JP2007055343A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 要求駆動力指令値の変更時、トルク発生要素のイナーシャ反力を利用し、出力される駆動力の増減発生能力及び増減応答性を向上させることができる車両の変速制御装置を提供すること。
【解決手段】 動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結され、要求駆動力指令値の変更時、前記差動装置の変速比を無段階に制御する変速制御手段を備えた車両の変速制御装置において、前記変速制御手段は、要求駆動力指令値の変更時、前記２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを前記出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、前記トルク発生要素へのトルク指令値を設定する手段とした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結される車両の変速制御装置に関する。

従来のハイブリッド車両は、変速時、変速後の目標入力回転数と実入力回転数の差から変速用制御トルクを算出する。そして、レバー比と各要素のイナーシャから変速用トルクを算出し、要求駆動力と無段変速モードでのレバーバランスから駆動用トルクを算出し、変速用トルクと駆動用トルクとを合成してトルク指令値を設定し、各トルク発生要素（エンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ）に対し、設定されたトルク指令値を出力することでレバーを動作させて変速している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２６２２７５号公報

しかしながら、上記従来のハイブリッド車両の変速制御装置にあっては、変速用トルクを算出するとき、各トルク発生要素（エンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ）のイナーシャを、各トルク発生要素自身が打ち消して変速するようにしているため、例えば、キックダウン操作等によるロー変速時、各トルク発生要素の駆動用トルクの合算により決まる駆動力を超えることができず、ドライバのキックダウン操作に呼応した応答の良い駆動力増加を望めない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、要求駆動力指令値の変更時、トルク発生要素のイナーシャ反力を利用し、出力される駆動力の増減発生能力及び増減応答性を向上させることができる車両の変速制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結され、要求駆動力指令値の変更時、前記差動装置の変速比を無段階に制御する変速制御手段を備えた車両の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、要求駆動力指令値の変更時、前記２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを前記出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、前記トルク発生要素へのトルク指令値を設定することを特徴とする。

よって、本発明の車両の変速制御装置にあっては、要求駆動力指令値の変更時、変速制御手段において、２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、トルク発生要素へのトルク指令値が設定される。例えば、ロー変速時に第２トルク発生要素のイナーシャを利用するときには、第１トルク発生要素へのトルク配分として、第２トルク発生要素イナーシャ分まで分担して多く配分する。これによって、第２トルク発生要素のイナーシャ反力トルクが出力要素に対し過渡的に作用し、出力要素に作用する駆動力は、各トルク発生要素の駆動用トルクの合算により決まる駆動力に、イナーシャ反力利用分が加えられることになり、ドライバのキックダウン操作等に呼応して応答良く駆動力が増加する。すなわち、従来、各トルク発生要素のイナーシャは、各要素自身が打ち消していたのに対し、打ち消していたイナーシャ分を駆動力の増減に有効利用しようとするものである。この結果、要求駆動力指令値の変更時、トルク発生要素のイナーシャ反力を利用し、出力される駆動力の増減発生能力及び増減応答性を向上させることができる。

以下、本発明の車両の変速制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１の変速制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥ（トルク発生要素）と、第１モータジェネレータMG1（第１トルク発生要素）と、第２モータジェネレータMG2（第２トルク発生要素）と、出力ギヤOG（出力要素）と、駆動力合成変速機TMと、を有する。

前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。

前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。実施例１では、ステータＳの内側にインナーロータIRを配置し、ステータＳの外側にアウターロータORを配置し、ステータＳのコイルに２つの駆動電流を組み合わせた複合電流を流すことで、外観上は１つのモータでありながら、独立した第１モータジェネレータMG1（インナーロータIRとステータＳ）と第２モータジェネレータMG2（アウターロータORとステータＳ）の機能を持たせた多層モータ構造を採用している。

前記駆動力合成変速機TMは、ラビニョウ型遊星歯車列PGR（差動装置）と、ローブレーキLBと、を有し、前記ラビニョウ型遊星歯車列PGRは、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1と、第１リングギヤR1と、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2と、第２リングギヤR2と、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2とを支持する共通キャリアPCと、によって構成されている。つまり、ラビニョウ型遊星歯車PGRは、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、共通キャリアPCと、の５つの回転要素を有する。この５つの回転要素に対する入出力要素の連結関係について説明する。

前記第１サンギヤS1には、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記第１リングギヤR1は、ローブレーキLBを介してケースに固定可能に設けられている。前記第２サンギヤS2には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。前記第２リングギヤR2には、エンジンクラッチECを介してエンジンＥが連結されている。前記共通キャリアPCには、出力ギヤOGが直結されている。なお、出力ギヤOGからは、図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。

上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（第１サンギヤS1）、エンジンＥ（第２リングギヤR2）、出力ギヤOG（共通キャリアPC）、ローブレーキLB（第１リングギヤR1）、第２モータジェネレータMG2（第２サンギヤS2）の順に配列され、ラビニョウ型遊星歯車列PGRの動作（各回転要素の速度関係）を簡易的に表せる２自由度の剛体レバーモデルを導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、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、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比になるように配置したものである。

前記エンジンクラッチECとローブレーキLBは、後述する油圧制御装置５からの油圧により締結される多板摩擦クラッチと多板摩擦ブレーキであり、エンジンクラッチECは、図２の共線図上において、エンジンＥと共に第２リングギヤR2の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBは、図２の共線図上において、第１リングギヤR1の回転速度軸（出力ギヤOGの回転速度軸と第２サンギヤS2の回転速度軸との間の位置）に配置される。

次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第２リングギヤ回転数センサ１２と、車輪速センサ１３と、を有して構成されている。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリＳＯＣの情報が統合コントローラ６に対して出力される。

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とで共有するステータＳのコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した三相交流を設定し、これを複合させた駆動電流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、の締結油圧制御及び開放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び開放油圧制御には、滑り締結制御や滑り開放制御による半クラッチ制御も含む。

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数ωeと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第２リングギヤ回転数センサ１２からのレバー入力点回転数wi_actと、車輪速センサ１３からの車輪速情報等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。

次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車における走行モードとしては、電気自動車無段変速モード（以下、「EVモード」という。）と、電気自動車固定変速モード（以下、「EV-LBモード」という。）と、ハイブリッド車固定変速モード（以下、「LBモード」という。）と、ハイブリッド車無段変速モード（以下、「E-iVTモード」という。）と、を有する。

