JP4293274B2

JP4293274B2 - 車両用駆動装置の制御装置

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Publication number: JP4293274B2
Application number: JP2007542642A
Authority: JP
Inventors: 亨松原; 隆史太田; 英明駒田; 幸彦出塩; 寛之柴田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2026-10-26
Also published as: JPWO2007049683A1; US20090291801A1; WO2007049683A1; US7976428B2

Description

この発明は、駆動力源から車輪に至る経路に変速機が設けられている車両用駆動装置の制御装置に関するものである。

近年では、エンジンを駆動させる燃料の節約と、エンジンの回転による騒音の低減と、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エンジンおよびモータ・ジェネレータとを搭載したハイブリッド車が提案されている。このハイブリッド車においては、車両の走行状態に基づいてエンジンまたはモータ・ジェネレータを制御して、車両を走行させるように構成されている。

具体的には、エンジンを、その燃焼効率の良い回転領域で運転させる一方、エンジンの燃焼効率の低下する運転領域においては、エンジンを停止して、モータ・ジェネレータを電動機として機能させることにより車両を走行させることが可能である。このように、エンジンおよびモータ・ジェネレータを備えた制御装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、内燃機関の出力トルクが、遊星歯車装置および変速機およびプロペラ軸およびディファレンシャル装置および車軸を経由して車輪に伝達されるように構成されている。前記遊星歯車装置は、サンギヤおよびリングギヤおよびキャリヤを有しており、エンジンのクランク軸はキャリヤに連結されている。また、第１の電動発電機が設けられており、その回転子がサンギヤと連結されている。さらに、リングギヤには変速機が連結されている。さらに、第２の電動発電機が設けられており、その回転子がプロペラ軸に連結されている。そして、車軸トルクが内燃機関および第２の電動発電機により賄われることが記載されている。前記変速機の一例として、複数の遊星歯車機構およびクラッチおよびブレーキを有するものが記載されている。そして、変速機では、クラッチやブレーキの係合・解放を制御することにより、第１速段、第２速段、第３速段が達成され、更に後進段が達成されると記載されている。

特開２００３−１２７６８１号公報

ところで、特許文献１に記載されている車両においては変速機での変速時に、変速機の出力トルクが変化して駆動力が変化し、ショックとして体感される恐れがあった。

この発明は、上記事情を背景としてなされたもので、駆動力源の出力側に設けられた変速機で変速を実行する場合に、変速機の出力トルクが変化することを抑制することのできる車両用駆動装置の制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、前記変速機で変速比が変更されて前記駆動力源の回転数が変速の前後で変化する際に、前記変速機で変速比の変更をおこなう判断が成立してから所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、前記変速機での変速時に所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備え、前記変速機の入力側にトルクを入力する第２の駆動力源が設けられ、前記電動機のトルクを前記変速機を経由させて車輪に伝達し、かつ、前記エンジンのトルクを前記車輪に伝達しないようにする第１の駆動モードと、前記エンジンのトルクを前記車輪に伝達する第２の駆動モードとを選択的に切り替え可能に構成されており、前記回転数制御手段は、前記第１の駆動モードから前記第２の駆動モードに切り替えられて前記エンジンが始動され、かつ、前記エンジンが始動されてから所定期間が経過した時点における前記反力発生装置の回転数を維持することにより、前記エンジン回転数が上昇することを抑制する手段を、更に含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、前記変速機での変速時に所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備え、この回転数制御手段は、車両の駆動力を高める要求があり、かつ、前記変速機の変速比を大きくする変速をおこなう場合に、所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数が上昇することを抑制する手段を含み、前記変速機での変速時に所定期間が経過後は、車両の要求駆動力および前記変速機での変速前の変速比に基づいて、前記電動機の目標回転数および目標トルクを求める第１の電動機制御手段を、更に有していることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、前記変速機での変速時に所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備え、前記回転数制御手段は、車両の駆動力を低下させる要求があり、かつ、前記変速機の変速比を小さくする変速をおこなう場合に、所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数が低下することを抑制する手段を含み、前記変速機での変速開始から所定期間が経過する前に、車両の駆動力を高める要求があった場合は、前記駆動力源の回転数が低下することを抑制する制御を解除するとともに、車両の要求駆動力に基づいて、前記動力分配装置の変速比を制御するために、前記反力発生装置の回転数を制御する第１の解除手段を、更に有していることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項２の構成に加えて、前記駆動力源にはエンジンが含まれ、かつ、前記第２の駆動力源には電動機が含まれることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項３の構成に加えて、前記第１の電動機制御手段により前記電動機のトルクが制御された後は、前記電動機の回転数が、前記変速機での変速後の変速比に対応する回転数に到達する前に、前記電動機のトルクを、前記変速機での変速後の変速比に応じた電動機の回転数に応じた値に制御する第２の電動機制御手段を、更に有していることを特徴とするものである。

