本発明の実施形態において、前記無段変速部、前記機械式有段変速部、直列に配設された前記無段変速部と前記機械式有段変速部とを合わせた複合変速機などの変速機における変速比は、「入力側の回転部材の回転速度/出力側の回転部材の回転速度」である。この変速比におけるハイ側は、変速機のアップシフト側であって、変速比が小さくなる側である高車速側である。変速比におけるロー側は、変速機のダウンシフト側であって、変速比が大きくなる側である低車速側である。例えば、最ロー側変速比は、最も低車速側となる最低車速側の変速比であり、変速比が最も大きな値となる最大変速比である。
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為の制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両用駆動装置12は、動力源として機能するエンジン14、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内において共通の軸心上に直列に配設された、電気式無段変速部18及び機械式有段変速部20等を備えている。電気式無段変速部18は、直接的に或いは図示しないダンパーなどを介して間接的にエンジン14に連結されている。機械式有段変速部20は、電気式無段変速部18の出力側に連結されている。又、車両用駆動装置12は、機械式有段変速部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回転機MG2から出力される動力は、機械式有段変速部20へ伝達され、その機械式有段変速部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。尚、以下、トランスミッションケース16をケース16、電気式無段変速部18を無段変速部18、機械式有段変速部20を有段変速部20という。又、動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。又、無段変速部18や有段変速部20等は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ではその軸心の下半分が省略されている。上記共通の軸心は、エンジン14のクランク軸、後述する連結軸34などの軸心である。
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によって車両10に備えられた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50が制御されることによりエンジン14の出力トルクであるエンジントルク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回転機MG1と、エンジン14の動力を第1回転機MG1及び無段変速部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とを備えている。中間伝達部材30には第2回転機MG2が動力伝達可能に連結されている。無段変速部18は、第1回転機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回転機MG1は、エンジン14の回転速度であるエンジン回転速度Neを制御可能な回転機であって、差動用回転機に相当し、又、第2回転機MG2は、動力源として機能する回転機であって、走行駆動用回転機に相当する。車両10は、走行用の動力源として、エンジン14及び第2回転機MG2を備えたハイブリッド車両である。尚、第1回転機MG1の運転状態を制御することは、第1回転機MG1の運転制御を行うことである。
第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、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回転機MG1及び第2回転機MG2は、各々、車両10に備えられたインバータ52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54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52が制御されることにより、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の各々の出力トルクであるMG1トルクTg及びMG2トルクTmが制御される。回転機の出力トルクは、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、又、減速側となる負トルクでは回生トルクである。バッテリ54は、第1回転機MG1及び第2回転機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、及びリングギヤ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回転機MG1が動力伝達可能に連結され、リングギヤR0には第2回転機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としての機械式変速機構、つまり無段変速部18と駆動輪28との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構である。中間伝達部材30は、有段変速部20の入力回転部材としても機能する。中間伝達部材30には第2回転機MG2が一体回転するように連結されているので、又は、無段変速部18の入力側にはエンジン14が連結されているので、有段変速部20は、動力源(第2回転機MG2又はエンジン14)と駆動輪28との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機である。中間伝達部材30は、駆動輪28に動力源の動力を伝達する為の伝達部材である。有段変速部20は、例えば第1遊星歯車装置36及び第2遊星歯車装置38の複数組の遊星歯車装置と、ワンウェイクラッチF1を含む、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、ブレーキB2の複数の係合装置とを備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。以下、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、及びブレーキB2については、特に区別しない場合は単に係合装置CBという。
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式或いは単板式の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56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係合装置CBの各係合圧としての各係合油圧PRcbによりそれぞれのトルク容量である係合トルクTcbが変化させられることで、各々、係合や解放などの状態である作動状態が切り替えられる。係合装置CBを滑らすことなく中間伝達部材30と出力軸22との間で、例えば有段変速部20に入力される入力トルクであるAT入力トルクTiを伝達する為には、そのAT入力トルクTi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である係合装置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。尚、係合装置CBを滑らせないことは、係合装置CBに差回転速度を生じさせないことである。又、係合トルクTcb(或いは伝達トルク)と係合油圧PRcbとは、例えば係合装置CBのパック詰めに必要な係合油圧PRcb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及び第2遊星歯車装置38の各回転要素が、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。第1遊星歯車装置36の各回転要素は、サンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1であり、第2遊星歯車装置38の各回転要素は、サンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2である。
