JP2004066840A - ハイブリッド変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求める方式から出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求める方式への切り替えをショックなしに行う。
【解決手段】判定部３６は、エンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの回転差（Ｎｅ−Ｎｏ）が設定値Ｎａ＊以上で、且つ、出力側モータ／ジェネレータ目標回転数ｔＮｍ２と実回転数Ｎｍ２との回転差（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）が０以上である時、フラグＦＬＡＧ_ＭＧを１にし、それ以外でＦＬＡＧ_ＭＧ＝０にする。ＦＬＡＧ_ＭＧ＝０の間、入力側モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１を演算器５１で回転数フィードバック制御により求めると共に出力側モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２を演算器５４でパワーバランスによる演算により求める。ＦＬＡＧ_ＭＧ＝１になる時、ｔＴｍ１を演算器５３でパワーバランスによる演算により求めると共にｔＴｍ２を演算器５２で回転数フィードバック制御により求めるよう演算方式切り替える。（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０の時に切り替えるから、ｔＴｍ２が負にならず減速ショックを回避し得る。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の原動機とモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これら原動機とモータ／ジェネレータとの間における差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド変速機としては一般的に、シリーズ式と、パラレル式と、両者を組み合わせたシリーズ式＋パラレル式の３方式のものが知られているが、いずれもエンジン回転エネルギーの全部または一部を発電機により一旦電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーとバッテリからの電力とで車両駆動系に結合されたモータを駆動して車両の走行を行わせ、余剰な電気エネルギーをバッテリに蓄電するのが普通である。
そして、エンジン動作点を最適燃費が実現されるよう定めてバッテリへの充放電をタイミング良く行わせることにより、運転状態に応じた要求駆動力を良好な燃費のもとで発生させ得るものである。
【０００３】
従来のハイブリッド変速機を、特開平９−３０８０１２号公報に記載されたシリーズ式＋パラレル式のハイブリッド変速機用の変速制御装置について以下に説明する。
この種ハイブリッド変速機は、サンギヤ、リングギヤおよびキャリアよりなる単純遊星歯車組で前記の差動装置を構成し、キャリアに入力軸からのエンジン回転を入力する。
キャリアへの回転は、一方でサンギヤを経てジェネレータ（発電機）に伝達し、他方でリングギヤを経て車輪に伝達するようになし、リングギヤにはモータを結合してこれからの回転をも車輪に伝達するように構成する。
【０００４】
しかし従来のハイブリッド変速機においては、リングギヤに車輪とモータを結合するから、つまり、車輪とモータとが直接的に結合されているため、２個のモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるような制御ができず、バッテリへの充放電を頻繁に繰り返すこととなり、バッテリ寿命への悪影響が懸念される。
【０００５】
そこで本願出願人は先に、図１０（ａ），（ｂ）に示す共線図により表されるハイブリッド変速機を提案した。
このハイブリッド変速機は、共線図上の回転メンバとして４個の回転メンバを有する２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれエンジンＥＮＧ（エンジン回転数をＮｅで示す）からの入力および車輪駆動系への出力Ｏｕｔ（変速機出力回転数をＮｏで示す）を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２（それぞれの回転数をＮｍ１，Ｎｍ２で示す）を結合し、これらモータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るようにしたものである。
【０００６】
そして、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクを決定するに際しては、運転状態に応じた目標駆動トルクを実現するエンジン目標回転数求め、一方のモータ／ジェネレータの目標トルクに関しては、このエンジン目標回転数から目標回転数を求め、これに一方のモータ／ジェネレータの実回転数を一致させるためのトルクを該一方のモータ／ジェネレータの目標トルクとし、
他方のモータ／ジェネレータの目標トルクに関しては、この一方のモータ／ジェネレータの目標トルクから、両モータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致する（バッテリからの持ち出し電力が０になる）ダイレクト配電となるのに必要な他方のモータ／ジェネレータのトルクを該他方のモータ／ジェネレータの目標トルクとする。
【０００７】
ところでダイレクト配電状態を維持するためには、上記の通り一方のモータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により決定すると共に他方のモータ／ジェネレータの目標トルクをパワーバランスに基づくトルク制御により決定する状態と、逆に他方のモータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により決定すると共に一方のモータ／ジェネレータの目標トルクをパワーバランスに基づくトルク制御により決定する状態との間で切り替える必要が発生する。
この状態切り替えの判定に際しては、上記の差動装置が共線図上の２個の回転メンバの回転状態を決定すると他の回転メンバの回転状態が定まる２自由度の差動装置であることから、エンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの間における差値（Ｎｅ−Ｎｏ）に基づいて上記の切り替えを行うことが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの差値（Ｎｅ−Ｎｏ）に基づいて上記の状態切り替えを行う場合、特にエンジンを停止させ（Ｎｅ＝０）、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のみによる電気走行（以下、ＥＶ走行と言う）を行っている状態で、アクセルペダルの踏み込みによる加速でエンジンを始動する時に以下に説明するような問題を生ずる。
