JP2007045284A - ハイブリッド変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジントルクの制御応答性が低いことに起因して、運転モードの変更や、駆動力の変更の応答が遅れてしまうことを防止し、駆動力ショックが発生することを防止することができるハイブリッド変速機を提供する。
【解決手段】 エンジンと一以上のモータの発生するトルクを歯車減速装置を介して出力軸に伝達して駆動力を発生するハイブリッド変速機において、エンジントルク推定手段５１を具えるとともに、当該エンジントルク推定手段により推定したエンジントルク推定値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段５２を具えることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に用いられるハイブリッド変速機に関するものである。

従来、複数存在するギヤやその組み合わせを切換えて、主動力源（エンジン）から負荷（タイヤ）への減速比を複数の固定変速比の中から離散的に選択するために車両には変速機が設けられている。その変速機のうち、主たる動力源の出力と変速機入力との間に締結解放装置（クラッチ）をもち、変速中は駆動トルクの伝達を断絶させるのが手動変速機（ＭＴ）と呼ばれるものである。

これに対しギヤの組み合わせを変速機内の一つないし複数の締結解放装置の順序的かつ協調的な操作によって行うのが自動変速機（ＡＴ）と呼ばれているものである。近年これらに加えて、エンジンとモータとの駆動トルクを選択されたギヤ比によって加算することで最終的な駆動トルクとする、いわゆるハイブリッド変速機が開発されている。

このハイブリッド変速機は、エンジンからタイヤにつながる出力軸への減速比を段階的又は連続的に変更するという一の機能と、エンジンから出力軸へのトルク伝達経路上の一点または複数点に、あるいはそれに歯車伝達装置などを介してモータを配置して、これによりモータトルクを加算して最終的な出力軸トルクつまりは駆動力とすると言う二つの機能を有する。

さらに複雑なハイブリッド変速機においては、油圧クラッチなどの締結解放要素をトルク伝達経路上に設け、これを適時締結解放することで、エンジントルク、モータトルクそれぞれの伝達経路の切換を行うものがある。例えば特許文献１には、そのようなハイブリッド変速機の制御シーケンスが示されている。

この技術によれば、クラッチの締結においては、軸の回転数制御により油圧クラッチ回転数をゼロ付近にし、次にクラッチを締結して、その後エンジントルクとモータトルクとを徐々に協調的に変化させることにより、次の運転モードへの遷移を完了させている。逆にクラッチの解放においては、クラッチの締結力を微小に下げるとともにエンジントルクをステップ状に上昇変化させ、クラッチの油圧と摩擦から決定される伝達可能トルクを伝達トルクが上回った時点でクラッチのすべりが発生し、これを検知してモータを回転数制御に切換えることにより、クラッチ締結モードから解放モードに移行している。

また、特許文献２においては、エンジン始動時に、エンジントルクを徐々に増加させるとともに、モータトルクを徐々に減少させて、その結果としての駆動力が所定の値となるように制御するという技術が記載されている。

これらの技術においては、エンジントルクの制御応答性が低いことに起因して、以下に示す副二次的な問題が発生する。まず、クラッチの締結解放による運転モード切換えの前後のエンジントルクおよびモータトルクの変更時において、エンジントルクの変更の応答が遅れるため、エンジントルク変化を検出した後の、クラッチの締結解放に時間がかかり、さらに、エンジントルクの遅れを考慮して徐々にエンジントルクおよびモータトルクを変更するため、運転モードの切換えや、駆動力の変更の応答が遅れるとともに、エンジントルクの変化の応答遅れが生じている時間に駆動力がパルス的に不足して運転者がショックを感じるという問題点が生じる。

上記の問題を部分的に解決している技術として、特許文献３に記載されている技術がある。特許文献３では、駆動力指令を急激に増加させた場合において、エンジン始動までの時間遅れを緩和する方法として、エンジン始動のためのエンジン加速のためのトルクも含めて、駆動力指令の増加の傾きが急な場合に、モータトルクも急に増加させるという技術が提案されている。ところが、この技術は、上記に示されているように、駆動力指令が急激に増加した結果として、エンジン始動が必要とされるという場合以外にはまったく適用できない。