有段変速部20は、複数の係合装置のうちの何れかの係合装置である例えば所定の係合装置の係合によって、出力回転速度Noに対するAT入力回転速度Niの比の値である変速比(ギヤ比ともいう)γat(=AT入力回転速度Ni/出力回転速度No)が異なる複数の変速段(ギヤ段ともいう)のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。つまり、有段変速部20は、複数の係合装置の何れかが係合されることで、ギヤ段が切り替えられるすなわち変速が実行される。有段変速部20は、複数のギヤ段の各々が形成される、有段式の自動変速機である。有段変速部20にて形成されるギヤ段は、有段変速部20において機械的に成立させられるメカギヤ段であって、本実施例では、このメカギヤ段をATギヤ段と称す。AT入力回転速度Niは、有段変速部20の入力回転部材の回転速度である有段変速部20の入力回転速度であって、中間伝達部材30の回転速度と同値であり、又、第2回転機MG2の回転速度であるMG2回転速度Nmと同値である。AT入力回転速度Niは、MG2回転速度Nmで表すことができる。出力回転速度Noは、有段変速部20の出力回転速度である出力軸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である複合変速機40の出力回転速度でもある。複合変速機40は、エンジン14と駆動輪28との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機である。
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、ハイ側のATギヤ段程、変速比γatが小さくなる。図2の係合作動表は、各ATギヤ段と複数の係合装置の各作動状態との関係をまとめたものである。すなわち、図2の係合作動表は、各ATギヤ段と、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る。図2において、「○」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、発進時や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、例えばアクセル開度θaccがゼロ又は略ゼロであるアクセルオフによる減速走行中に判断されたダウンシフトである。尚、複数の係合装置が何れも解放されることにより、有段変速部20は、何れのAT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。ワンウェイクラッチF1は自動的に作動状態が切り替えられるクラッチであるので、係合装置CBが何れも解放されれば有段変速部20はニュートラル状態とされる。又、ダウンシフトが判断されることは、ダウンシフトが要求されることである。
有段変速部20は、後述する電子制御装置80によって、ドライバー(すなわち運転者)のアクセル操作や車速V等に応じて、変速前のATギヤ段を形成する所定の係合装置のうちの解放側係合装置の解放と変速後のATギヤ段を形成する所定の係合装置のうちの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、すなわち複数のATギヤ段が選択的に形成される。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変速が実行される、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、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の係合過渡油圧が調圧制御される。解放側係合装置は、係合装置CBのうちの有段変速部20の変速に関与する係合装置であって、有段変速部20の変速過渡において解放に向けて制御される係合装置である。係合側係合装置は、係合装置CBのうちの有段変速部20の変速に関与する係合装置であって、有段変速部20の変速過渡において係合に向けて制御される係合装置である。尚、2→1ダウンシフトは、2→1ダウンシフトに関与する解放側係合装置としてのブレーキB1の解放によってワンウェイクラッチF1が自動的に係合されることでも実行され得る。本実施例では、例えばAT2速ギヤ段からAT1速ギヤ段へのダウンシフトを2→1ダウンシフトと表す。他のアップシフトやダウンシフトについても同様である。
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の入力回転速度)を表すm軸である。又、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及びキャリア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及びリングギヤ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(歯車比ともいう)ρ0に応じて定められている。又、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回転機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回転機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。
又、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、係合装置CBの係合解放制御によって縦線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及び直線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ハイブリッド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回転機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+ρ0)=−(1/ρ0)×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回転機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回転機MG1の発電電力Wgは、バッテリ54に充電されたり、第2回転機MG2にて消費される。第2回転機MG2は、発電電力Wgの全部又は一部を用いて、或いは発電電力Wgに加えてバッテリ54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回転機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回転機MG1は、無負荷状態とされて負回転にて空転させられる。つまり、モータ走行モードでは、エンジン14は駆動されず、エンジン回転速度Neはゼロとされ、MG2トルクTm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。ここでのMG2トルクTmは、正回転の力行トルクである。
図3中の破線で示す、直線L0R及び直線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。車両10では、後述する電子制御装置80によって、複数のATギヤ段のうちの前進用のロー側のATギヤ段である例えばAT1速ギヤ段が形成された状態で、前進走行時における前進用のMG2トルクTmとは正負が反対となる後進用のMG2トルクTmが第2回転機MG2から出力させられることで、後進走行を行うことができる。ここでは、前進用のMG2トルクTmは正回転の正トルクとなる力行トルクであり、後進用のMG2トルクTmは負回転の負トルクとなる力行トルクである。このように、車両10では、前進用の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。前進用のATギヤ段を用いることは、前進走行を行うときと同じATギヤ段を用いることである。尚、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回転機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と第1回転機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と中間伝達部材30が連結された第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回転機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としての無段変速部18が構成される。中間伝達部材30が連結された第3回転要素RE3は、見方を換えれば第2回転機MG2が動力伝達可能に連結された第3回転要素RE3である。つまり、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回転機MG1とを有して、第1回転機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、入力回転部材となる連結軸34の回転速度と同値であるエンジン回転速度Neと、出力回転部材となる中間伝達部材30の回転速度であるMG2回転速度Nmとの比の値である変速比γ0(=Ne/Nm)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。つまり、無段変速部18は、エンジン回転速度Neを無段階に変速して中間伝達部材30へ伝達することができる無段変速部である。
