JP3852402B2 - ハイブリッド駆動装置の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行のための動力源として二種類の動力源を備えているハイブリッド駆動装置に関し、特に第１の動力源から動力の伝達される出力部材に、変速機を介して第２の動力源が連結されているハイブリッド駆動装置を対象とする制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のハイブリッド駆動装置の一例が、特開２００２−２２５５７８号公報（特許文献１）記載されている。この公報に記載されたハイブリッド駆動装置では、エンジンと第１モータ・ジェネレータとが、シングルピニオン型遊星歯車機構からなる合成分配機構を介して相互に連結されるとともに、その合成分配機構に出力部材がトルク伝達可能に連結され、さらにその出力部材に変速機構を介して第２モータ・ジェネレータが連結されている。
【０００３】
したがってこの公報に記載されたハイブリッド駆動装置では、エンジンの出力トルクと第１モータ・ジェネレータのトルクとを、シングルピニオン型遊星歯車機構のギヤ比に応じて合成したトルクが出力軸に現れるとともに、第１モータ・ジェネレータによってエンジンの回転数を制御できるので、エンジンを最適燃費で運転でき、車両の燃費を向上させることができる。また、エンジンを最適燃費で運転している状態で第１モータ・ジェネレータによって発電（すなわちエネルギー回生）をおこない、その電力で第２モータ・ジェネレータを駆動することにより、出力軸にトルクを付加でき、したがって燃費を悪化させることなく必要十分な駆動力を得ることができる。さらに、変速機で設定される変速比を“１”より大きくすることにより、第２モータ・ジェネレータの出力するトルクを増大させて出力軸に伝達でき、かつその変速比を小さくした場合（例えば変速機を高速段に設定した場合）には、第２モータ・ジェネレータの回転数を低下させることができるので、第２モータ・ジェネレータを小型化あるいは低出力型のものとすることができる。
【０００４】
上記のハイブリッド駆動装置はいわゆる機械分配式のものであり、これと同じ形式のハイブリッド駆動装置が特開２０００−２９５７０９号公報（特許文献２）に記載されている。この公報に記載された装置では、変速機によって変速をおこなう場合に、各モータ・ジェネレータのトルクを制御するように構成されている。
【０００５】
また、電気モータの出力トルクを変速機を介して出力軸に伝達するように構成した電気モータ駆動車両が、特開平６−３１９２１０号公報（特許文献３）に記載されており、この公報に記載された車両では、変速時の状況を判断して電気モータのトルクを制御し、また変速時のクラッチの係合圧を制御するように構成されている。
【０００６】
さらに、特開２０００−２９５７２０号公報（特許文献４）には、エンジンで発電機を駆動するとともに、その発電機で得られた電力で電動機を駆動する形式のいわゆるシリーズハイブリッド駆動装置が記載されており、この装置では、所定以上の勾配の降坂路を走行する場合には、変速を禁止するように構成されている。
【０００７】
さらにまた、特開平９−９４１４号公報（特許文献５）には、バッテリーの充電残量ＳＯＣに基づいて変速点を変更するように構成したハイブリッド駆動装置が記載されている。そして、特開平９−２３３６０６号公報（特許文献６）には、蓄電量ＳＯＣが多い場合には、変速比を小さくしてモータによって走行し、これとは反対に蓄電量ＳＯＣが少ない場合には、変速比を大きくしてエンジンによって走行するように構成されたハイブリッド装置が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２２５５７８号公報（段落（００２１）〜（００３４）、図１）
【特許文献２】
特開２０００−２９５７０９号公報
【特許文献３】
特開平６−３１９２１０号公報
【特許文献４】
特開２０００−２９５７２０号公報
【特許文献５】
特開平９−９４１４号公報
【特許文献６】
特開平９−２３３６０６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開２００２−２２５５７８号公報に記載されているいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置においては、第２のモータ・ジェネレータを変速機を介して出力軸に連結しているので、その第２のモータ・ジェネレータによって力行もしくは回生をおこなっている状態で変速機での変速が生じると、その変速の過程で変速機による伝達トルクが低下するために、出力軸トルクが変化し、これがショックの要因となる場合がある。これに対して、エンジンの出力トルクと第１モータ・ジェネレータのトルクとを遊星歯車機構によって合成して出力するように構成されているので、出力軸のトルクを第１モータ・ジェネレータによって制御できる。したがって変速機による変速の際のトルク変化を第１モータ・ジェネレータを制御することによって抑制もしくは防止することが考えられる。
【００１０】
第１モータ・ジェネレータとエンジンとが上述したように遊星歯車機構を介して連結されているので、例えば出力軸トルクを増大させるために第１モータ・ジェネレータのトルクを変化させた場合、その反力としてエンジンに作用するトルクが変化する。そのため、エンジンを停止させて第２モータ・ジェネレータのトルクで走行している状態では、エンジンがトルクを出力していないので、変速機での変速の際の出力軸トルクの低下を抑制するように第１モータ・ジェネレータのトルクを変化させると、エンジンに対してこれを逆回転させるトルクが作用してしまう。エンジンを逆回転させることは好ましくないから、結局、第２モータ・ジェネレータのトルクで走行するいわゆるＥＶ走行の際には、変速機での変速に伴う出力軸トルクの低下を抑制することができない。
【００１１】
また、一方、上述した第１モータ・ジェネレータや第２モータ・ジェネレータは、電動機および発電機のいずれにも機能させることができるので、これらを使用した走行時の変速機での変速の際に、これらのモータ・ジェネレータのトルクを多様に制御して出力軸トルクの低下を抑制することが可能である。しかしながら、いずれかのモータ・ジェネレータから出力する正トルクを増大させる場合には、バッテリーなどの蓄電装置からの出力を増大させることになり、また反対に負トルクを増大させるためには、発電電力を蓄電装置で受け入れる必要がある。
【００１２】
すなわち、モータ・ジェネレータによるトルクの制御には蓄電装置が関与することになるが、バッテリーなどの蓄電装置の容量には制限があるから、蓄電量（充電量）が少ない場合には、モータ・ジェネレータを駆動したり、その出力トルクを増大させることができず、また反対に蓄電量（充電量）が満杯に近い場合には、電力を受け入れることができないので、モータ・ジェネレータの回生制御による負トルクを増大させることができない。このような蓄電装置が原因となるモータ・ジェネレータの制御の制限は、蓄電量（充電量）以外にも温度などによっても生じる。結局、モータ・ジェネレータに異常がない場合であっても、モータ・ジェネレータに対するエネルギー源である蓄電装置の状況によっては、モータ・ジェネレータの制御が制限され、その結果、変速機による変速の際の出力軸トルクの変化を抑制することができなくなり、ひいてはショックの悪化を防止できない可能性がある。
【００１３】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、出力部材に対してトルクを付与することのできる第１の動力源と第２の動力源とのいずれかのトルク制御が制限されている場合であっても、変速機での変速に伴うショックや乗り心地の悪化などを抑制もしくは防止することのできるハイブリッド駆動装置用の制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、変速機による変速に伴うトルク変動が少なくなるように変速点を変更するように構成したことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１の動力源は、内燃機関と発電機能を有する第１電動機とこれら内燃機関と第１電動機との動力を合成もしくは分配して前記出力部材に出力する遊星歯車機構とを有し、前記第２の動力源が発電機能を有する第２電動機によって構成され、前記第１の動力源および第２の動力源の少なくともいずれか一方の運転制御が制限されていることを判断する運転制限判断手段と、その運転制限判断手段によって前記運転制御が制限されていることが判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記運転制御が制限されていない場合とは異ならせる変速点変更手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】
したがって請求項１の発明では、各動力源が発電の可能な電動機を備えているので、第２の動力源と出力部材との間に配置されている変速機での変速の際にいずれかの動力源のトルクによって、変速時のトルク変化を抑制してショックを軽減もしくは抑制できるが、その第１の動力源もしくは第２の動力源の運転状態の制御が制限されている場合、その運転制御が制限されていない場合に比較して、変速機での変速を判断する変速点が変更される。そのため、出力部材に生じているトルクに適したタイミングで変速機での変速が実行され、変速に伴うショックが軽減もしくは防止される。
【００１６】
また、請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１の動力源もしくは第２の動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの前記動力源で回生したエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積部を更に備え、前記運転制限判断手段が、前記エネルギー蓄積部の状態に基づいて前記運転制限を判断する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１７】
