JP2008168729A

JP2008168729A - ハイブリッド駆動装置、それを備える車両およびその制御方法

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Publication number: JP2008168729A
Application number: JP2007002548A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Suzuki; 義隆鈴木; Keiichi Murata; 恵一村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-01-10
Also published as: WO2008084754A1; US8123654B2; US20100101880A1; JP4100445B1; DE112007003244T5; DE112007003244B4

Abstract

【課題】選択中の変速比からより大きな変速比への変速動作時における変速ショックを確実に抑制可能なハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を低速段Ｌｏに応じた目標回転数（低速段回転数ＮＬＧ）まで上昇させるために、時刻ｔ４からＭＧ２の出力トルクが増加を開始する。イナーシャ相（期間α）では、変速進行度ＰＲＧに応じて決定される第１制限値ＴＬＩＭ１、および余裕回転数ＮＥｍｇｎに応じて決定される第２制限値ＴＬＩＭ２を超えないように、ＭＧ２の出力トルクが制限される。イナーシャ相（期間α）の終期では、ＭＧ２の出力トルクは十分に小さくなっているため、ＭＧ２に対してトルクダウンが実行される時刻ｔ６において生じる出力変動を小さくできる。ＭＧ２，ＭＧ１のトルクダウンによるエンジン回転数ＮＥの上昇を生じない。
【選択図】図５

Description

この発明は、動力源および電動機を備えたハイブリッド駆動装置、それを備える車両およびその制御方法に関し、より特定的には、複数の変速比を選択的に形成可能な変速機構を介して電動機が回転出力軸と機械的に接続された構成に関する。

主動力源の出力したトルクが伝達される出力部材に、回転数制御の可能な電動機が、係合装置の係合・解放状態を変更することによって変速を実行する変速機構を介して連結されているハイブリッド駆動装置が特開２００４−２０３２１９号公報（特許文献１）に開示されている。

このハイブリッド駆動装置では、パワーオフ変速時に変速遅れや変速ショックを防止するために、パワーオフ変速時に電動機の回転数を特定の目標回転数となるように制御している。

他のハイブリッド駆動装置として、変速時に回転出力軸に電動機からトルク伝達されている場合には、電動機のトルクダウンを実行することにより変速時のショックを防止できる装置が特開平６−３１９２１０号公報（特許文献２）に開示されている。

さらに、特開２００４−２０３２１９号公報（特許文献１）のハイブリッド駆動装置に対して、特開平６−３１９２１０号公報（特許文献２）の電動機のトルクダウンによる変速ショックの防止を適用することにより、さらに広範囲の運転状態での変速ショックが防止できることを期待できる。
特開２００４−２０３２１９号公報特開平６−３１９２１０号公報

発電機と電気的に接続される蓄電装置では、その充電が制限される場合がある。すなわち、蓄電装置が基準値以上の充電状態にある場合には、過充電を防止して蓄電装置を保護するために充電が制限される。

上述のように、特開平６−３１９２１０号公報（特許文献２）の技術を適用した特開２００４−２０３２１９号公報（特許文献１）のハイブリッド駆動装置において、電動機のトルクダウンを実行すると、電動機による消費電力が低下するため、発電機による発電電力が増加する。ここで、蓄電装置の充電が制限されていると、蓄電装置を保護するために、発電機による発電量の増加を抑制する必要もある。そこで、電動機のトルクダウンとともに発電機についてもトルクダウンを実行し、ハイブリッド駆動装置内での電力バランスを維持する方法が考えられる。

しかしながら、主動力源（たとえば、内燃機関）の出力制御は、電動機や発電機のトルクダウン制御に比較して緩慢であるので、ハイブリッド駆動装置内では動力バランスが崩れる。その結果、主動力源の回転数が上昇することになる。

通常、内燃機関には許容される上限回転数が定められており、回転数をこの許容上限回転数内に維持する必要がある。そのため、上述のような電動機および発電機のトルクダウンによって、主動力源である内燃機関の回転数が上昇し、許容上限回転数を超過することも想定される。

このように、電動機および発電機のトルクダウンの実行による変速ショックの抑制と、主動力源の回転数の許容上限回転数内への維持という互いに相反する課題を同時に実現することは困難である。このような場合には、主動力源の損傷を防止するために後者が優先され、変速ショックを抑制できないという問題が想定される。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、動力源および電動機を備えたハイブリッド駆動装置において、選択中の変速比からより大きな変速比への変速動作時における変速ショックを確実に抑制可能なハイブリッド駆動装置を提供することである。また、この発明の別の目的は、そのハイブリッド駆動装置を備える車両およびその制御方法を提供することである。

この発明のある局面に従うハイブリッド駆動装置は、蓄電装置と電気的に接続される発電機と、動力源の出力の一部を発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する出力分配機構と、複数の摩擦係合装置の係合および解放の組合せによって、複数の変速比を選択的に形成する変速機構と、蓄電装置と電気的に接続されるとともに、変速機構を介して回転出力軸と機械的に接続される電動機と、電動機の出力を制御するための電動機制御手段とを備える。そして、電動機制御手段は、第１変速比から第１変速比よりも大きな第２変速比への変速動作において、電動機の回転数が第２変速比に応じた目標値まで上昇するように電動機のトルクを制御する第１制御動作を実行するとともに、第１制御動作に続いて、電動機のトルクを所定値以下に低減する第２制御動作をさらに実行するように構成される。さらに、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、蓄電装置の充電制限中に、電動機制御手段による第２制御動作の実行に伴って、発電機の発電量の増加を抑制する発電機制御手段と、蓄電装置の充電制限中に、電動機制御手段による第２制御動作の実行前に、第１制御動作から第２制御動作への動作切替によって生じる電動機の出力変動が許容されるか否かを判断する判断手段と、判断手段によって出力変動が許容されないと判断されると、第１制御動作において、出力変動が許容される場合に比較して電動機のトルクがより小さくなるように制限する制限手段とを備える。

この発明によれば、動力源（たとえば、エンジン）が許容上限回転数に近い領域で作動しているときのように、第１制御動作から第２制御動作への動作切替（トルクダウンの実行）によって生じる電動機の出力変動が許容されない場合には、第１制御動作の期間中において、予め電動機のトルクが制限される。これにより、第１制御動作から第２制御動作への動作切替時の動力源の回転数上昇を抑制できる。

