以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されたハイブリッド駆動装置10を説明する図である。図1において、このハイブリッド駆動装置10では、車両において、主駆動源である第1駆動源12のトルクが出力部材として機能する出力軸14に伝達され、その出力軸14から差動歯車装置16を介して左右一対の駆動輪18にトルクが伝達されるようになっている。また、このハイブリッド駆動装置10には、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギを回収するための回生制御を選択的に実行可能な第2モータ・ジェネレータMG2が第2駆動源20として設けられており、この第2モータ・ジェネレータMG2は自動変速機22を介して上記出力軸14に連結されている。したがって、第2モータ・ジェネレータMG2から出力軸14へ伝達されるトルク容量が、その自動変速機22で設定される変速比γs (=MG2の回転速度NMG2/出力軸14の回転速度NOUT )に応じて増減されるようになっている。
上記自動変速機22は、変速比γs が「1」より大きい複数段を成立させることができるように構成されており、第2モータ・ジェネレータMG2からトルクを出力する力行時にはそのトルクを増大させて出力軸14へ伝達することができるので、第2モータ・ジェネレータMG2が一層低容量もしくは小型に構成される。これにより、例えば高車速に伴って出力軸14の回転速度NOUT が高くなった場合には、第2モータ・ジェネレータMG2の運転効率を良好な状態に維持するために、変速比γs を小さくして第2モータ・ジェネレータMG2の回転速度NMG2を低下させ、また、出力軸14の回転速度NOUT が低下した場合には、変速比γs を大きくして第2モータ・ジェネレータMG2の回転速度NMG2を増大させる。
上記自動変速機22の変速の場合、その自動変速機22でのトルク容量が低下したり、あるいは回転速度の変化に伴う慣性トルクが生じたりし、これが出力軸14のトルクすなわち出力軸トルクに影響する。そこで上記のハイブリッド駆動装置10では、自動変速機22による変速の際に第1駆動源12のトルクを補正して出力軸14のトルク変動を防止もしくは抑制するように制御される。
上記第1駆動源12は、エンジン24と、第1モータ・ジェネレータMG1と、これらエンジン24と第1モータ・ジェネレータMG1との間でトルクを合成もしくは分配するための遊星歯車装置26とを主体として構成されている。上記エンジン24は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、マイクロコンピュータを主体とするエンジン制御用の電子制御装置(E−ECU)28によって、スロットル弁開度や吸入空気量、燃料供給量、点火時期などの運転状態が電気的に制御されるように構成されている。上記電子制御装置28には、アクセルペダル27の操作量θacc を検出するアクセル操作量センサAS、ブレーキペダル29の操作の有無を検出するためのブレーキセンサBS等からの検出信号が供給されている。
上記第1モータ・ジェネレータMG1は、たとえば同期電動機であって、駆動トルクを発生させる電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ30を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置32に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置(MG−ECU)34によってそのインバータ30が制御されることにより、第1モータ・ジェネレータMG1の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。上記電子制御装置34には、シフトレバー35の操作位置を検出する操作位置センサSS等からの検出信号が供給されている。
前記遊星歯車装置26は、サンギヤS0と、そのサンギヤS0に対して同心円上に配置されたリングギヤR0と、これらサンギヤS0およびリングギヤR0に噛み合うピニオンギヤP0を自転かつ公転自在に支持するキャリアC0とを三つの回転要素として備えて、公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車装置26は、エンジン24および自動変速機22と同心に設けられている。遊星歯車装置26および自動変速機22は中心線に対して略対称的に構成されているため、図1ではそれらの下半分が省略されている。
本実施例では、エンジン24のクランク軸36はダンパー38を介して遊星歯車装置26のキャリアC0に連結されている。これに対してサンギヤS0には第1モータ・ジェネレータMG1が連結され、リングギヤR0には出力軸14が連結されている。このキャリアC0は入力要素として機能し、サンギヤS0は反力要素として機能し、リングギヤR0は出力要素として機能している。