したがって請求項２の発明では、いずれかの動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの動力源からエネルギーを受容するエネルギー蓄積部の状態に基づいて前記運転制御の制限が判断される。その結果、エネルギーを充分に出力できない場合、あるいは受容できない場合には、変速点が変更され、上記の請求項１の発明と同様にショックが軽減もしくは防止される。
【００１８】
さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記運転制限判断手段は、前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、さらに前記変速点変更手段は、前記運転制御の制限が判断された場合に前記変速点を、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１９】
したがって請求項３の発明では、いずれかの動力源で回生したエネルギーをエネルギー蓄積部が受容できない場合もしくは制限される場合にその動力源の運転制御の制限が判断され、その場合には、変速機での変速を判断する変速点が、相対的に低負荷側に変更される。そのため、変速機での変速時における出力トルクの変化を回生トルクで充分には抑制できない場合には、その変速が相対的に低負荷状態で実行され、その結果、変速に伴うトルク変化が小さくなり、変速によるトルク変動自体が小さいうえに、回生トルクが小さくても出力トルクの変化をショックとならないように抑制できる。
【００２０】
またさらに、請求項４の発明は、第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１の動力源がエネルギー回生をおこなう回生機構を含むとともに、前記第１の動力源もしくは第２の動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの前記動力源で回生したエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する運転制限判断手段と、前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量が所定値より少ないことにより前記運転制御の制限が判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する変速点変更手段と、前記変速の際に、前記回生機構によるエネルギー回生量を変更して前記第１の動力源から前記出力部材に伝達するトルクを増大側に補正する出力トルク補正手段が更に設けられていることを特徴とする制御装置である。
【００２１】
したがって請求項４の発明では、変速機による変速の際に、第１動力源における回生機構によるエネルギー回生が実行され、それに伴って出力部材に作用するトルクを変化させて、変速の際の出力部材のトルクの変化が抑制されるが、その第１動力源の運転制御、より具体的には回生機構の回生制御が制限されていることよって回生トルクの変化量が少なくても、変速が相対的に低負荷状態で実行されるので、ショックが抑制もしくは防止される。
【００２２】
一方、請求項５の発明は、上記の請求項２の発明において、前記エネルギー蓄積部の状態が、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量である許容出力量および前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量の少なくともいずれか一方であって、前記運転制限判断手段が、前記許容出力量もしくは受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、前記変速点変更手段は、前記運転制御の制限が判断された場合に前記変速点を、相対的に低車速側に変更する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００２３】
したがって請求項５の発明では、いずれかの動力源の運転制御が、エネルギー蓄積部による許容出力量もしくは受容可能量によって制限される場合、変速機による変速を判断する変速点が相対的に低車速側に変更される。そのため、いずれかの動力源を、変速の際の出力トルクの変化を抑制するように充分には制御できない場合の変速が、相対的に低車速状態で生じる。その結果、変速に要する時間が短くなるので、いずれかの動力源を充分には制御できない状態での変速によるトルク変化が短時間のうちに終了し、変速に伴うショックが体感しにくくなり、あるいは軽減される。これに加えて、変速を摩擦係合装置の係合・解放状態の切り換えによって実行する場合には、その摩擦材で吸収するエネルギー量が少なくなってその耐久性の向上に有利になる。
【００２４】
また、請求項６の発明は、前述した請求項２の発明において、前記エネルギー蓄積部の状態が、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量であって、前記運転制限判断手段は、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量である許容出力量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、前記変速点変更手段は、前記変速点を、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００２５】
したがって請求項６の発明では、変速機での変速時にいずれかの動力源に対してエネルギー蓄積部から出力できるエネルギー量が制限されている場合、変速機での変速を判断する変速点が相対的に低負荷側に変更される。そのため、変速機での変速に伴う出力トルクの変化が少なくなるので、ショックが生じにくく、またいずれかの動力源の制限された運転制御によっても出力トルクの変化が抑制され、この点でもショックが防止もしくは緩和される。
【００２６】
さらに、請求項７の発明は、第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１の動力源もしくは第２の動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの前記動力源で回生したエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量が所定値より少ない場合に前記第１の動力源および第２の動力源の少なくともいずれか一方の運転制御が制限されていることを判断する運転制限判断手段と、その運転制限判断手段によって前記運転制御が制限されていることが判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記運転制御が制限されていない場合と比較して、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する変速点変更手段とを備え、前記いずれかの動力源が、前記エネルギー蓄積部からエネルギーを受けてトルクを出力する駆動機構を含む前記第２の動力源であり、前記変速機による変速の際に前記駆動機構からトルクを出力させる駆動制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２７】
したがって請求項７の発明では、変速機での変速に伴う出力トルクの変化が少なくなり、また変速時における第２の動力源で出力できるトルクが、その運転制御の制限によって小さくなるが、変速が低負荷状態で生じるので、第２の動力源による小さい補正トルクであっても出力トルクの変化を抑制でき、その結果、ショックが防止もしくは緩和される。
【００２８】
さらにまた、請求項８の発明は、上述した請求項２の発明において、前記エネルギー蓄積部の状態が、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量である許容出力量および前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量の少なくともいずれか一方であって、前記運転制限判断手段が、前記許容出力量もしくは前記受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、前記運転制御の制限が判断された場合に、前記ハイブリッド駆動装置を搭載している車両の発進時から前記変速機の変速比を固定する変速比固定手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２９】
したがって請求項８の発明では、いずれかの動力源の運転制御が、エネルギー蓄積部の許容出力量もしくは受容可能量によって制限される場合、車両の発進時の変速比が維持され、変速機での変速が生じない。そのため、いずれかの動力源によるトルク補正が充分には実行できない状態での変速が生じないので、ショックが悪化するなどのことがない。
【００３０】
そして、請求項９の発明は、第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１の動力源および第２の動力源の少なくともいずれか一方の運転制御が制限されていることを判断する運転制限判断手段と、その運転制限判断手段によって前記運転制御が制限されていることが判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記運転制御が制限されていない場合とは異ならせる変速点変更手段とを備えるとともに、前記第２の動力源が、前記第１の動力源を停止した状態で前記出力部材に走行のための動力を出力する電動機を含み、前記電動機の出力する動力で走行している場合に前記変速機での変速を規制する変速規制手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００３１】
したがって請求項９の発明では、出力部材に変速機を介して連結されている第２の動力源で走行している状態では、変速機での変速が規制される。そのため、第１の動力源によって出力トルクのいわゆる補償をおこなえない状態での変速やそれに伴う出力トルクの変動が生じず、あるいはその変動が規制されるので、ショックが抑制もしくは防止される。
