JP2005145150A - ハイブリッド変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両モータ／ジェネレータの動作点を実現可能範囲に移動させる時、駆動力の不自然な変化や、エンジンの過回転を生じることのない変速制御となす。
【解決手段】目標駆動トルクおよび目標エンジン回転速度を実現するための両理想モータトルクが実現可能範囲から外れて修正が必要になると、Ｓ１で、エンジン回転速度ω_Eが、許容上限値ω_Emaxよりも安全代dω_Eだけ低い設定値(ω_Emax-dω_E)以上か否かを、つまり、エンジンの過回転を生ずる虞があるかをチェックする。ω_E<(ω_Emax-dω_E)なら、Ｓ２で、目標エンジン回転速度よりも目標駆動トルクが優先して達成されるような態様で理想モータトルクを実現可能領域内の値となすよう修正する、駆動トルク優先用修正処理を行う。Ｓ１でω_E≧(ω_Emax-dω_E)と判定する場合、Ｓ３〜Ｓ５で、目標駆動トルクよりも目標エンジン回転速度を優先的に達成するよう理想モータ／ジェネレータトルクを修正するエンジン回転速度優先用修正処理を行う。
【選択図】図９

Description

本発明は、ハイブリッド変速機の変速制御装置、特に、駆動トルクや変速比が不自然に変化して違和感のある加減速度が発生したり、エンジンが過回転したりすることのないよう変速を適切に行わせる技術に関するものである。

ハイブリッド変速機としては、エンジンと、出力軸と、２つのモータ／ジェネレータとの間を差動装置により相互に連結し、両モータ／ジェネレータの制御により変速を行わせるようにしたハイブリッド変速機が知られている。
かかるハイブリッド変速機においては、モータ／ジェネレータをバッテリからの電力により駆動するが、この駆動に際しては、通常の電気機器を駆動する場合と同様にモータ／ジェネレータをバッテリの定格電力以下で駆動する必要がある。

電気機器をバッテリの定格電力以下で駆動する従来技術としては、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。
この従来技術は、バッテリの充放電を伴って駆動する少なくとも一つの電気機器を具える動力発生装置を前提とするが、電気機器が目標出力を発生するとバッテリの瞬時定格出力を超えるような場合、電気機器の目標出力をバッテリの瞬時定格電力以下となるように修正するものである。
特開２００２−０５８１１３号公報

しかし、上記した従来技術によれば、電気機器をバッテリの定格電力以下で駆動することはできても、ハイブリッド変速機のように２個のモータ／ジェネレータ（電気機器）を有し、これらからの動力を合成してエンジンからの動力と共に駆動系へ出力する動力伝達機構の場合、以下のような問題を生ずる。

つまり、上記した従来技術（特開２００２−５８１１３）では、２個のモータ／ジェネレータ（電気機器）を制御しようとする場合、これらモータ／ジェネレータ（電気機器）の動力を如何なる配分で修正するかについて、特にはその考察を行っていない。
ところでハイブリッド変速機においては、両モータ／ジェネレータ（電気機器）の動力修正配分が出力系への駆動トルクや変速比に対して大きく影響する。

これがため上記した従来技術のように、駆動トルクや変速比に対する影響を考慮することなく両モータ／ジェネレータ（電気機器）の目標出力修正配分を決定すると、その配分次第では、この修正により駆動トルクが不自然に変化して乗員に不愉快な車両加減速度を感じさせるという問題を生ずる。
また、エンジン回転速度が許容上限回転速度付近である時は、変速比がエンジン回転速度の過回転を生じさせるように変化する懸念も払拭し切れない。

本発明は、両モータ／ジェネレータをバッテリの定格電力などにより決まる実現可能トルク領域内で動作させるようそれぞれの理想トルクを修正するが、この修正を、駆動トルクが不自然に変化することのないように行って、上記した不愉快な車両加減速度に関する懸念を払拭し得るようにすると共に、変速比の変化が上記したエンジンの過回転を生ずることのないようなものとして、上記したエンジンの過回転に関する懸念を払拭し得るようにしたハイブリッド変速機の変速制御装置を提案することを目的とする。

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。
先ず前提となるハイブリッド変速機は、エンジンと、出力軸と、２つのモータ／ジェネレータとの間を差動装置により相互に連結し、両モータ／ジェネレータの制御により変速を行わせることが可能なハイブリッド変速機とする。

本発明においては、かかるハイブリッド変速機に対し以下のような目標値設定手段と、エンジントルク検出手段と、理想モータトルク演算手段と、モータトルク修正手段とを設ける。
目標値設定手段は、車両の運転状態に応じた目標駆動トルクと、目標エンジン回転速度と、目標エンジントルクとを設定し、エンジントルク検出手段は、現時点の実エンジントルクを検出または推定するものである。

理想モータトルク演算手段は、車両パワートレーン回転系の運動方程式を基に、上記目標駆動トルク、目標エンジン回転速度、および実エンジントルクから、目標駆動トルクおよび目標エンジン回転速度を達成するのに必要な両モータ／ジェネレータの理想トルクを求めるものである。
モータトルク修正手段は、これら理想モータ／ジェネレータトルクが、バッテリおよびモータ／ジェネレータの現状において両モータ／ジェネレータが発生可能なトルク範囲を表した実現可能領域を超える場合に、両理想モータ／ジェネレータトルクをこの実現可能領域内の値に修正するものである。

ところで上記のモータトルク修正手段は、
目標エンジン回転速度よりも目標駆動トルクが優先して達成されるよう上記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行う駆動トルク優先用修正処理と、
目標駆動トルクよりも目標エンジン回転速度が優先して達成されるよう上記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行うエンジン回転速度優先用修正処理とを有し、
実エンジン回転速度が許容上限回転速度を越えるような状況ではエンジン回転速度優先用修正処理により上記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行い、該状況以外では駆動トルク優先用修正処理により上記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行うものである。

かかる本発明の変速制御装置によれば、モータトルク修正手段が両理想モータ／ジェネレータトルクを実現可能領域内の値に修正するから、この両モータ／ジェネレータが実現不能な理想トルクを指令されることがなくて制御の安定を図ることができる。

一方でモータトルク修正手段は、理想モータ／ジェネレータトルクの上記修正に際し、実エンジン回転速度が許容上限回転速度を越えるような状況では、エンジン回転速度優先用修正処理により目標駆動トルクよりも目標エンジン回転速度が優先して達成されるよう当該修正を行うから、
エンジンの過回転を回避しつつ両理想モータ／ジェネレータトルクを実現可能領域内の値に修正することができる。

他方でモータトルク修正手段は、理想モータ／ジェネレータトルクの上記修正に際し、実エンジン回転速度が許容上限回転速度を越えるような状況でなければ、駆動トルク優先用修正処理により目標エンジン回転速度よりも目標駆動トルクが優先して達成されるよう当該修正を行うから、
駆動トルクの不自然な変化を回避しつつ、従って不愉快な加減速度の発生なしに、両理想モータ／ジェネレータトルクを実現可能領域内の値に修正することができる。

以上のことから本発明によれば、両モータ／ジェネレータをバッテリの定格電力などにより決まる実現可能領域内で動作させるようそれぞれの理想トルクを修正するが、この修正を、エンジンの過回転や、駆動トルクの不自然な変化が生じないよう行って、エンジンの耐久性に関する問題や、不愉快な車両加減速度の発生に関する問題を解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になる変速制御装置を具えたハイブリッド変速機１の制御システムを例示し、ハイブリッド変速機１を、本実施例においては後輪駆動車（ＦＲ車）用のトランスミッションとして用いるのに有用な、図２に示すごとき以下の構成となす。

