JP2005012864A

JP2005012864A - ハイブリッド駆動装置の制御装置

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Publication number: JP2005012864A
Application number: JP2003171253A
Authority: JP
Inventors: Hiroatsu Endo; 弘淳遠藤; Tatsuya Ozeki; 竜哉尾関
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP3758650B2; US7134982B2; DE102004027138B4; DE102004027138A1; US20040254046A1

Abstract

【課題】アシスト動力源のトルクを出力軸に付加する変速機の変速を遅れやショックを生じることなく実行する。
【解決手段】主動力源の出力したトルクが伝達される出力部材に、アシスト動力源が変速機構を介して連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、変速中は上記アシスト動力源のトルクを所定の範囲内に制限する、トルク制限手段（ステップＳ０６）を備えており、上記トルク制限手段が、上記アシスト動力源の回転数が予め定められた所定値を超えた場合に、上記トルクの上限を制限する上限トルク制限手段（ステップＳ０９）と、上記アシスト動力源の回転数が予め定められた所定値を下回った場合に、上記トルクの下限を制限する下限トルク制限手段（ステップＳ１０）とからなっていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行のための動力源として複数の動力源を備えているハイブリッド駆動装置に関し、特に主動力源からトルクが伝達される出力部材に、変速機構を介して、アシスト動力源を連結したハイブリッド駆動装置を対象とした制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用のハイブリッド駆動装置は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とモータもしくはモータ・ジェネレータなどの電動装置とを動力源とするものが一般的であるが、これらの内燃機関と電動装置との組合せの形態は多様であり、また電動装置の使用数も一台に限らず、複数台使用する例もある。その一例を挙げると、特開２００２−２２５５７８号公報（特許文献１）には、エンジンと第１モータ・ジェネレータとを、シングルピニオン型遊星歯車機構からなる合成分配機構を介して相互に連結するとともに、その合成分配機構から出力部材にトルクを伝達し、さらにその出力部材に変速機構を介して第２モータ・ジェネレータを連結し、その第２モータ・ジェネレータの出力トルクを、いわゆるアシストトルクとして出力部材に付加するように構成されたハイブリッド駆動装置が記載されている。また、その変速機構が、直結状態と減速状態とに切り換えることのできる遊星歯車機構によって構成されており、直結状態では第２モータ・ジェネレータのトルクをそのまま出力部材に付加し、また減速状態では第２モータ・ジェネレータのトルクを増大させて出力部材に付加するように構成されている。
【０００３】
上記のハイブリッド駆動装置では、第２モータ・ジェネレータを力行状態あるいは回生状態に制御することにより、正トルクを出力部材に付加し、あるいは負トルクを出力部材に付加することができる。また、変速機構によって減速状態を設定できるので、第２モータ・ジェネレータを低トルク型化あるいは小型化することができる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のハイブリッド駆動装置では、高速段および低速段の切替用のハイブレーキおよびローブレーキを持ち、高速段に切り替えるときはローブレーキを解放しハイブレーキを結合する。低速段に切り替えるときハイブレーキを解放しローブレーキを結合させる。このようにブレーキの接続を切り替えることにより高速段と低速段の切替をおこなうことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２５５７８号公報（段落（００２１）〜（００３４）、図１）
【特許文献２】
特公昭４７ー３１７７３号公報（第８ページ第１０行〜第３４行）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１に記載されている構成の変速機での変速は、モータ・ジェネレータなどの入力側の部材と出力軸などの出力側の部材との回転数の比率を変更する制御であるから、変速の前後では、変速機およびこれに連結されている回転部材の回転数が変化する。その回転数の変化が急激であれば、回転数変化に伴う慣性トルクが大きくなるので、いわゆる変速ショックが悪化する。そのため、例えば従来の一般的な車両用自動変速機では、変速に関与するクラッチなどの摩擦係合装置のトルク容量すなわち係合圧を制御して、出力軸トルクを滑らかに変化させている。
【０００７】
しかし、変速に関与するクラッチもしくはブレーキの係合・解放のタイミングがずれると、第２モータ・ジェネレータに加わる負荷が急激に変動し、第２モータ・ジェネレータの回転数が高くなりすぎたり、低くなりすぎたりする。そのため、同期回転数に引き上げたり、あるいは引き下げたりするための時間がかかり、同期回転数にあわせることに伴う吸収されるエネルギーが多くなってしまう。そのため、変速の遅れが発生し、摩擦係合装置の耐久性が低下する可能性があった。また、変速の遅れを回避するために係合・解放を急激におこなうと、回転数変化に伴うショックが現れる可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、力行および回生の各機能のある電動機を出力部材に連結している変速機構での変速を確実に進行させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、変速時にアシスト動力源のトルクまたは回転数の変化を制限するように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、主動力源の出力したトルクが伝達される出力部材に、アシスト動力源が変速機構を介して連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、上記変速機構が変速している間は、上記アシスト動力源のトルクを所定の範囲内に制限するトルク制限手段を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置である。
