JP3933065B2 - ハイブリッド変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の主動力源とモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これら主動力源とモータ／ジェネレータとの間における差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種ハイブリッド変速機としては、例えば特許文献１に記載のように、遊星歯車組により構成した２自由度の差動装置を具え、該差動装置における回転メンバ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２個のモータ／ジェネレータを結合して無段変速を可能とし、更に、所定の回転メンバをローブレーキにより適宜固定可能として駆動力発生源である主動力源やモータ/ジェネレータからのトルクを増幅し得るようにしたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−０９４９７３号公報
【０００４】
このようなハイブリッド変速機においては、主動力源からの動力を用いず両モータ/ジェネレータからの動力のみにより駆動系への出力を決定するEVモードと、ローブレーキを締結した状態で両モータ/ジェネレータからの動力のみにより駆動系への出力を決定するEV-LBモードと、主動力源からの動力および両モータ/ジェネレータからの動力により駆動系への出力を決定するEIVTモードと、ローブレーキを締結した状態で主動力源からの動力および両モータ/ジェネレータからの動力により駆動系への出力を決定するEIVT-LBモードとの４動作モードが考えられる。
【０００５】
各動作モードは、全ての領域で有用であるという訳ではなく、各々得意な領域があり、図６に示すような車速VSP、要求駆動力Ｆ（車速VSPおよびアクセルペダル踏み込み量APOから求め得る）、およびモータ/ジェネレータ用バッテリの蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の三次元座標上に得意な領域が定められる。
図６において動作点Ｐは、車速VSP＝VSPx、要求駆動力Ｆ＝Fx、およびバッテリ蓄電状態SOC＝SOCxの組み合わせとして表される。
上記各モードごとの得意な領域を、或るバッテリ蓄電状態の時について例示すると、EIVT-LBモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図７のごとくに示され、EIVTモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図８のごとくに表され、EV-LBモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図９のごとくに表され、EVモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図１０のごとくに表される。
【０００６】
従って、図７に示すEIVT-LBモード領域と図８に示すEIVTモード領域とを共通な二次元座標上に表した図１１から明らかなように、これら領域が重ならないそれぞれのモードの専用領域と、これら領域が重なった両モードの兼用領域とが発生し、兼用領域においては、一方のEIVT-LBモードがローブレーキを使用するモード、他方のEIVTモードがローブレーキを使用しないモードであることから、ローブレーキを締結、解放切り替えする必要がある。
また、図８に示すEIVTモード領域と図９に示すEV-LBモード領域とを共通な二次元座標上に表した図１１から明らかなように、これらモード間においても、２個の領域が重なった兼用領域において、一方のEV-LBモードがローブレーキを使用するモード、他方のEIVTモードがローブレーキを使用しないモードであることから、ローブレーキを締結、解放切り替えする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記文献に記載のハイブリッド変速機においては、ローブレーキの締結、解放切り替えを行うに際し、バッテリ消費電力[ｋＷ]や、燃料効率EFF（主動力源が消費した燃料1cc当たりの発生電力）を考慮して当該切り替え制御を行っていないため、主動力源の燃費が悪くなることが懸念される。
【０００８】
本発明は、ローブレーキを締結状態と解放状態との間で状態切り替えする必要のあるモード切り替えを、車速、要求駆動力、およびバッテリ蓄電状態に応じ主動力源の低燃費が達成されるような態様で行わせ得るようにし、もって上記の問題を解消したハイブリッド変速機の変速制御装置を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるハイブリッド変速機の変速制御装置は、請求項１に記載のごとくに構成する。
ハイブリッド変速機は、２自由度の差動装置を構成する回転メンバのうち、共線図上の内側に位置する２個の回転メンバの一方に主動力源からの入力、他方に駆動系への出力をそれぞれ結合し、共線図上の外側に位置する２個の回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合する。
そして、共線図上において、上記出力を結合した回転メンバと、共線図上でこの出力に近い出力側のモータ／ジェネレータを結合した回転メンバとの間における回転メンバにローブレーキを結合する。
【００１０】
ハイブリッド変速機の変速制御装置は、このローブレーキを締結した状態で主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い上記出力への動力を決定するEIVT-LBモードと、ローブレーキを解放した状態で主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い上記出力への動力を決定するEIVTモードとを有するが、
バッテリ消費電力の正側最大値および負側最大値間における値ごとに燃料消費率ができるだけ小さくなるよう、EIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うよう構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の効果】
上記の構成になる変速制御装置によれば、バッテリの消費電力ごとに燃料消費率ができるだけ小さくなるようEIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うことから、
当該モード切り替えに際して要求されるローブレーキの締結、解放切り替えが、バッテリ消費電力や、燃料消費率を考慮して、この燃料消費率をできるだけ小さくする態様で行われることとなり、主動力源の燃費が悪くなるという従来の懸念を払拭することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施の形態になる変速制御装置を適用可能なハイブリッド変速機を例示し、これを本実施の形態においては前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして構成する。
図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）左側にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また図の右側に複合電流２層モータ３を内蔵させる。
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の更に左側には、変速機ケース１の外側であるが、エンジン（主動力源）ENGを配置する。
【００１３】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２、エンジンENG、および複合電流２層モータ３は、ハイブリッド変速機の主軸線上に同軸に配置して変速機ケース１内に取り付けるが、変速機ケース１内には更に、上記の主軸線からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト６およびディファレンシャルギヤ装置７をも内蔵させ、
ディファレンシャルギヤ装置７に左右駆動車輪８を駆動結合する。
【００１４】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ロングピニオンP2およびリングギヤR2を共有するシングルピニオン遊星歯車組４およびダブルピニオン遊星歯車組５の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組４をダブルピニオン遊星歯車組５に対しエンジンENGに近い側に配置する。
シングルピニオン遊星歯車組４はサンギヤS2およびリングギヤR2にそれぞれロングピニオンP2を噛合させた構造とし、
ダブルピニオン遊星歯車組５は共有ピニオンP2の他に、サンギヤS1およびリングギヤR1と、これらに噛合した大径のショートピニオンP1を有し、当該ショートピニオンP1を共有ピニオンP2に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組４，５のピニオンP1,P2を全て、共通なキャリアCにより回転自在に支持する。
【００１５】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤS1、サンギヤS2、リングギヤR1、リングギヤR2、およびキャリアCの５個の回転メンバを主たる要素とし、これら５個のメンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置を構成する。
そして５個の回転メンバの回転速度順は、図１（ｂ）の共線図に示すごとく、サンギヤS1、リングギヤR2、キャリアC、リングギヤR1、サンギヤS2の順番である。
【００１６】
複合電流２層モータ３は、内側ロータ3riと、これを包囲する環状の外側ロータ3roとを、変速機ケース１内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ3riおよび外側ロータ3ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステータ3ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状コイル3ｓと内側ロータ3riとで内側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータMG1を構成し、環状コイル3ｓと外側ロータ3roとで外側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータMG2を構成する。
ここでモータ／ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、 複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加した時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００１７】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の上記した５個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図１（ｂ）の共線図にも示したが、サンギヤS1、リングギヤR2、キャリアC、リングギヤR1、サンギヤS2の順に、第１のモータ／ジェネレータMG1、主動力源であるエンジンENGからの入力、車輪駆動系への出力（Out）、ローブレーキL/B、第２のモータ／ジェネレータMG2を結合する。
【００１８】
この結合を図１（ａ）に基づき以下に詳述するに、リングギヤR2を上記の通りエンジン回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤR2にエンジンクラッチ９を介してエンジンENGのクランクシャフトを結合する。
サンギヤS1は、これからエンジンENGと反対の後方へ延在する中空軸１１を介して第１のモータ／ジェネレータMG1（ロータ4ri）に結合し、このモータ／ジェネレータMG1および中空軸１１を遊嵌する中心軸１２を介してサンギヤS2を第２のモータ／ジェネレータMG2（ロータ4ro）に結合する。
そして、リングギヤR1と変速機ケース１との間にローブレーキL/Bを設け、このローブレーキL/BによりリングギヤR1を固定可能とする。
【００１９】
キャリアＣを前記のごとく、車輪駆動系へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアＣに中空のコネクティングメンバ（出力軸）１３を介して出力歯車１４を結合し、これをラビニョオ型プラネタリギヤセット２および複合電流２層モータ３間に配置して変速機ケース１内に回転自在に支持する。
出力歯車１４は、カウンターシャフト６上のカウンター歯車１５に噛合させ、出力歯車１４からの変速機出力回転が、カウンター歯車１５を経由し、その後、カウンターシャフト６を経てディファレンシャルギヤ装置７に至り、このディファレンシャルギヤ装置により左右駆動車輪８に分配されるものとし、これらで車輪駆動系を構成する。
【００２０】
上記の構成になるハイブリッド変速機は図１（ｂ）に示すような共線図により表すことができ、この共線図の横軸は遊星歯車組４，５のギヤ比により決まる回転メンバ間の距離の比、つまりリングギヤR2およびキャリアC間の距離を１とした時のサンギヤS1およびリングギヤR2間の距離の比をαで示し、キャリアCおよびサンギヤS2間の距離をβで示し、キャリアCおよびリングギヤR1間の距離をγで示したものである。
