JP2018086975A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部を備える車両用駆動装置において、コーストダウンシフトに際して、有段変速部の潤滑油温が低温であっても変速ショックを抑制できる制御装置を提供する。【解決手段】コーストダウンシフトに際して、有段変速部２０の中間伝達部材３０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiが、潤滑油温Ｔoilが低いときは高いときに比べて大きくなるため、潤滑油温Ｔoilが低油温時において有段変速部２０のＡＴ引摺トルクＴlossが増加しても、潤滑油温Ｔoilが高いときと同様に変速を進行させることができる。よって、潤滑油温Ｔoilが低油温時であっても、変速の停滞や逆進を抑制することができ、有段変速部２０の引摺損失の増加に起因する変速ショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。【選択図】図１１

Description

本発明は、有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部を備える車両用駆動装置の制御装置に関するものである。
複数の係合装置の係合と解放とにより変速が実行されて複数の変速比が段階的に成立させられる有段変速部と、その有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部とを、備える車両用駆動装置よく知られている。例えば特許文献１に記載の車両用駆動装置（車両用動力伝達装置）がそれである。特許文献１には、有段変速部のコーストダウンシフトに際して、動力源部から付与される入力軸トルクにより、有段変速部の入力軸回転速度を、変速前の同期回転速度から変速後の同期回転速度に向かって上昇させることで変速を進行させることが記載されている。また、特許文献１には、係合装置に供給される作動油の油温が低いほど、入力軸トルクの上昇率を小さくするとともに、入力軸トルクの変化開始時期を遅延させることが記載されている。
特開２０１２−４６００３号公報
ところで、有段変速部の係合装置は、互いに相対回転する摩擦板を含んで構成されており、この摩擦板間に潤滑油が供給される。また、係合装置が解放状態にあっても、摩擦板が相対回転した際には摩擦板間に存在する潤滑油による引摺損失が発生する。ここで、潤滑油の潤滑油温が低いとき、有段変速部において潤滑油による引摺損失（引摺トルク）が大きくなり、コーストダウンシフトに際して、常温時と同様の入力軸トルクを有段変速部に付与したのでは、有段変速部の入力軸回転速度をダウンシフト後の同期回転速度まで上昇させることができず、変速の停滞または逆進が発生する。結果として、変速ショックを招いてしまい、ドライバビリティが悪化する虞がある。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部を備える車両用駆動装置において、コーストダウンシフトに際して、有段変速部の潤滑油温が低温であっても適切に変速を進行させ、コーストダウン中の変速ショックを抑制できる制御装置を提供することにある。
第１発明の要旨とするところは、(a)複数の係合装置の係合と解放とにより変速が実行されて複数の変速比が段階的に成立させられる有段変速部と、その有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部と、を備え、前記有段変速部のコーストダウンシフトに際して、前記動力源部から付与される入力軸トルクにより、前記有段変速部の入力軸回転速度を変速前の同期回転速度から変速後の同期回転速度に向かって上昇させる回転同期制御を実行する車両用駆動装置の制御装置であって、(b)前記コーストダウンシフトに際して、前記回転同期制御の実行時における前記動力源部から付与される入力軸トルクの大きさを、前記有段変速部の潤滑油温に基づき変更し、その潤滑油温が低いときは高いときに比べて前記入力軸トルクを大きくするトルク制御部を備えたことを特徴とする。
また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用駆動装置の制御装置において、前記トルク制御部は、イナーシャ相開始後において、前記入力軸トルクを前記有段変速部で発生する引摺トルクよりも大きくすることを特徴とする。
また、第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明の車両用駆動装置の制御装置において、前記トルク制御部は、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて前記入力軸トルクを小さくすることを特徴とする。
また、第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明の何れか１の車両用駆動装置の制御装置において、前記動力源部は、電動機を含んで構成されていることを特徴とする。
第１発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、コーストダウンシフトに際して、有段変速部の入力軸に付与される入力軸トルクが、潤滑油温が低いときは高いときに比べて大きくなるため、潤滑油温が低温時において有段変速部の引摺損失（引摺トルク）が増加しても、変速の進行に必要なトルクを確保することができ、潤滑油温が高いときと同じように変速を進行させることができる。結果として、潤滑油温が低温時であっても、変速の停滞や逆進を抑制することができるため、有段変速部の引摺損失の増加に起因する変速ショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。
また、第２発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、イナーシャ相開始後において、入力軸トルクが有段変速部で発生する引摺トルクよりも大きくなるため、イナーシャ相中における変速の停滞や逆進を抑制することができる。
また、第３発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて変速の停滞や逆進が生じにくくなるが、これに対して、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて入力軸トルクを小さくすることで、過剰な入力軸トルクによる変速ショックを抑制できる。また、入力軸トルクの増加に伴う燃費悪化についても低減される。
また、第４発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、電動機によって、入力軸トルクを精度良く制御することができる。
本発明が適用される車両に備えられた車両用駆動装置の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能および制御系統の要部を説明する図である。 図１で例示した機械式有段変速部の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。 電気式無段変速部と機械式有段変速部とにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 複数のＡＴギヤ段に複数の模擬ギヤ段を割り当てたギヤ段割当テーブルの一例を説明する図である。 ＡＴ２速ギヤ段のときに成立させられる模擬４速ギヤ段−模擬６速ギヤ段を共線図上に例示した図である。 複数の模擬ギヤ段の変速制御に用いる模擬ギヤ段変速マップの一例を説明する図である。 ２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御を説明するためのタイムチャートの一例を示す図である。 潤滑油の油温が低温状態において、従来と同じ制御作動に基づいて２→１コーストダウンシフトが為されたときの制御を説明するためのタイムチャートである。 作動油温に応じて有段変速部に入力される入力軸トルクを決定するために使用される関係マップの一例である。 図１の電子制御装置の制御作動の要部すなわち有段変速部のコーストダウン中に発生する引き込みや同期ショックを抑制するための制御作動を説明するフローチャートである。 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の一例を示す図である。 本発明が適用される車両に備えられた動力伝達装置の概略構成を説明する図であって、図１とは別の車両を説明する図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた車両用駆動装置１２の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御のための制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両用駆動装置１２は、エンジン１４と、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１６(以下、ケース１６という)内において共通の軸心上に配設された、エンジン１４に直接或いは図示しないダンパーなどを介して間接的に連結された電気式無段変速部１８(以下、無段変速部１８という)と、無段変速部１８の出力側に連結された機械式有段変速部２０(以下、有段変速部２０という)とを直列に備えている。また、車両用駆動装置１２は、有段変速部２０の出力回転部材である出力軸２２に連結された差動歯車装置２４、差動歯車装置２４に連結された一対の車軸２６等を備えている。車両用駆動装置１２において、エンジン１４や後述する第２電動機ＭＧ２から出力される動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、有段変速部２０へ伝達され、その有段変速部２０から差動歯車装置２４等を介して車両１０が備える駆動輪２８へ伝達される。車両用駆動装置１２は、例えば車両１０において縦置きされるＦＲ(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものである。なお、無段変速部１８や有段変速部２０等はエンジン１４などの回転軸心(上記共通の軸心)に対して略対称的に構成されており、図１ではその回転軸心の下半分が省略されている。
