JPWO2017047507A1 - 制御装置 - Google Patents

Abstract

変速動作に伴って内燃機関の運転状態が変化したときにも安定的な車両の走行を維持できるようにする。内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に係合装置と変速装置とを備えた車両用駆動伝達装置用の制御装置は、内燃機関の自立運転中に変速要求があった場合において、内燃機関の回転速度（Ｎｅｇ）が変速動作中にアイドル回転速度（Ｎｉｄ）未満になる場合に、変速動作中に係合装置をスリップさせ、内燃機関の回転速度（Ｎｅｇ）をアイドル回転速度（Ｎｉｄ）以上に維持させる。

Description

本発明は、車両用駆動伝達装置を制御対象とする制御装置に関する。

内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に係合装置と変速装置とを備えた車両用駆動伝達装置が用いられている。このような車両用駆動伝達装置の一例として、特開平９−３３１６０２号公報（特許文献１）に開示された装置が知られている。特許文献１の車両用駆動伝達装置では、内燃機関と変速装置との間に設けられる係合装置の係合の状態が、走行モードに応じて係合状態又は解放状態のいずれかとされる。言い換えれば、係合装置が係合状態とされて内燃機関を駆動力源に含みながら車両を走行させる走行モードが実現されている際には、係合装置は係合状態に維持される。

係合装置を係合状態に維持したままで例えば変速動作を行う場合、変速動作中に変速比が変更されるのに伴い、当該変速動作の前後で少なくとも内燃機関の回転速度が変化する。このため、変速動作の前後で内燃機関の運転状態が変化し、場合によっては車両の走行性が悪化する可能性がある。例えば内燃機関が、その回転速度が自立燃焼運転を維持できない回転速度域まで低下してストールするなどして、安定的な車両走行が損なわれる可能性がある。しかし、特許文献１では、かかる点について何ら考慮されていなかった。

特開平９−３３１６０２号公報

変速動作に伴って内燃機関の運転状態が変化したときにも安定的な車両の走行を維持できる技術が求められている。

本開示に係る制御装置は、
内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に変速装置を備えるとともに、前記内燃機関と前記変速装置との間に係合装置を備えた車両用駆動伝達装置を制御対象とする制御装置であって、
前記内燃機関の自立燃焼運転中であって前記変速装置の変速比を変更させるための変速要求があった場合において、前記係合装置の直結係合状態での前記車輪の回転速度に応じて定まる前記内燃機関の回転速度が、前記変速要求に応じた変速動作中にアイドル回転速度未満になる場合に、前記変速動作中に前記係合装置をスリップさせる変速中スリップ制御を実行し、前記内燃機関の回転速度を前記アイドル回転速度以上に維持させる。

この構成によれば、係合装置が直結係合された状態では変速動作中に内燃機関の回転速度がアイドル回転速度未満になる場合に、変速中スリップ制御が実行される。この変速中スリップ制御の実行により、内燃機関の出力トルクを変速装置側に伝達させつつ、内燃機関の回転速度をアイドル回転速度以上に維持させることができる。よって、内燃機関の出力トルクを利用して車両を適切に走行させることができるとともに、内燃機関にストールが生じるのを回避することができる。従って、内燃機関の運転状態を安定させ、安定的な車両の走行を維持することができる。

本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係る車両用駆動伝達装置の概略図 制御装置の概略構成を示すブロック図 内燃機関の動作点と不適動作領域との関係の一例を示す説明図 変速中スリップ制御を含む変速制御の処理手順を示すフローチャート 第１の態様の変速中スリップ制御の一例を示すタイムチャート 第２の態様の変速中スリップ制御の一例を示すタイムチャート 別態様の車両用駆動伝達装置の概略図 別態様の車両用駆動伝達装置の概略図

制御装置の実施形態について説明する。この制御装置１は、車両用駆動伝達装置３を制御対象とする車両用駆動伝達装置のための制御装置である。本実施形態では、車両用駆動伝達装置３は、車輪Ｗの駆動力源として内燃機関ＥＧ及び回転電機３３の双方を備えた車両（ハイブリッド車両）を駆動するための駆動伝達装置（ハイブリッド車両用駆動伝達装置）である。車両用駆動伝達装置３は、パラレル方式のハイブリッド車両を駆動するためのパラレルハイブリッド車両用駆動伝達装置として構成されている。なお、図１では、制御装置１を「ＥＣＵ」として示している。

以下の説明において、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力（トルクと同義）を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、２つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、１つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材（軸、歯車機構、ベルト等）が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置（摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等）が含まれても良い。

また、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いる。

また、摩擦係合装置の係合の状態に関して、「係合状態」は、当該摩擦係合装置に伝達トルク容量が生じている状態を意味する。ここで、伝達トルク容量は、摩擦係合装置が摩擦により伝達可能な最大トルクであり、その大きさは、当該摩擦係合装置に備えられる一対の係合部材（入力側係合部材と出力側係合部材）を相互に押し付けあう圧力（係合圧）に比例して定まる。「係合状態」には、一対の係合部材間に回転速度差（スリップ）がない「直結係合状態」と、回転速度差がある「スリップ係合状態」とが含まれる。「解放状態」は、摩擦係合装置に伝達トルク容量が生じていない状態を意味する。