また共線図の縦軸は、各回転メンバの回転速度、つまりリングギヤR2へのエンジン回転数Ne、サンギヤS1（モータ／ジェネレータMG1）の回転数N1、キャリアCからの出力（Out）回転数No、およびサンギヤS2（モータ／ジェネレータMG2）の回転数N2、およびローブレーキL/Bにより固定され得るリングギヤR1の回転数を示し、２個の回転メンバの回転速度が決まれば他の２個の回転メンバの回転速度が決まる。
【００２１】
図１（ｂ）の共線図により上記ハイブリッド変速機の変速動作を以下に説明するに、前進（正）回転出力時の変速動作としてEVモードと、EV-LBモードと、EIVTモードと、EIVT-LBモードの４モードが存在し、後退（逆）回転出力用のREV変速動作が存在する。
EVモードは、図２に示すようにエンジンクラッチ９を解放すると共にローブレーキL/Bも解放した状態で、図１（ｂ）にレバーEVにより例示するごとく、エンジンENGからの動力を用いず両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力のみにより駆動系への出力Outを決定する。
EV-LBモードは、図２に示すようにローブレーキL/Bを締結した状態でEVモードと同様にエンジンENGからの動力を用いず両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力のみにより駆動系への出力Outを決定するモードで、変速状態を図１（ｂ）にレバーEV-LBにより例示するごとくローブレーキL/Bの締結に伴うレバー比によりEVモードよりも大トルクを出力することができる。
【００２２】
EIVTモードは、図２に示すようにエンジンクラッチ９を締結すると共にローブレーキL/Bを解放した状態で、図１（ｂ）にレバーEIVTにより例示するごとく、エンジンENGからの動力および両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力により駆動系への出力Outを決定する。
EIVT-LBモードは、図２に示すようにローブレーキL/Bを締結した状態でEIVTモードと同様エンジンENGからの動力および両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力により駆動系への出力Outを決定するモードで、変速状態を図１（ｂ）にレバーEIVT-LBにより例示するごとくローブレーキL/Bの締結に伴うレバー比によりEIVTモードよりも大トルクを出力することができる。
【００２３】
後退（逆）回転出力用のREV変速動作は、図１（ｂ）にレバーREVとして示すように、エンジンENGからの動力に依存することなく、ローブレーキL/Bの解放状態で、モータ／ジェネレータMG1の正回転、またはモータ／ジェネレータMG2の逆回転、或いはこれら双方により、キャリアCから出力（Out）へ逆回転が出力される変速状態である。
【００２４】
ローブレーキL/Bを締結しない状態でモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力のみを用いるEVモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2および回転数N1,N2は、変速機出力トルクTo（要求駆動力Fに比例）および変速機出力回転数No（車速VSPに比例）を用いた次式により求め得る。
Ｎ2＝｛1／（1+α）｝｛-βＮ1+（1+α+β）Ｎo｝・・・（１）
Ｔ1＝｛β／（1+α+β）｝Ｔo ・・・（２）
Ｔ2＝｛（1+α）／（1+α+β）｝Ｔo ・・・(２)
これら（１）式および（２）式と、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびバッテリの特性とから、当該EVモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に例えば図１０のごとくに設定される。
【００２５】
ローブレーキL/Bを締結した状態でEVモードと同じ変速動作を行うEV-LBモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2および回転数N1,N2は、変速機出力トルクToおよび変速機出力回転数Noを用いた次式により求め得る。（TLはローブレーキL/Bのトルク）
Ｎ1＝｛（1+α+γ）／γ｝Ｎo ・・・（３）
Ｎ2＝｛（γ-β）／γ｝Ｎo ・・・ (３)
Ｔ2＝｛１／（β-γ）｝｛（1+α+γ）Ｔ1-γＴo｝・・・（４）
ＴＬ＝Ｔo-Ｔ1-Ｔ2 ・・・(４)
これら（３）式および（４）式と、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびバッテリの特性とから、当該EV-LBモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に例えば図９のごとくに設定される。
【００２６】
ローブレーキL/Bを締結しない状態でエンジンENGからの動力（トルクTe、回転数Ne）およびモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力の双方を用いるEIVTモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2および回転数N1,N2は、変速機出力トルクToおよび変速機出力回転数Noと、エンジントルクTeおよびエンジン回転数Neを用いた次式により求め得る。
Ｎ1＝-αＮo+（1+α）Ｎe ・・・（５）
Ｎ2＝（1+β）Ｎo-βＮe ・・・ (５)
Ｔ1＝｛１／（1+α+β）｝{βＴo-（1+β）Ｔe}・・・（６）
Ｔ2＝Ｔo-Ｔ1-Ｔe ・・・(６)
これら（５）式および（６）式と、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびバッテリ並びにエンジンENGの特性とから、当該EIVTモード領域は車速VSPおよび要求駆動力F並びにバッテリの蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に応じて決まり、車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に表すと例えば図８のごとくに設定される。
【００２７】
ローブレーキL/Bを締結した状態でEIVTモードと同じ変速動作を行うEIVT-LBモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数N1,N2およびエンジン回転数Neは変速機出力回転数Noを用いた以下の（７）式により表され、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2と、変速機出力トルクToと、エンジントルクTeと、ローブレーキL/BのトルクTLとの間には以下の（８）式の関係が成立する。
Ｎ1＝｛（1+α+γ）／γ｝Ｎo ・・・（７）
Ｎ2＝｛（β-γ）／γ｝Ｎo ・・・（７）
Ｎe＝｛（1+γ）／γ｝Ｎo ・・・（７）
ＴＬ＝Ｔo-Ｔ1-Ｔ2-Ｔe ・・・（８）
Ｔ2＝｛1／（β-γ）｝{-γＴo-（1+α＋γ）Ｔ1＋（1+γ）Ｔe}・・・（８）
当該EIVT-LBモード領域は、車速VSPおよび要求駆動力F並びにバッテリの蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に応じて決まり、車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に表すと例えば図７のごとくに設定される。
【００２８】
上記４モード領域のうち、図７に示すEIVT-LBモード領域と図８に示すEIVTモード領域とが重なった図１１に示すEIVT-LBモードおよびEIVTモードの兼用領域では、ローブレーキL/Bを使用するEIVT-LBモードとローブレーキL/Bを使用しないEIVTモードとの間でのモード切り替えが発生し、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えが必要になる。
また、図８に示すEIVTモード領域と図９に示すEV-LBモード領域とが重なった図１２に示すEV-LBモードおよびEIVTモードの兼用領域では、ローブレーキL/Bを使用するEV-LBモードとローブレーキL/Bを使用しないEIVTモードとの間でのモード切り替えが発生し、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えが必要になる。
【００２９】
本実施の形態においては、かかるローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うモード切り替えを、エンジンENGの低燃費が達成されるように行う。
また、ローブレーキL/Bは前記した通りエンジントルクやモータトルクを増大し得る特長があり、ローブレーキL/Bの使用（締結）、不使用（解放）領域の決定に当たっては特に注意が必要である。
【００３０】
上記したローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うモード切り替え制御およびその他各モードでの変速動作制御を行うハイブリッド変速機の変速制御システムは図３に示すごとくに構成する。
２１は、エンジンENGおよびハイブリッド変速機の統合制御を司るハイブリッドコントローラ２１で、このハイブリッドコントローラ２１はエンジンENGの目標トルクtTeおよび目標回転数tNeに関する指令、エンジンクラッチ９のON,OFF（締結、解放）指令、およびローブレーキL/BのON,OFF（締結、解放）指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２はエンジンENGを当該目標値tTe，tNeが達成されるよう運転させると共にエンジンクラッチ９およびローブレーキL/Bを指令通りにON,OFF（締結、解放）制御する。
【００３１】
ハイブリッドコントローラ２１は更に、モータ／ジェネレータMG1,MG2の目標トルクtT1，tT2および目標回転数tN1,tN2に関する指令信号をモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３はインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータMG1,MG2をそれぞれ、上記した目標トルクtT1，tT2および目標回転数tN1,tN2が達成されるよう制御する。
【００３２】
これがためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量からアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ２６からの信号と、車速VSP（出力回転数Noに比例）を検出する車速センサ２７からの信号と、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ２８からの信号とを入力する。
ハイブリッドコントローラ２１は、アクセルペダル踏み込み量APOおよび車速VSPから求め得る要求駆動力F、車速VSPおよびバッテリ２５の蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）から運転者が希望する運転状態を実現するように、モード選択を行うと共に選択モードに応じた変速制御を実行して、上記した目標エンジントルクtTe、目標エンジン回転数tNe、目標モータ／ジェネレータ回転数tN1,tN2、および目標モータ／ジェネレータトルクtT1，tT2を決定して指令するものとする。
【００３３】
なおハイブリッドコントローラ２１に入力する回転速度情報は、上記したエンジン回転数Neおよび車速VSP（出力回転数No）に限られるものではなく、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２で構成する差動装置が２自由度のものであることから、当該ラビニョオ型プラネタリギヤセット２内における回転メンバのいずれか２個の回転速度をハイブリッドコントローラ２１に入力してもよい。
【００３４】
図４は、上記のハイブリッドコントローラ２１が実行する制御プログラムを示し、先ずステップＳ１１において車速VSP、要求駆動力F、およびバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）から、三次元マップをもとにモードを選択する。
ステップＳ１２では選択モードがEV-LBモードか否かをチェックし、ステップＳ１４では選択モードがEIVTモードか否かをチェックし、ステップＳ１６では選択モードがEIVT-LBモードか否かをチェックする。
【００３５】
ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６で、EV-LBモードでもなく、EIVTモードでもなく、EIVT-LBモードでもないと判定する時は、EVモードが選択されているから制御をステップＳ１８に進め、ここで、EVモード用の三次元マップからモータ／ジェネレータMG1の目標回転数tN1を検索し、この目標回転数tN1および車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（１）式からモータ／ジェネレータMG2の目標回転数tN2を算出し、目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて（２）式からモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標トルクtT1,tT2を算出する。