図２において１１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から遠い後端）に３個の単純遊星歯車組、つまりエンジンENGに近いフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRを同軸に配して内蔵し、また、図の左側（エンジンENGに近い前側）に例えば複合電流２層モータ２を可とするモータ／ジェネレータ組を上記の遊星歯車組に対し同軸に配して内蔵する。
ここで、フロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRは、３自由度の差動装置３を構成するよう以下のごとくに相関させる。

先ずこれらフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRはそれぞれ、サンギヤSf,Sc,Sr、リングギヤRf,Rc,Rr、およびキャリアCf,Cc,Crの３要素を具えた単純遊星歯車組とする。
そして、リングギヤRrおよびキャリアCcを相互に結合し、これらの結合体にエンジンクラッチCinを介して、エンジンENGの回転を入力される入力軸３（図３の共線図では入力Inとして示す）を結合し、出力軸４（図３の共線図では出力Outとして示す）にキャリアCrを結合する。

複合電流２層モータ２は、内側ロータ2riと、これを包囲する環状の外側ロータ2roとを、変速機ケース１１内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ2riおよび外側ロータ2ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステ-タ2ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状ステータ2ｓと外側ロータ2ro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、環状ステータ2ｓと内側ロータ2ri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、複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向と速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加された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。

第１モータ／ジェネレータMG1（外側ロータ2ro）はリングギヤRcに結合し、第２モータ／ジェネレータMG（内側ロータ2ri）はサンギヤSfに結合し、このサンギヤSfをサンギヤScに結合する。
キャリアCfおよびサンギヤSf間をハイクラッチChiにより結合可能とし、このキャリアCfをローブレーキB_LOにより固定可能とし、リングギヤRfをサンギヤSrに結合する。

なお本実施例においては、アウターロータ2roの外周にバンドブレーキ型式のロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨを巻装し、これにより、アウターロータ12roを介してこれに結合したリングギヤRcを固定可能に構成する。
また、差動装置３の回転自由度は前記した通り３であるが、詳しくは後述するごとくローブレーキB_LO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨのうち必ず１つ以上を作動して締結させるため、差動装置３の回転自由度は２以下である。
従って差動装置３は、これを成す回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が決まれば、全ての回転要素の回転速度が決まる。

本実施例におけるハイブリッド変速機１は、図１および図２に示すようにエンジンENGの後方に同軸に配して車両に縦置きに搭載する。
そして、出力軸５を図１に示すように、ディファレンシャルギヤ装置６を介して左右後輪7L,7Rに駆動結合する。

エンジンENGおよびハイブリッド変速機１の制御システムは、図１に示す以下のごときものとする。
２１は、エンジンENGおよびハイブリッド変速機１（モータ／ジェネレータMG1,MG2や、エンジンクラッチCin、ローブレーキB_LO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨ）の統合制御を司るハイブリッドコントローラである。
このハイブリッドコントローラ２１はエンジンENGの目標エンジントルクT_E ^＊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を当該指令値T_E ^＊が達成されるよう運転させる。

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の理想トルクT₁ ^＊，T₂ ^＊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、上記したトルク指令値T₁ ^＊，T₂ ^＊が達成されるよう制御する。
更にハイブリッドコントローラ２１は、ハイブリッド変速機１内におけるエンジンクラッチCin、ローブレーキB_LO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨを締結、開放制御するための油圧指令を油圧制御装置２６に供給し、油圧制御装置２６はこれら油圧指令に応じた油圧を対応するエンジンクラッチCin、ローブレーキB_LO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨに供給してこれらを締結、開放制御する。

上記の各種制御の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（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ２７からの信号と、
車速VSP（出力Outの回転数ω_oに比例）を検出する車速センサ２８からの信号と、
リングギヤRr（キャリアCc）への入力回転ω_inを検出する入力回転センサ２９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、すなわちアクセル開度APO、入力回転ω_in（エンジン回転速度ω_E ）、車速VSPに応じ、運転者が意図する運転状態を実現するようモータコントローラ２３に上記の理想モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*，T₂ ^*を、また、エンジンコントローラ２２に前記の目標エンジントルクT_E ^*を指令する。

図２の構成になるハイブリッド変速機１は、共線図により表すと図３のごとくになり、中間の遊星歯車組GCにおける要素の回転速度順は、リングギヤRc、キャリアCcおよびサンギヤScであり、リヤ側遊星歯車組GRにおける要素の回転速度順はリングギヤRr、キャリアCr、およびサンギヤSrである。
中間の遊星歯車組GCにおける回転速度順が中間のキャリアCcと、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第１位のリングギヤRrとを相互に結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第３位のサンギヤSrと中間の遊星歯車組GCにおける回転速度順が第３位のサンギヤScとにそれぞれ、フロント側遊星歯車組GFにおけるリングギヤRfおよびサンギヤSfを結合する。

また、遊星歯車組GFのキャリアCfを固定するローブレーキB_LOを設けると共に、遊星歯車組GFのキャリアCfおよびサンギヤSfを相互に結合するハイクラッチChiを設ける。
中間の遊星歯車組GCのリングギヤRcにモータ／ジェネレータMG1を結合し、中間の遊星歯車組GCのキャリアCcおよびリヤ側遊星歯車組GRにおけるリングギヤRrの結合体にエンジンENGからの入力Inを結合し、リヤ側遊星歯車組GRのキャリアCrに出力軸５（車輪駆動系への出力Out）を結合し、中間の遊星歯車組GCにおけるサンギヤSc（フロント側遊星歯車組GFのサンギヤSf）にモータ／ジェネレータMG2を結合する。
更に、中間の遊星歯車組GCにおけるリングギヤRcをロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨにより固定可能となす。

上記した図３の共線図により表されるハイブリッド変速機においては、ハイクラッチChiの締結により遊星歯車組GFのキャリアCfおよびサンギヤSf間を結合すると、遊星歯車組GFの全ての回転要素が一体的に回転される状態になることから、つまり、遊星歯車組GFに係わるレバー（同符号GＦで示す）が水平状態で上下動可能になることから、図３の共線図上でサンギヤSrがサンギヤSf,Scに一致する。
この場合、図３における遊星歯車組GRに係わるレバー（同符号GRで示す）が遊星歯車組GCに係わるレバー（同符号GCで示す）上に乗り、遊星歯車組GC,GRにより構成されるギヤ列が４要素２自由度の一直線状の共線図で表されることとなり、回転要素の回転速度順にモータ／ジェネレータMG1、エンジンENGからの入力In、車輪駆動系への出力Out、モータ／ジェネレータMG2の配列となる。

かようにハイクラッチChiを締結させた状態での変速モード（以下、Hi-iVTモード）では、モータ／ジェネレータMG1,MG2の制御により、入力回転ω_inと出力回転ω_oとの間における回転速度比を自由に選択しつつ、変速比および駆動力の双方を制御しながら出力を決定することができ、この変速モード（Hi-iVTモード）は無段変速比モードである。