請求項７の発明は、請求項４の構成に加えて、前記車両の要求駆動力を車速およびアクセル開度から判断する要求駆動力判断手段と、前記要求駆動力に基づいて前記動力分配装置の変速比を制御するために、前記反力発生装置の回転数を決定し、決定された反力発生装置の回転数が、前記駆動力源の回転数の低下を抑制するために求められた抑制回転数よりも、前記駆動力源の回転数の低下を抑制しやすい場合は、抑制回転数の保持を解除する第２の解除手段とを更に有していることを特徴とするものである。

請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの構成に加えて、前記変速機は、クラッチの係合・解放が切り替えられて変速比が制御される構成の変速機であることを特徴とするものである。

請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれかの構成に加えて、前記変速機での変速には、変速比を大きくするダウンシフトおよび変速比を小さくするアップシフトの両方が含まれることを特徴とするものである。

請求項１０の発明は、請求項１または３または４または６または７のいずれかの構成に加えて、前記所定期間には、前記変速機で変速判断が成立してからイナーシャ相が開始されるまでの時間が含まれることを特徴とするものである。

請求項１１の発明は、請求項２または５の構成に加えて、前記所定期間には、前記エンジンが始動されてから、そのエンジンが完爆状態となるまでの時間が含まれることを特徴とするものである。

請求項１２の発明は、請求項１ないし１１のいずれかの構成に加えて、前記動力分配装置は電気的制御によって変速比を連続的に変化させる電気的無段変速機によって構成されるとともに、前記変速機は変速比を段階的に変化させる有段変速機によって構成されていることを特徴とするものである。請求項１３の発明は、請求項１２の構成に加えて、前記電気的無段変速機と前記有段変速機とは、いずれか一方から出力した動力がいずれか他方に入力されるように直列に連結されていることを特徴とするものである。請求項１４の発明は、請求項１２または１３の構成に加えて、駆動装置の変速比は、前記電気的無段変速機と前記有段変速機とによって設定するように構成することができる。

請求項１５の発明は、請求項１２ないし１４のいずれかの構成に加えて、前記電気的無段変速機は、前記入力要素であるキャリヤと、前記反力要素であるサンギヤと、前記出力要素であるリングギヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車機構を含むことを特徴とするものである。

請求項１６の発明は、請求項１ないし７のいずれかの構成に加えて、前記変速機は、２組の遊星歯車機構と、複数の係合機構とによって構成されていることを特徴とするものである。

