JP4144543B2 - ハイブリッド変速機のモード遷移制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動系に適用され、固定変速モードと無段変速モードとを有するハイブリッド変速機のモード遷移制御装置に関する。

従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

しかしながら、上記従来のハイブリッド変速機において、例えば、油圧ブレーキが締結されているローギヤ固定モードの選択時、油圧ブレーキを解放し、かつ、第２モータジェネレータのトルクを正から負に切り替えることで無段変速モードへモード遷移する場合、第２モータジェネレータは油圧ブレーキより応答性が速いため、油圧ブレーキが完全に解放される前に第２モータジェネレータのトルクを正から負に変更されることになり、駆動力の抜けが発生するという問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、油圧ブレーキの締結または解放を伴うモード遷移時、駆動力の抜けや駆動力の飛び出しを抑え、ショックの無い滑らかなモード遷移を達成することができるハイブリッド変速機のモード遷移制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド変速機において、変速モードとして、油圧ブレーキの締結による第１変速モードと、油圧ブレーキの解放による第２変速モードと、を設定し、前記第１変速モードから第２変速モードへのモード遷移時、または、第２変速モードから第１変速モードへのモード遷移時、モード遷移が開始されてから前記油圧ブレーキのトルクがモード遷移後の目標値になるまでの間、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクの変化率を、前記油圧ブレーキのトルクの変化率に追従させるモード遷移制御手段を設けた。

よって、本発明のハイブリッド変速機のモード遷移制御装置にあっては、モード遷移制御手段において、第１変速モードから第２変速モードへのモード遷移時、または、第２変速モードから第１変速モードへのモード遷移時、固定されていない側のモータジェネレータのトルク応答を、モード遷移に伴って解放または締結される油圧ブレーキのトルク応答に同期させる制御が行われる。この結果、モード遷移時において、モータジェネレータのトルク応答と油圧ブレーキのトルク応答が異なることを原因とする駆動力の抜けや駆動力の飛び出しが抑えられ、ショックの無い滑らかなモード遷移を達成することができる。

以下、本発明のハイブリッド変速機のモード遷移制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
［ハイブリッド変速機の駆動系］
図１は実施例１の走行モード選択装置が適用されたハイブリッド変速機を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド変速機の駆動系は、図１に示すように、動力源として、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、を有する。これらの動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUT（出力部材）とが連結される差動装置は、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLB（油圧ブレーキ）と、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLB（油圧ブレーキ）と、を有する。

前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とは、同軸上にステータとロータを配置し、それぞれのステータのステータコイルに３相交流を印加することで両モータジェネレータMG1,MG2を独立に制御する交流モータが適用されている。

前記差動装置を構成する第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れもシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。

前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。

前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTとエンジンクラッチECと各係合要素LB,HC,HLBの連結関係について説明する。なお、第２回転メンバM2は、第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とを直結するだけで、入出力要素の何れにも連結されなく、残りの５つの回転要素が、下記のように連結される。

前記エンジンＥのエンジン出力軸は、エンジンクラッチECを介して第３回転メンバM3に連結される。つまり、エンジンクラッチECの締結時には、第３回転メンバM3を介して第２ピニオンキャリアPC2と第３リングギヤR3をエンジン回転数にする。

前記第１モータジェネレータMG1の第１モータジェネレータ出力軸は、第２リングギヤR2に直結される。また、第１モータジェネレータ出力軸と変速機ケースTCとの間には、ハイローブレーキHLBが介装される。つまり、ハイローブレーキHLBの解放時には、第２リングギヤR2を第１モータジェネレータMG1の回転数にする。また、ハイローブレーキHLBの締結時には、第２リングギヤR2と第１モータジェネレータMG1の回転を停止する。

前記第２モータジェネレータMG2の第２モータジェネレータ出力軸は、第１回転メンバM1に直結される。また、第２モータジェネレータ出力軸と第１ピニオンキャリアPC1との間には、ハイクラッチHCが介装され、第１ピニオンキャリアPC1と変速機ケースTCとの間には、ローブレーキLBが介装される。つまり、ローブレーキLBのみの締結時には、第１ピニオンキャリアPC1を停止し、ハイクラッチHCのみの締結時には、第１サンギヤS1と第２サンギヤS2と第１ピニオンキャリアPC1とを第２モータジェネレータMG2の回転数にする。さらに、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結時には、第１サンギヤS1と第２サンギヤS2と第１ピニオンキャリアPC1とを停止する。