エンジン１４は、車両１０の走行用の動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。このエンジン１４は、後述する電子制御装置８０によってスロットル弁開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることによりエンジントルクＴeが制御される。本実施例では、エンジン１４は、トルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく無段変速部１８に連結されている。
無段変速部１８は、第１電動機ＭＧ１と、エンジン１４の動力を第１電動機ＭＧ１および無段変速部１８の出力回転部材である中間伝達部材３０に機械的に分割する動力分割機構としての差動機構３２と、中間伝達部材３０に動力伝達可能に連結された第２電動機ＭＧ２とを備えている。無段変速部１８は、第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより差動機構３２の差動状態が制御される電気式無段変速機である。第１電動機ＭＧ１は、差動用電動機に相当し、また、第２電動機ＭＧ２は、動力源として機能する電動機であって、走行駆動用電動機に相当する。車両１０は、走行用の動力源として、エンジン１４および第２電動機ＭＧ２を備えたハイブリッド車両である。本実施例においては、エンジン１４および無段変速部１８によって、有段変速部２０の入力軸として機能する中間伝達部材３０に動力伝達可能に連結され、有段変速部２０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiの大きさを調整可能な動力源部３９が構成される。このように、動力源部３９は、エンジン１４および第２電動機ＭＧ２を含んで構成されている。また、第２電動機ＭＧ２が、本発明の電動機に対応している。
第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、モータとしての機能および発電機(ジェネレータ)としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、各々、車両１０に備えられたインバータ５０を介して、車両１０に備えられた蓄電装置としてのバッテリ５２に接続されており、後述する電子制御装置８０によってインバータ５０が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の各々の出力トルク(力行トルクまたは回生トルク)であるＭＧ１トルクＴgおよびＭＧ２トルクＴmが制御される。バッテリ５２は、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の各々に対して電力を授受する蓄電装置である。
差動機構３２は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、およびリングギヤＲ０を備えている。キャリアＣＡ０には連結軸３４を介してエンジン１４が動力伝達可能に連結され、サンギヤＳ０には第１電動機ＭＧ１が動力伝達可能に連結され、リングギヤＲ０には第２電動機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。差動機構３２において、キャリアＣＡ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能する。
有段変速部２０は、中間伝達部材３０と駆動輪２８との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速機である。中間伝達部材３０は、有段変速部２０の入力軸としても機能する。中間伝達部材３０には第２電動機ＭＧ２が一体回転するように連結されているので、有段変速部２０は、第２電動機ＭＧ２と駆動輪２８との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速機である。有段変速部２０は、例えば第１遊星歯車装置３６および第２遊星歯車装置３８の複数組の遊星歯車装置と、クラッチＣ１、クラッチＣ２、ブレーキＢ１、ブレーキＢ２の複数の係合装置(以下、特に区別しない場合は単に係合装置ＣＢという)とを備え、係合装置ＣＢの係合と解放により変速が実行されて複数の変速比が段階的に成立させられる、公知の遊星歯車式の自動変速機である。
係合装置ＣＢは、油圧アクチュエータにより押圧される多板或いは単板の摩擦板を含んで構成されるクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、油圧式の摩擦係合装置である。係合装置ＣＢは、車両１０に備えられた油圧制御回路５４内のソレノイドバルブＳＬ１−ＳＬ４等から各々出力される調圧された各係合油圧Ｐcbによりそれぞれのトルク容量(係合トルク)Ｔcbが変化させられることで、それぞれ作動状態(係合や解放などの状態)が切り替えられる。係合装置ＣＢを滑らすことなく(すなわち係合装置ＣＢに差回転速度を生じさせることなく)中間伝達部材３０と出力軸２２との間でトルク(例えば有段変速部２０に入力される入力軸トルクであるＡＴ入力軸トルクＴi)を伝達するためには、そのトルクに対して係合装置ＣＢの各々にて受け持つ必要がある伝達トルク分(すなわち係合装置ＣＢの分担トルク)が得られる係合トルクＴcbが必要になる。但し、伝達トルク分が得られる係合トルクＴcbにおいては、係合トルクＴcbを増加させても伝達トルクは増加しない。つまり、係合トルクＴcbは、係合装置ＣＢが伝達できる最大のトルクに相当し、伝達トルクは、係合装置ＣＢが実際に伝達するトルクに相当する。なお、係合トルクＴcb(或いは伝達トルク)と係合油圧Ｐcbとは、例えば係合装置ＣＢのパック詰めに必要な係合油圧Ｐcbを供給する領域を除けば、略比例関係にある。
有段変速部２０は、第１遊星歯車装置３６および第２遊星歯車装置３８の各回転要素(サンギヤＳ１，Ｓ２、キャリアＣＡ１，ＣＡ２、リングギヤＲ１，Ｒ２)が、直接的に或いは係合装置ＣＢやワンウェイクラッチＦ１を介して間接的(或いは選択的)に、一部が互いに連結されたり、中間伝達部材３０、ケース１６、或いは出力軸２２に連結されている。
有段変速部２０は、係合装置ＣＢのうちの所定の係合装置の係合によって、変速比(ギヤ比)γat(＝ＡＴ入力軸回転速度ωi／出力軸回転速度ωo)が異なる複数の変速段(ギヤ段)のうちの何れかのギヤ段が形成される。本実施例では、有段変速部２０にて形成されるギヤ段をＡＴギヤ段と称す。ＡＴ入力軸回転速度ωiは、有段変速部２０の入力回転部材の回転速度(角速度)である有段変速部２０の入力軸回転速度であって、中間伝達部材３０の回転速度と同値であり、また、第２電動機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度ωmと同値である。すなわち、ＡＴ入力軸回転速度ωiは、ＭＧ２回転速度ωmと表すことができる。出力軸回転速度ωoは、有段変速部２０の出力回転部材である出力軸２２の回転速度であって、無段変速部１８と有段変速部２０とを合わせた全体の変速機４０の出力軸回転速度でもある。
有段変速部２０は、例えば図２の係合作動表に示すように、複数のＡＴギヤ段として、ＡＴ１速ギヤ段(図中の「１ｓｔ」)−ＡＴ４速ギヤ段(図中の「４ｔｈ」)の４段の前進用のＡＴギヤ段が形成される。ＡＴ１速ギヤ段の変速比γatが最も大きく、高車速側(ハイ側のＡＴ４速ギヤ段側)程、変速比γatが小さくなる。図２の係合作動表は、各ＡＴギヤ段と係合装置ＣＢの各作動状態(各ＡＴギヤ段において各々係合される係合装置である所定の係合装置)との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「△」はエンジンブレーキ時や有段変速部２０のコーストダウンシフト時に係合、空欄は解放をそれぞれ表している。ＡＴ１速ギヤ段を成立させるブレーキＢ２には並列にワンウェイクラッチＦ１が設けられているので、発進時(加速時)にはブレーキＢ２を係合させる必要は無い。有段変速部２０のコーストダウンシフトは、駆動要求量(例えばアクセル開度θacc)の減少やアクセルオフ(アクセル開度θaccがゼロまたは略ゼロ)による減速走行中の車速関連値(例えば車速Ｖ)の低下によってダウンシフトが判断(要求)されたパワーオフダウンシフトのうちで、アクセルオフの減速走行状態のままで要求されたダウンシフトである。なお、係合装置ＣＢが何れも解放されることにより、有段変速部２０は、何れのギヤ段も形成されないニュートラル状態(すなわち動力伝達を遮断するニュートラル状態)とされる。