あるいは、特許文献４に記載されているように、締結解放手段の締結解放によって伝達経路、締結モードが変更されるハイブリッド変速機では、駆動力指令が不変な場合でも、運転モードの変更前後でエンジントルクとモータトルクの設定をできるだけ速く変更する要求があるが、上記のようなエンジントルクの応答遅れのために、最終的な運転モードにおける最終的なトルク状態への動作遷移を完了するまでに多大な時間がかかる。
特開平１０−１７４２０９号公報 特開平９−２２２０６４号公報 特開平９−３２２３０５号公報 特開平９−１５８９９７号公報

本発明の目的は、上述した課題を解決することであり、エンジントルクの制御応答性が低いことに起因して、運転モードの切換えや、駆動力の変更の応答が遅れてしまうことを防止し、駆動力ショックが発生することを防止することができるハイブリッド変速機を提供することにある。

請求項１に係るハイブリッド変速機は、エンジンと一以上のモータの発生するトルクを歯車減速装置を介して出力軸に伝達して駆動力を発生するハイブリッド変速機において、エンジントルク推定手段を具えるとともに、当該エンジントルク推定手段により推定したエンジントルク推定値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段を具えることを特徴とする。

請求項３に係るハイブリッド変速機は、共線図上に配置される回転要素として複数個の回転要素を有し、これらの回転要素のうち二個の要素の回転状態を決定すると他の回転要素の回転状態が決定される二自由度の差動装置を具え、前記複数個の回転要素にそれぞれ主動力源であるエンジンからの入力、駆動系への出力および少なくとも一つのモータを結合し、該モータから入力される動力を加減することにより、主動力源および駆動系間における変速比を無段階に変更可能なハイブリッド変速機において、エンジントルク推定手段を具えるとともに、当該エンジントルク推定手段により推定したエンジントルク推定値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段を具えることを特徴とする。
ここでいうモータとは、当然ジェネレータの機能を有するものを指す。

これらのハイブリッド変速機によれば、エンジントルク応答遅れによる、エンジントルク指令値とエンジントルク推定値（エンジントルク実際値）との差をモータトルクにより補償して、エンジントルクとモータトルクとの合計により決定される駆動力がエンジントルクに応答遅れが発生する時間にパルス的に不足することを防止して、駆動力ショックが発生することを防止することができる。加えて、エンジントルク指令値を急激に変化させても、エンジントルクの応答遅れによる、エンジントルク指令値とエンジントルク実際値との差をモータトルクにより補償するので、エンジントルクとモータトルクとの合計により決定される駆動力を早期に所望の値とすることができ、運転モードの変更や駆動力の変更の、応答の遅れを防止することができる。

なお、請求項２に係るハイブリッド変速機は、請求項１に係るハイブリッド変速機に比してエンジントルク実際値を求めるに当たり、エンジントルク推定手段を用いていたものを、エンジントルク計測手段に置き換えてエンジントルク推定値がエンジントルク計算値となる点のみが相違するのみであり、作用効果は同様である。また、請求項４に係るハイブリッド変速機も、請求項３に係るハイブリッド変速機に比してエンジントルク実際値を求めるに当たり、エンジントルク推定手段を用いていたものを、エンジントルク計測手段に置き換えてエンジントルク推定値がエンジントルク計算値となる点のみが相違するのみであり、作用効果は同様である。

さらに、請求項５、６に記載したように、エンジントルク指令値とエンジントルク実際値（エンジントルク推定値あるいはエンジントルク計測値）との差をモータトルクにより補償するに当たり、二以上のモータに対して、変速速度（エンジン回転数の時間変化率、エンジン回転加速度）が不変となるようにモータトルク指令値を分配することが好ましい。これによれば、駆動力ショックの発生をさらに効果的に防止することができる。
加えて、請求項７に記載したように、二以上のモータにモータトルク指令値を分配するにあたり、その分配方法を運転モードに応じて変更する。これにより運転モードに応じてそれぞれのモータに最適なモータトルク指令値を分配することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るハイブリッド変速機が適用されたハイブリッドシステムを示すシステム構成図である。
このハイブリッドシステムは、主動力源としてのエンジン１と、一以上のモータとしての同軸多層モータ２と、差動装置として遊星歯車装置３を有し、駆動系たる出力機構として、出力ギヤ４と、カウンターギヤ５と、ドライブギヤ６と、ディファレンシャル７と、ドライブシャフト８を有して構成されている。

