジン回転数が段階的に変化する。このため、運転点が必要出力線から外れることがあり、また、運転点が最適燃費線から外れることもある。
【００３９】
このように、ステップＳ２の判断時点でエンジン２が運転点ａにある場合は、ステップＳ２で否定的に判断されて、変速機１０で現在選択されている変速段（Ｎ速）と、Ｎ−１速との間で、係合要素を滑らせることを想定し、その係合要素の滑り損失と、係合要素を滑らせたときのエンジン２の燃焼効率とを算出する（ステップＳ３）。Ｎ−１速とは、現在の変速段（Ｎ）よりも１段下の変速段を意味する。例えば、現在の変速段が第６速であれば、Ｎ−１速は第５速であり、現在の変速段が第４速であれば、Ｎ−１速は第３速であり、現在の変速段が第３速であれば、Ｎ−１速は第２速である。エンジン２が運転点ａにあるときはステップＳ３では、エンジン２の運転点ａを最適燃費線に相対的に近づけるため、係合要素を滑らせてエンジン２の負荷を軽減し、エンジン回転数を上昇させる制御を想定する。また、エンジン２の運転状態が、エンジン回転数Ｎａから上昇するように、係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定する。この係合要素の滑りにより生じる動力損失、つまり、滑り損失Ｐ１［ｋｗ］は、数式（１）により求めることができる。
【００４０】
Ｐ１＝Ｃ×（Ｎｘ−Ｎａ）×（Ｔａ×Ｔｘ） ・・・（１）
【００４１】
数式（１）において「Ｃ」は定数である。エンジン回転数Ｎａからエンジン回転数Ｎｘまでの上昇量が、ΔＮで表される。ここで、Ｎｘは、運転点ｘにおけるエンジン回転数であり、Ｔａは運転点ａにおけるエンジントルクであり、Ｔｘは運転点ｘにおけるエンジントルクである。なお、実用上は、予め実験またはシミュレーションをおこなって、係合要素の滑り量毎に、段階的にまたは無段階に発熱損失を求めてそのデータ（マップ）を電子制御装置２９に記憶しておき、ステップＳ３ではそのデータを読み込めばよい。また、ステップＳ３では、係合要素の滑り量の無段階または段階的な変化に対応させて、エンジン回転数の変化（上昇）によるエンジン２の燃焼効率が段階的または無段階に求められる。係合要素を滑らせたときのエンジン２の燃費率向上によるエンジン出力向上代Ｐ２［ｋｗ］は、例えば、数式（２）により算出可能である。
【００４２】
Ｐ２＝Ｔａ×Ｎａ−Ｔｘ×Ｎｘ（∫（Ｎｘ・Ｔｘ）／∫（Ｎａ・Ｔａ））・・・（２）
【００４３】
そして、Ｎ速で係合要素を滑らせてＮ−１速までダウンシフトする間に、
Ｐ１＜Ｐ２
となる運転点ｘが存在すれば、運転点ｘとなるように滑り制御をおこなう。図５では運転点ｘが示されている。なお、実用上は、予め実験またはシミュレーションをおこなって、係合要素の滑り量とエンジン２の燃焼効率との関係をデータ（マップ）化して電子制御装置２９に記憶しておき、ステップＳ３ではそのデータを読み込めばよい。上記のステップＳ３についで、係合要素の滑り損失分と、その係合要素の滑りにより生じるエンジン効率の向上分（燃料消費量の低減分）とを比較し、エンジン効率の向上分の方が、滑り損失分よりも多いか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４の判断は、係合要素で設定可能な滑り量の範囲内について、段階的または無段階におこなわれる。なお、ステップＳ４において、係合要素の滑り損失分と、エンジン効率の向上分とを比較する場合、両者を同じ物理量であるエネルギに換算して比較すればよい。このステップＳ４で否定的に判断された場合はリターンする。これに対して、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、そのステップＳ４で肯定判断された係合要素の滑り量となるように、係合要素の実際の滑り量を制御し（ステップＳ５）、リターンする。
【００４４】
例えば、変速機１０の変速段として第８速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第２クラッチＣ２または第１ブレーキＢ１のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。また、変速機１０の変速段として第７速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第２クラッチＣ２または第３クラッチＣ３のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第６速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第２クラッチＣ２または第４クラッチＣ４のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。