一方、ローブレーキB_LOの作動によりキャリアCfを固定した状態での変速モード（以下、Low-iVTモード）では、遊星歯車組GFに係わる図３のレバー(同符号GFで示す)により例示したごとく、サンギヤSc,Sfに対してサンギヤSrの回転が、リングギヤRfおよびサンギヤSf間の歯数比で決まる逆回転となる。
従って、キャリアCrに結合させた出力Outが図３から明かなように前記したHi-iVTモードの時よりも低くなり、このため当該変速モード（Low-iVTモード）は、サンギヤScとサンギヤSfの回転数が０となる変速比よりも、後進変速比を含めたロー側変速比の領域で使用する。
ここで入力Inの回転ω_inを一定とすると、モータ／ジェネレータMG2によりサンギヤScの正回転を高くしてリングギヤRfの逆回転を上昇させることで、このリングギヤRfに結合されたサンギヤSrの逆回転が上昇して出力Outの回転ω_oが低下し、変速比をロー側へ移行させることができ、さらにはロー側無限大（停車）の変速比から後進変速比へと移行させることができる。

かようにローブレーキB_LOを締結させた状態での変速モード（Low-iVTモード）でも、モータ／ジェネレータMG1,MG2の制御により、入力回転ω_inと出力回転ω_oとの間における回転速度比を自由に選択しつつ、変速比および駆動力の双方を制御しながら出力を決定することができ、この変速モード（Low-iVTモード）も前記したHi-iVTモードと同じく無段変速比モードである。

前記したHi-iVTモードでロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを締結し、アウターロータ2roを介しリングギヤRcを固定する変速モード（以下、Hiモード）の場合、当該ハイモードでのハイ側変速比を固定することができ、この固定したハイ側変速比でエンジン単独による高速走行を可能ならしめると共に、第２モータ／ジェネレータMG2で駆動力のアシストや、減速時のエネルギー回生を行うことができ、高速走行時の運転性能と燃費向上とを両立させることができる。
かようにHi-iVTモードでロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを締結させた変速モード（Hiモード）は上記の通り、入力回転ω_inと出力回転ω_oとの間における回転速度比が固定された状態で、エンジン動力に第２モータ／ジェネレータMG2の動力を加減して出力することができ、この変速モード（Hiモード）は固定変速比モードである。

また、上記したLow-iVTモードでロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを締結し、リングギヤRcを固定する変速モード（以下、Lowモード）の場合、当該ローモードでのロー側変速比を固定することができ、この固定したロー側変速比でエンジンENGの出力と第２モータ／ジェネレータMG2の出力とを合算した大きな駆動力により低速大トルク走行を可能にする。
なおこの場合、第２モータ／ジェネレータMG2をジェネレータとして作用させれば、エンジン出力をその分だけ低下させた出力による走行も可能である。
かようにLow-iVTモードでロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを締結させた変速モード（Lowモード）は上記の通り、入力回転ω_inと出力回転ω_oとの間における回転速度比が固定された状態で、エンジン動力に第２モータ／ジェネレータMG2の動力を加減して出力することができ、この変速モード（Lowモード）も固定変速比モードである。

他方、ローブレーキB_LOの作動によりキャリアCfを固定し、且つ、ハイクラッチChiの作動によりサンギヤSfおよびキャリアCf間を結合させた変速モード（以下、２ndモード）の場合、サンギヤSr,Scの回転数が共に０になることから、
図３の共線図上において、レバーGRがレバーGCに重なって４要素２自由度の一直線状の共線図になると共に、サンギヤSr,Scが回転数の位置に固定される。
従って、変速比をハイモードとローモードとの間の中間的な２nd変速比に固定することができ、この固定した２nd変速比でエンジンENGの出力および／または第１モータ／ジェネレータMG1の出力による中速走行が可能である。
かようにローブレーキB_LOおよびハイクラッチChiを共に締結作動させた変速モード（２ndモード）は上記の通り、入力回転ω_inと出力回転ω_oとの間における回転速度比が固定された状態で、エンジン動力に第１モータ／ジェネレータMG1の動力を加減して出力することができ、この変速モード（２ndモード）も固定変速比モードである。

以上のごとくローブレーキB_LO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨの締結、解放の組み合わせに応じて得られる２つの無段変速比モードおよび３つの固定変速比モードは、エンジンクラッチCinを締結させてエンジンENGからの動力とモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力との双方を用い得るハイブリッド(HEV)走行時の変速モードで、選択される変速モードと、ローブレーキB_LO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨの締結、解放の組み合わせとの関係は図４のごとくになる。
なお図４において、○印は締結を示し、×印は解放を示す。

ところで、エンジンクラッチCinを解放させてモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力のみにより走行する電気(EV)走行時にも、図５に示すごとく同様な５つの変速モードが存在する。
図５においても、○印は締結を示し、×印は解放を示す。
但し、図５におけるEV走行時の変速モードには、対応する変速モード名の冒頭に（EV-）を付して示した。

図４および図５の何れにおいても前記したところから明らかなように、変速モード名の末尾に（-iVT）を付されている変速モードが無段変速比モードで、変速モード名の末尾に（-iVT）を付されていない変速モードが固定変速比モードである。
遊星歯車組GF,GC,GRで構成される差動装置３の回転自由度は前記した通り３であるが、無段変速比モード（Low-iVTとHi-iVT、およびEV-Low-iVTとEV-Hi-iVT）では図４および図５のごとくローブレーキB_LOまたはハイクラッチChiを締結させるため、差動装置３の回転自由度は２となり、
固定変速比モード（LowとHiと2nd、およびEV-LowとEV-HiとEV-2nd）では図４および図５のごとくローブレーキB_LOまたはハイクラッチChiと、ロー＆ハイブレーキＢ_ＬＨとを締結させるため、差動装置３の回転自由度は１となる。

本実施例は、上記した無段変速比モードにおいて、車両の運転状態に応じた目標とすべき駆動トルクとエンジン回転速度を実現しようとすると、そのためのモータ／ジェネレータMG1,MG2の理想モータ／ジェネレータトルクがバッテリ充放電可能電力や、機械的なモータの可能動作領域を超えてしまう場合に、
これら理想モータ／ジェネレータトルクを可能動作領域内の値に修正することを骨子とするが、この修正に際し、状況に応じ目標駆動トルクと目標エンジン回転速度のいずれか一方を優先して達成するよう当該修正を行うことで前記の問題解決を実現することを狙ったものである。
よって以下では、無段変速比モードにおける変速制御について説明する。

図１のハイブリッドコントローラ２１は、この無段変速比モードにおける変速制御を行う時、図６の機能別ブロック線図で示すごとくに表され、本発明における目標値設定手段に相当する目標値設定部３１と、本発明における理想モータトルク演算手段に相当する理想モータトルク演算部３２と、本発明におけるモータトルク修正手段に相当するモータトルク修正部３３とで構成される。

目標値設定部３１は、アクセル開度センサ２７で検出したアクセル開度APOと、車速センサ２８で検出した車速VSPと、入力回転センサ２９で検出した入力回転速度ω_in（＝エンジン回転速度ω_E）と、バッテリ状態検出部３０で検出したバッテリ蓄電状態（持ち出し可能電力）SOCとから、以下のごとくに目標駆動トルクT_o ^*と、目標エンジン回転速度ω_E ^*と、目標エンジントルクT_E0 ^*とを設定する。
なお車速センサ２８は、出力回転速度ω_oから次式により車速VSPを求めるものとする。

k_v ： タイヤ半径やファイナルギア比で決まる定数

先ず、目標駆動トルクT_o*の設定について説明するに、この設定に当たってはアクセル開度APOおよび車速VSPから図７に示す予定の目標駆動トルクマップを基に変速機出力軸５（図２参照）上の目標駆動トルクT_o*を検索する。