有段変速部２０は、後述する電子制御装置８０によって、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて係合装置ＣＢのうち解放される係合装置（解放側係合装置）の解放と、係合装置ＣＢのうち係合される係合装置（係合側係合装置）の係合とが制御されることで、形成されるＡＴギヤ段が切り替えられる(すなわちＡＴギヤ段が段階的に切り替えられる)。つまり、有段変速部２０の変速制御においては、例えば係合装置ＣＢの何れかの掴み替えにより(すなわち係合装置ＣＢの係合と解放との切替えにより)変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速が実行される。例えば、ＡＴ２速ギヤ段からＡＴ１速ギヤ段へのダウンシフト(２→１ダウンシフトと表す)では、図２の係合作動表に示すように、解放側係合装置となるブレーキＢ１が解放されると共に、ＡＴ１速ギヤ段にて係合される所定の係合装置(クラッチＣ１およびブレーキＢ２)のうちで２→１ダウンシフト前には解放されていた係合側係合装置となるブレーキＢ２が係合させられる。この際、ブレーキＢ１の解放過渡油圧やブレーキＢ２の係合過渡油圧が予め定められた変化パターンなどに従って調圧制御される。
図３は、無段変速部１８と有段変速部２０とにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図３において、無段変速部１８を構成する差動機構３２の３つの回転要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素ＲＥ２に対応するサンギヤＳ０の回転速度を表すｇ軸であり、第１回転要素ＲＥ１に対応するキャリアＣＡ０の回転速度を表すｅ軸であり、第３回転要素ＲＥ３に対応するリングギヤＲ０の回転速度(すなわち有段変速部２０の入力軸回転速度)を表すｍ軸である。また、有段変速部２０の４本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、第４回転要素ＲＥ４に対応するサンギヤＳ２の回転速度、第５回転要素ＲＥ５に対応する相互に連結されたリングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２の回転速度(すなわち出力軸２２の回転速度)、第６回転要素ＲＥ６に対応する相互に連結されたキャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２の回転速度、第７回転要素ＲＥ７に対応するサンギヤＳ１の回転速度をそれぞれ表す軸である。縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の相互の間隔は、差動機構３２のギヤ比(歯車比)ρ０に応じて定められている。また、縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７の相互の間隔は、第１、第２遊星歯車装置３６，３８の各歯車比ρ１，ρ２に応じて定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリアとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリアとリングギヤとの間が遊星歯車装置の歯車比ρ(＝サンギヤの歯数Ｚs／リングギヤの歯数Ｚr)に対応する間隔とされる。
図３の共線図を用いて表現すれば、無段変速部１８の差動機構３２において、第１回転要素ＲＥ１にエンジン１４(図中の「ＥＮＧ」参照)が連結され、第２回転要素ＲＥ２に第１電動機ＭＧ１(図中の「ＭＧ１」参照)が連結され、中間伝達部材３０と一体回転する第３回転要素ＲＥ３に第２電動機ＭＧ２(図中の「ＭＧ２」参照)が連結されて、エンジン１４の回転を中間伝達部材３０を介して有段変速部２０へ伝達するように構成されている。無段変速部１８では、縦線Ｙ２を横切る各直線Ｌ０，Ｌ０Ｒにより、サンギヤＳ０の回転速度とリングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。
また、有段変速部２０において、第４回転要素ＲＥ４はクラッチＣ１を介して中間伝達部材３０に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は出力軸２２に連結され、第６回転要素ＲＥ６はクラッチＣ２を介して中間伝達部材３０に選択的に連結されると共にブレーキＢ２を介してケース１６に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７はブレーキＢ１を介してケース１６に選択的に連結されている。有段変速部２０では、各係合装置ＣＢの係合および解放によって縦線Ｙ５を横切る各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，ＬＲにより、出力軸２２における「１ｓｔ」，「２ｎｄ」，「３ｒｄ」，「４ｔｈ」，「Ｒｅｖ」の各回転速度が示される。
図３中の実線で示す、直線Ｌ０および直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、少なくともエンジン１４を動力源として走行するエンジン走行が可能なハイブリッド走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度を示している。このハイブリッド走行モードでは、差動機構３２において、キャリアＣＡ０に入力されるエンジントルクＴeに対して、第１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、リングギヤＲ０には正回転にて正トルクとなるエンジン直達トルクＴd(＝Ｔe／(１＋ρ)＝−(１／ρ)×Ｔg)が現れる。そして、要求駆動力に応じて、エンジン直達トルクＴdとＭＧ２トルクＴmとの合算トルクが車両１０の前進方向の駆動トルクとして、ＡＴ１速ギヤ段−ＡＴ４速ギヤ段のうちの何れかのＡＴギヤ段が形成された有段変速部２０を介して駆動輪２８へ伝達される。このとき、第１電動機ＭＧ１は正回転にて負トルクを発生する発電機として機能する。第１電動機ＭＧ１の発電電力Ｗgは、バッテリ５２に充電されたり、第２電動機ＭＧ２にて消費される。第２電動機ＭＧ２は、発電電力Ｗgの全部または一部を用いて、或いは発電電力Ｗgに加えてバッテリ５２からの電力を用いて、ＭＧ２トルクＴmを出力する。
図３に図示はしていないが、エンジン１４を停止させると共に第２電動機ＭＧ２を動力源として走行するモータ走行が可能なモータ走行モードでの共線図では、差動機構３２において、キャリアＣＡ０はゼロ回転とされ、リングギヤＲ０には正回転にて正トルクとなるＭＧ２トルクＴmが入力される。このとき、サンギヤＳ０に連結された第１電動機ＭＧ１は、無負荷状態とされて負回転にて空転させられる。つまり、モータ走行モードでは、エンジン１４は駆動されず、エンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度ωeはゼロとされ、ＭＧ２トルクＴm(ここでは正回転の力行トルク)が車両１０の前進方向の駆動トルクとして、ＡＴ１速ギヤ段−ＡＴ４速ギヤ段のうちの何れかのＡＴギヤ段が形成された有段変速部２０を介して駆動輪２８へ伝達される。
図３中の破線で示す、直線Ｌ０Ｒおよび直線ＬＲは、モータ走行モードでの後進走行における各回転要素の相対速度を示している。このモータ走行モードでの後進走行では、リングギヤＲ０には負回転にて負トルクとなるＭＧ２トルクＴmが入力され、そのＭＧ２トルクＴmが車両１０の後進方向の駆動トルクとして、ＡＴ１速ギヤ段が形成された有段変速部２０を介して駆動輪２８へ伝達される。後述する電子制御装置８０は、ＡＴ１速ギヤ段−ＡＴ４速ギヤ段のうちの前進用の低車速側(ロー側)ギヤ段としてのＡＴ１速ギヤ段を形成した状態で、前進用の電動機トルクである前進用のＭＧ２トルクＴm(ここでは正回転の正トルクとなる力行トルク；特にはＭＧ２トルクＴmFと表す)とは正負が反対となる後進用の電動機トルクである後進用のＭＧ２トルクＴm(ここでは負回転の負トルクとなる力行トルク；特にはＭＧ２トルクＴmRと表す)を第２電動機ＭＧ２から出力させることで後進走行を行うことができる。このように、本実施例の車両１０では、前進用のＡＴギヤ段(つまり前進走行を行うときと同じＡＴギヤ段)を用いて、ＭＧ２トルクＴmの正負を反転させることで後進走行を行う。有段変速部２０では、有段変速部２０内で入力回転を反転して出力する、後進走行専用のＡＴギヤ段は形成されない。なお、ハイブリッド走行モードにおいても、直線Ｌ０Ｒのように第２電動機ＭＧ２を負回転とすることが可能であるので、モータ走行モードと同様に後進走行を行うことが可能である。