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回転機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の回転速度つまりエンジン回転速度Neが上昇或いは下降させられる。従って、ハイブリッド走行では、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、無段変速部18と有段変速部20とが直列に配置された複合変速機40全体として無段変速機を構成することができる。
又は、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、複合変速機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、複合変速機40において、出力回転速度Noに対するエンジン回転速度Neの比の値を表す変速比γt(=Ne/No)が異なる複数のギヤ段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。本実施例では、複合変速機40にて成立させられるギヤ段を模擬ギヤ段と称する。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又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又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、ギヤ段割当テーブルの一例である。図4において、AT1速ギヤ段に対して模擬1速ギヤ段−模擬2速ギヤ段が成立させられ、AT2速ギヤ段に対して模擬3速ギヤ段−模擬5速ギヤ段が成立させられ、AT3速ギヤ段に対して模擬6速ギヤ段−模擬10速ギヤ段が成立させられ、AT4速ギヤ段に対して模擬11速ギヤ段−模擬12速ギヤ段が成立させられるように予め定められている。或いは、図示はしていないが、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などしても良い。このように、複数の模擬ギヤ段は、ATギヤ段の各々に対して一つ又は複数成立させられ且つ複数のATギヤ段の段数を超える段数とされる。
図5は、図3と同じ共線図上に有段変速部20のATギヤ段と複合変速機40の模擬ギヤ段とを例示した図である。図5において、実線は、有段変速部20がAT2速ギヤ段のときに、模擬3速ギヤ段−模擬5速ギヤが成立させられる場合を例示したものである。複合変速機40では、出力回転速度Noに対して所定の変速比γtを実現するエンジン回転速度Neとなるように無段変速部18が制御されることによって、あるATギヤ段において異なる模擬ギヤ段が成立させられる。又、破線は、有段変速部20がAT3速ギヤ段のときに、模擬6速ギヤ段が成立させられる場合を例示したものである。複合変速機40では、ATギヤ段の切替えに合わせて無段変速部18が制御されることによって、模擬ギヤ段が切り替えられる。
図1に戻り、車両10は、エンジン14、無段変速部18、及び有段変速部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、又、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、ブレーキペダルセンサ72、Gセンサ74、シフトポジションセンサ76、バッテリセンサ78、油温センサ79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Ne、第1回転機MG1の回転速度であるMG1回転速度Ng、AT入力回転速度NiであるMG2回転速度Nm、車速Vに対応する出力回転速度No、運転者の加速操作の大きさを表す運転者の加速操作量としてのアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Bon、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58の操作ポジションPOSsh、バッテリ54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の油圧アクチュエータへ供給される作動油すなわち係合装置CBの作動状態の切替えに用いられる作動油の温度である作動油温THoilなど)が、それぞれ供給される。
電子制御装置80からは、車両10に備えられた各装置(例えばエンジン制御装置50、インバータ52、油圧制御回路56、表示装置59など)に各種指令信号(例えばエンジン14を制御する為のエンジン制御指令信号Se、第1回転機MG1及び第2回転機MG2を制御する為の回転機制御指令信号Smg、係合装置CBの作動状態を制御する為の油圧制御指令信号Sat、各種車両情報の表示を行う為の情報表示制御指令信号Sinfなど)が、それぞれ出力される。この油圧制御指令信号Satは、有段変速部20の変速を制御する為の油圧制御指令信号でもあり、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PRcbを調圧する各ソレノイドバルブSL1−SL4等を駆動する為の指令信号である。電子制御装置80は、係合装置CBの狙いの係合トルクTcbを得る為の、各油圧アクチュエータへ供給される各係合油圧PRcbの値に対応する油圧指示値を設定し、その油圧指示値に応じた駆動電流又は駆動電圧を油圧制御回路56へ出力する。
表示装置59は、車両情報を運転者に表示する装置である。この車両情報は、例えば模擬ギヤ段の状態を表す所定の表示用数値であり、模擬ギヤ段を表す値、模擬ギヤ段に応じて変化するエンジン回転速度Neを表す値等である。
電子制御装置80は、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいてバッテリ54の充電状態を示す値としての充電状態値SOC[%]を算出する。又、電子制御装置80は、例えばバッテリ温度THbat及びバッテリ54の充電状態値SOCに基づいて、バッテリ54のパワーであるバッテリパワーPbatの使用可能な範囲を規定する充放電可能電力Win,Woutを算出する。充放電可能電力Win,Woutは、バッテリ54の入力電力の制限を規定する入力可能電力としての充電可能電力Win、及びバッテリ54の出力電力の制限を規定する出力可能電力としての放電可能電力Woutである。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が低い程小さくされ、又、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が高い程小さくされる。又、充電可能電力Winは、例えば充電状態値SOCが高い領域では充電状態値SOCが高い程小さくされる。又、放電可能電力Woutは、例えば充電状態値SOCが低い領域では充電状態値SOCが低い程小さくされる。
電子制御装置80は、車両10における各種制御を実現する為に、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、模擬有段変速制御手段すなわち模擬有段変速制御部86、及び表示制御手段すなわち表示制御部88を備えている。