次に、目標エンジン回転速度ω_E ^*の設定について説明する。
先ず、次式を用いて目標駆動トルクT_o*と出力回転速度ω_oとから、目標駆動パワーP_o ^*を演算する。

そしてバッテリ蓄電状態SOCから、例えば、SOCが高いほどバッテリ放電電力を多くし、SOCが低いほどバッテリ充電電力を多くするよう、目標バッテリ充放電電力P_B ^*を決める（P_B ^*は充電時が負）。
更に、次式に示すように、この目標駆動パワーP_o ^*と目標バッテリ充放電電力P_B ^*との和値を目標エンジンパワーP_E ^*と定める。

この目標エンジンパワーP_E ^*をエンジンが最適燃費で出力するための目標エンジン回転速度ω_E ^*を、図８に示す燃費最適目標エンジン回転速度マップを基に目標エンジンパワーP_E ^*から検索する。

次に、目標エンジントルクT_E0 ^*の設定について説明する。
エンジンが燃費最適な動作点で目標エンジンパワーP_E ^*を出力するようになすために、目標エンジンパワーP_E ^*を目標エンジン回転速度ω_E ^*で除した値を目標エンジントルクT_E ^*とするのが好ましい。
しかし、後述するようにモータトルク修正部３３が変速過渡時においてエンジン回転加速度を制限する場合があり、かようにエンジン回転加速度が制限されると、目標エンジン回転速度ω_E ^*が実現されず、結果として目標エンジンパワーP_E ^*が得られなくなる。
そこで目標エンジントルクT_E0 ^*は、次式で表されるように、目標エンジンパワーP_E ^*を実際のエンジン回転速度ω_Eで除した値とする。

ここで、目標エンジン回転速度ω_E ^*と実際のエンジン回転速度ω_Eが一致していれば，エンジントルクは燃費最適なエンジントルクとなる。

図６の理想モータトルク演算部３２では、モータ／ジェネレータトルクの制限なしに、目標エンジン回転速度ω_E ^*と目標駆動トルクT_o ^*を共に達成できる理想のモータトルクを演算する。
目標エンジン回転速度ω_E ^*と目標駆動トルクT_o ^*を達成するための理想第１モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*と理想第２モータ／ジェネレータトルクT₂ ^*を算出する制御則は次式で表される。

ここで、Kは、後述する基準で決める正の定数、εは、σのゼロ近傍でu_iを連続化する正の定数、b₁₃，b₁₄，b₂₁，b₂₂，b₂₃，b₂₄は、エンジンENGと、モータ／ジェネレータMG1,MG2と、差動装置回転系の慣性モーメントと、車両慣性と、遊星歯車組GF,GC,GRのギヤ比とで決まる定数である。
また、eT_Rは、走行抵抗トルクの推定値、dT_Eはエンジントルクの検出値である。
走行抵抗トルクの推定値eT_Rは、例えばオブザーバや、予め観測したマップを用いて推定する。

上記制御則の導出について以下に説明する。
ハイブリッド変速機１を搭載した車両のパワートレーン回転系の状態方程式は、エンジン回転速度ω_Eと、変速機出力回転速度ω_oを状態量として次式で表される。

ここで、b₁₁，b₁₂，b₂₁’，b₂₂’，b₂₃’，b₂₄’は、エンジンENGと、モータ／ジェネレータMG1,MG2と、差動装置回転系の慣性モーメントと、車両慣性と、遊星歯車組GF,GC,GRのギヤ比とで決まる定数、T_Rは、走行抵抗トルク、T_Eは、エンジントルク、T₁は、第１のモータ／ジェネレータトルク、T₂は、第２のモータ／ジェネレータトルクである。

先ず、式(５)により表される制御則で、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に追従することを示す、次の関数fを考える。

この式(１０)の両辺を時間微分すると次式が得られる。

ω_E ^*がほぼ一定なら、次式で表される関係が得られる。

ここでu_iを、次のように定義する。

式(１３)と式(１４)から次式が得られる。

式(１１)と式(１５)から次式が得られる。

式(６)と、式(７)と、式(１６)とから、Kを(b₁₁T_R+b₁₂T_E)の絶対値の最大値より大きくなるように設定すると、u_i≒Kとなるようなσが十分に大きいところでは、df/dtが負となる。fは正であり、df/dtが負なので、fはゼロ近傍に収束する。
言い換えると、fがゼロ近傍に収束するならば、σもゼロ近傍に収束するので、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に追従する。

以下に、変速機出力軸５の運動方程式を示す。

ここで、Ioは、出力軸からタイヤまでの車両慣性を含む慣性モーメントである。
式(９)と式(１７)とから，次式が得られる．

よって、式(１４)と式(１８)とをまとめると次式が得られる。

式(１９)において、u_iをu_i ^*に、T_oをT_o ^*に、T_RをeT_Rに、T_EをdT_Eに、T₁をT₁₀ ^*に、T₂をT₂₀ ^*に置き換えると、次式が得られる。

この式を変形すると前記の制御則が得られる。
そして、Kを(b₁₁T_R+b₁₂T_E)の絶対値の最大値より十分大きく設定すると、目標駆動トルクが達成され、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に追従する理想モータトルクを演算することができる。

図６におけるモータトルク修正部３３は、理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*， T₂₀ ^*が現在のバッテリやモータの状態で実現できるモータトルク範囲(実現可能領域)を超える時、図９に示す制御プログラムを実行して、理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*， T₂₀ ^*を実現可能領域内に制限し、最終的な理想モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*,T₂ ^*を求めるものである。

上記の実現可能領域は、図１０および図１１に例示するように表される。
図１０および図１１は、第１モータ／ジェネレータトルクT₁を横軸に、また、第２モータ／ジェネレータトルクT₂を縦軸に目盛った２次元座標である。
この２次元座標面上に、現時刻の第１モータ／ジェネレータMG1の回転速度と第２モータ／ジェネレータMG2の回転速度の基でモータトルク（従って、モータパワー）に基づく制限範囲をU₁で例示し、また、バッテリ入出力可能電力で決まる制限範囲をU₂で例示し、これら制限範囲U₁とU₂の積集合となる領域が実現可能領域であり、それ以外の領域が実現不能領域である。

理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*， T₂₀ ^*が実現可能領域外の値である時に、これら理想モータトルクを実現可能領域内に修正することを本発明の骨子とするが、この修正を行うと、目標駆動トルクと目標エンジン回転速度の少なくとも１つを達成できなくなる。
ところで、通常運転者が優先的に望むのは駆動トルクであるから、通常は目標駆動トルクを優先して達成するように理想モータトルクの上記修正を行うこととする。
しかし、エンジン回転速度が許容上限付近である時は、理想モータトルクの上記修正に伴ってエンジン回転速度が許容上限値を超える過回転状態になることから、これを回避するために目標エンジン回転速度を優先して達成するよう理想モータトルクの上記修正を行うこととする。