前記「EVモード」は、図２(a)の共線図に示すように、二つのモータジェネレータMG1.MG2のみで走行する無段変速モードであり、エンジンＥは停止でエンジンクラッチECは開放である。

前記「EV-LBモード」は、図２(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結した状態で、二つのモータジェネレータMG1,MG2のみで走行する固定変速モードであり、エンジンＥは停止でエンジンクラッチECは開放である。第１モータジェネレータMG1から出力Outputへの減速比、及び、第２モータジェネレータMG2から出力Outputへの減速比が大きいので駆動力が大きく出るモードである。

前記「LBモード」は、図２(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結した状態で、エンジンＥとモータジェネレータMG1,MG2で走行する固定変速モードであり、エンジンＥは運転でエンジンクラッチECは締結である。エンジンＥとモータジェネレータMG1,MG2から出力Outputへの減速比が大きいので駆動力が大きく出るモードである。

前記「E-iVTモード」は、図２(d)の共線図に示すように、エンジンＥとモータジェネレータMG1,MG2で走行する無段変速モードであり、エンジンＥは運転でエンジンクラッチECは締結である。

そして、前記４つの走行モードのモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APOにより求められる。）と車速VSPとバッテリＳＯＣによる三次元空間に、図３に示すような前記４つの走行モードを割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリＳＯＣの各検知値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じて最適な走行モードが選択される。なお、図３は三次元走行モードマップをバッテリＳＯＣが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。

前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「EV-LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、ローブレーキLBの締結・開放が行われる。「E-iVTモード」と「LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、ローブレーキLBの締結・開放が行われる。また、「EVモード」と「E-iVTモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、エンジンＥの始動・停止と共にエンジンクラッチECの締結・開放が行われる。「EV-LBモード」と「LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、エンジンＥの始動・停止と共にエンジンクラッチECの締結・開放が行われる。

次に、作用を説明する。
［変速制御処理］
図５は実施例１の統合コントローラ６にて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（変速制御手段）。

ステップＳ１では、「E-iVTモード」を選択しての走行時、実変速比iactと最ロー変速比ilowとの差が設定値β以上で、かつ、エンジン回転数ωeが設定回転数we1以下であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ２へ移行し、Noの場合はステップＳ７へ移行する。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのiact−ilow≧β、かつ、ωe≦we1であるとの判断、つまり、イナーシャ反力を利用したロー変速可能との判断に続き、通常変速モードからイナーシャ反力変速モードへ切り替え、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのイナーシャ反力変速モードへの切り替えに続き、アクセル開度APOが設定閾値γ以上で、かつ、変速比指令変化が設定閾値κ以上であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ４へ移行し、イナーシャ反力変速モードへの切り替えがあっても、キックダウン操作時にのみイナーシャ反力を利用したロー変速を実行する。ステップＳ３にて、Noと判断された場合には、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのAPO≧γ、かつ、変速比指令変化≧κであるとの判断に続き、実変速比iactと最ロー変速比ilowとの差（＝実第２モータジェネレータ入力回転数w2actと最ロー第２モータジェネレータ入力回転数W2lowとの差）と、図６に示すイナーシャ増加駆動力マップとを用い、（iact−ilow）または（w2act−W2low）によりイナーシャ増加駆動力To_inertiaを決める。そして、このイナーシャ増加駆動力To_inertiaと連続的にイナーシャ反力を利用する図７に示すイナーシャ反力利用指令マップにより、第１モータジェネレータMG1の変速用制御トルクｄT1のdT1分担トルク比率ｋinertiaを決める。そして、このdT1分担トルク比率ｋinertiaにしたがって下記の式を用いて第１モータジェネレータMG1の変速用制御トルクｄT1と第２モータジェネレータMG2の変速用制御トルクｄT2とのトルク配分を決め、ステップＳ５へ移行する。
ここで、図７に示すイナーシャ反力利用指令マップは、連続的にイナーシャ反力を利用するため、イナーシャ増加駆動力To_inertia（＝To_Fdrv−To_final）に対し、比例的に増加するdT1分担トルク比率ｋinertiaを与えるように特性線を設定している。
また、変速用制御トルクｄT1と変速用制御トルクｄT2は、
ｄT1＝（１＋α）J1×Ti×（１＋ｋinertia）
ｄT2＝−βJ2×Ti×（１−ｋinertia）
の式にて求められる。この式において、α，βはレバー比、Tiは入力点の目標回転数と実回転数の乖離から算出する変速比安定用レバー操作トルク、J1は第１モータジェネレータMG1のイナーシャ、J2は第２モータジェネレータMG2のイナーシャである。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのイナーシャ反力マップによるトルク配分に続き、目標入力回転数Wi_refと実入力回転数wi_actとの差の絶対値が設定値α以下か否かが判断され、Yesの場合はステップＳ６へ移行し、Noの場合はステップＳ４へ戻る。

ステップＳ６では、ステップＳ５での｜Wi_ref−wi_act｜≦αとの判断に続き、イナーシャ反力利用のトルク配分から通常変速でのトルク配分に切り替えてイナーシャ反力変速を終了し、エンドへ移行する。

ステップＳ７では、ステップＳ１でのiact−ilow≧β、かつ、ωe≦we1ではないとの判断、或いは、ステップＳ３でのAPO≧γ、かつ、変速比指令変化≧κではないとの判断に続き、各要素のイナーシャを各要素自身が打ち消して変速する通常変速を実行し、エンドへ移行する。

［変速制御作動］
「E-iVTモード」を選択しての走行時、実変速比iactと最ロー変速比ilowとの差が設定値β未満であったり、または、エンジン回転数ωeが設定回転数we1を超えているような場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ７へと進み、ステップＳ７では、各要素のイナーシャを各要素自身が打ち消して変速する通常変速が実行される。

また、「E-iVTモード」を選択しての走行時、iact−ilow≧β、かつ、ωe≦we1であるが、アクセル開度APOが設定閾値γ未満であったり、または、変速比指令変化が設定閾値κ未満である場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ７へと進み、ステップＳ７では、各要素のイナーシャを各要素自身が打ち消して変速する通常変速が実行される。