【０００９】
図１０（ａ）は、エンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの差値（Ｎｅ−Ｎｏ）が設定値Ｎａ^＊未満となるＥＶ走行時の実線図示のレバー状態から、エンジンＥＮＧが始動されて破線図示のレバー状態になる時の共線図を示し、かかる（Ｎｅ−Ｎｏ）＜Ｎａ^＊のもとでは、エンジンＥＮＧに近い入力側モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクＴｍ１を回転数フィードバック制御により決定すると共に他方の出力側モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクをパワーバランスに基づくトルク制御により決定する。
【００１０】
図１０（ｂ）は、エンジン回転数Ｎｅの上昇でこれと変速機出力回転数Ｎｏとの差値（Ｎｅ−Ｎｏ）が設定値Ｎａ^＊以上となって出力側モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクＴｍ２を回転数フィードバック制御により決定すると共に入力側モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクをパワーバランスに基づくトルク制御により決定するように切り替わり、レバーが実線図示の状態から破線図示の状態になる時の共線図を示す。
【００１１】
（Ｎｅ−Ｎｏ）＜Ｎａ^＊から（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ^＊に切り替わってモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルク算出方式が図１０（ａ）から同図（ｂ）に切り替わる直前にエンジンが始動されると特に、各回転メンバの回転数変化が大きいため、図１０（ｂ）への切り替え時に出力側モータ／ジェネレータＭＧ２の目標とする回転数と実回転数との間における差も大きく、この時実回転数よりも目標回転数の方が小さい場合は、出力側モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクＴｍ２が図１０（ｂ）に示すように負値となって大きなショックを発生させる懸念がある。
【００１２】
この現象を図９（ａ）により説明するにこの図は、上記のエンジン始動が瞬時ｔ１に行われ、瞬時ｔ２にモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式の図１０（ａ）から同図（ｂ）への切り替えが行われた場合の動作波形を示す。
瞬時ｔ１〜瞬時ｔ２間は、モータ／ジェネレータ目標トルク算出方式が図１０（ａ）に基づくものであるから、モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１が太い実線で示すように求められ、瞬時ｔ２以後は、モータ／ジェネレータ目標トルク算出方式が図１０（ｂ）に基づくものであるから、モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２が太い実線で示すように求められる。
ところで、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルク算出方式が図１０（ａ）から同図（ｂ）に切り替わる図９（ａ）の瞬時ｔ２にａ１で示すように、モータ／ジェネレータＭＧ２の実回転数Ｎｍ２と目標回転数ｔＮｍ２との間における差が大きくなり、しかも目標回転数ｔＮｍ２の方が実回転数Ｎｍ２よりも低いため、図１０（ｂ）にＴｍ２で示すモータ／ジェネレータＭＧ２の負トルクが図９（ａ）の瞬時ｔ２にａ２で示すごとく大きな段差を持ったものとなり、瞬時ｔ２から目標回転数ｔＮｍ２に実回転数Ｎｍ２が一致する瞬時ｔ３間における車輪駆動力の変化波形ａ３から明らかなごとく大きな減速ショックを生ずる。
【００１３】
本発明は、上記の問題が目標回転数ｔＮｍ２＜Ｎｍ２であることに起因するとの観点から、かかるｔＮｍ２＜Ｎｍ２のもとでは上記した図１０（ａ）から同図（ｂ）へのモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式の切り替えを禁止し、ｔＮｍ２≧Ｎｍ２になった時に、つまり、図９（ａ）の瞬時ｔ３の状態に至ったときに当該切り替えを行わせるようにすることで前記の問題を解消可能にしたハイブリッド変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるハイブリッド変速機の変速制御装置は、請求項１に記載のごとくに構成する。
つまり、共線図上に４個以上の回転メンバが存在する２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機を前提とする。
【００１５】
そして、運転状態に応じた目標駆動トルクを実現する前記原動機の目標トルクおよび目標回転数を求め、この原動機目標回転数から求めた入力側モータ／ジェネレータに係わる目標回転数に該入力側モータ／ジェネレータの実回転数を一致させるための入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、
この入力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、両モータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とよりなり、
原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御する第１制御系を設ける。
更に、上記原動機目標回転数から求めた出力側モータ／ジェネレータに係わる目標回転数に該出力側モータ／ジェネレータの実回転数を一致させるための出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、
この出力側モータ／ジェネレータ目標トルクから前記ダイレクト配電となるのに必要な入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とよりなり、
原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御する第２制御系を設け、出力側モータ／ジェネレータの目標回転数に対する実回転数の偏差が正であることを条件に前記第１制御系から前記第２制御系への切り替えを許可するよう構成したものである。