前記出力軸OUTは、第３ピニオンキャリアPC3に直結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。

これにより、図２に示すように、共線図上において、第１モータジェネレータMG1、エンジンＥ、出力軸OUT、第２モータジェネレータMG2の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。

ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比（α、β、δ）になるように配置したものである。

前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図２の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを差動装置のエンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。

前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図２の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２に示すように、締結によりロー側変速比を分担するロー側変速比モードを実現する。

前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図２の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりハイ側変速比を分担するハイ側変速比モードを実現する。

前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図２の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定し、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定する。

［ハイブリッド変速機の制御系］
実施例１のハイブリッド変速機における制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、油温センサ１３（油温検出手段）を有して構成されている。

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

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

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

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

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωin、油温センサ１３からのハイブリッド変速機作動油温等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

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

［走行モード］
実施例１のハイブリッド変速機は、下記の特徴を持つ。
・変速機の出力軸OUTをエンジン出力軸と同軸上に一致させることができることから、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）に限らず、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に搭載できる。
・共線図上で内側に配置される２つの要素の一方にエンジンＥからの入力を、他方に出力軸OUTをそれぞれ割り当てると共に、両外側２つの要素にそれぞれ両モータジェネレータMG1,MG2を連結する構成を採用することで、エンジン出力に対して２個のモータジェネレータMG1,MG2側が負担するトルクをより小さくして小型化を図れると共に、２個のモータジェネレータMG1,MG2を通過するエネルギーがより低減することから駆動装置としての伝達効率が向上する。
・無段変速モードとして１つの走行モードで常用変速比域をカバーするのではなく、ロー側無段変速モードとハイ側無段変速モードとに分担して常用変速比域をカバーするようにしているため、２つのモータジェネレータMG1,MG2による出力分担率は、エンジンＥが発生する出力の約２０％以下に抑えることができる。

そして、走行モードとしては、ロー固定変速モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイ固定変速モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。

各走行モードを図４により説明する。前記Lowモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。前記Low-iVTモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記2ndモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記High-iVTモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記Highモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。

これら５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。よって、図５に示すように、EVモードとHEVモードとを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
図６にEVモード関連のEV-Lowモードの共線図、EV-Low-iVTモードの共線図、EV-2ndモードの共線図、EV-High-iVTモードの共線図、EV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。図７にHEVモード関連のHEV-Lowモードの共線図、HEV-Low-iVTモードの共線図、HEV-2ndモードの共線図、HEV-High-iVTモードの共線図、HEV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。

ここで、統合コントローラ６には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cの検出値により走行モードマップが検索され、アクセル開度APと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。図３にバッテリS.O.Cを省略したアクセル開度APと車速VSPとによる二次元マップの一例を示す。

前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、エンジン始動やエンジン停止を要することに伴い、エンジンクラッチECの締結制御やエンジンクラッチECの解放制御、あるいは、これに加え、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。これらのモード遷移制御は、例えば、決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。

次に、作用を説明する。

［モード遷移制御処理］
図８は実施例１の統合コントローラ６において実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（モード遷移制御手段）。なお、図８に示すフローチャートは、ハイローブレーキHLBの解放もしくは締結を伴い、固定されていない側のモータジェネレータが第２モータジェネレータMG2であるHEV-Lowモード（第１変速モード）からHEV-Low-iVTモード（第２変速モード）へのモード遷移時、または、HEV-Low-iVTモード（第２変速モード）からHEV-Lowモード（第１変速モード）へのモード遷移時における制御処理を示す。