請求項１７の発明は、請求項１６の構成に加えて、前記２組の遊星歯車機構は、シングルピニオン式の遊星歯車変速機構を含み、第１の遊星歯車変速機構のサンギヤと第２の遊星歯車変速機構のサンギヤとが連結され、第１の遊星歯車変速機構のキャリヤと第２の遊星歯車変速機構のリングギヤとが連結されるとともに、前記係合機構は、前記第１の遊星歯車変速機構のリングギヤと前記動力分配装置の出力要素とを選択的に連結する第１のクラッチと、前記第１の遊星歯車変速機構のサンギヤおよび前記第２の遊星歯車変速機構のサンギヤを前記動力分配装置の出力要素に選択的に連結する第２のクラッチと、前記第１の遊星歯車変速機構のサンギヤおよび前記第２の遊星歯車変速機構のサンギヤを選択的に固定する第１のブレーキと、前記第２の遊星歯車変速機構のキャリヤを選択的に固定する第２のブレーキとを含むことを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、駆動力源のトルクが変速機を経由して車輪に伝達されて、駆動力が発生する。また、反力発生装置の回転数を制御することにより、動力分配装置の変速比が制御される。そして、変速機で変速比が変更されて駆動力源の回転数が変速の前後で変化する際に、変速機で変速比を変更する判断が成立してから所定期間が経過するまでは、反力発生装置の回転数を制御することにより、駆動力源の回転数変化を抑制すると、駆動力源の動力が、駆動力源の回転数の変化によるイナーシャで消費されることを抑制でき、変速機の出力トルクの変化を抑制できる。

請求項２の発明によれば、駆動力源のトルクが変速機を経由して車輪に伝達されて、駆動力が発生する。また、反力発生装置の回転数を制御することにより、動力分配装置の変速比が制御される。また、請求項２の発明によれば、第２の駆動力源のトルクを、変速機を経由させて車輪に伝達することが可能である。さらに、請求項２の発明によれば、電動機のトルクを変速機を経由させて車輪に伝達し、かつ、エンジンのトルクを車輪に伝達しないようにしている場合に、エンジンを始動させてエンジントルクを変速機に伝達させる要求が生じた場合は、エンジンの始動から所定期間が経過した時点における反力発生装置の回転数を維持することにより、エンジン回転数が上昇することを抑制できる。したがって、エンジン回転数の上昇により、エンジンの動力がイナーシャにより消費されることを、一層確実に抑制できる。

請求項３の発明によれば、駆動力源のトルクが変速機を経由して車輪に伝達されて、駆動力が発生する。また、反力発生装置の回転数を制御することにより、動力分配装置の変速比が制御される。また、請求項３の発明によれば、車両の駆動力を高める要求があり、かつ、変速機の変速比を大きくする変速をおこなう場合に、所定期間が経過するまでは、反力発生装置の回転数を制御することにより、駆動力源の回転数の上昇を抑制することができる。したがって、車両の駆動力を高める要求があり、かつ、変速機の変速比を大きくする変速をおこなう場合に、駆動力源の回転数が上昇することを、一層確実に抑制できる。さらに、請求項３の発明によれば、所定期間の経過後は、車両の要求駆動力および変速機での変速前の変速比に基づいて、電動機の目標回転数および目標トルクが求められる。したがって、所定期間の経過後における変速機の出力トルクの低下を抑制でき、変速ショックを回避できる。

請求項４の発明によれば、駆動力源のトルクが変速機を経由して車輪に伝達されて、駆動力が発生する。また、反力発生装置の回転数を制御することにより、動力分配装置の変速比が制御される。また、請求項４の発明によれば、車両の駆動力を低下させる要求があり、かつ、変速機の変速比を小さくする変速をおこなう場合に、所定期間が経過するまでは、反力発生装置の回転数を制御することにより、駆動力源の回転数が低下することを抑制することができる。したがって、変速機の変速段階がイナーシャ相にあるなど所定期間が経過中の場合に、反力発生装置の回転数の変化量の増加を抑制できる。さらに、請求項４の発明によれば、変速機での変速開始から所定期間が経過する前に、車両の駆動力を高める要求があった場合は、駆動力源の回転数が低下することを抑制する制御を解除し、車両の要求駆動力に基づいて、動力伝達装置の変速比を制御するために、反力発生装置の回転数を制御することができる。したがって、駆動力要求に応じて反力発生装置の回転数および駆動力源の回転数を制御することができる。