【００３６】
EV-LBモードが選択されている場合ステップＳ１３において、EV-LBモード用の三次元マップからモータ／ジェネレータMG1の目標トルクtT1を検索し、この目標トルクtT1および目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて（４）式からモータ／ジェネレータMG2の目標トルクtT2を算出し、車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（３）式からモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標回転数tN1,tN2を算出する。
【００３７】
EIVTモードが選択されている場合ステップＳ１５において、EIVTモード用の三次元マップから目標エンジントルクtTeおよび目標エンジン回転数tNeを検索し、この目標エンジン回転数tNeおよび車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（５）式からモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標回転数tN1,tN2を算出し、目標エンジントルクtTeおよび目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて前記（６）式からモータ／ジェネレータMG1の目標トルクtT1を算出すると共に、目標エンジントルクtTeおよび目標トルクtT1並びに目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて前記（６）式からモータ／ジェネレータMG2の目標トルクtT2を算出する。
【００３８】
EIVT-LBモードが選択されている場合ステップＳ１９において、EIVT-LBモード用の三次元マップから目標エンジントルクtTeおよびモータ／ジェネレータMG1の目標トルクtT1を検索し、車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（７）式から目標エンジン回転数tNeおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標回転数tN1,tN2を算出すると共に、目標エンジントルクtTeおよび目標トルクtT1並びに目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて前記（８）式からモータ／ジェネレータMG2の目標トルクtT2を算出する。
【００３９】
図４のステップＳ１１で行うモード選択のうち、本発明に係わるローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うモード選択は図５に示すごときものである。
図５の制御プログラムを説明する前に、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替えについて図１３を参照しつつ以下に詳述する。
図１３は図１１に対応するもので、図１１におけるEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の大要求駆動力域のみに、つまり、EIVT-LBモード専用領域である第１領域（１）の直下域のみに、EIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域に相当する低車速側の第２領域（２）および高車速側の第３領域（３）を設定し、図１１におけるEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の残部領域をEIVTモード専用領域として本来のEIVTモード専用領域と合流させ、EIVTモード専用領域に相当する第４領域（４）を設定する。
【００４０】
第１領域（１）は、上記の通りEIVT-LBモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時締結される。
第４領域（４）は、上記の通りEIVTモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時解放される。
低車速側の第２領域（２）および高車速側の第３領域（３）は、上記の通りEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域であるため、これら領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に応じて締結から解放、または逆に解放から締結に切り替えられる。
【００４１】
低車速側の第２領域（２）においては、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きい場合、ローブレーキL/Bを締結させるべきEIVT-LBモードを選択するが、バッテリ蓄電状態SOCが蓄電量低下中である場合、ローブレーキL/Bを解放させるべきEIVTモードに切り替える。
もちろん、同じ動作点でもバッテリ蓄電状態SOCに応じてローブレーキL/BのON,OFF切り替えは異なり、バッテリ蓄電状態SOCが大きければローブレーキL/Bを締結し、バッテリ蓄電状態SOCが小さければローブレーキL/Bを解放する。
【００４２】
高車速側の第３領域（３）においては、バッテリ蓄電状態SOCが大きい場合、ローブレーキL/Bを解放させるべきEIVTモードを選択し、バッテリ蓄電状態SOCが小さい場合、ローブレーキL/Bを締結させるべきEIVT-LBモードを選択する。
なお、EIVTモードおよびEIVT-LBモードでのバッテリ蓄電状態SOCに応じた消費電力によりローブレーキL/BのON,OFFを制御し、例えば、EIVTモードでの消費電力がEIVT-LBモードでの消費電力より小さい場合、ローブレーキL/Bを使用する。
【００４３】
次に、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEV-LBモード⇔EIVTモード切り替えについて図１４を参照しつつ詳述する。
図１４は図１２に対応するもので、図１２におけるEV-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の低車速域のみに、つまり、EV-LBモード専用領域である第１領域（１）の直下域のみに、EV-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域に相当する第３領域（３）を設定し、図１２におけるEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の高車速側残部領域をEIVTモード専用領域として本来のEIVTモード専用領域と合流させ、EIVTモード専用領域に相当する第２領域（２）を設定する。
【００４４】
第１領域（１）は、上記の通りEV-LBモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時締結される。
第２領域（２）は、上記の通りEIVTモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時解放される。
第３領域（３）は、上記の通りEV-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域であり、この領域では、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きい場合、ローブレーキL/Bを締結させるべきEV-LBモードを選択し、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が小さい場合、ローブレーキL/Bを解放させるべきEIVTモードを選択する。
なお、EIVTモードおよびEIVT-LBモードでのバッテリ蓄電状態SOCに応じた消費電力によりローブレーキL/BのON,OFFを制御し、例えば、EIVTモードでの消費電力がEIVT-LBモードでの消費電力より小さい場合、ローブレーキL/Bを使用する。
【００４５】
上記したローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替えおよびEV-LBモード⇔EIVTモード切り替えを共通の座標系に表すと図１５に示すごとくになり、この図において第１領域（１）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に関係なくローブレーキL/Bを常に締結する領域であり、
第２領域（２）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きいときローブレーキL/Bを締結させ、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が小さいときローブレーキL/Bを解放させるようにローブレーキL/BのON,OFF切り替えを行う領域であり、
第３領域（３）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きいときローブレーキL/Bを解放させ、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が小さいときローブレーキL/Bを締結させるようにローブレーキL/BのON,OFF切り替えを行う領域であり、
第４領域（４）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に関係なくローブレーキL/Bを常に解放する領域である。
【００４６】
次に、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替え時における演算処理、つまり、現在の車速VSP、要求駆動力Ｆ、およびバッテリ蓄電状態SOCで表される三次元座標上の動作点Ｐにおいて、EIVT-LBモードを選択すべきか、EIVTモードを選択すべきかの演算処理を、動作点Ｐが（VSP＝20km/h、Ｆ＝3000N、SOC＝変化中）である場合について詳述する。
この動作点Ｐは図１３の第２領域（２）内に位置し、図１６に示すようにバッテリ蓄電状態SOCが高い時（燃料効率EFFが高い時）はローブレーキL/Bを締結させ、バッテリ蓄電状態SOCが低い時（燃料効率EFFが低い時）はローブレーキL/Bを解放させる。
【００４７】
第２領域（２）は、燃料効率EFF[kJ/cc]の低下につれてローブレーキL/Bの解放域が増大し、その分ローブレーキL/Bの締結域が増大する。燃料効率EFFはバッテリ蓄電状態SOCと密接に関連し、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が高い場合、充電の必要がないから燃料効率EFFも高い。逆にバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が低い場合、充電の必要があるから燃料効率EFFも低い。
【００４８】
演算処理の手順は以下の通りである。
図１７は、車速VSPが20km/hで、要求駆動力Ｆが3000Nである時の、燃料消費率Fuel[cc/s]に対する変速機消費電力Ｅ[k/Ｗ]の変化割合を示し、EIVT-LBモードでのそれをＥＬＢにより、またEIVTモードでのそれをＥＥＩＶＴにより示す。
これらEIVT-LBモードおよびEIVTモードにおいて、エンジンENGの回転数およびトルクの組み合わせで表される動作点（Ne,Te）、およびモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数およびトルクの組み合わせで表される動作点（N1,T1），（N2,T2）は、モードに対応する前記（３）式〜（８）式により、また、エンジンENGおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2の特性を用い、そして、車速VSP要求駆動力Ｆから算出する。
これら回転数Ne, N1, N2およびトルクTe, T1，T2を用いて、EIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴを図１７のように求めることができる。
【００４９】
これらEIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴのうち大きい方を選択すると、セレクトハイ消費電力Ｅは図１８のごときものとなり、燃料消費率fuelが2.2[cc/s]未満である間はEIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢがセレクトハイ消費電力Ｅとして選択され、燃料消費率fuelが2.2[cc/s]以上である間はEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴがセレクトハイ消費電力Ｅとして選択され、セレクトハイ消費電力Ｅは±10kＷの範囲内に収まって最大バッテリパワーが10kＷとなる。
なお、EIVT-LBモードでの燃料消費率fuelおよびEIVTモードでの燃料消費率fuelは図１９に示すごときものである。
【００５０】
図１８のセレクトハイ消費電力Ｅは、図２０に示すような燃料消費率fuelごとの燃料効率EFF[kJ/cc]を計算するためのもので、燃料効率EFF[kJ/cc]は次式により演算する。
EFF(i)＝｛E(i)-E(fuel0)｝／｛fuel(i)-fuel0｝・・・（９）
