JP2004132421A - ハイブリッド変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２個のモータ／ジェネレータの一方をトルク制御、他方を回転数制御する時の制御精度を向上させて、動力性能や燃費性能の改善を実現する。
【解決手段】決定部４３は目標エンジン出力ｔＰｅを最低燃費で発生させる目標エンジントルクｔＴｅおよび目標エンジン回転数ｔＮｅを決定する。演算部４４，４５は、変速機目標出力トルクｔＴｏおよび目標エンジントルクｔＴｅからトルクバランス式を用いて第１モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ１および第２モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ２を求め、演算部４６，４７は、変速機出力回転数Ｎｏおよび目標エンジン回転数ｔＮｅから回転バランス式を用いて第２モータ／ジェネレータの目標回転数ｔＮｍ２および第１モータ／ジェネレータの目標回転数ｔＮｍ１を求める。選択部４８は、モータ／ジェネレータごとに求めたトルク検出手段の検出可能上限トルクに対する目標トルクｔＴｍ１，ｔＴｍ２の比が大きい方のモータ／ジェネレータをトルク制御による出力制御に用い、他方のモータ／ジェネレータを回転数制御による無段変速制御に用いる。
【選択図】　　　　図４

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制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種ハイブリッド変速機としては、例えば特許文献１に記載のように、共線図上に配置される回転メンバとして４個の回転メンバを有した２自由度・４要素の差動装置を具え、これら回転メンバにそれぞれ原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合したものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３１０１３１号公報
【０００４】
このような差動装置を用いたハイブリッド変速機においては、出力の回転数（車速ＶＳＰ）が判っている場合、入力（エンジン）および２個のモータ／ジェネレータの３個の回転数のうちの１個を決定することにより他の回転メンバの全ての回転数が決まり、変速比も決まる。
その意味で、入力（エンジン）および２個のモータ／ジェネレータのうちの１つを回転数制御することは変速比を制御することに等価である。
一方、共線図上における４個の回転メンバのトルクに関する相関関係については、２つの回転メンバのトルクを決めることにより、回転速度関係によらず残る２つの回転メンバのトルク値が決まる。
【０００５】
ところで、トルク制御などの応答性や制御精度に関してはエンジンよりもモータ／ジェネレータの方が優れているため、
エンジンは例えば回転速度に応じた目標トルクを実現するような定トルク制御を行わせ、
変速比の制御に当っては一方のモータ／ジェネレータを、回転数検出手段により検出した実回転数が、目標変速比から決まる目標回転数に一致するよう回転数制御し、
変速機出力トルクの制御に当っては他方のモータを、トルク検出手段により検出した実トルクが、共線図上のトルクバランス式とエンジントルクから決まる目標トルクに一致するようトルク制御することが、先の特許文献１における　［００２２］−［００２６］に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの時、回転数制御するモータ／ジェネレータ、および、トルク制御するモータ／ジェネレータを何の法則もなしに設定すると、変速比によっては回転数制御をしているモータ／ジェネレータの回転数が低くなって、回転数検出手段の検出誤差や、検出信号に混入するノイズの影響で回転数制御精度が低下するという問題を生ずることがあったり、
或いは、トルク制御をしているモータ／ジェネレータのトルクが小さくなって、トルク検出手段の検出誤差や、検出信号に混入するノイズの影響でトルク制御精度が悪化するという問題を生ずることがあった。
【０００７】
特に、前記の特許文献１に記載のようなハイブリッド変速機、つまり前記２個のモータ／ジェネレータを共通なバッテリにモータ駆動制御装置を介して接続し、変速比（＝エンジン回転数と出力回転数の比）に応じて一方のモータ／ジェネレータを発電機として用い、他方のモータ／ジェネレータをモータとして用いることによりバッテリへの充放電電力を小さく、或いは０にする（発電電力を全てモータ駆動に消費するダイレクト配電）ようにしたハイブリッド変速機にあっては以下の問題を生ずる。
【０００８】
つまりかかるハイブリッド変速機にあっては、常に一方のモータ／ジェネレータが低速度で大トルク、他方のモータ／ジェネレータが高速度で低トルクとなる関係にある。
この時、低速状態となるモータ／ジェネレータを回転数制御（＝変速比制御）している場合、当該モータ／ジェネレータの上記した回転数制御精度（＝変速比制御精度）の悪化により動力性能や燃費性能の悪化を誘起し、同時に他方のモータ／ジェネレータを低トルク状態であるにもかかわらずトルク制御（＝駆動力制御）することとなって、当該モータ／ジェネレータの前記したトルク制御精度（＝駆動力制御精度）の悪化により動力性能や燃費性能の悪化を誘起する。
【０００９】
本発明は、両モータ／ジェネレータの大トルク状態や高回転状態を逐一判断しつつ、トルク制御するモータ／ジェネレータと回転数制御するモータ／ジェネレータとを切り換えることにより上記の問題を解消することを趣旨とする。
つまり本発明は、大トルク状態のモータ／ジェネレータについてはこれをトルク制御し、他方のモータ／ジェネレータを回転数制御することにより、および／または、高回転状態のモータ／ジェネレータについてはこれを回転数制御し、他方のモータ／ジェネレータをトルク制御することにより前記の問題を解消するハイブリッド変速機の制御方法を提案することを目的とする。
【００１０】
【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制御方法は、請求項１に記載のごとく、