【００１６】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、出力側モータ／ジェネレータの目標回転数に対する実回転数の偏差が正であることを条件に上記第１制御系から上記第２制御系への切り替えを許可するため、
出力側モータ／ジェネレータの目標回転数が実回転数よりも小さい時に上記第１制御系から上記第２制御系への切り替えが行われることがなく、つまり出力側モータ／ジェネレータの目標トルクが負となる条件の時に上記第１制御系から上記第２制御系への切り替えが行われることがなく、これにより、上記第１制御系から上記第２制御系への切り替え時に図９（ａ）につき前述した減速ショックが発生するという問題を回避することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になる変速制御装置を適用するためのハイブリッド変速機を例示し、これを本実施の形態においては、前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして用いるのに有用な以下の構成となす。
【００１８】
図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）右側（エンジンＥＮＧに近い前側）にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また図の左側（エンジンＥＮＧから遠い後側）に例えば複合電流２層モータ４を可とするモータ／ジェネレータ組を内蔵する。
これらラビニョオ型プラネタリギヤセット２および複合電流２層モータ４は変速機ケース１の主軸線上に同軸に配置するが、この主軸線からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト５およびディファレンシャルギヤ装置６をも変速機ケース１内に内蔵させる。
【００１９】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ロングピニオンＰ１およびリングギヤＲを共有するシングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８の組み合わせになり、
シングルピニオン遊星歯車組７はサンギヤＳ２およびリングギヤＲにそれぞれロングピニオンＰ１を噛合させた構造とし、
ダブルピニオン遊星歯車組８はサンギヤＳ１およびロングピニオンＰ１の他に、大径のショートピニオンＰ２を備え、ショートピニオンＰ２をサンギヤＳ２およびロングピニオンＰ１に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組７，８のピニオンＰ１，Ｐ２を全て、共通なキャリアＣにより回転自在に支持する。
【００２０】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤＳ１、サンギヤＳ２、リングギヤＲ、およびキャリアＣの４個の回転メンバを主たる要素とし、これら４個の回転メンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置を構成する。
そして４個の回転メンバの回転速度順は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳ２の順番である。
なお本実施の形態で用いるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、シングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８のリングギヤ同士を結合し、キャリア同士を結合したものに等価である。
【００２１】
複合電流２層モータ４は、内側ロータ４ｒｉと、これを包囲する環状の外側ロータ４ｒｏとを、変速機ケース１内に同軸に回転自在に支持して備え、これら内側ロータ４ｒｉおよび外側ロータ４ｒｏ間における環状空間に同軸に配置した環状ステ−タ４ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状コイル４ｓと内側ロータ４ｒｉとで内側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータＭＧ１が構成され、環状コイル４ｓと外側ロータ４ｒｏとで外側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータＭＧ２が構成される。
ここでモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれ、複合電流を供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を供給されない時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００２２】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の上記した４個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図２および図３の共線図にも示したがサンギヤＳ１、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳ２の順に、第１モータ／ジェネレータＭＧ１、原動機であるエンジンＥＮＧ、ディファレンシャギヤ装置６を含む車輪駆動系への出力（Ｏｕｔ）、第２モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ結合する。
なおモータ／ジェネレータＭＧ１は図２および図３の共線図上においてエンジンＥＮＧに近い側にあり、従って以下では、モータ／ジェネレータＭＧ１を入力側モータ／ジェネレータとも称し、モータ／ジェネレータＭＧ２は図２および図３の共線図上において車輪駆動系への出力（Ｏｕｔ）に近い側にあり、従って以下では、モータ／ジェネレータＭＧ２を出力側モータ／ジェネレータとも称する。
【００２３】
この結合を図１に基づき以下に詳述するに、リングギヤＲを上記の通りエンジン（ＥＮＧ）回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤＲをエンジンクランクシャフト９に結合する。
サンギヤＳ１は中空軸１３を介して第１モータ／ジェネレータＭＧ１の内側ロータ４ｒｉに結合し、このモータ／ジェネレータＭＧ１および中空軸１３を遊嵌する軸１４を介してサンギヤＳ２を第２モータ／ジェネレータＭＧ２の外側ロータ４ｒｏに結合する。
【００２４】
キャリアＣを前記のごとく、車輪駆動系へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアＣに中空軸１５を介して出力歯車１６を結合し、これをカウンターシャフト５上のカウンター歯車１７に噛合させる。