以下に、図９の制御プログラムによる理想モータトルクの修正作用を説明する。
図９の制御プログラムは、理想モータトルクの上記修正が必要になった時に開始され、先ずステップＳ１で、エンジン回転速度ω_Eと、エンジン回転速度の許容上限値ω_Emaxよりも安全のための余裕代dω_Eだけ低い設定値(ω_Emax-dω_E)とを比較し、エンジン回転速度ω_Eが設定値(ω_Emax-dω_E)以上か否かを、つまり、エンジンの過回転を生ずる虞のあるエンジン回転速度域か否かをチェックする。

ステップＳ１において、ω_E<(ω_Emax-dω_E)と判定し、エンジンの過回転を生ずる虞がなければ、制御をステップＳ２に進め、ここでは、目標エンジン回転速度ω_E ^*よりも目標駆動トルクT_o ^*が優先して達成されるような態様で理想モータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を実現可能領域内の値T₁ ^*,T₂ ^*となすよう修正する、駆動トルク優先用修正処理を実行する。

この修正処理を以下に詳述するに、式(１８)に示す駆動トルクT_oと走行抵抗トルクT_RとエンジントルクT_Eと第１モータ／ジェネレータトルクT₁と第２モータ／ジェネレータトルクT₂との関係を書き直すと、次式が得られる。

この式(２０)を用いて、現時刻の走行抵抗トルクと、エンジントルクと、目標駆動トルクにおける第１モータ／ジェネレータトルクT₁および第２モータ／ジェネレータトルクT₂との関係は、図１０の一点鎖線で例示するごときものとなる。

理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*の組み合わせが、この一点鎖線上の点A’で示すような実現不能領域のものであったとすると、この一点差線上であって、且つ、実現可能領域内の点B’における理想モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*,T₂ ^*の組み合わせとなるよう理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を修正すれば、
狙い通り、目標駆動トルクT_o ^*を優先的に達成しつつ理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*の組み合わせを、実現不能領域から、実現可能領域内における理想モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*,T₂ ^*の組み合わせとなすことができる。
具体的に理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を実現可能領域内における理想モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*,T₂ ^*に修正するには、例えばオフラインで演算した結果を用いたマップで行うとよい。

ステップＳ１で、ω_E≧(ω_Emax-dω_E)と判定し、エンジンの過回転を生ずる虞がある場合は、制御をステップＳ３〜Ｓ５に順次進め、これらステップで以下のようにして、目標駆動トルクT_o ^*よりも目標エンジン回転速度ω_E ^*を優先的に達成するよう理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を修正するエンジン回転速度優先用修正処理を行う。
このエンジン回転速度優先用修正処理に当たっては、先ずステップＳ３において、理想モータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*をバッテリ充放電可能電力の制限領域U₂内の値となるよう制限する第１修正処理を実行する。

バッテリ充放電電力P_Bと、第１モータ／ジェネレータMG1の回転速度ω₁およびトルクT₁と、第２モータ／ジェネレータMG2の回転速度ω₂およびトルクT₂との関係は、次式で表される。

この式(２１)を用いて、理想モータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を出力したと仮定したときのバッテリ充放電電力P_Bdは、次式で表される。

バッテリ充放電可能電力を超えた電力ΔP_Bは、上記のP_Bdから次のように得られる。

式(２１)を用いて、バッテリ充放電可能電力を超える電力ΔP_Bをゼロにする第１モータ／ジェネレータMG1のトルク修正量ΔT₁₁と、第２モータ／ジェネレータMG2のトルク修正量ΔT₂₁の関係は次式で表される。

また、式(１４)から次式を満たすように第１モータ／ジェネレータトルク修正量ΔT₁₁と、第２モータ／ジェネレータトルク修正量ΔT₂₁と設定すると、式(１４)で表される関係を壊すことなく第１モータ／ジェネレータトルク修正量と第２モータ／ジェネレータトルク修正量が得られる。

よって、式(２３)と式(２４)を連立して解くと、目標エンジン回転速度ω_E ^*を達成しながらバッテリ充放電可能電力内にバッテリ充放電電力を抑え得る第１モータ／ジェネレータトルク修正量ΔT₁₁と、第２モータ／ジェネレータトルク修正量ΔT₂₁とを求めることができる。

修正後の第１モータ／ジェネレータトルクT_1m1と第２モータ／ジェネレータトルクT_2m1は、次式で表される。

ステップＳ４では、これら修正後の理想モータ／ジェネレータトルクT_1m1， T_2m1がモータ作動（力行）方向に超える場合において、これら修正後の理想モータ／ジェネレータトルクT_1m1， T_2m1をトルク制限内に抑える第２修正処理を施す。
前記のステップＳ３では、個々のモータ／ジェネレータMG1,MG2のパワーの和であるバッテリ充放電電力が制限範囲U₁内に制限されるが、制限後の理想モータ／ジェネレータトルクT_1m1， T_2m1はまだ個々の制限を超えている可能性がある。
そこで、第１モータ／ジェネレータトルクT_1m1がモータ作動（力行）方向にトルク制限を超えていたら、超えている分のモータトルク修正量ΔT₁₂を算出する。
そして式(２４)を用い、第２モータ／ジェネレータトルクT_2m1のモータトルク修正量ΔT₂₂を求める。
このΔT₁₂とΔT₂₂は式(２４)の関係を満たしているので、モータトルクを修正しても目標エンジン回転速度ω_E ^*は達成できる。
修正後の第１モータ／ジェネレータトルクT_1m2， T_2m2は次式から求めることができる。

次に、修正後の第２理想モータ／ジェネレータトルクT_2m1がモータ作動（力）方向にトルク制限を超えていたら、超えている分のトルク修正量ΔT₂₃を算出する。
そして式(２４)を用い、修正後の第１理想モータ／ジェネレータトルクT_1m1のモータトルク修正量ΔT₁₃を求める。
これらΔT₁₃およびΔT₂₃も式(２４)の関係を満たしているので、理想モータ／ジェネレータトルクT_1m1， T_2m1を修正しても目標エンジン回転速度ω_E ^*は達成することができる。
修正後の第１モータ／ジェネレータトルクT_1m3および第２モータ／ジェネレータトルクT_2m3は次式で表される。

ステップＳ５では、ステップＳ４で上記のごとく力行側のモータパワーを減らしたため、ステップＳ３で前記のごとくに修正したバッテリ充放電電力が再び充電側に超える場合があることから、この場合に、過充電電力に応じてエンジンパワーを減らすよう目標エンジントルクT_EO ^*を下方修正する第３修正処理を行う。
式(２０)を用い、ステップＳ４で上記のごとくに修正した第１モータ／ジェネレータトルクT_1m3と、第２モータ／ジェネレータトルクT_2m3とを出力した仮定した時のバッテリ充放電電力P_Bdは、次式で表される。

そしてバッテリ過充電電力P_Bcは、次式で求め得る。

目標エンジン回転速度ω_E ^*を達成するためには、このバッテリ過充電電力分のパワーが余分であるから、このパワーに相当する分だけ目標エンジントルクT_EO ^*を下方修正する。
目標エンジントルクT_EO ^*を減らす量は次式で得られる。

この目標エンジントルク下方修正量ΔT_Eは、現在のエンジントルクにおいて所望のエンジン回転速度を得るには過剰なトルクなので、修正後の目標エンジントルクは次式で表される。

