JP2005225369A - ハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置 - Google Patents

ハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】High→Lowモード切り替えを滑らかにする。
【解決手段】モード切り替え変速比i0よりΔi1だけハイ側の変速比になる時（t1）、ローブレーキBLOを締結開始直前状態にし、i0よりΔi2だけハイ側の変速比になる時（t2）、ハイクラッチChiの解放およびローブレーキBLOの締結による掛け替えを開始する。Chiのトルク容量Tccはt2にTcaまで一気に低下させた後、i0よりΔi5だけロー側の変速比になる時（t6）０になるようオープン制御で直線的に低下させる。ローブレーキBLOのトルク容量Tbcは、i0よりΔi3だけハイ側の変速比になる時（t3）から、i0よりΔi5だけロー側の変速比になる時（t6）までの間、理論値ｂを基に定めた値とし、t6でTbcに最大値を指令する。モータ／ジェネレータMG2のトルクTmg2は、i0よりΔi4だけハイ側の変速比になる時（t3’）から、i0よりΔi6だけロー側の変速比になる時（t7）までの間、変速比ｉを目標変速比にフィードバック制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置、特に、ハイ側変速比域での無段変速に適したHighモードから、ロー側変速比域での無段変速に適したLowモードへのモード切り替えを、出力トルク変動や、変速比変化の不連続を伴うことなく滑らかに行い得るようにした、ハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置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、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、この差動装置を構成する所定の回転要素同士を相互に結合するクラッチ、および／または、所定の回転要素を固定するブレーキを具え、これらクラッチおよび／またはブレーキの選択的な締結作動により、ロー側変速比域での無段変速に適したLowモードと、ハイ側変速比域での無段変速に適したHighモードとを選択可能に構成したものがある。
かように、ロー側変速比に適したLowモードおよびハイ側変速比に適したHighモードを有するハイブリッド変速機としては従来、例えば特許文献１に記載のごときものがあるが、これらLowモードおよびHighモード間でのモード切り替え技術については従来、具体的な提案がなされていなかった。
従って、ハイブリッド変速機の当該モード切り替えに当たっては一般的に、モードを切り替えるべき運転状態になった時、対応するクラッチおよび／またはブレーキを解放状態から締結状態にしたり、逆に、解放状態から締結状態にするのが常識的である。
特開２０００−６２４８３号公報
ところで、HighモードからLowモードへ切り替えるモード切り替え時に、エンジントルクおよび変速機出力トルクがほぼ不変の状態であっても、モータ／ジェネレータの１つが、Highモードで要求されるトルクから、Lowモードで要求されるトルクへと、極性反転を伴ってトルクを変化されるハイブリッド変速機にあっては、
当該モード切り替え時に極性反転を伴ってトルク変化するモータ／ジェネレータの制御を考慮しないで、Lowモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキの解放進行を行わせると、
上記極性反転を伴うモータ／ジェネレータのトルク変化に起因して出力トルク変動や、変速比変化の不連続を生じ、HighモードからLowモードへ滑らかにモード切り替えすることができず、ハイブリッド変速機のモード切り替え品質の低下を招くという問題を生ずる。
本発明は、HighモードからLowモードへのモード切り替え時に、エンジントルクおよび変速機出力トルクがほぼ不変の状態であっても、極性反転を伴ってトルク変化するモータ／ジェネレータを有したハイブリッド変速機のHighモードからLowモードへのモード切り替えを、極性反転を伴うモータ／ジェネレータのトルク変化に起因した出力トルク変動や、変速比変化の不連続を生ずることなく滑らかに行い得るようなモード切り替え装置を提案し、もって、モード切り替え品質の低下に関する上記の問題を解消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モード切り替え制御装置は、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前記したと同じく、
エンジンと、出力軸と、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、この差動装置を構成する所定の回転要素同士を相互に結合するクラッチ、および／または、所定の回転要素を固定するブレーキを具え、
これらクラッチおよび／またはブレーキの選択的な締結作動により、ロー側変速比域での無段変速に適したLowモードと、ハイ側変速比域での無段変速に適したHighモードとを選択可能で、
エンジントルクおよび変速機出力トルクがほぼ不変の状態でHighモードからLowモードへ切り替えるモード切り替え時に、前記モータ／ジェネレータの１つが、Highモードで要求されるトルクから、Lowモードで要求されるトルクへと、極性反転を伴ってトルクを変化される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を以下のような構成とする。
つまり、上記クラッチおよび／またはブレーキのうち、上記モード切り替え時に締結状態から解放状態に切り替えられてHighモードを選択するクラッチおよび／またはブレーキの伝達トルク容量の低下と、上記１つのモータ／ジェネレータの極性反転を伴うトルク変化とを、相互に連動させて制御するような構成とする。
かかる本発明のモード切り替え制御装置によれば、HighモードからLowモードへのモード切り替え時における、Highモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキの伝達トルク容量の低下と、上記１つのモータ／ジェネレータの極性反転を伴うトルク変化とを相互に連動させて制御するため、
この連動制御が、極性反転を伴うモータ／ジェネレータのトルク変化に起因した出力トルク変動や、変速比変化の不連続をなくしつつ、HighモードからLowモードへの滑らかなモード切り替えを補償し得ることとなり、モード切り替え品質の低下に関する前記の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モード切り替え制御装置を具えたハイブリッド変速機１を示し、この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以下の構成となす。
図１において１１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１１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する。
また、変速機ケース１１の軸線方向左側（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４（図２〜５の共線図では入力Inとして示す）を結合し、出力軸５（図２〜５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、キャリアCfをローブレーキBLO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ＢＬＨ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BLO、ハイクラッチChi、ロー＆ハイブレーキＢＬＨ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。