一方で、トルクが制限されたとしても、電動機の回転数が第２変速比に応じた目標値まで上昇した後に第２制御動作が実行されるので、係合時の出力が低減されて、変速ショックを抑制できる。

したがって、蓄電装置の充電制限中であって、かつ動力源が許容上限回転数に近い領域で作動している場合であっても、変速ショックを確実に抑制することができる。

好ましくは、判断手段は、動力源の許容上限回転数に対する余裕回転数が所定値より小さい時に、電動機の出力変動が許容されないと判断する。

好ましくは、制限手段は、第１制御動作の進行に伴って、電動機のトルクを漸減させる。

好ましくは、制限手段は、第２変速比に応じた回転数に対する現在の電動機回転数の到達度合に応じて第１制限値を決定し、第１制限値を超えないように電動機のトルクを制限する。

好ましくは、制限手段は、動力源の許容上限回転数に対する余裕回転数に応じて決定される第２制限値を超えないように、電動機の出力を制限する。

この発明の別の局面に従えば、上記のいずれかのハイブリッド駆動装置を備える車両である。

この発明のさらに別の局面に従うハイブリッド駆動装置の制御方法では、ハイブリッド駆動装置は、蓄電装置と電気的に接続される発電機と、動力源の出力の一部を発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する出力分配機構と、複数の摩擦係合装置の係合および解放の組合せによって、複数の変速比を選択的に形成する変速機構と、蓄電装置と電気的に接続されるとともに、変速機構を介して回転出力軸と機械的に接続される電動機とを備える。そして、この局面に従う制御方法は、第１変速比から第１変速比よりも大きな第２変速比への変速動作において、電動機の回転数が第２変速比に応じた目標値まで上昇するように電動機のトルクを制御する第１制御ステップと、第１制御ステップに続いて、電動機のトルクを所定値以下に低減する第２制御ステップと、蓄電装置の充電制限中に、第２制御ステップの実行に伴う発電機の発電量の増加を抑制する第３制御ステップとを含む。さらに、第１制御ステップは、蓄電装置の充電制限中に、第１制御ステップから第２制御ステップへの実行処理によって生じる電動機の出力変動が許容されるか否かを判断する第１サブステップと、判断ステップにおいて出力変動が許容されないと判断されると、出力変動が許容される場合に比較して電動機のトルクがより小さくなるように制限する第２サブステップとを含む。

この発明によれば、動力源および電動機を備えたハイブリッド駆動装置であって、選択中の変速比からより大きな変速比への変速動作時における変速ショックを確実に抑制可能なハイブリッド駆動装置を実現できる。また、この発明によれば、そのハイブリッド駆動装置を備える車両およびその制御方法を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

（ハイブリッド駆動装置の構成）
図１は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１の概略構成図である。

図１を参照して、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１は、「動力源」に相当するエンジン１６と、トランスアスクル２と、回転出力軸６と、デファレンシャルギヤ８と、駆動輪１０とを備える。

エンジン１６の出力トルクは、トランスアスクル２を介して回転出力軸６に伝達され、その回転出力軸６からデファレンシャルギヤ８を介して駆動輪１０にトルクが伝達されるように構成されている。一方、トランスアスクル２では、エンジン１６の出力トルクの一部を受取って発電を行なうとともに、走行のための駆動力を回転出力軸６に付加する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御が可能である。

エンジン１６は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態が電気的に制御されるように構成されている。このような制御は、たとえばマイクロコンピュータを主体とするエンジン１６用の電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）２６によって行なわれる。

トランスアスクル２は、「出力分配機構」に相当する遊星歯車機構２０と、「発電機」に相当する第１モータジェネレータ１８と、「電動機」に相当する第２モータジェネレータ１２と、変速機構１４とを主体として構成されている。ここで、第２モータジェネレータ１２は、変速機構１４を介して回転出力軸６と機械的に接続されている。これにより、第２モータジェネレータ１２と回転出力軸６との間で伝達するトルクが、変速機構１４で形成される変速比に応じて増減可能となる。

遊星歯車機構２０は、エンジン１６、第１モータジェネレータ１８および回転出力軸６の間でトルクを合成もしくは分配する。より詳細には、遊星歯車機構２０は、外歯歯車であるサンギヤ２０ａと、そのサンギヤ２０ａに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ２０ｂと、これらサンギヤ２０ａおよびリングギヤ２０ｂに噛合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリア２０ｃとを３つの回転要素として作動作用を生じる公知の歯車機構である。エンジン１６の出力軸（ここでは、クランク軸）１６ａがダンパ１６ｂを介して、キャリア２０ｃに連結されている。すなわちキャリア２０ｃは、遊星歯車機構２０の入力要素となっている。

これに対して、サンギヤ２０ａには第１モータジェネレータ１８が連結されている。したがって、サンギヤ２０ａがいわゆる反力要素となっており、リングギヤ２０ｂが出力要素となっている。そして、リングギヤ２０ｂが出力部材としての回転出力軸６に連結されている。

なお、出力軸１６ａの回転状態（エンジン回転数ＮＥ）は、Ｅ−ＥＣＵ２６が回転数センサ１６ｃによって検出しており、さらに、回転出力軸６の回転状態（出力軸回転数ＮＯＵＴ）もＥ−ＥＣＵ２６が回転数センサ６ａによって検出している。

第１モータジェネレータ１８（以下、ＭＧ１とも記載する）は、たとえば同期電動機で構成され、電動機としての機能および発電機としての機能の両方を生じ得るように構成されて、パワーコントロールユニット２２を介してバッテリなどの蓄電装置（ＢＡＴ）２４と電気的に接続されている。そして、パワーコントロールユニット２２の第１インバータ（ＩＮＶ１）２２ａを制御することにより、第１モータジェネレータ１８の出力トルク（力行トルクあるいは回生トルク）が適宜設定できるようになっている。その設定を行なうために、マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２８が設けられている。

なお、本実施例では、第１モータジェネレータ１８に対して回生トルクが生じるように設定されるので、第１モータジェネレータ１８は発電機として機能する。また、第１モータジェネレータ１８の回転状態（ＭＧ１回転数ＭＲＮ１）は、ＭＧ−ＥＣＵ２８が回転数センサ１８ａによって検出している。