ここで基準燃料消費率fuel0は、図２０に示すように燃料効率EFF[kJ/cc]が最大になる最小燃料消費率fuelの値である。
図２０に示す燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値から、図２１に示すような燃料効率EFF[kJ/cc]とセレクトハイ消費電力Ｅとの関係、つまり、関数Ｅ＝g(EFF)を求める。
次に、基準燃料消費率fuel0を変えて（９）式を再演算することにより燃料効率EFF[kJ/cc]を求め、この燃料効率EFF[kJ/cc]をもとに関数Ｅ＝g(EFF)の次の点を算出する。
新しい基準燃料消費率fuel0は、燃料効率EFF[kJ/cc]が最大になる燃料消費率fuelに対応し、新しい最大値が図２１に示すように算出される。
上記の処理を、基準燃料消費率fuel0が燃料消費率fuelの最大値に達するまで、または、燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値が負値になるまで繰り返す。
【００５１】
上記の計算をハイブリッドコントローラ２１は、図５の制御プログラムにより実行する。
先ずステップＳ２１において、EIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴを前記した要領で算出する。
次のステップＳ２２において、これらEIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴのうち大きい方を選択して図１８のごときセレクトハイ消費電力Ｅを求める。
ステップＳ２３では、（９）式を用いて基準燃料消費率fuel0から図２０に例示する燃料消費率fuelごとの燃料効率EFF[kJ/cc]を算出する。
ステップＳ２４では、燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値max(EFF)が負値になったか否かをチェックし、負値になったら制御を終了させるが、それまでの間は、制御をステップＳ２５以降に進めて図２１に例示されるような前記の関数Ｅ＝g(EFF)を確立させる。
【００５２】
これがためステップＳ２５では関数Ｅ＝g(EFF)を求め、次いでステップＳ２６において、燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値max(EFF)に対応した燃料消費率fuelを基準燃料消費率fuel0にセットする。
ステップＳ２７では、この基準燃料消費率fuel0が燃料消費率fuelの最大値max(fuel)に達したか否かをチェックし、基準燃料消費率fuel0がmax(fuel)に達するまでは制御をステップＳ２３に戻して、ステップＳ２６で求め直した新たな基準燃料消費率fuel0を用いて燃料効率EFF[kJ/cc]を算出し直し、上記のループを繰り返す。
そしてステップＳ２７で基準燃料消費率fuel0が燃料消費率fuelの最大値max(fuel)に達したと判定した時に制御を終了させる。
図２１に示す関数Ｅ＝g(EFF)は、燃料効率EFF（バッテリ蓄電状態SOC）が８[kJ/cc]の時を境にして、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）がこれより低下する時にローブレーキL/Bが解放されたEIVTモードを選択し、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）がこれより増大した時にローブレーキL/Bが締結されたEIVT-LBモードを選択する。
【００５３】
以上の演算により、本実施の形態によればバッテリの消費電力Ｅごとに燃料消費率fuelができるだけ小さくなるようEIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うことから、当該モード切り替えに際して要求されるローブレーキL/Bの締結、解放切り替えが、バッテリ消費電力Ｅや、燃料消費率fuelを考慮して、この燃料消費率をできるだけ小さくする態様で行われることとなり、エンジンの燃費が悪くなるという懸念を払拭することができる。
【００５４】
図１３、図１５、図１６の第３領域（３）に動作点がある場合においても、動作点が第２領域（２）にある場合につき前述したと同様の演算を行うが、第３領域（３）では、バッテリ蓄電状態SOCが高い場合、ローブレーキL/Bを解放すべきEIVTモードを用い、バッテリ蓄電状態SOCが低い場合、ローブレーキL/Bを締結すべきEIVT-LBモードを用いる点が、第２領域（２）の場合と異なる。
【００５５】
動作点が、図１１のEIVT-LBモードおよびEIVTモードに兼用の領域にあるも、図１３の第２領域（２）および第３領域（３）から外れた位置にある場合は、図１３の第４領域（４）であって、EIVTモードでの電力が常にEIVT-LBモードでの電力より大きいことから、ローブレーキL/Bを常に解放させる。
【００５６】
ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEV-LBモード⇔EIVTモード切り替え時における演算処理、つまり、現在の車速VSP、要求駆動力Ｆ、およびバッテリ蓄電状態SOCで表される三次元座標上の動作点Ｐにおいて、EV-LBモードを選択すべきか、EIVTモードを選択すべきかの演算処理も、EIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替え時における前記した演算処理と同じである。
図２２は、燃料効率EFF（バッテリ蓄電状態SOCに等価）が５[kJ/cc]から１０[kJ/cc]へと変化する場合において、図１２のEV-LBモードおよびEIVTモードの兼用領域に相当する図１４の第３領域（３）内におけるEV-LBモード領域およびEIVTモード領域の振り分けが如何ように変化するかを示したものである。
【００５７】
燃料効率EFF（バッテリ蓄電状態SOC）が増大するとEV-LBモード（ローブレーキ締結）領域が拡大し、拡大領域が低車速側に発生する。
図２３は、車速VSP＝５km/h、要求駆動力Ｆ＝1000Nの時における燃料効率EFF[kJ/cc]を求めるのに用いる消費電力Ｅの変化特性を示す。特性線の第１点がEV-LBモードに相当し、残部がEIVTモードに相当する。
【００５８】
上記したEV-LBモード⇔EIVTモード切り替え制御によれば、ローブレーキL/Bの締結を必要とするEV-LBモードと、ローブレーキL/Bの解放を必要とするEIVTモードとの間における切り替えが、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）が低い場合は、ローブレーキL/Bの解放により充電電力が最大になるよう行われ、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）が高い場合は、ローブレーキL/Bの締結により放電電力が最小になるよう行われることとなり、バッテリを常に良好な蓄電状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による変速制御装置を適用し得るハイブリッド変速機を例示し、
（ａ）は、その線図的構成図、
（ｂ）は、その共線図である。
【図２】 同ハイブリッド変速機におけるエンジンクラッチおよびローブレーキL/Bの締結、解放の組み合わせと、制御モードとの関係を示す説明図である。
【図３】 同ハイブリッド変速機の制御システムを示すブロック線図である。
【図４】 同制御システムにおけるハイブリッドコントローラが実行する変速制御プログラムのフローチャートである。
【図５】 EIVT-LBモードとEIVTモードとの兼用領域でのEIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替え制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】 ハイブリッド変速機の動作点を示す三次元マップを示す線図である。
【図７】 EIVT-LBモード領域を示す領域線図である。
【図８】 EIVTモード領域を示す領域線図である。
【図９】 EV-LBモード領域を示す領域線図である。
【図１０】 EVモード領域を示す領域線図である。
【図１１】 図７に示すEIVT-LBモード領域と、図８に示すEIVTモード領域とを同じ図面上に示した領域線図である。
【図１２】 図８に示すEIVTモード領域と、図９に示すEV-LBモード領域とを同じ図面上に示した領域線図である。
【図１３】 EIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替え制御領域を示す、図１１に対応した領域線図である。
【図１４】 EIVTモードおよびEV-LBモード間の切り替え制御領域を示す、図１２に対応した領域線図である。
【図１５】 図１３の領域線図と図１４の領域線図とを同じ図面上に示した領域線図である。
【図１６】 図１３のEIVT-LBモードおよびEIVTモード切り替え制御領域におけるローブレーキ締結、解放切り替え境界線が、燃料効率EFFの変化につれて（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように変化する状況を示す領域線図である。
【図１７】 EIVT-LBモードでのバッテリ消費電力およびEIVTモードでのバッテリ消費電力を示す特性線図である。
【図１８】 EIVT-LBモードでのバッテリ消費電力およびEIVTモードでのバッテリ消費電力の大きい方を選択して求めたセレクトハイ消費電力を示す特性線図である。
【図１９】 EIVT-LBモードでの燃料消費率およびEIVTモードでの燃料消費率を示す特性線図である。
【図２０】 図１８のセレクトハイ消費電力から求めた燃料効率EFFの変化特性を示す特性線図である。
【図２１】 EIVT-LBモードおよびEIVTモードでのセレクトハイ消費電力と燃料効率EFFとの関係を示す線図である。
【図２２】 図１４のEV-LBモードおよびEIVTモード切り替え制御領域におけるローブレーキ締結、解放切り替え境界線が、燃料効率EFFの変化につれて（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように変化する状況を示す領域線図である。
【図２３】 EV-LBモードおよびEIVTモードでの消費電力と燃料消費率との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１ 変速機ケース
２ ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
３ 複合電流２層モータ
ENG エンジン（主動力源）
４ シングルピニオン遊星歯車組
５ ダブルピニオン遊星歯車組
６ カウンターシャフト
７ ディファレンシャルギヤ装置
８ 駆動車輪
９ エンジンクラッチ
14 出力歯車
MG1 第１モータ／ジェネレータ
MG2 第２モータ／ジェネレータ
S1 サンギヤ
S2 サンギヤ
P1 ショートピニオン
P2 ロングピニオン
R1 リングギヤ
R2 リングギヤ
C キャリア
L/B ローブレーキ
21 ハイブリッドコントローラ
22 エンジンコントローラ
23 モータコントローラ
24 インバータ
25 バッテリ
26 アクセル開度センサ
27 車速センサ
28 エンジン回転センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の主動力源とモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これら主動力源とモータ／ジェネレータとの間における差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種ハイブリッド変速機としては、例えば特許文献１に記載のように、遊星歯車組により構成した２自由度の差動装置を具え、該差動装置における回転メンバ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２個のモータ／ジェネレータを結合して無段変速を可能とし、更に、所定の回転メンバをローブレーキにより適宜固定可能として駆動力発生源である主動力源やモータ/ジェネレータからのトルクを増幅し得るようにしたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−０９４９７３号公報
【０００４】
このようなハイブリッド変速機においては、主動力源からの動力を用いず両モータ/ジェネレータからの動力のみにより駆動系への出力を決定するEVモードと、ローブレーキを締結した状態で両モータ/ジェネレータからの動力のみにより駆動系への出力を決定するEV-LBモードと、主動力源からの動力および両モータ/ジェネレータからの動力により駆動系への出力を決定するEIVTモードと、ローブレーキを締結した状態で主動力源からの動力および両モータ/ジェネレータからの動力により駆動系への出力を決定するEIVT-LBモードとの４動作モードが考えられる。
【０００５】
各動作モードは、全ての領域で有用であるという訳ではなく、各々得意な領域があり、図６に示すような車速VSP、要求駆動力Ｆ（車速VSPおよびアクセルペダル踏み込み量APOから求め得る）、およびモータ/ジェネレータ用バッテリの蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の三次元座標上に得意な領域が定められる。
図６において動作点Ｐは、車速VSP＝VSPx、要求駆動力Ｆ＝Fx、およびバッテリ蓄電状態SOC＝SOCxの組み合わせとして表される。