一方、「E-iVTモード」を選択しての走行時にアクセルを深く踏み込むキックダウン操作を行った場合であり、iact−ilow≧β、かつ、ωe≦we1であり、さらに、APO≧γで、かつ、変速比指令変化≧κである場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、ステップＳ５において、｜Wi_ref−wi_act｜≦αと判断されるまで、ステップＳ４では、イナーシャ反力利用のトルク配分が実行される。そして、ステップＳ５において、｜Wi_ref−wi_act｜≦αと判断されると、ステップＳ５からステップＳ６へ進み、ステップＳ６では、イナーシャ反力利用のトルク配分から通常変速でのトルク配分に切り替えてイナーシャ反力変速を終了する。

［変速制御作用］
まず、実施例１に示すようなハイブリッドシステムにおいて、キックダウン操作等によるロー変速時、通常は、変速後の目標入力回転数と実入力回転数の差から変速用制御トルクTiを算出する。そして、レバー比と各要素のイナーシャから変速用トルクdT1,dTe,dT2を算出し、要求駆動力と「E-iVTモード」でのレバーバランスから駆動用トルクfT1,fTe,fT2を算出し、変速用トルクdT1,dTe,dT2と駆動用トルクfT1,fTe,fT2とを合成してエンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータへのトルク指令値を設定し、設定されたトルク指令値を出力することでレバーを動作させて変速している（図８）。
ちなみに、変速用制御トルクTiと変速用トルクdT1,dT2の算出式は、
Ti＝ｋ_PID×（ωi_ref−ωi_act）
dT1＝（１＋α）J1×Ti
dT2＝−βJ2×Ti
となる。

しかしながら、上記通常の変速制御方法にあっては、変速用トルクdT1,dTe,dT2を算出するとき、各トルク発生要素（エンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ）のイナーシャJ1,J2,Jeを、各トルク発生要素自身が打ち消して変速するようにしているため、例えば、キックダウン操作等によるロー変速時、各トルク発生要素の駆動用トルクfT1,fTe,fT2の合算により決まる駆動力を超えることができず、ドライバのキックダウン操作に呼応した応答の良い駆動力増加を望めない。

これに対し、実施例１の変速制御では、キックダウン操作等による要求駆動力指令値の増大変更時、両モータジェネレータMG1,G2のうち、第２モータジェネレータMG2のイナーシャを利用した反力トルクを出力ギヤOGに対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、両モータジェネレータMG1,G2への変速用トルクdT1,dT2を設定するようにした。

すなわち、キックダウン操作等によるロー変速時、第１モータジェネレータMG1への変速用トルクdT1を、図９に示すように、第２モータジェネレータイナーシャJ2の分を分担して、通常の変速用トルクdT1より多く配分する。これによって、第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力トルクが出力ギヤOGに対し過渡的に作用し、出力ギヤOGに作用する駆動力は、各トルク発生要素の駆動用トルクの合算により決まる駆動力に、イナーシャ反力利用によるイナーシャ増加駆動力To_inertiaが加えられることになり、ドライバのキックダウン操作等に呼応して応答良く駆動力が増加する。すなわち、通常、各トルク発生要素のイナーシャは、各要素自身が打ち消していたのに対し、打ち消していたイナーシャ分を駆動力の増加に有効利用しようとするものである。

この結果、要求駆動力指令値の増大変更時、第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力を利用し、図１０に示すように、一般的なハイブリッド車両（ＨＥＶ）に比べ、出力される駆動力Fdrvの増加発生能力及び増加応答性を向上させることができる。

実施例１におけるキックダウン操作によるロー変速時の変速動作を、アクセル開度APO及び車速VSP・目標レバー入力点回転数Wi_ref及び実レバー入力点回転数Wi_act・実駆動力To_Fdrv・目標最終増加駆動力To_final_ref・エンジントルクTe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のトルク指令を示す図１１のタイムチャートにより説明する。なお、このタイムチャートは、時刻ａの時点にてアクセル急踏みによるキックダウン操作が開始され、時刻ａの直後にて、イナーシャ反力変速の開始条件が成立する場合の変速動作である。

アクセル踏み込みの開始時刻ａからアクセル踏み込み量が最大となる時刻ｂまでは、エンジントルクTeと第２モータジェネレータトルクT2は、緩やかな勾配にて上昇するのに対し、第１モータジェネレータトルクT1は、破線特性にて示す通常変速での特性に比べ急勾配にて上昇する。そして、時刻ｂにて第１モータジェネレータトルクT1が最大となり、時刻ｂから時刻ｃまでは、エンジントルクTeと第２モータジェネレータトルクT2については、時刻ｂでの値がそのまま維持され、第１モータジェネレータトルクT1については、時刻ｃにて破線特性にて示す通常変速のトルクレベルに到達するように、緩勾配にて低下する。

すなわち、第１モータジェネレータトルクT1に対しては、破線特性と実線特性とで囲まれる領域の分、通常変速に比べ、多くトルク配分されることになる。したがって、時刻ａから時刻ｃまでのうち、時刻ｂをピークとして第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力利用によるイナーシャ増加駆動力To_inertiaが加えられることになり、実駆動力To_Fdrvは、目標最終増加駆動力To_final_refに対して、図１１のハッチングで示すイナーシャ分だけ増加する。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結され、要求駆動力指令値の変更時、前記差動装置の変速比を無段階に制御する変速制御手段を備えた車両の変速制御装置において、前記変速制御手段は、要求駆動力指令値の変更時、前記２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを前記出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、前記トルク発生要素へのトルク指令値を設定するため、要求駆動力指令値の変更時、トルク発生要素のイナーシャ反力を利用し、出力される駆動力の増減発生能力及び増減応答性を向上させることができる。

(2) 前記変速制御手段は、実変速比iactが最ロー変速比ilowよりもハイ側で、かつ、エンジン回転数ωeが設定回転数we1以下のとき、イナーシャ反力を利用したロー変速可能と判断し、アクセル開度APOが設定閾値γ以上で、かつ、変速比指令変化が設定閾値κ以上であるとき、イナーシャ反力を利用したロー変速を実行するため、ロー変速可能と判断される走行状況のうち、特に駆動力増加要求の高いキックダウン操作に伴うロー変速時にイナーシャ反力による駆動力を応答良く増加させることができる。

(3) 前記変速制御手段は、変速開始時、実変速比iactと最ロー変速比ilowとの差によりイナーシャ増加駆動力To_inertiaを決め、このイナーシャ増加駆動力To_inertiaと連続的にイナーシャ反力を利用する特性により第１トルク発生要素と第２トルク発生要素との分担トルク比率を決め、この分担トルク比率にしたがって両トルク発生要素へのトルク指令値を設定するため、駆動力増加要求の高いキックダウン操作に伴うロー変速時にイナーシャ反力による駆動力の増加を違和感無く連続的に得ることができる。