以上の第１〜第３修正処理で行われる理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*の修正要領を、図１１につき以下に付言する。
図１１に示す２次元座標面上において、理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*，T₂₀ ^*の組み合わせを示す点がAで示すごとき点である場合、この点Aが実現可能領域（U₁,U₂領域の双方を含む領域）の外であることから、理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*，T₂₀ ^*を以下のごとくに修正して修正後の理想モータ／ジェネレータトルクの組み合わせを示す点が実現可能領域内のものとなるようにする。

式(７)に示す運動方程式から，現時刻の走行抵抗トルクT_RおよびエンジントルクT_Eにおいて理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*，T₂₀ ^*を出力したと仮定したときのエンジン回転加速度aω_Eは次式で表される。

この式(３４)から、理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*，T₂₀ ^*の組み合わせを示す点Aを通る直線の式は次式で表される．

この直線は、図１１に示す２次元座標面上の一点鎖線で表される。
この直線上ではモータ／ジェネレータトルクを変化させても、エンジン回転加速度aω_Eは変わらない。

ステップＳ３での第１修正処理は、式(２５)，(２６)に示すように理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*，T₂₀ ^*を修正する。
式(３４)，(２５)，(２６)から次式が得られる。

式(２４)と式(３６)から次式が得られる。

この式(３７)から、修正後のモータトルクT_1m1,T_2m2は式(３５)の関係を満たすので、エンジン回転加速度aω_Eは変わらないままモータ／ジェネレータトルクの修正が可能である。
よって、第１修正処理により点Aは、モータ／ジェネレータトルクがバッテリ充放電可能電力範囲内となる点Bへ修正される。

次の第２修正処理では、力行側にモータトルクが制限を超えるモータ／ジェネレータのトルクをトルク制限内に抑える。
上記したように第１修正処理では、バッテリ充放電可能電力内にモータ／ジェネレータトルクを抑えた。
また、式(２１)に示すようにバッテリ充放電電力は第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2のパワーの和である。
よって、力行しているモータのトルクを制限内に修正すると放電量が減るので、この修正により、バッテリ充放電可能電力が放電側に再び超えることはない。

図１１は、第１モータ／ジェネレータMG1のみが力行している場合の修正例であり、制限を超えた量ΔT₁の分だけ第１モータ／ジェネレータトルクを減らす。
第２モータ／ジェネレータトルクは、式(２４)を用いてΔT₁に相当する分だけ修正する。
よって、第２修正処理によりモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクの組み合わせ点は、点Bから点Cに修正される。

次の第３修正処理では、第２修正処理によりモータ／ジェネレータトルクを修正することで再び充電側にバッテリ充放電電力が超える場合や、モータの回生電力が定格回生電力を超える場合に、過充電電力もしくは過回生電力に相当するパワーをエンジンパワーから減らしてパワーのバランスを取る。
過充電量に相当するパワーをエンジンパワーから減らすようエンジントルクを減らすと、図１１におけるエンジン回転加速度aω_Eとなるモータトルク関係を示した直線は、一点鎖線から二点鎖線のように変化する。
よって、エンジントルクがこの所望の量まで減ると、上記第１修正処理および第２修正処理のみでモータトルクは実現可能領域内の点Dに修正可能である。

ただし、エンジントルクがこの所望の値に減るまでの間には、エンジン回転加速度aωEとなるモータトルクの組み合わせを示した直線は、一点鎖線と二点鎖線との間にある。
よって第１修正処理および第２修正処理のみでは、第２修正処理で修正した後のモータ／ジェネレータトルクの組み合わせは、点Cと点Dとの間にあって実現可能領域の外である。

この実現可能領域を越えた量は、モータの定格回生量を超えて回生している回生電力か、バッテリ過充電電力なので、第４修正処理により、モータの過回生トルクとバッテリ過充電電力の大きい方に相当するパワーに相当する回生トルクを、回生している方のモータ／ジェネレータから減らす。
これにより、モータ／ジェネレータトルクの組み合わせは点Dに修正されるが、このときのエンジン回転加速度aωEとなるモータ／ジェネレータトルクの組み合わせを示した直線が破線で示されごときものとすると、点Dは破線上ではないので目標エンジン回転速度ω_E ^*を達成できない。

しかし、点Dがエンジン回転加速度aωEとなるモータ／ジェネレータトルクの組み合わせを示した直線上にならないのは、エンジントルクが目標エンジントルクに低下するまでの一瞬である。
従って、このとき大きくエンジン回転速度が目標エンジン回転速度からずれることはなく、エンジントルクが目標エンジントルクに達した後は目標エンジン回転速度が達成できるので、エンジンを劣化させるほどの過回転にはならない。
また、この一瞬のずれによるエンジンの過回転を防止するために，上記dω_Eを大きめにとっておくとよい。

以上説明した本実施例になる変速制御装置によれば、両理想モータ／ジェネレータトルクを実現可能領域内の値に修正するから、この両モータ／ジェネレータが実現不能な理想トルクを指令されることがなくて制御の安定を図ることができる。
しかも理想モータ／ジェネレータトルクの上記修正に際し、実エンジン回転速度が許容上限回転速度を越えるような状況では、エンジン回転速度優先用修正処理により目標駆動トルクよりも目標エンジン回転速度が優先して達成されるよう当該修正を行うから、
エンジンの過回転を回避しつつ両理想モータ／ジェネレータトルクを実現可能領域内の値に修正することができる。
他方で、理想モータ／ジェネレータトルクの上記修正に際し、実エンジン回転速度が許容上限回転速度を越えるような状況でなければ、駆動トルク優先用修正処理により目標エンジン回転速度よりも目標駆動トルクが優先して達成されるよう当該修正を行うから、
駆動トルクの不自然な変化を回避しつつ、従って不愉快な加減速度の発生なしに、両理想モータ／ジェネレータトルクを実現可能領域内の値に修正することができる。

従って本実施例によれば、両モータ／ジェネレータMG1,MG2をバッテリの定格電力などにより決まる実現可能領域内で動作させるようそれぞれの理想トルクを修正するが、この修正を、エンジンの過回転や、駆動トルクの不自然な変化が生じないよう行って、エンジンの耐久性に関する問題や、不愉快な車両加減速度の発生に関する問題を解消することができる。

更に本実施例の変速制御装置によれば、上記エンジン回転速度優先用修正処理が以下の第１〜第２修正処理を含むものとなしたから、以下の作用効果が得られる。
第１修正処理は、両モータ／ジェネレータMG1,MG2が理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を出力したと仮定した時の、バッテリの充放電可能電力を超える過充放電電力を算出し、目標エンジン回転速度ω_E ^*が達成されると共に過充放電電力がゼロになるよう理想モータ／ジェネレータトルクT₁₀ ^*,T₂₀ ^*を修正する。
第２修正処理は、上記第１修正処理後の理想モータ／ジェネレータトルクT₁ ^*,T₂ ^*が出力されると、モータ／ジェネレータMG1,MG2からのモータ作動（力行）トルクが制限値を超える場合に、目標エンジン回転速度ω_E ^*が達成されると共にモータ／ジェネレータのモータ作動トルクが制限値に収まるよう理想モータ／ジェネレータトルクを修正する。
第３修正処理は、両モータ／ジェネレータMG1,MG2がこの第２修正処理後の理想モータ／ジェネレータトルクを出力したと仮定した時の、バッテリの充電可能電力を超える過充電電力と、モータ／ジェネレータの定格パワーを超える過回生電力とを算出し、これら過充電電力および過回生電力のうち大きい方の電力に相当する分だけエンジンパワーが低下されるよう目標エンジントルクを下方修正する。
本実施例によれば、上記エンジン回転速度優先用修正処理がこれら第１〜第２修正処理を含むことから、
代数演算で理想モータ／ジェネレータトルクの修正ができ、マップを用いることによるマイコンメモリ容量の増加を招くことなく目標エンジン回転速度を達成でき、エンジンの過回転を防ぐことができる。