図１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２〜５のごとくになり、遊星歯車組GCにおける中央のキャリアCcと、遊星歯車組GRにおける左側のリングギヤRrとを相互に結合し、これら結合体にエンジンクラッチCinを介してエンジンENGの回転を入力する。
遊星歯車組GRにおける右側のサンギヤSrと遊星歯車組GCにおける右側のサンギヤScとにそれぞれ、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BLO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を相互に結合して遊星歯車組GFを全体的に一体回転可能にするハイクラッチChiを設ける。
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、遊星歯車組GCのキャリアCcおよび遊星歯車組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、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、遊星歯車組GCにおけるサンギヤSc（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、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ＢＬＨにより固定可能となす。
なお図２〜５における横軸は、遊星歯車組GF,GRのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりリングギヤRrおよびキャリアCr間の距離を１とした時のキャリアCc（リングギヤRr）およびリングギヤRc間の距離の比をαで示し、キャリアCrおよびサンギヤSr（サンギヤSc）間の距離の比をβで示し、
また、遊星歯車組GCのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりサンギヤSfおよびキャリアCf間の距離を１とした時のキャリアCfおよびリングギヤRf間の距離の比をδで示す。
上記した図２〜５の共線図により表されるハイブリッド変速機において、ローブレーキBLOの作動によりキャリアCfを固定した状態でのLowモードでは、キャリアCfの回転数が図２に示すように０であることから、遊星歯車組GFに係わるレバー(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の回転数ωoが図２から明かなように、キャリアCc（リングギヤRr）に結合させた入力Inの回転数ωin（エンジンクラッチCinを経て入力されるエンジン回転数）よりも低くなる。
このため当該Lowモードは、サンギヤScとサンギヤSfの回転数が０となる時の変速比よりも、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の回転数ωin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の回転数ωo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。
上記ローブレーキBLOを締結させたLowモードでは、モータ／ジェネレータMG1,MG2（回転数をω１，ω２で示す）の制御と、エンジンの制御とにより、入力回転数ωinと出力回転数ωo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Lowモードは２自由度の無段変速比モードである。
かように無段変速可能なLowモードでは、イナーシャの加減速によるトルクを考慮しなければ、エンジントルク（変速機入力トルク）をTeとし、変速機出力トルクをToとし、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクをそれぞれTmg1,Tmg2とし、ローブレーキBLOのトルクをTbとし、ハイクラッチChiのトルクをTcとすると、以下のバランス式が成り立つ。
To + Te・(1+β)/β + Tmg1・(1+α+β)/β = 0
To + Te + Tmg1 + Tmg2 + Tb =0 （∴ Tmg2 + Tb = −To − Te − Tmg1）
Tmg2 = Tc + Tmg1・α/(1+β) + To・δ/(1+β)・・・（１）
ちなみにハイクラッチChiは、図示例の配置とする代わりに、遊星歯車組GFのキャリアCfおよびリングギヤRf間を結合するよう配置したり、サンギヤSfおよびリングギヤRf間を結合するよう配置しても、遊星歯車組GFを全体的に一体回転可能にすることができ、前者の場合、上記（１）式に代わるバランス式は次式のごとくなり、
Tmg2 = Tc・δ + Tmg1・α/(1+β) + To・δ/(1+β)・・・（２）
後者の場合、上記（１）式に代わるバランス式は次式のごとくなる。
Tmg2 = Tc・(1+δ) + Tmg1・α/(1+β) + To・δ/(1+β)・・・（３）
上記したLowモードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結し、リングギヤRcを固定する場合、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モードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結させた場合は上記の通り、入力回転数ωinと出力回転数ωo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、この場合はLowモードでも固定変速比となる。
ローブレーキBLOの作動によりキャリアCfを固定させた無段変速可能なLowモードで、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間を結合させると、ハイクラッチChiの締結進行によりサンギヤSc（サンギヤSf）およびリングギヤRf（サンギヤSr）が回転数を低下されことから、共線図は図２の状態から図３の状態を経て図４の状態に向かい、サンギヤSc（サンギヤSf）およびリングギヤRf（サンギヤSr）の回転数が共に０になる図４の状態に至り、２ndモードが選択される。
図４に示す２ndモードでは、サンギヤSr,Scの回転数が共に０であることから、レバーGRとレバーGCとが重なって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０の位置に固定される。
従って、変速比をLowモードの時よりもハイ側の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の出力による走行が可能である。
かようにローブレーキBLOおよびハイクラッチChiを共に締結作動させた２ndモードは上記の通り、入力回転数ωinと出力回転数ωo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２ndモードは固定変速比モードである。
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、ローブレーキBLOが解放されていれば、遊星歯車組GFの全ての回転要素Sf,Cf,Rfが一体的に回転される状態になることから、図５の共線図により示すようにサンギヤSr,Scが相互に一致した状態を保って回転数を変化される。