一方、第２モータジェネレータ（以下、ＭＧ２とも記載する）１２も、たとえば同期電動機で構成され、電動機としての機能および発電機としての機能の両方を生じ得るように構成されて、パワーコントロールユニット２２を介して蓄電装置２４と電気的に接続されている。そして、ＭＧ−ＥＣＵ２８がパワーコントロールユニット２２の第２インバータ（ＩＮＶ２）２２ｂを制御することにより、トルクを出力する力行動作およびエネルギを回収する回生動作の選択、ならびにそれぞれの場合における出力トルクが適宜設定される。また、第２モータジェネレータ１２の回転状態（ＭＧ２回転数ＭＲＮ２）は、ＭＧ−ＥＣＵ２８が回転数センサ１２ａによって検出している。

なお、パワーコントロールユニット２２は、インバータ２２ａ，２２ｂに加えて、蓄電装置２４からの電力を昇圧してインバータ２２ａ，２２ｂへ供給するための昇圧コンバータ（ＣＯＮＶ）２２ｃをさらに含む。この昇圧コンバータ２２ｃについても、ＭＧ−ＥＣＵ２８によって制御される。

また、蓄電装置２４の充電状態を管理するために、マイクロコンピュータを主体とする充電管理用の電子制御装置（Ｂ−ＥＣＵ）３４が設けられている。Ｂ−ＥＣＵ３４は、蓄電装置２４の充放電電流、電圧および温度などに基づいて、公知の方法によって蓄電装置２４の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。さらに、Ｂ−ＥＣＵ３４は、算出したＳＯＣに基づいて、予め定められた特性マップなどを参照して、蓄電装置２４を充電することのできる電力の最大値である許容充電電力Ｗｉｎ、および蓄電装置２４から放電することのできる電力の最大値である許容放電電力Ｗｏｕｔを決定する。

変速機構１４は、複数の摩擦係合装置の係合および解放の組合せによって、複数の変速比（本実施例では、一例として低速段Ｌｏおよび高速段Ｈｉの２段階）を選択的に形成可能に構成されている。この変速機構１４を適宜に設計することで、低速段Ｌｏの変速比が「１」より大きな値となるように構成することもできる。このような構成によって、第２モータジェネレータ１２がトルクを出力する力行時に、第２モータジェネレータ１２の出力トルクを増大させて回転出力軸６に伝達できるので、第２モータジェネレータ１２を低容量化もしくは小型化することができる。

一方で、第２モータジェネレータ１２の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、たとえば車速に応じて回転出力軸６の回転数が増大した場合には、より小さな変速比の高速段Ｈｉを設定して、第２モータジェネレータ１２の回転数を低下させる。さらに、回転出力軸６の回転数が低下した場合には、低速段Ｌｏが再度設定される場合もある。

なお、ここで言う「変速比」とは、第２モータジェネレータ１２から変速機構１４へ伝達される回転数を、変速機構１４から回転出力軸６へ伝達される対応の出力回転数で割った値である。すなわち、変速比が「１」より大きければ、第２モータジェネレータ１２の回転数より低速、かつより大きなトルクが回転出力軸６へ伝達される。

より詳細には、変速機構１４は、１組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速機構１４には、それぞれ外歯歯車である第１サンギヤ１４ａおよび第２サンギヤ１４ｂが設けられており、その第１サンギヤ１４ａにショートピニオン１４ｃが噛合するとともに、そのショートピニオン１４ｃがこれより軸長の長いロングピニオン１４ｄに噛合している。ロングピニオン１４ｄは、さらに、各サンギヤ１４ａ，１４ｂと同心円上に配置されたリングギヤ１４ｅに噛合している。なお、各ピニオン１４ｃ，１４ｄは、キャリア１４ｆによって自転自在かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ１４ｂは、ロングピニオン１４ｄに噛合している。したがって、第１サンギヤ１４ａおよびリングギヤ１４ｅは、各ピニオン１４ｃ，１４ｄとともにダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また、第２サンギヤ１４ｂおよびリングギヤ１４ｅは、ロングピニオン１４ｄとともにシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。

そして、第１サンギヤ１４ａを選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ１４ｅを選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、摩擦力によって係合力を生じる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、代表的には油圧による係合力に応じて、そのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。

さらに、第２サンギヤ１４ｂに第２モータジェネレータ１２が連結され、またキャリア１４ｆが回転出力軸６に連結されている。したがって、変速機構１４では、第２サンギヤ１４ｂが入力要素であり、キャリア１４ｆが出力要素となっている。第１ブレーキＢ１を係合させ、第２ブレーキＢ２を解放することにより、高速段Ｈｉが設定され、第１ブレーキＢ１を解放し、第２ブレーキＢ２を係合させることにより、より変速比の大きな低速段Ｌｏが設定されるように構成されている。

各変速段間での変速動作は、車速や要求駆動力（もしくは、アクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された走行状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御を行なうためのマイクロコンピュータを主体とした変速制御用の電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）３０が設けられている。

また、各電子制御装置２６，２８，３０，３４は、それぞれが相互にデータを通信できるように通信リンク３２を介して相互接続され、連係して制御処理を実行する。

図２は、エンジン２６、第１モータジェネレータ１８および第２モータジェネレータ１２の間の共線図である。

図２（ａ）には、「出力分配機構」に相当する遊星歯車機構２０についての共線図が示される。図１および図２（ａ）を参照して、キャリア２０ｃに入力されるエンジン１６の出力トルクに対して、第１モータジェネレータ１８による反力トルクをサンギヤ２０ａに入力すると、出力要素となっているリングギヤ２０ｂにはエンジン１６から入力されたトルクより小さいトルクが現われる。そのため、エンジン１６の出力トルクの一部は、第１モータジェネレータ１８に分配されるとともに、残部は回転出力軸６に分配される。そして、第１モータジェネレータ１８は、この分配されたトルクを受けて発電機として機能する。

また、第１モータジェネレータ１８の回転数（ＭＧ１回転数ＭＲＮ１）、エンジン１６の回転数（エンジン回転数ＮＥ）、およびリングギヤ２０ｂの回転数（出力軸回転数ＮＯＵＴ）は、遊星歯車機構２０の各要素間の歯数比に応じて定められる直線上に配置される。そのため、リングギヤ２０ｂの回転数（ＮＯＵＴ）を一定とした場合、第１モータジェネレータ１８の回転数（ＭＲＮ１）を適宜に変化させることにより、エンジン１６の回転数（ＮＥ）を連続的（無段階）に変化させることができる。すなわち、第１モータジェネレータ１８の回転数を制御することによって、エンジン１６をたとえば最も効率のよい回転数領域で運転することができる。