【００４５】
さらに、変速機１０の変速段として第５速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第４速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第４クラッチＣ４のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第３速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第３クラッチＣ３のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。さらに、変速機１０の変速段として第２速が選択されているときに、ステップＳ５に進んだ場合は、第１クラッチＣ１または第２ブレーキＢ２のいずれか一方を滑らせる制御をおこなうことができる。
【００４６】
さらに、アクチュエータ２８として油圧式のアクチュエータを用いており、第２速または第８速が選択されているときにステップＳ５に進み、いずれか一方の係合要素を滑らせる場合に、クラッチではなくブレーキを滑らせると、そのブレーキの滑り量を高精度に制御できる利点がある。これは、ブレーキに作用する圧油を供給する油路および油圧室がケーシング１１に形成されており、回転要素の回転による遠心力で、油圧室の油圧の低下が阻害されることを回避できるからである。
【００４７】
さらに、ステップＳ５で、変速段を設定するために係合されている２つの係合要素のうち、滑らせる係合要素を予め決定しておくこともできる。例えば、第１速ないし第５速では第１クラッチＣ１を滑らせ、第５速ないし第８速では第２クラッチＣ２を滑らせることができる。このように、滑らせる係合要素を２つに限定すると、その係合要素の耐久性を他の係合要素に比べて高めておくなど、設計および保守が容易だからである。また、ステップＳ５では、一方の係合要素の滑り量が予め定めた所定値より多くなることが予測される場合は、変速段を設定するために係合されている２つの係合要素を、共に滑らせることも可能である。この所定値は、係合要素の滑りが繰り返し発生すると、その係合要素の耐久性が低下すると認められる基準値であり、その所定値は実験またはシミュレーションによって求められた値である。この所定値は電子制御装置２９に記憶させておき、ステップＳ５で係合要素を滑らせるときに用いればよい。
【００４８】
このように、係合要素のいずれか一方、または両方を滑らせると、選択されている変速段と、その変速段よりも小さい変速段との間の変速比を有する変速段、つまり、中間変速段が形成される。このように、係合要素を滑らせて形成する中間変速段が、前述した擬似中間段の意味である。以上のように、図１の制御を実行すると、エンジン出力（回転数およびトルク）を、燃焼効率が最高となる状態に近づけることができる。したがって、エンジンの燃費を向上することができる。
【００４９】
ところで、ステップＳ５では、変速機１０で所定の変速段を設定するために係合されている係合要素を滑らせる制御に加えて、ロックアップクラッチ９を滑らせる制御をおこなうことも可能である。このように、ロックアップクラッチ９を滑らせると、エンジン負荷が低下してエンジン回転数が上昇するため、燃費を向上できる。このように、係合要素を滑らせる制御と、ロックアップクラッチ９を滑らせる制御とを並行しておこなう場合の一例を、図６のタイムチャートにより説明する。図６では縦軸にはエンジン回転数の変化率ＮｅΔが示され、横軸に時間が示されている。前記ステップＳ４で肯定判断されると、時刻ｔ１以降、エンジン回転数の変化率の目標値が上昇し、時刻ｔ２以降は、エンジン回転数の変化率の目標値が略一定となっている。
【００５０】
図６に示すように、時刻ｔ１以降、まず、係合要素を滑らせることにより、エンジン回転数の変化率を目標変化率に近づける制御をおこない、時刻ｔ２からは、係合要素の滑り量の制御と、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）９の滑り量の制御とを同時におこなうことにより、エンジン回転数の変化率を目標変化率に近づける制御をおこなう。そして、時刻ｔ３以降は、ロックアップクラッチ９の滑り量の制御のみにより、エンジン回転数の実際の変化率を目標変化率に近づける。ここで、係合要素の滑り量の制御を、ロックアップクラッチ９の滑り量の制御よりも先におこなう理由は、係合要素の滑り量の制御の方が、ロックアップクラッチ９の滑り量の制御よりも応答性が高いからである。これは、油路の長さが短く、かつ、管路抵抗が低いからである。また、係合要素の滑り量制御から、ロックアップクラッチ９の滑り量制御に切り替えると、流体伝動装置４の冷却性能が高く熱的に有利という利点がある。