車両用駆動装置１２では、エンジン１４が動力伝達可能に連結された第１回転要素ＲＥ１としてのキャリアＣＡ０と差動用電動機(差動用電動機)としての第１電動機ＭＧ１が動力伝達可能に連結された第２回転要素ＲＥ２としてのサンギヤＳ０と走行駆動用電動機(走行駆動用電動機)としての第２電動機ＭＧ２が動力伝達可能に連結された第３回転要素ＲＥ３としてのリングギヤＲ０との３つの回転要素を有する差動機構３２を備えて、第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより差動機構３２の差動状態が制御される電気式変速機構(電気式差動機構)としての無段変速部１８が構成される。つまり、エンジン１４が動力伝達可能に連結された差動機構３２と差動機構３２に動力伝達可能に連結された第１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差動機構３２の差動状態が制御される無段変速部１８が構成される。無段変速部１８は、中間伝達部材３０の回転速度であるＭＧ２回転速度ωmに対する連結軸３４の回転速度(すなわちエンジン回転速度ωe)の変速比γ０(＝ωe／ωm)が変化させられる電気的な無段変速機として作動させられる。
例えば、ハイブリッド走行モードにおいては、有段変速部２０にてＡＴギヤ段が形成されたことで駆動輪２８の回転に拘束されるリングギヤＲ０の回転速度に対して、第１電動機ＭＧ１の回転速度を制御することによってサンギヤＳ０の回転速度が上昇或いは下降させられると、キャリアＣＡ０の回転速度(すなわちエンジン回転速度ωe)が上昇或いは下降させられる。従って、エンジン走行では、エンジン１４を効率の良い運転点にて作動させることが可能である。つまり、ＡＴギヤ段が形成された有段変速部２０と無段変速機として作動させられる無段変速部１８とで、変速機４０全体として無段変速機を構成することができる。
または、無段変速部１８を有段変速機のように変速させることも可能であるので、ＡＴギヤ段が形成される有段変速部２０と有段変速機のように変速させる無段変速部１８とで、変速機４０全体として有段変速機のように変速させることができる。つまり、変速機４０において、出力軸回転速度ωoに対するエンジン回転速度ωeの変速比γｔ(＝ωe／ωo)が異なる複数のギヤ段(模擬ギヤ段と称する)を選択的に成立させるように、有段変速部２０と無段変速部１８とを制御することが可能である。変速比γｔは、直列に配置された、無段変速部１８と有段変速部２０とで形成されるトータル変速比であって、無段変速部１８の変速比γ０と有段変速部２０の変速比γatとを乗算した値(γｔ＝γ０×γat)となる。
模擬ギヤ段は、例えば有段変速部２０の各ＡＴギヤ段と１または複数種類の無段変速部１８の変速比γ０との組合せによって、有段変速部２０の各ＡＴギヤ段に対してそれぞれ１または複数種類を成立させるように割り当てられる。例えば、図４は、ギヤ段割当(ギヤ段割付)テーブルの一例であり、ＡＴ１速ギヤ段に対して模擬１速ギヤ段−模擬３速ギヤ段が成立させられ、ＡＴ２速ギヤ段に対して模擬４速ギヤ段−模擬６速ギヤ段が成立させられ、ＡＴ３速ギヤ段に対して模擬７速ギヤ段−模擬９速ギヤ段が成立させられ、ＡＴ４速ギヤ段に対して模擬１０速ギヤ段が成立させられるように予め定められている。図５は、図３と同じ共線図上において有段変速部２０のＡＴギヤ段がＡＴ２速ギヤ段のときに、模擬４速ギヤ段−模擬６速ギヤが成立させられる場合を例示したものであり、出力軸回転速度ωoに対して所定の変速比γｔを実現するエンジン回転速度ωeとなるように無段変速部１８が制御されることによって、各模擬ギヤ段が成立させられる。
図１に戻り、車両１０は、更に、エンジン１４、無段変速部１８、および有段変速部２０などの制御に関連する車両１０の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置８０を備えている。よって、図１は、電子制御装置８０の入出力系統を示す図であり、また、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置８０は、必要に応じてエンジン制御用、変速制御用等に分けて構成される。
電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ６０、ＭＧ１回転速度センサ６２、ＭＧ２回転速度センサ６４、出力軸回転速度センサ６６、アクセル開度センサ６８、スロットル弁開度センサ７０、Ｇセンサ７２、シフトポジションセンサ７４、バッテリセンサ７６、潤滑油温センサ７８など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン回転速度ωe、第１電動機ＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度ωg、ＡＴ入力軸回転速度ωiであるＭＧ２回転速度ωm、車速Ｖに対応する出力軸回転速度ωo、運転者の加速操作の大きさを表す運転者の加速操作量(すなわちアクセルペダルの操作量)であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、車両１０の前後加速度Ｇ、車両１０に備えられたシフト操作部材としてのシフトレバー５６の操作位置(操作ポジション)POSsh、バッテリ５２のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbat、係合装置ＣＢを潤滑する潤滑油の潤滑油温Ｔoilなど)が、それぞれ供給される。なお、油圧制御回路５４では、係合装置ＣＢの油圧アクチュエータ等に元圧として供給されるライン圧を調圧するレギュレータバルブ等から排出される余剰油が、潤滑油として係合装置ＣＢ等に供給されており、潤滑油温センサ７８は、その潤滑油が供給される油路に取り付けられている。
また、電子制御装置８０からは、車両１０に備えられた各装置(例えばスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等のエンジン制御装置５８、インバータ５０、油圧制御回路５４など)に各種指令信号(例えばエンジン１４を制御するためのエンジン制御指令信号Ｓe、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を制御するための電動機制御指令信号Ｓmg、係合装置ＣＢの作動状態を制御するための(すなわち有段変速部２０の変速を制御するための)油圧制御指令信号Ｓatなど)が、それぞれ出力される。この油圧制御指令信号Ｓatは、例えば係合装置ＣＢの各々の油圧アクチュエータへ供給される各係合油圧Ｐcbを調圧する各ソレノイドバルブＳＬ１−ＳＬ４等を駆動するための指令信号(駆動電流)であり、油圧制御回路５４へ出力される。なお、電子制御装置８０は、各油圧アクチュエータへ供給される各係合油圧Ｐcbの値に対応する油圧指令値(指示圧)を設定し、その油圧指令値に応じた駆動電流を出力する。
シフトレバー５６の操作ポジションPOSshは、例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ操作ポジションである。Ｐ操作ポジションは、変速機４０がニュートラル状態とされ(例えば係合装置ＣＢの何れもの解放によって有段変速部２０が動力伝達不能なニュートラル状態とされ)且つ機械的に出力軸２２の回転が阻止(ロック)された、変速機４０のパーキングポジション(Ｐポジション)を選択するパーキング操作ポジションである。Ｒ操作ポジションは、有段変速部２０のＡＴ１速ギヤ段が形成された状態で後進用のＭＧ２トルクＴmRによる車両１０の後進走行を可能とする、変速機４０の後進走行ポジション(Ｒポジション)を選択する後進走行操作ポジションである。Ｎ操作ポジションは、変速機４０がニュートラル状態とされた、変速機４０のニュートラルポジション(Ｎポジション)を選択するニュートラル操作ポジションである。Ｄ操作ポジションは、有段変速部２０のＡＴ１速ギヤ段−ＡＴ４速ギヤ段の総てのＡＴギヤ段を用いて(例えば模擬１速ギヤ段−模擬１０速ギヤ段の総ての模擬ギヤ段を用いて)自動変速制御を実行して前進走行を可能とする、変速機４０の前進走行ポジション(Ｄポジション)を選択する前進走行操作ポジションである。従って、シフトレバー５６が例えばＤ操作ポジションからＲ操作ポジションへ切り替えられると(すなわちＤ→Ｒ操作ポジションとなるシフト操作であるＤ→Ｒ操作が為されると)、変速機４０に対してＤポジションからＲポジションへの切替え要求が為される(つまり前進走行から後進走行への切替えが要求される)。このように、シフトレバー５６は、人為的に操作されることで変速機４０のシフトポジションの切替え要求を受け付ける切替操作部材として機能する。