請求項５の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、エンジンのトルクおよび電動機のトルクを、変速機を経由させて車輪に伝達することが可能である。

請求項６の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、電動機のトルクが制御された後に、電動機の回転数が、変速機での変速後の変速比に対応する電動機回転数に到達する前に、電動機のトルクを、変速機での変速後の変速比に応じた電動機の回転数に応じた値に制御する。

請求項７の発明によれば、請求項４の発明と同様の効果を得られる他に、車両の要求駆動力が車速およびアクセル開度から判断され、要求駆動力に基づいて動力分配装置の変速比を制御するために、反力発生装置の回転数を決定する。そして、要求駆動力に基づいて決定された反力発生装置の回転数の方が、駆動力源の回転数の低下を抑制し易い場合は、抑制回転数の保持を解除する。したがって、駆動力源の回転数の低下を一層確実に抑制できる。

請求項８の発明によれば、請求項１ないし７のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、変速機では、クラッチの係合・解放が切り替えられて変速比が制御される。

請求項９の発明によれば、請求項１ないし８のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、変速機でダウンシフトまたはアップシフトをおこなう場合のいずれにおいても、変速機の出力トルクの変化を抑制できる。

請求項１０の発明によれば、請求項１または３または４または６または７のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、所定期間には、前記変速機で変速判断が成立してからイナーシャ相が開始されるまでの時間が含まれる。

請求項１１の発明によれば、請求項２または５の発明と同様の効果を得られる他に、所定期間には、エンジンが始動されてから、そのエンジンが完爆状態となるまでの時間が含まれる。また、請求項１２の発明によれば、請求項１ないし１１のいずれかの発明と同様の効果を得られる。また、請求項１３の発明によれば、請求項１２の発明と同様の効果を得られる。また、請求項１４の発明によれば、請求項１２または１３の発明と同様の効果を得られる。また、請求項１５の発明によれば、請求項１２ないし１４のいずれかの発明と同様の効果を得られる。また、請求項１６の発明によれば、請求項１ないし７のいずれかの発明と同様の効果を得られる。また、請求項１７の発明によれば、請求項１６の発明と同様の効果を得られる。

つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。まず、車両１の駆動力源としてエンジン２およびモータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３が設けられており、エンジン２およびモータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３は、デファレンシャル装置４を経由して車輪５に連結されている。エンジン１は燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、エンジン２としては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等を用いることが可能である。モータ・ジェネレータ３は、ロータ６およびステータ７を有している。このモータ・ジェネレータ３は、機械エネルギと電気エネルギとの間で相互に変換をおこなう機能、つまり、電動機としての機能（力行機能）と、発電機としての機能（回生機能）とを兼備している。

また、エンジン２からデファレンシャル装置４に至る経路に動力分配装置８が設けられている。この動力分配装置８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、同軸上に配置されたサンギヤ９およびリングギヤ１０と、サンギヤ９およびリングギヤ１０に噛合されたピニオンギヤ１１を自転、かつ公転可能に保持するキャリヤ１２とを有している。そして、エンジン２のクランクシャフト１３と同軸上にインプットシャフト１４が設けられており、クランクシャフト１３とインプットシャフト１４とが、ダンパ機構１５を介して動力伝達可能に連結されている。さらにキャリヤ１２とインプットシャフト１４とが一体回転するように連結されている。この動力分配装置８は、後述するように、電気的に変速比を制御可能に構成された無段変速機である。

また、車両１の前後方向で、エンジン２と動力分配装置８との間には、モータ・ジェネレータ３とは別のモータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１６が設けられている。モータ・ジェネレータ１６は、ロータ１７およびステータ１８を有している。このモータ・ジェネレータ１６は、機械エネルギと電気エネルギとの間で相互に変換をおこなう機能、つまり、電動機としての機能（力行機能）と、発電機としての機能（回生機能）とを兼備している。そして、モータ・ジェネレータ１６のロータ１７が、サンギヤ９に対して動力伝達可能に、具体的には一体回転するように連結されている。また、モータ・ジェネレータ３のロータとリングギヤ１０とが動力伝達可能に連結、具体的には一体回転するように連結されている。このように、車両１は、動力の発生原理が異なるエンジン２およびモータ・ジェネレータ３，１６を有している。