カウンターシャフト５には別にファイナルドライブピニオン１８を一体的に設け、これを、ディファレンシャルギヤ装置６に設けたファイナルドライブリングギヤ１９に噛合させる。
変速機からの出力回転は、ファイナルドライブピニオン１８およびファイナルドライブリングギヤ１９により構成されるファイナルドライブギヤ組を経てディファレンシャルギヤ装置６に至り、このディファレンシャルギヤ装置により左右駆動輪２０に分配されるものとする。
【００２５】
上記の構成になるハイブリッド変速機は、図２および図３に示すような共線図により表すことができ、図２および図３の横軸は遊星歯車組７，８のギヤ比により決まる回転メンバ間の距離比、つまりリングギヤＲおよびキャリアＣ間の距離を１とした時のサンギヤＳ１およびリングギヤＲ間の距離の比をαで示し、キャリアＣおよびサンギヤＳ２間の距離をβで示したものである。
【００２６】
また図２の縦軸は、各回転メンバの回転速度、つまりリングギヤＲへのエンジン回転数Ｎｅ、サンギヤＳ１（モータ／ジェネレータＭＧ１）の回転数Ｎｍ１、キャリアＣからの出力（Ｏｕｔ）回転数Ｎｏ、およびサンギヤＳ２（モータ／ジェネレータＭＧ２）の回転数Ｎｍ２を示し、２個の回転メンバの回転速度が決まれば他の２個の回転メンバの回転速度が決まる。
図２において回転バランス式は、（Ｎｍ１−Ｎｏ）：（Ｎｅ−Ｎｏ）＝（１＋α）：１および（Ｎｅ−Ｎｍ２）：（Ｎｅ−Ｎｏ）＝（１＋β）：１で表され、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２はそれぞれ、エンジン回転数Ｎｅおよび出力回転数Ｎｏから次式により求めることができる。
Ｎｍ１＝（１＋α）Ｎｅ−α・Ｎｏ・・・（１）
Ｎｍ２＝（１＋β）Ｎｏ−β・Ｎｅ・・・（２）
【００２７】
図３の縦軸は、各回転メンバに働くエンジントルクＴｅ、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２、および出力（Ｏｕｔ）トルクＴｏを示す。
ここで、リングギヤＲに結合した入力回転系はエンジンＥＮＧが存在するためその回転イナーシャが大きく、またキャリアＣに結合した出力（Ｏｕｔ）回転系も車輪やディファレンシャルギヤ装置などが存在するためその回転イナーシャが大きいことから、共線図上におけるレバー重心Ｇは図３に示すごとく、イナーシャが大きなリングギヤＲ（エンジンＥＮＧ）およびキャリアＣ（出力Ｏｕｔ）間に位置し、この位置を以下ではサンギヤＳ１からの距離Ｘｇｃとして示す。
【００２８】
定常状態を維持（車速一定で目標駆動トルクを実現）するためには、４個の回転メンバに働くトルクによる重心Ｇ周りの並進運動γおよび回転運動δが共に０であることである。
つまり並進運動γについては、Ｔｍ１＋Ｔｅ＋（Ｔｏ＋Ｔｍ２）＝０が成立し、また回転運動δについては、Ｔｍ１×Ｘｇｃ＋Ｔｅ（Ｘｇｃ−α）＝Ｔｏ（α＋１−Ｘｇｃ）＋Ｔ２（α＋１＋β−Ｘｇｃ）が成立することである。
これら２式を解いてトルクバランス式は次式で表される。
Ｔｍ１＝−｛β・Ｔｏ＋（１＋β）Ｔｅ｝（α＋１＋β）・・・（３）
Ｔｍ２＝−｛（１＋α）Ｔｏ＋α・Ｔｅ｝（α＋１＋β）・・・（４）
【００２９】
図２および図３の共線図におけるレバーの傾き（変速比）は、変速機の入力（エンジン）回転数Ｎｅと、入力（エンジン）トルクＴｅとの組み合わせであるエンジン動作点（Ｎｅ，Ｔｅ）、
サンギヤＳ１に係わるモータ／ジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と、トルクＴｍ１との組み合わせであるモータ／ジェネレータ動作点（Ｎｍ１，Ｔｍ１）、
サンギヤＳ２に係わるモータ／ジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と、トルクＴｍ２との組み合わせであるモータ／ジェネレータ動作点（Ｎｍ２，Ｔｍ２）により決まり、
これらにより出力Ｏｕｔの回転数Ｎｏ（車速）と、トルクＴｏとの組み合わせ（Ｎｏ，Ｔｏ）が定まる。
【００３０】
上記したハイブリッド変速機の変速制御システムは図４に示すごとく、ハイブリッドコントローラ２１を具え、このハイブリッドコントローラ２１は後述する目標エンジントルク（ｔＴｅ）指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２がエンジンＥＮＧを当該目標トルク発生状態で運転させるように機能する。
【００３１】
ハイブリッドコントローラ２１は更に、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルク（ｔＴｍ１）指令および目標トルク（ｔＴｍ２）指令をそれぞれモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３がインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれの目標トルク発生状態で動作させるように機能する。
【００３２】
目標トルクｔＴｅ，ｔＴｍ１，ｔＴｍ２を求めるためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量からアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２６からの信号と、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２７からの信号と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ２８からの信号と、第１モータ／ジェネレータＭｇ１の回転数Ｎｍ１を検出する第１モータ／ジェネレータ回転センサ２９からの信号と、第２モータ／ジェネレータＭｇ２の回転数Ｎｍ２を検出する第２モータ／ジェネレータ回転センサ３０からの信号とを入力する。
ハイブリッドコントローラ２１はこれら入力情報を基に、図５にブロック線図で示す処理を行ってハイブリッド変速機の変速制御を以下のごとくに行う。
【００３３】
目標駆動トルク演算部３１は、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから運転者要求している車輪の目標駆動トルクｔＴｄを周知のマップ検索などの手法により求める。
ＥＶ走行判定部３２は、目標駆動トルクｔＴｄおよび車速ＶＳＰからＥＶ走行を行うべきか否かを判定し、ＥＶ走行を行うべきならＥＶ走行判定フラグＦＬＡＧ_ＥＶを１にセットしてエンジン動作点決定部３３に出力し、ＥＶ走行を行うべきでなければＥＶ走行判定フラグＦＬＡＧ_ＥＶを０にリセットする。
【００３４】