この場合、図５に示すように遊星歯車組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になる。
かようにハイクラッチChiを締結させた状態でのHighモードでは、モータ／ジェネレータMG1,MG2（回転数をω１，ω２で示す）の制御と、エンジンの制御とにより、入力回転数ωinと出力回転数ωo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Highモードは無段変速比モードである。
ところでこのHighモードでは、キャリアCrに結合させた出力Outの回転数ωoが図５から明かなように、キャリアCc（リングギヤRr）に結合させた入力Inの回転数ωin（エンジンクラッチCinを経て入力されるエンジン回転数）よりも高くなり、当該Highモードはハイ側変速比の領域で無段変速が要求される時に使用する。
上記Highモードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結し、アウターロータ2roを介してリングギヤRcを固定する場合、当該High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Highモードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結させた場合は上記の通り、入力回転数ωinと出力回転数ωoとの間における回転速度比が固定され、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、この場合はHighモードでも固定変速比となる。
ハイクラッチChiの単独作動により図５に示すごとくサンギヤSfおよびキャリアCf間を結合させた前記無段変速可能なHighモードから、ローブレーキBLOの単独作動により図２のごとくキャリアCfを固定させた前記無段変速可能なLowモードへの、本発明が制御対象とするHigh→Lowモード切り替えは、
Highモードで先ずローブレーキBLOを締結させることにより、共線図を図５の状態から図４の状態となし、図４の状態からハイクラッチChiを解放させることにより共線図を図３の状態を経て図２に例示するようなものになし、同時に、ローブレーキBLOの締結進行およびハイクラッチChiの解放に関連して行うべきモータ／ジェネレータMG2のトルク制御を遂行して当該モード切り替えを行う。
ところで、共線図が図５の状態から図４に示す状態に向かう間は、モータ／ジェネレータMG2のトルクが前進回転数ω２を低下させるものであることから正の絶対値を漸減されるのに対し、共線図が図４の状態から図３に示す状態に向かう間は、モータ／ジェネレータMG2のトルクが前進回転数ω２を上昇させるものであることから負の絶対値を漸増されるものであり、High→Lowモード切り替え時にモータ／ジェネレータMG2が極性反転を伴ったトルク変化を生ずる。
かかる極性反転を伴うモータ／ジェネレータMG2のトルク変化は、出力トルク変動や、変速比変化の不連続を生じ、HighモードからLowモードへの滑らかなモード切り替えを妨げ、ハイブリッド変速機のモード切り替え品質を低下させる原因となる。
この問題を解消するために本実施例では、無段変速可能なHighモードから同じく無段変速可能なLowモードへのHigh→Lowモード切り替えを、例えば図６に示すタイムチャートに沿って行うこととする。
エンジントルクTe、およびモータ／ジェネレータMG1のトルクTmg1はそれぞれ、目標とする駆動力Toが達成されるような値に制御し、この間にモード切り替えを以下のごとくに遂行する。
ここでは、ローブレーキBLOおよびハイクラッチChiを共に締結させて共線図が図４に示すごときものとなる時の変速比をモード切り替え変速比i0と定め、実変速比（目標変速比でもよい）ｉがこのモード切り替え変速比i0よりも所定のΔi1だけハイ側の変速比になる瞬時t1にモード切り替え準備を開始する。
この準備は、当該モード切り替えに際して解放状態から締結状態にすべきローブレーキBLOを、ロスストロークが終了した締結開始直前状態にすべく、このローブレーキBLOにプリチャージ圧を供給する制御で、このプリチャージを瞬時t1に開始する。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりも所定のΔi2だけハイ側の変速比になった瞬時t2に、当該モード切り替えに際して解放状態から締結状態にすべきLowモード選択要素であるローブレーキBLOおよび締結状態から解放状態にすべきHighモード選択要素であるハイクラッチChi間での締結要素の掛け替え、つまり、係合させる締結要素を後者のハイクラッチChiからローブレーキBLOに切り替える掛け替え操作を開始する。
かかる締結要素の掛け替え操作に当たっては、先ず、Highモードで締結状態であったハイクラッチChiのトルク容量Tccを瞬時t2において、前記（１）式で表されるモータ／ジェネレータトルクTmg2およびハイクラッチトルクTc間の関係を示したバランス式から得られる破線ａで例示したハイクラッチトルク容量Tccの理論値（瞬時t2での値）に対し所定の安全率（例えば1.2）を掛けた値Tcaまで一気に低下させた、その後ハイクラッチトルク容量Tccを、変速比ｉが締結要素の掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりΔi5だけロー側の変速比）となる瞬時t6に０となるよう直線的に低下させる。
この間におけるハイクラッチChiのトルク容量Tccは、変速比iがモード切り替え変速比i0近傍の値から、締結要素の掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりΔi5だけロー側の変速比）へ向かっている間、前記（１）式で表されるモータ／ジェネレータトルクTmg2およびハイクラッチトルクTc間の関係を示したバランス式から得られるハイクラッチトルク容量Tccの理論値（図６に破線ａで示す）に対して、変速を進ませる分の所定値だけ低い値（例えば、変速前の理論値の１0％だけ低い値）になるように設定する。
変速比iがモード切り替え変速比i0より所定のΔi3だけハイ側の変速比になる瞬時t3より、前記の通りプリチャージ済であるローブレーキBLOのトルク容量Tbc を上昇させる。
この時ローブレーキBLOのトルク容量Tbcは、前記（１）式で表されるモータ／ジェネレータトルクTmg2およびローブレーキトルクTb間の関係を示したバランス式から得られる破線ｂで例示したローブレーキトルク容量Tbcの理論値に対して比較的大きな余裕を持たせ、例えば、Tbc理論値×1.4 + モード切り替え終了時のTbc理論値の10％となるよう設定する。
ローブレーキBLOは、理想的には変速比ｉがモード切り替え変速比i0になった時に締結し、その後滑らなければよい。
ローブレーキBLOの締結タイミングが多少ずれてもショックを発生させることがないよう滑らかにトルク容量を上昇させるための制御である。
変速比ｉが、締結要素掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりもΔi5だけロー側の変速比）となる瞬時t6にローブレーキBLOの上記中間容量制御を終了し、ローブレーキトルク容量Tbcを最大値となす。
第２モータ／ジェネレータMG2のトルクTmg2は、変速比ｉがモード切り替え変速比i0になる瞬時t4以後、締結要素掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりもΔi5だけロー側の変速比）になる瞬時t6までの間、Highモードでの必要トルクからLowモードでの必要トルクへと変速比ｉの変化に応じて直線的に低下させる。