モータ／ジェネレータごとに、対応するトルク検出手段の検出可能上限トルクに対する現在のモータ／ジェネレータトルクの比を求め、
この比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用い、
他方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用いたり、
または、請求項２に記載のごとく上記と併せて、或いは、請求項３に記載のごとく上記とは別に、モータ／ジェネレータごとに、対応する回転数検出手段の検出可能上限回転数に対する現在のモータ／ジェネレータ回転数の比を求め、
この比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用い、
他方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用いることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の効果】
かかる本発明になるハイブリッド変速機の制御方法によれば、
モータ／ジェネレータごとに求めた、トルク検出手段の検出可能上限トルクに対する現在のモータ／ジェネレータトルクの比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用い、他方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用いるため、
大トルク状態のモータ／ジェネレータが確実にトルク制御され、他方のモータ／ジェネレータが回転数制御されることとなり、少なくとも大トルク状態のモータ／ジェネレータのトルク制御を高精度に行うことができて、トルク制御精度の悪化による動力性能や燃費性能の悪化を回避することができる。
【００１２】
また、本発明になるハイブリッド変速機の制御方法によれば、上記と併せて、若しくは上記とは別に、モータ／ジェネレータごとに求めた、回転数検出手段の検出可能上限回転数に対する現在のモータ／ジェネレータ回転数の比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用い、他方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用いるため、
高回転状態のモータ／ジェネレータが確実に回転数制御され、他方のモータ／ジェネレータがトルク制御されることとなり、少なくとも高回転状態のモータ／ジェネレータの回転数制御を高精度に行うことができて、回転数制御精度の悪化による動力性能や燃費性能の悪化を回避することができる。
【００１３】
特に、両モータ／ジェネレータを共通なバッテリに接続して、変速比に応じ一方のモータ／ジェネレータを発電機として用い、他方のモータ／ジェネレータをモータとして用いることによりバッテリへの充放電電力を小さく、或いは０にする（ダイレクト配電）型式のハイブリッド変速機にあっては、
一方のモータ／ジェネレータの回転数とトルクとの積で表されるパワー、および他方のモータ／ジェネレータの回転数とトルクとの積で表されるパワーの和ができるだけ小さく、または０になるよう両モータ／ジェネレータの目標トルクおよび目標回転数を決定するため、常に一方のモータ／ジェネレータが低速度で大トルク、他方のモータ／ジェネレータが高速度で低トルクとなる関係にあることとなり、
請求項２に記載の発明のように上記２つの制御方式を同時に適用することができ、これにより、回転数制御される一方のモータ／ジェネレータの制御精度と、トルク制御されるモータ／ジェネレータの制御精度との双方を確実に高くし得て前記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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制御方法を適用可能な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に詳述する構成となす。
【００１５】
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。
【００１６】
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Ｓｓにロングピニオン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Ｓｄ、リングギヤＲ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を具え、ショートピニオンＰ２をサンギヤＳｄおよびリングギヤＲに噛合させると共にロングピニオンＰ１にも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。
【００１７】
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Ｓｄ、サンギヤＳｓ、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、図２の共線図により示した通りサンギヤＳｓ、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳｄの順番である。
なお差動装置は、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に限られず、任意のものを用いることができるのは言うまでもない。
【００１８】
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具え、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と外側ロータ４ｒｏとで外側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータＭＧ１を構成し、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２のモータ／ジェネレータＭＧ２を構成する。
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。
【００１９】