エンジン動作点決定部３３は、ＥＶ走行判定フラグＦＬＡＧ_ＥＶが１ならＥＶ走行を行うべきであるから目標エンジントルクｔＴｅおよび目標エンジン回転数ｔＴｅを共に０にする。
しかし、ＥＶ走行判定フラグＦＬＡＧ_ＥＶが０ならエンジンの運転が要求されているから、以下のごとくにエンジン動作点（ｔＮｅ，ｔＴｅ）を決定する。
つまり、車速ＶＳＰに車輪タイヤ半径などで決まる定数を掛けて求めた車輪駆動軸回転数Ｎｄと上記目標駆動トルクｔＴｄとの乗算により車輪の目標駆動力ｔＰｖを算出し、これにモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失分およびラビニョオ型プラネタリギヤセット２の伝動ロス分を加算して目標エンジン出力ｔＰｅを求め、この目標エンジン出力ｔＰｅを発生させるための目標エンジントルクｔＴｅおよび目標エンジン回転数ｔＮｅの組み合わせをエンジン動作点として定める。
【００３５】
かかるエンジン動作点の決定に際し好ましくは、図７に例示するエンジン性能線図を基に目標エンジン出力ｔＰｅを最低燃費で発生させるエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせをエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）とする最適燃費制御を用いるのが良い。
図７は、エンジン出力ごとにこれを発生するエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせを等馬力線として示し、各等馬力線上にあって対応するエンジン出力を最低燃費で発生させるエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせをＡ，Ｂ点により例示し、各等馬力線上の最低燃費点Ａ，Ｂを結ぶ線を最適燃費線として示す。
図７を基に最適燃費制御によりエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）を求めるに際しては、目標エンジン出力ｔＰｅに対応する等馬力線と最適燃費線との交点を例えばＡ点のように決定し、当該点に対応するエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせをエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）と定める。
【００３６】
第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部３４は、前記車輪駆動軸回転数Ｎｄにファイナルギヤ比Ｇｆを掛けて求め得る変速機出力回転数Ｎｏ、および上記の目標エンジン回転数ｔＮｅから、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２を、前記（２）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ２＝（１＋β）Ｎｏ−β・ｔＮｅ・・・（５）
の演算により求める。
【００３７】
モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３５はモータ／ジェネレータ目標トルク演算方式切り替え判定部３６と、第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３７と、第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３８とで構成し、これらを図６に明示するごときものとする。
モータ／ジェネレータ目標トルク演算方式切り替え判定部３６は、エンジン回転数Ｎｅ、変速機出力回転数Ｎｏ、演算部３４からの第２（出力側）モータ／ジェネレータ（ＭＧ２）目標回転数ｔＮｍ２、第２（出力側）モータ／ジェネレータ（ＭＧ２）実回転数Ｎｍ２とを入力され、これらを基に以下のごとくにモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式切り替えフラグＦＬＡＧ_ＭＧを決定する。
【００３８】
つまり、図６の加減算器４１においてエンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの間の回転差（Ｎｅ−Ｎｏ）を求め、比較器４２においてこの回転差（Ｎｅ−Ｎｏ）を設定値Ｎａ＊と比較する。比較器４２は、（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊の時切り替え器４３を実線位置にしてその出力をハイ「１」レベルとなし、（Ｎｅ−Ｎｏ）＜Ｎａ＊の時切り替え器４３を破線位置にしてその出力をロー「０」レベルとなす。
【００３９】
図６の加減算器４４においては、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２と実回転数Ｎｍ２との間の回転差（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）を求め、比較器４５においてこの回転差（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）を０と比較する。比較器４５は、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０の時切り替え器４６を実線位置にしてその出力をハイ「１」レベルとなし、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）＜０の時切り替え器４６を破線位置にしてその出力をロー「０」レベルとなす。
【００４０】
図６のＡＮＤゲート４７は、切り替え器４３，４６からのハイ「１」レベル出力の論理和をとり、結果として（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊であり、且つ、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０である時、出力であるモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式切り替えフラグＦＬＡＧ_ＭＧを１にセットし、これら条件の一方でも欠けるとモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式切り替えフラグＦＬＡＧ_ＭＧを０にリセットする。
【００４１】
第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３７、および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３８はそれぞれ、図６に明示するごとく回転数フィードバック制御による目標トルク演算器５１，５２と、パワーバランスによる目標トルク演算器５３，５４と、切り替え器５５，５６とを具える。