図２（ｂ）には、変速機構１４に含まれるラビニョ型遊星歯車機構についての共線図が示される。図１および図２（ｂ）を参照して、第２ブレーキＢ２の係合によってリングギヤ１４ｅを固定すると、低速段Ｌｏが設定される。これに対して、第１ブレーキＢ１の係合によって第１サンギヤ１４ａを固定すると、低速段Ｌｏより変速比の小さい高速段Ｈｉが設定される。

低速段Ｌｏの設定時には、第２モータジェネレータ１２の出力トルクは、変速比に応じて増幅されて回転出力軸６に付加される。一方、高速段Ｈｉの設定時には、第２モータジェネレータ１２の出力したトルクは、低速段Ｌｏに比較してより小さい増大率で増幅されて回転出力軸６に付加される。なお、回転出力軸６に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ１２が駆動状態（力行時）では正トルクとなり、被駆動状態（回生時）では負トルクとなる。

また、第２モータジェネレータ１２の回転数（ＭＧ２回転数ＭＲＮ２）およびリングギヤ２０ｂの回転数（出力軸回転数ＮＯＵＴ）は、各変速段Ｌｏ，Ｈｉにおいて、変速機構１４を構成する各要素間の歯数比に応じて定められる直線上にそれぞれ配置される。そのため、キャリア１４ｆの回転数（出力軸回転数ＮＯＵＴ）を一定とした場合、高速段Ｈｉが設定されたときの第２モータジェネレータ１２の回転数は、高速段回転数ＮＨＧとなる一方、低速段Ｌｏが設定されると、低速段回転数ＮＬＧまで上昇する。

図１に示すハイブリッド駆動装置１は、エンジン１６を可及的に高効率で運転して排ガス量を低減すると同時に燃費を向上させる。また、モータジェネレータによるエネルギ回生を行なうことにより、この点でも燃費を改善できる。したがって、大きい駆動力が要求されている場合には、エンジン１６の出力トルクを回転出力軸６に伝達している状態で、第２モータジェネレータ１２を駆動してそのトルクを回転出力軸６に付加する。その場合、低車速の状態では変速機構１４を低速段Ｌｏに設定して付加するトルクを大きくし、その後、車速が増大した場合には、変速機構１４を高速段Ｈｉに設定して、第２モータジェネレータ１２の回転数を低下させる。これは、第２モータジェネレータ１２の駆動効率を良好な状態に維持して燃費の悪化を防止するためである。

その一方で、所定の車速で走行している状態でブレーキ操作が行なわれると、第２モータジェネレータ１２を被駆動状態にしてエネルギ回生を行なう。そして、車速が減少した場合には、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速動作が生じる。

（トルクダウンによる出力変動が許容されるときの変速制御）
このような高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速動作におけるトルクダウン制御について以下に説明する。まず、蓄電装置２４の充電状態（ＳＯＣ）が基準値以上に高く、充電が制限される場合であって、トルクダウンによる出力変動が許容されるときの変速制御について説明する。

図３は、本実施の形態に従うトルクダウンによる出力変動が許容されるときの変速制御を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は、ＭＧ２の出力トルクを示す。図３（ｂ）は、エンジン回転数ＮＥを示す。図３（ｃ）は、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を示す。図３（ｄ）は、ＭＧ１の出力トルクを示す。図３（ｅ）は、第１ブレーキＢ１の油圧（係合油圧）を示す。図３（ｆ）は、第２ブレーキＢ２の油圧（係合油圧）を示す。

図３では、第２モータジェネレータ１２がエネルギ回生を行なって車速が減少したことに伴って、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速が生じた場合を示す。そのため、図３（ａ）に示すように、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速要求（時刻ｔ１１）が発生する直前では、第２モータジェネレータ１２の出力トルクは負値（被駆動状態）となっている。そして、時刻ｔ１１において変速要求が発せられると、第２モータジェネレータ１２の出力トルクは負値からゼロに向かって変化する。第２モータジェネレータ１２の出力トルクがゼロになった時刻ｔ１２から変速動作が開始され、図３（ｅ）に示すように、第１ブレーキＢ１の油圧が低減されて、第１ブレーキＢ１の係合力が弱められる。第１ブレーキＢ１の油圧の低減に引き続いて、図３（ｆ）に示すように、第２ブレーキＢ２にはパルス的な油圧が供給され、第１ブレーキＢ１の係合力が強められる。

続いて、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を低速段Ｌｏに応じた目標回転数（低速段回転数ＮＬＧ）まで上昇させるために、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１３からＭＧ２の出力トルクが増加を開始する。このＭＧ２の出力トルクの増大に伴って、図３（ｃ）に示すようにＭＧ２回転数ＭＲＮ２は上昇する。そして、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを所定量だけ超過した時刻ｔ１４において、ＭＧ２に対してトルクダウンが実行される。すなわち、ＭＧ２の出力トルクが所定値以下に低減される。このとき、ＭＧ１に対しても、ＭＧ１からの発電量の増加を抑制するためにトルクダウンが実行される。

また、ＭＧ２のトルクダウンによって、図３（ｃ）に示すように、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２は漸減していく。並行して、図３（ｅ）および図３（ｆ）に示すように、ブレーキＢ１およびＢ２の油圧は、それぞれ低速段Ｌｏの設定に相当する解放側および係合側に向けて変化していく。そして、ＭＧ２から回転出力軸６への低速段Ｌｏ設定に相当する伝達経路が不完全ながらも形成され、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧに略一致すると、係合状態であると判定される（時刻ｔ１５）。すると、図３（ａ）および図３（ｄ）に示すように、ＭＧ２出力トルクおよびＭＧ１出力トルクは、それぞれ車両の走行状態に応じた値に向けて変化していく。また、ブレーキＢ１が完全な解放状態にされるとともに、ブレーキＢ２が完全な係合状態にされる。

最終的には、時刻ｔ１６において変速制御が終了し、通常の走行制御に復帰する。なお、時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４までの期間αがＭＧ２に対して「第１制御動作」が実行される期間に相当し、時刻ｔ１４〜時刻ｔ１５までの期間βがＭＧ２に対して「第２制御動作」が実行される期間に相当する。なお、期間αは「イナーシャ相」とも称される。