ここで第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の低下と称するは、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2が当初は前記した通り正値であるから、先ず正トルクを低下させ、瞬時t5に反転して負トルクを上昇させることを意味する（変速機出力トルクToが負の場合は逆になる）。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0になる瞬時t4までは、エンジントルクTe、第１モータ／ジェネレータトルクTmg1、および第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御によりHighモードでの変速比制御を継続し、
変速比ｉがモード切り替え変速比i0になる瞬時t4以後は、エンジントルクTeおよび第１モータ／ジェネレータトルクTmg1を出力トルクToutが目標値となるよう制御すると共に、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2、ハイクラッチトルク容量Tcc、およびローブレーキトルク容量Tbcの制御により前記のような変速比制御を行い、
変速比ｉが締結要素掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりもΔi5だけロー側の変速比）になる瞬時t6に、Lowモードでの変速比制御に移行してHigh→Lowモード切り替えを完了する。
図１のハイブリッド変速機には図９のごとく、ローブレーキBLOに対し並列的にワンウェイクラッチＯＷＣを設け、このワンウェイクラッチＯＷＣがローブレーキBLOに代わってLowモード選択機能を果たし得るような構成にすることができる。
かかる図９に示すハイブリッド変速機にあっては、ローブレーキBLOの伝達トルク容量Tbcを前記した厳密な管理下で上昇させる必要がなく、変速比ｉがモード切り替え変速比i0になる瞬時t4以後、図６にｃで例示するごとくワンウェイクラッチＯＷＣに所定の容量を発生させ、変速比ｉがモード切り替え変速比i0より所定値だけロー側変速比になる瞬時t4’にワンウェイクラッチＯＷＣを締結させても、ローブレーキトルクTbとワンウェイクラッチトルクとの合計トルクで、過不足なく必要なトルクを確実に発生させることができ、簡単な制御で上記の作用を生起させることが可能となる。
しかもワンウェイクラッチＯＷＣを設けた場合、これが受け持つトルク分だけローブレーキBLOの伝達トルク容量を小さくすることができる。
いずれにしても本実施例のHigh→Lowモード切り替え制御によれば、無段変速可能なHighモードからLowモードへのモード切り替え時における、Highモード選択用のハイクラッチChiの伝達トルク容量Tccの低下と、第２モータ／ジェネレータMG2の極性反転を伴うトルクTmg2の変化とを相互に連動させて制御するため、
極性反転を伴うモータ／ジェネレータMG2のトルク（Tmg2）変化に起因した出力トルク変動や、変速比変化の不連続をなくしつつ、HighモードからLowモードへの滑らかなモード切り替えを補償し得ることとなり、モード切り替え品質を高めて前記した問題を解消することができる。
なお上記実施例では、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下と、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の変化との連動制御に際し、これらの双方をフィードフォワード的にオープン制御することとし、制御の簡易化を図ったが、一方のみをオープン制御し、他方をフィードバック制御するようにするのが、変速比変化の一層滑らかで連続的な変化を補償し得て好ましいことは言うまでもない。
先ず、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下制御をオープン制御とし、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御をフィードバック制御とする場合の実施例を、図７に基づき以下に説明する。
以下は、ハイブリッド変速機が図１に示すようなものである場合のモード切り替え制御である。
エンジントルクTe、およびモータ／ジェネレータMG1のトルクTmg1はそれぞれ、目標とする駆動力Toが達成されるような値に制御し、この間にモード切り替えを図７に示すタイムチャートに沿って以下のごとくに遂行する。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりも所定のΔi1だけハイ側の変速比になる瞬時t1にモード切り替え準備を開始する。
この準備は、当該モード切り替えに際して解放状態から締結状態にすべきローブレーキBLOを、ロスストロークが終了した締結開始直前状態にすべく、このローブレーキBLOにプリチャージ圧を供給する制御で、このプリチャージを瞬時t1に開始する。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりも所定のΔi2だけハイ側の変速比になった瞬時t2に、当該モード切り替えに際して解放状態から締結状態にすべきLowモード選択要素であるローブレーキBLOおよび締結状態から解放状態にすべきHighモード選択要素であるハイクラッチChi間での締結要素の掛け替え、つまり、係合させる締結要素を後者のハイクラッチChiからローブレーキBLOに切り替える掛け替え操作を開始する。
かかる締結要素の掛け替え操作に当たっては、先ず、Highモードで締結状態であったハイクラッチChiのトルク容量Tccを図６につき前述したと同様、瞬時t2に前記の所定値Tcaまで一気に低下させ、その後ハイクラッチトルク容量Tccを、変速比ｉが締結要素の掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりΔi5だけロー側の変速比）となる瞬時t6に０になるよう直線的に低下させる。
変速比iがモード切り替え変速比i0より所定のΔi3だけハイ側の変速比になる瞬時t3より、前記の通りプリチャージ済であるローブレーキBLOのトルク容量Tbc を上昇させる。
この時ローブレーキBLOのトルク容量Tbcは、前記（１）式で表されるモータ／ジェネレータトルクTmg2およびローブレーキトルクTb間の関係を示したバランス式から得られる破線ｂで例示したローブレーキトルク容量Tbcの理論値に対して比較的大きな余裕を持たせ、例えば、Tbc理論値×1.4 + モード切り替え終了時のTbc理論値の10％となるよう設定する。
ローブレーキBLOは、理想的には変速比ｉがモード切り替え変速比i0になった時に締結し、その後滑らなければよい。
ローブレーキBLOの締結タイミングが多少ずれてもショックを発生させることがないよう滑らかにトルク容量を上昇させるための制御である。
変速比ｉが、締結要素掛け替え操作終了判定変速比（モード切り替え変速比i0よりもΔi5だけロー側の変速比）となる瞬時t6にローブレーキBLOの上記中間容量制御を終了し、ローブレーキトルク容量Tbcを最大値となす。
第２モータ／ジェネレータMG2のトルクTmg2は、変速比ｉがモード切り替え変速比i0より所定のΔi4だけハイ側の変速比になる瞬時T3’から、変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりもΔi6だけロー側の変速比（Δi6>Δi5）となる瞬時t7までの間、変速比ｉが図７の最下段に示した時々刻々の目標変速比をトレースするよう両者間の偏差に応じたフィードバック制御により、図７に例示するごとく決定する。
これにより第２モータ／ジェネレータMG2のトルクTmg2は、Highモードでの必要トルクからLowモードでの必要トルクへと上記のフィードバック制御下に低下される。