(4) 前記変速制御手段は、イナーシャ反力変速中に、目標入力回転数Wi_refに実入力回転数wi_actが設定値α以下まで近づいてきたら、イナーシャ反力利用のトルク配分から通常のトルク配分に切り替えて変速を終了するため、イナーシャ反力変速から違和感無くスムーズに通常変速へ移行することができる。

(5) 前記車両は、動力源として、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを有し、これらの動力源と出力ギヤOGとが連結される駆動力合成変速機TMを備えたハイブリッド車両であり、前記駆動力合成変速機TMは、共線図上に４つ以上の回転要素が配列され、各回転要素のうちの内側に配列される２つの回転要素の一方にエンジンＥからの入力を割り当て、他方に駆動系統への出力ギヤOGを割り当てると共に、前記内側の回転要素の両外側に配列される２つの回転要素にそれぞれ第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを割り当てた差動装置を有するため、無段変速モードである「E-iVTモード」での走行中に、アクセル急踏み操作をした際、アクセル操作に対し応答の良い加速を得ることができるし、アクセル足離し操作をした際、アクセル操作に対し応答の良い減速を得ることができる。

(6) 前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とは、共用するステータＳとインナーロータIRとの組み合わせを第１モータジェネレータMG1とし、共用するステータＳとアウターロータORとの組み合わせを第２モータジェネレータMG2とする多層モータ構造であるため、第２モータジェネレータMG2のアウターロータORによる大きな第２モータジェネレータイナーシャJ2を利用することで、大きく有効な駆動力の増加代や減少代が達成され、ロー変速過渡時には車両の加速性能を高めることができるし、ハイ変速過渡時には車両の減速性能を高めることができる。

実施例２は、実施例１がイナーシャ反力を連続的に利用する例であったのに対し、キックダウン操作によるロー変速時にイナーシャ反力を最大限利用して駆動力を増加するようにした例である。なお、基本構成や基本動作については、図１〜図４に示す実施例１のハイブリッド車と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
［変速制御処理］
図１２は実施例２の統合コントローラ６にて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（変速制御手段）。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２３は、図５のステップＳ１〜ステップＳ３に対応し、ステップＳ２５〜ステップＳ２７は、図５のステップＳ５〜ステップＳ７に対応するので説明を省略する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３でのAPO≧γ、かつ、変速比指令変化≧κであるとの判断に続き、実変速比iactと最ロー変速比ilowとの差（＝実第２モータジェネレータ入力回転数w2actと最ロー第２モータジェネレータ入力回転数W2lowとの差）と、図６に示すイナーシャ増加駆動力マップとを用い、（iact−ilow）または（w2act−W2low）によりイナーシャ増加駆動力To_inertiaを決める。そして、このイナーシャ増加駆動力To_inertiaと最大限にイナーシャ反力を利用する図１３に示すイナーシャ反力利用指令マップにより、第１モータジェネレータMG1の変速用制御トルクｄT1のdT1分担トルク比率ｋinertiaを決める。そして、このdT1分担トルク比率ｋinertiaにしたがって下記の式を用いて第１モータジェネレータMG1の変速用制御トルクｄT1と第２モータジェネレータMG2の変速用制御トルクｄT2とのトルク配分を決め、ステップＳ５へ移行する。
ここで、図１３に示すイナーシャ反力利用指令マップは、最大限にイナーシャ反力を利用するため、イナーシャ増加駆動力To_inertia（＝To_Fdrv−To_final）に対し、ステップ的に増加するdT1分担トルク比率ｋinertiaを与えるように特性線を設定している。
また、変速用制御トルクｄT1と変速用制御トルクｄT2は、
ｄT1＝（１＋α）J1×Ti×（１＋ｋinertia）
ｄT2＝−βJ2×Ti×（１−ｋinertia）
の式にて求められる。この式において、α，βはレバー比、Tiは入力点の目標回転数と実回転数の乖離から算出する変速比安定用レバー操作トルク、J1は第１モータジェネレータMG1のイナーシャ、J2は第２モータジェネレータMG2のイナーシャである。

［変速制御作用］
実施例１におけるキックダウン操作によるロー変速時の変速動作を、アクセル開度APO及び車速VSP・目標レバー入力点回転数Wi_ref及び実レバー入力点回転数Wi_act・実駆動力To_Fdrv・目標最終増加駆動力To_final_ref・エンジントルクTe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のトルク指令を示す図１４のタイムチャートにより説明する。なお、このタイムチャートは、時刻ａにてアクセル急踏みによるキックダウン操作が開始され、時刻ａの直後にて、イナーシャ反力変速の開始条件が成立する場合の変速動作である。

アクセル踏み込みの開始時刻ａからアクセル踏み込み量が最大となる時刻ｂまでは、エンジントルクTeと第２モータジェネレータトルクT2は、緩やかな勾配にて上昇するのに対し、第１モータジェネレータトルクT1は、最大限にイナーシャ反力を利用したイナーシャ反力利用指令マップを用いることで、実施例１よりさらに急勾配にて上昇する。そして、時刻ａと時刻ｂとの間の時点にてイナーシャ増加駆動力To_inertiaが最大となり、時刻ｂから時刻ｃまでは、エンジントルクTeと第２モータジェネレータトルクT2については、時刻ｂでの値がそのまま維持され、第１モータジェネレータトルクT1については、ピーク位置から時刻ｃにて破線特性にて示す通常変速のトルクレベルに到達するように、緩勾配にて低下する。

すなわち、第１モータジェネレータトルクT1に対しては、破線特性と実線特性とで囲まれる領域の分、通常変速に比べ、多くトルク配分されることになる。したがって、時刻ａから時刻ｃまでのうち、時刻ａの直後をピークとして第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力利用によるイナーシャ増加駆動力To_inertiaが加えられることになり、実駆動力To_Fdrvは、目標最終増加駆動力To_final_refに対して、図１４のハッチングで示すイナーシャ分だけ増加する。すなわち、実施例１に比べ、駆動力ピークが大きくなる。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両の変速制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(4),(5),(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記変速制御手段は、変速開始時、実変速比iactと最ロー変速比ilowとの差によりイナーシャ増加駆動力To_inertiaを決め、このイナーシャ増加駆動力To_inertiaと最大限にイナーシャ反力を利用する特性により第１トルク発生要素と第２トルク発生要素との分担トルク比率を決め、この分担トルク比率にしたがって両トルク発生要素へのトルク指令値を設定するため、駆動力増加要求の高いキックダウン操作に伴うロー変速時にイナーシャ反力による駆動力を最大限に増加させ高い加速感を得ることができる。