【００３２】
そしてまた、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記変速機での変速の際に前記第１の動力源から出力するトルクを増大側に補正する変速時トルク補正手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００３３】
したがって請求項１０の発明では、請求項９の発明と同様の作用に加え、出力部材が連結されている第１の動力源からトルクを出力でき、かつそのトルクを増大させることができる状態では、変速機での変速の際に第１の動力源の出力トルクが増大側に補正される。そのため、変速機での変速の過程における出力部材のトルクが、第１の動力源のトルクで補償され、変速時における出力トルクの低下やそれに起因するショックなどが防止もしくは抑制される。
さらに、請求項１１の発明は、上述した請求項１ないし３、５、６、８のいずれかの発明における前記遊星歯車機構は、互いに差動作用をなす入力要素と反力要素と出力要素とを有し、前記内燃機関が入力要素に連結され、前記第１電動機が反力要素に連結され、さらに前記出力部材が出力要素に連結されていることを特徴とするにハイブリッド駆動装置の制御装置である。
したがって請求項１１の発明によれば、内燃機関によるトルクと第１電動機によるトルクとが合成されて出力部材に伝達され、あるいは内燃機関のトルクが第１電動機と出力部材とに分配され、そしてその出力部材に第２の動力源からのトルクが加減される。また、内燃機関の回転数が第１電動機によって制御される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置について説明すると、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置は、一例として車両に搭載されるものであって、図１０に示すように、主動力源１のトルクが出力部材２に伝達され、その出力部材２からデファレンシャル３を介して駆動輪４にトルクが伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギーを回収する回生制御の可能なアシスト動力源５が設けられており、このアシスト動力源５が変速機６を介して出力部材２に連結されている。したがってアシスト動力源５と出力部材２との間で伝達するトルクを変速機６で設定する変速比に応じて増減するようになっている。
【００３５】
上記の変速機６は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５で出力したトルクを増大させて出力部材２に伝達できるので、アシスト動力源５を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５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、例えば車速に応じて出力部材２の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５の回転数を低下させる。また、出力部材２の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。
【００３６】
上記のハイブリッド駆動装置を更に具体的に説明すると、主動力源１は図１１に示すように、内燃機関（以下、エンジンと記す）１０と、モータ・ジェネレータ（以下、仮に第１モータ・ジェネレータもしくはＭＧ１と記す）１１と、これらエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２とを主体として構成されている。そのエンジン１０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を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１３によっておこなうように構成されている。
【００３７】
また、第１モータ・ジェネレータ１１は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４を介してバッテリーなどの蓄電装置１５に接続されている。そして、そのインバータ１４を制御することにより、第１モータ・ジェネレータ１１の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１６が設けられている。
【００３８】
さらに、遊星歯車機構１２は、外歯歯車であるサンギヤ１７と、そのサンギヤ１７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１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛合し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ヤ１９とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記エンジン１０の出力軸がダンパー２０を介して第１の回転要素であるキャリヤ１９に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１９が入力要素となっている。
【００３９】
これに対して第２の回転要素であるサンギヤ１７に第１モータ・ジェネレータ１１が連結されている。したがってサンギヤ１７がいわゆる反力要素となっており、また第３の回転要素であるリングギヤ１８が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ１８が出力部材（すなわち出力軸）２に連結されている。
【００４０】
一方、変速機６は、図１１に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第１サンギヤ２１と第２サンギヤ２２とが設けられており、その第１サンギヤ２１にショートピニオン２３が噛合するとともに、そのショートピニオン２３がこれより軸長の長いロングピニオン２４に噛合し、そのロングピニオン２４が前記各サンギヤ２１，２２と同心円上に配置されたリングギヤ２５に噛合している。なお、各ピニオン２３，２４は、キャリヤ２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ２２がロングピニオン２４に噛合している。したがって第１サンギヤ２１とリングギヤ２５とは、各ピニオン２３，２４と共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２２とリングギヤ２５とは、ロングピニオン２４と共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。
【００４１】
そして、第１サンギヤ２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ２５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いわゆ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形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、油圧や電磁力など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２２に前述したアシスト動力源５が連結され、またキャリヤ２６が前記出力軸２に連結されている。
【００４２】
したがって、上記の変速機６は、第２サンギヤ２２がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ２６が出力要素となっており、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定されるように構成されている。この各変速段の間での変速は、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、検出された運転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。その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２７が設けられている。
【００４３】
なお、図１１に示す例では、アシスト動力源５として、トルクを出力する力行およびエネルギーを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ（以下仮に、第２モータ・ジェネレータもしくはＭＧ２と記す）が採用されている。この第２モータ・ジェネレータ５は、インバータ２８を介してバッテリー２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）３０によってそのインバータ２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー２９および電子制御装置３０は、前述した第１モータ・ジェネレータ１１についてのインバータ１４およびバッテリー（蓄電装置）１５と統合することもできる。
【００４４】
上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２についての共線図を示せば、図１２の（Ａ）のとおりであり、キャリヤ１９に入力されるエンジン１０の出力するトルクに対して、第１モータ・ジェネレータ１１による反力トルクをサンギヤ１７に入力すると、出力要素となっているリングギヤ１８には、エンジン１０から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。その場合、第１モータ・ジェネレータ１１は、発電機として機能する。また、リングギヤ１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータ・ジェネレータ１１を制御することによっておこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。