図１に示すように、車両用駆動伝達装置３は、内燃機関ＥＧと車輪Ｗとを結ぶ動力伝達経路に、切離用係合装置３２と回転電機３３と変速装置３５とを備えている。また、車両用駆動伝達装置３は、前記動力伝達経路において各構成部材間での回転及び駆動力を伝達するため、入力部材３１と変速入力部材３４と出力部材３６とを備えている。本実施形態では、入力部材３１、切離用係合装置３２、回転電機３３、変速入力部材３４、変速装置３５、及び出力部材３６は、前記動力伝達経路において、内燃機関ＥＧの側から記載の順に設けられている。なお、本実施形態の車両用駆動伝達装置３は、内燃機関ＥＧと変速装置３５との間に流体継手（トルクコンバータやフルードカップリング等）を備えていない、流体継手レス型の駆動伝達装置となっている。このように、本実施形態に係る車両用駆動伝達装置３は、流体継手を備えていないため、流体継手を介して内燃機関ＥＧの駆動力を車輪Ｗ側へ伝達することはできない。従って、内燃機関ＥＧの駆動力を車輪Ｗ側へ伝達するためには、切離用係合装置３２を直結係合状態又はスリップ係合状態にする必要がある。

入力部材３１は、内燃機関ＥＧに駆動連結される。内燃機関ＥＧは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機（ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等）である。入力部材３１は、例えば軸部材（入力軸）で構成されている。入力部材３１は、内燃機関ＥＧの出力部材である内燃機関出力部材（クランクシャフト等）と一体的に回転するように駆動連結される。従って、入力部材３１の回転速度は内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇに一致する。なお、入力部材３１と内燃機関出力部材とは、直接的に連結されても良いし、ダンパ等の他の部材を介して連結されても良い。入力部材３１は、切離用係合装置３２を介して回転電機３３に駆動連結されている。

切離用係合装置３２は、入力部材３１と変速装置３５との間に設けられ、入力部材３１と変速装置３５とを選択的に連結する。本実施形態では、入力部材３１と回転電機３３との間に設けられ、入力部材３１と回転電機３３とを選択的に連結する。言い換えれば、切離用係合装置３２は、内燃機関ＥＧと回転電機３３及び変速装置３５との間の連結を解除可能に設けられている。切離用係合装置３２は、車輪Ｗから内燃機関ＥＧを切り離す内燃機関切離用係合装置として機能する。本実施形態では、切離用係合装置３２は摩擦係合装置であり、例えば湿式多板クラッチ等を用いることができる。本実施形態では、切離用係合装置３２が「係合装置」に相当する。

回転電機３３は、非回転部材であるケースに固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータとを含む。回転電機３３は、インバータ装置を介して蓄電装置に接続されている。回転電機３３は、蓄電装置から電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関ＥＧのトルクや車両の慣性力等によって発電した電力を蓄電装置に供給して蓄電させる。回転電機３３のロータは、変速入力部材３４と一体回転するように連結されている。従って、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎは回転電機３３（ロータ）の回転速度に一致する。変速入力部材３４は、例えば軸部材（変速入力軸）で構成されている。ロータと一体回転する変速入力部材３４は、変速装置３５に駆動連結されている。

本実施形態では、変速装置３５は有段自動変速装置として構成されている。本実施形態の変速装置３５は、例えば、遊星歯車機構（図示せず）と複数の変速用係合装置３５Ｃとを備えている。変速用係合装置３５Ｃには、１つ又は複数のクラッチ３５Ｘと、１つ又は複数のブレーキ３５Ｙとが含まれる。本実施形態では、変速用係合装置３５Ｃを構成するクラッチ３５Ｘ及びブレーキ３５Ｙは摩擦係合装置であり、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等を用いることができる。なお、変速用係合装置３５Ｃには、１つ又は複数のワンウェイクラッチが含まれていても良い。

変速装置３５は、変速用係合装置３５Ｃのそれぞれの係合の状態に応じて、複数の変速段のいずれかを選択的に形成可能である。例えば変速装置３５は、複数の変速用係合装置３５Ｃのうちの２つを選択的に直結係合状態とすることで、係合される変速用係合装置３５Ｃの組み合わせに応じた変速段を形成する。変速装置３５は、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎを、形成された変速段に応じた変速比に基づいて変速して出力部材３６に伝達する。なお、「変速比」は、出力部材３６の回転速度に対する変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの比であり、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎを出力部材３６の回転速度で除算した値として算出される。出力部材３６は、例えば軸部材（出力軸）で構成されている。

出力部材３６は、差動歯車装置３７を介して、左右一対の車輪Ｗに駆動連結されている。出力部材３６に伝達されたトルクは、差動歯車装置３７を介して左右２つの車輪Ｗに分配されて伝達される。これにより、車両用駆動伝達装置３は、内燃機関ＥＧ及び回転電機３３の一方又は双方のトルクを車輪Ｗに伝達させて車両を走行させることができる。

車両用駆動伝達装置３の各部の動作制御を行う中核として機能する制御装置１は、図２に示すように、統合制御部１１、回転電機制御部１２、係合制御部１３、状態判定部１４、及び変速中スリップ制御部１５を備えている。これらの各機能部は、メモリ等の記憶媒体に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方によって構成されている。各機能部は、互いに情報の受け渡しを行うことが可能に構成されている。また、制御装置１は、車両用駆動伝達装置３が搭載された車両の各部に備えられた各種センサ（第一センサ５１〜第三センサ５３）の検出結果の情報を取得可能に構成されている。

第一センサ５１は、入力部材３１及び当該入力部材３１と一体回転する部材（例えば、内燃機関ＥＧ）の回転速度を検出する。第二センサ５２は、変速入力部材３４及び当該変速入力部材３４と一体回転する部材（例えば、回転電機３３）の回転速度を検出する。第三センサ５３は、出力部材３６の回転速度、又は、出力部材３６と同期回転する部材（例えば、車輪Ｗ）の回転速度を検出する。なお、「同期回転」とは、基準回転速度に対して比例した回転速度で回転することを意味する。制御装置１は、第三センサ５３の検出結果に基づいて車速を算出可能である。また、制御装置１は、第一センサ５１〜第三センサ５３の検出結果をそれぞれ時間微分して、入力部材３１、変速入力部材３４、及び出力部材３６の回転加速度（回転速度の時間変化率）をそれぞれ算出可能である。制御装置１は、これら以外にも、例えばアクセル開度、ブレーキ操作量、蓄電装置の蓄電量等の情報を取得可能に構成されても良い。