ところで第２モータ／ジェネレータトルクTmg2は、当初前記した通り正値であるから、先ず正トルクを低下され、瞬時t5に反転して負トルクを上昇されることとなる（変速機出力トルクToが負の場合は逆になる）。
第２モータ／ジェネレータトルクTmg2のフィードバック制御には、下記に示すような方法がある。
その１つは、変速機入力回転数ωin（図２〜５参照）と、変速機出力回転数ωo（図２〜５参照）とから実変速比ｉ（＝ωin/ωo）を算出し、この実変速比ｉと目標変速比i*との間における偏差に応じたPID制御（Pは比例制御、Iは積分制御、Dは微分制御）により、実変速比ｉを目標変速比i*に一致させるのに必要なモータ／ジェネレータトルクTmg2の補正量を求め、これを、前記（１）式から求め得るモータ／ジェネレータトルクTmg2の理論値に加算してモータ／ジェネレータトルクTmg2の指令値となし、これを出力する方法である。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0より所定のΔi4だけハイ側の変速比になる瞬時T3’までは、エンジントルクTe、第１モータ／ジェネレータトルクTmg1、および第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御によりHighモードでの変速比制御を継続し、
変速比ｉがモード切り替え変速比i0より所定のΔi4だけハイ側の変速比になる瞬時T3’以後は、エンジントルクTeおよび第１モータ／ジェネレータトルクTmg1を出力トルクToutが目標値となるよう制御すると共に、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2、ハイクラッチトルク容量Tcc、およびローブレーキトルク容量Tbcの制御により前記のような変速比制御を行い、
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりもΔi6だけロー側の変速比となる瞬時t7に、Lowモードでの変速比制御に移行してHigh→Lowモード切り替えを完了する。
上記の本実施例は、ハイブリッド変速機が図９のごとく、ローブレーキBLOに対し並列的にワンウェイクラッチＯＷＣを設けたものである場合も同様に適用して、同様の作用効果、つまり、ローブレーキBLOの伝達トルク容量Tbcを前記した厳密な管理下で上昇させる必要がなくてその制御が簡単になると共に、ローブレーキBLOの伝達トルク容量Tbcを小さくすることができるという作用効果を奏し得る。
いずれにしても本実施例のモード切り替え制御によれば、無段変速可能なHighモードからLowモードへのモード切り替え時における、Highモード選択用のハイクラッチChiの伝達トルク容量Tccの低下と、第２モータ／ジェネレータMG2の極性反転を伴うトルクTmg2の変化とを相互に連動させて制御するため、極性反転を伴うモータ／ジェネレータMG2のトルク（Tmg2）変化に起因した出力トルク変動や、変速比変化の不連続をなくしつつ、HighモードからLowモードへの滑らかなモード切り替えを補償し得ることとなり、モード切り替え品質を高めて前記した問題を解消することができる。
本実施例のモード切り替え制御によれば更に、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下と、モータ／ジェネレータトルクTmg2の変化との連動制御に際し、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下制御をオープン制御とし、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御を、実変速比ｉが目標変速比i*に追従するようなフィードバック制御としたから、目標変速比i*で狙った通りの変速比変化を実現しつつモード切り替えを行い得ることとなり、変速比変化の不連続をなくすという上記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
次に、上記実施例とは逆に、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御をオープン制御とし、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下制御をフィードバック制御とした場合の実施例を、図８に基づき以下に説明する。
以下は、ハイブリッド変速機が図１に示すようなものである場合のモード切り替え制御である。
エンジントルクTe、およびモータ／ジェネレータMG1のトルクTmg1はそれぞれ、目標とする駆動力Toが達成されるような値に制御し、この間にモード切り替えを図８に示すタイムチャートに沿って以下のごとくに遂行する。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりも所定のΔi1だけハイ側の変速比になる瞬時t1にモード切り替え準備を開始する。
この準備は、当該モード切り替えに際して解放状態から締結状態にすべきローブレーキBLOを、ロスストロークが終了した締結開始直前状態にすべく、このローブレーキBLOにプリチャージ圧を供給する制御で、このプリチャージを瞬時t1に開始する。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりも所定のΔi2だけハイ側の変速比になった瞬時t2に、当該モード切り替えに際して解放状態から締結状態にすべきLowモード選択要素であるローブレーキBLOおよび締結状態から解放状態にすべきHighモード選択要素であるハイクラッチChi間での締結要素の掛け替え、つまり、係合させる締結要素を後者のハイクラッチChiからローブレーキBLOに切り替える掛け替え操作を開始する。
かかる締結要素の掛け替え操作に当たっては、先ず、Highモードで締結状態であったハイクラッチChiのトルク容量Tccを図６につき前述したと同様、瞬時t2に前記の所定値Tcaまで一気に低下させ、その後ハイクラッチトルク容量Tccを、変速比ｉがモード切り替え変速比i0となる瞬時t4まで所定値Tcaに維持する。
変速比iがモード切り替え変速比i0より所定のΔi3だけハイ側の変速比になる瞬時t3より、前記の通りプリチャージ済であるローブレーキBLOのトルク容量Tbc を上昇させる。
この時ローブレーキBLOのトルク容量Tbcは、前記（１）式で表されるモータ／ジェネレータトルクTmg2およびローブレーキトルクTb間の関係を示したバランス式から得られる破線ｂで例示したローブレーキトルク容量Tbcの理論値に対して比較的大きな余裕を持たせ、例えば、Tbc理論値×1.4 + モード切り替え終了時のTbc理論値の10％となるよう設定する。
ローブレーキBLOは、理想的には変速比ｉがモード切り替え変速比i0になった時に締結し、その後滑らなければよい。
ローブレーキBLOの締結タイミングが多少ずれてもショックを発生させることがないよう滑らかにトルク容量を上昇させるための制御である。
変速比ｉが、モード切り替え変速比i0よりもΔi6だけロー側の変速比となる瞬時t7にローブレーキBLOの上記中間容量制御を終了し、ローブレーキトルク容量Tbcを最大値となす。
第２モータ／ジェネレータMG2のトルクTmg2は、変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりもΔi4だけハイ側の変速比になる瞬時t3’から、変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりもΔi5だけロー側の締結要素掛け替え操作終了判定変速比となる瞬時t6までの間、Highモードでの必要トルクからLowモードでの必要トルクへと変速比ｉの変化に応じて直線的に低下させる。