【００４５】
また、変速機６を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図１２の（Ｂ）のとおりである。すなわち第２ブレーキＢ２によってリングギヤ２５を固定すれば、低速段Ｌが設定され、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸２に付加される。これに対して第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ２１を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸２に付加される。
【００４６】
なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
【００４７】
上述したハイブリッド駆動装置は、主動力源１とアシスト動力源５との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。またエンジン１０を駆動する場合であっても、第１モータ・ジェネレータ１１によって最適燃費となるようにエンジン１０の回転数が制御される。さらに、コースト時には車両の有する慣性エネルギーが電力として回生される。そして、第２モータ・ジェネレータ５を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６を低速段Ｌに設定して出力軸２に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では、変速機６を高速段Ｈに設定して第２モータ・ジェネレータ５の回転数を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストが実行される。
【００４８】
上述したハイブリッド駆動装置についてのこのような基本的な制御の例を図１３にフローチャートで示してある。図１３に示す例では、先ず、シフト位置の検出がおこなわれる（ステップＳ１）。このシフト位置とは、車両を停止状態に維持するパーキングＰ、後進走行させるリバースＲ、ニュートラル状態とするニュートラルＮ、前進走行するためのドライブＤ、出力軸２の回転数に対してエンジン回転数を相対的に大きく維持して駆動トルクを大きくし、あるいはコースト時に制動力を増大させるエンジンブレーキＳなどのシフト装置（図示せず）で選択されている各状態であり、ステップＳ１ではリバース、ドライブ、エンジンブレーキの各シフト位置を検出する。
【００４９】
ついで、要求駆動力が決定される（ステップＳ２）。例えば、シフト位置やアクセル開度さらには車速などの車両の走行状態に関する情報ならびに駆動力マップなどの予め記憶している情報に基づいて要求駆動力が決定される。
【００５０】
さらに、走行モードが決定される（ステップＳ３）。この走行モードとは、第２モータ・ジェネレータ５を動力源とした走行形態（以下、ＥＶ走行と記す。）、エンジン１０を主たる動力源とした走行形態（以下、エンジン走行と記す。）を意味している。この走行モードは、要求駆動力に加えて、前述したバッテリー１５，２９の充電量（すなわち充電残量）ＳＯＣやバッテリー１５，２９や各モータ・ジェネレータ５，１１などの各部の温度、さらにはハイブリッド駆動装置全体としてフェイルなどの動作状態を考慮して決定（すなわち選択）される。
【００５１】
さらに、上記のステップＳ２で決定された要求駆動力に基づいて変速段が決定される（ステップＳ４）。すなわち前述した変速機６で設定すべき変速段が低速段Ｌあるいは高速段Ｈに決定される。
【００５２】
その変速機６で設定すべき変速段への変速中か否かが判断される（ステップＳ５）。この判断は、変速を実行すべきか否かの判断であり、ステップＳ４で決定された変速段が、その時点に設定されている変速段とは異なっている場合に、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００５３】
ステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ４で決定された変速段を設定するための変速を実行するように油圧が制御される（ステップＳ６）。この油圧は、前述した各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧であり、例えば係合側のブレーキについては、係合直前の状態にするために油圧を一次的に増大させるファーストフィルの後に所定の低い油圧に維持する低圧待機の制御をおこない、これに対して解放側のブレーキについては、所定油圧までステップダウンさせた後、第２モータ・ジェネレータ５の回転数に応じて次第に解放させるように油圧を低下させる制御をおこなう。
【００５４】
各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合圧をこのように制御することにより第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達されるトルクが制限されるので、パワーオン状態では、出力トルクが低下する。そのトルクの低下量は、変速機６におけるブレーキＢ１，Ｂ２のトルク容量に応じたものとなるので、ブレーキトルクが推定される（ステップＳ７）。これは、各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令値に基づいて推定することができる。
【００５５】
推定されたブレーキトルクが出力トルクの低下量に対応しているので、出力トルクの低下を補うための主動力源１によるトルク補償制御量（ＭＧ１目標回転数）が求められる（ステップＳ８）。図１１に示すハイブリッド駆動装置では、主動力源１がエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１ならびに遊星歯車機構１２によって構成されているので、第１モータ・ジェネレータ１１のトルクを制御することにより、変速時のトルク補償をおこなうことができ、したがってステップＳ８では第１モータ・ジェネレータ１１の補償制御量が求められる。
【００５６】
前述したように変速機６での変速は、各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放状態を変化させることにより実行され、その過程では出力軸トルクが低下することがあるので、その出力軸トルクの低下を第２モータ・ジェネレータ５で補償するために第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを一時的に増大させる。そこで、第１モータ・ジェネレータ１１の補正制御量の算出と併せて、第２モータ・ジェネレータ５のトルク補正量が求められる（ステップＳ９）。
【００５７】
ついで、上記のようにして求められた各制御量もしくは補正量が出力される。すなわち上記のステップＳ６で求められたブレーキ油圧を制御するための指令信号が出力され（ステップＳ１０）、ステップＳ８で求められたＭＧ１目標回転数を設定する指令信号が出力され（ステップＳ１１）、ステップＳ９で求められた第２モータ・ジェネレータ５のトルクを設定する指令信号が出力される（ステップＳ１２）。
【００５８】
一方、変速中ではないことによりステップＳ５で否定的に判断された場合には、定常走行時（非変速時）のブレーキ油圧が算出される（ステップＳ１３）。そのブレーキ油圧は、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達するトルクに対応したトルク容量を設定するための油圧であり、したがって第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達することが要求されているトルクに基づいて算出することができる。
【００５９】
また、定常走行時の第２モータ・ジェネレータ５のトルクが算出される（ステップＳ１４）。定常走行時には、エンジン１０は燃費が良好になるように制御され、その状態での要求駆動力に対する主動力源１の出力の過不足分を第２モータ・ジェネレータ５で補うから、第２モータ・ジェネレータ５のトルクは、エンジン１０および第１モータ・ジェネレータ１１によって出力されるトルクと要求されているトルクとに基づいて算出することができる。
【００６０】
前述したようにエンジン１０の回転数は、第１モータ・ジェネレータ１１によって制御することができ、定常走行状態では、最適燃費となるようにエンジン１０を運転するので、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数として、エンジン１０の燃費が最適となる回転数が目標として算出される（ステップＳ１５）。
【００６１】
その後、前述したステップＳ１０ないしステップＳ１２に進み、ステップＳ１３で求められたブレーキ油圧を設定するための指令信号、ステップＳ１４で求められた第２モータ・ジェネレータ５のトルクを設定するための指令信号、ステップＳ１５で算出された第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を設定するための指令信号が、それぞれ出力される。
【００６２】
上記のように変速機６での変速の際に第１モータ・ジェネレータ１１により出力軸トルクが補償され、また第２モータ・ジェネレータ５のトルクが補正される。これらのトルクの制御には、前述したバッテリー１５，２９に電力を充電し、あるいはバッテリー１５，２９から電力を出力することを伴う。例えば出力軸トルクの低下を補償するためには、前述した図１２の（Ａ）から判るように、第１モータ・ジェネレータ１１での発電量を増大させてサンギヤ１７に付加する負トルクを増大させることになるから、バッテリー１５で電力を受け入れて充電をおこなうことになる。また、第２モータ・ジェネレータ５の回転数を同期回転数に増大させる場合には、第２モータ・ジェネレータ５のトルクを増大させる必要があるから、バッテリー２９から電力を出力することになる。
【００６３】