上記各モードごとの得意な領域を、或るバッテリ蓄電状態の時について例示すると、EIVT-LBモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図７のごとくに示され、EIVTモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図８のごとくに表され、EV-LBモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図９のごとくに表され、EVモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に図１０のごとくに表される。
【０００６】
従って、図７に示すEIVT-LBモード領域と図８に示すEIVTモード領域とを共通な二次元座標上に表した図１１から明らかなように、これら領域が重ならないそれぞれのモードの専用領域と、これら領域が重なった両モードの兼用領域とが発生し、兼用領域においては、一方のEIVT-LBモードがローブレーキを使用するモード、他方のEIVTモードがローブレーキを使用しないモードであることから、ローブレーキを締結、解放切り替えする必要がある。
また、図８に示すEIVTモード領域と図９に示すEV-LBモード領域とを共通な二次元座標上に表した図１１から明らかなように、これらモード間においても、２個の領域が重なった兼用領域において、一方のEV-LBモードがローブレーキを使用するモード、他方のEIVTモードがローブレーキを使用しないモードであることから、ローブレーキを締結、解放切り替えする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記文献に記載のハイブリッド変速機においては、ローブレーキの締結、解放切り替えを行うに際し、バッテリ消費電力[ｋＷ]や、燃料効率EFF（主動力源が消費した燃料1cc当たりの発生電力）を考慮して当該切り替え制御を行っていないため、主動力源の燃費が悪くなることが懸念される。
【０００８】
本発明は、ローブレーキを締結状態と解放状態との間で状態切り替えする必要のあるモード切り替えを、車速、要求駆動力、およびバッテリ蓄電状態に応じ主動力源の低燃費が達成されるような態様で行わせ得るようにし、もって上記の問題を解消したハイブリッド変速機の変速制御装置を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるハイブリッド変速機の変速制御装置は、請求項１に記載のごとくに構成する。
ハイブリッド変速機は、２自由度の差動装置を構成する回転メンバのうち、共線図上の内側に位置する２個の回転メンバの一方に主動力源からの入力、他方に駆動系への出力をそれぞれ結合し、共線図上の外側に位置する２個の回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合する。
そして、共線図上において、上記出力を結合した回転メンバと、共線図上でこの出力に近い出力側のモータ／ジェネレータを結合した回転メンバとの間における回転メンバにローブレーキを結合する。
【００１０】
ハイブリッド変速機の変速制御装置は、このローブレーキを締結した状態で主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い上記出力への動力を決定するEIVT-LBモードと、ローブレーキを解放した状態で主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い上記出力への動力を決定するEIVTモードとを有するが、
バッテリ消費電力の正側最大値および負側最大値間における値ごとに燃料消費率ができるだけ小さくなるよう、EIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うよう構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の効果】
上記の構成になる変速制御装置によれば、バッテリの消費電力ごとに燃料消費率ができるだけ小さくなるようEIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うことから、
当該モード切り替えに際して要求されるローブレーキの締結、解放切り替えが、バッテリ消費電力や、燃料消費率を考慮して、この燃料消費率をできるだけ小さくする態様で行われることとなり、主動力源の燃費が悪くなるという従来の懸念を払拭することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施の形態になる変速制御装置を適用可能なハイブリッド変速機を例示し、これを本実施の形態においては前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして構成する。
図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）左側にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また図の右側に複合電流２層モータ３を内蔵させる。
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の更に左側には、変速機ケース１の外側であるが、エンジン（主動力源）ENGを配置する。
【００１３】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２、エンジンENG、および複合電流２層モータ３は、ハイブリッド変速機の主軸線上に同軸に配置して変速機ケース１内に取り付けるが、変速機ケース１内には更に、上記の主軸線からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト６およびディファレンシャルギヤ装置７をも内蔵させ、
ディファレンシャルギヤ装置７に左右駆動車輪８を駆動結合する。
【００１４】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ロングピニオンP2およびリングギヤR2を共有するシングルピニオン遊星歯車組４およびダブルピニオン遊星歯車組５の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組４をダブルピニオン遊星歯車組５に対しエンジンENGに近い側に配置する。
シングルピニオン遊星歯車組４はサンギヤS2およびリングギヤR2にそれぞれロングピニオンP2を噛合させた構造とし、
ダブルピニオン遊星歯車組５は共有ピニオンP2の他に、サンギヤS1およびリングギヤR1と、これらに噛合した大径のショートピニオンP1を有し、当該ショートピニオンP1を共有ピニオンP2に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組４，５のピニオンP1,P2を全て、共通なキャリアCにより回転自在に支持する。
【００１５】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤS1、サンギヤS2、リングギヤR1、リングギヤR2、およびキャリアCの５個の回転メンバを主たる要素とし、これら５個のメンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置を構成する。
そして５個の回転メンバの回転速度順は、図１（ｂ）の共線図に示すごとく、サンギヤS1、リングギヤR2、キャリアC、リングギヤR1、サンギヤS2の順番である。
【００１６】
複合電流２層モータ３は、内側ロータ3riと、これを包囲する環状の外側ロータ3roとを、変速機ケース１内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ3riおよび外側ロータ3ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステータ3ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状コイル3ｓと内側ロータ3riとで内側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータMG1を構成し、環状コイル3ｓと外側ロータ3roとで外側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータMG2を構成する。
ここでモータ／ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、 複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加した時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００１７】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の上記した５個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図１（ｂ）の共線図にも示したが、サンギヤS1、リングギヤR2、キャリアC、リングギヤR1、サンギヤS2の順に、第１のモータ／ジェネレータMG1、主動力源であるエンジンENGからの入力、車輪駆動系への出力（Out）、ローブレーキL/B、第２のモータ／ジェネレータMG2を結合する。
【００１８】
この結合を図１（ａ）に基づき以下に詳述するに、リングギヤR2を上記の通りエンジン回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤR2にエンジンクラッチ９を介してエンジンENGのクランクシャフトを結合する。
サンギヤS1は、これからエンジンENGと反対の後方へ延在する中空軸１１を介して第１のモータ／ジェネレータMG1（ロータ4ri）に結合し、このモータ／ジェネレータMG1および中空軸１１を遊嵌する中心軸１２を介してサンギヤS2を第２のモータ／ジェネレータMG2（ロータ4ro）に結合する。
そして、リングギヤR1と変速機ケース１との間にローブレーキL/Bを設け、このローブレーキL/BによりリングギヤR1を固定可能とする。
【００１９】
キャリアＣを前記のごとく、車輪駆動系へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアＣに中空のコネクティングメンバ（出力軸）１３を介して出力歯車１４を結合し、これをラビニョオ型プラネタリギヤセット２および複合電流２層モータ３間に配置して変速機ケース１内に回転自在に支持する。
出力歯車１４は、カウンターシャフト６上のカウンター歯車１５に噛合させ、出力歯車１４からの変速機出力回転が、カウンター歯車１５を経由し、その後、カウンターシャフト６を経てディファレンシャルギヤ装置７に至り、このディファレンシャルギヤ装置により左右駆動車輪８に分配されるものとし、これらで車輪駆動系を構成する。
【００２０】
上記の構成になるハイブリッド変速機は図１（ｂ）に示すような共線図により表すことができ、この共線図の横軸は遊星歯車組４，５のギヤ比により決まる回転メンバ間の距離の比、つまりリングギヤR2およびキャリアC間の距離を１とした時のサンギヤS1およびリングギヤR2間の距離の比をαで示し、キャリアCおよびサンギヤS2間の距離をβで示し、キャリアCおよびリングギヤR1間の距離をγで示したものである。
また共線図の縦軸は、各回転メンバの回転速度、つまりリングギヤR2へのエンジン回転数Ne、サンギヤS1（モータ／ジェネレータMG1）の回転数N1、キャリアCからの出力（Out）回転数No、およびサンギヤS2（モータ／ジェネレータMG2）の回転数N2、およびローブレーキL/Bにより固定され得るリングギヤR1の回転数を示し、２個の回転メンバの回転速度が決まれば他の２個の回転メンバの回転速度が決まる。
【００２１】
図１（ｂ）の共線図により上記ハイブリッド変速機の変速動作を以下に説明するに、前進（正）回転出力時の変速動作としてEVモードと、EV-LBモードと、EIVTモードと、EIVT-LBモードの４モードが存在し、後退（逆）回転出力用のREV変速動作が存在する。
EVモードは、図２に示すようにエンジンクラッチ９を解放すると共にローブレーキL/Bも解放した状態で、図１（ｂ）にレバーEVにより例示するごとく、エンジンENGからの動力を用いず両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力のみにより駆動系への出力Outを決定する。
EV-LBモードは、図２に示すようにローブレーキL/Bを締結した状態でEVモードと同様にエンジンENGからの動力を用いず両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力のみにより駆動系への出力Outを決定するモードで、変速状態を図１（ｂ）にレバーEV-LBにより例示するごとくローブレーキL/Bの締結に伴うレバー比によりEVモードよりも大トルクを出力することができる。
【００２２】
EIVTモードは、図２に示すようにエンジンクラッチ９を締結すると共にローブレーキL/Bを解放した状態で、図１（ｂ）にレバーEIVTにより例示するごとく、エンジンENGからの動力および両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力により駆動系への出力Outを決定する。