統合制御部１１は、内燃機関ＥＧ、回転電機３３、切離用係合装置３２、及び変速装置３５（変速用係合装置３５Ｃ）等に対して行われる各種の制御（トルク制御、回転速度制御、係合制御等）を車両全体として統合する制御を行う。統合制御部１１は、センサ検出情報（主に、アクセル開度及び車速の情報）に基づいて、車両（車輪Ｗ）の駆動のために要求される車両要求トルクを算出する。

また、統合制御部１１は、センサ検出情報（主に、アクセル開度、車速、及び蓄電装置の蓄電量の情報）に基づいて、走行モードを決定する。本実施形態では、統合制御部１１が選択可能な走行モードには、電動走行モードとハイブリッド走行モードとが含まれる。電動走行モードは、回転電機３３のトルクのみを車輪Ｗに伝達させて車両を走行させる走行モードである。ハイブリッド走行モードは、内燃機関ＥＧ及び回転電機３３の両方のトルクを車輪Ｗに伝達させて車両を走行させる走行モードである。

統合制御部１１は、決定された走行モードやセンサ検出情報等に基づいて、内燃機関ＥＧに対して要求する出力トルク（内燃機関要求トルク）や、回転電機３３に対して要求する出力トルク（回転電機要求トルク）を決定する。統合制御部１１は、決定された走行モードやセンサ検出情報等に基づいて、切離用係合装置３２の係合の状態や、変速装置３５に形成させる目標変速段等を決定する。

本実施形態では、制御装置１（統合制御部１１）は、内燃機関制御装置２０を介して、内燃機関ＥＧの動作点（出力トルク及び回転速度）を制御する。内燃機関制御装置２０は、車両の走行状態に応じて内燃機関ＥＧのトルク制御と回転速度制御とを切り替えることが可能である。内燃機関ＥＧのトルク制御は、内燃機関ＥＧに目標トルクを指令し、内燃機関ＥＧの出力トルクをその目標トルクに追従させる制御である。内燃機関ＥＧの回転速度制御は、内燃機関ＥＧに目標回転速度を指令し、内燃機関ＥＧの回転速度をその目標回転速度に追従させるように出力トルクを決定する制御である。

回転電機制御部１２は、回転電機３３の動作点（出力トルク及び回転速度）を制御する。回転電機制御部１２は、車両の走行状態に応じて回転電機３３のトルク制御と回転速度制御とを切り替えることが可能である。回転電機３３のトルク制御は、回転電機３３に目標トルクを指令し、回転電機３３の出力トルクをその目標トルクに追従させる制御である。回転電機３３の回転速度制御は、回転電機３３に目標回転速度を指令し、回転電機３３の回転速度をその目標回転速度に追従させるように出力トルクを決定する制御である。

係合制御部１３は、切離用係合装置３２の係合の状態や、変速装置３５に備えられる複数の変速用係合装置３５Ｃの係合の状態を制御する。本実施形態では、切離用係合装置３２や複数の変速用係合装置３５Ｃは、油圧駆動式の摩擦係合装置である。係合制御部１３は、切離用係合装置３２や変速用係合装置３５Ｃのそれぞれに供給される油圧を、油圧制御装置４１を介して制御することで、切離用係合装置３２や変速用係合装置３５Ｃのそれぞれの係合の状態を制御する。

各係合装置の係合圧は、当該係合装置に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。これに応じて、各係合装置に生じる伝達トルク容量の大きさは、当該係合装置に供給される油圧の大きさに比例して変化する。そして、各係合装置の係合の状態は、供給される油圧に応じて、直結係合状態、スリップ係合状態、及び解放状態のいずれかに制御される。油圧制御装置４１は、オイルポンプ（図示せず）から供給される作動油の油圧を調整するための油圧制御弁（リニアソレノイド弁等）を備えている。オイルポンプは、例えば、入力部材３１又は変速入力部材３４等によって駆動される機械式ポンプや、ポンプ用回転電機によって駆動される電動ポンプ等であって良い。油圧制御装置４１は、係合制御部１３からの油圧指令に応じて油圧制御弁の開度を調整することで、当該油圧指令に応じた油圧の作動油を各係合装置へ供給する。

係合制御部１３は、切離用係合装置３２の係合の状態を、統合制御部１１によって決定された走行モードを形成するように制御する。係合制御部１３は、例えば電動走行モードの形成時には切離用係合装置３２を解放状態とするように制御し、ハイブリッド走行モードの形成時には切離用係合装置３２を直結係合状態とするように制御する。

また、係合制御部１３は、複数の変速用係合装置３５Ｃのそれぞれの係合の状態を、統合制御部１１によって決定された目標変速段を形成するように制御する。係合制御部１３は、目標変速段に応じた２つの変速用係合装置３５Ｃを直結係合状態とするように制御するとともに、それ以外の全ての変速用係合装置３５Ｃを解放状態とするように制御する。また、係合制御部１３は、車両の走行中に目標変速段が変更された場合には、変更前後の目標変速段でそれぞれ直結係合状態とすべき変速用係合装置３５Ｃの差分に基づき、特定の変速用係合装置３５Ｃを直結係合状態から解放状態とするように制御するとともに、他の特定の変速用係合装置３５Ｃを解放状態から係合状態とするように制御する。