したがってバッテリー１５，２９の充電量ＳＯＣやその温度などの動作状態によっては第１モータ・ジェネレータ１１や第２モータ・ジェネレータ５の運転制御が制限される場合がある。言い換えれば、エネルギー蓄積部に相当するバッテリー１５，２９の状態によって変速時のトルク補償やトルク補正の制御が制限されることがある。この発明に係る制御装置は、このような運転制御が制限されている状態であっても変速に伴うショックの悪化を防止するために、以下に説明する制御を実行するように構成されている。
【００６４】
図１は、第１モータ・ジェネレータ１１の運転制御が制限されている場合の例を示しており、変速時の出力軸トルクの補償のために第１モータ・ジェネレータ１１からバッテリー１５に充電できる電力量すなわち受け入れ制限値（もしくは受容可能電力）Ｗinが、予め定めた基準値すなわち受け入れ制限ガード値ＷinG 以上か否かが判断される（ステップＳ２１）。
【００６５】
このステップＳ２１で肯定的に判断された場合、すなわち第１モータ・ジェネレータ１１が負トルクを出力することに伴って発生する電力を、バッテリー１５が充分に受け入れることができる状態となっていれば、変速時における通常の運転制御が可能であるから、特に制御をおこなうことなくリターンする。これとは反対にステップＳ２１で否定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ１１で発電した電力をバッテリー１５が充分には受け入れることができない状態であって、第１モータ・ジェネレータ１１が出力軸トルクの補償に必要な負トルクを発生できない状態になっているから、変速機６で実行する変速を判断する変速点が変更される（ステップＳ２２）。すなわち変速点が演算される。この変速点の演算あるいは変更は、受け入れ制限値Ｗinごとにおこなわれる。
【００６６】
このステップＳ２２における制御は、例えば図２に実線で示す通常時の変速点を破線で示すように相対的に低負荷側に変更する制御である。なお、図２は、横軸に車速Ｖを採り、縦軸にアクセル開度などで表される負荷Ａccを採って示す変速線図であり、高速段Ｈから低速段Ｌへのダウンシフト点を結んだダウンシフト線と、低速段Ｌから高速段Ｈへのアップシフト点を結んだアップシフト線とが設定されており、これら両方の変速線が変更される。このような変速点の変更は、負荷や車速などを変数とした演算式を予め用意しておき、その演算式に基づいて求めた変速点を設定することによりおこなってもよく、あるいは演算式に替わるマップ値を用意しておき、そのマップ値を利用して変速点を設定することによりおこなってもよい。
【００６７】
ついで、その時点の負荷および車速と、変更された変速点とに基づいて変速機６での変速が判断される（ステップＳ２３）。変速の判断が成立しない場合には、ステップＳ２３で否定的に判断され、その場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。これに対して変速の判断が成立したことによりステップＳ２３で肯定的に判断されると、変速指示が出力される（ステップＳ２４）。
【００６８】
その変速は、前述したように第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とのいずれか一方を解放するとともに他方を係合させることにより実行され、その変速の過渡状態での出力軸トルクの低下を抑制もしくは回避するために、第１モータ・ジェネレータ１１が制御されて主動力源１から出力軸２に対して出力されるトルクが一時的に増大させられる。その場合、上記のステップＳ２１で肯定的に判断されているように、受け入れ制限値Ｗinがガード値ＷinG より小さいことにより第１モータ・ジェネレータ１１の運転制御が制限され、その結果、出力軸トルクの低下を補う補償トルクが皆無もしくは小さくなっている。
【００６９】
しかしながら、変速点が低負荷側に変更されていて低負荷状態で変速が実行されているので、変速に伴う出力軸トルクの落ち込みが小さく、また小さい補償トルクで出力軸トルクの落ち込みを回避もしくは緩和できる。そのため、ステップＳ２４で変速指示を出力して変速機６での変速を実行した場合の出力軸トルクの落ち込みあるいは変動が小さくなり、ショックが回避もしくは抑制される。また、各ブレーキＢ１，Ｂ２に作用するトルクもしくはこれらのブレーキＢ１，Ｂ２で吸収するエネルギー量が相対的に低下するので、これらのブレーキＢ１，Ｂ２の耐久性が向上する。
【００７０】
なお、上述した例では、変速点を連続的に変化させ、あるいはマップ値によって複数に変化させるように構成したが、通常時用の変速点と運転制御制限時用の変速点とを選択するように構成してもよい。図３にその例を示してある。すなわち、バッテリー１５での受け入れ制限値Ｗinがガード 値ＷinG より小さいことによりステップＳ２１で否定的に判断された場合に、運転制御制限時用の変速点が選択され（ステップＳ２２−１）、これに対して受け入れ制限値Ｗinがガード値ＷinG 以上であることによりステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、通常時用の変速点が選択される（ステップＳ２２−２）。なお、ここで、通常時用の変速点は例えば図２に実線で示す変速点であり、これに対して運転制御制限時用の変速点は例えば図２に破線で示す変速点であって、通常時用の変速点に対して相対的に低負荷側に変更されている。
【００７１】
さらに、この発明における変速点の変更は、要は、変速のタイミングが変更されることを内容とするものであればよく、したがって変速線図上に設定される変速点を変更せずに、変速の判断の要因となる検出された負荷や車速などのパラメータに所定の補正を加え、その補正後の値に基づいて変速を判断するように構成してもよい。
【００７２】
ところで、図１１に示す構成のハイブリッド駆動装置では、変速機６を低速段Ｌから高速段Ｈに変速させる場合、その変速過渡状態での出力軸トルクの低下を抑制するために第２モータ・ジェネレータ５を力行制御する場合がある。その場合には、バッテリー２９から第２モータ・ジェネレータ５に対して電力を出力する必要があるが、バッテリー２９の充電量ＳＯＣが低下していたり、あるいは温度が低いために充分に出力できないなどの状態が生じていると、第２モータ・ジェネレータ５を必要十分に力行制御できない。そこでこの発明に係る制御装置は、力行制御がバッテリー２９の状態に起因して制限されている場合には、変速点を相対的に低負荷側に変更するようになっている。
【００７３】
具体的には、バッテリー２９の電力出力制限値（すなわちバッテリー２９からの出力可能電力量）Ｗout が所定値より小さい場合には、アップシフト点およびダウンシフト点を所定の演算に基づいて求めることにより、あるいはマップ値に基づいて求めることにより、もしくは予め定めた運転制御制限時用の変速点を選択することにより、変速点を変更する。その電力出力制限値Ｗout に基づく運転制御の制限の判断は、予め定めた電力出力制限ガード値ＷoutGとその時点の電力出力制限値Ｗout とを比較し、電力出力制限値Ｗout がガード値ＷoutG以上であれば、必要十分に電力を出力できるので、通常の変速点を採用し、これとは反対に電力出力制限値Ｗout がガード値ＷoutGより小さい場合には、充分な電力を出力できないので、運転制御制限時用の変速点を設定する。これらの変更制御は、上述した図１あるいは図３に示す制御例と同様である。
【００７４】
したがってバッテリー２９からの電力の出力の制限に起因して変速点を変更する制御は、上述した受け入れ制限値Ｗinに起因して変速点を相対的に低負荷側に変更する制御とほぼ同じであるから、図１および図３におけるステップＳ２１に、電力出力制限値Ｗout とそのガード値ＷoutGとの比較の内容を併記してある。
【００７５】
このように第２モータ・ジェネレータ５を変速時に力行制御するにあたり、バッテリー２９の状態に基づいてその運転制御が制限された場合、変速機６での変速が相対的に低負荷状態で実行される。そのため、変速過渡状態での出力軸トルクの落ち込み自体が少ないために変速ショックが緩和され、これに加えて第２モータ・ジェネレータ５で出力できるトルクが小さくても出力軸トルクの落ち込みの抑制に効果的に作用し、この点でも変速ショックが抑制もしくは防止される。
【００７６】
上述したように変速機６による変速時にいずれかのモータ・ジェネレータ１１，５による出力軸トルクの補償もしくはトルクの補正が制限された場合、通常どおりに変速を実行するとすれば、出力軸トルクの落ち込みが大きくなってショックが悪化しやすい。このような不都合を回避するために、上記の変速点の変更に替えて、以下に説明するように制御してもよい。
【００７７】
図４はその制御例を示す簡略化したフローチャートであって、先ず、車速Ｖが低速段（Ｌモード）Ｌの上限車速ＶLG以下か否かが判断される（ステップＳ３１）。その上限車速ＶLGは、エンジン１０や各モータ・ジェネレータ１１，５などのオーバーランを回避するなどのために予め定めた車速である。
【００７８】
このステップＳ３１で肯定的に判断された場合には、前述した受け入れ制限値Ｗinがそのガード値ＷinG 以上か否か、あるいは出力制限値Ｗout がそのガード値ＷoutG以上か否かが判断される（ステップＳ３２）。受け入れ制限値Ｗinおよび出力制限値Ｗout のいずれか一方がそのガード値ＷinG，ＷoutGより小さい場合にステップＳ３２で否定的に判断される。その場合には、高速段Ｈと低速段Ｌとのいずれかが選択される（ステップＳ３３）。
【００７９】
このステップＳ３３での変速段の選択は、上述したハイブリッド駆動装置を搭載した車両のその時点の走行状態に基づいておこなわれ、例えば低車速であって高トルクを必要とする場合には低速段Ｌが選択され、これとは反対に大きいトルクを必要とはしないが油温を迅速に上昇させる必要があるなどの場合には、高速段Ｈが選択される。その変速段の選択は、運転者が手動操作しておこなうように構成してもよく、あるいは制御装置によって自動的に実行するように構成してもよい。
【００８０】
その選択された変速段が固定される（ステップＳ３４）。すなわち、負荷や車速などの走行状態の変化が生じても発進時の変速段が維持される。その結果、出力軸トルクの補償や第２モータ・ジェネレータ５によるトルク補正がない状態での変速機６での変速が生じないので、ショックが悪化することはない。