EIVT-LBモードは、図２に示すようにローブレーキL/Bを締結した状態でEIVTモードと同様エンジンENGからの動力および両モータ／ジェネレータMG1,MG2（または一方のモータ/ジェネレータ）からの動力により駆動系への出力Outを決定するモードで、変速状態を図１（ｂ）にレバーEIVT-LBにより例示するごとくローブレーキL/Bの締結に伴うレバー比によりEIVTモードよりも大トルクを出力することができる。
【００２３】
後退（逆）回転出力用のREV変速動作は、図１（ｂ）にレバーREVとして示すように、エンジンENGからの動力に依存することなく、ローブレーキL/Bの解放状態で、モータ／ジェネレータMG1の正回転、またはモータ／ジェネレータMG2の逆回転、或いはこれら双方により、キャリアCから出力（Out）へ逆回転が出力される変速状態である。
【００２４】
ローブレーキL/Bを締結しない状態でモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力のみを用いるEVモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2および回転数N1,N2は、変速機出力トルクTo（要求駆動力Fに比例）および変速機出力回転数No（車速VSPに比例）を用いた次式により求め得る。
Ｎ2＝｛1／（1+α）｝｛-βＮ1+（1+α+β）Ｎo｝・・・（１）
Ｔ1＝｛β／（1+α+β）｝Ｔo ・・・（２）
Ｔ2＝｛（1+α）／（1+α+β）｝Ｔo ・・・(２)
これら（１）式および（２）式と、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびバッテリの特性とから、当該EVモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に例えば図１０のごとくに設定される。
【００２５】
ローブレーキL/Bを締結した状態でEVモードと同じ変速動作を行うEV-LBモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2および回転数N1,N2は、変速機出力トルクToおよび変速機出力回転数Noを用いた次式により求め得る。（TLはローブレーキL/Bのトルク）
Ｎ1＝｛（1+α+γ）／γ｝Ｎo ・・・（３）
Ｎ2＝｛（γ-β）／γ｝Ｎo ・・・ (３)
Ｔ2＝｛１／（β-γ）｝｛（1+α+γ）Ｔ1-γＴo｝・・・（４）
ＴＬ＝Ｔo-Ｔ1-Ｔ2 ・・・(４)
これら（３）式および（４）式と、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびバッテリの特性とから、当該EV-LBモード領域は車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に例えば図９のごとくに設定される。
【００２６】
ローブレーキL/Bを締結しない状態でエンジンENGからの動力（トルクTe、回転数Ne）およびモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力の双方を用いるEIVTモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2および回転数N1,N2は、変速機出力トルクToおよび変速機出力回転数Noと、エンジントルクTeおよびエンジン回転数Neを用いた次式により求め得る。
Ｎ1＝-αＮo+（1+α）Ｎe ・・・（５）
Ｎ2＝（1+β）Ｎo-βＮe ・・・ (５)
Ｔ1＝｛１／（1+α+β）｝{βＴo-（1+β）Ｔe}・・・（６）
Ｔ2＝Ｔo-Ｔ1-Ｔe ・・・(６)
これら（５）式および（６）式と、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびバッテリ並びにエンジンENGの特性とから、当該EIVTモード領域は車速VSPおよび要求駆動力F並びにバッテリの蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に応じて決まり、車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に表すと例えば図８のごとくに設定される。
【００２７】
ローブレーキL/Bを締結した状態でEIVTモードと同じ変速動作を行うEIVT-LBモードの場合、モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数N1,N2およびエンジン回転数Neは変速機出力回転数Noを用いた以下の（７）式により表され、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2と、変速機出力トルクToと、エンジントルクTeと、ローブレーキL/BのトルクTLとの間には以下の（８）式の関係が成立する。
Ｎ1＝｛（1+α+γ）／γ｝Ｎo ・・・（７）
Ｎ2＝｛（β-γ）／γ｝Ｎo ・・・（７）
Ｎe＝｛（1+γ）／γ｝Ｎo ・・・（７）
ＴＬ＝Ｔo-Ｔ1-Ｔ2-Ｔe ・・・（８）
Ｔ2＝｛1／（β-γ）｝{-γＴo-（1+α＋γ）Ｔ1＋（1+γ）Ｔe}・・・（８）
当該EIVT-LBモード領域は、車速VSPおよび要求駆動力F並びにバッテリの蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に応じて決まり、車速VSPおよび要求駆動力Fの二次元座標上に表すと例えば図７のごとくに設定される。
【００２８】
上記４モード領域のうち、図７に示すEIVT-LBモード領域と図８に示すEIVTモード領域とが重なった図１１に示すEIVT-LBモードおよびEIVTモードの兼用領域では、ローブレーキL/Bを使用するEIVT-LBモードとローブレーキL/Bを使用しないEIVTモードとの間でのモード切り替えが発生し、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えが必要になる。
また、図８に示すEIVTモード領域と図９に示すEV-LBモード領域とが重なった図１２に示すEV-LBモードおよびEIVTモードの兼用領域では、ローブレーキL/Bを使用するEV-LBモードとローブレーキL/Bを使用しないEIVTモードとの間でのモード切り替えが発生し、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えが必要になる。
【００２９】
本実施の形態においては、かかるローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うモード切り替えを、エンジンENGの低燃費が達成されるように行う。
また、ローブレーキL/Bは前記した通りエンジントルクやモータトルクを増大し得る特長があり、ローブレーキL/Bの使用（締結）、不使用（解放）領域の決定に当たっては特に注意が必要である。
【００３０】
上記したローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うモード切り替え制御およびその他各モードでの変速動作制御を行うハイブリッド変速機の変速制御システムは図３に示すごとくに構成する。
２１は、エンジンENGおよびハイブリッド変速機の統合制御を司るハイブリッドコントローラ２１で、このハイブリッドコントローラ２１はエンジンENGの目標トルクtTeおよび目標回転数tNeに関する指令、エンジンクラッチ９のON,OFF（締結、解放）指令、およびローブレーキL/BのON,OFF（締結、解放）指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２はエンジンENGを当該目標値tTe，tNeが達成されるよう運転させると共にエンジンクラッチ９およびローブレーキL/Bを指令通りにON,OFF（締結、解放）制御する。
【００３１】
ハイブリッドコントローラ２１は更に、モータ／ジェネレータMG1,MG2の目標トルクtT1，tT2および目標回転数tN1,tN2に関する指令信号をモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３はインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータMG1,MG2をそれぞれ、上記した目標トルクtT1，tT2および目標回転数tN1,tN2が達成されるよう制御する。
【００３２】
これがためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量からアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ２６からの信号と、車速VSP（出力回転数Noに比例）を検出する車速センサ２７からの信号と、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ２８からの信号とを入力する。
ハイブリッドコントローラ２１は、アクセルペダル踏み込み量APOおよび車速VSPから求め得る要求駆動力F、車速VSPおよびバッテリ２５の蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）から運転者が希望する運転状態を実現するように、モード選択を行うと共に選択モードに応じた変速制御を実行して、上記した目標エンジントルクtTe、目標エンジン回転数tNe、目標モータ／ジェネレータ回転数tN1,tN2、および目標モータ／ジェネレータトルクtT1，tT2を決定して指令するものとする。
【００３３】
なおハイブリッドコントローラ２１に入力する回転速度情報は、上記したエンジン回転数Neおよび車速VSP（出力回転数No）に限られるものではなく、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２で構成する差動装置が２自由度のものであることから、当該ラビニョオ型プラネタリギヤセット２内における回転メンバのいずれか２個の回転速度をハイブリッドコントローラ２１に入力してもよい。
【００３４】
図４は、上記のハイブリッドコントローラ２１が実行する制御プログラムを示し、先ずステップＳ１１において車速VSP、要求駆動力F、およびバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）から、三次元マップをもとにモードを選択する。
ステップＳ１２では選択モードがEV-LBモードか否かをチェックし、ステップＳ１４では選択モードがEIVTモードか否かをチェックし、ステップＳ１６では選択モードがEIVT-LBモードか否かをチェックする。
【００３５】
ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６で、EV-LBモードでもなく、EIVTモードでもなく、EIVT-LBモードでもないと判定する時は、EVモードが選択されているから制御をステップＳ１８に進め、ここで、EVモード用の三次元マップからモータ／ジェネレータMG1の目標回転数tN1を検索し、この目標回転数tN1および車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（１）式からモータ／ジェネレータMG2の目標回転数tN2を算出し、目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて（２）式からモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標トルクtT1,tT2を算出する。
【００３６】
EV-LBモードが選択されている場合ステップＳ１３において、EV-LBモード用の三次元マップからモータ／ジェネレータMG1の目標トルクtT1を検索し、この目標トルクtT1および目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて（４）式からモータ／ジェネレータMG2の目標トルクtT2を算出し、車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（３）式からモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標回転数tN1,tN2を算出する。
【００３７】
EIVTモードが選択されている場合ステップＳ１５において、EIVTモード用の三次元マップから目標エンジントルクtTeおよび目標エンジン回転数tNeを検索し、この目標エンジン回転数tNeおよび車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（５）式からモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標回転数tN1,tN2を算出し、目標エンジントルクtTeおよび目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて前記（６）式からモータ／ジェネレータMG1の目標トルクtT1を算出すると共に、目標エンジントルクtTeおよび目標トルクtT1並びに目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて前記（６）式からモータ／ジェネレータMG2の目標トルクtT2を算出する。
【００３８】
EIVT-LBモードが選択されている場合ステップＳ１９において、EIVT-LBモード用の三次元マップから目標エンジントルクtTeおよびモータ／ジェネレータMG1の目標トルクtT1を検索し、車速VSP（出力回転数No）を用いて前記（７）式から目標エンジン回転数tNeおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2の目標回転数tN1,tN2を算出すると共に、目標エンジントルクtTeおよび目標トルクtT1並びに目標駆動力F（出力トルクTo）を用いて前記（８）式からモータ／ジェネレータMG2の目標トルクtT2を算出する。