状態判定部１４は、内燃機関ＥＧの自立燃焼運転中に変速装置３５の変速比を変更させるための変速要求があった場合に、当該変速要求に応じた変速動作中に内燃機関ＥＧの運転状態が車両の安定的な走行や快適な走行を維持できない不適運転状態になるか否かを判定する。ここで、内燃機関ＥＧが自立燃焼運転するとは、内燃機関ＥＧが、気筒内で混合気を燃焼させ、アイドル回転速度Ｎｉｄ以上の回転速度で予め定められた大きさ以上のトルクを出力して、停止することなく継続的に動作することを言う。変速装置３５の変速比を変更させるための変速要求は、例えば車速と車両要求トルクとに応じて変速装置３５で形成されるべき変速段（目標変速段）が変更されることによってなされる。

変速要求をトリガーとして変速動作が進行すると、その変速動作の前後で、車輪Ｗの回転速度及び出力部材３６の回転速度に応じて（具体的には、比例して）定まる変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが変化する。例えば変速比が相対的に大きい変速段から変速比が相対的に小さい変速段への切り替えを行うアップシフトの場合には、そのアップシフトの前後で、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが大きく低下する。また、例えば変速比が相対的に小さい変速段から変速比が相対的に大きい変速段への切り替えを行うダウンシフトの場合には、そのダウンシフトの前後で、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが大きく上昇する。このとき、変速動作中、仮に切離用係合装置３２が直結係合状態に維持されると仮定すると、内燃機関ＥＧと一体的に回転する入力部材３１と、変速入力部材３４とが一体回転するので、変速動作の前後で内燃機関ＥＧの回転速度も大きく変化する。本実施形態では、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎは、切離用係合装置３２が直結係合状態とされると仮定した場合での、車輪Ｗの回転速度に応じて定まる内燃機関ＥＧの回転速度に一致する。

また、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの変化を促進して変速動作を進行させるために、変速入力部材３４に伝達されるトルクが変化される場合もある。例えばアップシフトの場合には、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの低下を促進するために、内燃機関ＥＧの出力トルクＴｅ及び回転電機３３の出力トルクの少なくとも一方が低減される場合がある。また、例えばダウンシフトの場合には、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの上昇を促進するために、内燃機関ＥＧの出力トルクＴｅ及び回転電機３３の出力トルクの少なくとも一方が増加される場合がある。

このように、変速動作の進行に伴い、その変速動作の前後で、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが変化するとともに内燃機関ＥＧの出力トルクＴｅが変化し得る。すなわち、変速動作中に切離用係合装置３２が直結係合状態とされると仮定した場合には、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇ及び出力トルクＴｅに応じて定まる内燃機関ＥＧの動作点Ｐが、変速動作の前後で移動することになる。一方、例えば図３に示すように、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇと出力トルクＴｅとを２つの軸とする２次元マップには、ハッチングを付して示された、好ましくない（或いは、忌避されるべき）動作点領域が存在する。本実施形態では、これらの領域を、内燃機関ＥＧの運転状態が車両の安定的な走行や快適な走行の妨げにつながる不適運転状態となる「不適動作領域」と言う。

図３に示すように、不適動作領域には、回転速度Ｎｅｇがアイドル回転速度Ｎｉｄ未満となるストール発生領域Ｓが少なくとも含まれる。内燃機関ＥＧの動作点Ｐがストール発生領域Ｓに属する状態になると、その回転速度Ｎｅｇ及び出力トルクＴｅが次第に低下して、やがて停止してしまう。このような内燃機関ＥＧのストールが発生すると、車両要求トルクが十分に満たされない状態となってしまうので、車両の安定的な走行が維持できず、車両の走行性が大きく悪化する。また、本実施形態では、不適動作領域には、回転速度Ｎｅｇが主にアイドル回転速度Ｎｉｄよりもやや高回転であって且つ出力トルクＴｅが中〜高トルクとなる領域に設定されるこもり音発生領域Ｍがさらに含まれる。内燃機関ＥＧの動作点Ｐがこもり音発生領域Ｍに属する状態になると、周期的な気筒点火やピストンの往復運動に伴うトルク変動が、車両側の振動系（例えば懸架系、排気管系、車体系等）との共振現象によって増幅されて、車内に振動やこもり音が発生する。特に、小排気量（例えば１８００ｃｃ以下）又は低気筒数（例えば４気筒以下）の内燃機関ＥＧを用いる場合には、振動やこもり音が発生しやすい。このため、車両の走行時における乗員にとっての快適性（走行快適性）が悪化する。本実施形態では、そのような"走行快適性"も、"走行性"に含まれるものとする。

上記のとおり、本実施形態に係る車両用駆動伝達装置３は、流体継手を備えていないため、切離用係合装置３２を直結係合状態又はスリップ係合状態にしない限り、内燃機関ＥＧの駆動力を車輪Ｗ側へ伝達することができない構成となっている。従って、変速動作中であっても車輪Ｗに内燃機関ＥＧの駆動力を伝達するためには、切離用係合装置３２を直結係合状態又はスリップ係合状態にする必要がある。そして、切離用係合装置３２が直結係合状態である場合、内燃機関ＥＧの回転速度は、車輪Ｗ及び出力部材３６の回転速度に比例して定まる変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎに一致する。ここで、変速動作としてアップシフトを行う場合には、そのアップシフトの前後で、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが大きく低下する。これにより、内燃機関ＥＧの動作点Ｐが、図３に示すように低い回転速度域にある不適動作領域（ストール発生領域Ｓ又はこもり音発生領域Ｍ）に入ってしまう場合が生じ得る。本実施形態の構成では、これを避けるため、後述する変速中スリップ制御を実行し、内燃機関ＥＧの動作点Ｐが不適動作領域に入らないように制御する。