【００１０】
したがって請求項１の発明では、変速機構の変速時には、アシスト動力源のトルクの出力が制限され、その結果、所定の回転部材の回転数を所期の範囲内に抑制し、変速の遅れを回避するとともに、変速機に無理な熱負荷が加わらない。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１において、上記トルク制限手段が、上記アシスト動力源から相対的にトルクが出力されており、上記アシスト動力源の回転数が予め定められた所定値を超えた場合に、上記アシスト動力源の出力トルクの上限を制限する上限トルク制限手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１２】
したがって、請求項２の発明では、アシスト動力源からトルクが出力されている時に変速がおこなわれている場合で、その回転数が予め定められた所定値を超えた場合には、それ以上のトルクの増加が抑えられる。また、変速機に無理な力がそれ以上加わらない。
【００１３】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２において、上記トルク制限手段が、上記アシスト動力源から相対的にトルクが出力されておらず、上記アシスト動力源の回転数が予め定められた所定値を下回った場合に、上記アシスト動力源の出力トルクの下限を制限する下限トルク制限手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１４】
したがって請求項３の発明では、アシスト動力源からトルクが出力されていない時に変速がおこなわれている場合で、その回転数が予め定められた所定値を下回った場合には、それ以上のトルクの減少が抑えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置について説明すると、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置は、一例として車両に搭載されるものであって、図３に示すように、主動力源１のトルクが出力部材２に伝達され、その出力部材２からデファレンシャル３を介して駆動輪４にトルクが伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御の可能なアシスト動力源５が設けられており、このアシスト動力源５が変速機６を介して出力部材２に連結されている。したがってアシスト動力源５と出力部材２との間で伝達するトルクを変速機６で設定する変速比に応じて増減するようになっている。
【００１６】
上記の変速機６は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５で出力したトルクを増大させて出力部材２に伝達できるので、アシスト動力源５を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、例えば車速に応じて出力部材２の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５の回転数を低下させる。また、出力部材２の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。
【００１７】
より具体的に説明すると、主動力源１は図４に示すように、内燃機関１０と、モータ・ジェネレータ（以下、仮に第１モータ・ジェネレータもしくはＭＧ１と記す）１１と、これら内燃機関１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２とを主体として構成されている。その内燃機関（以下、エンジンと記す）１０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動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１３によっておこなうように構成されている。
【００１８】
また、第１モータ・ジェネレータ１１は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４を介してバッテリーなどの蓄電装置１５に接続されている。そして、そのインバータ１４を制御することにより、第１モータ・ジェネレータ１１の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１６が設けられている。なお、第１モータ・ジェネレータ１１のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。
【００１９】
さらに、遊星歯車機構１２は、外歯歯車であるサンギヤ１７と、そのサンギヤ１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１９とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記内燃機関１０の出力軸がダンパー２０を介してそのキャリヤ１９に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１９が入力要素となっている。