【００８１】
他方、ステップＳ３１で否定的に判断された場合には、通常の変速制御が実行される（ステップＳ３５）。この通常の変速制御とは、前述した各モータ・ジェネレータ１１，５の運転制御が制限されていない状態で、かつ予め定めた変速点に基づいて変速を判断して実行する変速制御である。したがってその通常の変速制御は、前述したステップＳ３２で肯定的に判断された場合、すなわち受け入れ制限値Ｗinおよび出力制限値Ｗout が共にそれぞれのガード値ＷinG ，ＷoutG以上の場合にも実行される。
【００８２】
なお、変速段（変速比）を固定する制御は、ハイブリッド駆動装置の暖機を促進するためにおこなってもよい。その例を図５にフローチャートで示してあり、先ず、ハイブリッド駆動装置の温度（例えば油温）ＴＨo が予め定めた基準値ＴＨoG以下か否かが判断される（ステップＳ４１）。このステップＳ４１で肯定的に判断された場合には、ハイブリッド駆動装置の温度が低く、オイルの粘度が高いために動力損失が大きく、あるいは油圧の制御性が低下している。したがってこの場合は、変速機６が暖機促進モード（変速段）に設定されて固定される（ステップＳ４２）。この暖機促進モードは、前述した図４に示すステップＳ３３で選択される変速段と同様であって、その時点の運転状態に基づいて選択される高速段Ｈもしくは変速段Ｌである。一方、油温ＴＨo が基準値ＴＨoGより高いことによりステップＳ４１で否定的に判断された場合には、通常の変速制御が実行される（ステップＳ４３）。
【００８３】
したがって図５に示す制御によれば、油圧の制御性の悪い状態での変速が回避されてショックの悪化が防止されるうえに、ハイブリッド駆動装置における油温が早期に上昇してオイルの粘度が低下し、その結果、オイルの撹拌に伴う動力損失を低下させて燃費を向上させることができる。
【００８４】
前述したいずれかのモータ・ジェネレータ１１，５の運転制御が制限されている状態での変速に伴うショックを抑制するためには、上述した変速点の低負荷側への変更や変速比の固定に替えて、変速点を低車速側に変更することも有効である。その例を図６にフローチャートで示してある。
【００８５】
図６における制御例では、先ず、前述した受け入れ制限値Ｗinがそのガード値ＷinG 以上か否か、あるいは出力制限値Ｗout がそのガード値ＷoutG以上か否かが判断される（ステップＳ５１）。受け入れ制限値Ｗinおよび出力制限値Ｗout のいずれか一方がそのガード値ＷinG，ＷoutGより小さい場合にステップＳ５１で否定的に判断される。その場合には、変速機６での変速を判断する変速点が、通常時に変速が判断される変速点に対して相対的に低車速側に変更される（ステップＳ５２）。その一例を図７に変速線図として模式的に示してある。
【００８６】
この変速点の変更は、受け入れ制限値Ｗinごとに、あるいは出力制限値Ｗout ごとにおこなわれ、また予め定めた演算式に基づいて新たな変速点が求められ、もしくは予め定めたマップから求められ、あるいは運転制御制限時用として予め定められた変速点を選択することにより実行される。すなわち、変速点の変更の手法は、前述した低負荷側への変速点の変更の場合と同様である。
【００８７】
ついで、その時点の負荷および車速と、変更された変速点とに基づいて変速機６での変速が判断される（ステップＳ５３）。変速の判断が成立しない場合には、ステップＳ５３で否定的に判断され、その場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。これに対して変速の判断が成立したことによりステップＳ５３で肯定的に判断されると、変速指示が出力される（ステップＳ５４）。なお、ステップＳ５１で肯定的に判断された場合には、通常時用の変速点が設定される（ステップＳ５５）。
【００８８】
その変速は、前述したように第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とのいずれか一方を解放するとともに他方を係合させることに実行され、その変速の過渡状態での出力軸トルクの低下を抑制もしくは回避するために、第１モータ・ジェネレータ１１が制御されて主動力源１から出力軸２に対して出力されるトルクが一時的に増大させられる。あるいは第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが増大させられる。
【００８９】
その場合、上記のステップＳ５１で肯定的に判断されているように、受け入れ制限値Ｗinあるいは出力制限値Ｗout がそれぞれのガード値ＷinG ，ＷinG より小さいことによりいずれかのモータ・ジェネレータ１１，５の運転制御が制限され、その結果、出力軸トルクの低下を補う補償トルクもしくは第２モータ・ジェネレータ５のトルク補正が皆無もしくは小さくなっている。
【００９０】
しかしながら、変速点が低車速側に変更されていて変速に要する時間が短くなるので、アップシフトおよびダウンシフトのいずれの変速であっても変速に伴うショックが防止もしくは緩和される。これを具体的に説明すると、低速段Ｌから高速段Ｈに変速する場合のタイムチャートを図８に模式的に示してあり、ｔ1 時点に実質的な変速が開始されて、出力軸トルクもしくは変速機６から出力軸２に作用するトルクが低下する。トルク相がｔ2 時点まで継続し、ｔ2 時点にイナーシャ相が開始する。したがって第２モータ・ジェネレータ５の回転数が低下し始め、それに伴う慣性トルクが出力軸２に現れて出力軸トルクが次第に増大する。また、高速段Ｈを設定する第１ブレーキＢ１の係合圧（油圧）が増大する。
【００９１】
変速点が低車速側に変更されていることにより、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が変速後の同期回転数に至るまでの回転数の変化量すなわち変速の前後での回転数の差が小さいので、ｔ3 時点に同期回転数に至り、変速が終了する。これに対して、変速点を低速側に変更しない通常時の変速では、変速前後での第２モータ・ジェネレータ５の回転数差が大きいために、ｔ3 時点より大きく遅れたｔ4 時点に同期回転数に至り、変速が終了する。
【００９２】
変速点を低車速側に設定した場合、変速後の変速段を設定するブレーキＢ１の係合圧の増大勾配を図８に示すように相対的に大きくすることが可能であり、その結果、変速に要する時間が短縮される。そのため、変速の過程における出力軸トルクの落ち込み量が小さくなって、変速の過程におけるトルク変動すなわちショックが抑制もしくは防止される。また、変速に関与する摩擦係合装置すなわちブレーキＢ１で吸収するエネルギー量が少なくなるので、その耐久性を向上させることができる。
【００９３】
なお、係合圧の増大勾配を特に大きくしなくても、変速の前後での回転数差が小さいので、変速時間が短くなるが、係合圧の増大勾配を特には増大させない場合には、これに加えて、変速終了時の出力軸トルクのオーバーシュート量が小さくなり、この点においても変速に伴うショックを抑制もしくは防止することができる。
【００９４】
つぎに第２モータ・ジェネレータ５を走行用動力源として走行するいわゆるＥＶ走行の際の変速制御について説明する。前述したように図１１に示す構成のハイブリッド駆動装置は出力軸２に変速機６を介して連結した第２モータ・ジェネレータ５を備えているので、第２モータ・ジェネレータ５が出力したトルクを変速機６で増幅して出力軸２に伝達でき、したがって第２モータ・ジェネレータ５のみを動力源として走行することができる。このような走行モードがＥＶ走行（電気自動車走行）モードである。その場合、変速機６で変速中では第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間の伝達トルクが低下し、しかもエンジン１０を駆動していなければ、主動力源１側からのトルクで出力軸トルクを補償することができない。そのため、ＥＶ走行モードでの変速が以下のように制御される。
【００９５】
図９はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、ハイブリッド駆動装置における油温が予め定めた所定値より高いか否かが判断される（ステップＳ６１）。これは、ハイブリッド駆動装置の暖機が完了していて変速機６での変速を想定したとおりに実行できるか否かの判断であり、したがって肯定的に判断された場合には、ＥＶ走行中か否かが判断される（ステップＳ６２）。
【００９６】
ここで、ＥＶ走行中とは、エンジン１０の始動制御中およびエンジン１０の停止制御中のいずれでもなく、かつ第２モータ・ジェネレータ５の出力する動力で走行している状態である。ＥＶ走行中であることによりステップＳ６２で肯定的に判断された場合には、車速が所定車速より低車速か否かが判断される（ステップＳ６３）。このステップＳ６３で肯定的に判断された場合には、変速が禁止される（ステップＳ６４）。具体的には変速禁止フラグがＯＮとされる。
【００９７】
ＥＶ走行は第２モータ・ジェネレータ５の動力で走行している走行形態であるから、その第２モータ・ジェネレータ５を出力軸２に連結している変速機６で変速が生じると、第２モータ・ジェネレータ５から出力軸２にトルクを伝達できなくなって出力軸トルクの変化すなわち変速ショックが大きくなる。そこで、そのような事態を回避するために、変速が禁止される。すなわちショックの発生要因自体が生じなくなる。
【００９８】
一方、車速で所定車速より低車速であることによりステップＳ６３で肯定的に判断された場合には、要求駆動力の絶対値が予め定めた所定の要求量より小さいか否かが判断される（ステップＳ６５）。すなわち加速要求量あるいはコースト状態での回生制動力が所定値より小さいか否かの判断がおこなわれる。このステップＳ６５で否定的に判断された場合には、第２モータ・ジェネレータ５が大きいトルクを出力することが要求され、あるいは第２モータ・ジェネレータ５が大きい回生制動力を発生することが要求されていることになる。したがってこの場合には、たとえ低車速であっても第２モータ・ジェネレータ５が要求されている駆動あるいは制動の機能を果たすように、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との連結状態が維持される。すなわち変速が禁止される（ステップＳ６４）。