【００５１】
さらに、ステップＳ５において、変速機１０で所定の変速段を設定するために係合されている係合要素を滑らせる制御に加えて、ロックアップクラッチ９を滑らせる制御をおこなう他の例を、図７のタイムチャートにより説明する。時刻ｔ１以前においては、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）９の滑り量を制御することにより、エンジン回転数の実際の変化率を目標変化率以上としている。時刻ｔ１以降は、ロックアップクラッチ９の滑り量を制御することにより得られるエンジン回転数の実際の変化率が、目標変化率よりも少なくなる。そこで、時刻ｔ１以降は、ロックアップクラッチ９の滑り制御に加えて、係合要素（変速クラッチ）を滑らせることで、エンジン回転数の実際の変化率と、目標変化率との差を相対的に少なくしている。この図７では、係合要素（変速クラッチ）の滑り量が斜線で示す領域である。
【００５２】
つぎに、図５でエンジン回転数およびエンジントルクが運転点ｂにあることにより、ステップＳ２で否定的に判断された場合について説明する。この場合は、エンジン回転数を低下させることにより、エンジン効率を高めるために、ステップＳ３において、現在の変速段よりも１段上の変速段を設定することを想定し、かつ、そのときに係合されるべき係合要素を、便宜的に滑らせることを想定し、そのときの滑り損失分と、エンジン回転数を低下させることにより生じるエンジン効率の上昇分とを求める。例えば、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合されて第４速が達成されているときに、第４クラッチＣ４は完全に解放し、かつ、第５速で係合される第２クラッチＣ２を滑らせる制御をおこなう。なお、第１クラッチＣ１が係合された状態に維持されることは勿論である。
【００５３】
そして、ステップＳ４では、係合要素の滑り損失分よりも、エンジン回転数を低下させることにより生じるエンジン効率の上昇分の方が大きいか否かが判断される。このステップＳ４で否定的に判断された場合はリターンし、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５に進み、現在の変速段よりも１段上の変速段を設定するときに係合される係合要素のうち、少なくとも一方を滑らせる制御をおこなう。なお、係合要素を滑らせてエンジン回転数を低下させ、そのエンジンの効率を向上させる制御は、現在の変速段が第１速ないし第７速のうち、何れの変速段にある場合でも実行可能である。このように、現在の変速段よりも上の変速段で係合されるべき係合要素を滑らせて形成される中間変速段も、擬似中間段に含まれる。
【００５４】
ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２が、この発明の効率判断手段に相当し、ステップＳ３が、この発明の推定手段に相当し、ステップＳ４が、この発明の比較手段に相当し、ステップＳ５が、この発明の滑り制御手段に相当する。また、最適燃費線が、この発明の基準値に相当する。図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン２が、この発明のエンジン２に相当し、変速機１０が、この発明の変速機１０に相当し、インプットシャフト８が、この発明の入力部材に相当し、出力ギヤ２４が、この発明の出力部材に相当し、第１クラッチＣ１ないし第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が、この発明の係合要素に相当する。
【００５５】
ところで、図２に示された車両１において、エンジン２から車輪に至る動力伝達経路に、モータ・ジェネレータ３０を設けることが可能である。このモータ・ジェネレータ３０は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生とをおこなうことが可能である。モータ・ジェネレータ３０としては３相交流型のモータ・ジェネレータを用いることが可能であり、このモータ・ジェネレータ３０には電源（図示せず）が接続されている。電源としては、充電および放電をおこなうことの可能な二次電池、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることができる。また、電源としては、二次電池に加えて、水素と酸素との反応により起電力を生じる燃料電池を用いることもできる。モータ・ジェネレータ３０はロータ３１およびステータ３２を有しており、ステータ３２がケーシング１１に固定されている。また、ロータ３１はインプットシャフト８と動力伝達可能に接続されている。このモータ・ジェネレータ３０の力行および回生は、電子制御装置２９により制御される構成である。