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関係すなわち予め定められた関係である例えば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の変速制御を実行する。AT変速制御部82は、この有段変速部20の変速制御では、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為の油圧制御指令信号Satを油圧制御回路56へ出力する。上記ATギヤ段変速マップは、例えば出力回転速度No及びアクセル開度θacc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為の変速線を有する所定の関係である。ここでは、出力回転速度Noに替えて車速Vなどを用いても良いし、又、アクセル開度θaccに替えて要求駆動トルクTdemやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。上記ATギヤ段変速マップにおける各変速線は、アップシフトが判断される為のアップシフト線、及びダウンシフトが判断される為のダウンシフト線である。この各変速線は、あるアクセル開度θaccを示す線上において出力回転速度Noが線を横切ったか否か、又は、ある出力回転速度Noを示す線上においてアクセル開度θaccが線を横切ったか否か、すなわち変速線上の変速を実行すべき値である変速点を横切ったか否かを判断する為のものであり、この変速点の連なりとして予め定められている。本実施例では、有段変速部20の変速制御をAT変速制御やメカ有段変速制御とも言う。従って、AT変速制御部82はメカ有段変速制御部でもある。
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52を介して第1回転機MG1及び第2回転機MG2の作動を制御する回転機制御手段すなわち回転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回転機MG1、及び第2回転機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である例えば駆動力マップにアクセル開度θacc及び車速Vを適用することで要求駆動パワーPdemを算出する。この要求駆動パワーPdemは、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である。ハイブリッド制御部84は、バッテリ54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を制御する指令信号であるエンジン制御指令信号Seと、第1回転機MG1及び第2回転機MG2を制御する指令信号である回転機制御指令信号Smgとを出力する。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NeにおけるエンジントルクTeを出力するエンジン14のパワーであるエンジンパワーPeの指令値である。回転機制御指令信号Smgは、例えばエンジントルクTeの反力トルクとしての指令出力時のMG1回転速度NgにおけるMG1トルクTgを出力する第1回転機MG1の発電電力Wgの指令値であり、又、指令出力時のMG2回転速度NmにおけるMG2トルクTmを出力する第2回転機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、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ハイブリッド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。又、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54の充電状態値SOCが予め定められたエンジン始動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。モータ走行モードは、エンジン14を停止した状態で第2回転機MG2により駆動トルクを発生させて走行する走行状態である。ハイブリッド走行モードは、エンジン14を運転した状態で走行する走行状態である。前記エンジン始動閾値は、エンジン14を強制的に始動してバッテリ54を充電する必要がある充電状態値SOCであることを判断する為の予め定められた閾値である。
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複合変速機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Ne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回転機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複合変速機40の変速比γtが制御される。
模擬有段変速制御部86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複合変速機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である例えば模擬ギヤ段変速マップを用いて複合変速機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回転速度Noに応じて第1回転機MG1によりエンジン回転速度Ne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、出力回転速度Noの全域に亘って必ずしも一定値である必要はなく、所定領域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。このように、模擬有段変速制御部86は、模擬ギヤ段のうちの成立させるべき模擬ギヤ段を予め定められた模擬ギヤ段変速条件である例えば模擬ギヤ段変速マップに従って設定し、その設定した模擬ギヤ段を成立させるように無段変速部18を制御する。
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回転速度No及びアクセル開度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複合変速機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。複合変速機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、複合変速機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。
模擬有段変速制御部86による模擬有段変速制御と、AT変速制御部82によるメカ有段変速制御とは、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12速ギヤ段の12種類の模擬ギヤ段が割り当てられている。その為、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「2→3」、「5→6」、「10→11」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)。又、図6における模擬ギヤ段の「2←3」、「5←6」、「10←11」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)。又は、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、有段変速部20のアップシフト時は、複合変速機40全体のアップシフトが行われる一方で、有段変速部20のダウンシフト時は、複合変速機40全体のダウンシフトが行われる。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為、エンジン回転速度Ne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。尚、図6に示した模擬ギヤ段変速マップでは、模擬ギヤ段の「7→8」等の各アップシフト線や模擬ギヤ段の「7←8」等の各ダウンシフト線の記載が省略されている。