エンジン１は、エンジン出力軸１０とエンジンクラッチＥＣを介して、遊星歯車装置３の第二リングギヤＲ２に連結されている。このエンジンクラッチＥＣは、油圧多板クラッチにより構成されている。

同軸多層モータ２は、図１に示すように、モータ室１３内に配置され、モータ＆ギヤケース９に固定され、図示しないコイルを巻装したステータＳと、ステータＳの外側に配置され、図示しない永久磁石を埋設されたアウターロータＯＲと、ステータＳの内側に配置され、図示しない永久磁石を埋設されたインナーロータＩＲとを、同一軸線上に配置することで構成されている。

同軸多層モータ２を構成するインナーロータＩＲには、第一モータジェネレータ出力軸１１が連結され、同じく、同軸多層モータ２を構成するアウターロータＯＲには、第二モータジェネレータ出力軸１２が連結されている。以下において、ステータＳとインナーロータＩＲとを合せて第一モータジェネレータＭＧ１と、ステータＳとアウターロータＯＲとを合せて第二モータジェネレータＭＧ２と呼称する。

前記遊星歯車装置３は、ギヤ室１４内に配置されたラビニョウ型遊星歯車列と締結解放手段としてのローブレーキＬＢおよびハイブレーキＨＢとから構成されている。
このラビニョウ型遊星歯車列は、互いに噛合う第一ピニオンＰ１と第二ピニオンＰ２を支持する共通キャリアＣと、第一ピニオンＰ１に噛合う第一サンギヤＳ１と、第二ピニオンＰ２に噛合う第二サンギヤＳ２と、第一ピニオンＰ１に噛合う第一リングギヤＲ１と、第二ピニオンＰ２に噛合う第二リングギヤＲ２との五つの回転要素を有する。

前記ローブレーキＬＢは油圧多板クラッチにより構成され、締結により前記第一リングギヤＲ１をモータ＆ギヤケース９に固定する。
前記ハイブレーキＨＢは油圧多板クラッチにより構成され、締結により第一サンギヤＳ１をモータ＆ギヤケース９に固定する。

前記第二リングギヤＲ２とエンジン出力軸１０とエンジンクラッチＥＣを介して連結し、前記第一サンギヤＳ１と第一モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、前記第二サンギヤＳ２と第二モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、前記共通キャリアＣに出力ギヤ４を連結している。これにより、図２に示す共線図上において、第一モータジェネレータＭＧ１（Ｓ１）、エンジンＥＮＧ（Ｒ２）、出力ギヤ４Ｏｕｔ（Ｃ）、第二モータジェネレータＭＧ２（Ｓ２）の回転速度順となるように連結される。

そして、前記ハイブレーキＨＢは、図２の共線図上において、第一モータジェネレータＭＧ１の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により変速比をオーバードライブ側（エンジン回転数Ｎｅ＜出力軸回転数Ｎｏである状態）のハイ変速比に固定する。前記ローブレーキ（Low−BRK）ＬＢは、図２の共線図上において、出力ギヤ４の回転速度軸Outと第二モータジェネレータＭＧ２の回転速度軸との間の位置に配置され、締結により変速比をアンダードライブ側（エンジン回転数Ｎｅ＞出力軸回転数Ｎｏである状態）のロー変速比に固定する。

ここで、共線図とは、遊星歯車装置のギヤ比を考える場合、式により求める方法に換えて、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤの各回転要素を、間隔が隣り合う各回転要素の距離の比（リングギヤＲ２とキャリアＣの距離を１とした場合の）となるように配置したものである。αは第一サンギヤＳ１とリングギヤＲ２の間の距離の比を、βは第二サンギヤＳ２と共通キャリアＣとの間の距離の比を、γは共通キャリアＣとローブレーキＬＢとの間の距離の比を示す。