状態判定部１４は、変速要求があった場合、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎを変化させるよりも前に、切離用係合装置３２を直結係合状態に維持した場合に内燃機関ＥＧの動作点Ｐが変速後に不適動作領域に属することになるか否かを判定する。状態判定部１４は、例えば変速要求を受け付けた時点で、内燃機関ＥＧの動作点Ｐが変速後に不適動作領域に属することになるか否かの判定を開始する。

状態判定部１４は、その時点での出力部材３６の回転速度Ｎｏｕｔと、その時点での出力部材３６の回転加速度Ａと、予め定められた目標変速時間Ｔｔと、変速後の変速比λａとに基づいて、変速後における変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎを予測する。状態判定部１４は、変速後における変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎを、（回転速度Ｎｉｎ）＝｛（回転速度Ｎｏｕｔ）＋（回転加速度Ａ）・（目標変速時間Ｔｔ）｝・（変速比λａ）に基づいて予測する。また、状態判定部１４は、変速動作中に内燃機関制御装置２０から内燃機関ＥＧに出力される目標トルクの情報を取得して、変速後における内燃機関ＥＧの出力トルクＴｅを予測する。状態判定部１４は、変速後における変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの予測値と、変速後における内燃機関ＥＧの出力トルクＴｅの予測値とに基づいて、切離用係合装置３２を直結係合状態に維持した場合における変速後の内燃機関ＥＧの動作点Ｐを予測する。そして、状態判定部１４は、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値が、不適動作領域に属することになるか否かを判定する。

このとき、状態判定部１４は、合わせて、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がストール発生領域Ｓ及びこもり音発生領域Ｍのいずれに属することになるかを、区別して判定する。なお、図３の例では、ストール発生領域Ｓとこもり音発生領域Ｍとが部分的に重複しているため、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値が、ストール発生領域Ｓ及びこもり音発生領域Ｍの両方に属することになる場合もあり得る。このような場合には、状態判定部１４は、ストール発生領域Ｓへの帰属を優先し、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がストール発生領域Ｓに属することになると判定する。

変速中スリップ制御部１５は、切離用係合装置３２を直結係合状態に維持した場合に内燃機関ＥＧの動作点Ｐが変速後に不適動作領域に属することになると判定された場合に、変速動作中に切離用係合装置３２をスリップさせる変速中スリップ制御を実行する。変速中スリップ制御部１５は、係合制御部１３を介して、切離用係合装置３２の係合圧を完全係合圧から直結限界係合圧未満のスリップ係合圧に低下させて、切離用係合装置３２をスリップ係合状態とする。なお、完全係合圧は、切離用係合装置３２に伝達されるトルクが変動した場合にも直結係合状態を維持させるために設定される最大限の係合圧である。直結限界係合圧は、直結係合状態の切離用係合装置３２がスリップし始める係合圧である。

変速中スリップ制御部１５は、変速中スリップ制御の実行中、当該変速中スリップ制御の実行判断の基となった事象に応じて、異なる態様で切離用係合装置３２のスリップ状態を制御する。本実施形態では、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がストール発生領域Ｓに属する（言い換えれば、変速動作中に変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの予測値がアイドル回転速度Ｎｉｄ未満になる）ことに基づいて変速中スリップ制御が実行される場合には、変速中スリップ制御部１５は、変速中スリップ制御の実行中、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇをアイドル回転速度Ｎｉｄ以上に維持させる。例えば変速中スリップ制御部１５は、内燃機関制御装置２０を介して、アイドル回転速度Ｎｉｄを目標回転速度とする内燃機関ＥＧの回転速度制御を実行し、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇをアイドル回転速度Ｎｉｄに維持させる。これにより、切離用係合装置３２が有する一対の係合部材間の回転速度差ΔＷを極力小さく抑えつつ、内燃機関ＥＧのストールの発生を回避することができる。また、一対の係合部材間の回転速度差ΔＷを小さく抑えることで、切離用係合装置３２の発熱を極力小さく抑えることができ、切離用係合装置３２の熱劣化を抑制することができる。

一方、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がこもり音発生領域Ｍに属することに基づいて変速中スリップ制御が実行される場合には、変速中スリップ制御部１５は、変速中スリップ制御の実行中、少なくとも切離用係合装置３２をスリップさせさえすれば良い。切離用係合装置３２をスリップさせることで、内燃機関ＥＧの慣性系を車輪Ｗ側の慣性系から切り離すことができる。これにより、切離用係合装置３２が直結係合状態に維持されて内燃機関ＥＧから車輪Ｗまでが一体の慣性系を形成する状態に対して、共振周波数を変化させることができる。よって、内燃機関ＥＧのトルク変動と車両側の振動系とが共振するのを抑制することができ、車内に発生する振動やこもり音を低減することができる。その結果、走行快適性を良好に維持することができる。

内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値とこもり音発生領域Ｍとの関係に基づく変速中スリップ制御の実行中、変速中スリップ制御部１５は、係合制御部１３を介して、切離用係合装置３２の回転速度制御を実行することが好ましい。例えば変速中スリップ制御部１５は、切離用係合装置３２が有する一対の係合部材間の回転速度差ΔＷの目標値を予め定められたスリップ差回転ΔＷｓとする回転速度制御を実行することが好ましい。スリップ差回転ΔＷｓは、例えば５０〜２００〔ｒｐｍ〕等の範囲内の一定値に適宜設定されると良い。この場合、切離用係合装置３２が有する一対の係合部材間の回転速度差ΔＷが一定に維持され、変速中スリップ制御の実行中、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇは、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎよりもスリップ差回転ΔＷｓ分だけ高い回転速度で推移する。このようにすれば、比較的単純な制御で確実性高く切離用係合装置３２のスリップ係合状態を維持することができ、車内に振動やこもり音が発生するのを有効に抑制することができる。この場合において、切離用係合装置３２のスリップ係合状態を維持可能な範囲内でスリップ差回転ΔＷｓを極力小さく設定すること、すなわち、切離用係合装置３２のスリップ係合状態を安定的に維持できる最小の回転速度差を目標とするように切離用係合装置３２の回転速度制御を実行することが好ましい。このようにすれば、切離用係合装置３２の発熱を極力小さく抑えることができ、切離用係合装置３２の熱劣化を抑制することができる。