切り替え器５５，５６は上記のモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式切り替えフラグＦＬＡＧ_ＭＧに応答し、このフラグが１の時、つまり、（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊、且つ、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０の時、破線図示の切り替え位置となって、演算器５３により後述のごとくにして求めた第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１と、演算器５２により後述のごとくにして求めた第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２とを、対応するモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクとして用い、
フラグＦＬＡＧ_ＭＧが０の時、つまり、（Ｎｅ−Ｎｏ）＜Ｎａ＊、または、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）＜０の時、実線図示の切り替え位置となって、演算器５１により後述のごとくにして求めた第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１と、演算器５４により後述のごとくにして求めた第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２とを、対応するモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクとして用いる。従って、演算器５１，５４は本発明における第１制御系を構成し、演算器５２，５３は本発明における第２制御系を構成する。
【００４２】
先ず、演算器５１による第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１の演算要領と、演算器５４による第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２の演算要領について以下に説明する。
演算器５１においては最初に、変速機出力回転数Ｎｏおよび目標エンジン回転数ｔＮｅから、第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１を、前記（１）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ１＝（１＋α）ｔＮｅ−α・Ｎｏ・・・（６）
の演算により求める。
【００４３】
次に、この第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１およびフィードバックされた当該モータ／ジェネレータの実回転数Ｎｍ１を基に、実回転数Ｎｍ１をフィードバックゲインＫｇで目標回転数ｔＮｍ１に一致させるための当該モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１を以下のフィードバック演算により求める。
ｔＴｍ１＝Ｋｇ（ｔＮｍ１−Ｎｍ１）　・・・（７）
【００４４】
次いで演算器５４による第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２の演算要領を説明するに、演算器５４は、両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の実回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２および上記入力側モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１と、インバータ２４（図１参照）等による両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失ＬｏｓＭＧ１，ＬｏｓＭＧ２と、バッテリ出力電力Ｐｂａｔとから、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２を次式により求める。
ｔＴｍ２＝（Ｐｂａｔ−ｔＴｍ１×Ｎｍ１−ＬｏｓＭＧ１−ＬｏｓＭＧ２）／Ｎｍ２　・・・（８）
【００４５】
なお、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失ＬｏｓＭＧ１，ＬｏｓＭＧ２は予め求めておくことができるから、マップデータからの検索により求めることができる。
ここで、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電とは、一方のモータ／ジェネレータによる発電電力が他方のモータ／ジェネレータにより全て消費され、当該他方のモータ／ジェネレータがバッテリ電力の持ち出しなしにモータ駆動され、発電電力が一切バッテリに充電されることのない配電状態を意味するものとする。
【００４６】
次に、演算器５３による第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１の演算要領と、演算器５２による第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２の演算要領について以下に説明する。
演算器５２においては最初に、変速機出力回転数Ｎｏおよび目標エンジン回転数ｔＮｅから第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２を、前記（２）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ２＝（１＋β）Ｎｏ−β・ｔＮｅ・・・（９）
の演算により求める。
次いで、上記のごとくに求めた第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２および当該モータ／ジェネレータの実回転数Ｎｍ２を基に、実回転数Ｎｍ２をフィードバックゲインＫｇで目標回転数ｔＮｍ２に一致させるための当該モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２を以下のフィードバック演算により求める。
ｔＴｍ２＝Ｋｇ（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）　・・・（１０）
【００４７】