【００３９】
図４のステップＳ１１で行うモード選択のうち、本発明に係わるローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うモード選択は図５に示すごときものである。
図５の制御プログラムを説明する前に、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替えについて図１３を参照しつつ以下に詳述する。
図１３は図１１に対応するもので、図１１におけるEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の大要求駆動力域のみに、つまり、EIVT-LBモード専用領域である第１領域（１）の直下域のみに、EIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域に相当する低車速側の第２領域（２）および高車速側の第３領域（３）を設定し、図１１におけるEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の残部領域をEIVTモード専用領域として本来のEIVTモード専用領域と合流させ、EIVTモード専用領域に相当する第４領域（４）を設定する。
【００４０】
第１領域（１）は、上記の通りEIVT-LBモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時締結される。
第４領域（４）は、上記の通りEIVTモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時解放される。
低車速側の第２領域（２）および高車速側の第３領域（３）は、上記の通りEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域であるため、これら領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に応じて締結から解放、または逆に解放から締結に切り替えられる。
【００４１】
低車速側の第２領域（２）においては、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きい場合、ローブレーキL/Bを締結させるべきEIVT-LBモードを選択するが、バッテリ蓄電状態SOCが蓄電量低下中である場合、ローブレーキL/Bを解放させるべきEIVTモードに切り替える。
もちろん、同じ動作点でもバッテリ蓄電状態SOCに応じてローブレーキL/BのON,OFF切り替えは異なり、バッテリ蓄電状態SOCが大きければローブレーキL/Bを締結し、バッテリ蓄電状態SOCが小さければローブレーキL/Bを解放する。
【００４２】
高車速側の第３領域（３）においては、バッテリ蓄電状態SOCが大きい場合、ローブレーキL/Bを解放させるべきEIVTモードを選択し、バッテリ蓄電状態SOCが小さい場合、ローブレーキL/Bを締結させるべきEIVT-LBモードを選択する。
なお、EIVTモードおよびEIVT-LBモードでのバッテリ蓄電状態SOCに応じた消費電力によりローブレーキL/BのON,OFFを制御し、例えば、EIVTモードでの消費電力がEIVT-LBモードでの消費電力より小さい場合、ローブレーキL/Bを使用する。
【００４３】
次に、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEV-LBモード⇔EIVTモード切り替えについて図１４を参照しつつ詳述する。
図１４は図１２に対応するもので、図１２におけるEV-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の低車速域のみに、つまり、EV-LBモード専用領域である第１領域（１）の直下域のみに、EV-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域に相当する第３領域（３）を設定し、図１２におけるEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用領域に対応した領域の高車速側残部領域をEIVTモード専用領域として本来のEIVTモード専用領域と合流させ、EIVTモード専用領域に相当する第２領域（２）を設定する。
【００４４】
第１領域（１）は、上記の通りEV-LBモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時締結される。
第２領域（２）は、上記の通りEIVTモード専用領域であるため、この領域でローブレーキL/Bはバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）の如何にかかわらず常時解放される。
第３領域（３）は、上記の通りEV-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域であり、この領域では、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きい場合、ローブレーキL/Bを締結させるべきEV-LBモードを選択し、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が小さい場合、ローブレーキL/Bを解放させるべきEIVTモードを選択する。
なお、EIVTモードおよびEIVT-LBモードでのバッテリ蓄電状態SOCに応じた消費電力によりローブレーキL/BのON,OFFを制御し、例えば、EIVTモードでの消費電力がEIVT-LBモードでの消費電力より小さい場合、ローブレーキL/Bを使用する。
【００４５】
上記したローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替えおよびEV-LBモード⇔EIVTモード切り替えを共通の座標系に表すと図１５に示すごとくになり、この図において第１領域（１）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に関係なくローブレーキL/Bを常に締結する領域であり、
第２領域（２）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きいときローブレーキL/Bを締結させ、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が小さいときローブレーキL/Bを解放させるようにローブレーキL/BのON,OFF切り替えを行う領域であり、
第３領域（３）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が大きいときローブレーキL/Bを解放させ、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が小さいときローブレーキL/Bを締結させるようにローブレーキL/BのON,OFF切り替えを行う領域であり、
第４領域（４）は、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）に関係なくローブレーキL/Bを常に解放する領域である。
【００４６】
次に、ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替え時における演算処理、つまり、現在の車速VSP、要求駆動力Ｆ、およびバッテリ蓄電状態SOCで表される三次元座標上の動作点Ｐにおいて、EIVT-LBモードを選択すべきか、EIVTモードを選択すべきかの演算処理を、動作点Ｐが（VSP＝20km/h、Ｆ＝3000N、SOC＝変化中）である場合について詳述する。
この動作点Ｐは図１３の第２領域（２）内に位置し、図１６に示すようにバッテリ蓄電状態SOCが高い時（燃料効率EFFが高い時）はローブレーキL/Bを締結させ、バッテリ蓄電状態SOCが低い時（燃料効率EFFが低い時）はローブレーキL/Bを解放させる。
【００４７】
第２領域（２）は、燃料効率EFF[kJ/cc]の低下につれてローブレーキL/Bの解放域が増大し、その分ローブレーキL/Bの締結域が増大する。燃料効率EFFはバッテリ蓄電状態SOCと密接に関連し、バッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が高い場合、充電の必要がないから燃料効率EFFも高い。逆にバッテリ蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）が低い場合、充電の必要があるから燃料効率EFFも低い。
【００４８】
演算処理の手順は以下の通りである。
図１７は、車速VSPが20km/hで、要求駆動力Ｆが3000Nである時の、燃料消費率Fuel[cc/s]に対する変速機消費電力Ｅ[k/Ｗ]の変化割合を示し、EIVT-LBモードでのそれをＥＬＢにより、またEIVTモードでのそれをＥＥＩＶＴにより示す。
これらEIVT-LBモードおよびEIVTモードにおいて、エンジンENGの回転数およびトルクの組み合わせで表される動作点（Ne,Te）、およびモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数およびトルクの組み合わせで表される動作点（N1,T1），（N2,T2）は、モードに対応する前記（３）式〜（８）式により、また、エンジンENGおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2の特性を用い、そして、車速VSP要求駆動力Ｆから算出する。
これら回転数Ne, N1, N2およびトルクTe, T1，T2を用いて、EIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴを図１７のように求めることができる。
【００４９】
これらEIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴのうち大きい方を選択すると、セレクトハイ消費電力Ｅは図１８のごときものとなり、燃料消費率fuelが2.2[cc/s]未満である間はEIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢがセレクトハイ消費電力Ｅとして選択され、燃料消費率fuelが2.2[cc/s]以上である間はEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴがセレクトハイ消費電力Ｅとして選択され、セレクトハイ消費電力Ｅは±10kＷの範囲内に収まって最大バッテリパワーが10kＷとなる。
なお、EIVT-LBモードでの燃料消費率fuelおよびEIVTモードでの燃料消費率fuelは図１９に示すごときものである。
【００５０】
図１８のセレクトハイ消費電力Ｅは、図２０に示すような燃料消費率fuelごとの燃料効率EFF[kJ/cc]を計算するためのもので、燃料効率EFF[kJ/cc]は次式により演算する。
EFF(i)＝｛E(i)-E(fuel0)｝／｛fuel(i)-fuel0｝・・・（９）
ここで基準燃料消費率fuel0は、図２０に示すように燃料効率EFF[kJ/cc]が最大になる最小燃料消費率fuelの値である。
図２０に示す燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値から、図２１に示すような燃料効率EFF[kJ/cc]とセレクトハイ消費電力Ｅとの関係、つまり、関数Ｅ＝g(EFF)を求める。
次に、基準燃料消費率fuel0を変えて（９）式を再演算することにより燃料効率EFF[kJ/cc]を求め、この燃料効率EFF[kJ/cc]をもとに関数Ｅ＝g(EFF)の次の点を算出する。
新しい基準燃料消費率fuel0は、燃料効率EFF[kJ/cc]が最大になる燃料消費率fuelに対応し、新しい最大値が図２１に示すように算出される。
上記の処理を、基準燃料消費率fuel0が燃料消費率fuelの最大値に達するまで、または、燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値が負値になるまで繰り返す。
【００５１】
上記の計算をハイブリッドコントローラ２１は、図５の制御プログラムにより実行する。
先ずステップＳ２１において、EIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴを前記した要領で算出する。
次のステップＳ２２において、これらEIVT-LBモードでの消費電力ＥＬＢおよびEIVTモードでの消費電力ＥＥＩＶＴのうち大きい方を選択して図１８のごときセレクトハイ消費電力Ｅを求める。
ステップＳ２３では、（９）式を用いて基準燃料消費率fuel0から図２０に例示する燃料消費率fuelごとの燃料効率EFF[kJ/cc]を算出する。
ステップＳ２４では、燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値max(EFF)が負値になったか否かをチェックし、負値になったら制御を終了させるが、それまでの間は、制御をステップＳ２５以降に進めて図２１に例示されるような前記の関数Ｅ＝g(EFF)を確立させる。
【００５２】
これがためステップＳ２５では関数Ｅ＝g(EFF)を求め、次いでステップＳ２６において、燃料効率EFF[kJ/cc]の最大値max(EFF)に対応した燃料消費率fuelを基準燃料消費率fuel0にセットする。