なお、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がストール発生領域Ｓ及びこもり音発生領域Ｍのいずれに属することになる場合にも、変速中スリップ制御の実行により、内燃機関ＥＧの慣性系を変速入力部材３４の慣性系から切り離すことができる。これにより、切り離される内燃機関ＥＧの慣性系の分、変速段の切替完了時に変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎを変化させるためのイナーシャトルクを小さく抑えることができる。よって、変速動作の終了時に生じ得るトルク段差を小さく抑えることができるので、変速エンドショックを低減することができるという副次的な効果が得られる。

以下、状態判定部１４及び変速中スリップ制御部１５を中核として実行される、変速中スリップ制御を含む変速制御の一具体例について、図４〜図６を参照しつつ説明する。なお、以下の例では、内燃機関ＥＧが自立燃焼運転している状態で切離用係合装置３２が直結係合状態とされ、ハイブリッド走行モードで走行している状態を初期状態として変速制御が行われる場面を想定している。また、図５は、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値とストール発生領域Ｓとの関係に基づいて変速中スリップ制御が実行される場合の一例であり、図６は、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値とこもり音発生領域Ｍとの関係に基づいて変速中スリップ制御が実行される場合の一例である。図５及び図６には、出力部材３６の回転速度に変速前の変速比λｂを乗じて算出される変速前同期回転速度Ｎｓｙｎｂと、出力部材３６の回転速度に変速後の変速比λａを乗じて算出される変速後同期回転速度Ｎｓｙｎａとを細破線で表示している。

まず、変速要求が受け付けられると（ステップ＃０１：Ｙｅｓ／図５の時刻Ｔ１１，図６のＴ２１）、切離用係合装置３２が直結係合状態に維持とされると仮定して、変速動作の完了後の内燃機関ＥＧの動作点Ｐが予測される（＃０２）。この内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がストール発生領域Ｓに属する場合には（＃０３：Ｙｅｓ）、変速中スリップ制御が開始される（＃０４／図５のＴ１２）。変速中スリップ制御は、少なくともイナーシャ相中は継続的に実施され（Ｔ１２〜Ｔ１４）、本例では変速動作が完了して変速要求がオフとなるまで継続的に実施される（Ｔ１２〜Ｔ１５）。この変速中スリップ制御の実行中、内燃機関ＥＧの回転速度制御が実行され、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇはアイドル回転速度Ｎｉｄに維持される。

一方、変速動作の完了後の内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がストール発生領域Ｓに属さない場合でも（＃０３：Ｎｏ）、こもり音発生領域Ｍに属する場合には（＃０５：Ｙｅｓ）、変速中スリップ制御が開始される（＃０６／図６のＴ２２）。変速中スリップ制御は、少なくともイナーシャ相中は継続的に実施され（Ｔ２２〜Ｔ２４）、本例では変速動作が完了して変速要求がオフとなるまで継続的に実施される（Ｔ２２〜Ｔ２５）。この変速中スリップ制御の実行中（ここでは特にイナーシャ相中）、切離用係合装置３２の回転速度制御が実行され、当該切離用係合装置３２が有する一対の係合部材間の回転速度差ΔＷが一定のスリップ差回転ΔＷｓに維持される。これにより、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇは、車輪Ｗの回転速度に応じて定まる変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎよりもスリップ差回転ΔＷｓだけ高い回転速度とされる。なお、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが変速後同期回転速度Ｎｓｙｎａに達するイナーシャ相の終了時以降は、切離用係合装置３２の回転速度差ΔＷは、経時的に漸減するように設定されると良い。

なお、変速動作の完了後の内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値が、ストール発生領域Ｓ及びこもり音発生領域Ｍのいずれにも属さない場合には、本実施形態では、変速中スリップ制御は実行されることなく、通常変速制御が実行される（＃０７）。通常変速制御では、切離用係合装置３２が直結係合状態に維持されたままで、変速動作が行われる。

変速中スリップ制御（＃０４，＃０６）及び通常変速制御（＃０７）の実行中、実際に変速動作が終了したか否かが監視されている（＃０８）。変速動作の終了は、例えば、変速後の変速段を形成するために新たに係合される特定の変速用係合装置３５Ｃ（締結側係合装置）に対する油圧指令が、完全係合圧に対応する値まで上昇されたことに基づいて判定することができる。変速動作が終了したと判定されると（＃０８：Ｙｅｓ）、変速制御（変速中スリップ制御及び通常変速制御を含む）が終了する。

なお、変速制御の終了後、その時点における変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎがアイドル回転速度Ｎｉｄ未満である場合には（図５のＴ１５）、切離用係合装置３２が引き続きスリップ係合状態に維持される。そして、切離用係合装置３２をスリップさせながら車両を走行させるスリップ走行制御が実行される。このスリップ走行制御の実行中、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇは引き続きアイドル回転速度Ｎｉｄに維持される。やがて、車速の上昇に応じて変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎがアイドル回転速度Ｎｉｄに達すると、切離用係合装置３２が直結係合状態とされてスリップ走行制御が終了する。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値とストール発生領域Ｓとの関係に基づく変速中スリップ制御の実行中、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇをアイドル回転速度Ｎｉｄに維持させる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば多少の余裕を見て、内燃機関ＥＧの回転速度Ｎｅｇを、アイドル回転速度Ｎｉｄよりも高い安定的自立燃焼運転回転速度に維持させても良い。