このような変速制御において、時刻ｔ１４でのＭＧ２，ＭＧ１のトルクダウンの実行に伴って、比較的大きな出力変動、すなわちハイブリッド駆動装置１内でのトルクバランスの不均衡（擾乱）が生じる。この出力変動によって、エンジン１６の回転数は上昇することがある。エンジン１６には、許容される最大の回転数である上限回転数ＮＥｍａｘが設計上決定されており、エンジン回転数ＮＥをこの上限回転数ＮＥｍａｘ内に維持する必要がある。そのため、上限回転数ＮＥｍａｘに対してエンジン回転数ＮＥに十分な余裕がない場合には、トルクダウンによる出力変動が許容されず、ＭＧ２，ＭＧ１のトルクダウンの実行が制限される。そのため、変速ショックを抑制できない場合がある。

（トルクダウンによる出力変動が許容されないときの変速制御）
そこで、本実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１では、このような上限回転数ＮＥｍａｘに対する余裕回転数ＮＥｍｇｎが小さい場合であっても、変速ショックを確実に抑制可能な変速制御を実行する。

具体的には、蓄電装置２４の充電制限中に、ＭＧ１およびＭＧ２のトルクダウンによって生じる出力変動が許容されるか否かをトルクダウンに実行前に判断し、出力変動が許容されないと判断される場合には、上述の出力変動が許容される場合に比較して、「第１制御動作」（イナーシャ相）におけるＭＧ２の出力トルクが制限される。

このような出力トルクの制限には様々な方法が考えられるが、本実施の形態では、後述する変速進行度ＰＲＧに応じて決定される第１制限値ＴＬＩＭ１と、上限回転数ＮＥｍａｘに対する余裕回転数ＮＥｍｇｎに応じて決定される第２制限値ＴＬＩＭ２とを用いる。そして、第１制限値ＴＬＩＭ１および第２制限値ＴＬＩＭ２のいずれをも超えないように、ＭＧ２の出力トルクが制限される。また、本実施の形態では、このような制限値ＴＬＩＭ１，ＴＬＩＭ２を適用するために、変速動作の開始時点で出力変動が許容されるか否かが判断される。

図４は、変速進行度ＰＲＧの算出方法を説明するための図である。
図４を参照して、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速動作における変速進行度ＰＲＧは、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２の大きさによって規定される。すなわち、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が高速段回転数ＮＨＧであるときに変速進行度ＰＲＧ＝０％とされ、低速段回転数ＮＬＧであるときに変速進行度ＰＲＧ＝１００％とされる。

すなわち、変速進行度ＰＲＧは、低速段Ｌｏに応じた回転数に対する現在のＭＧ２回転数ＭＲＮ２の到達度合を示し、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速過程の完了度合を意味する。

第１制御値ＴＬＩＭ１は、このような変速進行度ＰＲＧを反転したような特性をもち、変速動作の進行に伴って漸減するように定められる。このような変速進行度ＰＲＧに応じた第１制限値ＴＬＩＭ１を用いることで、イナーシャ相の初期、すなわちＭＧ２回転数ＭＲＮ２を大きく上昇させる必要があり、かつトルクダウンの実行までに時間的な余裕がある期間には、ＭＧ２の出力トルクの制限を相対的に緩める。一方、イナーシャ相の後期、すなわちＭＧ２回転数ＭＲＮ２を上昇させる必要性が小さく、かつトルクダウンの実行が近付いている期間には、ＭＧ２の出力トルクの制限を相対的に強める。

一方、第２制限値ＴＬＩＭ２は、上限回転数ＮＥｍａｘに対する余裕回転数ＮＥｍｇｎに略比例するように規定される。

図５は、本実施の形態に従うトルクダウンによる出力変動が許容されないときの変速制御を示すタイミングチャートである。図５（ａ）は、アクセル開度を示す。図５（ｂ）は、ＭＧ２の出力トルクを示す。図５（ｃ）は、エンジン回転数ＮＥを示す。図５（ｄ）は、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を示す。

図５は、上述の図３と同様に、ＭＧ２がエネルギ回生を行なって車速が減少したことに伴って、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速が生じた場合を示す。時刻ｔ１で高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速要求が発せられて、時刻ｔ２から変速動作が開始される。この変速動作の開始時点において、余裕回転数ＮＥｍｇｎに基づいて出力変動が許容されるか否かが判断される。当然のことながら、図５では、出力変動が許容されないと判断された場合の動作を例示する。

なお、図５の時刻ｔ１から時刻ｔ３までの各部の動作は、図３の時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの各部の動作と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図５（ｂ）に示すように、第２モータジェネレータ１２の回転数を低速段Ｌｏに応じた目標回転数（低速段回転数ＮＬＧ）まで上昇させるために、時刻ｔ４からＭＧ２の出力トルクが増加を開始する。なお、変速動作中におけるＭＧ２の出力トルクは、変速制御に基づくトルク要求値および走行制御に基づくトルク要求値のいずれか大きな方に一致するように制御される。そのため、図５（ａ）に示すように、時刻ｔ３においてアクセルが踏込まれてアクセル開度が上昇すると、このアクセル開度に応じたトルク要求値に従って、ＭＧ２の出力トルクが増大する。

一方で、イナーシャ相（期間α）においては、変速進行度ＰＲＧに応じて決定される第１制限値ＴＬＩＭ１、および余裕回転数ＮＥｍｇｎに応じて決定される第２制限値ＴＬＩＭ２を超えないように、ＭＧ２の出力トルクが制限される。すなわち、ＭＧ２の出力トルクの範囲は、第１制限値ＴＬＩＭ１および第２制限値ＴＬＩＭ２の小さい方の値に制限される。そのため、図５（ｂ）に示すように、ＭＧ２の出力トルクは、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間では第２制限値ＴＬＩＭ２に一致し、時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間では第１制限値ＴＬＩＭ１に一致する。

このように、イナーシャ相の終期には、ＭＧ２の出力トルクは十分に小さくなっている。そのため、ＭＧ２に対してトルクダウンが実行される時刻ｔ６において生じる出力変動は、図３（ａ）の場合に比較して非常に僅かである。そのため、トルクダウンによるエンジン１６の回転数上昇は生じない。なお、図５（ｃ）に示すエンジン１６の回転数の緩やかな上昇は、運転者のアクセル操作によるものであり、トルクダウンによる影響ではない。

また、時刻ｔ６において、ＭＧ１に対してもトルクダウンが実行される（図示しない）が、ＭＧ１のトルクダウン量は、ＭＧ２のトルクダウンと同様に、非常に小さな量でよい。そのため、ハイブリッド駆動装置１内で生じるトルクバランスの不均衡も僅かである。