前記出力ギヤ４からの出力回転および出力トルクは、カウンターギヤ５→ドライブギヤ６→ディファレンシャルギヤ７を経由して、ドライブシャフト８から図示しない駆動輪へと伝達される。

図１に示したハイブリッドシステムの制御系は、エンジンコントローラ２１と、スロットルバルブアクチュエータ２２と、モータコントローラ２３と、インバータ２４と、バッテリ２５と、ハイブリッドコントローラ２６と、アクセル開度センサ２７と、車速センサ２８と、モード選択スイッチ２９と、エンジン回転数センサ３０と、第一モータジェネレータ回転数センサ３１と、第二モータジェネレータ回転数センサ３２と、油圧コントロールユニット３３とを有して、構成されている。

前記エンジンコントローラ２１は、アクセル開度センサ２７からのアクセル開度情報とエンジン回転数センサ３０からのエンジン回転数情報を入力し、ハイブリッドコントローラ２６からの指令に応じてエンジン回転数とエンジントルクを制御する指令をスロットルバルブアクチュエータ２２へ出力する。

前記モータコントローラ２３は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ３１、３２からの回転数情報を入力し、第一モータジェネレータＭＧ１の回転数およびトルクと、第二モータジェネレータＭＧ２の回転数およびトルクと、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ２４へ出力する。

前記インバータ２４は、前記同軸多層モータ３のステータＳのコイルに接続され、モータコントローラ２３からの指令により、インナーロータＩＲへの駆動電流とアウターロータＯＲへの駆動電流とを複合させた複合電流を作成する。このインバータ２４にはバッテリ２５が接続されている。

前記油圧コントロールユニット３３は、ハイブリッドコントローラ２６からの指令を受け、エンジンクラッチＥＣとハイブレーキＨＢとローブレーキＬＢの締結制御および解放制御を行う。

前記ハイブリッドコントローラ２６は、車速センサ２８からの車速情報やエンジンコントローラ２１からのアクセル開度情報及びエンジン回転数情報を入力して、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ２１、モータコントローラ２３、油圧コントロールユニット３３に対して演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、ハイブリッドコントローラ２６とエンジンコントローラ２１、および、ハイブリッドコントローラ２６とモータコントローラ２３とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。

上述したように、同軸多層モータを使用することにより、同一のステータＳにおいて、アウターロータ用の磁力線と、インナーロータ用の磁力線の双方が作成され、ステータＳを構成するコイルと、インバータ２４をアウターロータＯＲとインナーロータＩＲとで共用することができる。加えて、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流とを重ね合わせた複合電流を一つのコイルに印加することにより、アウターロータＯＲとインナーロータＩＲとをそれぞれ独立に制御することができる。

つまり、外観的には一つのモータである同軸多層モータは、二つのモータジェネレータとして使用でき、一方をモータとして機能させ、他方をジェネレータとして機能させるあるいは、双方ともモータあるいはジェネレータとして機能させる等の組み合わせが可能である。このため、二つの独立したモータジェネレータを使用する場合に比べて、部品点数を削減し、インバータ電流定格を低減し、それぞれのロータの磁石量を低減するなどの、コスト削減を図ることができるとともに、同軸構造による小型化、インバータサイズの低減などの、ダウンサイジングを図ることもできる。加えて、鉄損の低減およびインバータ損失の低減により、効率を高めることもできる。

また、複合電流の制御のみで、モータ＋ジェネレータ、モータ＋モータ、ジェネレータ＋ジェネレータといった使い方が可能であり、きわめて高い機能の選択自由度を有するため、例えば、ハイブリッド車の動力源に同軸多層モータを使用した場合には、これらの多数の選択肢の中から、車両状態に応じて最も効果的あるいは効率的な組み合わせを選択することができる。

図１に示すように、エンジン１と第一モータジェネレータＭＧ１、第二モータジェネレータＭＧ２と出力部材たる出力ギヤ４とを有する遊星歯車装置３には、少なくとも四つの回転要素を有するものであれば、さまざまな遊星歯車列を採用することができる。しかし多数の遊星歯車列が考えられる中で、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が小さくなりコンパクトな遊星歯車列とすることができるという理由により、ラビニョウ型遊星歯車列を採用した。