【００９９】
これとは反対にステップＳ６５で肯定的に判断された場合、すなわち低車速であり、かつ正もしくは負の要求駆動力が所定値より小さい場合には、変速が許可される（ステップＳ６６）。具体的には変速禁止フラグがＯＦＦとされる。変速機６での変速に伴う出力軸トルクの変化やそれに伴うショックが小さいからである。
【０１００】
ついで実際に変速機６での変速制御が実行されているか否かが判断される（ステップＳ６７）。変速制御中であることによりステップＳ６７で肯定的に判断された場合には、エンジン１０の停止が禁止される（ステップＳ６８）。すなわちエンジン１０が駆動状態に維持される。変速中における出力軸トルクの変動を回避するためである。したがって変速制御中でないことによりステップＳ６７で否定的に判断された場合には、エンジン１０の停止が許可される（ステップＳ６９）。
【０１０１】
なお、油温が低いことによりステップＳ６１で否定的に判断された場合には、ステップＳ６４に進んで変速が禁止される。
【０１０２】
また、ＥＶ走行中でないことによりステップＳ６２で否定的に判断された場合には、通常の制御が実行される。すなわち先ず、エンジン１０の始動制御中か否かが判断される（ステップＳ７０）。このステップＳ７０で否定的に判断された場合には、エンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間で動力の合成もしくは分配をおこなう前記遊星歯車機構１２で急変速が生じているか否かが判断される（ステップＳ７１）。これは、例えばエンジン１０の回転数の変化量ΔＮe が所定値を超えているか否かによって判断することができる。
【０１０３】
回転数の変化が緩やかであることによりステップＳ７１で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ６６に進んで変速が許可される。これとは反対に回転数の変化が急速であることによりステップＳ７１で肯定的に判断された場合、およびエンジン１０の始動制御中であることによりステップＳ７０で肯定的に判断された場合には、変速判断が成立しているか否か、すなわち変速判断があるか否かが判断される（ステップＳ７２）。
【０１０４】
変速判断が既になされていることによりステップＳ７２で肯定的に判断された場合には、その変速判断をキャンセルして変速を中止する（ステップＳ７３）。その後、変速を禁止する（ステップＳ７４）。また、変速の判断がないことによりステップＳ７２で否定的に判断された場合には、直ちにステップＳ７４に進んで変速を禁止する。
【０１０５】
このように図９に示す制御をおこなうように構成することにより、ＥＶ走行中の変速が生じないので、ショックを未然に防止することができる。なお、ＥＶ走行中であってもエンジン１０が駆動されていれば、変速機６での変速の際にエンジン１０もしくは第１モータ・ジェネレータ１１のトルクを制御して変速過渡時の出力軸トルクの変動を抑制してもよい。これは、前述した図１３に示すステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１２の制御である。
【０１０６】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２１，Ｓ３１，Ｓ５１の各機能的手段が、この発明の運転制限判断手段に相当し、ステップＳ２２，Ｓ２２−１，Ｓ５２の各機能的手段が、この発明の変速点変更手段に相当し、図１１に示すバッテリー１５，２９がこの発明のエネルギー蓄積部に相当し、さらに第１モータ・ジェネレータ１１がこの発明の回生機構に相当し、また図１３に示すステップＳ８の機能的手段が、この発明における出力トルク補正手段および変速時トルク補正手段に相当する。さらにまた、第２モータ・ジェネレータ５がこの発明における駆動機構に相当し、図１３に示すステップＳ９の機能的手段が、この発明の駆動制御手段に相当し、またステップＳ３４の機能的手段が、この発明の変速比固定手段に相当し、そしてステップＳ６４の機能的手段が、この発明の変速規制手段に相当する。
【０１０７】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されない。この発明で対象とするハイブリッド駆動装置は、図１１に示すように内燃機関のトルクと第１モータ・ジェネレータ（もしくは電動機）のトルクとを遊星歯車機構を主体とする合成分配機構を介して出力部材に伝達し、さらにその出力部材に第２モータ・ジェネレータ（もしくは電動機）のトルクを変速機を介して伝達するいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置が好適であるが、これ以外の構成のものであってもよく、要は、第２の駆動源が変速機を介して出力部材に連結されていればよい。また、この発明におけるエネルギー蓄積部は、要は、車両の走行慣性エネルギーを回生して蓄えることができるものであればよいであって、バッテリー以外にキャパシターやフライホイールなど、エネルギーの形態に関わらず蓄積できるものであればよい。したがって回生機構はモータ・ジェネレータに限られない。そして、この発明における変速機は、高低の二段に変速できる構成以外に更に多段に変速できる変速機や無段変速機などであってもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、運転制御が制限されていることによりいわゆるトルク補償を実行できない場合、出力部材に生じているトルクに適したタイミングで変速機での変速を実行することになるので、変速に伴うショックを軽減もしくは防止することができる。
【０１０９】
また、請求項２の発明によれば、エネルギー蓄積部がエネルギーを充分に出力できない場合、あるいは受容できない場合に変速点を変更するので、変速に伴うショックを軽減もしくは防止することができる。
【０１１０】
さらに、請求項３の発明によれば、変速機での変速時における出力トルクの変化を回生トルクで充分には抑制できない場合、その変速が相対的に低負荷状態で実行されるので、変速に伴うトルク変化が小さくなり、変速によるトルク変動自体が小さいうえに、回生トルクが小さくても出力トルクの変化をショックとならないように抑制することができる。
【０１１１】
またさらに、請求項４の発明によれば、変速機による変速の際に、第１動力源の回生機構による回生制御が制限されていることよって回生トルクの変化量が少ない場合であっても、変速が相対的に低負荷状態で実行されるので、ショックを抑制もしくは防止することができる。
【０１１２】
一方、請求項５の発明によれば、いずれかの動力源を、変速の際の出力トルクの変化を抑制するように充分には制御できない場合の変速が、相対的に低車速状態で生じることに伴い、変速に要する時間が短くなるので、いずれかの動力源を充分には制御できない状態での変速によるトルク変化が短時間のうちに終了し、変速に伴うショックが体感しにくくなり、あるいは軽減される。これに加えて、変速を摩擦係合装置によって実行する場合には、その摩擦材で吸収するエネルギー量が少なくなるから、その耐久性を向上させることができる。
【０１１３】
また、請求項６の発明によれば、変速機での変速を判断する変速点が相対的に低負荷側に変更されるため、変速機での変速に伴う出力トルクの変化が少なくなるので、ショックが生じにくく、またいずれかの動力源の制限された運転制御によっても出力トルクの変化が抑制され、この点でもショックを防止もしくは緩和することができる。
【０１１４】
さらに、請求項７の発明によれば、変速が低負荷状態で生じるので、第２の動力源による小さい補正トルクであっても出力トルクの変化が抑制され、その結果、ショックを防止もしくは緩和することができる。
【０１１５】
さらにまた、請求項８の発明によれば、いずれかの動力源の運転制御が、エネルギー蓄積部の許容出力量もしくは受容可能量によって制限される場合、車両の発進時の変速比が維持され、変速機での変速が生じないため、いずれかの動力源によるトルク補正が充分には実行できない状態での変速が生じず、したがってショックの悪化を回避することができる。
【０１１６】
そして、請求項９の発明によれば、出力部材に変速機を介して連結されている第２の動力源で走行している状態では、変速機での変速が規制されるため、第１の動力源によって出力トルクのいわゆる補償をできない状態での変速やそれに伴う出力トルクの変動が生じず、あるいはその変動が規制されるので、ショックを抑制もしくは防止することができる。
【０１１７】
そしてまた、請求項１０の発明によれば、出力部材が連結されている第１の動力源からトルクを出力でき、かつそのトルクを増大させることができる状態では、変速機での変速の際に第１の動力源の出力トルクが増大側に補正されるため、変速機での変速の過程における出力部材のトルクが、第１の動力源のトルクで補償され、変速時における出力トルクの低下やそれに起因するショックなどを防止もしくは抑制することができる。
さらにそして、請求項１１の発明によれば、内燃機関によるトルクと第１電動機によるトルクとを合成して出力部材に伝達でき、あるいは内燃機関のトルクを第１電動機と出力部材とに分配でき、そしてその出力部材に第２の動力源からのトルクを加減できる。また、内燃機関の回転数を第１電動機によって制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置による制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【図２】 通常時の変速線に対して低負荷側に変更された変速線を模式的に示す図である。
【図３】 この発明の制御装置による他の制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【図４】 この発明の制御装置による更に他の制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【図５】 油温に基づいて変速比の固定制御と通常の変速制御とを選択するように構成した制御例を示す概略的なフローチャートである。