そして、時刻ｔ７において係合状態であると判定されると、図３の場合と同様に、ＭＧ２の出力トルクは、車両の走行状態に応じた値に向けて変化していく。このようにして、時刻ｔ８において、変速制御が終了し、通常の走行制御に切替わる。

なお、ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧の動作については、それぞれ図３（ｅ），図３（ｆ）と同様であるので、図５においては図示していない。

上述したように、イナーシャ相（期間α）の初期には、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を比較的速やかに上昇できるとともに、イナーシャ相（期間α）の後期には、トルクダウンによって生じる出力変動を抑制できる。そのため、図３に示すようなＭＧ２の出力トルクが制限されない場合に比較して、変速動作が大幅に遅延することを回避できるとともに、出力変動によるエンジン１６の回転数上昇を抑制できるので、エンジン１６が上限回転数ＮＥｍａｘまで到達してしまうことも抑制できる。

さらに、イナーシャ相（期間α）の初期には、ＭＧ２から比較的大きな出力トルクが発生可能であるので、運転者がアクセル操作を踏込んでトルク要求値が増大した場合にも、応答性の悪化、いわゆる「もたつき感」を感じることを抑制できる。

（制御構造）
次に、上述のような変速制御を実現するための制御構造について説明する。

図６は、この発明の実施の形態に従う制御構造の要部を示す機能ブロック図である。なお、図６に示す制御構造は、図１に示す電子制御装置２６，２８，３０，３４が予め格納されたプログラムに従って各機能ブロックに対応する処理を連係して実行することで実現できる。

図６を参照して、本実施の形態に従う制御構造において、ＭＧ２トルク要求値生成部１００で生成されたＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊の一部は、制限部１０２で制限値ＴＬＩＭ以下に制限された後に切替部１０４の上側ポートへ与えられる一方、残部は、切替部１０４の下側ポートへ直接与えられる。そして、論理積部１２０から出力変動制限要求が発せられているか否かに応じて、制限後のＭＧ２トルク要求値およびＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊のいずれか一方がＭＧ２トルク要求値として出力される。すなわち、論理積部１２０から出力変動制限要求が発せられている場合に限って、ＭＧ２トルク要求値生成部１００からのＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊が制限される。そして、この切替部１０４から出力されるＭＧ２トルク要求値に従ってＭＧ２が制御される。

なお、ＭＧ２トルク要求値生成部１００は、変速要求、アクセル開度、エンジン回転数ＮＥ、ＭＧ１回転数ＭＲＮ１，ＭＧ２回転数ＭＲＮ２などに基づいて、ＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊を生成する。

最小値選択部（ＭＩＮ）１１８は、変速進行度算出部１１０および第１制限値特性格納部１１２で生成される第１制限値ＴＬＩＭ１と、減算部１１４および第２制限値特性格納部１１６で生成される第２制限値ＴＬＩＭ２とのうち、小さい方の値を制限値ＴＬＩＭとして出力する。

変速進行度算出部１１０は、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２に基づいて変速進行度ＰＲＧを算出し、第１制限値特性格納部１１２は、算出された変速進行度ＰＲＧと第１制限値ＴＬＩＭ１とを対応付けたマップの参照、もしくは予め定められた演算式などに基づいて、第１制限値ＴＬＩＭ１を決定する。

減算部１１４は、エンジン１６の上限回転数ＮＥｍａｘから現在のエンジン回転数ＮＥを引いて余裕回転数ＮＥｍｇｎを算出し、第２制限値特性格納部１１６は、算出された余裕回転数ＮＥｍｇｎと第２制限値ＴＬＩＭ２とを対応付けたマップの参照、もしくは予め定められた演算式などに基づいて、第２制限値ＴＬＩＭ２を決定する。

評価部１２２は、減算部１１４で算出された余裕回転数ＮＥｍｇｎに基づいて、トルクダウンによって生じる出力変動が許容されるか否かを判断する。具体的には、余裕回転数ＮＥｍｇｎがしきい値δより小さい時に、出力変動が許容されないと判断し、回転数制限要求を発する。なお、しきい値δは、エンジン１６の応答特性などに応じて、予め実験的求めることができる。一方、評価部１２４は、蓄電装置２４の充電状態ＳＯＣ、もしくは許容放電電力Ｗｏｕｔに基づいて、蓄電装置２４が過充電状態であるか否かを判断する。

そして、評価部１２４は、蓄電装置２４が過充電状態であり、充電制限が必要であると判断すると、充電制限要求を発する。なお、評価部１２２および１２４は、変速動作の開始タイミングで判断処理を実行する。評価部１２２および１２４からそれぞれ回転数制限要求および充電制限要求が発せられると、論理積部１２０から切替部１０４へ出力変動制限要求が発せられ、ＭＧ２の出力トルクが制限される。

また、ＭＧ１トルク要求値生成部１０６は、評価部１２４から充電制限要求が発せられていれば、ＭＧ２のトルクダウン実行に伴ってＭＧ１でもトルクダウンが実行されるように、ＭＧ１トルク要求値ＴＭＧ１^＊を生成する。このＭＧ１トルク要求値生成部１０６から出力されるＭＧ１トルク要求値ＴＭＧ１^＊に従って、ＭＧ１が制御される。

（処理フロー）
上述した本実施の形態に従う高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速動作に係る処理手順をまとめると以下のようになる。

図７は、この発明の実施の形態に従う変速動作に係る処理手順を示すフローチャートである。

図７を参照して、ステップＳ２では、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速要求が発せられているか否かが判断される。変速要求が発せられていなければ（ステップＳ２においてＮＯ）、変速要求が発せられるまでステップＳ２の処理が繰り返される。

変速要求が発せられると（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進み、蓄電装置２４が充電制限中であるか否かが判断される。そして、蓄電装置２４が充電制限中であれば（ステップＳ４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ６に進み、ＭＧ２，ＭＧ１トルクダウン変速処理が実行される。一方、蓄電装置２４が充電制限中でなければ（ステップＳ４においてＮＯ）、処理はステップＳ８に進み、ＭＧ２トルクダウン変速処理が実行される。このステップＳ６およびＳ８のトルクダウン変速処理によって、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速動作が実現される。そして、ステップＳ６またはＳ８が実行され変速動作が完了すると、処理は最初に戻される。