（２）上記の実施形態では、変速動作中に変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの予測値がアイドル回転速度Ｎｉｄ未満とはならない場合でも、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値がこもり音発生領域Ｍに属する場合に変速中スリップ制御を実行する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば低ギヤ段側での変速動作が行われる場合には、変速動作中に変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの予測値がアイドル回転速度Ｎｉｄ未満とはならない場合でも変速中スリップ制御を実行しても良い。ここで、「低ギヤ段側での変速動作」とは、予め定められた基準変速比よりも大きい変速比の変速段どうしの間での変速動作である。このような構成を採用すれば、低ギヤ段側での変速動作の場合に生じやすい変速エンドショックを、有効に低減することができる。

（３）或いは、変速動作中に変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの予測値がアイドル回転速度Ｎｉｄ未満とはならない場合でも、他の条件の成否によらずに、変速中スリップ制御を実行しても良い。このような構成を採用すれば、少なくとも変速エンドショックを低減することができるという利点がある。

（４）或いは、逆に、変速動作中に変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎの予測値がアイドル回転速度Ｎｉｄ未満とはならない場合には、他の条件の成否によらずに、変速中スリップ制御を一切実行しないようにしても良い。このような構成を採用すれば、比較的単純な制御で容易に、内燃機関ＥＧのストールの発生を回避することができる。

（５）上記の実施形態では、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値とこもり音発生領域Ｍとの関係に基づく変速中スリップ制御の実行中、切離用係合装置３２の一対の係合部材間の回転速度差ΔＷを一定に維持させる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、変速中スリップ制御の実行中、一対の係合部材間の回転速度差ΔＷを変化させても良い。例えば、変速動作のイナーシャ相では回転速度差ΔＷを漸増させ、変速入力部材３４の回転速度Ｎｉｎが変速後同期回転速度Ｎｓｙｎａに達した後は回転速度差ΔＷを漸減させても良い。

（６）上記の実施形態では、切離用係合装置３２の直結係合状態で走行している状態を初期状態として変速制御が行われる場面を主に想定して説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば切離用係合装置３２のスリップ係合状態で走行している（スリップ走行制御が実行されている）状態を初期状態として変速制御を行っても良い。この場合、内燃機関ＥＧの動作点Ｐの予測値が不適動作領域に属することになると判断されると、切離用係合装置３２をスリップさせたまま（つまり、一旦直結させることなく）、変速動作を開始させると良い。

（７）上記の実施形態では、内燃機関ＥＧと車輪Ｗとを結ぶ動力伝達経路に備えられる係合装置が切離用係合装置３２だけである車両用駆動伝達装置３を制御対象とする例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、制御対象の車両用駆動伝達装置３において、例えば図７に示すように、内燃機関ＥＧと変速装置３５との間の動力伝達経路に第二切離用係合装置３８がさらに設けられても良い。或いは、例えば図８に示すように、内燃機関ＥＧと変速装置３５との間の動力伝達経路に、直結用係合装置３９Ｌを有する流体継手３９（トルクコンバータやフルードカップリング等）がさらに設けられても良い。これらの場合には、変速動作中にスリップされる「係合装置」は、切離用係合装置３２であっても良いし、第二切離用係合装置３８又は直結用係合装置３９Ｌであっても良い。

（８）上記の実施形態では、複数の変速用係合装置３５Ｃのうちのいずれか２つの直結係合状態で目標変速段が形成される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば１つ又は３つ以上の変速用係合装置３５Ｃの直結係合状態で目標変速段が形成されても良い。

（９）上記の実施形態では、変速装置３５として遊星歯車機構と複数の変速用係合装置３５Ｃとを有する形式の有段自動変速装置を備える車両用駆動伝達装置３を制御対象とする例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、制御対象の車両用駆動伝達装置３において、変速装置３５として例えばＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）等の他の形式の有段自動変速装置が用いられても良い。

なお、上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎないと理解されるべきである。従って、当業者は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

〔実施形態の概要〕
以上をまとめると、本開示に係る制御装置は、好適には、以下の各構成を備える。

［１］
内燃機関（ＥＧ）と車輪（Ｗ）とを結ぶ動力伝達経路に変速装置（３５）を備えるとともに、前記内燃機関（ＥＧ）と前記変速装置（３５）との間に係合装置（３２，３８，３９Ｌ）を備えた車両用駆動伝達装置（３）を制御対象とする制御装置（１）であって、
前記内燃機関（ＥＧ）の自立燃焼運転中であって前記変速装置（３５）の変速比を変更させるための変速要求があった場合において、前記係合装置（３２，３８，３９Ｌ）の直結係合状態での前記車輪（Ｗ）の回転速度に応じて定まる前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度（Ｎｅｇ）が、前記変速要求に応じた変速動作中にアイドル回転速度（Ｎｉｄ）未満になる場合に、前記変速動作中に前記係合装置（３２，３８，３９Ｌ）をスリップさせる変速中スリップ制御を実行し、前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度（Ｎｅｇ）を前記アイドル回転速度（Ｎｉｄ）以上に維持させる。