ステップＳ１では、モード遷移による変速時か否かが判断され、Yesの場合はステップＳ３へ移行し、Noの場合はステップＳ２へ移行する。ここで、「変速時」の判断は、例えば、図３に示すマップにおいて、車両の運転点がHEV-LowモードとHEV-Low-iVTモードとのモード境界線を横切った時に出される変速指令の有無により行われる。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのモード遷移による変速時ではないとの判断に基づき、そのときに選択されている変速モードにおいて動力源Ｅ，MG1，MG2の動作点を制御する通常制御を実行し、リターンへ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ１でのモード遷移による変速時との判断に基づき、現在選択されているモードがローギヤ固定によるHEV-Lowモードであるか否かが判断され、Yesの場合（変速後のモードがHEV-Low-iVTモード）はステップＳ４へ移行し、Noの場合（変速後のモードがHEV-Lowモード）はステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのHEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時であるとの判断に基づき、ハイローブレーキHLBを解放する指令が出力され、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、油温センサ１３からのハイブリッド変速機作動油温を読み込むと共に油圧制御装置５に出力されるハイローブレーキHLBへの油圧指令値を読み込み（ブレーキ圧検出手段）、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、ハイブリッド変速機作動油温とハイローブレーキHLBへの油圧指令値とによりハイローブレーキHLBの解放トルク応答を推測し、第２モータジェネレータMG2のトルク応答を、推測したハイローブレーキHLBの解放トルク応答に同期させ、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、ハイローブレーキHLBのブレーキトルクが０（ブレーキ解放）であるか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ８へ移行し、Noの場合はステップＳ５へ戻る。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのハイローブレーキHLBのブレーキトルク＝０との判断に基づき、第２モータジェネレータMG2のトルクを徐々に低下させる指令が出力され、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ９では、第２モータジェネレータMG2のトルクが目標トルクに達したか否かが判断され、Yesの場合はリターンへ移行し、Noの場合はステップＳ８へ戻る。

ステップＳ１０では、ステップＳ３でのHEV-Low-iVTモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時であるとの判断に基づき、ハイローブレーキHLBを締結する指令が出力され、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１１では、油温センサ１３からのハイブリッド変速機作動油温を読み込むと共に油圧制御装置５に出力されるハイローブレーキHLBへの油圧指令値を読み込み、ステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ１２では、ハイブリッド変速機作動油温とハイローブレーキHLBへの油圧指令値とによりハイローブレーキHLBの締結トルク応答を推測し、第２モータジェネレータMG2のトルク応答を、推測したハイローブレーキHLBの締結トルク応答に同期させ、ステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１３では、ハイローブレーキHLBのブレーキトルクが目標トルク（ブレーキ締結）であるか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ１４へ移行し、Noの場合はステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３でのハイローブレーキHLBのブレーキトルク＝目標トルクとの判断に基づき、第２モータジェネレータMG2のトルクを徐々に上昇させる指令が出力され、ステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１５では、第２モータジェネレータMG2のトルクが目標トルクに達したか否かが判断され、Yesの場合はリターンへ移行し、Noの場合はステップＳ１４へ戻る。

［モード遷移時の課題］
ハイブリッド変速機において、油圧ブレーキの締結または解放と、モータジェネレータのトルク変更と、を伴うモード遷移時には、下記に述べる課題がある。

加速時は、図９(a)に示すように、ハイローブレーキHLBを締結しエンジンＥと第２モータジェネレータMG2により駆動することで、発生可能な最大駆動力が大きなローギヤ固定モードHEV-Lowが選択される。

その後、定速走行への移行により駆動力要求が小さくなると、図９(b)に示すように、締結されているハイローブレーキHLBを解放し、エンジンＥの入力を両モータジェネレータMG1,MG2で支えることで駆動力を出力する無段変速モードHEV-Low-iVTが選択される。

前記ローギヤ固定モードであるHEV-Lowモード側では、第２モータジェネレータMG2が正トルクを出してエンジンＥの駆動力をアシストすることで駆動力を向上させているが、前記無段変速モードであるHEV-Low-iVTモード側では、第１モータジェネレータMG1が正トルクを出し、第２モータジェネレータMG2が負トルクを出すことで、両モータジェネレータMG1,MG2で支えながらエンジンＥの出力を駆動輪へ伝えている。