上記トルク合成分配機構として機能するシングルピニオン型の遊星歯車装置26の各回転要素の回転速度の相対的関係は、図2の共線図により示される。この共線図において、縦軸S、縦軸C、および縦軸Rは、サンギヤS0の回転速度、キャリアC0の回転速度、およびリングギヤR0の回転速度をそれぞれ表す軸であり、縦軸S、縦軸C、および縦軸Rの相互の間隔は、縦軸Sと縦軸Cとの間隔を1としたとき、縦軸Cと縦軸Rとの間隔がρ(サンギヤS0の歯数ZS /リングギヤR0の歯数ZR )となるように設定されたものである。
上記遊星歯車装置26において、キャリアC0に入力されるエンジン24の出力トルクに対して、第1モータ・ジェネレータMG1による反力トルクがサンギヤS0に入力されると、出力要素となっているリングギヤR0には、エンジン24から入力されたトルクより大きいトルクが現れるので、第1モータ・ジェネレータMG1は発電機として機能する。また、リングギヤR0の回転速度(出力軸回転速度)NOUT が一定であるとき、第1モータ・ジェネレータMG1の回転速度NMG1を上下に変化させることにより、エンジン24の回転速度NEを連続的に(無段階に)変化させることができる。図2の破線は、MG1の回転速度NMG1を実線で示す値から下げたときにエンジン24の回転速度NEが低下する状態を示している。すなわち、エンジン24の回転速度NEを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、第1モータ・ジェネレータMG1を制御することによって実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。
図1に戻って、本実施例の前記自動変速機22は、一組のラビニヨ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち自動変速機22では、第1サンギヤS1と第2サンギヤS2とが設けられており、その第1サンギヤS1にショートピニオンP1が噛合するとともに、そのショートピニオンP1がこれより軸長の長いロングピニオンP2に噛合し、そのロングピニオンP2が前記各サンギヤS1、S2と同心円上に配置されたリングギヤR1に噛合している。上記各ピニオンP1、P2は、共通のキャリアC1によって自転かつ公転自在にそれぞれ保持されている。また、第2サンギヤS2がロングピニオンP2に噛合している。
前記第2駆動源20は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置(MG−ECU)34によりインバータ40を介して制御されることにより、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される電動機または発電機である第2モータ・ジェネレータMG2から構成されており、第2サンギヤS2にはその第2モータ・ジェネレータMG2が連結され、上記キャリアC1が出力軸14に連結されている。第1サンギヤS1とリングギヤR1とは、各ピニオンP1、P2と共にダブルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成し、また第2サンギヤS2とリングギヤR1とは、ロングピニオンP2と共にシングルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成している。
そして、自動変速機22には、第1サンギヤS1を選択的に固定するためにその第1サンギヤS1と変速機ハウジング42との間に設けられた第1ブレーキB1と、リングギヤR1を選択的に固定するためにそのリングギヤR1と変速機ハウジング42との間に設けられた第2ブレーキB2とが設けられている。これらのブレーキB1、B2は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキB1、B2は、油圧アクチュエータ等により発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。
以上のように構成された自動変速機22は、第2サンギヤS2が入力要素として機能し、またキャリアC1が出力要素として機能し、第1ブレーキB1が係合させられると「1」より大きい変速比γshの高速段Hが達成され、第1ブレーキB1に替えて第2ブレーキB2が係合させられると、その高速段Hの変速比γshより大きい変速比γslの低速段Lが設定されるように構成されている。これらの変速段HおよびLの間での変速は、車速Vや要求駆動力(もしくはアクセル操作量θacc )などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ(変速線図)として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御を行うためのマイクロコンピュータを主体とした変速制御用の電子制御装置(T−ECU)44が設けられている。
上記電子制御装置44には、作動油の温度TOIL を検出するための油温センサTS、第1ブレーキB1の係合油圧を検出するための油圧スイッチSW1、第2ブレーキB2の係合油圧を検出するための油圧スイッチSW2、ライン圧PLを検出するための油圧スイッチSW3等からの検出信号が供給されている。
図3は、上記自動変速機22を構成しているラビニヨ型遊星歯車機構についての各回転要素の相互関係を表すために4本の縦軸S1、縦軸R1、縦軸C1、および縦軸S2を有する共線図を示している。それら縦軸S1、縦軸R1、縦軸C1、および縦軸S2は、第1サンギヤS1の回転速度、リングギヤR1の回転速度、キャリアC1の回転速度、および第2サンギヤS2の回転速度をそれぞれ示すためのものである。