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の共線図にも示したがサンギヤＳｓ、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳｄ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。
【００２０】
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をクラッチ３を介してエンジンクランクシャフト９に結合する。
サンギヤＳｄは軸１１を介して第２モータ／ジェネレータＭＧ２の内側ロータ４ｒｉに結合し、軸１１を包套する中空軸１２を介してサンギヤＳｓを第１モータ／ジェネレータＭＧ１の外側ロータ４ｒｏに結合する。
【００２１】
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１３を介して出力歯車１４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１５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１６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１７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１６およびファイナルドライブリングギヤ１７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１８に分配されるものとする。
【００２２】
上記の構成になるハイブリッド変速機は図２に示すような共線図により表すことができ、この共線図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Ｓｓ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Ｓｄ間の距離をβで示したものである。
また共線図の縦軸は、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Ｓｓ（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Ｓｄ（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から次式の回転バランス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）
【００２３】
図２には更に、その縦軸方向のベクトルとして、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を示した。
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２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Ｓｓからの距離Ｘｇｃとして示す。
【００２４】
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点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、図２の共線図における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）
【００２５】
なお図１ではモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を複合電流２層モータとして構成したが、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はこれに限られず、個々のロータおよびステータ組で構成し、これらの組を相互に径方向へオフセットさせて配置することができる。
【００２６】
上記したハイブリッド変速機の変速制御システムは図３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は目標エンジントルクｔＴｅに関する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はエンジンＥＮＧを当該目標トルクが発生するよう運転させる。
【００２７】
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の目標トルクｔＴｍ１およびモータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２の組み合わせに関する指令、またはモータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１およびモータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ１の組み合わせに関する指令をモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３はインバータ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、上記した目標値の組み合わせが達成されるよう制御する。
【００２８】
これが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、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の実トルクＴｍ１，Ｔｍ２を検出するトルク検出手段２８，２９からの信号と、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の実回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を検出する回転検出手段３０，３１からの信号とを入力する。