電子制御装置８０は、例えばバッテリ充放電電流Ｉbatおよびバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいてバッテリ５２の充電状態(充電容量)ＳＯＣを算出する。また、電子制御装置８０は、例えばバッテリ温度ＴＨbatおよびバッテリ５２の充電容量ＳＯＣに基づいて、バッテリ５２の入力電力の上限を規定する充電可能電力(入力可能電力)Ｗin、およびバッテリ５２の出力電力の上限を規定する放電可能電力(出力可能電力)Ｗoutを算出する。充放電可能電力Ｗin，Ｗoutは、例えばバッテリ温度ＴＨbatが常用域より低い低温域ではバッテリ温度ＴＨbatが低い程低くされ、また、バッテリ温度ＴＨbatが常用域より高い高温域ではバッテリ温度ＴＨbatが高い程低くされる。また、充電可能電力Ｗinは、例えば充電容量ＳＯＣが大きな領域では充電容量ＳＯＣが大きい程小さくされる。また、放電可能電力Ｗoutは、例えば充電容量ＳＯＣが小さな領域では充電容量ＳＯＣが小さい程小さくされる。
電子制御装置８０は、車両１０における各種制御を実現するために、ＡＴ変速制御手段すなわちＡＴ変速制御部８２、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部８４、トルク制御手段すなわちトルク制御部８６、および潤滑油温判定手段すなわち潤滑油温判定部８８を、機能的に備えている。
ＡＴ変速制御部８２は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係(例えばＡＴギヤ段変速マップ)を用いて有段変速部２０の変速判断を行い、必要に応じて有段変速部２０の変速制御を実行して有段変速部２０のＡＴギヤ段を自動的に切り替えるように、ソレノイドバルブＳＬ１−ＳＬ４により係合装置ＣＢの係合解放状態を切り替えるための油圧制御指令信号Ｓatを油圧制御回路５４へ出力する。上記ＡＴギヤ段変速マップは、例えば出力軸回転速度ωo(ここでは車速Ｖなども同意)およびアクセル開度θacc(ここでは要求駆動トルクＴdemやスロットル弁開度θthなども同意)を変数とする二次元座標上に、有段変速部２０の変速が判断されるための変速線(アップシフト線およびダウンシフト線)を有する所定の関係である。
ハイブリッド制御部８４は、エンジン１４の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部としての機能と、インバータ５０を介して第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の作動を制御する電動機制御手段すなわち電動機制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４、第１電動機ＭＧ１、および第２電動機ＭＧ２によるハイブリッド駆動制御等を実行する。ハイブリッド制御部８４は、予め定められた関係(例えば駆動力マップ)にアクセル開度θaccおよび車速Ｖを適用することで要求駆動パワーＰdem(見方を換えれば、そのときの車速Ｖにおける要求駆動トルクＴdem)を算出する。ハイブリッド制御部８４は、バッテリ５２の充放電可能電力Ｗin，Ｗout等を考慮して、要求駆動パワーＰdemを実現するように、エンジン１４、第１電動機ＭＧ１、および第２電動機ＭＧ２を制御する指令信号(エンジン制御指令信号Ｓeおよび電動機制御指令信号Ｓmg)を出力する。エンジン制御指令信号Ｓeは、例えばそのときのエンジン回転速度ωeにおけるエンジントルクＴeを出力するエンジンパワーＰeの指令値である。電動機制御指令信号Ｓmgは、例えばエンジントルクＴeの反力トルク(そのときのＭＧ１回転速度ωgにおけるＭＧ１トルクＴg)を出力する第１電動機ＭＧ１の発電電力Ｗgの指令値であり、また、そのときのＭＧ２回転速度ωmにおけるＭＧ２トルクＴmを出力する第２電動機ＭＧ２の消費電力Ｗmの指令値である。
ハイブリッド制御部８４は、例えば無段変速部１８を無段変速機として作動させて変速機４０全体として無段変速機として作動させる場合、エンジン最適燃費点等を考慮して、要求駆動パワーＰdemを実現するエンジンパワーＰeが得られるエンジン回転速度ωeとエンジントルクＴeとなるように、エンジン１４を制御すると共に第１電動機ＭＧ１の発電電力Ｗgを制御することで、無段変速部１８の無段変速制御を実行して無段変速部１８の変速比γ０を変化させる。この制御の結果として、無段変速機として作動させる場合の変速機４０の変速比γｔが制御される。
ハイブリッド制御部８４は、例えば無段変速部１８を有段変速機のように変速させて変速機４０全体として有段変速機のように変速させる場合、予め定められた関係(例えば模擬ギヤ段変速マップ)を用いて変速機４０の変速判断を行い、ＡＴ変速制御部８２による有段変速部２０のＡＴギヤ段の変速制御と協調して、複数の模擬ギヤ段を選択的に成立させるように無段変速部１８の変速制御を実行する。複数の模擬ギヤ段は、それぞれの変速比γｔを維持できるように出力軸回転速度ωoに応じて第１電動機ＭＧ１によりエンジン回転速度ωeを制御することによって成立させることができる。各模擬ギヤ段の変速比γｔは、出力軸回転速度ωoの全域に亘って必ずしも一定値である必要はなく、所定範囲で変化させても良いし、各部の回転速度の上限や下限等によって制限が加えられても良い。
上記模擬ギヤ段変速マップは、ＡＴギヤ段変速マップと同様に出力軸回転速度ωoおよびアクセル開度θaccをパラメータとして予め定められている。図６は、模擬ギヤ段変速マップの一例であって、実線はアップシフト線であり、破線はダウンシフト線である。模擬ギヤ段変速マップに従って模擬ギヤ段が切り替えられることにより、無段変速部１８と有段変速部２０とが直列に配置された変速機４０全体として有段変速機と同様の変速フィーリングが得られる。変速機４０全体として有段変速機のように変速させる模擬有段変速制御は、例えば運転者によってスポーツ走行モード等の走行性能重視の走行モードが選択された場合や要求駆動トルクＴdemが比較的大きい場合に、変速機４０全体として無段変速機として作動させる無段変速制御に優先して実行するだけでも良いが、所定の実行制限時を除いて基本的に模擬有段変速制御が実行されても良い。
ハイブリッド制御部８４による模擬有段変速制御と、ＡＴ変速制御部８２による有段変速部２０の変速制御とは、協調して実行される。本実施例では、ＡＴ１速ギヤ段−ＡＴ４速ギヤ段の４種類のＡＴギヤ段に対して、模擬１速ギヤ段−模擬１０速ギヤ段の１０種類の模擬ギヤ段が割り当てられている。このようなことから、模擬３速ギヤ段と模擬４速ギヤ段との間での変速(模擬３⇔４変速と表す)が行われるときにＡＴ１速ギヤ段とＡＴ２速ギヤ段との間での変速(ＡＴ１⇔２変速と表す)が行なわれ、また、模擬６⇔７変速が行われるときにＡＴ２⇔３変速が行なわれ、また、模擬９⇔１０変速が行われるときにＡＴ３⇔４変速が行なわれる(図４参照)。そのため、模擬ギヤ段の変速タイミングと同じタイミングでＡＴギヤ段の変速が行なわれるように、ＡＴギヤ段変速マップが定められている。具体的には、図６における模擬ギヤ段の「３→４」、「６→７」、「９→１０」の各アップシフト線は、ＡＴギヤ段変速マップの「１→２」、「２→３」、「３→４」の各アップシフト線と一致している(図６中に記載した「ＡＴ１→２」等参照)。また、図６における模擬ギヤ段の「３←４」、「６←７」、「９←１０」の各ダウンシフト線は、ＡＴギヤ段変速マップの「１←２」、「２←３」、「３←４」の各ダウンシフト線と一致している(図６中に記載した「ＡＴ１←２」等参照)。または、図６の模擬ギヤ段変速マップによる模擬ギヤ段の変速判断に基づいて、ＡＴギヤ段の変速指令をＡＴ変速制御部８２に対して出力するようにしても良い。このように、ＡＴ変速制御部８２は、有段変速部２０のＡＴギヤ段の切替えを、模擬ギヤ段が切り替えられるときに行う。模擬ギヤ段の変速タイミングと同じタイミングでＡＴギヤ段の変速が行なわれるため、エンジン回転速度ωeの変化を伴って有段変速部２０の変速が行なわれるようになり、その有段変速部２０の変速に伴うショックがあっても運転者に違和感を与え難くされる。
ハイブリッド制御部８４は、走行モードとして、モータ走行モード或いはハイブリッド走行モードを走行状態に応じて選択的に成立させる。例えば、ハイブリッド制御部８４は、要求駆動パワーＰdemが予め定められた閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、モータ走行モードを成立させる一方で、要求駆動パワーＰdemが予め定められた閾値以上となるエンジン走行領域にある場合には、ハイブリッド走行モードを成立させる。また、ハイブリッド制御部８４は、要求駆動パワーＰdemがモータ走行領域にあるときであっても、バッテリ５２の充電容量ＳＯＣが予め定められた閾値未満となる場合には、ハイブリッド走行モードを成立させる。
ハイブリッド制御部８４は、シフトレバー５６がＲ操作ポジションとされているときには、有段変速部２０のＡＴ１速ギヤ段が形成された状態で、アクセル開度θaccに応じて後進用のＭＧ２トルクＴmRを出力して後進走行を行う。