【００２０】
これに対してサンギヤ１７に第１モータ・ジェネレータ１１のロータ（図示せず）が連結されている。したがってサンギヤ１７がいわゆる反力要素となっており、またリングギヤ１８が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ１８が出力部材（すなわち出力軸）２に連結されている。
【００２１】
一方、変速機６は、図４に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第１サンギヤ２１と第２サンギヤ２２とが設けられており、その第１サンギヤ２１にショートピニオン２３が噛合するとともに、そのショートピニオン２３がこれより軸長の長いロングピニオン２４に噛合し、そのロングピニオン２４が前記各サンギヤ２１，２２と同心円上に配置されたリングギヤ２５に噛合している。なお、各ピニオン２３，２４は、キャリヤ２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ２２がロングピニオン２４に噛合している。したがって第１サンギヤ２１とリングギヤ２５とは、各ピニオン２３，２４と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ２２とリングギヤ２５とは、ロングピニオン２４と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【００２２】
そして、第１サンギヤ２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ２５を選択的に固定する第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、油圧や電磁力などによる係合力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。さらに、第２サンギヤ２２に前述したアシスト動力源５が連結され、またキャリヤ２６が前記出力軸２に連結されている。
【００２３】
したがって、上記の変速機６は、第２サンギヤ２２がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ２６が出力要素となっており、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定されるように構成されている。この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）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。その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２７が設けられている。
【００２４】
なお、図４に示す例では、アシスト動力源５として、トルクを出力する力行およびエネルギを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ（以下仮に、第２モータ・ジェネレータもしくはＭＧ２と記す）が採用されている。すなわち、この第２モータ・ジェネレータ５のロータ（図示せず）が第２サンギア２２に接続されている。さらに、この第２モータ・ジェネレータ５は、インバータ２８を介してバッテリー２９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電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）３０によってそのインバータ２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー２９および電子制御装置３０は、前述した第１モータ・ジェネレータ１１についてのインバータ１４およびバッテリー（蓄電装置）１５と統合することもできる。なお、第２モータ・ジェネレータ５のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。
【００２５】
上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２についての共線図を示せば、図５の（Ａ）のとおりであり、キャリヤ１９に入力されるエンジン１０の出力するトルクに対して、第１モータ・ジェネレータ１１による反力トルクをサンギヤ１７に入力すると、出力要素となっているリングギヤ１８には、エンジン１０から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。その場合、第１モータ・ジェネレータ１１のロータがそのトルクによって回転し、第１モータ・ジェネレータ１１は発電機として機能する。また、リングギヤ１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータ・ジェネレータ１１を制御することによっておこなうことができる。なお、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ている。
【００２６】
また、変速機６を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図５の（Ｂ）のとおりである。すなわち第２ブレーキＢ２によってリングギヤ２５を固定すれば、低速段Ｌが設定され、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸２に付加される。これに対して第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ２１を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より小さいので、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸２に付加される。