実施例３は、実施例１，２がキックダウン操作によるロー変速時にイナーシャ反力を利用して駆動力を増加する例であるのに対し、アクセル足離し操作によるハイ変速時にイナーシャ反力を利用して駆動力を減少するようにした例である。なお、基本構成や基本動作については、図１〜図４に示す実施例１のハイブリッド車と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
［変速制御処理］
図１５は実施例３の統合コントローラ６にて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（変速制御手段）。

ステップＳ３１では、「E-iVTモード」を選択しての走行時、実変速比iactと最ハイ変速比ihighとの差が設定値β以上で、かつ、エンジン回転数ωeが設定回転数we1以上であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ３２へ移行し、Noの場合はステップＳ３７へ移行する。

ステップＳ３２では、ステップＳ３１でのiact−ihigh≧β、かつ、ωe≧we1であるとの判断、つまり、イナーシャ反力を利用したハイ変速可能との判断に続き、通常変速モードからイナーシャ反力変速モードへ切り替え、ステップＳ３３へ移行する。

ステップＳ３３では、ステップＳ３２でのイナーシャ反力変速モードへの切り替えに続き、アクセル開度APOが設定閾値γ以下で、かつ、変速比指令変化が設定閾値κ以上であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ３４へ移行し、イナーシャ反力変速モードへの切り替えがあっても、アクセル足離し操作時にのみイナーシャ反力を利用したハイ変速を実行する。ステップＳ３３にて、Noと判断された場合には、ステップＳ３７へ移行する。

ステップＳ３４では、ステップＳ３３でのAPO≦γ、かつ、変速比指令変化≧κであるとの判断に続き、実変速比iactと最ハイ変速比ihighとの差（＝実第２モータジェネレータ入力回転数w2actと最ハイ第２モータジェネレータ入力回転数W2highとの差）と、図外のイナーシャ減少駆動力マップとを用い、（iact−ihigh）または（w2act−W2high）によりイナーシャ減少駆動力To_inertiaを決める。そして、このイナーシャ減少駆動力To_inertiaと連続的にイナーシャ反力を利用する図１６に示すイナーシャ反力利用指令マップにより、第１モータジェネレータMG1の変速用制御トルクｄT1のdT1分担トルク比率ｋinertiaを決める。そして、このdT1分担トルク比率ｋinertiaにしたがって下記の式を用いて第１モータジェネレータMG1の変速用制御トルクｄT1と第２モータジェネレータMG2の変速用制御トルクｄT2とのトルク配分を決め、ステップＳ３５へ移行する。
ここで、図１６に示すイナーシャ反力利用指令マップは、連続的にイナーシャ反力を利用するため、イナーシャ減少駆動力To_inertia（＝To_final−To_Fdrv）に対し、比例的に増加するdT1分担トルク比率ｋinertiaを与えるように特性線を設定している。
また、変速用制御トルクｄT1と変速用制御トルクｄT2は、
ｄT1＝（１＋α）J1×Ti×（１＋ｋinertia）
ｄT2＝−βJ2×Ti×（１−ｋinertia）
の式にて求められる。この式において、α，βはレバー比、Tiは入力点の目標回転数と実回転数の乖離から算出する変速比安定用レバー操作トルク、J1は第１モータジェネレータMG1のイナーシャ、J2は第２モータジェネレータMG2のイナーシャである。

ステップＳ３５では、ステップＳ３４でのイナーシャ反力マップによるトルク配分に続き、目標入力回転数Wi_refと実入力回転数wi_actとの差の絶対値が設定値α以下か否かが判断され、Yesの場合はステップＳ３６へ移行し、Noの場合はステップＳ３４へ戻る。

ステップＳ３６では、ステップＳ３５での｜Wi_ref−wi_act｜≦αとの判断に続き、イナーシャ反力利用のトルク配分から通常変速でのトルク配分に切り替えてイナーシャ反力変速を終了し、エンドへ移行する。

ステップＳ３７では、ステップＳ３１でのiact−ihigh≧β、かつ、ωe≧we1ではないとの判断、或いは、ステップＳ３３でのAPO≦γ、かつ、変速比指令変化≧κではないとの判断に続き、各要素のイナーシャを各要素自身が打ち消して変速する通常変速を実行し、エンドへ移行する。

［変速制御作動］
「E-iVTモード」を選択しての走行時、実変速比iactと最ハイ変速比ihighとの差が設定値β未満であったり、または、エンジン回転数ωeが設定回転数we1未満であるような場合には、図１５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３７へと進み、ステップＳ３７では、各要素のイナーシャを各要素自身が打ち消して変速する通常変速が実行される。

また、「E-iVTモード」を選択しての走行時、iact−ihigh≧β、かつ、ωe≧we1であるが、アクセル開度APOが設定閾値γを超えていたり、または、変速比指令変化が設定閾値κ未満である場合には、図１５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ３７へと進み、ステップＳ３７では、各要素のイナーシャを各要素自身が打ち消して変速する通常変速が実行される。

一方、「E-iVTモード」を選択しての走行時にアクセルペダルからの足離し操作を行った場合であり、iact−ihigh≧β、かつ、ωe≧we1であり、さらに、APO≦γで、かつ、変速比指令変化≧κである場合には、図１５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ３４→ステップＳ３５へと進み、ステップＳ３５において、｜Wi_ref−wi_act｜≦αと判断されるまで、ステップＳ３４では、イナーシャ反力利用のトルク配分が実行される。そして、ステップＳ３５において、｜Wi_ref−wi_act｜≦αと判断されると、ステップＳ３５からステップＳ３６へ進み、ステップＳ３６では、イナーシャ反力利用のトルク配分から通常変速でのトルク配分に切り替えてイナーシャ反力変速を終了する。