図7は、各模擬ギヤ段におけるエンジン回転速度Neの目標値である目標エンジン回転速度Netgtの一例を示す図である。図7において、各実線は、各模擬ギヤ段で設定される目標エンジン回転速度Netgtと出力回転速度Noとの関係を示している。模擬有段変速制御部86は、例えば模擬ギヤ段変速マップに従って設定した模擬ギヤ段における目標エンジン回転速度Netgtを設定し、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとなるようにエンジン14や第1回転機MG1等を作動させることで、設定した模擬ギヤ段を成立させるように無段変速部18を制御する。尚、図7に示した目標エンジン回転速度Netgtのマップでは、模擬9速ギヤ段等の目標エンジン回転速度Netgtの記載が省略されている。
表示制御部88は、模擬ギヤ段の状態を表す所定の表示用数値を表示装置59に表示させる情報表示制御指令信号Sinfを表示装置59へ出力する。所定の表示用数値としての模擬ギヤ段を表す値は、例えば現在の模擬ギヤ段に対応した値であり、メータ表示用模擬ギヤ段である。又、所定の表示用数値としてのエンジン回転速度Neを表す値は、例えばメータ表示用模擬ギヤ段における目標エンジン回転速度Netgtになまし処理を施した値であり、メータ表示用エンジン回転速度Neである。
ここで、パワーオン状態で模擬ギヤ段をダウンシフト側へ切り替える模擬有段変速制御の過渡過程において有段変速部20のダウンシフトが行われる場合について説明する。パワーオン状態での変速は、例えばアクセル開度θaccの増大によって判断された変速やアクセルオンが維持された状態での車速Vの上昇によって判断された変速である。本実施例では、模擬ギヤ段をダウンシフト側へ切り替える模擬有段変速制御を模擬ダウンシフトと称し、模擬ギヤ段をアップシフト側へ切り替える模擬有段変速制御を模擬アップシフトと称する。アクセル操作のばらつきにより、有段変速部20のダウンシフトが同じでも模擬ダウンシフトおける模擬ギヤ段の変化態様が異なる場合がある。
図13は、パワーオン状態において有段変速部20の3→2ダウンシフトを伴う模擬ダウンシフトの変化態様が模擬10→6→5速である場合の一例を示す図であり、本実施例に対する比較例を示している。図13において、t1a時点は、有段変速部20の3→2ダウンシフトの油圧指示値の出力が開始された時点を示している。t2a時点は、その3→2ダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始された時点を示している。t3a時点は、そのイナーシャ相が終了した時点を示している。模擬ギヤ段がローギヤ側である程、破線で示す模擬ギヤ段の目標エンジン回転速度Netgtが高くなるので、イナーシャ相の開始前においてエンジン回転速度Neをその目標エンジン回転速度Netgtへ上昇させるときのエンジンパワーPeの消費が多くなる(A部参照)。その為、AT入力トルクTiを上昇させるエンジンパワーPeが不足して、イナーシャ相の開始時点ではAT入力トルクTiが破線で示す指令値まで到達しない(B部参照)。ここで、成り行きでMG2回転速度Nmを変速後の同期回転速度へ向けて変化させられるパワーオン状態での有段変速部20のダウンシフトでは、解放側係合装置の伝達トルクを低下させることで変速を進行させることが好ましい。例えば、パワーオン状態での有段変速部20のダウンシフトでは、解放側係合装置の解放過渡油圧は過渡的な応答性を考慮しないAT入力トルクTiの指令値(破線参照)に基づいて係合トルクTcbを保持できる油圧指示値が出力される(C部参照)。その為、AT入力トルクTiの指令値に応じた解放側係合装置の係合トルクTcbに対してAT入力トルクTiの実際値が不足するとイナーシャ相の開始が遅くなり、変速応答性の悪化につながる。
そこで、電子制御装置80は、パワーオン状態において有段変速部20のダウンシフト中に、特には有段変速部20のダウンシフトの油圧指示値の出力が開始されたダウンシフト開始時点からそのダウンシフトにおけるイナーシャ相の開始前までの間に、模擬ギヤ段をアップシフト側に修正する。
図8は、パワーオン状態において有段変速部20の3→2ダウンシフトを伴う模擬ダウンシフトの変化態様が3→2ダウンシフト中にアップシフト側に修正された場合の一例を示す図である。図8において、t1b時点は、有段変速部20の3→2ダウンシフトの油圧指示値の出力が開始された時点を示している。t2b時点は、その3→2ダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始された時点を示している。t3b時点は、そのイナーシャ相が終了した時点を示している。有段変速部20の3→2ダウンシフト開始前に模擬10→6速のダウンシフトが実行されている。3→2ダウンシフトの開始後に模擬6→7速のアップシフトが実行されて、イナーシャ相の開始前の模擬ギヤ段がハイギヤ側に修正させられる(D部参照)。こうすることで、破線で示す模擬ギヤ段の目標エンジン回転速度Netgtが低くされるので、目標エンジン回転速度Netgtへのエンジン回転速度Neの上昇が早く終了させられて(E部参照)、エンジンパワーPeの不足が解消され、AT入力トルクTiは過渡的な応答性を考慮しないAT入力トルクTiの指令値(破線参照)に早く到達させられる(F部参照)。これにより、イナーシャ相の開始が早期化され、変速応答性が向上させられる(G部参照)。
電子制御装置80は、パワーオン状態でのダウンシフトにおいてメカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始遅れを抑制して変速応答性を向上するという制御機能を実現する為に、更に、状態判定手段すなわち状態判定部90、及び模擬ギヤ段修正手段すなわち模擬ギヤ段修正部92を備えている。
状態判定部90は、油圧制御指令信号Satなどに基づいて有段変速部20のパワーオンダウンシフトの実行中であるか否かを判定する。具体的には、状態判定部90は、模擬ギヤ段変速条件に従ってパワーオン状態で模擬ギヤ段をダウンシフト側へ切り替える過程において有段変速部20のダウンシフトが行われるときであるか否かを判定する。
状態判定部90は、有段変速部20のパワーオンダウンシフトの実行中であると判定したときには、実エンジン回転速度Neがメカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始前に目標エンジン回転速度Netgtに到達しないと予測されるか否かを判定する。実エンジン回転速度Neはエンジン回転速度Neの実際値である。具体的には、状態判定部90は、実エンジン回転速度Neに基づいて有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相の開始時点でのエンジン回転速度Neの予測値を設定する。エンジン回転速度Neの予測値は、実エンジン回転速度Neがイナーシャ相の開始時点で到達すると予測される到達エンジン回転速度Nerである。状態判定部90は、例えば有段変速部20のダウンシフトの油圧指示値の出力開始時点での実エンジン回転速度Neに、イナーシャ相の開始時点までのエンジン回転速度Neの増加分を加えることで、到達エンジン回転速度Nerを設定する。状態判定部90は、学習制御等によって記憶されている油圧指示値の出力開始時点からイナーシャ相開始時点までの時間と、模擬有段変速制御におけるエンジン制御により定められた実エンジン回転速度Neの上昇速度とを乗算することでエンジン回転速度Neの増加分を算出する。状態判定部90は、有段変速部20のダウンシフト開始後に、模擬有段変速制御部86により模擬ギヤ段変速条件に従って設定された模擬ギヤ段における目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Nerよりも大きいか否かを判定することで、実エンジン回転速度Neがイナーシャ相の開始前に目標エンジン回転速度Netgtに到達しないと予測されるか否かを判定する。
模擬ギヤ段修正部92は、状態判定部90により目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Nerよりも大きいと判定された場合には、模擬有段変速制御部86により模擬ギヤ段変速条件に従って設定された模擬ギヤ段をアップシフト側に修正する。
模擬ギヤ段がアップシフト側に修正される場合、目標エンジン回転速度Netgtが低下させられる。この際、目標エンジン回転速度Netgtが実エンジン回転速度Neよりも低下させられると、実エンジン回転速度Neが低下させられてしまう。そうすると、変速応答性を向上する為に模擬ギヤ段をアップシフト側に修正したにも拘わらず、逆に変速応答性が悪化するおそれがある。このような現象は、エンジン回転速度Neの低下に伴って低下させられるエンジンパワーPe、又、エンジンパワーPeの低下に伴って低下させられるAT入力トルクTiでも同様である。