ここで第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の低下と称するは、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2が当初は前記した通り正値であるから、先ず正トルクを低下させ、瞬時t5に反転して負トルクを上昇させることを意味する（変速機出力トルクToが負の場合は逆になる）。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりΔi2だけハイ側の変速比となる瞬時t2から、変速比ｉがモード切り替え変速比i0となる瞬時t4までの間前記した通り所定値Tcaに保持されていたハイクラッチトルク容量Tccは、瞬時t4〜瞬時t6間において、変速比ｉが図８の最下段に示した時々刻々の目標変速比をトレースするよう両者間の偏差に応じたフィードバック制御（例えば、前記したPID制御）により、図８に例示するごとく決定する。
変速比ｉがモード切り替え変速比i0より所定のΔi4だけハイ側の変速比になる瞬時T3’までは、エンジントルクTe、第１モータ／ジェネレータトルクTmg1、および第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御によりHighモードでの変速比制御を継続し、
変速比ｉがモード切り替え変速比i0より所定のΔi4だけハイ側の変速比になる瞬時T3’以後は、エンジントルクTeおよび第１モータ／ジェネレータトルクTmg1を出力トルクToutが目標値となるよう制御すると共に、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2、ハイクラッチトルク容量Tcc、およびローブレーキトルク容量Tbcの制御により前記のような変速比制御を行い、
変速比ｉがモード切り替え変速比i0よりもΔi6だけロー側の変速比となる瞬時t7に、Lowモードでの変速比制御に移行してHigh→Lowモード切り替えを完了する。
上記の本実施例は、ハイブリッド変速機が図９のごとく、ローブレーキBLOに対し並列的にワンウェイクラッチＯＷＣを設けたものである場合も同様に適用して、同様の作用効果、つまり、ローブレーキBLOの伝達トルク容量Tbcを前記した厳密な管理下で上昇させる必要がなくてその制御が簡単になると共に、ローブレーキBLOの伝達トルク容量Tbcを小さくすることができるという作用効果を奏し得る。
いずれにしても本実施例のモード切り替え制御によれば、無段変速可能なHighモードからLowモードへのモード切り替え時における、Highモード選択用のハイクラッチChiの伝達トルク容量Tccの低下と、第２モータ／ジェネレータMG2の極性反転を伴うトルクTmg2の変化とを相互に連動させて制御するため、極性反転を伴うモータ／ジェネレータMG2のトルク（Tmg2）変化に起因した出力トルク変動や、変速比変化の不連続をなくしつつ、HighモードからLowモードへの滑らかなモード切り替えを補償し得ることとなり、モード切り替え品質を高めて前記した問題を解消することができる。
本実施例のモード切り替え制御によれば更に、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下と、モータ／ジェネレータトルクTmg2の変化との連動制御に際し、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の制御をオープン制御とし、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下制御を、実変速比ｉが目標変速比i*に追従するようなフィードバック制御としたから、目標変速比i*で狙った通りの変速比変化を実現しつつモード切り替えを行い得ることとなり、変速比変化の不連続をなくすという上記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
なお、図１のハイブリッド変速機に対する前記した全ての実施例に共通することであるが、Highモード選択時に解放されていたローブレーキBLOの伝達可能なトルク容量Tbcを、ハイクラッチ伝達トルク容量Tccの低下と、第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の変化との連動制御にほぼ同期して上昇させるため、図９のようにハイブリッド変速機にワンウェイクラッチＯＷＣを用いなくても、上記の連動制御に対しローブレーキ伝達トルク容量Tbcの上昇を常時適切に行ってモード切り替え時におけるハイブリッド変速機のインターロック傾向を確実に回避することができる。
また前記した全ての実施例に共通することであるが、第２モータ／ジェネレータMG2の極性反転を伴うトルク（Tmg2）変化が、モード切り替え変速比i0近辺の変速比となった時に開始され、モード切り替え変速比i0よりもロー側の変速比となった時に終了するよう構成したから、極性反転を伴う第２モータ／ジェネレータトルクTmg2の変化がモード切り替え変速比i0に達する前に行われた時に生ずる変速ショック、つまり、変速比ｉが一気にモード切り替え変速比i0となる急変速ショックを回避することができる。
ところで前記した各実施例では、モード切り替え制御装置が図１または図９に示すものである場合について本発明のモード切り替え制御装置を説明したが、ハイブリッド変速機はこれらに限られるものではなく、図１０に示すようなハイブリッド変速機である場合も本発明のモード切り替え制御装置は同様に適用可能である。
図１０に示すハイブリッド変速機１を詳述するに、このハイブリッド変速機１も後輪駆動車（ＦＲ車）用のトランスミッションとして用いるのに有用なものとし、以下の構成となす。
図１０において、図１および図９におけると同様の部分は同一符号を付して示し、重複説明を避けた。
変速機ケース１１内に、図１および図９におけると同様、エンジンENGに近い側から順に、モータ／ジェネレータMG1,MG2を構成する複合電流２層モータ２と、フロント側遊星歯車組GFと、中央の遊星歯車組GCと、リヤ側遊星歯車組GRとを、軸線方向同軸に配して設ける。
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。
遊星歯車組GRのリングギヤRr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４（図１１〜１４の共線図では入力Inとして示す）を結合し、出力軸５（図１１〜１４の共線図では出力Outとして示す）に遊星歯車組GRのキャリアCrを結合する。
第１モータ／ジェネレータMG1（外側ロータ2ro）は遊星歯車組GCのサンギヤScに結合し、第２モータ／ジェネレータMG（内側ロータ2ri）は遊星歯車組GFのリングギヤRfに結合し、このリングギヤRfを遊星歯車組GCのリングギヤRcに結合する。
これらリングギヤRf， Rfの相互結合体および遊星歯車組GFのキャリアCf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BLOにより固定可能にすると共にワンウェイクラッチＯＷＣにより前記したと同じ方向へ固定可能へとする。
また、サンギヤSfをサンギヤSrに結合し、遊星歯車組GC,GRのキャリアCc,Crを相互に結合する。
更に、アウターロータ12roを介して、これに結合したサンギヤScを固定可能にする多板式のロー＆ハイブレーキＢＬＨを設ける。
図１０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１１〜１４のごとくになり、遊星歯車組GRのリングギヤRrにエンジンクラッチCinを介して入力Inを結合し、遊星歯車組GC,GRにおけるキャリアCc,Crの相互結合体に出力Outを結合する。