以上のように構成された自動変速機22では、第2ブレーキB2によってリングギヤR1が固定されると、低速段Lが設定され、第2モータ・ジェネレータMG2の出力したアシストトルクがそのときの変速比γslに応じて増幅されて出力軸14に付加される。これに替えて、第1ブレーキB1によって第1サンギヤS1が固定されると、低速段Lの変速比γslよりも小さい変速比γshを有する高速段Hが設定される。この高速段Hにおける変速比も「1」より大きいので、第2モータ・ジェネレータMG2の出力したアシストトルクがその変速比γshに応じて増大させられて出力軸14に付加される。
なお、各変速段L、Hが定常的に設定されている状態では、出力軸14に付加されるトルクは、第2モータ・ジェネレータMG2の出力トルクを各変速比に応じて増大させたトルクとなるが、自動変速機22の変速過渡状態では各ブレーキB1、B2でのトルク容量や回転速度変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸14に付加されるトルクは、第2モータ・ジェネレータMG2の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
図4は、上記各ブレーキB1、B2の係合解放によって自動変速機22の変速を自動的に制御するための変速用油圧制御回路50を示している。この油圧制御回路50には、エンジン24のクランク軸36に作動的に連結されることによりそのエンジン24により回転駆動されるメカニカル式油圧ポンプ46と、電動機48aとそれにより回転駆動されるポンプ48bを備えた電動式油圧ポンプ48とを油圧源として備えており、それらメカニカル式油圧ポンプ46および電動式油圧ポンプ48は、図示しないオイルパンに還流した作動油をストレーナ52を介して吸入し、或いは還流油路53を介して直接還流した作動油を吸入してライン圧油路54へ圧送する。上記還流した作動油の油温TOIL を検出するための油温センサTSが、油圧制御回路50が形成されているバルブボデー51に設けられているが、他の部位に設けられても良い。
ライン圧調圧弁56は、リリーフ形式の調圧弁であって、ライン圧油路54に接続された供給ポート56aとドレン油路58に接続された排出ポート56bとの間を開閉するスプール弁子60と、そのスプール弁子60の閉弁方向の推力を発生させるスプリング62を収容すると同時にライン圧PLの設定圧を高く変更するときに電磁開閉弁64を介してモジュール圧油路66内のモジュール圧PMを受け入れる制御油室68と、スプール弁子60の開弁方向の推力を発生させる上記ライン圧油路54に接続されたフィードバック油室70とを備え、低圧および高圧の2種類のいずれかの一定のライン圧PLを出力する。上記ライン圧油路54には、ライン圧PLが高圧側の値であるときにオン作動し、低圧側の値以下であるときにオフ作動する油圧スイッチSW3が設けられている。
モジュール圧調圧弁72は、上記ライン圧PLを元圧とし、そのライン圧PLの変動に拘わらず、低圧側のライン圧PLよりも低く設定された一定のモジュール圧PMをモジュール圧油路66に出力する。第1ブレーキB1を制御するための第1リニアソレノイド弁SLB1および第2ブレーキB2を制御するための第2リニアソレノイド弁SLB2は、上記モジュール圧PMを元圧として電子制御装置44からの指令値である駆動電流ISOL1およびISOL2に応じた制御圧PC1およびPC2を出力する。
第1リニアソレノイド弁SLB1は、非通電時において入力ポートと出力ポートとの間が開弁(連通)される常開型(N/O)の弁特性を備え、図5に示すように、駆動電流ISOL1の増加に伴って出力される制御圧PC1が低下させられる。図5に示すように、第1リニアソレノイド弁SLB1の弁特性には、駆動電流ISOL1が所定値Ia を超えるまで出力される制御圧PC1が低下しない不感帯Aが設けられている。第2リニアソレノイド弁SLB2は、非通電時において入力ポートと出力ポートとの間が閉弁(遮断)される常閉型(N/C)の弁特性を備え、図6に示すように、駆動電流ISOL2の増加に伴って出力される制御圧PC2が増加させられる。図6に示すように、第2リニアソレノイド弁SLB2の弁特性には、駆動電流ISOL2が所定値Ib を超えるまで出力される制御圧PC2が増加しない不感帯Bが設けられている。
B1コントロール弁76は、ライン圧油路54に接続された入力ポート76aおよびB1係合油圧PB1を出力する出力ポート76bとの間を開閉するスプール弁子78と、そのスプール弁子78を開弁方向に付勢するために上記第1リニアソレノイド弁SLB1からの制御圧PC1を受け入れる制御油室80と、スプール弁子78を閉弁方向に付勢するスプリング82を収容し、出力圧であるB1係合油圧PB1を受け入れるフィードバック油室84とを備え、ライン圧油路54内のライン圧PLを元圧として、第1リニアソレノイド弁SLB1からの制御圧PC1に応じた大きさのB1係合油圧PB1を出力し、インターロック弁として機能するB1アプライコントロール弁86を通してブレーキB1に供給する。