一方、動力分配装置８のリングギヤ１０からデファレンシャル４に至る経路には変速機１９が設けられている。この変速機１９は、入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比を段階的に（不連続に）制御することの可能な有段変速機である。変速機１９は、２組の遊星歯車機構、具体的には、第１の遊星歯車変速機構２０および第２の遊星歯車変速機構２１を有している。まず、第１の遊星歯車変速機構２０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。この第１の遊星歯車変速機構２０は、同軸上に配置されたサンギヤ２２およびリングギヤ２３と、サンギヤ２２およびリングギヤ２３に噛合されたピニオンギヤ２４を自転、かつ公転可能に保持するキャリヤ２５とを有している。一方、第２の遊星歯車変速機構２１は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。この第２の遊星歯車変速機構２１は、同軸上に配置されたサンギヤ２６およびリングギヤ２７と、サンギヤ２６およびリングギヤ２７に噛合されたピニオンギヤ２８を自転、かつ公転可能に保持するキャリヤ２９とを有している。

そして、サンギヤ２２とサンギヤ２６とが一体回転するように連結され、キャリヤ２５とリングギヤ２７とが一体回転するように連結されている。このキャリヤ２５およびリングギヤ２７は、変速機１９のアウトプットシャフト３０に連結されている。また、変速機１９を構成する回転要素、すなわち、各ギヤおよびキャリヤ同士の連結・遮断・固定を制御するクラッチが設けられている。ここで、クラッチとしては油圧制御式または電磁制御式のいずれを用いてもよいが、ここでは、油圧制御式のクラッチを用いる場合について説明する。すなわち、リングギヤ１０とリングギヤ２３とを連結・解放するクラッチＣ１が設けられており、リングギヤ１０を、サンギヤ２２，２６に対して連結・解放するクラッチＣ２が設けられている。また、サンギヤ２２，２６の回転・停止を制御するブレーキＢ１が設けられており、キャリヤ２９の回転・停止を制御するブレーキＢ２が設けられている。

つぎに、車両１の制御系統について説明すると、モータ・ジェネレータ３との間で電力の授受をおこなう蓄電装置３１と、モータ・ジェネレータ３を制御するインバータ３２とが設けられている。また、モータ・ジェネレータ１６との間で電力の授受をおこなう蓄電装置３３と、モータ・ジェネレータ１６を制御するインバータ３４とが設けられている。蓄電装置３１，３３としては二次電池、より具体的にはバッテリ、またはキャパシタを用いることが可能である。さらに変速機１９のクラッチやＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２を制御するアクチュエータとして油圧制御装置３５が設けられている。この油圧制御装置３５は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知のものである。そして、エンジン２およびインバータ３２，３４および油圧制御装置３５を制御する電子制御装置３６が設けられている。

この電子制御装置３６には、図３に示すように、シフトレンジセンサの信号、エンジン水温センサの信号、モータ・ジェネレータ３，１６の回転数センサの信号、エンジン回転数センサの信号、車速センサの信号、外気温センサの信号、油温センサの信号、ＥＣＴスイッチの信号、サイドブレーキスイッチの信号、フットブレーキスイッチの信号、アクセル開度センサの信号、変速機１９の入力回転数および出力回転数センサの信号などが入力される。これに対して、電子制御装置３６からは、エンジン２の電子スロットルバルブを制御する信号、エンジン２の燃料噴射装置を制御する信号、エンジン２の点火装置を制御する信号、インバータ３２，３４を介してモータ・ジェネレータ３，１６を制御する信号、油圧制御装置３５を制御する信号などが出力される。