次に、上述のステップＳ６でのＭＧ１，ＭＧ２トルクダウン変速処理の内容について説明する。

図８は、ＭＧ２，ＭＧ１トルクダウン変速処理の内容を示すフローチャートである。
図８を参照して、まず、ステップＳ１００では、エンジン回転数ＮＥの上限回転数ＮＥｍａｘに対する余裕回転数ＮＥｍｇｎが算出される。続いて、処理はステップＳ１０２に進み、余裕回転数ＮＥｍｇｎがしきい値δより小さいか否かが判断される。余裕回転数ＮＥｍｇｎがしきい値δより小さいときには（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１０４に進み、トルクダウンによる出力変動が許容されないと判断される。以下、ステップＳ１０４以降の処理については、図５を参照しつつ説明する。

ステップＳ１０４の実行後、処理はステップＳ１０６に進み、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を低速段Ｌｏに応じた低速段回転数ＮＬＧまで上昇させるためのＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊が生成される。そして、処理はステップＳ１０８に進み、変速進行度ＰＲＧに応じた第１制限値ＴＬＩＭ１が算出される。続いて、処理はステップＳ１１０に進み、余裕回転数ＮＥｍｇｎに応じた第２制限値ＴＬＩＭ２が算出される。さらに、処理はステップＳ１１２に進み、生成したＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊が第１制限値ＴＬＩＭ１および第２制限値ＴＬＩＭ２のいずれをも超えないように制限された後、次のステップＳ１１４で、この制限後のＭＧ２トルク要求値に従って、ＭＧ２の出力トルクが制御される（図５（ｂ）の時刻ｔ３〜ｔ６）。

そして、処理はステップＳ１１６に進み、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えているか否かが判断される。ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えていなければ（ステップＳ１１６においてＮＯ）、処理はステップＳ１０６に戻される。すなわち、ステップＳ１０６〜Ｓ１１６の処理は、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えるまで繰り返される。

ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えていれば（ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１１８に進み、ＭＧ２トルクダウンが実行される（図５（ｂ）の時刻ｔ６）。このＭＧ２トルクダウンの実行に伴って、次のステップＳ１２０では、ＭＧ１トルクダウンが実行される。

ＭＧ２，ＭＧ１のトルクダウン実行後、処理はステップＳ１２２に進み、低速段Ｌｏ側で係合状態になっているか否かが判断される。係合状態になっていなければ（ステップＳ１２２においてＮＯ）、係合状態になるまで判定処理が繰り返される（図５の時刻ｔ６〜ｔ７）。

係合状態になっていれば（ステップＳ１２２においてＹＥＳ）、ＭＧ２，ＭＧ１の出力トルクを走行制御に応じた値に復帰させた後（図５の時刻ｔ７〜ｔ８）、図７に示す対応のステップＳ６に処理は戻される。

一方、余裕回転数ＮＥｍｇｎがしきい値δより小さくないときには（ステップＳ１０２においてＮＯ）、処理はステップＳ１２４に進み、トルクダウンによる出力変動が許容さされると判断される。以下、ステップＳ１２４以降の処理については、図３を参照しつつ説明する。

ステップＳ１２４の実行後、処理はステップＳ１２６に進み、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を低速段Ｌｏに応じた低速段回転数ＮＬＧまで上昇させるためのＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊を生成する。そして、処理はステップＳ１２８に進み、この生成されたＭＧ２トルク要求値ＴＭＧ２^＊に従って、ＭＧ２の出力トルクが制御される（図３（ａ）の時刻ｔ１３〜ｔ１４）。

そして、処理はステップＳ１３０に進み、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えているか否かが判断される。ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えていなければ（ステップＳ１３０においてＮＯ）、処理はステップＳ１２６に戻される。すなわち、ステップＳ１２６〜Ｓ１３０の処理は、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えるまで繰り返される。

ＭＧ２回転数ＭＲＮ２が低速段回転数ＮＬＧを超えていれば（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１１８に進み、上述したステップＳ１１８〜Ｓ１２２の処理と同様の処理が実行される。

なお、図７のステップＳ８で実行される「ＭＧ２トルクダウン変速処理」については、
図８において、ステップＳ１２０のＭＧ１トルクダウンの実行を除いた、ステップＳ１２６〜Ｓ１３０，Ｓ１１８からなる一連の処理と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態と本願発明との対応関係については、エンジン１６が「動力源」に相当し、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）１８が「発電機」に相当し、遊星歯車機構２０が「出力分配機構」に相当し、変速機構１４が「変速機構」に相当し、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）１２が「電動機」に相当する。また、ＭＧ２トルク要求値生成部１００が「電動機制御手段」を実現し、ＭＧ１トルク要求値生成部１０６が「発電機制御手段」を実現し、評価部１２２，１２４および論理積部１２０が「判断手段」を実現し、制限部１０２および切替部１０４が「制限手段」を実現する。

本実施の形態によれば、蓄電装置２４の充電制限中であって、エンジン１６が許容上限回転数に近い領域で作動しているときのように、ＭＧ２，ＭＧ１のトルクダウンの実行によって生じる出力変動が許容されない場合には、イナーシャ相において、予めＭＧ２の出力トルクを漸減させる。これにより、ＭＧ２のトルクダウンの実行時に生じるＭＧ２の出力トルクの変動量を低減できるとともに、ＭＧ２のトルクダウンに応じて実行されるＭＧ１のトルクダウン量についても低減できる。したがって、ＭＧ２，ＭＧ１のトルクダウンの実行時に生じる出力変動（トルクバランスの不均衡）を抑制でき、エンジン１６の回転数上昇を抑制できる。一方で、トルクダウンした状態でブレーキを係合できるので、変速ショックの発生を抑制できる。

よって、蓄電装置２４が充電制限中で、かつエンジン１６が許容上限回転数に近い領域で作動しているような場合であっても、変速ショックを確実に抑制しつつ、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速動作を行なえる。

また、本実施の形態によれば、変速進行度ＰＲＧに応じて決定される第１制限値ＴＬＩＭ１を用いるので、ＭＧ２回転数ＭＲＮ２を大きく上昇させる必要があり、かつトルクダウンの実行までに時間的な余裕があるイナーシャ相の初期には、相対的に大きなＭＧ２の出力トルクを確保できる。これにより、変速動作に要する時間の短縮化、および運転者要求に対する応答性を向上もしくは維持できる。