【００２７】
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２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、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数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２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５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。
【００２８】
上述したハイブリッド駆動装置は、エンジン１０を可及的に効率の良い状態で運転して排ガス量を低減すると同時に燃費を向上させ、またエネルギ回生をおこなってこの点でも燃費を改善することを主な目的としている。したがって大きい駆動力が要求されている場合には、主動力源１のトルクを出力軸２に伝達している状態で、第２モータ・ジェネレータ５を駆動してそのトルクを出力軸２に付加する。その場合、低車速の状態では、変速機６を低速段Ｌに設定して付加するトルクを大きくし、その後、車速が増大した場合には、変速機６を高速段Ｈに設定して、第２モータ・ジェネレータ５の回転数を低下させる。これは、第２モータ・ジェネレータ５の駆動効率を良好な状態に維持して燃費の悪化を防止するためである。
【００２９】
したがって上記のハイブリッド駆動装置では、第２モータ・ジェネレータ５を動作させている走行中に変速機６による変速を実行する場合がある。その変速は、前述した各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放状態を切り換えることにより実行される。例えば低速段Ｌから高速段Ｈに切り換える場合には、第２ブレーキＢ２を係合させていた状態からこれを解放させ、同時に第１ブレーキＢ１を係合させることにより、低速段Ｌから高速段Ｈへの変速が実行される。
【００３０】
このような変速をおこなう場合、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の係合・解放のタイミングによっては、第２モータ・ジェネレータ５に加わる負荷が著しく変動する場合があり、第２モータ・ジェネレータ５の回転数を著しく変動させる。そのような第２モータ・ジェネレータ５に加わる負荷の変動を防止するため、以下のような制御がおこなわれる。
【００３１】
図１はその制御例を示すフローチャートである。図１において、先ず、現在の状態が変速中であるか否かが判断される（ステップＳ０１）。具体的には、アクセル開度や車速などの、走行状態を反映する物理量の変化具合を検出し判断する。ステップＳ０１で否定的に判断された場合、すなわち変速中でない場合、非変速中の第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２の油圧と第２モータ・ジェネレータ５のトルクを算出する（ステップＳ１１）。その後、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が所定値より大きいか否かの判断がおこなわれる（ステップＳ０８）。
【００３２】
ステップＳ０８で肯定的に判断された場合、すなわち、回転数が過剰に上昇している場合には第２モータ・ジェネレータ５のトルクの上限をガードする（ステップＳ０９）。その後、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧の出力がおこなわれ（ステップＳ１３）、第２モータ・ジェネレータ５のトルクが出力される（ステップＳ１４）。また、ステップＳ０８で否定的に判断された場合には、ステップＳ０９の処理を飛ばして、ステップＳ１３に進み、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と第２モータ・ジェネレータ５のトルクの出力がおこなわれる。
【００３３】
時間が経過し変速が開始され、ステップＳ０１で肯定的に判断されると、次に現在の状態がパワーオン状態か否かが判断される（ステップＳ０２）。ステップＳ０２で否定的に判断された場合、すなわち、アクセル開度が増加しておらず、、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが増加していない場合、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクに下限ガードが加えられる。これは、第２モータ・ジェネレータの出力トルクが増加していないにもかかわらず変速がおこなわれているので、第２モータ・ジェネレータの回転数が低下し、再度回転数上昇させた場合に目標回転数に達するまでに時間がかかってしまう。そのため、回転数が低下しすぎるのを防止し、変速の遅延を防止するためにおこなわれるものである。
【００３４】
その後、通常の変速に対応した第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と第２モータ・ジェネレータ５のトルクの算出がおこなわれる（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ０８およびステップＳ０９で第２モータ・ジェネレータ５の過剰な回転数の上昇が抑えられ、ステップＳ１３およびステップＳ１４で第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と、第２モータ・ジェネレータ５のトルクが出力される。
【００３５】
さらに時間が経過し、ステップＳ０２で肯定的に判断された場合、すなわち、アクセル開度が増加しており、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが増加している場合、さらに第２モータ・ジェネレータ５が吹き状態にある否かが判断される（ステップＳ０３）。「吹き状態」とは出力回転数が急激に上昇している状態のことをいう。