［変速制御作用］
まず、実施例１に示すようなハイブリッドシステムにおいて、アクセル足離し操作等によるハイ変速時、通常は、変速後の目標入力回転数と実入力回転数の差から変速用制御トルクTiを算出する。そして、レバー比と各要素のイナーシャから変速用トルクdT1,dTe,dT2を算出し、要求駆動力と「E-iVTモード」でのレバーバランスから駆動用トルクfT1,fTe,fT2を算出し、変速用トルクdT1,dTe,dT2と駆動用トルクfT1,fTe,fT2とを合成してエンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータへのトルク指令値を設定し、設定されたトルク指令値を出力することでレバーを動作させて変速している（図７(a)）。
ちなみに、変速用制御トルクTiと変速用トルクdT1,dT2の算出式は、
Ti＝ｋ_PID×（ωi_ref−ωi_act）
dT1＝（１＋α）J1×Ti
dT2＝−βJ2×Ti
となる。

しかしながら、上記通常の変速制御方法にあっては、変速用トルクdT1,dTe,dT2を算出するとき、各トルク発生要素（エンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ）のイナーシャJ1,J2,Jeを、各トルク発生要素自身が打ち消して変速するようにしているため、例えば、アクセル足離し操作等によるハイ変速時、各トルク発生要素の駆動用トルクfT1,fTe,fT2の合算により決まる駆動力を超えることができず、ドライバのアクセル足離し操作に呼応した応答の良い駆動力減少を望めない。一方、エンジン燃料カットにより減速感を出そうとしても、エンジン燃料カットではマイナス駆動力がフリクションで決まり、不連続である。

これに対し、実施例３の変速制御では、アクセル足離し操作等による要求駆動力指令値の減少変更時、両モータジェネレータMG1,G2のうち、第２モータジェネレータMG2のイナーシャを利用した反力トルクを出力ギヤOGに対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、両モータジェネレータMG1,G2への変速用トルクdT1,dT2を設定するようにした。

すなわち、アクセル足離し操作等によるハイ変速時、第１モータジェネレータMG1への変速用トルクdT1を、図１７(b)に示すように、第２モータジェネレータイナーシャJ2の分を分担して、通常の変速用トルクdT1より多く配分する。これによって、第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力トルクが出力ギヤOGに対し過渡的に作用し、出力ギヤOGに作用する駆動力は、各トルク発生要素の駆動用トルクの合算により決まる駆動力に、イナーシャ反力利用によるイナーシャ減少駆動力To_inertiaが差し引かれることになり、ドライバのアクセル足離し操作等に呼応して応答良く駆動力が減少する。すなわち、通常、各トルク発生要素のイナーシャは、各要素自身が打ち消していたのに対し、打ち消していたイナーシャ分を駆動力の減少に有効利用しようとするものである。

この結果、要求駆動力指令値の減少変更時、第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力を利用し、図１８に示すように、一般的なハイブリッド車両（ＨＥＶ）に比べ、出力される駆動力Fdrvの減少発生能力及び減少応答性を向上させることができる。

実施例３におけるアクセル足離し操作によるハイ変速時の変速動作を、アクセル開度APO及び車速VSP・目標レバー入力点回転数Wi_ref及び実レバー入力点回転数Wi_act・実駆動力To_Fdrv・目標最終増加駆動力To_final_ref・エンジントルクTe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のトルク指令を示す図１９のタイムチャートにより説明する。なお、このタイムチャートは、時刻ａの直前にてアクセル足離し操作が開始され、時刻ａにて、イナーシャ反力変速の開始条件が成立する場合の変速動作である。

エンジントルクTeと第２モータジェネレータトルクT2については、アクセル足離し操作が開始されてから時刻ａまで急な勾配にて下降し、時刻ａ移行は、時刻ａでの値がそのまま維持される。一方、第１モータジェネレータトルクT1については、アクセル足離し操作が開始されてから時刻ａを経過しても、時刻ｂに達するまでは低下を続ける。そして、時刻ｂからは、時刻ｃにて破線特性にて示す通常変速のトルクレベルに到達するように、緩勾配にて上昇する。

すなわち、第１モータジェネレータトルクT1に対しては、破線特性と実線特性とで囲まれる領域の分、通常変速に比べ、少なくトルク配分されることになる。したがって、時刻ａから時刻ｃまでのうち、時刻ｂをピークとして第２モータジェネレータMG2のイナーシャ反力利用によるイナーシャ減少駆動力To_inertiaが差し引かれることになり、実駆動力To_Fdrvは、目標最終増加駆動力To_final_refに対して、図１９のハッチングで示すイナーシャ分だけ減少する。

次に、効果を説明する。
実施例３の車両の変速制御装置にあっては、実施例１の(1),(4),(5),(6)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(8) 前記変速制御手段は、実変速比iactが最ハイ変速比ihighよりもロー側で、かつ、エンジン回転数ωeが設定回転数ω1以上のとき、イナーシャ反力を利用したハイ変速可能と判断し、アクセル開度APOが設定閾値γ以下で、かつ、変速比指令変化が設定閾値κ以上であるとき、イナーシャ反力を利用したハイ変速を実行するため、ハイ変速可能と判断される走行状況のうち、特に駆動力減少要求の高いアクセル足離し操作に伴うハイ変速時にイナーシャ反力による駆動力を応答良く減少させることができる。

(9) 前記変速制御手段は、変速開始時、最ハイ変速比ihighと実変速比iactとの差によりイナーシャ減少駆動力To_inerutiaを決め、このイナーシャ減少駆動力To_inerutiaと連続的にイナーシャ反力を利用する特性により第１トルク発生要素と第２トルク発生要素との分担トルク比率を決め、この分担トルク比率にしたがって両トルク発生要素へのトルク指令値dT1,dT2を設定するため、駆動力減少要求の高いアクセル足離し操作に伴うハイ変速時にイナーシャ反力による駆動力の減少を違和感無く連続的に得ることができる。

実施例３は、キックダウン操作によるロー変速時におけるトルク指令値の分配設定例である。なお、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の分配設定を除き、基本構成や基本動作については、図１〜図４に示す実施例１のハイブリッド車と同様であるし、作用についても実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の分配設定例について述べる。
第１例は、図２０(a)に示すように、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の大半を変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分のみを変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、第２モータジェネレータイナーシャJ2分の残りのみを変速用制御トルクdT2にて分担する。
この第１例では、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2は同じトルク発生要素であるが、制御応答は両モータジェネレータMG1,MG2が高く、エンジンＥは応答遅れ気味となる。これに対し、変速用制御トルクdT2によりエンジントルクの応答遅れを補える。つまり、エンジン応答遅れをレバー比で分担することになる。ただし、エンジン応答遅れ補償は別ロジックにて行われる。