【００５６】
つぎに、モータ・ジェネレータ３０を有する車両１で実行可能な他の制御を、図８のフローチャートに基づいて説明する。この図８は請求項２に対応する。図８のフローチャートにおいて、図１のフローチャートと同じ処理については、図１と同じステップ番号を付してある。この図８のフローチャートのステップＳ２の判断を、図９の特性線図を用いて説明する。図９の技術的意味は、基本的には図５と同じである。図９に示す運転点ａは、必要出力線上に位置しており、かつ、最適燃費線上に位置している。この場合、ステップＳ２で肯定的に判断される。これに対して、図９に示すように、変速機１０でＮ速が選択されたときの運転点ｃは、必要出力線から外れた位置にあり、かつ、最適燃費線上にあるため、ステップＳ２で否定的に判断される。運転点ｃのエンジントルクは、同じ回転数Ｎｅ１における必要出力線のエンジントルクよりも低い。また、変速機１０でＮ−１速が選択されたときの運転点ｅは、必要出力線上にあり、かつ、最適燃費線から外れた位置にあるため、ステップＳ２で否定的に判断される。運転点ｅのエンジントルクは、同じエンジン回転数Ｎｅ２における最適燃費線上の運転点ｂにおけるエンジントルクよりも低い。
【００５７】
上記のステップＳ２で否定的に判断された場合は、エンジン２の運転点を、最適燃費線上に位置させ、かつ、見かけ上、必要出力線上に位置させるため以下の制御をおこなう。まず、エンジン２の運転点を見かけ上で移動させるためにモータ・ジェネレータ３０を制御することを想定するとともに、移動前の運転点と、移動後の運転点と必要出力との差を、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）３０の制御により補償可能であるか否かが判断される（ステップＳ６）。前記した運転点ｃであるときは、エンジン回転数を変更することなく、見かけ上の運転点を運転点ｆに変更することを想定する。この想定時に、運転点ｅと運転点ｆとの差に相当するトルクの不足分を、モータ・ジェネレータ３０を力行させて発生可能であるか否かを判断することが、ステップＳ６でおこなわれる。
【００５８】
一方、運転点ｅであるときは、エンジン回転数を変更することなく、見かけ上の運転点を運転点ｂに変更することを想定する。この想定時に、運転点ｂと運転点ｅとの差に相当するトルクの余剰分を、モータ・ジェネレータ３０の回生トルクとして発生可能であるか否かを判断することが、ステップＳ６でおこなわれる。なお、モータ・ジェネレータ３０を力行する場合は、モータ・ジェネレータ３０の定格から一義的に求められる最大トルク、電源の電力から求められるモータ・ジェネレータ３０の出力可能トルクを用いて、ステップＳ６の判断をおこなう。これに対して、モータ・ジェネレータ３０で回生するときは、モータ・ジェネレータ３０の定格から一義的に求められる回生トルク、電源に充電可能な電力から求められるモータ・ジェネレータ３０の回生トルクを用いて、ステップＳ６の判断をおこなう。
【００５９】
このステップＳ６で肯定的に判断された場合は、エンジン２の運転点を変更し、かつ、運転点の変更によるトルク不足またはトルクの余剰分を、モータ・ジェネレータ３０で補償することにより、エンジン２の運転点を最適燃費線上に位置させ、かつ、見かけ上、必要出力線上に位置させる制御をおこない（ステップＳ７）、リターンする。このステップＳ７では、例えば、図８に示されたエンジン２の運転点を、運転点ｃからｆに移動し、かつ、モータ・ジェネレータ３０を力行する制御、または、運転点ｅから運転点ｂに移動し、かつ、モータ・ジェネレータ３０を回生する制御をおこなう。
【００６０】
これに対して、ステップＳ６で否定的に判断された場合は、エンジン２の運転点の変更前と変更後との差に相当するトルクの不足分を、モータ・ジェネレータ３０の力行により補償できるように、エンジン出力を変更する制御、またはエンジン２の運転点の変更前と変更後との差に相当するトルクの余剰分を、モータ・ジェネレータ３０の回生により補償することが可能となるように、エンジン出力を変更する制御をおこなう。まず、エンジン２の運転点を運転点ｃから運転点ｆに変更することを想定し、そのときのトルクの不足分をモータ・ジェネレータ３０の力行により補償できないことを理由として、ステップＳ６で否定的に判断された場合に、ステップＳ３でおこなわれる制御を説明する。