ここで、有段変速部２０の低車速側ギヤ段へのコーストダウンシフトである、ＡＴ２速ギヤ段からＡＴ１速ギヤ段へのコーストダウンシフト(２→１コーストダウンシフトと表す)における変速制御について説明する。コーストダウンシフトのようなパワーオフダウンシフトでは、ダウンシフト後のＡＴギヤ段を形成する係合側係合装置の係合トルクＴcbが発生させられていない状態では、ＡＴ入力軸回転速度ωiをダウンシフト前の同期回転速度ωisyca(＝ωo×ダウンシフト前の変速比γata)からダウンシフト後の同期回転速度ωisycb(＝ωo×ダウンシフト後の変速比γatb)へ上昇させられない。これに対して、例えば係合側係合装置の係合トルクＴcbを発生させることで、または、有段変速部２０の入力軸（すなわち中間伝達部材３０）に入力されるＡＴ入力軸トルクＴiを要求入力トルクよりも一時的に増大させることで、ＡＴ入力軸回転速度ωiをダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに向けて上昇させてダウンシフトを進行させることができる。本実施例では、２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御として、解放側係合装置(ブレーキＢ１)および係合側係合装置(ブレーキＢ２)の何れにも係合トルクＴcbを発生させないクラッチフリーの状態にて、ＡＴ入力軸トルクＴiを一時的に増大させることでダウンシフトを進行させるという態様を採用する。
そのため、ＡＴ変速制御部８２は、２→１コーストダウンシフトに際して、第２電動機ＭＧ２の前進用のＭＧ２トルクＴmFを一時的に増大させて(例えばＭＧ２トルクＴmFを一時的に増大させる指令をハイブリッド制御部８４へ出力して)有段変速部２０へ付与されるＡＴ入力軸トルクＴiを一時的に増大させることにより、ＡＴ入力軸回転速度ωiをダウンシフト前の同期回転速度ωisyca(すなわちＡＴ２速ギヤ段における同期回転速度ωisyc2(＝ωo×ＡＴ２速ギヤ段の変速比γat2))からダウンシフト後の同期回転速度ωisycb(すなわちＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1(＝ωo×ＡＴ１速ギヤ段の変速比γat1))に向かって上昇させる回転同期制御を実行し、ＡＴ入力軸回転速度ωiが所定回転速度に達すると、２→１ダウンシフト前には解放されていた係合側係合装置(ブレーキＢ２)を係合する、２→１コーストダウンシフトにおける変速制御を実行する。前記所定回転速度は、例えば係合側係合装置を急係合してもショックが抑制される程にＡＴ入力軸回転速度ωiが上昇したと判断できるための予め定められた閾値であって、ＡＴ１速ギヤ段における同期回転速度ωisyc1、または、その同期回転速度ωisyc1よりも低い、同期回転速度ωisyc1近傍の値である。
ＡＴ変速制御部８２は、前進用のＭＧ２トルクＴmFを一時的に増大させてＡＴ入力軸トルクＴiを要求入力トルクよりも一時的に増大させる。この要求入力トルクは、例えば要求駆動トルクＴdemを中間伝達部材３０上の値に換算した値である。コーストダウンシフトではアクセルオフとされているので、要求入力トルクとしては、例えば車両１０がゆっくり動くクリープ現象を生じさせる所謂クリープトルクが得られる程度のトルクである。
図７は、２→１コーストダウンシフトにおける通常時制御を説明するためのタイムチャートの一例を示す図である。図７において、ｔ１時点は、２→１コーストダウンシフトが判断された時点を示している(ＡＴギヤ段の破線参照)。ｔ２時点は、２→１コーストダウンシフトの変速出力が開始された時点を示している(ＡＴギヤ段の実線参照)。変速出力が開始されると、解放側係合装置の係合トルクＴcbに相当する実線で示す指示圧（解放油圧）が急速に低下させられて解放側係合装置が解放されると共に、係合側係合装置の係合トルクＴcbに相当する破線で示す指示圧（係合油圧）が係合側係合装置のパック詰めのための油圧パターンとされて係合側係合装置が係合トルクＴcbを持つ直前の状態で待機させられる(Ａ部参照)。そして、解放側係合装置および係合側係合装置が何れも係合トルクＴcbを持っていない状態で、ＡＴ入力軸トルクＴiを要求入力トルクよりも一時的に増大させる回転同期制御が実行される(Ｂ部参照)。ＡＴ入力軸トルクＴiの破線で示したベース入力トルクは、要求入力トルクから中間伝達部材３０上での被駆動トルク(駆動輪２８から入力されるトルク)を減算したトルクである。被駆動トルクは車速Ｖの低下と共に減少するので、要求入力トルクが変わらなければ、ベース入力トルクは車速Ｖの低下と共に増加する。
回転同期制御によりＡＴ入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに向けて上昇し始めたことでイナーシャ相が開始され(ｔ３時点参照)、変速が進行させられる(Ｃ部参照)。ＡＴ入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbと略同期した状態となる所定回転速度に達すると、破線で示す係合側係合装置の係合油圧が急速に上昇させられて係合側係合装置が係合される(ｔ４時点の少し前の時点−ｔ４時点参照)。係合側係合装置の係合完了後、回転同期制御が終了させられる(ｔ４時点以降参照)。ここで、ＡＴ入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbと略同期した状態で係合側係合装置が係合されるので、係合側係合装置が急係合されてもショックの発生が抑制される(ｔ４時点後の前後加速度Ｇの変化参照)。
ところで、有段変速部２０のコーストダウンシフトに際して、解放側係合装置および係合側係合装置の何れにも係合トルクＴcbを発生させないクラッチフリーの状態であっても、係合装置ＣＢにおいて潤滑油の潤滑油温Ｔoilに応じたクラッチトルクＴcbが発生する。有段変速部２０の係合装置ＣＢは、何れも複数枚の摩擦板から構成される摩擦係合要素を有しており、摩擦板間には潤滑油が供給される。従って、係合装置ＣＢが解放状態とされても、隣り合う摩擦板が相対回転すると、隣り合う摩擦板の間において、その摩擦板間に存在する潤滑油の粘度による引摺トルクが発生する。また、有段変速部２０全体としても、各係合装置ＣＢで発生する引摺トルクによるＡＴ引摺トルクＴlossが発生する。このＡＴ引摺トルクＴlossは、有段変速部２０のＡＴ入力軸回転速度ωiをＡＴ入力軸トルクＴiによって上昇させる際には、その上昇を妨げる方向に作用する引摺損失となる。また、潤滑油温Ｔoilが低くなるほど潤滑油の粘度が高くなることから、ＡＴ引摺トルクＴlossは、潤滑油温Ｔoilが低くなるほど増加する。従って、潤滑油温Ｔoilが低温の状態にあると、コーストダウンシフト中に有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossが大きくなることから、常温時と同じＡＴ入力軸トルクＴiが有段変速部２０に入力されると、有段変速部２０のＡＴ入力軸回転速度ωiを上昇させることができず、イナーシャ相において変速の停滞または逆進が発生する虞がある。
図８は、潤滑油の油温Ｔoilが低温状態において、２→１コーストダウンシフトがためされたときの制御を説明するためのタイムチャートであって、イナーシャ相中において常温時と同じＡＴ入力軸トルクＴiが有段変速部２０に入力された場合を示している。図８において、ｔ１時点は、２→１コーストダウンシフトが判断された時点を示している(ＡＴギヤ段の破線参照)。ｔ２時点は、２→１コーストダウンシフトの変速出力が開始された時点を示している(ＡＴギヤ段の実線参照)。ｔ３時点は、イナーシャ相が開始された時点を示している。ｔ３時点以降では、常温時と同じ大きさのＡＴ入力軸トルクＴiが有段変速部２０に入力されている（Ａ部参照）。このとき、潤滑油温Ｔoilが低温であることに関連して、有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossが増大し、イナーシャ相の途中からＡＴ引摺トルクＴlossがＡＴ入力軸トルクＴiよりも大きくなる。このとき、イナーシャ相中の変速が停滞したり変速が逆進（回転速度低下）したりする（Ｂ部参照）。従って、ＡＴ入力軸回転速度ωiが、ダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに同期することが困難となる。
ここで、ＡＴ変速制御部８２は、変速開始から所定時間経過しても同期判定されない場合には、ダウンシフトを完了させるために、係合側係合装置の係合油圧を引き上げて係合トルクＴcbを発生させることで、回転同期させるバックアップ制御を機能的に備えている。低温時にあっては、変速が停滞（または逆進）することから前記バックアップ制御が作動し、係合側係合装置が急係合させられる（Ｃ部参照）。結果として、有段変速部２０の急係合による引き込みや係合ショック（同期ショック）などの変速ショックが発生する（Ｄ部参照）。
これに対して、本実施例では、コーストダウンシフトに際して、回転同期制御中に有段変速部２０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiの大きさを、有段変速部２０の潤滑油温Ｔoilに基づき変更するトルク制御部８６を機能的に備えている。