なお、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク検出手段２８，２９および回転検出手段３０，３１からの信号は更にモータコントローラ２３にも供給し、モータコントローラ２３がこれら検出手段からの信号と上記した目標値との間における偏差に応じたフィードバック制御により当該目標値が達成されるようになす。ハイブリッドコントローラ２１は上記の入力情報を基に、図４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。
【００２９】
図４における目標駆動トルク演算部４１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。
目標エンジン（原動機）出力演算部４２は、車速ＶＳＰに車輪タイヤ半径などで決まる定数Ｋｒを掛けて車輪駆動軸回転数Ｎｄを求め、乗算器４２ａで車輪駆動軸回転数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の損失分を加算して目標エンジン出力ｔＰｅを求める。
なお、目標エンジン出力ｔＰｅの算出に当たっては、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失分に加えて、必要に応じラビニョオ型プラネタリギヤセット２の伝動ロス分をも加算することができる。
【００３０】
エンジン（原動機）動作点決定部４３は、目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅを発生させるための目標エンジン（原動機）トルクｔＴｅおよび目標エンジン（原動機）回転数ｔＮｅの組み合わせとしてエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）を決定する。
かかるエンジン動作点の決定に際し好ましくは、図５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。
【００３１】
図５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５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。
【００３２】
第１モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４４は、目標駆動トルクｔＴｄをファイナルギヤ比Ｇｆで除算して求め得る変速機目標出力トルクｔＴｏ、および上記の目標エンジントルクｔＴｅから、第１モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１を、前記（３）式に対応する次のトルクバランス式
ｔＴｍ１＝−｛β・ｔＴｏ＋（１＋β）ｔＴｅ｝（α＋１＋β）・・・（５）
の演算により求める。
また第２モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４５は、同じく変速機目標出力トルクｔＴｏおよび目標エンジントルクｔＴｅから、第２モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２を、前記（４）式に対応する次のトルクバランス式
ｔＴｍ２＝−｛（１＋α）ｔＴｏ＋α・ｔＴｅ｝（α＋１＋β）・・・（６）
の演算により求める。
【００３３】
第２モータ／ジェネレータ目標回転数演算部４６は、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、および前記目標エンジン回転数ｔＮｅから、第２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・・・（７）
の演算により求める。
第１モータ／ジェネレータ目標回転数演算部４７は、同じく変速機出力回転数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・・・（８）
の演算により求める。
【００３４】
モータ／ジェネレータ制御指令選択部４８は、図６に示す処理により、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の何れをトルク制御すべきかを決定して対応する目標トルクを図３のモータコントローラ２３に供給するよう機能する。
これがためモータ／ジェネレータ制御指令選択部４８は、ブロック４８ａにおいてモータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１または手段２８で検出した実績トルクＴｍ１を読み込み（前者の目標トルクｔＴｍ１の方が内部信号であるから、また検出誤差が混入しないから好ましい）、ブロック４８ｂにおいてモータ／ジェネレータＭＧ１に係わるトルク検出手段２８の検出可能上限トルクＴｍ１ｍａｘを読み込む。
ブロック４８ｃでは、トルク検出手段２８の検出可能上限トルクＴｍ１ｍａｘに対するモータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１または実績トルクＴｍ１の比の絶対値をＲａｔｉｏ（Ｔｍ１）としてメモリする。
また、ブロック４８ｄにおいてモータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２または手段２９で検出した実績トルクＴｍ２を読み込み（前者の目標トルクｔＴｍ２の方が内部信号であるから、また検出誤差が混入しないから好ましい）、ブロック４８ｅにおいてモータ／ジェネレータＭＧ２に係わるトルク検出手段２９の検出可能上限トルクＴｍ２ｍａｘを読み込む。
ブロック４８ｆでは、トルク検出手段２９の検出可能上限トルクＴｍ２ｍａｘに対するモータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２または実績トルクＴｍ２の比の絶対値をＲａｔｉｏ（Ｔｍ２）としてメモリする。
【００３５】