すなわち、ラビニョウ型遊星歯車列は、二列の遊星歯車の幅寸法でありながら、四つの遊星歯車の組み合わせを実現しているため、例えば、四つの遊星歯車を軸方向に配列するのに比べて大幅に軸方向寸法が短縮される。

ハイブリッドシステムの駆動系に対して、同軸多層モータとラビニョウ型遊星歯車列による遊星歯車装置を適用した場合、下記に列挙するメリットがある。
互いに同軸構造であるため、同軸多層モータ２の出力軸１１、１２と、遊星歯車装置３の両サンギヤＳ１、Ｓ２とを例えば、スプライン嵌合にて簡単に連結できるというように、組み合わせ相性が非常によく、スペース、コスト、重量の面で極めて有利な構成とすることができる。

同軸多層モータ２の一方を放電（モータ機能）として用い、他方を発電（ジェネレータ機能）として用いた場合、一つのインバータ２４を介してモータ電流を制御することも可能であり、バッテリ２５からの電力の持ち出しを少なくすることができる。例えば、ダイレクト配電運転モード（Ｅ−ｉＶＴモード）の場合、理論上、バッテリ２５からの電力の持ち出しをゼロにすることができる。

同軸多層モータ２の両方を放電（モータ機能）として用いた場合、駆動範囲を広く取ることができる。すなわち、二つのモータパワーを足し合わせた値がパワー最大値以下の全ての領域を駆動可能範囲とし、一方のモータが小パワーで、他方のモータが大パワーと言う組み合わせで用いることもできる。

図３は本発明に係るハイブリッド変速機が適用されたハイブリッドシステムを簡略化して示す概略図である。
このハイブリッドシステムを用いた運転の定常モードとして、ローブレーキＬＢ、ハイブレーキＨＢを解放して無段変速比を得る「無段変速比モード」と、両ブレーキＬＢ、ＨＢのうち、一方のブレーキを締結して固定変速比を得る「固定変速比モード」を有する。

前記「無段変速比モード」としては、図２に示すように、エンジン１と両モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を動力源として使用する「Ｅ−ｉＶＴモード」と、両モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のみを動力源として使用する「ＥＶモード」とを有する。

前記「固定変速比モード」としては、図２に示すように、ローブレーキＬＢを締結したままでエンジン１と少なくとも一方のモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２で走行する「ＬＢモード」と、ハイブレーキＨＢを締結したままでエンジン１と第二モータジェネレータＭＧ２で走行する「ＨＢモード」と、ローブレーキＬＢを締結したままで二つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のみで走行する「ＥＶ−ＬＢモード」と、ハイブレーキＨＢを締結したままで第二モータジェネレータＭＧ２のみで走行する「ＥＶ−ＨＢモード」とを有する。

そして、車両状態（例えば車速）と、目標駆動力（例えば、アクセル開度と車速から演算）と、バッテリ充電状態とから、燃費が最適となる推奨モードを自動的に選択し（モード選択手段）、現在選択されているモードから推奨モードへモード遷移を行うとき、または、モード選択スイッチ２９への操作によりモードを選択し（モード選択手段）、現在選択されているモードから選択されたモードへモード遷移を行うとき、モード受け渡しのために運転モード遷移制御を行う。

この運転モード遷移制御では、エンジン１および両モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の動作点を受け渡す制御を必要とするだけではなく、無段変速比モードと固定変速比モードとの間のモード遷移を行う場合には、ローブレーキＬＢやハイブレーキＨＢの締結制御や解放制御を行わなければならない。

ここで、運転モードの代表例である、「Ｅ−ｉＶＴモード（ダイレクト配電走行モード）」について説明する。この「Ｅ−ｉＶＴモード」とは、エンジン１の動作点を最適燃費によるエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとし、第一モータジェネレータＭＧ１と第二モータジェネレータＭＧ２の収支がゼロとなるようにそれぞれの回転数Ｎ１、Ｎ２とトルクＴ１、Ｔ２を決めて制御する走行モードをいう。