トルク制御部８６は、イナーシャ相開始後の回転同期制御の実行中に第２電動機ＭＧ２から付与されるＡＴ入力軸トルクＴiの大きさを、有段変速部２０の潤滑油温Ｔoilに基づいて変更するものであり、具体的には、潤滑油温Ｔoilが後述する所定値αよりも低いときは、その所定値αよりも高いときに比べてＡＴ入力軸トルクＴiを大きくする。このように、潤滑油温Ｔoilの低温時は、ＡＴ入力軸トルクＴiが大きくなることで、コーストダウンシフトにおける変速の停滞および逆進が抑制される。
潤滑油温判定部８８は、有段変速部２０の係合装置ＣＢ（摩擦係合要素）に供給される潤滑油の潤滑油温Ｔoilを検出し、潤滑油温Ｔoilが予め設定されている所定値α以下か否かを判定する。この潤滑油温Ｔoilの所定値αは、予め実験的または解析的に求められる値であり、例えば、コーストダウンシフト中に予め設定されているＡＴ入力軸トルクＴi（以下、基準入力軸トルクＴist）を有段変速部２０に付与した場合において、変速開始から所定時間経過しても回転同期しない（すなわち変速が停滞する）潤滑油温Ｔoilの閾値またはその近傍の値に設定されている。基準入力軸トルクＴistは、潤滑油温Ｔoilが車両走行に適した常温時において適用される値に設定されている。また、所定時間は、例えば前記バップアップ制御が作動する作動時間近傍の値に設定されている。
従って、潤滑油温Ｔoilが所定値αよりも高い領域では、回転同期制御中に基準入力軸トルクＴistが有段変速部２０に付与されることで、適切にコーストダウンシフト（回転同期）が進行し、変速ショックは発生しない。このことから、潤滑油温Ｔoilが所定値αよりも高い場合、トルク制御部８６は、回転同期制御の実行時において有段変速部２０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiを基準入力軸トルクＴistとする。一方、潤滑油温Ｔoilが所定値α以下では、回転同期制御中に基準入力軸トルクＴistが有段変速部２０に付与されると、バックアップ制御が作動してコーストダウンシフト中において変速ショックが発生する可能性がある。これを抑制するため、トルク制御部８６は、潤滑油温Ｔoilが所定値α以下では、回転同期制御中に有段変速部２０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiを基準入力軸トルクＴistよりも大きくする。
トルク制御部８６は、イナーシャ相開始後におけるＡＴ入力軸トルクＴiの目標値（以下、目標入力軸トルクＴi*）を設定し、ＡＴ入力軸トルクＴiがその目標入力軸トルクＴi*となるようにＭＧ２トルクＴmFを制御する。例えば、潤滑油温Ｔoilが所定値αよりも高い場合、目標入力軸トルクＴi*が基準入力軸トルクＴistに設定される。一方、潤滑油温Ｔoilが所定値αよりも低い場合には、目標入力軸トルクＴi*が、基準入力軸トルクＴistよりも大きい値であって、有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きい値に設定される。
有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossは、実験等に基づいて求めることができる。目標入力軸トルクＴi*は、ＡＴ引摺トルクＴlossを考慮し、ＡＴ引摺トルクＴlossによる変速の停滞や逆進が生じない大きさに設定されている。これより、目標入力軸トルクＴi*は、ＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きい値となる。トルク制御部８６は、イナーシャ相開始後において、目標入力軸トルクＴi*を目標にしてＡＴ入力軸トルクＴiを制御することから、結果として、入力軸トルクＴiがＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きくなる。
また、ＡＴ引摺トルクＴlossは、潤滑油温Ｔoilが低くなるほど大きくなることから、目標入力軸トルクＴi*についても、潤滑油温Ｔoilに応じて変更される。例えば、トルク制御部８６は、図９に示すような潤滑油温Ｔoilをパラメータとする目標入力軸トルクＴi*を求めるための関係マップを記憶しており、潤滑油温センサ７８によって検出される潤滑油温Ｔoilを前記関係マップに適用することで、潤滑油温Ｔoilに応じた目標入力軸トルクＴi*を決定する。図９の実線に示すように、潤滑油温Ｔoilが所定値αよりも大きい領域（常温領域）では、目標入力軸トルクＴi*が一定とされている。常温領域にあっては、有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossが小さく、ダウンシフトの進行が殆ど妨げられないためである。一方、潤滑油温Ｔoilが所定値α以下の低温領域では、潤滑油温Ｔoilが低くなるほど目標入力軸トルクＴi*が大きくなっている。これは、潤滑油温Ｔoilが低くなるほど、潤滑油の粘度が高くなることに関連して、有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossが大きくなるためである。
また、潤滑油温Ｔoilに加えて、負側の前後加速度Ｇに対応する減速度Ｇ’を考慮して目標入力軸トルクＴi*が決定される。図９において、実線は、減速度Ｇ’が予め設定されている所定値β以下（減速度小）の場合の目標入力軸トルクＴi*を示し、一点鎖線は、減速度Ｇ’が所定値βを越える場合（減速度大）の目標入力軸トルクＴi*を示している。図９に示すように、減速度Ｇ’が所定値βを越える場合（減速度大）は、減速度Ｇ’が所定値β以下の場合（減速度小）に比べて目標入力軸トルクＴi*が小さくなっている。減速度Ｇ’が大きくなると、ダウンシフト後の同期回転速度ωisycbも低くなり、変速中の停滞や逆進が発生しにくくなるためである。よって、トルク制御部８６は、イナーシャ相開始後において、減速度Ｇ’が大きい場合は小さい場合に比べて入力軸トルクＴiを小さくする。また、図９にあっては、目標入力軸トルクＴi*が減速度Ｇ’に応じて２段階に変更されているが、減速度Ｇ’に応じて目標入力軸トルクＴi*がさらに細かく設定されていてもよく、目標入力軸トルクＴi*が減速度Ｇ’に応じて連続的に変更される（減速度Ｇ’が大きくなるほど目標入力軸トルクＴi*が小さくなる）ものであっても構わない。
トルク制御部８６は、ＡＴ入力軸回転速度ωiがダウンシフト後の同期回転速度ωisycbに回転同期したと判断される所定回転速度（またはその付近）に到達するまで、ＡＴ入力軸トルクＴiを有段変速部２０のＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きい状態に維持する。すなわち、イナーシャ相開始時点から回転同期（または回転同期付近）までの間、ＡＴ入力軸トルクＴiの目標入力軸トルクＴi*が、有段変速部２０のＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きい値に設定される。これより、イナーシャ相中は、ＡＴ入力軸トルクＴiがＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きくなり、ダウンシフトの進行が停滞したり逆進することが抑制される。また、回転同期後は、目標入力軸トルクＴi*が、例えばＡＴ引摺トルクＴlossに設定される。
また、例えばバッテリ５２の充電容量ＳＯＣが所定値を下回る場合、およびバッテリ温度ＴＨbatが低温または高温の場合には、放電可能電力Ｗoutが制限され、第２電動機ＭＧ２によって所望の目標入力軸トルクＴi*を出力することが困難となる。このような場合には、トルク制御部８６は、目標入力軸トルクＴi*を出力するに際して、第２電動機ＭＧ２によるＭＧ２トルクＴmFの不足分を、エンジントルクＴeで補う制御を実行する。トルク制御部８６は、例えば、目標入力軸トルクＴi*を出力するために必要なエンジントルクＴeを出力する指令を、ハイブリッド制御部８４を介して、または直接エンジン制御装置５８に出力する。なお、第２電動機ＭＧ２の放電可能電力Ｗoutが制限されている場合には、エンジン１４のみで目標入力軸トルクＴi*を出力させるものであっても構わない。
図１０は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち有段変速部２０のコーストダウン中に発生する変速ショックを抑制するための制御作動を説明するフローチャートであり、走行中において繰り返し実行される。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の一例である。
図１０において、ＡＴ変速制御部８２の制御機能に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）において、コーストダウンシフト（特には２→１コーストダウンシフト）中であるか否かが判定される。コーストダウンシフト中でない場合には、Ｓ１が否定されて本ルーチンが終了させられる。コーストダウンシフト中の場合には、Ｓ１が否定されてＳ２に進む。潤滑油温判定部８８の制御機能に対応するＳ２では、潤滑油温Ｔoilが所定値α以下か否かに基づいて潤滑油が低温状態にあるかが判定される。潤滑油温Ｔoilが所定値αよりも高い場合には、Ｓ２が否定されてＳ４に進む。一方、潤滑油温Ｔoilが所定値α以下である場合には、Ｓ２が肯定されてＳ３に進む。