演算器５３は、両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の実回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２および上記のごとくに求めた出力側モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２と、インバータ２４（図１参照）等による両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失ＬｏｓＭＧ１，ＬｏｓＭＧ２と、バッテリ出力電力Ｐｂａｔとから、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な第１（入力側）モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ１を次式により求める。
ｔＴｍ１＝（Ｐｂａｔ−ｔＴｍ２×Ｎｍ２−ＬｏｓＭＧ１−ＬｏｓＭＧ２）／Ｎｍ１　・・・（１１）
【００４８】
図４のハイブリッドコントローラ２１は、図５および図６の処理により以上のごとくにそれぞれ求めた目標エンジントルクｔＴｅ、第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１、および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２をエンジンコントローラ２２およびモータコントローラ２３に供給し、エンジンＥＮＧおよび第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１並びに第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ、上記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより図５における目標駆動トルクｔＴｄを達成する。
【００４９】
ところで本実施の形態によれば、図５および図６の処理をフローチャートにより描き直した図８により説明すると、ステップ６１，６２において（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊、且つ、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０と判定しない限り、ステップ６３〜６５において、図６の演算器５１，５４によると同様の要領でそれぞれ第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２を求め、これらを対応するモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御に供し、
ステップ６１，６２において（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊、且つ、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０と判定した時に限り、つまり（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊の条件だけでなく、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０の条件も満たされた時に初めて、ステップ６６〜６８において、図６の演算器５２，５３によると同様の要領でそれぞれ第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２および第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１を求め、これらを対応するモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御に供するから以下の作用効果が得られる。
【００５０】
図９（ｂ）は、同図（ａ）と同じ条件のもとでの動作波形を示すが、本実施の形態のように（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊の条件だけでなく、（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）≧０の条件も満たされた時に初めて、図１０（ａ）から同図（ｂ）へのモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式の切り替えを行う場合、当該切り替えが瞬時ｔ２ではなく瞬時ｔ３において行われることとなり、
第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２が実回転数Ｎｍ２よりも小さい時に上記の切り替えが行われることがなくなる。
従って、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２が負となる条件の時に上記の切り替えが行われないようにし得て、図９（ｂ）における当該切り替え瞬時ｔ３におけるモータ／ジェネレータＭＧ２のトルクＴｍ２に係わる波形ｂ１および車輪駆動力に係わる波形ｂ２からも明らかなように、図９（ａ）につき前述した減速ショックの問題を回避することができる。
【００５１】
なお本実施の形態におけるように、（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊の条件が満たされた時に図１０（ａ）から同図（ｂ）へのモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式の切り替えを行う場合、以下の作用効果が得られる。
つまり、かように（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊である時モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２間にはＮｍ１＞Ｎｍ２の関係が成立する。しかしこの時も、高回転している第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１を、図１０（ａ）のように回転数フィードバック制御により求め続けると、当該モータ／ジェネレータＭＧ１の実回転数Ｎｍ１に関するフィードバック量が大きくなり、目標トルクｔＴｍ１を大きく変動させることになる。
一方で、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２は前記した通りこの第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１を基に求めることから、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２も大きく変動する。
【００５２】