第一モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎ１及びトルクＴ１と、第二モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ２及びトルクＴ２からなる、モータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）は、エンジン回転数Ｎｅ、出力軸回転数Ｎｏ、エンジントルクＴｅ、バッテリパワーＰｂとして、以下の連立方程式数１（Ｅ−ｉＶＴバランス式）を、Ｐｂ＝０の条件で、解くことにより算出する。
（数１）
Ｎ１＝Ｎｅ＋α×（Ｎｅ−Ｎｏ）
Ｎ２＝Ｎｏ−β×（Ｎｅ−Ｎｏ）
Ｔｏ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔｅ
Ｎ１×Ｔ１＋Ｎ２×Ｔ２＝Ｐｂ
α×Ｔ１＋Ｔｏ＝（１＋β）×Ｔ２

よって、「Ｅ−ｉＶＴモード」つまりダイレクト配電走行モードでの共線図は、図２に示すようになり、理論上はバッテリ負荷をゼロとし、良好な燃費性能を確保しながら、第一モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎ１と、第二モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ２とを制御することにより、アンダードライブからオーバードライブまでの広い変速比を達成することができる。さらにダイレクト配電走行モードでは、下記に列挙するようなメリットがある。

まず、モータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を上記バランス式により簡単に計算できる。さらに、モータパワー（モータ通過パワー）が「ゼロ」となる変速比が二点（例えば、１／変速比＝約０．６の近傍と、１／変速比＝約１．５の近傍）存在する。加えて、ロー側ほどモータトルクが大きくなる、つまり、電気的な最ロー側変速比はモータトルクＴ１、Ｔ２によって決定される。さらに、エンジン１が低出力であるときには、モータトルクＴ１、Ｔ２および回転数Ｎ１、Ｎ２の両面で制限を受けることがなく、変速レンジを非常にワイドに取ることができる。

以上述べたハイブリッドシステムにおいて、通常の運転モードの変更を行うと、図４に示すように、エンジントルクの変化の応答遅れが生じている時間に駆動力４４がパルス的に不足して運転者がショックを感じるという問題点が生じる。加えて運転モードの変更や駆動力の変更の応答が遅れると言う問題も生じる。

そこで本実施の形態では、エンジントルク４１の応答遅れ分の駆動力４４の不足を、モータトルクにより以下のように補償する。
図５は、本発明に係るハイブリッド変速機におけるモータトルクによる補償の制御内容を示すブロック図である。
図５中におけるモータ１は、図１に示した第一モータジェネレータＭＧ１を、モータ２は、第二モータジェネレータＭＧ２を示すものとする。

エンジントルク推定手段５１は、エンジンモデルとして遅れ時間０．２秒（時定数）および無駄時間０．０５秒の動的システムを用いて、図５中に示すように、エンジントルク指令値Ｔｅｒｅｆから、エンジントルク実際値を推定する。エンジントルク指令値Ｔｅｒｅｆからエンジントルク実際値を減算して、その差ｄＴｅｅｒを演算する。こうして求めたエンジントルク指令値と実際値との差ｄＴｅｅｒにそれぞれのモータ１、モータ２に対応する係数Ｋ１、Ｋ２を乗算して、モータ１のトルクの修正量ｄＴ１ｅｒと、モータ２のトルクの修正量ｄＴ２ｅｒを計算し、これらをそれぞれのモータ１およびモータ２のモータトルク指令値に加算して、最終的なモータ１への指令値Ｔ１ｒｅｆおよびモータ２へのトルク指令値Ｔ２ｒｅｆを計算して、モータ１および２に対して出力する。なお、図中５２の点線で囲む部分が、加算手段を示す。

なお、係数Ｋ１、Ｋ２は、それぞれのモータ１、２にモータトルク指令値を分配するにあたり、その分配方法を運転モードに応じて変更するために、例えばＥ−ｉＶＴモードでは、Ｋ１＝（１＋β）／（１＋α＋β）、Ｋ２＝α／（１＋α＋β）を用い、ＬＢモードでは、Ｋ１＝Ｐ１×（１＋γ）／（α＋１＋γ）、Ｋ２＝Ｐ２×（１＋γ）／（γ−β）、Ｐ１＋Ｐ２＝１を用いる。図５中ではＰ１＝０．７５、Ｐ２＝０．２５である。
ここではエンジントルク推定手段を用いたが、エンジントルクを実際に計測することは容易であるので、エンジントルク計測手段を用いてもよい。