また第３修正処理において、両モータ／ジェネレータMG1,MG2が第２修正処理で修正された理想モータ／ジェネレータトルクを出力したと仮定した時の、モータ／ジェネレータの定格パワーを超える過回生電力を算出し、この過回生電力を回生可能電力内に制限するよう回生中のモータ／ジェネレータの理想トルクを修正することから、
第３修正処理で設定される目標エンジントルクに対して実際のエンジントルクが遅れ、エンジンパワーの減少が間に合わない場合のバッテリの過充電やモータの過回生を防ぐことができ、バッテリやモータ／ジェネレータMG1,MG2の劣化を防ぐことができる。

図１２は、時刻t_mにおいてハイブリッド変速機が固定変速比モードから無段変速比モードに切り替えられ、時刻t_m以後の無段変速比モードにおいて、上記したモータ／ジェネレータトルクの修正を行った場合のシミュレーション結果を示す。
図１２には、上段から車両駆動力、車速VSP、パワー（実線：バッテリ充放電電力、一点鎖線：エンジンパワー、P_Bmax：バッテリ充放電電力最大値、P_Bmin：バッテリ充放電電力最小値）、モータ／ジェネレータパワー（実線：第１モータ／ジェネレータMG2のパワー、一点鎖線：第２モータ／ジェネレータMG2のパワー、P_mmax：モータ／ジェネレータパワー最大値、P_mmin：モータ／ジェネレータパワー最小値）、トルク（実線：第１モータ／ジェネレータMG1のトルク、一点鎖線：第２モータ／ジェネレータMG2のトルク、破線：エンジントルク、T_mmax：モータ／ジェネレータトルク最大値、T_mmin：モータ／ジェネレータトルク最小値）、回転速度（実線：第１モータ／ジェネレータMG1の回転速度、一点鎖線：第２モータ／ジェネレータMG2の回転速度、破線：エンジン回転速度、ω_Emax：エンジン回転速度の許容上限値）の時系列変化を示す。

図１２から明らかなように、時刻t_m以後の無段変速比モードではエンジン回転速度が許容上限回転速度ω_Emaxに保たれており、エンジン回転速度が許容上限回転速度ω_Emaxを越える過回転状態になるのを防止できている。
さらに、モータ／ジェネレータトルク、モータ／ジェネレータパワー、バッテリ充放電電力も全て、ハッチングを付して示した制限範囲内に収まっている。

また第３修正処理でエンジントルクを減らす理由は前記した通り、所望のエンジン回転速度を達成しようとするとエンジンパワーが出すぎて過充電電力や過回生電力を発生することがあることから、これら過充電電力や過回生電力の発生を回避するためであるが、この過剰なパワーを減らすためには、前記したごとくエンジントルクを絞る他に、Low-iVTモードにおいてはハイクラッチChiを滑らせて熱として放出してもよい。
この場合の制御要領を以下に説明するに、ハイクラッチChiの伝達トルクは次式で表される。

ただし、k_B ：クラッチの諸元で決まる定数
F_B ：クラッチプレート押付け力
μ_B ：クラッチプレートの摩擦係数
ハイクラッチChiのスリップ中における単位時間あたりの熱量P_brakeは次式で表される。

但し、ω_B：ハイクラッチChiのプレートの回転速度差

よって、ハイクラッチChiも併用したときの修正後の目標エンジントルクは次式で表される。

また、クラッチスリップ開始時刻t1から現時刻tまでのクラッチの蓄熱量は次式で表される。

ここでP_c ：クラッチの冷却で単位時間あたりに失われる熱量

このU_B、若しくはP_brakeに応じ、クラッチの耐久性を考慮しながらクラッチによるアシスト量を決める。
ところで、かようにハイクラッチChiを滑らせると、エンジントルクを絞る代わりにクラッチで熱として余剰のパワーを消費するので、エンジントルクを減らすことによる車両駆動力の低下が抑えられて好都合である。

なお本発明による変速制御装置は、上記した構成のハイブリッド変速機に用途を限定されるものでなく、
エンジンと、出力軸と、２つのモータ／ジェネレータとの間を差動装置により相互に連結し、両モータ／ジェネレータの制御により変速を行わせることが可能なハイブリッド変速機であれば、任意の型式のハイブリッド変速機に本発明による変速制御装置は用いることができる。

本発明による変速制御装置を適用可能なハイブリッド変速機の他の構成例を図１３に示す。
図１３のハイブリッド変速機１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する。
なお図１３において、図２におけると同様の部分には同一符号を付して示した。
このハイブリッド変速機１は、左側からエンジンENG、本発明における差動装置を構成するラビニョオ型プラネタリギヤセット４１、および複合電流２層モータ２を同軸に配置する。

ラビニョオ型プラネタリギヤセット４１は、２つのシングルピニオン遊星歯車組４２，４３で構成し、シングルピニオン遊星歯車組４２は、サンギヤS2およびリングギヤR2にピニオンP2を噛合させた構造とし、シングルピニオン遊星歯車組４３は、サンギヤS1およびリングギヤR1にピニオンP1を噛合させた構造とする。
そして、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し、ピニオンP2をロングピニオンとしてピニオンP1に噛合させて、２つのシングルピニオン遊星歯車組４２，４３を相関させることによりラビニョオ型プラネタリギヤセット４１となす。

このラビニョオ型プラネタリギヤセット４１は、サンギヤS1、サンギヤS2、リングギヤR1、リングギヤR2、およびキャリアCの５個の回転メンバを主たる要素とし、これら５個のメンバのうち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。
かかるラビニョオ型プラネタリギヤセット４１に対し本実施例においては、図の左側に同軸に配置したエンジンENGからの回転がシングルピニオン遊星歯車組４２のリングギヤR2に入力されるよう、このリングギヤR2に入力軸４０（図１４の共線図では入力Inとして示す）を結合し、この入力軸４０にエンジンENGのクランクシャフトを結合する。

ラビニョオ型プラネタリギヤセット４３の出力回転を共通なキャリアCより取り出すよう、このキャリアCに出力歯車４４を形成し、これに、カウンターギヤ４５を噛合させ、 カウンターギヤ４５をカウンターシャフト４６に結合し、カウンターシャフト４６にディファレンシャルギヤ装置４７を介して左右前輪４８を駆動結合する。
出力歯車４４、カウンターギヤ４５、カウンターシャフト４６、ディファレンシャルギヤ装置４７で車輪駆動系を構成し、この駆動系を図１４の共線図ではOutとして示した。

複合電流２層モータ２は、図２におけると同様にインナーロータ2riと、これを包囲する環状のアウターロータ2roと、これらインナーロータ2riおよびアウターロータ2ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステータ2ｓとよりなるものとするが、本例では、ステータ2ｓとインナーロータ2riとで内側のモータ／ジェネレータである第１モータ／ジェネレータMG1を構成し、ステータ2sとアウターロータ2roとで外側のモータ／ジェネレータである第２モータ／ジェネレータMG2を構成する。
かかる複合電流２層モータ２と、ラビニョオ型プラネタリギヤセット４１との結合に当たっては、シングルピニオン遊星歯車組４３のサンギヤS1に第１モータ／ジェネレータMG1（詳しくはインナーロータ2ri）を結合し、シングルピニオン遊星歯車組４２のサンギヤS2に第２モータ／ジェネレータMG2（詳しくはアウターロータ2ro）を結合する。