よって、HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時には、ハイローブレーキHLBを解放すると共に、第２モータジェネレータMG2のトルクを正のトルクから負のトルクへと切り替える必要がある。
これに対し、ハイローブレーキHLBと両モータジェネレータMG1,MG2は、それぞれ異なったトルク応答性を持ち、電気信号のみによって制御される両モータジェネレータMG1,MG2のトルク応答性は、電気信号を油圧に変換し、変換された油圧にて作動するハイローブレーキHLBのトルク応答性に比べて速い。
このため、図１０のブレーキトルク特性と、図１１の第２モータジェネレータMG2の従来トルク特性（点線特性）との対比から明らかなように、ハイローブレーキHLBが完全に解放となる時点t1の前の時点t'で第２モータジェネレータMG2のトルクが正から負へと変更されることになり、図１２の点線特性に示すように、駆動力の抜けが発生し、モード遷移時に引き込みショックが出てしまうことになる。

逆に、HEV-Low-iVTモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時には、ハイローブレーキHLBが完全に締結される前の時点で第２モータジェネレータMG2のトルクが負から正へと変更されることになり、駆動力の突き上げが発生し、モード遷移時に突き上げショックが出てしまうことになる。

［モード遷移制御作用］
これに対し、実施例１では、油圧ブレーキの締結または解放と、モータジェネレータのトルク変更と、を伴うモード遷移時には、モータジェネレータのトルク応答を油圧ブレーキのトルク応答に同期させる制御を行う。

例えば、HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなり、ステップＳ４にて、ハイローブレーキHLBを解放する指令が出力され、ステップＳ５にて、油温と油圧指令値が読み込まれ、ステップＳ６にて、油温と油圧指令値とによりハイローブレーキHLBの解放トルク応答を推測し、第２モータジェネレータMG2のトルク応答を、推測したハイローブレーキHLBの解放トルク応答に同期させる制御が行われる。そして、ステップＳ７にてハイローブレーキHLBのブレーキトルクが０（ブレーキ解放）であると判断されるまでは、ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れが繰り返される。

すなわち、ハイブリッド変速機の油温が高いほどハイローブレーキHLBの解放トルク応答性が高くなるため、第２モータジェネレータMG2のトルク応答もこれに合わせて高くされ、さらに、油圧制御装置５への油圧指令値が、例えば、一気にハイローブレーキHLBを解放する指令か、滑り締結状態を経過して徐々に解放する指令か、により解放トルク応答性が異なるため、油圧指令値を監視することによるハイローブレーキHLBの解放トルク応答性を推測し、推測した解放トルク応答性に追従するように第２モータジェネレータMG2のトルク応答が決められることになる。

次に、ステップＳ７にてハイローブレーキHLBのブレーキトルクが０（ブレーキ解放）であると判断されると、ステップＳ７からステップＳ８へと進む流れとなり、ステップＳ８にて第２モータジェネレータMG2のトルクを徐々に低下させる指令が出力される。そして、ステップＳ９にて第２モータジェネレータMG2のトルクが目標トルク（負トルク）に達したと判断されるまで、ステップＳ８の制御が繰り返されることになる。

すなわち、第２モータジェネレータMG2のトルク応答の同期は、ハイローブレーキHLBのブレーキトルクが０となった時点で終了するが、ブレーキトルクが０となった時点から直ちに高応答により第２モータジェネレータMG2を負トルクとすると、駆動力の変動が発生することがある。このため、ブレーキトルクが０となった時点までの第２モータジェネレータMG2のトルク応答をほぼ変えないまま、負の目標トルクまで第２モータジェネレータMG2のトルクを徐々に低下させることで、モード遷移の終了域において駆動力の滑らかさを保つことができる。

したがって、HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時には、図１０のブレーキトルク特性と、図１１の第２モータジェネレータのトルク特性（実線特性）との対比で明らかなように、モード遷移開始時点t0からハイローブレーキHLBのトルクがゼロとなる時点t1と、モード遷移開始時点t0から第２モータジェネレータMG2のトルクがゼロとなる時点t1と、を一致させる同期制御が行われることになる。