図６は、本発明に係るハイブリッド変速機におけるモータトルクによる補償の制御内容を実行した場合の駆動力の変化を示すタイムチャートである。
運転モードを、ＬＢモードからＥ−ｉＶＴモードに変更した場合、エンジントルク４１は応答遅れのため、点線で示す指令値に対して遅れが生じるが、モータ１のトルクの指令値およびモータ２のトルクの指令値に前述した修正量を加算すると、モータ１のトルク４２およびモータ２のトルク４３は図示のように上乗せされ、それにより、エンジントルク３１の応答遅れを補償するため、駆動力４４の点線で示すパルス状の不足を防止して、駆動力ショックを解消することができる。加えて、エンジントルク指令値を急激に変化させても、エンジントルクの応答遅れによる、エンジントルク指令値とエンジントルク実際値との差をモータトルクにより補償するので、エンジントルクとモータトルクとの合計により決定される駆動力を早期に所望の値とすることができ、運転モードの変更の、応答の遅れを防止することができる。

図７は、本発明に係るハイブリッド変速機におけるモータトルクによる補償の制御内容を実行した場合の駆動力の変化を示すタイムチャートである。
Ｅ−ｉＶＴモードにおいて、運転者がアクセルを踏みこんでキックダウンを行った場合には、上述したモータトルクによる補償の制御を行わない場合には、エンジントルクの応答遅れに起因して、駆動力Ｆｄｒｖａｃｔはキックダウンの瞬間に図７（ａ）に示すように不足する。ここで、本発明に係るモータトルクによる補償の制御を行うと、モータトルクによりエンジントルクの応答遅れを補償して、図７（ｂ）に示すように、駆動力Ｆｄｒｖａｃｔのキックダウンの瞬間の不足を防止して、駆動力ショックを解消することができる。加えて、エンジントルク指令値を急激に変化させても、エンジントルクの応答遅れによる、エンジントルク指令値とエンジントルク実際値との差をモータトルクにより補償するので、エンジントルクとモータトルクとの合計により決定される駆動力を早期に所望の値とすることができ、駆動力の変更の、応答の遅れを防止することができる。

図８は、本発明に係るハイブリッド変速機の固定変速比モードでのエンジン始動後の駆動力変化を示すタイムチャートである。
ＥＢ−ＬＢモード、ＬＢモード、ＨＢモードなどの固定変速比モードにおいて、エンジンを始動した後、上述したモータトルクによる補償の制御を行わない場合には、駆動力Ｆｄｒｖａｃｔはエンジンを始動した瞬間に図８（ｂ）に示すように不足する。ここで、本発明に係るモータトルクによる補償の制御を行い、図８（ａ）に示すように、モータトルクＴ１、Ｔ２によりエンジントルクＴｅの応答遅れを補償して、それぞれのモータ１、２にトルク修正量を分配すると、図８（ｃ）に示すように、駆動力Ｆｄｒｖａｃｔのエンジンを始動した瞬間の不足を防止して、駆動力ショックを解消することができる。加えて、エンジントルク指令値を急激に変化させても、エンジントルクの応答遅れによる、エンジントルク指令値とエンジントルク実際値との差をモータトルクにより補償するので、エンジントルクとモータトルクとの合計により決定される駆動力を早期に所望の値とすることができ、エンジン始動時のモータトルクの分配において、応答の遅れを防止することができる。なお、図８（ｂ）（ｃ）中、Ｆｄｒｉｖｅｒｅｆはエンジントルク指令値を示すものとする。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。

本発明のハイブリッド変速機は、エンジントルクの制御応答性が低いことに起因して、運転モードの変更や、駆動力の変更の応答が遅れてしまうことを防止し、駆動力ショックが発生することを防止することができるものである。