B2コントロール弁90は、ライン圧油路54に接続された入力ポート90aおよびB2係合油圧PB2を出力する出力ポート90bとの間を開閉するスプール弁子92と、そのスプール弁子92を開弁方向に付勢するために上記第2リニアソレノイド弁SLB2からの制御圧PC2を受け入れる制御油室94と、スプール弁子92を閉弁方向へ付勢するスプリング96を収容し、出力圧であるB2係合油圧PB2を受け入れるフィードバック油室98とを備え、ライン圧油路54内のライン圧PLを元圧として、第2リニアソレノイド弁SLB2からの制御圧PC2に応じた大きさのB2係合油圧PB2を出力し、インターロック弁として機能するB2アプライコントロール弁100を通してブレーキB2に供給する。
B1アプライコントロール弁86は、B1コントロール弁76から出力されたB1係合油圧PB1を受け入れる入力ポート86aおよび第1ブレーキB1に接続された出力ポート86bとの間を開閉するスプール弁子102と、そのスプール弁子102を開弁方向に付勢するためにモジュール圧PMを受け入れる油室104と、そのスプール弁子102を閉弁方向へ付勢するスプリング106を収容し且つB2コントロール弁90から出力されたB2係合油圧PB2を受け入れる油室108とを備え、第2ブレーキB2を係合させるためのB2係合油圧PB2が供給されるまでは開弁状態とされるが、そのB2係合油圧PB2が供給されると閉弁状態に切り換えられて、第1ブレーキB1の係合が阻止される。
また、上記B1アプライコントロール弁86には、そのスプール弁子102が開弁位置(図4の中心線の右側に示す位置)であるときに閉じられ、逆にそのスプール弁子102が閉弁位置(図4の中心線の左側に示す位置)にあるときに開かれる一対のポート110aおよび110bが設けられている。この一方のポート110aにはB2係合油圧PB2を検出するための油圧スイッチSW2が接続され、他方のポート110bには第2ブレーキB2が直接接続されている。この油圧スイッチSW2は、B2係合油圧PB2が予め設定された高圧状態となるとオン状態となり、B2係合油圧PB2が予め設定された低圧状態以下となるとオフ状態に切り換えられるように構成されている。この油圧スイッチSW2は、B1アプライコントロール弁86を介して第2ブレーキB2に接続されているので、B2係合油圧PB2の異常と同時に、第1ブレーキB1の油圧系を構成する第1リニアソレノイド弁SLB1、B1コントロール弁76、B1アプライコントロール弁86等の異常も判定可能となっている。
B2アプライコントロール弁100も、B1アプライコントロール弁86と同様に、B2コントロール弁90から出力されたB2係合油圧PB2を受け入れる入力ポート100aおよび第2ブレーキB2に接続された出力ポート100bとの間を開閉するスプール弁子112と、そのスプール弁子112を開弁方向に付勢するためにモジュール圧PMを受け入れる油室114と、そのスプール弁子112を閉弁方向に付勢するスプリング116を収容し且つB1コントロール弁76から出力されたB1係合油圧PB1を受け入れる油室118とを備え、第1ブレーキB1を係合させるためのB1係合油圧PB1が供給されるまでは開弁状態とされるが、そのB1係合油圧PB1が供給されると閉弁状態に切り換えられて、第2ブレーキB2の係合が阻止される。
上記B2アプライコントロール弁100にも、そのスプール弁子112が開弁位置(図4の中心線の右側に示す位置)であるときに閉じられ、逆にそのスプール弁子112が閉弁位置(図4の中心線の左側に示す位置)にあるときに開かれる一対のポート120aおよび120bが設けられている。この一方のポート120aにはB1係合油圧PB1を検出するための油圧スイッチSW1が接続され、他方のポート120bには第1ブレーキB1が直接接続されている。この油圧スイッチSW1は、B1係合油圧PB1が予め設定された高圧状態となるとオン状態となり、B1係合油圧PB1が予め設定された低圧状態以下となるとオフ状態に切り換えられるように構成されている。この油圧スイッチSW1は、B2アプライコントロール弁100を介して第1ブレーキB1に接続されているので、B1係合油圧PB1の異常と同時に、第2ブレーキB2の油圧系を構成する第2リニアソレノイド弁SLB2、B2コントロール弁90、B2アプライコントロール弁100等の異常も判定可能となっている。
図7は、以上のように構成された油圧制御回路50の作動を説明する図表である。図7では、○印が励磁状態或いは係合状態を示し、×印が非励磁状態或いは解放状態を示している。すなわち、第1リニアソレノイド弁SLB1および第2リニアソレノイド弁SLB2が共に励磁状態とされることによって、第1ブレーキB1が解放状態に、第2ブレーキB2が係合状態とされ、自動変速機22の低速段Lが達成される。そして、第1リニアソレノイド弁SLB1および第2リニアソレノイド弁SLB2が共に非励磁状態とされることによって、第1ブレーキB1が係合状態に、第2ブレーキB2が解放状態とされ、自動変速機22の高速段Hが達成される。