このため、（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊の条件が満たされた時に図１０（ａ）のモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式を継続すると、目標トルクｔＴｍ１，ｔＴｍ２の大きな変動によりショックを生じやすいが、本実施の形態におけるように図１０（ａ）から同図（ｂ）へのモータ／ジェネレータ目標トルク算出方式の切り替えを行う条件として（Ｎｅ−Ｎｏ）≧Ｎａ＊の条件を設定する場合、回転数の低い方の第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２を回転数フィードバック制御により求めることになるから上記のようなショックの問題をも回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変速制御装置を適用し得るハイブリッド変速機を例示する線図的構成図である。
【図２】同ハイブリッド変速機の回転バランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図３】同ハイブリッド変速機のトルクバランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図４】本発明によるハイブリッド変速機の変速制御システムを示すブロック線図である。
【図５】本発明の一実施の形態になる変速制御装置を示す機能別ブロック線図である。
【図６】図５におけるモータ／ジェネレータ目標トルク演算部の詳細を示す機能別ブロック線図である。
【図７】エンジンの最適燃費線を等出力線とともに例示するエンジンの性能線図である。
【図８】同実施の形態になる変速制御装置を制御プログラムとして描き直したフローチャートである。
【図９】従来の変速制御動作と本発明による変速制御動作とを比較して示すもので、
（ａ）は、従来の変速制御動作に係わるタイムチャート、
（ｂ）は、本発明による変速制御動作のタイムチャートである。
【図１０】モータ／ジェネレータ目標トルク演算方式を示し、
（ａ）は、第１（入力側）モータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求める時の動作状況を示す共線図、
（ｂ）は、第２（出力側）モータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求める時の動作状況を示す共線図である。
【符号の説明】
１　変速機ケース
２　ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
ＥＮＧ　エンジン（原動機）
４　複合電流２層モータ
ＭＧ１　第１（入力側）モータ／ジェネレータ
ＭＧ２　第２（出力側）モータ／ジェネレータ
７　シングルピニオン遊星歯車組
８　ダブルピニオン遊星歯車組
Ｓ１　サンギヤ
Ｓ２　サンギヤ
Ｐ１　ロングピニオン
Ｐ２　ショートピニオン
Ｒ　リングギヤ
Ｃ　キャリア
２１　ハイブリッドコントローラ
２２　エンジンコントローラ
２３　モータコントローラ
２４　インバータ
２５　バッテリ
２６　アクセル開度センサ
２７　車速センサ
２８　エンジン回転センサ
２９　第１モータ／ジェネレータ回転センサ
３０　第２モータ／ジェネレータ回転センサ
３１　目標駆動トルク演算部
３２　ＥＶ走行判定部
３３　エンジン動作点決定部
３４　第２モータ／ジェネレータ目標回転数演算部
３５　モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
３６　モータ／ジェネレータ目標トルク演算方式切り替え判定部
３７　第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
３８　第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
５１　回転数フィードバック制御による演算器（第１制御系）
５２　回転数フィードバック制御による演算器（第２制御系）
５３　パワーバランスによる演算器（第２制御系）
５４　パワーバランスによる演算器（第１制御系）
５５　切り替え器
５６　切り替え器

Claims (2)

1. 共線図上に配置される回転メンバとして４個以上の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合し、これらモータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るようにしたハイブリッド変速機において、
   運転状態に応じた目標駆動トルクを実現する前記原動機の目標トルクおよび目標回転数を求め、この原動機目標回転数から求めた入力側モータ／ジェネレータに係わる目標回転数に該入力側モータ／ジェネレータの実回転数を一致させるための入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、
   この入力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、両モータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とよりなり、
   原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御する第１制御系を具え、
   前記原動機目標回転数から求めた出力側モータ／ジェネレータに係わる目標回転数に該出力側モータ／ジェネレータの実回転数を一致させるための出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、
   この出力側モータ／ジェネレータ目標トルクから前記ダイレクト配電となるのに必要な入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とよりなり、
   原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御する第２制御系を設け、
   出力側モータ／ジェネレータの目標回転数に対する実回転数の偏差が正であることを条件に前記第１制御系から前記第２制御系への切り替えを許可するよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
2. 請求項１に記載の変速制御装置において、前記第１制御系から前記第２制御系への切り替えを許可する条件として、前記原動機の回転数に対する変速機出力回転数の偏差が設定値以上であることを付加したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。

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