【００３６】
「吹き状態」の判断は、第２モータ・ジェネレータ５の出力回転数Ｎｔと、変速後の同期回転数との差と、所定値αとの比較によりおこなうことができる。例えば、ダウンシフトの場合、低速側に変速したときに設定されている同期回転数、すなわち低速段同期回転数と比較する場合には、出力回転数Ｎｔから低速段同期回転数を引いた値の絶対値が、所定値αよりも大きい場合には「吹き状態」と判断される。なお、アップシフトの場合もダウンシフトの場合と同様に、出力回転数Ｎｔから低速段同期回転数を引いた値の絶対値が、所定値αよりも大きい場合には「吹き状態」と判断される。
【００３７】
ステップＳ０３で否定的に判断された場合、すなわち「吹き状態」にないと判断された場合には、通常の変速に対応した第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と第２モータ・ジェネレータ５のトルクの算出がおこなわれる（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ０８およびステップＳ０９で第２モータ・ジェネレータ５の過剰な回転数の上昇が抑えられ、ステップＳ１３およびステップＳ１４で第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と、第２モータ・ジェネレータ５のトルクが出力される。
【００３８】
一方、ステップＳ０３で肯定的に判断された場合、すなわち「吹き状態」にあると判断された場合、第２モータ・ジェネレータ５の出力回転数Ｎｔの増加が所定値より大きいが否かが判断される（ステップＳ０４）。ステップＳ０４で否定的、つまり、第２モータ・ジェネレータ５の出力回転数Ｎｔの増加量すなわち「吹き」量が、所定値より小さいと判断された場合、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２の油圧を変化させて出力回転数を減少させる（ステップＳ０５）。これにより、出力回転数は目標回転数Ｎｍｔｇ１になるように制御される。そして、ステップＳ０８およびステップＳ０９で第２モータ・ジェネレータ５の過剰な回転数の上昇が抑えられ、ステップＳ１３およびステップＳ１４で第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と、第２モータ・ジェネレータ５のトルクが出力される。
【００３９】
さらに時間が経過し、ステップＳ０４で肯定的、つまり、第２モータ・ジェネレータ５の出力回転数Ｎｔの増加量すなわち「吹き」量が、所定値より大きいと判断された場合、さらに言い換えれば「吹き」量の変化が急激におこなわれた場合、ブレーキ油圧を変化させることによる回転数の制御では、「吹き」量の変化に追従できなくなる。そこで、第２モータ・ジェネレータ５に接続されているインバータ２８を制御し、第２モータ・ジェネレータ５の出力回転数が、第２の目標回転数Ｎｍｔｇ２になるように制御される（ステップＳ０６）。その間ブレーキ油圧による回転数制御は中止される（ステップＳ０７）。
【００４０】
その後、ステップＳ０８およびステップＳ０９で第２モータ・ジェネレータ５の過剰な回転数の上昇が抑えられ、ステップＳ１３およびステップＳ１４で第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧と、第２モータ・ジェネレータ５のトルクが出力される。
【００４１】
上述した制御を実行した場合のタイムチャートを図２に示す。図２ではパワーオン状態でダウンシフトした場合のタイムチャートが示されている。変速が開始されると（Ａ時点）、ファーストフィルのための油圧指令値がブレーキの油圧回路に出力され、変速の切り替えが開始される。そして、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が上昇を開始する（Ａ時点からＢ時点）。
【００４２】
その間に第２モータ・ジェネレータ５の回転数の「吹き」判定が成立する回転数に達すると（Ｂ時点）、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧を変化させて、目標回転数Ｎｍｔｇ１になるように制御されるが、第２モータ・ジェネレータ５の回転数を上昇させようとするトルクの方が勝っているので、依然として回転数は上昇する（Ｂ時点からＣ時点）。これは、ステップＳ０５に相当する。
【００４３】
やがて第２モータ・ジェネレータ５の回転数が予め定められた所定値を超えた場合には（Ｃ時点）、第２モータ・ジェネレータ５に接続されたインバータ２８を制御して、第２モータ・ジェネレータ５の回転数を第２の目標回転数Ｎｍｔｇ２になるように制御する。これは、ステップＳ０６に相当する。なお、この間ブレーキの油圧による回転数制御は中断されている（Ｃ時点からＤ時点）。これは、ステップＳ０７に相当する。したがって、第２モータ・ジェネレータ５の回転数は、最高回転数に達したあと、第２の目標回転数Ｎｍｔｇ２に向けて下降を始める。
【００４４】
そして、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が所定の値を下回った時、すなわち「吹き量」が所定値を下回った時には（Ｄ時点）、ブレーキの油圧による回転数制御が再開され、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の油圧を変化させて、目標回転数Ｎｍｔｇ１になるように制御される。これはステップＳ０５に相当する。したがって、第２モータ・ジェネレータ５の回転数は更に下降し（Ｄ時点からＥ時点）、目標回転数Ｎｍｔｇ１になるまで下降する。
【００４５】
そして、車速の変化や、アクセル開度の変化により、変速が終了したと判断されると（Ｅ時点）、変速をおこなっていない時の変速制御をおこない、予め定められた同期回転数になるように回転数の制御がおこなわれる（Ｅ時点以降）。