つぎに、車両１の制御について説明する。エンジン２が駆動され、エンジントルクがインプットシャフト１４を経由して動力分配装置８のキャリヤ１２に伝達されるとともに、エンジントルクの反力がモータ・ジェネレータ１６で受け持たれ、動力分配装置８のリングギヤ１０から出力される。ここで、モータ・ジェネレータ１６の回転方向（正・逆）および力行・回生を制御することにより、動力分配装置８の変速比を無段階に（連続的に）制御可能である。具体的には、キャリヤ１２が入力要素となり、サンギヤ９が反力要素となり、リングギヤ１０が出力要素となり、キャリヤ１２およびサンギヤ９およびリングギヤ１０の差動作用により、動力分配装置８が無段変速機として機能する。動力分配装置８の変速比は、例えば以下のように制御される。車速およびアクセル開度に基づいて要求駆動力が求められ、この要求駆動力に基づいて、目標エンジン出力が求められる。この目標エンジン出力を達成するために、最適燃費線に沿ってエンジンの運転状態を決定し、目標エンジン回転数および目標エンジントルクを求める。そして、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、動力分配装置８の変速比、より具体的には入力回転数が制御される。また、実エンジントルクを目標エンジントルクに近づけるように、電子スロットルバルブの開度などが制御される。

さらに、要求駆動力に基づいて、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動させ、かつ、エンジントルクを車輪５に伝達しないようにする第１の駆動モードと、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３を共に駆動させて、そのトルクを車輪５に伝達する第２の駆動モードと、エンジン２を駆動させ、モータ・ジェネレータ３のトルクを車輪５には伝達しない第３の駆動モードとを選択的に切り替え可能である。そして、モータ・ジェネレータ３が単独で駆動される駆動モード、またはエンジン２およびモータ・ジェネレータ３が共に駆動されるモードにおいては、要求駆動力に基づいて、モータ・ジェネレータ３で負担するべき駆動力が求められ、負担駆動力および変速機１９の変速比に基づいて、モータ・ジェネレータ３の目標出力、すなわち、モータ・ジェネレータ３の目標回転数および目標トルクが求められる。

一方、変速機１９を制御するシフトレンジとして、例えば、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジなどを選択的に変更可能に構成されている。そして、図に示された変速機１９においては、Ｄレンジが選択された場合は、例えば、第１速（１ｓｔ）および第２速（２ｎｄ）および第３速（３ｒｄ）および第４速（４ｔｈ）の変速段を、選択的に切り換え可能である。これらの変速段を選択的に切り換えるため、電子制御装置３６には、車速およびアクセル開度に基づいて、変速段を決定する変速マップが記憶されている。Ｄレンジで各変速段を設定する場合、ＮレンジまたはＲレンジが選択された場合におけるクラッチの制御状態を、図４により説明すると、「○」印はクラッチが係合されることを示し、空欄はクラッチが解放されることを示している。

すなわち、第１速を設定する場合は、クラッチＣ１およびブレーキＢ２が係合され、かつ、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。また、第２速を設定する場合は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が係合され、かつ、クラッチＣ２およびブレーキＢ２が解放される。さらに、第３速または第４速を設定する場合は、クラッチＣ１，Ｃ２が共に係合され、かつ、ブレーキＢ１，Ｂ２が共に解放される。第３速または第４速を設定する場合は、変速機１９の制御は同じとなり、動力分配装置８の制御が異なる。この点については後述する。また、Ｒレンジが選択された場合は、クラッチＣ２およびブレーキＢ２が係合され、かつ、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放される。なお、ＮレンジまたはＰレンジが選択された場合は、全てのクラッチが解放される。