ブロック４８ｇでは、モータ／ジェネレータＭＧ１に係わるトルクの上記した比Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ１）と、モータ／ジェネレータＭＧ２に係わるトルクの上記した比Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ２）とを比較し、Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ１）≧Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ２）であるのか、つまり第１モータ／ジェネレータＭＧ１の方が第２モータ／ジェネレータＭＧ２よりも大トルク状態であるのか、或いは、Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ１）＜Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ２）であるのか、つまり第２モータ／ジェネレータＭＧ２の方が第１モータ／ジェネレータＭＧ１よりも大トルク状態であるのかを判定する。
そしてこの判定結果をもとに、大トルク状態である方のモータ／ジェネレータをトルク制御すべくこれに係わる指令値として目標トルクを用い、他方のモータ／ジェネレータに係わる指令値として目標回転数を用いる。
【００３６】
つまり、Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ１）≧Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ２）であれば、大トルク状態である方の第１モータ／ジェネレータＭＧ１をトルク制御すべくこれに係わる指令値として目標トルクｔＴｍ１を用い、他方のモータ／ジェネレータＭＧ２を回転数制御すべくこれに係わる指令値として目標回転数ｔＮｍ２を用い、これら（ｔＴｍ１，　ｔＮｍ２）の組み合わせをモータコントローラ２３に指令する。
逆にＲａｔｉｏ（Ｔｍ１）＜Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ２）であれば、大トルク状態である方の第２モータ／ジェネレータＭＧ２をトルク制御すべくこれに係わる指令値として目標トルクｔＴｍ２を用い、他方のモータ／ジェネレータＭＧ１を回転数制御すべくこれに係わる指令値として目標回転数ｔＮｍ１を用い、これら（ｔＮｍ１，　ｔＴｍ２）の組み合わせをモータコントローラ２３に指令する。
【００３７】
エンジンＥＮＧ、第１モータ／ジェネレータＭＧ１および第２モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ、上記のごとくに求めた対応する目標値ｔＴｅ、および（ｔＴｍ１，ｔＮｍ２）または（ｔＮｍ１，ｔＴｍ２）が実現されるよう制御することにより目標駆動トルクｔＴｄを実現することができる。
ところで本実施の形態によれば、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２ごとに求めた、トルク検出手段２８，２９の検出可能上限トルクＴｍ１ｍａｘ，Ｔｍ２ｍａｘに対する現在のモータ／ジェネレータトルクＴｍ１（またはｔＴｍ１），Ｔｍ２（またはｔＴｍ２）の比Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ１），Ｒａｔｉｏ（Ｔｍ２）が大きい方のモータ／ジェネレータをトルク制御による出力制御に用い、他方のモータ／ジェネレータを、回転数制御による無段変速制御に用いるため、
大トルク状態のモータ／ジェネレータが確実にトルク制御され、他方のモータ／ジェネレータが回転数制御されることとなり、少なくとも大トルク状態のモータ／ジェネレータのトルク制御を高精度に行うことができて、トルク制御精度の悪化による動力性能や燃費性能の悪化を回避することができる。
【００３８】
なお上記の制御において、モータ／ジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）を回転数制御からトルク制御に切り換えるに際しては、図７の瞬時ｔ１に当該切り換えを行う場合につき説明すると、切り換えられるモータ／ジェネレータのトルク指令を、切り換え直前における実トルクを初期値とし、この初期値から切り換え時における目標トルクに向け滑らかに変化する値に定めることとし、これにより当該切り換え時におけるショックを緩和する。
【００３９】
図４のモータ／ジェネレータ制御指令選択部４８は、図６に示す処理の代わりに図８に示す処理により、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の何れを回転数制御すべきかを決定して対応する目標回転数を図３のモータコントローラ２３に供給するよう機能するものでもよい。
図８のブロック４８ｈにおいてモータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１または手段３０で検出した実績回転数Ｎｍ１を読み込み（前者の目標回転数ｔＮｍ１の方が内部信号であるから、また検出誤差が混入しないから好ましい）、ブロック４８ｉにおいてモータ／ジェネレータＭＧ１に係わる回転検出手段３０の検出可能上限回転数Ｎｍ１ｍａｘを読み込む。
ブロック４８ｊでは、回転検出手段３０の検出可能上限回転数Ｎｍ１ｍａｘに対するモータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１または実績回転数Ｎｍ１の比の絶対値をＲａｔｉｏ（Ｎｍ１）としてメモリする。
また、ブロック４８ｋにおいてモータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２または手段３１で検出した実績回転数Ｎｍ２を読み込み（前者の目標回転数ｔＮｍ２の方が内部信号であるから、また検出誤差が混入しないから好ましい）、ブロック４８ｍにおいてモータ／ジェネレータＭＧ２に係わる回転検出手段３１の検出可能上限トルクＮｍ２ｍａｘを読み込む。
ブロック４８ｎでは、回転検出手段３１の検出可能上限回転数Ｎｍ２ｍａｘに対するモータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２または実績回転数Ｎｍ２の比の絶対値をＲａｔｉｏ（Ｎｍ２）としてメモリする。
【００４０】