図8は、電子制御装置28、34および44の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図8において、ハイブリッド制御手段130は、たとえば、キーがキースロットに挿入された後、ブレーキペダル29が操作された状態でパワースイッチが操作されることにより制御が起動されると、アクセル操作量θacc に基づいて運転者の要求出力を算出し、低燃費で排ガス量の少ない運転となるようにエンジン24および/または第2モータ・ジェネレータMG2から要求出力を発生させる。たとえば、エンジン24を最適燃費曲線上で作動させて駆動力を発生させるとともに、要求出力に対する不足分を第2モータ・ジェネレータMG2でアシストするアシスト走行モード、エンジン24を停止し専ら第2モータ・ジェネレータMG2を駆動源とするモータ走行モード、エンジン24の動力で第1モータ・ジェネレータMG1により発電を行いながら第2モータ・ジェネレータMG2を駆動源として走行する充電走行モード、エンジン24の動力を機械的に駆動輪18に伝えて走行するエンジン走行モード、等を走行状態に応じて切り換える。
上記ハイブリッド制御手段130は、エンジン24が最適燃費曲線上で作動するように第1モータ・ジェネレータMG1によってエンジン24の回転速度NEを制御する。また、第2モータ・ジェネレータMG2を駆動してトルクアシストする場合、車速Vが遅い状態では自動変速機22を低速段Lに設定して出力軸14に付加するトルクを大きくし、車速Vが増大した状態では、自動変速機22を高速段Hに設定して第2モータ・ジェネレータMG2の回転速度NMG2を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストを実行させる。さらに、コースト走行時には車両の有する慣性エネルギーで第1モータ・ジェネレータMG1或いは第2モータ・ジェネレータMG2を回転駆動することにより電力として回生し、蓄電装置32にその電力を蓄える。
変速制御手段132は、たとえば図9に示す予め記憶された変速線図(変速マップ)から、車速Vおよび駆動力(要求出力)に基づいて自動変速機22の変速段を決定し、決定された変速段に切り換えるように第1ブレーキB1および第2ブレーキB2を制御する。図9の実線は、低速段Lから高速段Hへ切り換えるアップシフト線で、破線は高速段Hから低速段Lへ切り換えるダウンシフト線であり、所定のヒステリシスが設けられている。
ライン圧制御手段134は、前記算出された運転者の要求出力が予め設定された出力判定値よりも大きい場合、或いは自動変速機22の変速中すなわち変速過渡時である場合などでは、前記電磁開閉弁64を閉状態から開状態に切り換えてモジュール圧PMをライン圧調圧弁56の油室68内に供給してスプール弁子60が閉弁方向に向かう推力を所定値増加させることにより、ライン圧PLの設定圧を低圧状態から高圧状態へ切り換える。
ここで、前記変速制御手段132は、前記図9に示す変速線図に従って自動変速機14の変速すべき変速段が決定されると、現在の変速段からその変速すべき変速段への切換が実行されるように、ブレーキB1、B2の係合圧を所定の変化パターンに従って変化させるように前記油圧制御回路50に信号(変速指令)を出力する。図12は、アクセルペダル27が踏込み操作されたパワーON状態で低速段Lから高速段Hへ変速するL→Hクラッチツークラッチアップ変速を行う場合の油圧制御パターンの一例を説明する図で、係合側油圧式摩擦係合装置である第1ブレーキB1の係合圧PB1を上昇させて第1ブレーキB1を係合させるように、その係合圧PB1を直接制御する第1リニアソレノイド弁SLB1に対して係合側油圧指令値SPB1 を出力する一方、解放側油圧式摩擦係合装置である第2ブレーキB2の係合圧PB2を低下させて第2ブレーキB2を解放するように、その係合圧PB2を直接制御する前記第2リニアソレノイド弁SLB2に対して解放側油圧指令値SPB2 を出力する。
そして、係合側油圧指令値SPB1 は、変速開始点t0 から所定時間経過後に所定時間tB1W の間だけ作動油を速やかに供給するファーストフィル指令値と、そのファーストフィルに続いて係合圧PB1を第1ブレーキB1の係合開始圧よりも低く設定された所定の定圧待機圧PB1Wとする待機圧指令値SPB1Wと、入力回転速度である第2モータ・ジェネレータMG2の回転速度NMG2が低速段Lの同期回転速度lodoki(=γsl×NOUT )より低くなってイナーシャ相の開始判定が為されたら(時間t1 )、その回転速度NMG2が予め設定された一定の変化率で連続的に降下するように係合圧PB1をフィードバック制御するフィードバック指令値と、回転速度NMG2が高速段Hの同期回転速度hidoki(=γsh×NOUT )と一致して変速終了判定が為された後(時間t2 )に、係合圧PB1を最大係合圧まで上昇させて第1ブレーキB1を完全係合させる終了処理指令値(時間t3 )と、を備えている。なお、図12の係合側油圧指令値SPB1 は、係合圧PB1に対応するもので、常開型(N/O)の弁特性を有する第1リニアソレノイド弁SLB1の励磁電流は逆の変化特性となる。
また、解放側油圧指令値SPB2 は、変速開始から時間tB2W の間だけ係合圧PB2を変速開始前の最大係合圧よりも低く且つ第2ブレーキB2の解放開始圧よりも高く設定された所定の定圧待機圧PB2Wとする待機圧指令値SPB2Wと、定圧待機後に係合圧PB2を一定の変化率で減少させて第2ブレーキB2を徐々に解放するスウィープ指令値と、を備えている。上記時間tB2W は、所定の定圧待機圧PB2Wに維持する待機圧保持時間であるとともに、変速開始から係合圧PB2を連続的に変化(減少)させるまでの時間すなわち変速開始から係合圧PB2のスウィープ制御が開始されるまでのスウィープ制御開始時間でもある。図12の解放側油圧指令値SPB2 は、係合圧PB2に対応するもので、常閉型(N/C)の弁特性を有する第2リニアソレノイド弁SLB2の励磁電流は同じ変化特性となる。