【００６１】
前記図９において、運転点ｃよりもエンジン回転数が相対的に増加すると、最適燃費線と必要出力線との間隔が狭くなる。つまり、エンジン回転数が相対的に高くなるほど、モータ・ジェネレータ３０の力行で補償する分のトルクが相対的に少なくなる傾向にある。そこで、最適燃費線と必要出力線との差に相当する不足分のトルクが、モータ・ジェネレータ３０の力行により補償可能なトルクとなるように、エンジン回転数を上昇させることを想定する。例えば、運転点ｃから運転点ｄに変更すれば、最適燃費線と必要出力線との差に相当する不足分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の力行により補償可能であれば、運転点ｃに相当する回転数から、運転点ｄに相当する回転数まで、エンジン回転数が上昇するように、変速機１０で現在の変速段で係合されている係合要素を滑らせる制御を想定する。そして、係合要素を滑らせたときの滑り損失と、エンジン２の燃焼効率の上昇分とを求める。
【００６２】
このステップＳ３についで、前述と同じステップＳ４の判断がおこなわれ、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、リターンする。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、変速機１０の係合要素を滑らせてエンジン回転数を運転点ｄに相当する回転数まで上昇させるとともに、エンジントルクを運転点ｄに相当するトルクまで上昇させる制御をおこない（ステップＳ８）、リターンする。また、このステップＳ８では、運転点ｄと、その運転点ｄと同じ回転数における必要出力線との差に相当する不足分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の力行により補う制御をおこなう。
【００６３】
つぎに、ステップＳ６で、エンジン２の運転点を運転点ｂから運転点ｅに変更することを想定し、そのときのトルクの余剰分をモータ・ジェネレータ３０の回生により補償できないことを理由として、ステップＳ６で否定的に判断された場合に、ステップＳ３でおこなわれる制御を説明する。
【００６４】
前記図９において、運転点ｂよりもエンジン回転数が相対的に低下すると、最適燃費線と必要出力線との間隔が狭くなる。つまり、エンジン回転数が相対的に低下するほど、モータ・ジェネレータ３０の回生で補償する分のトルクが相対的に少なくなる傾向にある。そこで、最適燃費線と必要出力線との差に相当する余剰分のトルクが、モータ・ジェネレータ３０の回生により補償可能なトルクとなるように、エンジン回転数を低下させることを想定する。例えば、運転点ｂから運転点ｇに変更すれば、最適燃費線と必要出力線との差に相当する余剰分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の回生により補償可能であれば、運転点ｂに相当する回転数から、運転点ｇに相当する回転数まで、エンジン回転数が低下するように、変速機１０で現在の変速段よりも上の変速段で係合される係合要素を滑らせる制御を想定する。そして、係合要素を滑らせたときの滑り損失と、エンジン２の燃焼効率の上昇分とを求める。
【００６５】
このステップＳ３についで、前述と同じステップＳ４の判断がおこなわれ、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、リターンする。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、変速機１０の係合要素を滑らせてエンジン回転数を運転点ｇに相当する回転数まで低下させ、かつ、エンジントルクを運転点ｇに相当する値まで低下させる制御をおこない（ステップＳ８）、リターンする。また、このステップＳ８では、運転点ｇと、その運転点ｇと同じ回転数における必要出力線との差に相当する余剰分のトルクを、モータ・ジェネレータ３０の回生により補う制御をおこなう。
【００６６】
このように、図８の制御を実行すると、図１の制御と同じ処理をおこなう部分については、図１の制御と同様の効果を得られる。また、図８の制御では、エンジン２の運転点を最適燃費線上に位置させるとともに、そのエンジン２の運転点を、見かけ上、必要出力線上に位置させることができ、車両１における要求駆動力に対して実際の駆動力が過不足なく生じ、ドライバビリティが向上する。ここで、図８に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１が、この発明の必要出力算出手段に相当し、ステップＳ８が、この発明の滑り制御手段に相当する。また、図２に示されたモータ・ジェネレータ３０が、この発明のモータ・ジェネレータに相当する。