この結果、図１２の実線特性に示すように、モード遷移時に駆動力の飛び出しや抜けの発生が抑制され、モード遷移時に滑らかな駆動力特性を得ることができる。

逆に、HEV-Low-iVTモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ１０へと進み、ステップＳ１０にてハイローブレーキHLBを締結する指令が出され、ステップＳ１１からステップＳ１５において、第２モータジェネレータMG2のトルクを負から正へと変更する際、第２モータジェネレータMG2のトルク応答を、ハイローブレーキHLBのトルク応答に同期させる制御が行われる。この結果、HEV-Low-iVTモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時においても、駆動力の飛び出しの発生が抑制され、モード遷移時に滑らかな駆動力特性を得ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド変速機のモード遷移制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンＥからの入力を、他方に駆動系統への出力軸OUTをそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを連結したハイブリッド変速機において、変速モードとして、油圧ブレーキの締結による第１変速モードと、油圧ブレーキの解放による第２変速モードと、を設定し、前記第１変速モードから第２変速モードへのモード遷移時、または、第２変速モードから第１変速モードへのモード遷移時、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルク応答を、前記油圧ブレーキのトルク応答に同期させるモード遷移制御手段を設けたため、油圧ブレーキの締結または解放を伴うモード遷移時、駆動力の抜けや駆動力の飛び出しを抑え、ショックの無い滑らかなモード遷移を達成することができる。

(2) 前記油圧ブレーキの作動油の温度を検出する油温センサ１３を設け、前記モード遷移制御手段は、油温検出値が高いほど油圧ブレーキのトルク応答が速いと推測し、モード遷移時、固定されていない側のモータジェネレータのトルク応答を、油温検出値により推測される油圧ブレーキのトルク応答に同期させるため、油圧ブレーキの締結または解放を伴うモード遷移時、油圧ブレーキの作動油の温度の変化によるブレーキトルク応答の変化にかかわらず、確実にショックの無い滑らかなモード遷移を達成することができる。

(3) 前記油圧ブレーキのブレーキ圧を検出するブレーキ圧検出手段を設け、前記モード遷移制御手段は、ブレーキ圧検出値を監視することにより油圧ブレーキのトルク応答を推測し、モード遷移時、固定されていない側のモータジェネレータのトルク応答を、ブレーキ圧検出値により推測される油圧ブレーキのトルク応答に同期させるため、油圧ブレーキの締結または解放を伴うモード遷移時、油圧ブレーキのトルク応答を精度良く推測しながら、確実にショックの無い滑らかなモード遷移を達成することができる。

実施例２は、モード遷移開始時点から所定時間が経過するまでは高トルク応答によりモータジェネレータのトルク制御を実行し、所定時間が経過した後に同期制御を開始するようにした例である。なお、実施例２の構成は、図１に示す実施例１の構成と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。

［モード遷移制御処理］
図１３は実施例２の統合コントローラ６において実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、図１３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２４及びステップＳ３０を除くステップＳ２１〜ステップＳ３５のそれぞれは、図８に示す実施例１のフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ１５のそれぞれと対応するので、説明を省略する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３でのHEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時であるとの判断に基づき、ハイローブレーキHLBを解放する指令が出力されると共に、第２モータジェネレータMG2のトルクをブレーキトルクと同期させることなく高応答にて低下させる指令が出力され、ステップＳ３６へ移行する。

ステップＳ３０では、ステップＳ２３でのHEV-Low-iVTモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時であるとの判断に基づき、ハイローブレーキHLBを締結する指令が出力されると共に、第２モータジェネレータMG2のトルクをブレーキトルクと同期させることなく高応答にて上昇させる指令が出力され、ステップＳ３７へ移行する。

ステップＳ３６では、モード遷移制御の開始から所定時間が経過したか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ２５へ移行し、Noの場合はステップＳ３６の判断を繰り返す。
ここで、所定時間は、モード遷移開始時からハイローブレーキHLBのブレーキトルクが設定トルクだけ低くなるまでの時間により決める。なお、所定時間は、予め行った実験等により設定時間（固定値）として決めても良い。

ステップＳ３７では、モード遷移制御の開始から所定時間が経過したか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ３１へ移行し、Noの場合はステップＳ３７の判断を繰り返す。
ここで、所定時間は、モード遷移開始時からハイローブレーキHLBのブレーキトルクが設定トルクだけ高くなるまでの時間により決める。なお、所定時間は、予め行った実験等により設定時間（固定値）として決めても良い。

［モード遷移制御作用］
例えば、HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時、ハイローブレーキHLBの解放指令と同時に、ハイローブレーキHLBにより固定されている側の第１モータジェネレータMG1が正トルクを出し始める。よって、ハイローブレーキHLBのブレーキトルクがある程度低くならないと駆動力の飛び出しが発生するため、飛び出しが発生する時間、つまり、低トルク応答であるハイローブレーキHLBが締結トルク容量を持っている時間だけは第２モータジェネレータMG2のトルクを小さくする必要がある。