【図６】 変速点を低車速側に変更するように構成したこの発明の制御装置による制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【図７】 通常時の変速線に対して低車速側に変更された変速線を模式的に示す図である。
【図８】 変速点を低車速側に変更することに伴って変速時間が短縮されることを説明するためのタイムチャートである。
【図９】 ＥＶ走行時に変速を禁止するように構成したこの発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 この発明で対象とするハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すブロック図である。
【図１１】 そのハイブリッド駆動装置を更に具体的に示すスケルトン図である。
【図１２】 図１１に示す各遊星歯車機構についての共線図である。
【図１３】 そのハイブリッド駆動装置を対象としたこの発明の制御装置による全体的な制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【符号の説明】
１…主動力源、 ２…出力部材（出力軸）、 ５…アシスト動力源（第２モータ・ジェネレータ）、 ６…変速機、 １０…内燃機関（エンジン）、 １１…第１モータ・ジェネレータ、 １２…遊星歯車機構。

Claims (11)

1. 第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、
   前記第１の動力源は、内燃機関と発電機能を有する第１電動機とこれら内燃機関と第１電動機との動力を合成もしくは分配して前記出力部材に出力する遊星歯車機構とを有し、
   前記第２の動力源が発電機能を有する第２電動機によって構成され、
   前記第１の動力源および第２の動力源の少なくともいずれか一方の運転制御が制限されていることを判断する運転制限判断手段と、
   その運転制限判断手段によって前記運転制御が制限されていることが判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記運転制御が制限されていない場合とは異ならせる変速点変更手段と
   を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
2. 前記第１の動力源もしくは第２の動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの前記動力源で回生したエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積部を更に備え、
   前記運転制限判断手段は、前記エネルギー蓄積部の状態に基づいて前記運転制限を判断する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
3. 前記運転制限判断手段は、前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、さらに
   前記変速点変更手段は、前記運転制御の制限が判断された場合に前記変速点を、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する手段を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
4. 第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、
   前記第１の動力源がエネルギー回生をおこなう回生機構を含むとともに、
   前記第１の動力源もしくは第２の動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの前記動力源で回生したエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積部と、
   前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する運転制限判断手段と、
   前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量が所定値より少ないことにより前記運転制御の制限が判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する変速点変更手段と、
   前記変速の際に、前記回生機構によるエネルギー回生量を変更して前記第１の動力源から前記出力部材に伝達するトルクを増大側に補正する出力トルク補正手段が更に設けられていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
5. 前記エネルギー蓄積部の状態は、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量である許容出力量および前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量の少なくともいずれか一方であって、前記運転制限判断手段は、前記許容出力量もしくは受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、
   前記変速点変更手段は、前記運転制御の制限が判断された場合に前記変速点を、相対的に低車速側に変更する手段を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
6. 前記エネルギー蓄積部の状態は、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量であって、前記運転制限判断手段は、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量である許容出力量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、
   前記変速点変更手段は、前記変速点を、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する手段を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
7. 第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、
   前記第１の動力源もしくは第２の動力源に対してエネルギーを出力しもしくはいずれかの前記動力源で回生したエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積部と、
   前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量が所定値より少ない場合に前記第１の動力源および第２の動力源の少なくともいずれか一方の運転制御が制限されていることを判断する運転制限判断手段と、
   その運転制限判断手段によって前記運転制御が制限されていることが判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記運転制御が制限されていない場合と比較して、前記ハイブリッド駆動装置に対する要求負荷が相対的に小さい低負荷側に変更する変速点変更手段とを備え、
   前記いずれかの動力源が、前記エネルギー蓄積部からエネルギーを受けてトルクを出力する駆動機構を含む前記第２の動力源であり、
   前記変速機による変速の際に前記駆動機構からトルクを出力させる駆動制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
8. 前記エネルギー蓄積部の状態は、前記エネルギー蓄積部から出力可能なエネルギー量である許容出力量および前記エネルギー蓄積部でのエネルギーの受容可能量の少なくともいずれか一方であって、前記運転制限判断手段は、前記許容出力量もしくは前記受容可能量が所定値より少ない場合に前記運転制御の制限を判断する手段を含み、
   前記運転制御の制限が判断された場合に、前記ハイブリッド駆動装置を搭載している車両の発進時から前記変速機の変速比を固定する変速比固定手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
9. 第１の動力源に出力部材が連結されるとともに、正トルクおよび負トルクの少なくとも一方を出力可能な第２の動力源が、変速機を介して前記出力部材に連結されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、
   前記第１の動力源および第２の動力源の少なくともいずれか一方の運転制御が制限されていることを判断する運転制限判断手段と、
   その運転制限判断手段によって前記運転制御が制限されていることが判断された場合に前記変速機による変速の判断が成立する変速点を、前記運転制御が制限されていない場合とは異ならせる変速点変更手段とを備えるとともに、
   前記第２の動力源が、前記第１の動力源を停止した状態で前記出力部材に走行のための動力を出力する電動機を含み、
   前記電動機の出力する動力で走行している場合に前記変速機での変速を規制する変速規制手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
10. 前記変速機での変速の際に前記第１の動力源から出力するトルクを増大側に補正する変速時トルク補正手段を更に備えていることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
11. 前記遊星歯車機構は、互いに差動作用をなす入力要素と反力要素と出力要素とを有し、前記内燃機関が入力要素に連結され、前記第１電動機が反力要素に連結され、さらに前記出力部材が出力要素に連結されていることを特徴とする請求項１ないし３、５、６、８のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。

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