状態判定部90は、模擬有段変速制御部86により設定された模擬ギヤ段が模擬ギヤ段修正部92によりアップシフト側に修正されると、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かを判定する。実エンジンパワーPeはエンジンパワーPeの実際値であり、又は実AT入力トルクTiはAT入力トルクTiの実際値である。状態判定部90は、アップシフト側に修正された場合の模擬ギヤ段すなわち現在の模擬ギヤ段+1段における目標エンジン回転速度Netgtを算出する。状態判定部90は、アップシフト側に修正された場合の模擬ギヤ段における目標エンジン回転速度Netgtが実エンジン回転速度Ne未満となるか否かを判定することで、設定された模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されると実エンジン回転速度Neが低下するか否かを判定する。実エンジンパワーPeが低下するか否かの判定、又は実AT入力トルクTiが低下するか否かの判定についても実エンジン回転速度Neと同様である。
模擬ギヤ段修正部92は、状態判定部90により実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定された場合には、模擬有段変速制御部86により設定された模擬ギヤ段のアップシフト側への修正を中止する。
模擬有段変速制御部86により設定された模擬ギヤ段のアップシフト側への修正では、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段へ修正されることが好ましい。模擬ギヤ段修正部92は、模擬有段変速制御部86により設定された模擬ギヤ段を、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段に修正する。
目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段へ一度に修正されても良いが、制御作動における一サイクル毎にすなわち一タスク毎に一段ずつ修正されても良い。例えば、模擬ギヤ段修正部92は、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段まで模擬ギヤ段を一段ずつアップシフト側に修正する。
模擬ギヤ段が一段ずつ修正される場合には、その修正毎に、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かが判定される。状態判定部90は、模擬ギヤ段修正部92により模擬ギヤ段を一段ずつアップシフト側に修正するに当たり、修正毎に、模擬ギヤ段修正部92により模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されると、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かを判定する。
模擬ギヤ段修正部92は、状態判定部90により実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定された場合には、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正を中止して、現在の模擬ギヤ段を修正先の模擬ギヤ段に確定する。
一方で、模擬ギヤ段修正部92は、状態判定部90により目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下になると判定されるまでに、状態判定部90により実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定されない場合には、修正先の模擬ギヤ段を目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段に確定する。
模擬ギヤ段修正部92は、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始された後には、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正を解除する。
ダウンシフト側に変更させられている模擬ギヤ段が一時的にアップシフト側へ修正されることに合わせて、表示装置59に表示される模擬ギヤ段の状態を表す所定の表示用数値が変化させられると、模擬ギヤ段を表す値や模擬ギヤ段に応じて変化するエンジン回転速度Neを表す値の変化方向が繰り返し反転してしまい、違和感が生じる可能性がある。表示制御部88は、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正された場合には、その模擬ギヤ段の修正を表示装置59に表示させる所定の表示用数値に反映しない。例えば、表示制御部88は、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正された場合には、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始されるまで、メータ表示用模擬ギヤ段を、アップシフト側に修正される前の模擬ギヤ段に対応したメータ表示用模擬ギヤ段で保持する。又、表示制御部88は、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正された場合には、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始されるまで、メータ表示用エンジン回転速度Neを、アップシフト側に修正される前の模擬ギヤ段に対応したメータ表示用エンジン回転速度Neで下限ガードする。
係合装置CBの作動状態の切替えにおける油圧応答性が悪くなるような作動油温THoilの低油温時は、メカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始が遅くなる為、AT入力トルクTiの上昇が遅れたとしても変速応答性の悪化につながらず、イナーシャ相が開始されるまでの駆動力を確保する為には模擬ダウンシフトを進行させることが好ましい。模擬ギヤ段修正部92は、作動油温THoilが所定油温THoil1以上のときに限って、模擬ギヤ段をアップシフト側に修正する。所定油温THoil1は、例えば油圧応答性が良好であると判断する為の予め定められた作動油温THoilの範囲の下限値である。
模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が、模擬ダウンシフトの開始当初の模擬ギヤ段へ戻すようなものである場合、例えば模擬ダウンシフトの変化態様が模擬8→7→8速である場合、駆動力不足を招くことになる。模擬ギヤ段のアップシフト側への修正は、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相開始前に最小でも一段は模擬ダウンシフトが出力される範囲内で実施されることが好ましい。例えば模擬ダウンシフトの変化態様が模擬8→7→8速となるような模擬ギヤ段のアップシフト側への修正は実施しない。模擬ギヤ段修正部92は、模擬ギヤ段のダウンシフト側への切替えが少なくとも一段は行われた状態となる範囲内で、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正を行う。
図9は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわちパワーオン状態でのダウンシフトにおいてメカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始遅れを抑制して変速応答性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば車両10の走行中に繰り返し実行される。図10,図11は、各々、図9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。図12は、表示装置59に表示される模擬ギヤ段の状態を説明するタイムチャートの一例を示す図である。