これに対し、実施例２では、モード遷移開始から所定時間までは、高応答により第２モータジェネレータMG2のトルクを正から負へと変更するトルク制御を実行し、モード遷移開始から所定時間の経過後、第２モータジェネレータMG2のトルク応答をハイローブレーキHLBのトルク応答に同期させる制御を開始するようにした。

すなわち、HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時には、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ３６へと進む流れとなり、ステップＳ３６にて所定時間が経過するまでは、第２モータジェネレータMG2のトルクが高応答にて低下する。このため、ハイローブレーキHLBがトルク容量を持った状態で第１モータジェネレータMG1が正トルクを出す時間、つまり、駆動力の飛び出しの原因となる時間は、第２モータジェネレータMG2のトルクを高応答にて正トルクから早期に負トルク側へと変更することで、駆動力の飛び出しを抑制することができる。

一方、HEV-Low-iVTモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時には、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２３→ステップＳ３０→ステップＳ３７へと進む流れとなり、ステップＳ３７にて所定時間が経過するまでは、第２モータジェネレータMG2のトルクが高応答にて上昇する。このため、ハイローブレーキHLBがトルク容量を持たない状態で第１モータジェネレータMG1のトルクがゼロとなる時間、つまり、駆動力の引き込みの原因となる時間は、第２モータジェネレータMG2のトルクを高応答にて負トルクから早期に正トルク側へと変更することで、駆動力の引き込みを抑制することができる。
なお、他の作用については、実施例１と同様であるので、作用説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド変速機のモード遷移制御装置にあっては、実施例１の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(4) 前記モード遷移制御手段は、モード遷移開始から所定時間までは、高応答によるモータジェネレータのトルク制御を実行し、モード遷移開始から所定時間の経過後、モータジェネレータのトルク応答同期制御を開始するため、モード遷移制御の開始域におけるモータジェネレータの応答遅れに伴う駆動力の変動を抑え、駆動力特性がより滑らかなモード遷移制御を達成することができる。

(5) 前記モード遷移制御手段は、高応答によるモータジェネレータのトルク制御を実行する所定時間を、モード遷移開始時のブレーキトルクから設定トルクだけ変化した時点までとするため、ブレーキトルク応答性の変動にかかわらず、モード遷移制御の開始域におけるモータジェネレータの応答遅れに伴う駆動力の変動を確実に抑えることができる。

以上、本発明のハイブリッド変速機のモード遷移制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１，２では、ハイローブレーキHLBが締結されるHEV-Lowモード（固定変速モード：図９(a)）を第１変速モードとし、ハイローブレーキHLBが解放されるHEV-Low-iVTモード（無段変速モード：図９(b)）を第２変速モードとするモード遷移制御に対し本発明を適用する例を示したが、実施例１，２の場合、下記に列挙するモード遷移制御に対しても本発明を有効に適用することができる。
・ローブレーキLBが締結されるHEV-2ndモード（固定変速モード）を第１変速モードとし、ローブレーキLBが解放されるHEV-High-iVTモード（無段変速モード）を第２変速モードとするモード遷移制御。
・ハイローブレーキHLBが締結されるHEV-Highモード（固定変速モード）を第１変速モードとし、ハイローブレーキHLBが解放されるHEV-High-iVTモード（無段変速モード）を第２変速モードとするモード遷移制御。
・ローブレーキLBが締結されるHEV-Low-iVTモード（無段変速モード：図９(b)）を第１変速モードとし、ローブレーキLBが解放されるHEV-High-iVTモード（無段変速モード：図９(c)）を第２変速モードとするモード遷移制御。

実施例１，２では、ブレーキ圧検出手段として、油圧指令値により間接的にブレーキ圧を検出する例を示したが、油圧センサを用いてブレーキ油圧を直接検出する手段を用いても良い。

実施例１，２では、ブレーキトルク応答性の変動要因として、油温とブレーキ圧を用いる例を示したが、油圧ブレーキにより締結または解放される部材の回転速度や伝達トルク等の他の応答性変動要因を考慮するようにしても良い。