第２例は、図２０(b)に示すように、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の半分を変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の半分を変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は変速用制御トルクdT2による分担をゼロとする。
この第２例では、第１モータジェネレータトルクT1とエンジントルクTeにてイナーシャ反力利用の変速を行うことができ、作用トルク上限値を高められる。

第３例は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分のみを変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分を変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、変速用制御トルクdT2による分担をゼロとする。
この第３例では、イナーシャ反力利用のトルクを全てエンジントルクTeにて分担させることができる。

第４例は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分を変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分のみを変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、変速用制御トルクdT2による分担をゼロとする。
この第４例では、第１モータジェネレータトルクT1でイナーシャ反力利用のトルクを分担することになり、第１モータジェネレータトルク最大値T1maxが制限値になる。

第５例は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分のみを変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の大半を変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、第２モータジェネレータイナーシャJ2分の残りのみを変速用制御トルクdT2にて分担する。
この第５例では、第１例と同様に、変速用制御トルクdT2によりエンジントルクの応答遅れを補える。つまり、エンジン応答遅れをレバー比で分担することになる。ただし、エンジン応答遅れ補償は別ロジックにて行われる。

次に、効果を説明する。
実施例４の車両の変速制御装置にあっては、実施例１，２，３の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(10) 前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の大半を変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分のみを変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、第２モータジェネレータイナーシャJ2分の残りのみを変速用制御トルクdT2にて分担するため、変速用制御トルクdT2によりエンジントルクの応答遅れをレバー比で分担することができる。

(11) 前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の半分を変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の半分を変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は変速用制御トルクdT2による分担をゼロとするため、第１モータジェネレータトルクT1とエンジントルクTeにてイナーシャ反力利用の変速を行うことができ、作用トルク上限値を高めることができる。

(12) 前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分のみを変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分を変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、変速用制御トルクdT2による分担をゼロとするため、イナーシャ反力利用のトルクを全てエンジントルクTeにて分担させることができる。

(13) 前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分を変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分のみを変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、変速用制御トルクdT2による分担をゼロとするため、第１モータジェネレータトルクT1でイナーシャ反力利用のトルクを分担することができる。

(14) 前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、第１モータジェネレータMG1は、第１モータジェネレータイナーシャJ1分のみを変速用制御トルクdT1にて分担し、エンジンＥは、エンジンイナーシャJe分と第２モータジェネレータイナーシャJ2分の大半を変速用制御トルクdTeにて分担し、第２モータジェネレータMG2は、第２モータジェネレータイナーシャJ2分の残りのみを変速用制御トルクdT2にて分担するため、変速用制御トルクdT2によりエンジントルクの応答遅れをレバー比で分担することができる。

以上、本発明の車両の変速制御装置を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１〜４では、変速制御手段として、キックダウン操作に伴うロー変速時とアクセル足離し操作に伴うハイ変速時にイナーシャ反力変速を適用する例を示したが、駆動力要求の増減操作があれば、これらの特定操作時に限らずイナーシャ反力変速を適用するようにしても良い。要するに、変速制御手段は、要求駆動力指令値の変更時、２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、トルク発生要素へのトルク指令値を設定するものあれば、実施例１に限られるものではない。

実施例１〜４では、１つのエンジンと２つのモータジェネレータを動力源とし、ラビニョウ型遊星歯車列とエンジンクラッチとローブレーキとを有する駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車への適用例を示した。しかし、本発明の変速制御装置は、例えば、ラビニョウ型遊星歯車列に代えて単純遊星歯車組を１組または複数組有するハイブリッド車にも適用できるし、また、２つのモータジェネレータを備えた電気自動車にも適用できる。要するに、動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結され、要求駆動力指令値の変更時、前記差動装置の変速比を無段階に制御する変速制御手段を備えた車両であれば適用することができる。

実施例１の変速制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。 実施例１の変速制御装置が適用されたハイブリッド車に採用されたラビニョウ型遊星歯車列による各走行モードをあらわす共線図である。 実施例１の変速制御装置が適用されたハイブリッド車での走行モードマップの一例を示す図である。 実施例１の変速制御装置が適用されたハイブリッド車での４つの走行モード間におけるモード遷移経路を示す図である。 実施例１の統合コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のイナーシャ反力変速にて用いられるイナーシャ増加駆動力マップを示す図である。 実施例１のイナーシャ反力変速にて用いられるイナーシャ反力利用指令マップを示す図である。 通常のロー変速時におけるトルク指令値の設定例を示す共線図である。 実施例１でのイナーシャ反力変速によるロー変速時におけるトルク指令値の設定例を示す共線図である。 実施例１でのイナーシャ反力変速によるロー変速での駆動力応答及び発生能力を示す駆動力タイムチャートを示す特性図である。 実施例１でのキックダウン操作によるロー変速時におけるアクセル開度APO及び車速VSP・目標レバー入力点回転数Wi_ref及び実レバー入力点回転数Wi_act・実駆動力To_Fdrv・目標最終増加駆動力To_final_ref・エンジントルクTe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のトルク指令を示すタイムチャートである。 実施例２の統合コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２のイナーシャ反力変速にて用いられるイナーシャ反力利用指令マップを示す図である。 実施例２でのキックダウン操作によるロー変速時におけるアクセル開度APO及び車速VSP・目標レバー入力点回転数Wi_ref及び実レバー入力点回転数Wi_act・実駆動力To_Fdrv・目標最終増加駆動力To_final_ref・エンジントルクTe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のトルク指令を示すタイムチャートである。 実施例３の統合コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３のイナーシャ反力変速にて用いられるイナーシャ反力利用指令マップを示す図である。 実施例３でのイナーシャ反力変速によるハイ変速時におけるトルク指令値の設定例を示す共線図である。 実施例３でのイナーシャ反力変速によるハイ変速での駆動力応答及び発生能力を示す駆動力タイムチャートを示す特性図である。 実施例３でのアクセル足離し操作によるハイ変速時におけるアクセル開度APO及び車速VSP・目標レバー入力点回転数Wi_ref及び実レバー入力点回転数Wi_act・実駆動力To_Fdrv・目標最終増加駆動力To_final_ref・エンジントルクTe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のトルク指令を示すタイムチャートである。 実施例５におけるキックダウン操作によるロー変速時におけるトルク指令値の分配設定の５パターンを示す共線図である。