このように、パワーONの加速走行時におけるL→Hクラッチツークラッチアップ変速において、前記変速制御手段132が、解放側油圧式摩擦係合装置である第2ブレーキB2の係合圧PB2を低下させると同時に係合側油圧式摩擦係合装置である第1ブレーキB1の係合圧PB1を上昇させるとき、第1ブレーキB1の係合と第2ブレーキB2の係合との重なり具合が小さい場合、例えば定圧待機圧PB1W或いはPB2Wが低いと、第2モータ・ジェネレータMG2と出力軸14とが切り離された状態すなわちニュートラル傾向となり、第2モータ・ジェネレータMG2の回転速度NMG2がオーバーシュート(上昇)して吹き上がったり、その後の第1ブレーキB1の係合によってその回転速度NMG2が降下させられる際に変速ショックが発生したり、変速時間が長くなったりする。反対に、第2ブレーキB2の係合と第1ブレーキB1の係合との重なり具合が大きい場合、例えば上記定圧待機圧PB1W或いはPB2Wが高いと、前記自動変速機22が一時的にロックされてしまい、出力トルクが一時的に急低下するタイアップ状態となって変速ショックが発生し、またブレーキB1、B2の摩擦材の劣化を招く場合がある。
したがって、上記定圧待機圧PB1W或いはPB2Wを適当に調整することにより、オーバーシュートを抑制したりタイアップを防止したりすることができる。このため、本実施例では、それ等の定圧待機圧PB1WおよびPB2Wに関する待機圧指令値SPB1W、SPB2Wを学習制御によって補正することにより、各部の個体差や経時変化に拘らず、オーバーシュートを抑制したりタイアップを防止したりするようにしている。なお、待機圧指令値SPB1WおよびSPB2Wの何れか一方のみを学習補正するだけでも良いし、ファーストフィル時間tB1W やスウィープ制御開始時間tB2W 、或いはそのスウィープ制御時の油圧の変化率など、係合圧PB1、PB2に関する他の制御要素(指令値)を学習補正することも可能である。係合圧PB1、PB2は係合力に相当する。
上記待機圧指令値SPB1WおよびSPB2Wを用いた油圧制御や、その待機圧指令値SPB1W、SPB2Wの学習制御を行うため、前記変速制御用の電子制御装置44は、待機圧指令値算出手段140、基準値記憶装置142、補正値設定手段144、補正値記憶装置146、学習補正手段148、入力トルク検出手段150、補正値変更手段152、および学習禁止手段156を機能的に備えており、補正値変更手段152は更に実行可否判断手段154を備えている。
上記基準値記憶装置142には、例えば図11の(a) に示すように待機圧指令値SPB1W、SPB2Wの基礎となる基準値pak、pdkが入力トルクTINをパラメータとして予め記憶されており、補正値記憶装置146には、例えば図11の(b) に示すように上記基準値pak、pdkを補正するための補正値pah、pdhが入力トルクTINをパラメータとして予め記憶されている。基準値pak、pdkは、予め実験やシミュレーション等によって求められる図13に示すような油圧とトルク容量との関係などから設定されるが、補正値pah、pdhは、実際の変速時の変速動作、例えばオーバーシュートの有無や程度、変速時間等が予め定められた範囲内になるように、学習補正手段148により逐次書き換えられるようになっており、補正値記憶装置146は例えばEEPROM等によって構成される。両記憶装置142、146における入力トルクTINの区分けは同じであっても良いし、異なる区分けとすることもできる。係合側と解放側とで、入力トルクTINの区分けを変えることもできる。また、これ等の基準値pak、pdkおよび補正値pah、pdhは、アップシフトかダウンシフトかの変速の種類毎に定められている。なお、パワーONかOFFかのパワー状態や作動油の油温TOIL など、変速制御に影響する他のパラメータを考慮して設定することもできる。
待機圧指令値算出手段140は、入力トルク検出手段150によって検出された自動変速機22の入力トルクTIN、すなわち第2モータ・ジェネレータMG2のモータトルク(駆動電流など)に応じて基準値記憶装置142から対応する基準値pak、pdkを読み込むとともに、補正値設定手段144により設定された補正値pah、pdhを基準値pak、pdkに加算することにより、前記待機圧指令値SPB1W、SPB2Wを算出する。その場合に、基準値pak、pdkについては、変速中も入力トルクTINに応じて逐次読み込むが、補正値pah、pdhについては、入力トルクTINの変化量が所定値ΔTINA以上となって補正値変更手段152により切り替えられた場合を除き、原則として変速開始時に補正値設定手段144により設定された値をそのまま用いて待機圧指令値SPB1W、SPB2Wを算出する。そして、前記変速制御手段132は、この待機圧指令値算出手段140によって逐次算出される待機圧指令値SPB1W、SPB2Wを用いて、前記ブレーキB1、B2の定圧待機時における油圧制御を実行する。