ブロック４８ｐでは、モータ／ジェネレータＭＧ１に係わる回転数の上記した比Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ１）と、モータ／ジェネレータＭＧ２に係わる回転数の上記した比Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ２）とを比較し、Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ１）≧Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ２）であるのか、つまり第１モータ／ジェネレータＭＧ１の方が第２モータ／ジェネレータＭＧ２よりも高回転状態であるのか、或いは、Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ１）＜Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ２）であるのか、つまり第２モータ／ジェネレータＭＧ２の方が第１モータ／ジェネレータＭＧ１よりも高回転状態であるのかを判定する。
そしてこの判定結果をもとに、高回転状態である方のモータ／ジェネレータを回転数制御すべくこれに係わる指令値として目標回転数を用い、他方のモータ／ジェネレータに係わる指令値として目標トルクを用いる。
【００４１】
つまり、Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ１）≧Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ２）であれば、高回転状態である方の第１モータ／ジェネレータＭＧ１を回転数制御すべくこれに係わる指令値として目標回転数ｔＮｍ１を用い、他方のモータ／ジェネレータＭＧ２をトルク制御すべくこれに係わる指令値として目標トルクｔＴｍ２を用い、これら（ｔＮｍ１，　ｔＴｍ２）の組み合わせをモータコントローラ２３に指令する。
逆にＲａｔｉｏ（Ｎｍ１）＜Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ２）であれば、高回転状態である方の第２モータ／ジェネレータＭＧ２を回転数制御すべくこれに係わる指令値として目標回転数ｔＮｍ２を用い、他方のモータ／ジェネレータＭＧ１をトルク制御すべくこれに係わる指令値として目標トルクｔＴｍ１を用い、これら（ｔＴｍ１，　ｔＮｍ２）の組み合わせをモータコントローラ２３に指令する。
【００４２】
エンジンＥＮＧ、第１モータ／ジェネレータＭＧ１および第２モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ、上記のごとくに求めた対応する目標値ｔＴｅ、および（ｔＮｍ１，　ｔＴｍ２）または（ｔＴｍ１，　ｔＮｍ２）が実現されるよう制御することにより目標駆動トルクｔＴｄを実現することができる。
ところで本実施の形態においても、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２ごとに求めた、回転検出手段３０，３１の検出可能上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ２ｍａｘに対する現在のモータ／ジェネレータ回転数Ｎｍ１（またはｔＮｍ１），Ｎｍ２（またはｔＮｍ２）の比Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ１），Ｒａｔｉｏ（Ｎｍ２）が大きい方のモータ／ジェネレータを回転数制御による無段変速制御に用い、他方のモータ／ジェネレータを、トルク制御による出力制御に用いるため、
高回転状態のモータ／ジェネレータが確実に回転数制御され、他方のモータ／ジェネレータがトルク制御されることとなり、少なくとも高回転状態のモータ／ジェネレータの回転数制御を高精度に行うことができて、回転数制御精度の悪化による動力性能や燃費性能の悪化を回避することができる。
【００４３】
なお上記の制御において、モータ／ジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）をトルク制御から回転数制御に切り換えるに際しては、図９の瞬時ｔ１に当該切り換えを行う場合につき説明すると、切り換えられるモータ／ジェネレータの回転数指令を、切り換え直前における実回転数を初期値とし、この初期値から切り換え時における目標回転数に向け滑らかに変化する値に定めることとし、これにより当該切り換え時におけるショックを緩和する。
【００４４】
図４のモータ／ジェネレータ制御指令選択部４８は、図６に示す処理または図８に示す処理によりモータ／ジェネレータ制御指令を選択する場合について述べたが、これらを組み合わせてもよい。
特に、図３に示すように両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を共通なバッテリ２５に接続し、変速比に応じ一方のモータ／ジェネレータを発電機として用い、他方のモータ／ジェネレータをモータとして用いることによりバッテリ２５への充放電電力を小さく、或いは０にする（ダイレクト配電）型式のハイブリッド変速機にあっては、
一方のモータ／ジェネレータの回転数とトルクとの積で表されるパワー、および他方のモータ／ジェネレータの回転数とトルクとの積で表されるパワーの和ができるだけ小さく、または０になるよう両モータ／ジェネレータの目標トルクおよび目標回転数を決定するため、常に一方のモータ／ジェネレータが低速度で大トルク、他方のモータ／ジェネレータが高速度で低トルクとなる関係にあることから、
図６に示す処理と図８に示す処理とを組み合わせてこれらを同時に適用することができ、これにより、回転数制御される一方のモータ／ジェネレータの制御精度と、トルク制御されるモータ／ジェネレータの制御精度との双方を確実に高くし得て前記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御方法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およびトルク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変速制御システムを示すブロック線図である。
【図４】同変速制御システムにおけるハイブリッドコントローラが実行する変速制御の機能別ブロック線図である。