【００６７】
なお、上記の２つの制御例において、ステップＳ２で運転点が最適燃費線上に位置しているか否かを判断するのではなく、運転点が、最適燃費線よりもトルクの高低方向で一定の範囲内にあるか否かを判断してもよい。つまり、この発明における基準値は、トルクの高低方向に一定の幅を備えていてもよい。また、選択可能な変速段が第１速から第７速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第６速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第５速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第４速までの変速機、選択可能な変速段が第１速から第３速までの変速機であっても、図１または図８の制御を実行できる。また、この発明における基準値は、図５および図９に示す特性線に代えて、数値として電子制御装置２９に記憶しておいてもよい。あるいは、基準値を求める演算式を用いてもよい。また、変速機の変速段を設定するにあたり、図２に示された変速機は複数、具体的には２個の係合要素を係合する構成であるが、３個以上の係合要素を係合して変速段を形成する変速機、または単数の係合要素を係合して変速段を形成する変速機にも、図１および図８の制御を適用可能である。さらに、図８の制御を実行する対象となる車両は、モータ・ジェネレータが出力ギヤ２４と一体回転する構成でもよい。あるいは、出力ギヤ２４から車輪に至る経路にモータ・ジェネレータが設けられていてもよい。また、モータ・ジェネレータは交流型ではなく直流型でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の制御を示すフローチャートである。
【図２】この発明の制御を実行可能な車両の構成を示すスケルトン図である。
【図３】図２に示された変速機で変速段を形成する係合要素の動作を示す図表である。
【図４】図２に示された変速機を構成する回転要素の回転数を示す共線図である。
【図５】図２に示されたエンジンの回転数とトルクとの関係を示す特性線図である。
【図６】図２に示された変速機で実行可能な制御を示すタイムチャートである。
【図７】図２に示された変速機で実行可能な他の制御を示すタイムチャートである。
【図８】この発明の他の制御を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す他の制御を説明する特性線図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…車両、 ２…エンジン、 ８…インプットシャフト、 １０…変速機、 ２４…出力ギヤ、 ３０…モータ・ジェネレータ、 Ｃ１…第１クラッチ、 Ｃ２…第２クラッチ、 Ｃ３…第３クラッチ、 Ｃ４…第４クラッチ、 Ｂ１…第１ブレーキ、 Ｂ２…第２ブレーキ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させて動力を発生するエンジンと、このエンジンから出力される動力の伝達経路に配置され、かつ、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的に変更可能な変速機と、この変速機でいずれかの変速比を達成するときに係合され、かつ、前記変速機の入力部材と出力部材とを動力伝達可能に接続する係合要素とを備えた、車両の制御装置において、
前記エンジンの燃焼効率が、相対的に高いことを表す値として予め定められた基準値を満たすか否かを判断する効率判断手段と、
前記エンジンの燃焼効率が基準値を満たさないと判断された場合は、前記変速機でいずれかの変速比を設定するときに係合させる係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定して、その係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジンの燃焼効率の向上分を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された動力損失分と、前記推定手段により推定されたエンジンの効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する比較手段と、