図10は、上記補正値pah、pdhを切り替える際の作動を主として説明するフローチャートで、この中のステップS3は補正値設定手段144に相当し、ステップS4〜S9、S11、S12は補正値変更手段152に相当し、その中のステップS7、S8、およびS11は実行可否判断手段154に相当する。また、ステップS10およびS13は学習禁止手段156に相当する。以下、図12に示すパワーONアップシフト時、すなわち第1ブレーキB1が係合側摩擦係合装置で、第2ブレーキB2が解放側摩擦係合装置の場合を例として、図10のフローチャートに従って補正値pah、pdhの切り替え制御を説明する。
図10のステップS1では変速中か否か、すなわち変速のための油圧制御を実行中か否かを判断し、変速中であればステップS2以下を実行する。ステップS2では、変速制御開始時(図12の時間t0 )か否か、すなわち変速すべき判断が為されて変速制御が開始されることによりステップS1の判断がYES(肯定)になった後、最初のステップS2の実行時か否かを判断する。そして、変速制御開始時であればステップS3を実行し、前記補正値記憶装置146からその時の入力トルクTINに対応する補正値pah、pdhを読み込んで設定した後、ステップS4を実行する一方、変速制御開始時でない場合は、既に補正値pah、pdhが設定されているため直ちにステップS4を実行する。前記待機圧指令値算出手段140は、このステップS3で設定された補正値pah、pdhを用いて待機圧指令値SPB1W、SPB2Wを算出する。
ステップS4では、変速制御開始時における入力トルクTINを基準として、入力トルクTINの変化量ΔTINを逐次算出し、ステップS5で、その変化量ΔTINが予め定められた所定値ΔTINA以上となったか否かを判断する。所定値ΔTINAは、係合側および解放側の区別なく同じ値であっても良いが、本実施例では別々に定められており、個別に判断するようになっている。補正値pah、pdhの切り替えは、係合側および解放側についてそれぞれ1回の変速で1回行われるだけであり、既に補正値pah、pdhが切り替えられたものについてはステップS5の判断も行わない。なお、上記所定値ΔTINAは、ダウンシフトかアップシフトか等の変速の種類毎に定められる。
上記ステップS5の判断がYES(肯定)の場合、すなわちΔTIN≧ΔTINAの場合には、ステップS6を実行し、変速制御開始時からΔTIN≧ΔTINAとなるまでの期間である変化時間timA(図12参照)を求める。また、次のステップS7では、その変化時間timAが、補正値切り替え禁止条件として予め定められた判定時間timBより長いか否かを判断する。判定時間timBは、例えば変速が進行して入力トルクTINの変動に拘らず吹き等の恐れがなくなる時間、或いは定圧待機が終了する時間などで、係合側および解放側に共通する時間であり、図12に示すようなパワーONのアップシフトの場合には入力回転速度NMG2が変速前同期回転速度(図12ではlodoki)から変化するイナーシャ相の開始時間よりも少し長い時間が設定される。この判定時間timBは、変速の種類別に一定の値が定められても良いが、入力トルクTIN等をパラメータとして設定されるようにしても良い。そして、timA≧timBの場合、すなわち切り替え禁止条件が成立する場合には、補正値pah、pdhを切り替えることなく終了し、timA<timBの場合、すなわち切り替え禁止条件が成立しない場合は、ステップS8以下を実行する。なお、変化時間timAを用いて判断する代りに、変化量ΔTINが所定値ΔTINAに達したタイミングが、入力回転速度NMG2と変速前同期回転速度とから判断できるイナーシャ相開始前か否かによって判断するようにしても良い。
ステップS8では、係合側の補正値pahの切り替え許可条件が成立するか否かを判断する。この切り替え許可条件は、前記入力トルクTINの変化量ΔTIN、および変化時間timAについて定められており、変化量ΔTINに関しては前記ステップS5における係合側の所定値ΔTINA以上か否かを判断する。また、変化時間timAに関しては、前記ステップS8の判定時間timBより短いか否かを判断する。そして、ΔTIN≧ΔTINAで且つtimA<timBの場合、すなわち補正値切り替え許可条件が成立する場合には、ステップS9で補正値切り替え指示が補正値設定手段144に出力され、その時の入力トルクTINに基づいて係合側の補正値pahが切り替えられる。これにより、待機圧指令値算出手段140は、新たに設定された補正値pahを用いて待機圧指令値SPB1Wを算出するようになり、変速中の入力トルクTINの変化に伴って定圧待機圧PB1Wが適正値から大きくずれて、過大なオーバーシュート等の変速ショックが発生することが抑制さこれる。
また、ステップS10では、前記学習補正手段148により今回の変速時の変速動作に基づいて係合側の補正値pahの学習補正が行われることを禁止する。これは、補正値pahを変速途中で切り替えるという通常の制御では行わない変速制御時に、その時の変速動作に基づいて補正値pahを学習補正すると、補正値pahを変速途中で切り替えない通常の変速制御時に、補正値pahが不適切な値となって再び学習補正が必要となるだけでなく、変速ショック等を生じる恐れがあるためである。