【図５】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６】図４におけるモータ／ジェネレータ制御指令選択部の詳細を示す機能別ブロック線図である。
【図７】同モータ／ジェネレータ制御指令選択部により回転数制御からトルク制御に切り換えられたモータ／ジェネレータの過渡的なトルク指令の経時変化を例示するタイムチャートである。
【図８】本発明の他の実施の形態になる制御方法を示す、図６と同様な機能別ブロック線図である。
【図９】同実施の形態においてトルク制御から回転数制御に切り換えられたモータ／ジェネレータの過渡的な回転数指令の経時変化を例示するタイムチャートである。
【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）
３　クラッチ
ＥＮＧ　エンジン（原動機）
４　複合電流２層モータ
ＭＧ１　第１モータ／ジェネレータ
ＭＧ２　第２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
Ｓｄ　サンギヤ
Ｓｓ　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　第１モータ／ジェネレータのトルク検出手段
２９　第２モータ／ジェネレータのトルク検出手段
３０　第１モータ／ジェネレータの回転検出手段
３１　第２モータ／ジェネレータの回転検出手段
４１　目標駆動トルク演算部
４２　目標エンジン出力演算部
４３　エンジン動作点決定部
４４　第１モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
４５　第２モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
４６　第２モータ／ジェネレータ目標回転数演算部
４７　第１モータ／ジェネレータ目標回転数演算部
４８　モータ／ジェネレータ制御指令選択部

Claims (7)

1. 共線図上に配置される回転メンバとして４個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、前記回転メンバにそれぞれ原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合し、これらモータ／ジェネレータに回転数検出手段およびトルク検出手段を設けて、一方のモータ／ジェネレータの回転数制御により無段変速を行い、他方のモータ／ジェネレータのトルク制御により出力制御を行うようにしたハイブリッド変速機において、
   前記モータ／ジェネレータごとに、対応する前記トルク検出手段の検出可能上限トルクに対する現在のモータ／ジェネレータトルクの比を求め、
   この比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用い、
   他方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用いることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。
2. 請求項１に記載のハイブリッド変速機の制御方法において、前記モータ／ジェネレータごとに、対応する前記回転数検出手段の検出可能上限回転数に対する現在のモータ／ジェネレータ回転数の比を求め、
   この比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用い、
   他方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用いることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。
3. 共線図上に配置される回転メンバとして４個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、前記回転メンバにそれぞれ原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合し、これらモータ／ジェネレータに回転数検出手段およびトルク検出手段を設けて、一方のモータ／ジェネレータの回転数制御により無段変速を行い、他方のモータ／ジェネレータのトルク制御により出力制御を行うようにしたハイブリッド変速機において、
   前記モータ／ジェネレータごとに、対応する前記回転数検出手段の検出可能上限回転数に対する現在のモータ／ジェネレータ回転数の比を求め、
   この比が大きい方のモータ／ジェネレータを、前記回転数制御による無段変速制御に用い、
   他方のモータ／ジェネレータを、前記トルク制御による出力制御に用いることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。
4. 請求項１または２に記載のハイブリッド変速機の制御方法において、現在のモータ／ジェネレータトルクとして、対応するモータ／ジェネレータの目標トルクを用いることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。
5. 請求項２または３に記載のハイブリッド変速機の制御方法において、前記現在のモータ／ジェネレータ回転数として、対応するモータ／ジェネレータの目標回転数を用いることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機の制御方法において、前記モータ／ジェネレータを前記回転数制御からトルク制御に切り換える時は、該モータ／ジェネレータのトルク指令を、前記切り換え直前におけるトルク値を初期値とし、この初期値から切り換え時における目標トルクに向け滑らかに変化する値に定めることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機の制御方法において、前記モータ／ジェネレータを前記トルク制御から回転数制御に切り換える時は、該モータ／ジェネレータの回転数指令を、前記切り換え直前における回転数を初期値とし、この初期値から切り換え時における目標回転数に向け滑らかに変化する値に定めることを特徴とするハイブリッド変速機の制御方法。

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