遊星歯車組GRのサンギヤSrと遊星歯車組GCのリングギヤRcとにそれぞれ、遊星歯車組GFのサンギヤSfおよびリングギヤRf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BLOを設けると共に、遊星歯車組GFのキャリアCfおよびリングギヤRfを相互に結合するハイクラッチChiを設ける。
遊星歯車組GCのサンギヤScにモータ／ジェネレータMG1を結合し、遊星歯車組GCのリングギヤRc（遊星歯車組GFのリングギヤRf）にモータ／ジェネレータMG2を結合する。
更に、遊星歯車組GCにおけるサンギヤScをロー＆ハイブレーキＢＬＨにより固定可能となす。
なお図１１〜１４における横軸は、遊星歯車組GC,GRのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりリングギヤRrおよびキャリアCr（キャリアCc）間の距離を１とした時のリングギヤRrおよびサンギヤSc間の距離の比をαで示し、キャリアCr（キャリアCc）およびサンギヤSr（リングギヤRc）間の距離の比をβで示し、
また、遊星歯車組GFのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりリングギヤRfおよびキャリアCf間の距離を１とした時のキャリアCfおよびサンギヤSf間の距離の比をδで示す。
上記した図１１〜１４の共線図により表されるハイブリッド変速機において、ローブレーキBLOの作動によりキャリアCfを固定した状態でのLowモードでは、キャリアCfの回転数が図１１に示すように０であることから、遊星歯車組GFに係わるレバー(同符号GFで示す)により例示したごとく、リングギヤRc,Rf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の回転数ωoが図１１から明かなように、リングギヤRrに結合させた入力Inの回転数ωin（エンジンクラッチCinを経て入力されるエンジン回転数）よりも低くなる。
このため当該Lowモードは、リングギヤRc,Rf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の回転数ωinを一定とすると、モータ／ジェネレータMG2によりリングギヤRfの正回転を高くしてサンギヤSfの逆回転を上昇させることで、このサンギヤSfに結合されたサンギヤSrの逆回転が上昇して出力Outの回転数ωo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。
上記ローブレーキBLOを締結させたLowモードでは、モータ／ジェネレータMG1,MG2（回転数をω１，ω２で示す）の制御と、エンジンの制御とにより、入力回転数ωinと出力回転数ωo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Lowモードは２自由度の無段変速比モードである。
上記したLowモードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結し、サンギヤScを固定する場合、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モードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結させた場合は上記の通り、入力回転数ωinと出力回転数ωo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、この場合はLowモードでも固定変速比となる。
ローブレーキBLOの作動によりキャリアCfを固定させた無段変速可能なLowモードで、ハイクラッチChiの作動によりリングギヤRfおよびキャリアCf間を結合させると、ハイクラッチChiの締結進行によりリングギヤRc,RfおよびサンギヤSf,Srが回転数を低下されことから、共線図は図１１の状態から図１２の状態を経て図１３の状態に向かい、リングギヤRc,RfおよびサンギヤSf,Srの回転数が共に０になる図１３の状態に至り、２ndモードが選択される。
図１３に示す２ndモードでは、サンギヤSrおよびリングギヤRcの回転数が共に０であることから、レバーGRとレバーGCとが重なって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およびリングギヤRcが回転数０の位置に固定される。
従って、変速比をLowモードの時よりもハイ側の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の出力による走行が可能である。
かようにローブレーキBLOおよびハイクラッチChiを共に締結作動させた２ndモードは上記の通り、入力回転数ωinと出力回転数ωo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２ndモードは固定変速比モードである。
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およびリングギヤRf間を結合すると、ローブレーキBLOが解放されていれば、遊星歯車組GFの全ての回転要素Sf,Cf,Rfが一体的に回転される状態になることから、図１４の共線図により示すようにサンギヤSrおよびリングギヤRcが相互に一致した状態を保って回転数を変化される。
この場合、図１４に示すように遊星歯車組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になる。
かようにハイクラッチChiを締結させた状態でのHighモードでは、モータ／ジェネレータMG1,MG2（回転数をω１，ω２で示す）の制御と、エンジンの制御とにより、入力回転数ωinと出力回転数ωo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Highモードは無段変速比モードである。
ところでこのHighモードでは、キャリアCc,Crに結合させた出力Outの回転数ωoが図１４から明かなように、リングギヤRrに結合させた入力Inの回転数ωin（エンジンクラッチCinを経て入力されるエンジン回転数）よりも高くなり、当該Highモードはハイ側変速比の領域で無段変速が要求される時に使用する。
上記Highモードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結し、アウターロータ2roを介してサンギヤScを固定する場合、当該High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Highモードでロー＆ハイモードブレーキＢＬＨを締結させた場合は上記の通り、入力回転数ωinと出力回転数ωoとの間における回転速度比が固定され、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、この場合はHighモードでも固定変速比となる。
ハイクラッチChiの単独作動により図１４に示すごとくリングギヤRfおよびキャリアCf間を結合させた前記無段変速可能なHighモードから、ローブレーキBLOの単独作動により図１１のごとくキャリアCfを固定させた前記無段変速可能なLowモードへの、本発明が制御対象とするHigh→Lowモード切り替えは、
Highモードで先ずローブレーキBLOを締結させることにより、共線図を図１４の状態から図１３の状態となし、図１３の状態からハイクラッチChiを解放させることにより共線図を図１２の状態を経て図１１に例示するようなものになし、同時に、ローブレーキBLOの締結進行およびハイクラッチChiの解放に関連して行うべきモータ／ジェネレータMG2のトルク制御を遂行して当該モード切り替えを行う。