一方、ステップS11〜S13では、上記ステップS8〜S10と同様にして解放側の補正値pdhに関する切り替えや学習禁止処理を行う。ステップS11では、解放側の補正値pdhの切り替え許可条件が成立するか否かを判断する。この切り替え許可条件は、前記入力トルクTINの変化量ΔTIN、および変化時間timAについて定められており、変化量ΔTINに関しては前記ステップS5における解放側の所定値ΔTINA以上か否かを判断する。また、変化時間timAに関しては、例えば前記スウィープ制御開始時間tB2W よりも短いか否かを判断する。そして、ΔTIN≧ΔTINAで且つtimA<tB2W の場合、すなわち補正値切り替え許可条件が成立する場合には、ステップS12で補正値切り替え指示が補正値設定手段144に出力され、その時の入力トルクTINに基づいて解放側の補正値pdhが切り替えられる。これにより、待機圧指令値算出手段140は、新たに設定された補正値pdhを用いて待機圧指令値SPB2Wを算出するようになり、変速中の入力トルクTINの変化に伴って定圧待機圧PB2Wが適正値から大きくずれて、過大なオーバーシュート等の変速ショックが発生することが抑制さこれる。
また、ステップS13では、前記学習補正手段148により今回の変速時の変速動作に基づいて解放側の補正値pdhの学習補正が行われることを禁止する。これは、補正値pdhを変速途中で切り替えるという通常の制御では行わない変速制御時に、その時の変速動作に基づいて補正値pdhを学習補正すると、補正値pdhを変速途中で切り替えない通常の変速制御時に、補正値pdhが不適切な値となって再び学習補正が必要となるだけでなく、変速ショック等を生じる恐れがあるためである。
このように、本実施例の変速制御装置においては、変速制御手段132による変速制御実行時の入力トルクTINの変化量ΔTINが所定値ΔTINA以上となった場合には、一定の条件下でステップS9或いはステップS12において待機圧指令値SPB1W、SPB2Wの補正値pah、pdhがその時の入力トルクTINに応じて切り替えられるため、変速制御開始後の入力トルクTINの変化に拘らず適切な補正結果が得られるようになり、その補正結果に従ってブレーキB1、B2の係合圧PB1、PB2が適切に制御されるようになって変速ショックの発生が抑制される。
また、ステップS6で入力トルクTINの変化量ΔTINが所定値ΔTINA以上となった変化時間timAを求め、その変化時間timAの長さすなわちΔTIN≧ΔTINAとなったタイミングにより、補正値pah、pdhの切り替えを許可するか否かを判断するようになっているため(ステップS7、S8、S11)、補正値pah、pdhの不要な切り替えを回避することができる。例えば、図12に示すパワーONアップシフトにおいてイナーシャ相が開始した時間t1 以後は、係合側摩擦係合装置である第1ブレーキB1がトルク容量を持っているため吹きの恐れはないとともに、定圧待機からフィードバック制御へ移行するため、その第1ブレーキB1の係合圧PB1に関する待機圧指令値SPB1Wをイナーシャ相開始後に切り替える必要はないのである。解放側の待機圧指令値SPB2Wについても、スウィープ制御開始時間tB2W が経過した後はスウィープ制御へ移行するため、その待機圧指令値SPB1Wをスウィープ制御開始後に切り替える必要はない。
また、係合側の第1ブレーキB1の待機圧指令値SPB1Wに対する補正値pahの切り替えと、解放側の第2ブレーキB2にに対する補正値pdhの切り替えとが、異なる所定値ΔTINAや判定時間timB、tB2W に基づいて別個に行われるため、解放側および係合側のそれぞれの特性に応じて補正値pah、pdhの切り替えが一層適切に行われるようになる。
また、補正値変更手段152の指示で補正値pah、pdhが切り替えられた場合は、学習補正手段148によるそれ等の補正値pah、pdhの学習補正が禁止されるため、変速途中で入力トルクTINが大きく変化するとともに、待機圧指令値SPB1W、SPB2Wに対する補正値pah、pdhが切り替えられる通常とは異なる変速制御に基づいて誤った学習補正が行われることが防止され、学習制御が安定する。すなわち、補正値pah、pdhが切り替えられる通常とは異なる変速制御に基づいて学習補正が行われると、補正値pah、pdhを変速途中で切り替えない通常の変速制御時に、補正値pah、pdhが不適切な値となって再び学習補正が必要となるだけでなく、変速ショック等を生じる恐れがあるのである。
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、これ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。
22:自動変速機 44:変速制御用の電子制御装置 132:変速制御手段 144:補正値設定手段 148:学習補正手段 150:入力トルク検出手段 152:補正値変更手段 154:実行可否判断手段 156:学習禁止手段 B1、B2:ブレーキ(摩擦係合装置) TIN:入力トルク ΔTIN:入力トルクの変化量 ΔTINA:所定値 SPB1W、SPB2W:待機圧指令値(係合力に関する指令値) pah、pdh:補正値 timA:変化時間(期間)