【００４６】
第２モータ・ジェネレータのトルクの制限は第２モータ・ジェネレータ５の「吹き量」に応じてブレーキによるトルク制限と電気的な制御によるトルク制限との切り替えによっておこなうが、いずれにしても、「吹き」が発生した場合にはトルク制限がかかるので、過剰な回転数の変化を防止することができる。そのため、変速によるショックを低減でき、運転者に違和感を与えることなく変速を実現することができる。また、変速機構の耐久性も向上する。
【００４７】
なお、上記タイムチャートには特に図示していないが、各ルーチン毎に、第２モータ・ジェネレータ５の回転数をチェックし、回転数が所定値より大きい場合にはトルクを制限するようになっている。これは、ステップＳ０８およびステップＳ０９に相当する。これにより、第２モータ・ジェネレータ５の発生可能な最高回転数が制限されるので、それ以上の回転数の「吹き」が発生せず、変速時のショックを低減することができる。また、変速機構の耐久性が向上する。
【００４８】
さらに、第２モータ・ジェネレータ５のトルクが出力されていない場合、すなわちパワーオフの状態のときは、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクに下限ガードを加えるようになっている。これは、ステップＳ１０に相当する。すなわち、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが増加していないにもかかわらず変速がおこなわれているので、第２モータ・ジェネレータの回転数が低下し、再度回転数上昇させた場合に目標回転数に達するまでに時間がかかってしまう。したがってこの処理をおこなうことで、回転数が低下しすぎるのを防止することができ、変速の遅延を防止することができる。
【００４９】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１に示すステップＳ０６を実行する機能的手段が、この発明のトルク制限手段に相当し、またステップＳ０９を実行する機能的手段が、この発明の上限トルク制限手段に相当し、さらにステップＳ１０を実行する機能的手段が、この発明の下限トルク制限手段に相当する。
【００５０】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであり、この発明で対象とする変速機構は、上述した構成以外の構成であってもよく、したがって変速を実行する係合装置は、上記の各ブレーキＢ１，Ｂ２に替えて適宜のクラッチなどの摩擦係合装置であってもよい。また、この発明では、変速中の電動機の目標回転数は予め定めておいてもよく、あるいは変速の状態に基づいて逐次設定してもよい。また、上記実施例はダウンシフトの場合で説明したが、アップシフトの場合にも適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、変速機構の変速時には、アシスト動力源のトルクの出力が制限される。そのため、変速によるショックを低減できるため、運転者に違和感を与えることなく変速を実現できる。また、変速機に無理な力が加わらないため、変速機の寿命を向上させことができる。
【００５２】
また、請求項２の発明によれば、アシスト動力源からトルクが出力されている時に変速がおこなわれている場合で、その回転数が予め定められた所定値を超えた場合には、それ以上のトルクの増加が抑えられる。そのため、変速によるショックを低減でき、運転者に違和感を与えることなく変速をおこなうことができる。また、変速機に無理な力がそれ以上加わらないため、変速機の耐久性を向上させることができる。
【００５３】
さらに、請求項３の発明によれば、アシスト動力源からトルクが出力されていない時に変速がおこなわれている場合で、その回転数が予め定められた所定値を下回った場合には、それ以上のトルクの減少が抑えられる。そのため、回転数を再度上昇させる時間が短縮でき、変速遅れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の制御装置による制御例を説明するための全体的なフローチャートである。
【図２】図１に示す制御を実行した場合のタイムチャートである。
【図３】この発明で対象とするハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すブロック図である。
【図４】そのハイブリッド駆動装置を更に具体的に示すスケルトン図である。
【図５】図４に示す各遊星歯車機構についての共線図である。
【符号の説明】
１…主動力源、２…出力部材（出力軸）、５…アシスト動力源（第２モータ・ジェネレータ）、６…変速機、１０…エンジン、１１…第１モータ・ジェネレータ、１２…遊星歯車機構。

Claims

主動力源の出力したトルクが伝達される出力部材に、アシスト動力源が変速機構を介して連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、
上記変速機構が変速している間は、上記アシスト動力源のトルクを所定の範囲内に制限するトルク制限手段を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
上記トルク制限手段が、上記アシスト動力源から相対的にトルクが出力されており、上記アシスト動力源の回転数が予め定められた所定値を超えた場合に、上記アシスト動力源の出力トルクの上限を制限する上限トルク制限手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
上記トルク制限手段が、上記アシスト動力源から相対的にトルクが出力されておらず、上記アシスト動力源の回転数が予め定められた所定値を下回った場合に、上記アシスト動力源の出力トルクの下限を制限する下限トルク制限手段を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。