図9において、先ず、状態判定部90の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、有段変速部20のパワーオンダウンシフトの実行中であるか否かが判定される。このS10の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。このS10の判断が肯定される場合は状態判定部90の機能に対応するS20において、実エンジン回転速度Neがメカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始前に目標エンジン回転速度Netgtに到達しないと予測され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状態判定部90の機能に対応するS30において、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されると、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かが判定される。このS30では、具体的には、実エンジンパワーPeが低下するか否かが判定される。このS30の判断が否定される場合は模擬ギヤ段修正部92の機能に対応するS40において、模擬ギヤ段がアップシフト側へ修正される。上記S30の判断が肯定される場合は模擬ギヤ段修正部92の機能に対応するS50において、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が中止させられ、修正先の模擬ギヤ段が現在の模擬ギヤ段に確定される。上記S20の判断が否定される場合は模擬ギヤ段修正部92の機能に対応するS60において、修正先の模擬ギヤ段が、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段、すなわち実エンジン回転速度Neがイナーシャ相の開始前に目標エンジン回転速度Netgtに到達する現在の模擬ギヤ段に確定される。
図10は、パワーオン状態において有段変速部20の3→2ダウンシフト中に模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されたときの実施態様の一例を示す図である。図10において、t1c時点は、模擬ダウンシフト中に有段変速部20のパワーオンダウンシフトの判断が為されたとの判定が開始された時点を示している。t2c時点は、3→2ダウンシフトが開始された時点を示している。t5c時点は、その3→2ダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始された時点を示している。t6c時点は、3→2ダウンシフトの油圧制御が終了した時点を示している。「Net(10)」等は、現在の模擬ギヤ段における目標エンジン回転速度Netgtを示している(図11でも同様)。「Pet(10)」等は、現在の模擬ギヤ段における目標エンジンパワーPetgtを示している(図11でも同様)。3→2ダウンシフトの開始時点までに10→6速の模擬ダウンシフトが実行されている。この3→2ダウンシフトの開始時点において模擬ダウンシフトをキャンセルして模擬ギヤ段をアップシフト側に修正する判断が開始される。すなわち、修正先のギヤ段であるキャンセル先ギヤ段の判定が開始される(t2c時点参照)。このキャンセル先ギヤ段の判定では、イナーシャ相開始前に実エンジン回転速度Neが到達可能な目標エンジン回転速度Netgtとなるように、到達エンジン回転速度Nerと現在の模擬ギヤ段での目標エンジン回転速度Netgtとが比較される。この例は、現在の模擬ギヤ段での目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下になると判定されるまでに、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定されない例であり、到達エンジン回転速度Nerが現在の模擬ギヤ段での目標エンジン回転速度Netgtを上回るまで、一タスク毎に模擬ギヤ段が一段ずつアップシフト側に修正される(t2c時点、t3c時点参照)。上回った時点で模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が行われず、このときの模擬ギヤ段がキャンセル先ギヤ段として確定される(t4c時点参照)。キャンセル先ギヤ段の判定は最大でイナーシャ相開始時点まで行われるので、3→2ダウンシフトの開始時点からイナーシャ相開始時点まで模擬キャンセル実施中フラグがオンとされている(t2c時点−t5c時点参照)。
図11は、パワーオン状態において有段変速部20の3→2ダウンシフト中に模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されたときの実施態様の一例を示す図であり、図10とは別の例である。図11において、t1d時点は、模擬ダウンシフト中に有段変速部20のパワーオンダウンシフトの判断が為されたとの判定が開始された時点を示している。t2d時点は、3→2ダウンシフトが開始された時点を示している。t4d時点は、その3→2ダウンシフトにおけるイナーシャ相が開始された時点を示している。t5d時点は、3→2ダウンシフトの油圧制御が終了した時点を示している。3→2ダウンシフトの開始時点までに10→6速の模擬ダウンシフトが実行されている。この3→2ダウンシフトの開始時点においてキャンセル先ギヤ段の判定が開始される(t2d時点参照)。この例は、現在の模擬ギヤ段での目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下になると判定されるまでに、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定された例である。破線に示すように、現在の模擬ギヤ段での目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下になると判定されるまでに、現在の模擬ギヤ段+1段での目標エンジンパワーPetgtが実エンジンパワーPeを下回る、すなわち現在の模擬ギヤ段+1段での目標エンジンパワーPetgtと実エンジンパワーPeとが比較されて、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されると、実エンジンパワーPeが低下すると判定されると、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が行われず、現在の模擬ギヤ段がキャンセル先ギヤ段として確定される(t3d時点参照)。図11では、実エンジンパワーPeを用いる実施態様を例示したが、実エンジン回転速度Neや実AT入力トルクTiが用いられる場合も同様である。
図12は、模擬ギヤ段の状態を表示装置59に表示する場合の一例を示す図である。図12において、t1c時点−t6c時点の各時点は、図10におけるt1c時点−t6c時点の各時点と同じ態様を示している。エンジン回転速度Neにおける太い線の各々は目標エンジン回転速度Netgtを示し、エンジン回転速度Neにおける細い線の各々はメータ表示用エンジン回転速度Neを示している。破線で示す比較例のように、アップシフト側に修正されたキャンセル先ギヤ段がメータ表示用模擬ギヤ段とされたり、キャンセル先ギヤ段の目標エンジン回転速度Netgtになまし処理を施した値がメータ表示用エンジン回転速度Neとされると、表示装置59に表示される値がビジーに変化して違和感が生じる可能性がある。これに対して、実線で示す本実施例では、違和感が生じないように、模擬ダウンシフトのキャンセルは表示装置59の表示に反映させられない。具体的には、模擬キャンセル実施中フラグがオンとされている間は、模擬キャンセル実施中フラグがオフからオンとされる直前のメータ表示用模擬ギヤ段が表示装置59に出力される(H部参照、t2c時点−t5c時点参照)。つまり、模擬キャンセル実施中フラグのオン中はメータ表示用模擬ギヤ段が更新されない。又、模擬キャンセル実施中フラグがオンとされている間は、模擬キャンセル実施中フラグがオフからオンとされる直前の値で下限ガードされたメータ表示用エンジン回転速度Neが表示装置59に出力される(I部参照、t2c時点−t5c時点参照)。
上述のように、本実施例によれば、模擬ギヤ段変速条件に従って設定された模擬ギヤ段における目標エンジン回転速度Netgtが、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相の開始時点での到達エンジン回転速度Nerよりも大きいと判定された場合には、その模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されるので、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相の開始前において、エンジン回転速度Neを上昇させる為に消費されるエンジンパワーPeが抑えられ、AT入力トルクTiの上昇が遅れることが抑制され得る。よって、パワーオン状態でのダウンシフトにおいて、メカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始遅れを抑制して変速応答性を向上することができる。