ところで、共線図が図１４の状態から図１３に示す状態に向かう間は、モータ／ジェネレータMG2のトルクが前進回転数ω２を低下させるものであることから正の絶対値を漸減されるのに対し、共線図が図１３の状態から図１２に示す状態に向かう間は、モータ／ジェネレータMG2のトルクが前進回転数ω２を上昇させるものであることから負の絶対値を漸増されるものであり、High→Lowモード切り替え時にモータ／ジェネレータMG2が極性反転を伴ったトルク変化を生ずる。
かかる極性反転を伴うモータ／ジェネレータMG2のトルク変化は、出力トルク変動や、変速比変化の不連続を生じ、HighモードからLowモードへの滑らかなモード切り替えを妨げ、ハイブリッド変速機のモード切り替え品質を低下させる原因となる。
この問題を解消するために、図１０に示すハイブリッド変速機の場合も、図６〜図８につき前記した各実施例によると同様のモード切り替え制御を採用することができ、これ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モード切り替え制御装置を具えたハイブリッド変速機の線図的な縦断側面図である。 図１に示すハイブリッド変速機の、Lowモードでの共線図である。 同ハイブリッド変速機の、Lowモードから２ndモードへ移行する時における共線図である。 同ハイブリッド変速機の、２ndモードでの共線図である。 同ハイブリッド変速機の、Highモードでの共線図である。 図１に示すハイブリッド変速機の一実施例になる、HighモードからLowモードへのモード切り替え制御を示すタイムチャートである。 同モード切り替え制御の他の実施例を示すタイムチャートである。 同モード切り替え制御の更に他の実施例を示すタイムチャートである。 本発明によるモード切り替え制御を適用可能なハイブリッド変速機の他の例を示す、図１と同様な線図的縦断側面図である。 本発明によるモード切り替え制御を適用可能なハイブリッド変速機の更に他の例を示す、図１と同様な線図的縦断側面図である。 図１０に示すハイブリッド変速機の、Lowモードでの共線図である。 同ハイブリッド変速機の、Lowモードから２ndモードへ移行する時における共線図である。 同ハイブリッド変速機の、２ndモードでの共線図である。 同ハイブリッド変速機の、Highモードでの共線図である。
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
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
BLO ローブレーキ
BLH ロー＆ハイブレーキ
11 変速機ケース

Claims (7)

  1. エンジンと、出力軸と、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、
    この差動装置を構成する所定の回転要素同士を相互に結合するクラッチ、および／または、所定の回転要素を固定するブレーキを具え、
    これらクラッチおよび／またはブレーキの選択的な締結作動により、ロー側変速比域での無段変速に適したLowモードと、ハイ側変速比域での無段変速に適したHighモードとを選択可能で、
    エンジントルクおよび変速機出力トルクがほぼ不変の状態でHighモードからLowモードへ切り替えるモード切り替え時に、前記モータ／ジェネレータの１つが、Highモードで要求されるトルクから、Lowモードで要求されるトルクへと、極性反転を伴ってトルクを変化されるハイブリッド変速機において、
    前記クラッチおよび／またはブレーキのうち、前記モード切り替え時に締結状態から解放状態に切り替えられてHighモードを選択するクラッチおよび／またはブレーキの伝達トルク容量の低下と、前記１つのモータ／ジェネレータの極性反転を伴うトルク変化とを、相互に連動させて制御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モード切り替え制御装置。
  2. 請求項１に記載のハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置において、
    前記連動制御のために、前記Highモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキの伝達トルク容量をオープン制御で指令し、前記１つのモータ／ジェネレータのトルクを、変速機内部における回転数が目標値に追従するようフィードバック制御する構成にしたことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。
  3. 請求項１に記載のハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置において、
    前記連動制御のために、前記１つのモータ／ジェネレータのトルクをオープン制御で指令し、前記Highモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキの伝達トルク容量を、変速機内部における回転数が目標値に追従するようフィードバック制御する構成にしたことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。
  4. 請求項２または３に記載のハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置において、
    前記変速機内部における回転数として、変速機入出力回転数間の比である実変速比を用い、この実変速比が目標変速比に追従するよう前記のフィードバック制御を行う構成にしたことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置において、
    前記クラッチおよび／またはブレーキのうち、Highモード選択時に解放されていたクラッチおよび／またはブレーキの伝達トルク容量を、前記連動制御にほぼ同期して上昇させ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モード切り替え制御装置。
  6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置において、
    前記クラッチおよび／またはブレーキのうち、Lowモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキに対し並列的に配して、該クラッチおよび／またはブレーキの代わりにLowモード選択機能を果たすワンウェイクラッチを設け、前記Lowモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキを前記連動制御の途中で締結させ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モード切り替え制御装置。
  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モード切り替え制御装置において、
    前記１つのモータ／ジェネレータの極性反転を伴うトルク変化が、前記Highモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキおよび前記Lowモード選択用のクラッチおよび／またはブレーキが共に締結された時の変速比であるモード切り替え変速比近辺の変速比となった時に開始され、該モード切り替え変速比よりもロー側の変速比となった時に終了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モード切り替え制御装置。

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