符号の説明

Ｅ エンジン（トルク発生要素）
MG1 第１モータジェネレータ（第１トルク発生要素）
MG2 第２モータジェネレータ（第２トルク発生要素）
OG 出力ギヤ（出力要素）
TM 駆動力合成変速機
PGR ラビニョウ型遊星歯車列（差動装置）
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第２リングギヤ回転数センサ
１３ 車輪速センサ

Claims (15)

1. 動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結され、要求駆動力指令値の変更時、前記差動装置の変速比を無段階に制御する変速制御手段を備えた車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、要求駆動力指令値の変更時、前記２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを前記出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行うように、前記トルク発生要素へのトルク指令値を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 請求項１に記載された車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、実変速比が最ロー変速比よりもハイ側で、かつ、エンジン回転数が設定回転数以下のとき、イナーシャ反力を利用したロー変速可能と判断し、アクセル開度が設定閾値以上で、かつ、変速比指令変化が設定閾値以上であるとき、イナーシャ反力を利用したロー変速を実行することを特徴とする車両の変速制御装置。
3. 請求項２に記載された車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、変速開始時、実変速比と最ロー変速比との差によりイナーシャ増加駆動力を決め、このイナーシャ増加駆動力と連続的にイナーシャ反力を利用する特性により第１トルク発生要素と第２トルク発生要素との分担トルク比率を決め、この分担トルク比率にしたがって両トルク発生要素へのトルク指令値を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
4. 請求項２に記載された車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、変速開始時変速比と最ロー変速比との差によりイナーシャ増加駆動力を決め、このイナーシャ増加駆動力と最大限にイナーシャ反力を利用する特性により第１トルク発生要素と第２トルク発生要素との分担トルク比率を決め、この分担トルク比率にしたがって両トルク発生要素へのトルク指令値を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
5. 請求項１に記載された車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、実変速比が最ハイ変速比よりもロー側で、かつ、エンジン回転数が設定回転数以上のとき、イナーシャ反力を利用したハイ変速可能と判断し、アクセル開度が設定閾値以下で、かつ、変速比指令変化が設定閾値以上であるとき、イナーシャ反力を利用したハイ変速を実行することを特徴とする車両の変速制御装置。
6. 請求項５に記載された車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、変速開始時、最ハイ変速比と実変速比との差によりイナーシャ減少駆動力を決め、このイナーシャ減少駆動力と連続的にイナーシャ反力を利用する特性により第１トルク発生要素と第２トルク発生要素との分担トルク比率を決め、この分担トルク比率にしたがって両トルク発生要素へのトルク指令値を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載された車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、イナーシャ反力変速中に、目標入力回転数に実入力回転数が設定値以下まで近づいてきたら、イナーシャ反力利用のトルク配分から通常のトルク配分に切り替えて変速を終了することを特徴とする車両の変速制御装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載された車両の変速制御装置において、
   前記車両は、動力源として、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを有し、これらの動力源と出力要素とが連結される駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車両であり、
   前記駆動力合成変速機は、共線図上に４つ以上の回転要素が配列され、各回転要素のうちの内側に配列される２つの回転要素の一方にエンジンからの入力を割り当て、他方に駆動系統への出力要素を割り当てると共に、前記内側の回転要素の両外側に配列される２つの回転要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを割り当てた差動装置を有することを特徴とする車両の変速制御装置。
9. 請求項８に記載された車両の変速制御装置において、
   前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとは、共用するステータとインナーロータとの組み合わせを第１モータジェネレータとし、共用するステータとアウターロータとの組み合わせを第２モータジェネレータとする多層モータ構造であることを特徴とする車両の変速制御装置。
10. 請求項９に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、前記第１モータジェネレータは、第１モータジェネレータイナーシャ分と第２モータジェネレータイナーシャ分の大半を分担し、前記エンジンは、エンジンイナーシャ分のみを分担し、前記第２モータジェネレータは、第２モータジェネレータイナーシャ分の残りのみを分担することを特徴とする車両の変速制御装置。
11. 請求項９に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、前記第１モータジェネレータは、第１モータジェネレータイナーシャ分と第２モータジェネレータイナーシャ分の半分を分担し、前記エンジンは、エンジンイナーシャ分と第２モータジェネレータイナーシャ分の半分を分担し、前記第２モータジェネレータは分担ゼロとすることを特徴とする車両の変速制御装置。
12. 請求項９に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、前記第１モータジェネレータは、第１モータジェネレータイナーシャ分のみを分担し、前記エンジンは、エンジンイナーシャ分と第２モータジェネレータイナーシャ分を分担し、前記第２モータジェネレータは、分担ゼロとすることを特徴とする車両の変速制御装置。
13. 請求項９に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、前記第１モータジェネレータは、第１モータジェネレータイナーシャ分と第２モータジェネレータイナーシャ分を分担し、前記エンジンは、エンジンイナーシャ分のみを分担し、前記第２モータジェネレータは、分担ゼロとすることを特徴とする車両の変速制御装置。
14. 請求項９に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速制御手段は、イナーシャ反力を利用したロー変速時におけるトルク指令値の設定として、前記第１モータジェネレータは、第１モータジェネレータイナーシャ分のみを分担し、前記エンジンは、エンジンイナーシャ分と第２モータジェネレータイナーシャ分の大半を分担し、前記第２モータジェネレータは、第２モータジェネレータイナーシャ分の残りのみを分担することを特徴とする車両の変速制御装置。
15. 動力源として少なくとも第１トルク発生要素と第２トルク発生要素を有し、２自由度で少なくとも３つの回転要素を持つ差動装置に、出力要素を挟んで両側に２つのトルク発生要素が連結され、要求駆動力指令値の変更時、前記差動装置の変速比を無段階に制御する車両の変速制御装置において、
    前記トルク発生要素へのトルク指令値を設定することで、要求駆動力指令値の変更時、前記２つのトルク発生要素のうち、一方のトルク発生要素のイナーシャを利用した反力トルクを前記出力要素に対し過渡的に作用させるイナーシャ反力変速を行い、変速過渡時に応答良く増加または減少する駆動力を発生させることを特徴とする車両の変速制御装置。
    

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