また、本実施例によれば、模擬ギヤ段変速条件に従って設定された模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されると、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定された場合には、その模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が中止させられるので、実際に出力できているエンジン回転速度Ne、エンジンパワーPe、AT入力トルクTiが低下させられると逆に変速応答性が悪化するおそれがあるような領域では模擬ギヤ段がアップシフト側へ修正されず、そのような変速応答性の悪化が回避され得る。
また、本実施例によれば、模擬ギヤ段変速条件に従って設定された模擬ギヤ段が、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段に修正されるので、有段変速部20のダウンシフトにおけるイナーシャ相の開始前において、エンジン回転速度Neを上昇させる為に消費されるエンジンパワーPeが適切に抑えられ、AT入力トルクTiの上昇が遅れることが適切に抑制され得る。
また、本実施例によれば、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段まで前記模擬ギヤ段を一段ずつアップシフト側に修正するに当たり、修正毎に、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されると、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かが判定され、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定された場合には、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が中止させられて、修正先の模擬ギヤ段が現在の模擬ギヤ段に確定されるので、実際に出力できているエンジン回転速度Ne、エンジンパワーPe、AT入力トルクTiが低下させられると逆に変速応答性が悪化するおそれがあるような領域では模擬ギヤ段がアップシフト側へ修正されず、そのような変速応答性の悪化が回避され得る範囲内で、AT入力トルクTiの上昇が遅れることが抑制され得る。
また、本実施例によれば、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正された場合には、その模擬ギヤ段の修正が表示装置59に表示させられる模擬ギヤ段の状態を表す所定の表示用数値に反映されないので、模擬ギヤ段がダウンシフト側へ切り替えられる過程において、模擬ギヤ段がアップシフト側へ変化したことを表すような表示が為されない。これにより、表示装置59に表示される表示用数値の変化方向がダウンシフトに合った一律の変化方向とされ、表示用数値の変化方向が反転することによる違和感が回避され得る。
また、本実施例によれば、作動油温THoilが所定油温THoil1以上のときに限って、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されるので、例えばメカ有段変速制御におけるイナーシャ相の開始が遅くなる低油温時は、AT入力トルクTiの上昇が遅れたとしても変速応答性の悪化につながらず、このときは、模擬ギヤ段がアップシフト側に修正されないことで、イナーシャ相が開始されるまでの駆動力を確保することができる。
また、本実施例によれば、模擬ギヤ段のダウンシフト側への切替えが少なくとも一段は行われた状態となる範囲内で、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正が行われるので、駆動力を確保することができる。
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、前述の実施例において、目標エンジン回転速度Netgtが到達エンジン回転速度Ner以下となる模擬ギヤ段へ一度に修正される場合であっても、その修正に当たり、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かを判定し、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下すると判定された場合には、模擬ギヤ段のアップシフト側への修正を中止しても良い。また、模擬ギヤ段変速条件に従って設定された模擬ギヤ段をアップシフト側に修正する場合に、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiの低下が生じない又は無視できるようであれば、その修正に当たり、実エンジン回転速度Ne又は実エンジンパワーPe又は実AT入力トルクTiが低下するか否かの判定を省略しても良い。
また、前述の実施例において、エンジン回転速度Neを無段階に変速して中間伝達部材18へ伝達することができる無段変速部として電気式無段変速部18を例示したが、この態様に限らない。この無段変速部は、例えば公知のベルト式の無段変速機などであっても良い。要は、エンジンと、エンジン回転速度を無段階に変速して中間伝達部材へ伝達することができる無段変速部と、その中間伝達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有段変速部とを備えた車両であれば、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、上記機械式有段変速部として、遊星歯車式の有段変速部20を例示したが、この態様に限らない。例えば、この機械式有段変速部としては、同期噛合型平行2軸式自動変速機であって入力軸を2系統備えて各系統の入力軸に係合装置(クラッチ)がそれぞれつながり更にそれぞれ偶数段と奇数段へと繋がっている型式の変速機である公知のDCT(Dual Clutch Transmission)などの有段変速機であっても良い。DCTの場合には、複数の係合装置のうちの所定の係合装置や変速に関与する係合装置は、2系統の各入力軸にそれぞれつながる係合装置が相当する。
また、前述の実施例では、車両10は、シングルピニオン型の遊星歯車装置である差動機構32を有して、電気式変速機構として機能する無段変速部18を備えていたが、この態様に限らない。例えば、無段変速部18は、差動機構32の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により差動作用が制限され得る変速機構であっても良い。又、差動機構32は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置であっても良い。又、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。又、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回転機MG1及び中間伝達部材30が各々連結された差動歯車装置であっても良い。又、差動機構32は、2以上の遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、回転機、駆動輪が動力伝達可能に連結される機構であっても良い。
また、前述の実施例では、4種類のATギヤ段に対して12種類の模擬ギヤ段を割り当てる実施態様を例示したが、この態様に限らない。模擬ギヤ段の段数はATギヤ段の段数を超えておれば良く、例えば2倍以上が適当である。ATギヤ段の変速は、中間伝達部材30やその中間伝達部材30に連結される第2回転機MG2の回転速度が所定の回転速度範囲内に保持されるように行なうものであり、又、模擬ギヤ段の変速は、エンジン回転速度Neが所定の回転速度範囲内に保持されるように行なうものであり、それら各々の段数は適宜定められる。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。