また、本実施の形態によれば、エンジン１６の上限回転数ＮＥｍａｘに対する余裕回転数ＮＥｍｇｎに応じて決定される第２制限値ＴＬＩＭ２が用いられ、余裕回転数ＮＥｍｇｎが小さいほどＭＧ２の出力トルクが小さくなるように制限される。これにより、エンジン１６の回転数を上限回転数ＮＥｍａｘ内に確実に維持することができる。

なお、本実施の形態では、２段階の変速比を選択的に形成可能な変速機構について例示したが、３段階以上の変速比を選択的に形成可能な変速機構を用いてもよい。このような変速機構を用いた場合にも、任意の変速比からより大きな変速比への変速動作において、同様の制御を実行可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置の概略構成図である。エンジン、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータの間の共線図である。本実施の形態に従うトルクダウンによる出力変動が許容されるときの変速制御を示すタイミングチャートである。変速進行度の算出方法を説明するための図である。本実施の形態に従うトルクダウンによる出力変動が許容されないときの変速制御を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態に従う制御構造の要部を示す機能ブロック図である。この発明の実施の形態に従う変速動作に係る処理手順を示すフローチャートである。ＭＧ２，ＭＧ１トルクダウン変速処理の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１ハイブリッド駆動装置、２トランスアスクル、６回転出力軸、６ａ回転数センサ、８デファレンシャルギヤ、１０駆動輪、１２第２モータジェネレータ（ＭＧ２）、１２ａ回転数センサ、１４変速機構、１４ａ第１サンギヤ、１４ｂ第２サンギヤ、１４ｃショートピニオン、１４ｄロングピニオン、１４ｅリングギヤ、１４ｆキャリア、１６エンジン、１６ａ出力軸、１６ｂダンパ、１６ｃ回転数センサ、１８第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１８ａ回転数センサ、２０遊星歯車機構、２０ａサンギヤ、２０ｂリングギヤ、２０ｃキャリア、２２パワーコントロールユニット、２２ａ第１インバータ（ＩＮＶ１）、２２ｂ第２インバータ（ＩＮＶ２）、２２ｃ昇圧コンバータ（ＣＯＮＶ）、２４蓄電装置（ＢＡＴ）、２６エンジン、２６電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）、２８電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）、３０電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）、３２通信リンク、３４電子制御装置（Ｂ−ＥＣＵ）、１００トルク要求値生成部、１０２制限部、１０４切替部、１０６ＭＧ１トルク要求値生成部、１１０変速進行度算出部、１１２第１制限値特性格納部、１１４減算部、１１６第２制限値特性格納部、１１８最小値選択部（ＭＩＮ）、１２０論理積部（ＡＮＤ）、１２２，１２４評価部、Ｂ１第１ブレーキ、Ｂ２第２ブレーキ、Ｈｉ高速段、Ｌｏ低速段。

Claims

ハイブリッド駆動装置であって、
蓄電装置と電気的に接続される発電機と、
動力源の出力の一部を前記発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する出力分配機構と、
複数の摩擦係合装置の係合および解放の組合せによって、複数の変速比を選択的に形成する変速機構と、
前記蓄電装置と電気的に接続されるとともに、前記変速機構を介して前記回転出力軸と機械的に接続される電動機と、
前記電動機の出力を制御するための電動機制御手段とを備え、
前記電動機制御手段は、第１変速比から前記第１変速比よりも大きな第２変速比への変速動作において、前記電動機の回転数が前記第２変速比に応じた目標値まで上昇するように前記電動機のトルクを制御する第１制御動作を実行するとともに、前記第１制御動作に続いて、前記電動機のトルクを所定値以下に低減する第２制御動作をさらに実行するように構成され、
前記ハイブリッド駆動装置は、さらに
前記蓄電装置の充電制限中に、前記電動機制御手段による前記第２制御動作の実行に伴って、前記発電機の発電量の増加を抑制する発電機制御手段と、
前記蓄電装置の充電制限中に、前記電動機制御手段による前記第２制御動作の実行前に、前記第１制御動作から前記第２制御動作への動作切替によって生じる前記電動機の出力変動が許容されるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記出力変動が許容されないと判断されると、前記第１制御動作において、前記出力変動が許容される場合に比較して前記電動機のトルクがより小さくなるように制限する制限手段とを備える、ハイブリッド駆動装置。
前記判断手段は、前記動力源の許容上限回転数に対する余裕回転数が所定値より小さい時に、前記電動機の出力変動が許容されないと判断する、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
前記制限手段は、前記第１制御動作の進行に伴って、前記電動機のトルクを漸減させる、請求項１または２に記載のハイブリッド駆動装置。
前記制限手段は、前記第２変速比に応じた回転数に対する現在の電動機回転数の到達度合に応じて第１制限値を決定し、前記第１制限値を超えないように前記電動機のトルクを制限する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
前記制限手段は、前記動力源の許容上限回転数に対する余裕回転数に応じて決定される第２制限値を超えないように、前記電動機の出力を制限する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
前記動力源は、内燃機関からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置を備える車両。
ハイブリッド駆動装置の制御方法であって、
前記ハイブリッド駆動装置は、
蓄電装置と電気的に接続される発電機と、
動力源の出力の一部を前記発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する出力分配機構と、
複数の摩擦係合装置の係合および解放の組合せによって、複数の変速比を選択的に形成する変速機構と、
前記蓄電装置と電気的に接続されるとともに、前記変速機構を介して前記回転出力軸と機械的に接続される電動機とを備え、
前記制御方法は、
第１変速比から前記第１変速比よりも大きな第２変速比への変速動作において、前記電動機の回転数が前記第２変速比に応じた目標値まで上昇するように前記電動機のトルクを制御する第１制御ステップと、
前記第１制御ステップに続いて、前記電動機のトルクを所定値以下に低減する第２制御ステップと、
前記蓄電装置の充電制限中に、前記第２制御ステップの実行に伴う前記発電機の発電量の増加を抑制する第３制御ステップとを含み、
前記第１制御ステップは、
前記蓄電装置の充電制限中に、前記第１制御ステップから前記第２制御ステップへの実行処理によって生じる前記電動機の出力変動が許容されるか否かを判断する第１サブステップと、
前記判断ステップにおいて前記出力変動が許容されないと判断されると、前記出力変動が許容される場合に比較して前記電動機のトルクがより小さくなるように制限する第２サブステップとを含む、ハイブリッド駆動装置の制御方法。