ステップＳ２７では、この基準燃料消費率fuel0が燃料消費率fuelの最大値max(fuel)に達したか否かをチェックし、基準燃料消費率fuel0がmax(fuel)に達するまでは制御をステップＳ２３に戻して、ステップＳ２６で求め直した新たな基準燃料消費率fuel0を用いて燃料効率EFF[kJ/cc]を算出し直し、上記のループを繰り返す。
そしてステップＳ２７で基準燃料消費率fuel0が燃料消費率fuelの最大値max(fuel)に達したと判定した時に制御を終了させる。
図２１に示す関数Ｅ＝g(EFF)は、燃料効率EFF（バッテリ蓄電状態SOC）が８[kJ/cc]の時を境にして、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）がこれより低下する時にローブレーキL/Bが解放されたEIVTモードを選択し、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）がこれより増大した時にローブレーキL/Bが締結されたEIVT-LBモードを選択する。
【００５３】
以上の演算により、本実施の形態によればバッテリの消費電力Ｅごとに燃料消費率fuelができるだけ小さくなるようEIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うことから、当該モード切り替えに際して要求されるローブレーキL/Bの締結、解放切り替えが、バッテリ消費電力Ｅや、燃料消費率fuelを考慮して、この燃料消費率をできるだけ小さくする態様で行われることとなり、エンジンの燃費が悪くなるという懸念を払拭することができる。
【００５４】
図１３、図１５、図１６の第３領域（３）に動作点がある場合においても、動作点が第２領域（２）にある場合につき前述したと同様の演算を行うが、第３領域（３）では、バッテリ蓄電状態SOCが高い場合、ローブレーキL/Bを解放すべきEIVTモードを用い、バッテリ蓄電状態SOCが低い場合、ローブレーキL/Bを締結すべきEIVT-LBモードを用いる点が、第２領域（２）の場合と異なる。
【００５５】
動作点が、図１１のEIVT-LBモードおよびEIVTモードに兼用の領域にあるも、図１３の第２領域（２）および第３領域（３）から外れた位置にある場合は、図１３の第４領域（４）であって、EIVTモードでの電力が常にEIVT-LBモードでの電力より大きいことから、ローブレーキL/Bを常に解放させる。
【００５６】
ローブレーキL/Bの締結、解放切り替えを伴うEV-LBモード⇔EIVTモード切り替え時における演算処理、つまり、現在の車速VSP、要求駆動力Ｆ、およびバッテリ蓄電状態SOCで表される三次元座標上の動作点Ｐにおいて、EV-LBモードを選択すべきか、EIVTモードを選択すべきかの演算処理も、EIVT-LBモード⇔EIVTモード切り替え時における前記した演算処理と同じである。
図２２は、燃料効率EFF（バッテリ蓄電状態SOCに等価）が５[kJ/cc]から１０[kJ/cc]へと変化する場合において、図１２のEV-LBモードおよびEIVTモードの兼用領域に相当する図１４の第３領域（３）内におけるEV-LBモード領域およびEIVTモード領域の振り分けが如何ように変化するかを示したものである。
【００５７】
燃料効率EFF（バッテリ蓄電状態SOC）が増大するとEV-LBモード（ローブレーキ締結）領域が拡大し、拡大領域が低車速側に発生する。
図２３は、車速VSP＝５km/h、要求駆動力Ｆ＝1000Nの時における燃料効率EFF[kJ/cc]を求めるのに用いる消費電力Ｅの変化特性を示す。特性線の第１点がEV-LBモードに相当し、残部がEIVTモードに相当する。
【００５８】
上記したEV-LBモード⇔EIVTモード切り替え制御によれば、ローブレーキL/Bの締結を必要とするEV-LBモードと、ローブレーキL/Bの解放を必要とするEIVTモードとの間における切り替えが、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）が低い場合は、ローブレーキL/Bの解放により充電電力が最大になるよう行われ、燃料効率EFF[kJ/cc]（バッテリ蓄電状態SOC）が高い場合は、ローブレーキL/Bの締結により放電電力が最小になるよう行われることとなり、バッテリを常に良好な蓄電状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による変速制御装置を適用し得るハイブリッド変速機を例示し、
（ａ）は、その線図的構成図、
（ｂ）は、その共線図である。
【図２】 同ハイブリッド変速機におけるエンジンクラッチおよびローブレーキL/Bの締結、解放の組み合わせと、制御モードとの関係を示す説明図である。
【図３】 同ハイブリッド変速機の制御システムを示すブロック線図である。
【図４】 同制御システムにおけるハイブリッドコントローラが実行する変速制御プログラムのフローチャートである。
【図５】 EIVT-LBモードとEIVTモードとの兼用領域でのEIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替え制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】 ハイブリッド変速機の動作点を示す三次元マップを示す線図である。
【図７】 EIVT-LBモード領域を示す領域線図である。
【図８】 EIVTモード領域を示す領域線図である。
【図９】 EV-LBモード領域を示す領域線図である。
【図１０】 EVモード領域を示す領域線図である。
【図１１】 図７に示すEIVT-LBモード領域と、図８に示すEIVTモード領域とを同じ図面上に示した領域線図である。
【図１２】 図８に示すEIVTモード領域と、図９に示すEV-LBモード領域とを同じ図面上に示した領域線図である。
【図１３】 EIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替え制御領域を示す、図１１に対応した領域線図である。
【図１４】 EIVTモードおよびEV-LBモード間の切り替え制御領域を示す、図１２に対応した領域線図である。
【図１５】 図１３の領域線図と図１４の領域線図とを同じ図面上に示した領域線図である。
【図１６】 図１３のEIVT-LBモードおよびEIVTモード切り替え制御領域におけるローブレーキ締結、解放切り替え境界線が、燃料効率EFFの変化につれて（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように変化する状況を示す領域線図である。
【図１７】 EIVT-LBモードでのバッテリ消費電力およびEIVTモードでのバッテリ消費電力を示す特性線図である。
【図１８】 EIVT-LBモードでのバッテリ消費電力およびEIVTモードでのバッテリ消費電力の大きい方を選択して求めたセレクトハイ消費電力を示す特性線図である。
【図１９】 EIVT-LBモードでの燃料消費率およびEIVTモードでの燃料消費率を示す特性線図である。
【図２０】 図１８のセレクトハイ消費電力から求めた燃料効率EFFの変化特性を示す特性線図である。
【図２１】 EIVT-LBモードおよびEIVTモードでのセレクトハイ消費電力と燃料効率EFFとの関係を示す線図である。
【図２２】 図１４のEV-LBモードおよびEIVTモード切り替え制御領域におけるローブレーキ締結、解放切り替え境界線が、燃料効率EFFの変化につれて（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように変化する状況を示す領域線図である。
【図２３】 EV-LBモードおよびEIVTモードでの消費電力と燃料消費率との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１ 変速機ケース
２ ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
３ 複合電流２層モータ
ENG エンジン（主動力源）
４ シングルピニオン遊星歯車組
５ ダブルピニオン遊星歯車組
６ カウンターシャフト
７ ディファレンシャルギヤ装置
８ 駆動車輪
９ エンジンクラッチ
14 出力歯車
MG1 第１モータ／ジェネレータ
MG2 第２モータ／ジェネレータ
S1 サンギヤ
S2 サンギヤ
P1 ショートピニオン
P2 ロングピニオン
R1 リングギヤ
R2 リングギヤ
C キャリア
L/B ローブレーキ
21 ハイブリッドコントローラ
22 エンジンコントローラ
23 モータコントローラ
24 インバータ
25 バッテリ
26 アクセル開度センサ
27 車速センサ
28 エンジン回転センサ
Claims (6)
- 共線図上に配置される回転メンバとして複数個の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、
前記回転メンバのうち、共線図上の内側に位置する２個の回転メンバの一方に主動力源からの入力、他方に駆動系への出力をそれぞれ結合し、
共線図上の外側に位置する２個の回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合し、
共線図上において、前記出力を結合した回転メンバと、共線図上で該出力に近い出力側モータ／ジェネレータを結合した回転メンバとの間における回転メンバにローブレーキを結合し、
このローブレーキを締結した状態で前記主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い前記出力への動力を決定するEIVT-LBモードと、前記ローブレーキを解放した状態で前記主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い前記出力への動力を決定するEIVTモードとを少なくとも有したハイブリッド変速機において、
バッテリ消費電力の正側最大値および負側最大値間における値ごとに燃料消費率ができるだけ小さくなるよう、前記EIVT-LBモードおよびEIVTモード間の切り替えを行うよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。 - 請求項１に記載のハイブリッド変速機の変速制御装置において、バッテリ蓄電状態ごとの車速および要求駆動力の二次元座標上に、要求駆動力が大きい領域においてEIVT-LBモード専用の領域に相当する第１領域と、この第１領域より要求駆動力が小さい領域においてEIVT-LBモードおよびEIVTモード兼用の領域に相当する低車速側の第２領域および高車速側の第３領域と、これら第１〜第３領域より要求駆動力が小さい領域においてEIVTモード専用の領域に相当する第４領域とを設定し、
バッテリ蓄電状態が蓄電量増大中である場合、第２領域なら要求駆動力が大から小になるにつれEIVTモードからEIVT-LBモードに切り替え、
バッテリ蓄電状態が逆に蓄電量減少中である場合、第２領域なら要求駆動力が小から大になるにつれEIVT-LBモードからEIVTモードに切り替えるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。 - 請求項２に記載のハイブリッド変速機の変速制御装置において、バッテリ蓄電状態が蓄電量増大中である場合、第３領域ならEIVT-LBモードからEIVTモードに切り替え、
バッテリ蓄電状態が逆に蓄電量減少中である場合、第３領域ならEIVTモードからEIVT-LBモードに切り替えるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。 - 請求項２または３に記載のハイブリッド変速機の変速制御装置において、EIVT-LBモード領域およびEIVTモード領域間の低要求駆動力側境界を、
低車速および低要求駆動力の動作点と高車速および高要求駆動力の動作点との間に延在する線により定めたことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機の変速制御装置において、前記ローブレーキを締結した状態で前記主動力源からの動力を用いず前記両モータ／ジェネレータからの動力のみを用い前記出力への動力を決定するEV-LBモードと、前記ローブレーキを解放した状態で前記主動力源からの動力および両モータ／ジェネレータからの動力を用い前記出力への動力を決定するEIVTモードとの間における切り替えを、バッテリ蓄電状態、車速および要求駆動力に応じ、
バッテリ蓄電状態が悪い場合は、再充電電力が最大になるよう行わせ、バッテリ蓄電状態が良い場合は、放電電力が最小になるよう行わせるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。 - 請求項５に記載のハイブリッド変速機の変速制御装置において、
前記二次元座標上に、要求駆動力が大きくて車速が０付近の低車速である領域におけるEV-LBモード専用のEV-LBモード専用領域と、このEV-LBモード専用領域より要求駆動力が小さい領域におけるEV-LBモードおよびEIVTモード兼用の兼用領域と、この兼用領域より高車速側におけるEIVTモード専用のEIVTモード専用のEIVTモード専用領域とを設定し、
バッテリ蓄電状態が蓄電量増大中である場合、兼用領域ならEIVTモードからEV-LBモードに切り替え、
バッテリ蓄電状態が逆に蓄電量減少中である場合、兼用領域ならEV-LBモードからEIVTモードに切り替えるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
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