この構成によれば、係合装置が直結係合されたままでは又は直結係合されるとすれば変速動作中に内燃機関の回転速度がアイドル回転速度未満になる場合に、変速中スリップ制御が実行される。この変速中スリップ制御の実行により、内燃機関の出力トルクを変速装置側に伝達させつつ、内燃機関の回転速度をアイドル回転速度以上に維持させることができる。よって、内燃機関の出力トルクを利用して車両を適切に走行させることができるとともに、内燃機関にストールが生じるのを回避することができる。従って、内燃機関の運転状態を安定させ、安定的な車両の走行を維持することができる。

［２］
前記変速中スリップ制御の実行中、前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度（Ｎｅｇ）を前記アイドル回転速度（Ｎｉｄ）に維持させる。

この構成によれば、内燃機関のストールの発生を回避して安定的な車両の走行を維持しつつ、内燃機関と変速装置との間の係合装置が有する一対の係合部材間の回転速度差を極力小さく抑えることができる。よって、内燃機関と変速装置との間の係合装置の発熱を極力小さく抑えることができ、当該係合装置の熱劣化を抑制することができる。

［３］
前記係合装置（３２，３８，３９Ｌ）の直結係合状態での前記車輪（Ｗ）の回転速度に応じて定まる前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度（Ｎｅｇ）が前記変速動作中に前記アイドル回転速度（Ｎｉｄ）未満とはならない場合であっても、前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度（Ｎｅｇ）及び出力トルク（Ｔｅ）に応じて定まる前記内燃機関（ＥＧ）の動作点（Ｐ）が前記変速動作中に予め定められたこもり音領域（Ｍ）に属する状態になる場合には、前記変速中スリップ制御を実行する。

この構成によれば、変速動作中に内燃機関の動作点がこもり音領域に属する状態になる場合に、内燃機関と変速装置との間の係合装置をスリップさせることで、内燃機関の慣性系を車輪側の慣性系から切り離すことができる。これにより、係合装置が直結係合状態に維持される状態に対して、共振周波数を変化させることができる。よって、内燃機関のトルク変動と車両側の振動系とが共振するのを抑制することができ、車内に発生する振動やこもり音を低減することができる。従って、安定的な車両の走行を維持しつつ、それに加えて車両の走行快適性を向上させることができる。

［４］
前記内燃機関（ＥＧ）の動作点（Ｐ）と前記こもり音領域（Ｍ）との関係に基づく前記変速中スリップ制御の実行中、前記係合装置（３２，３８，３９Ｌ）が有する一対の係合部材間の回転速度差（ΔＷ）を一定に維持させる。

この構成によれば、比較的単純な制御で確実性高く係合装置のスリップ係合状態を維持することができ、車内に発生する振動やこもり音を有効に低減することができる。また、一対の係合部材間の回転速度差の目標値を適切に設定することで、内燃機関と変速装置との間の係合装置の発熱を極力小さく抑えることができ、当該係合装置の熱劣化を抑制することができる。

［５］
前記変速中スリップ制御を実行するのは、前記変速動作が、前記変速比が相対的に大きい変速段から変速比が相対的に小さい変速段への切り替えを行うアップシフト動作である場合に特に適している。

上記のとおり、変速動作としてアップシフトを行う場合には、そのアップシフトの後、内燃機関の回転速度は大きく低下するため、係合装置を直結係合状態としたままでは、内燃機関の回転速度がアイドル回転速度未満になる場合が生じ得る。そこで、このようなアップシフト動作の際に変速中スリップ制御を実行することにより、内燃機関の回転速度をアイドル回転速度以上に維持させることができる。

本開示に係る制御装置は、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができれば良い。

１ 制御装置（ＥＣＵ）
３ 車両用駆動伝達装置
１４ 状態判定部
１５ 変速中スリップ制御部
３２ 切離用係合装置（係合装置）
３３ 回転電機
３５ 変速装置
３８ 第二切離用係合装置（係合装置）
３９Ｌ 直結用係合装置（係合装置）
ＥＧ 内燃機関
Ｗ 車輪
Ｎｉｄ アイドル回転速度
ΔＷ 回転速度差
Ｎｅｇ 内燃機関の回転速度
Ｎｉｎ 変速入力部材の回転速度
Ｓ ストール発生領域
Ｍ こもり音発生領域

Claims (5)

1. 内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に変速装置を備えるとともに、前記内燃機関と前記変速装置との間に係合装置を備えた車両用駆動伝達装置を制御対象とする制御装置であって、
   前記内燃機関の自立燃焼運転中であって前記変速装置の変速比を変更させるための変速要求があった場合において、前記係合装置の直結係合状態での前記車輪の回転速度に応じて定まる前記内燃機関の回転速度が、前記変速要求に応じた変速動作中にアイドル回転速度未満になる場合に、前記変速動作中に前記係合装置をスリップさせる変速中スリップ制御を実行し、前記内燃機関の回転速度を前記アイドル回転速度以上に維持させる制御装置。
2. 前記変速中スリップ制御の実行中、前記内燃機関の回転速度を前記アイドル回転速度に維持させる請求項１に記載の制御装置。
3. 前記係合装置の直結係合状態での前記車輪の回転速度に応じて定まる前記内燃機関の回転速度が、前記変速動作中に前記アイドル回転速度未満とはならない場合であっても、前記内燃機関の回転速度及び出力トルクに応じて定まる前記内燃機関の動作点が前記変速動作中に予め定められたこもり音領域に属する状態になる場合には、前記変速中スリップ制御を実行する請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記内燃機関の動作点と前記こもり音領域との関係に基づく前記変速中スリップ制御の実行中、前記係合装置が有する一対の係合部材間の回転速度差を一定に維持させる請求項３に記載の制御装置。
5. 前記変速動作は、前記変速比が相対的に大きい変速段から変速比が相対的に小さい変速段への切り替えを行うアップシフト動作である請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。

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