以上の構成になるハイブリッド変速機１は、共線図により表すと図１４に示すごときものとなる。
本実施例では、シングルピニオン遊星歯車組４３のリングギヤR1を変速機ケース１１に固定可能なローブレーキL/Bを設け、該ローブレーキL/Bは、その締結時にラビニョオ型プラネタリギヤセット４１の回転慣性系の自由度を１となしてハイブリッド変速機１を固定変速比モードで作動させ、ローブレーキL/Bは、その解放時にラビニョオ型プラネタリギヤセット４１の回転慣性系の自由度を２となしてハイブリッド変速機１を無段変速比モードで作動させることができる。

従って本実施例になるハイブリッド変速機１は、ローブレーキL/Bを解放した無段変速比モードでの変速に際し、前記した本発明による変速制御を適用することができ、この変速制御により前記したと同様な作用効果を達成することができる。

本発明の一実施例になる変速制御装置を具えたハイブリッド変速機の制御系を示すシステム図である。 同ハイブリッド変速機の線図的な縦断側面図である。 図２に示すハイブリッド変速機の共線図である。 図２に示すハイブリッド変速機がエンジン動力を入力される時の選択モードと、ブレーキおよびクラッチの締結、解放との関係を示した論理説明図である。 図２に示すハイブリッド変速機がエンジン動力を入力されない時の選択モードと、ブレーキおよびクラッチの締結、解放との関係を示した論理説明図である。 図１におけるハイブリッドコントローラが、無段変速比モードにおいて変速制御を行う時の機能別ブロック線図である。 車両の目標駆動トルクに関する変化特性図である。 最適燃費でのエンジンパワーと、エンジン回転速度との関係を示す線図である。 図６におけるモータトルク修正部が実行する制御プログラムを示すフローチャートである。 駆動トルク優先用理想モータ／ジェネレータ修正処理の動作説明図である。 エンジン回転速度優先用理想モータ／ジェネレータトルク修正処理の動作説明図である。 図１〜図１１に示す変速制御装置がハイブリッド変速機の無段変速比モードで実行する変速制御の動作タイムチャートである。 本発明による変速制御装置を適用可能なハイブリッド変速機の他の構成例を示す、図２と同様な線図的縦断側面図である。 図３に示すハイブリッド変速機の共線図である。

符号の説明

ENG エンジン
１ ハイブリッド変速機
２ 複合電流２層モータ
MG1 モータ／ジェネレータ
MG2 モータ／ジェネレータ
３ 差動装置
４ 入力軸
５ 出力軸
６ ディファレンシャルギヤ装置
7L,7R 後輪
GF フロント側遊星歯車組
GC 中間の遊星歯車組
GR リヤ側遊星歯車組
Cin エンジンクラッチ
Chi ハイクラッチ
B_LO ローブレーキ
B_LH ロー＆ハイブレーキ
11 変速機ケース
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 油圧制御装置
27 アクセル開度センサ
28 車速センサ
29 入力回転センサ
30 バッテリ状態検出部
31 目標値設定部（目標値設定手段）
32 理想モータトルク演算部（理想モータトルク演算手段）
33 モータトルク修正部（モータトルク修正手段）
40 入力軸
41 ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
42 シングルピニオン遊星歯車組
43 シングルピニオン遊星歯車組
44 出力歯車
45 カウンターギヤ
46 カウンターシャフト
47 ディファレンシャルギヤ装置
48 後輪

Claims (4)

1. エンジンと、出力軸と、２つのモータ／ジェネレータとの間を差動装置により相互に連結し、
   両モータ／ジェネレータの制御により変速を行わせることが可能なハイブリッド変速機において、
   車両の運転状態に応じた目標駆動トルクと、目標エンジン回転速度と、目標エンジントルクとを設定する目標値設定手段と、
   現時点の実エンジントルクを検出または推定するエンジントルク検出手段と、
   車両パワートレーン回転系の運動方程式を基に、前記目標駆動トルク、目標エンジン回転速度、および実エンジントルクから、目標駆動トルクおよび目標エンジン回転速度を達成するのに必要な前記両モータ／ジェネレータの理想トルクを求める理想モータトルク演算手段と、
   これら理想モータ／ジェネレータトルクが、バッテリおよびモータ／ジェネレータの現状において両モータ／ジェネレータが発生可能なトルク範囲を表した実現可能領域を超える場合に、両理想モータ／ジェネレータトルクをこの実現可能領域内の値に修正するモータトルク修正手段とを具え、
   該モータトルク修正手段は、
   目標エンジン回転速度よりも目標駆動トルクが優先して達成されるよう前記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行う駆動トルク優先用修正処理と、
   目標駆動トルクよりも目標エンジン回転速度が優先して達成されるよう前記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行うエンジン回転速度優先用修正処理とを有し、
   実エンジン回転速度が許容上限回転速度を越えるような状況では前記エンジン回転速度優先用修正処理により前記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行い、該状況以外では前記駆動トルク優先用修正処理により前記理想モータ／ジェネレータトルクの修正を行う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、
   前記エンジン回転速度優先用修正処理は、
   両モータ／ジェネレータが理想モータ／ジェネレータトルクを出力したと仮定した時の、バッテリの充放電可能電力を超える過充放電電力を算出し、目標エンジン回転速度が達成されると共に過充放電電力がゼロになるよう理想モータ／ジェネレータトルクを修正する第１修正処理と、
   この第１修正処理後の理想モータ／ジェネレータトルクが出力されると、モータ／ジェネレータからのモータ作動トルクが制限値を超える場合に、目標エンジン回転速度が達成されると共にモータ／ジェネレータのモータ作動トルクが制限値に収まるよう理想モータ／ジェネレータトルクを修正する第２修正処理と、
   両モータ／ジェネレータがこの第２修正処理後の理想モータ／ジェネレータトルクを出力したと仮定した時の、バッテリの充電可能電力を超える過充電電力と、モータ／ジェネレータの定格パワーを超える過回生電力とを算出し、これら過充電電力および過回生電力のうち大きい方の電力に相当する分だけエンジンパワーが低下されるよう前記目標エンジントルクを下方修正する第３修正処理と
   を含むことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
3. 前記差動装置を構成する回転要素のうちの１つを固定可能なブレーキ、または、２つを結合可能なクラッチを具え、これらブレーキまたはクラッチの締結、解放切り替えにより伝動経路を切り替え得るようにしたハイブリッド変速機に用いる請求項２に記載の変速制御装置において、
   前記第３修正処理は、前記目標エンジントルクの下方修正と、前記ブレーキまたはクラッチの滑り結合とにより、前記エンジンパワーの低下を実現することを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
4. 請求項２に記載の変速制御装置において、
   前記第３修正処理は、両モータ／ジェネレータが前記第２修正処理で修正された理想モータ／ジェネレータトルクを出力したと仮定した時の、モータ／ジェネレータの定格パワーを超える過回生電力を算出し、この過回生電力を回生可能電力内に制限するよう回生中のモータ／ジェネレータの理想トルクを修正する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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