トルク制御部８６の制御機能に対応するＳ４では、有段変速部２０のコーストダウンシフトに際して、回転同期制御中に有段変速部２０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiを一時的に増大させることでダウンシフトを進行させる。このとき有段変速部２０に入力されるＡＴ入力軸トルクＴiが、常温時(Ｔoil＞α)において予め設定されている基準入力軸トルクＴistに制御される。すなわち、常温時(Ｔoil＞α)では、潤滑油温Ｔoilに応じて入力軸トルクＴiが変更されることはない。なお、Ｓ４は、図７で示した通常時制御が対応する。
トルク制御部８６の制御機能に対応するＳ３では、有段変速部２０のコーストダウンシフトに際して、回転同期制御中（イナーシャ相中）に有段変速部２０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiが、潤滑油温Ｔoilに応じて変更される。図１１のｔ３時点において、イナーシャ相が開始され、このときＡＴ入力軸トルクＴiは、有段変速部２０のＡＴ引摺トルクＴloss分を考慮した値に制御される。具体的には、ＡＴ入力軸トルクＴiは、潤滑油温Ｔoilの変化に拘わらず常温時と同じようにダウンシフトが進行する、ＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きな値に制御される（Ａ部参照）。これより、イナーシャ相中におけるＡＴ入力軸回転速度ωiを常温時と同じように変化させることができる（Ｂ部参照）。結果として、係合側係合装置の係合油圧が常温時と略同じタイミングで上昇し（Ｃ部参照）、変速の停滞や逆進が生じることなくバックアップ制御も作動しないため、常温時と変わらない変速ショックとすることができる（Ｄ部参照）。
上述のように、本実施例によれば、コーストダウンシフトに際して、有段変速部２０の中間伝達部材３０に付与されるＡＴ入力軸トルクＴiが、潤滑油温Ｔoilが低いときは高いときに比べて大きくなるため、潤滑油温Ｔoilが低油温時において有段変速部２０のＡＴ引摺トルクＴloss（引摺損失）が増加しても、変速の進行に必要なトルクを確保することができ、潤滑油温Ｔoilが高いときと同じように変速を進行させることができる。結果として、潤滑油温Ｔoilが低油温時であっても、変速の停滞や逆進を抑制することができるため、有段変速部２０の引摺損失の増加に起因する変速ショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。また、イナーシャ相開始後において、ＡＴ入力軸トルクＴiが有段変速部２０で発生するＡＴ引摺トルクＴlossよりも大きくなるため、イナーシャ相中における変速の停滞や逆進を抑制することができる。また、減速度Ｇ’が大きい場合は小さい場合に比べて、変速の停滞や逆進が生じにくくなるが、これに対して、減速度Ｇ’が大きい場合は小さい場合に比べてＡＴ入力軸トルクＴiが小さくなることで、過剰なＡＴ入力軸トルクＴiによる変速ショックを抑制できる。また、ＡＴ入力軸トルクＴiの増加に伴う燃費悪化についても低減される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、無段変速部１８と有段変速部２０とを直列に備える車両１０を例示したが、この態様に限らない。例えば、図１２に示すような車両１００であっても良い。車両１００は、動力源としてエンジン１０２および電動機ＭＧを備えた動力源部１０３と、車両用動力伝達装置１０４とからなる車両用駆動装置１０５を備えたハイブリッド車両である。図１２において、動力伝達装置１０４は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース１０６内において、エンジン１０２側から順番に、クラッチＫ０、トルクコンバータ１０８、および有段変速部１１０等を備えている。また、動力伝達装置１０４は、差動歯車装置１１２、車軸１１４等を備えている。トルクコンバータ１０８のポンプ翼車１０８ａは、クラッチＫ０を介してエンジン１０２と連結されていると共に、直接的に電動機ＭＧと連結されている。トルクコンバータ１０８のタービン翼車１０８ｂは、有段変速部１１０と直接的に連結されている。動力伝達装置１０４において、エンジン１０２の動力および／または電動機ＭＧの動力は、クラッチＫ０(エンジン１０２の動力を伝達する場合)、トルクコンバータ１０８、有段変速部１１０、差動歯車装置１１２、車軸１１４等を順次介して駆動輪１１６へ伝達される。有段変速部１１０は、遊星歯車式の自動変速機である。
または、車両１００におけるエンジン１０２やクラッチＫ０やトルクコンバータ１０８を備えず、有段変速部１１０の入力側に直接的に電動機ＭＧが連結されるような車両であっても良い。要は、有段変速部と、その有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部とを備えた車両用駆動装置であれば、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、有段変速部２０は、前進４段の各ＡＴギヤ段が形成される遊星歯車式の自動変速機であったが、この態様に限らない。例えば、有段変速部２０は、複数の係合装置のうちの所定の係合装置の係合によって複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機であれば良い。
また、前述の実施例では、２→１コーストダウンを例示したが、この態様に限らない。例えば、３→２コーストダウンシフトや４→３コーストダウンにおいても本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、差動機構３２は、３つの回転要素を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置の構成であったが、この態様に限らない。例えば、差動機構３２は、複数の遊星歯車装置が相互に連結されることで４つ以上の回転要素を有する差動機構であっても良い。また、差動機構３２は、ダブルプラネタリの遊星歯車装置であっても良い。また、差動機構３２は、エンジン１４によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車に第１電動機ＭＧ１および中間伝達部材３０が各々連結された差動歯車装置であっても良い。
また、前述の実施例では、潤滑油温センサ７８は、潤滑油が供給される油路に直接取り付けられていたが、潤滑油は、係合装置の油圧アクチュエータに供給される作動油と共通することから、例えば有段変速部２０の下部に設けられているオイルパンに貯留される油の油温が、潤滑油温Ｔoilとして検出されても構わない。
なお、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。
１２：車両用駆動装置
２０：有段変速部
３０：入力軸（中間伝達部材）
３９：動力源部
８０：電子制御装置（制御装置）
ＣＢ：係合装置
ＭＧ２：第２電動機（電動機）

Claims (4)

  1. 複数の係合装置の係合と解放とにより変速が実行されて複数の変速比が段階的に成立させられる有段変速部と、該有段変速部の入力軸に動力伝達可能に連結された動力源部と、を備え、前記有段変速部のコーストダウンシフトに際して、前記動力源部から付与される入力軸トルクにより、前記有段変速部の入力軸回転速度を変速前の同期回転速度から変速後の同期回転速度に向かって上昇させる回転同期制御を実行する車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記コーストダウンシフトに際して、前記回転同期制御の実行時における前記動力源部から付与される入力軸トルクの大きさを、前記有段変速部の潤滑油温に基づき変更し、該潤滑油温が低いときは高いときに比べて前記入力軸トルクを大きくするトルク制御部を備えた
    ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記トルク制御部は、イナーシャ相開始後において、前記入力軸トルクを前記有段変速部で発生する引摺トルクよりも大きくすることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記トルク制御部は、減速度が大きい場合は小さい場合に比べて前記入力軸トルクを小さくすることを特徴とする請求項１または２の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記動力源部は、電動機を含んで構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１の車両用駆動装置の制御装置。
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