本発明に係るハイブリッド変速機が適用されたハイブリッドシステムを示すシステム構成図である。 本発明に係るハイブリッド変速機の共線図である。 本発明に係るハイブリッド変速機が適用されたハイブリッドシステムを簡略化して示す概略図である。 従来のハイブリッド変速機において運転モードの変更を行った場合の駆動力を示すタイムチャートである。 本発明に係るハイブリッド変速機におけるモータトルクによる補償の制御内容を示すブロック図である。 本発明に係るハイブリッド変速機において運転モードの変更を行った場合の駆動力を示すタイムチャートである。 本発明に係るハイブリッド変速機におけるモータトルクによる補償の制御内容を実行した場合の駆動力の変化を示すタイムチャートである。 本発明に係るハイブリッド変速機の固定変速比モードでのエンジン始動後の駆動力変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 同軸多層モータ
３ 遊星歯車装置
４ 出力ギヤ
５ カウンターギヤ
６ ドライブギヤ
７ ディファレンシャル
８ ドライブシャフト
９ モータ＆ギヤケース
１０ エンジン出力軸
１１ 第一モータジェネレータ出力軸
１２ 第二モータジェネレータ出力軸
１３ モータ室
１４ ギヤ室
２１ エンジンコントローラ
２２ スロットルバルブアクチュエータ
２３ モータコントローラ
２４ インバータ
２５ バッテリ
２６ ハイブリッドコントローラ
２７ アクセル開度センサ
２８ 車速センサ
２９ モード選択スイッチ
３０ エンジン回転数センサ
３１ 第一モータジェネレータ回転数センサ
３２ 第二モータジェネレータ回転数センサ
３３ 油圧コントロールユニット

Claims (7)

1. エンジンと一以上のモータの発生するトルクを歯車減速装置を介して出力軸に伝達して駆動力を発生するハイブリッド変速機において、エンジントルク推定手段を具えるとともに、当該エンジントルク推定手段により推定したエンジントルク推定値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段を具えることを特徴とするハイブリッド変速機。
2. エンジンと一以上のモータの発生するトルクを歯車減速装置を介して出力軸に伝達して駆動力を発生するハイブリッド変速機において、エンジントルク計測手段を具えるとともに、当該エンジントルク計測手段により計測したエンジントルク計測値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段を具えることを特徴とするハイブリッド変速機。
3. 共線図上に配置される回転要素として複数個の回転要素を有し、これらの回転要素のうち二個の要素の回転状態を決定すると他の回転要素の回転状態が決定される二自由度の差動装置を具え、前記複数個の回転要素にそれぞれ主動力源であるエンジンからの入力、駆動系への出力および少なくとも一つのモータを結合し、該モータから入力される動力を加減することにより、主動力源および駆動系間における変速比を無段階に変更可能なハイブリッド変速機において、エンジントルク推定手段を具えるとともに、当該エンジントルク推定手段により推定したエンジントルク推定値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段を具えることを特徴とするハイブリッド変速機。
4. 共線図上に配置される回転要素として複数個の回転要素を有し、これらの回転要素のうち二個の要素の回転状態を決定すると他の回転要素の回転状態が決定される二自由度の差動装置を具え、前記複数個の回転要素にそれぞれ主動力源であるエンジンからの入力、駆動系への出力および少なくとも一つのモータを結合し、該モータから入力される動力を加減することにより、主動力源および駆動系間における変速比を無段階に変更可能なハイブリッド変速機において、エンジントルク計測手段を具えるとともに、当該エンジントルク計測手段により計測したエンジントルク計測値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算する加算手段を具えることを特徴とするハイブリッド変速機。
5. 前記少なくとも一つのモータを、二以上とし、前記エンジントルク推定手段により推定したエンジントルク推定値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算するにあたり、二以上のモータに対して、変速速度が不変となるようにモータトルク指令値を分配することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド変速機。
6. 前記少なくとも一つのモータを、二以上とし、前記エンジントルク計測手段により計測したエンジントルク計測値と、エンジントルク指令値との差をモータトルク指令値に修正量として加算するにあたり、二以上のモータに対して、変速速度が不変となるようにモータトルク指令値を分配することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド変速機。
7. 一以上のモータにモータトルク指令値を分配するにあたり、その分配方法を運転モードに応じて変更することを特徴とする請求項５もしくは６に記載のハイブリッド変速機。

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