本発明のモード遷移制御装置を３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置によるハイブリッド変速機へ適用する例を示したが、従来例として挙げた特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているラビニョー型遊星歯車列等により構成された差動装置を持つハイブリッド変速機にも適用することができる。

実施例１のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッド変速機を示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド変速機に採用された３つのシングルピニオン型遊星歯車による差動装置をあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド変速機において走行モードマップの一例を示す図である。 ハイブリッド変速機において各走行モードでの３つの係合要素の締結・解放状態を示す図である。 ハイブリッド変速機において電動車モードでの５つの走行モードとハイブリッド車モードでの５つの走行モードでのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキの各作動表を示す図である。 ハイブリッド変速機において電動車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。 ハイブリッド変速機においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。 実施例１の統合コントローラにおいて実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。 HEV-Lowモード（ローギヤ固定モード）とHEV-Low-iVTモード（無段変速モードLow）とHEV-High-iVTモード（無段変速モードHigh）との各共線図である。 HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時におけるハイローブレーキHLBのブレーキトルク特性図である。 HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時における第２モータジェネレータMG2のトルク特性図である。 HEV-LowモードからHEV-Low-iVTモードへのモード遷移時における実施例１の駆動力特性と従来例の駆動力特性との対比特性図である。 実施例２の統合コントローラにおいて実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OUT 出力軸（出力部材）
PG1 第１遊星歯車
PG2 第２遊星歯車
PG3 第３遊星歯車
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ（油圧ブレーキ）
HC ハイクラッチ
HLB ハイローブレーキ（油圧ブレーキ）
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第３リングギヤ回転数センサ
１３ 油温センサ（油温検出手段）

Claims (6)

1. 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド変速機において、
   変速モードとして、油圧ブレーキの締結による第１変速モードと、油圧ブレーキの解放による第２変速モードと、を設定し、
   前記第１変速モードから第２変速モードへのモード遷移時、または、第２変速モードから第１変速モードへのモード遷移時、モード遷移が開始されてから前記油圧ブレーキのトルクがモード遷移後の目標値になるまでの間、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクの変化率を、前記油圧ブレーキのトルクの変化率に追従させるモード遷移制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド変速機のモード遷移制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド変速機のモード遷移制御装置において、
   前記油圧ブレーキの作動油の温度を検出する油温検出手段を設け、
   前記モード遷移制御手段は、油温検出値が高いほど前記油圧ブレーキのトルクの変化率が高いと推測し、モード遷移時、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクの変化率を、油温検出値により推測される前記油圧ブレーキのトルクの変化率に追従させることを特徴とするハイブリッド変速機のモード遷移制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド変速機のモード遷移制御装置において、
   前記油圧ブレーキのブレーキ圧を検出するブレーキ圧検出手段を設け、
   前記モード遷移制御手段は、ブレーキ圧検出値を監視することにより前記油圧ブレーキのトルクの変化率を推測し、モード遷移時、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクの変化率を、ブレーキ圧検出値により推測される前記油圧ブレーキのトルクの変化率に追従させることを特徴とするハイブリッド変速機のモード遷移制御装置。
4. 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド変速機において、
   変速モードとして、油圧ブレーキの締結による第１変速モードと、油圧ブレーキの解放による第２変速モードと、を設定し、
   前記第１変速モードから第２変速モードへのモード遷移時、または、第２変速モードから第１変速モードへのモード遷移時、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクを正から負、または負から正へ切り替えると共に、モード遷移開始後、前記油圧ブレーキのトルクがモード遷移後の目標値になる時点と、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクがゼロになる時点とを一致させるモード遷移制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド変速機のモード遷移制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移制御手段は、モード遷移開始から所定時間が経過するまでは、固定されていない側の前記モータジェネレータのトルクを高い変化率で変化させるトルク制御を実行し、モード遷移開始から前記所定時間の経過後、前記モード遷移制御を開始することを特徴とするハイブリッド変速機のモード遷移制御装置。
6. 請求項５に記載されたハイブリッド変速機のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移制御手段は、前記所定時間を、前記油圧ブレーキのトルクがモード遷移開始時の値から設定トルクだけ変化した時点までとすることを特徴とするハイブリッド変速機のモード遷移制御装置。

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