この比較手段により、前記動力損失分よりも前記エンジンの燃焼効率の向上分の方が大きいと判断された場合に、前記係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる滑り制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記エンジンから車輪に至る動力の伝達経路に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生とをおこなうことのできるモータ・ジェネレータが設けられており、
前記車両における前後方向の要求駆動力に基づいて、前記エンジンの必要出力を求める必要出力算出手段を有し、
前記効率判断手段は、前記エンジン回転数およびエンジントルクを用いて前記エンジンの燃焼効率が前記基準値を満たすか否かを判断し、かつ、前記エンジン回転数およびエンジントルクで表される実出力が前記必要出力を満たすか否かを判断する手段を含み、
前記エンジン回転数およびエンジントルクが前記基準値を満たしておらず、かつ、前記実出力が前記必要出力を満たさないと判断された場合に、前記滑り制御手段は、係合要素を滑らせ、かつ、前記必要出力と前記実出力との差を相対的に少なくするように、前記モータ・ジェネレータを力行または回生する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
燃料を燃焼させて動力を発生するエンジンと、このエンジンから出力される動力の伝達経路に配置され、かつ、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的に変更可能な変速機と、この変速機でいずれかの変速比を達成するときに係合され、かつ、前記変速機の入力部材と出力部材とを動力伝達可能に接続する係合要素とを備えた、車両の制御装置において、
前記エンジンの燃焼効率が、相対的に高いことを表す値として予め定められた基準値を満たすか否かを判断する効率判断手段と、
前記エンジンの燃焼効率が基準値を満たさないと判断された場合は、前記変速機でいずれかの変速比を設定するときに係合させる係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させることを想定して、その係合要素の滑りにより生じる動力損失を推定し、かつ、エンジン回転数の変化により生じるエンジンの燃焼効率の向上分を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された動力損失分と、前記推定手段により推定されたエンジンの効率の向上分とを比較して、何れが大きいかを判断する比較手段と、
この比較手段により、前記動力損失分よりも前記エンジンの燃焼効率の向上分の方が大きいと判断された場合に、前記係合要素を滑らせてエンジン回転数を変化させる滑り制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記エンジンから車輪に至る動力の伝達経路に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生とをおこなうことのできるモータ・ジェネレータが設けられており、
前記車両における前後方向の要求駆動力に基づいて、前記エンジンの必要出力を求める必要出力算出手段を有し、
前記効率判断手段は、前記エンジン回転数およびエンジントルクを用いて前記エンジンの燃焼効率が前記基準値を満たすか否かを判断し、かつ、前記エンジン回転数およびエンジントルクで表される実出力が前記必要出力を満たすか否かを判断する手段を含み、
前記エンジン回転数およびエンジントルクが前記基準値を満たしておらず、かつ、前記実出力が前記必要出力を満たさないと判断された場合に、前記滑り制御手段は、係合要素を滑らせ、かつ、前記必要出力と前記実出力との差を相対的に少なくするように、前記モータ・ジェネレータを力行または回生する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１８２５５（Ｐ２０１０−１８２５５Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８３１３３（Ｐ２００８−１８３１３３）
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【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２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【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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