つぎに、Ｄレンジが選択された場合における変速機１９の回転要素の状態を、図５の共線図に基づいて説明する。この図５に示すように、動力分配装置８は、モータ・ジェネレータ３とモータ・ジェネレータ１６との間に、エンジン２が配置されている。この図５において、「正」は正回転を示し、「逆」は逆回転を示す。ここで、正回転とは、エンジン２の回転方向を意味する。まず第１速が選択された場合は、クラッチＣ１が係合されるとともに、エンジン２またはモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方のトルクが、変速機１９のリングギヤ２８に入力される。また、ブレーキＢ２の係合により停止しているキャリヤ２９が反力要素となり、キャリヤ２５およびリングギヤ２７から出力されたトルクがアウトプットシャフト３０に伝達される。アウトプットシャフト３０のトルクが、デファレンシャル４を経由して車輪５に伝達されて、駆動力が発生する。この第１速が選択された場合は、リングギヤ２３の回転速度に対して、リングギヤ２７およびキャリヤ２５の回転速度の方が減速される。すなわち、変速機１９の変速比は「１」よりも大きくなる。

また、第２速が選択された場合は、クラッチＣ１が係合され、かつ、ブレーキＢ１が係合されるため、エンジン２またはモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方のトルクが、変速機１９のリングギヤ２８に入力され、停止しているサンギヤ２２が反力要素となり、キャリヤ２５から出力されたトルクがアウトプットシャフト３０に伝達される。この第２速が選択された場合は、リングギヤ２３の回転速度に対して、キャリヤ２５の回転速度の方が減速される。すなわち、変速機１９の変速比は「１」よりも大きくなる。なお、入力回転数が同じである場合を想定すると、第１速におけるキャリヤ２５の回転速度の方が、第２速におけるキャリヤ２５の回転速度よりも低くなる。すなわち、第１速が設定された場合の変速比の方が、第２速が設定された場合の変速比よりも大きくなる。

つぎに、第３速または第４速が選択された場合は、クラッチＣ１，Ｃ２が共に係合されるため、第１の遊星歯車変速機構２０を構成する回転要素、第２１の遊星歯車変速機構２１を構成する回転要素が、全て一体回転する。すなわち、第３速または第４速が設定された場合、変速機１９の変速比は「１」となる。言い換えれば、変速機１９の入力回転要素と出力回転要素とが直結状態となる。なお、第３速が設定される場合は、動力分配装置８でモータ・ジェネレータ１６が停止されず、第４速が設定される場合は、動力分配装置８でモータ・ジェネレータ１６が停止される（回転数ゼロ）である点が相違する。さらに、Ｒレンジが選択された場合は、クラッチＣ２が係合されるため、サンギヤ２６が入力要素となり、キャリヤ２９が反力要素となり、リングギヤ２７が逆回転する。なお、この共線図においては、エンジン回転数が一定である場合を示してある。

つぎに、前記変速機１９で変速比を変更する場合の制御方法を説明する。特に、前記変速機１９の変速比を大きくするダウンシフトを実行する場合において、エンジントルクの反力を受け持つモータ・ジェネレータ１６の回転数の制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、車両１がパワーオン状態、つまり、アクアセルペダルが踏み込まれており、車輪５にトルクが伝達されて駆動力が発生する状態で、変速機１９でダウンシフト制御を実行中であるか否かが判断される（ステップＳ１）。ここで、ダウンシフトの種類は、第３速から第２速へのダウンシフト、または第２速から第１速へのダウンシフトのいずれでもよいが、ステップＳ１で判断されるダウンシフトは、クラッチの係合・解放が切り替えられるダウンシフトである。このため、図２に示された変速機１９においては、第４速から第３速へのダウンシフトの場合、クラッチの係合・解放はおこなわれないため、ステップＳ１で判断されるダウンシフトには該当しない。このステップＳ１で肯定的に判断された場合は、エンジン２の始動が完了したか否かが判断される（ステップＳ２）。ここで、エンジン２の始動の完了とは、エンジン２に燃料が供給されて爆発し、その熱エネルギでエンジン２が自律回転可能な回転数となった場合、言い換えれば、エンジン２が完爆状態となった場合は、ステップＳ２で肯定的に判断される。この他に、エンジン２の始動条件が成立してから、所定時間が経過したことがタイマーにより検知された場合に、エンジン３が完爆状態になったことを判断することもできる。そして、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は「フラグＦ１＝零」であるか否かが判断される。このフラグＦ１の技術的意義は後述する。

このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｔｍｇ１ｄｗｎとして、モータ・ジェネレータ１６の現在の実回転数ｎｍｇ１を代入する処理をおこない、かつ、「フラグＦ１＝１」とする処理を実行する（ステップＳ４）。つまり、前述した「フラグＦ１」は、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｔｍｇ１ｄｗｎとして、モータ・ジェネレータ１６の現在の実回転数ｎｍｇ１を代入する処理が、未処理か処理済みかを示すフラグであり、「フラグＦ１＝零」である場合は未処理であることを示し、「フラグＦ１＝１」は処理済みであることを示している。そして、ステップＳ４についで、モータ・ジェネレータ１６の実回転数を目標回転数に近づける制御を実行し、（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２で否定的に判断された場合は、変速機１９でのダウンシフト中にイナーシャ相が開始されたか否かが判断される（ステップＳ６）。例えば、変速条件が成立して電子制御装置３６から変速開始信号が出力されてから、タイマーにより所定時間（所定期間）が経過したことが検知された場合に、イナーシャ相が開始されたと判断することが可能である。前記タイマーにより設定される所定時間は、電子制御装置３６に予め記憶されている。この他に、変速機１９の入力側の回転数と同じ回転数となるモータ・ジェネレータ３の回転数が、上昇を開始した場合に、イナーシャ相が開始されたと判断することも可能である。このステップＳ６で否定的に判断された場合は、ステップＳ５に進む。これに対して、ステップＳ６で肯定的に判断された場合は、変速機１９の変速、より具体的には、係合装置の係合・解放の切り替えにともないモータ・ジェネレータ３の回転数変化と、目標エンジン回転数とに基づいて、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｔｍｇ１ｄｗｎを算出し（ステップＳ７）、ステップＳ５に進む。このステップＳ７の処理で用いる目標エンジン回転数は、車速、およびアクセル開度に基づいて、エンジン出力を最適燃費曲線に沿って制御する場合に求められる目標エンジン回転数である。なお、ステップＳ１またはステップＳ２で否定的に判断された場合は、「フラグＦ１＝零」とする処理をおこない（ステップＳ８）、ステップＳ７に進む。

つぎに、第２の駆動モードが選択されてエンジン２の運転中に、ダウンシフトが発生した場合に図１の制御方法が実行される場合に相当するタイムチャートの一例を、図６に基づいて説明する。この図６では、モータ・ジェネレータ３については、回転方向およびトルクの高低が示されている。また、モータ・ジェネレータ１６については、反力トルクは高低が示されており、回転方向は示されていない。まず、時刻ｔ１以前においては、アクセル開度が略一定であり、エンジン回転数およびモータ・ジェネレータ３の回転数は、正回転で略一定に制御されている。ここで、一方、モータ・ジェネレータ１６は、逆回転で力行制御され、その反力トルクは略一定に制御されている。また、エンジントルクが、動力分配装置８を経由して変速機１９に伝達され、変速機１９の出力軸トルクが略一定となっている。なお、モータ・ジェネレータ３のトルクは零（Ｎ・ｍ）に制御されている。つまり、モータ・ジェネレータ３は空転している。また、ダウンシフト前の変速段で係合されるクラッチの係合油圧が高圧に設定され、ダウンシフト後の変速段で係合されるクラッチの係合油圧が低圧に設定されている。

そして、アクセル開度が増加すると、モータ・ジェネレータ３が力行制御され、かつ、エンジン回転数が上昇し、かつ、モータ・ジェネレータ１６の回転数が零に近づく。さらに、時刻ｔ１でダウンシフト判断が成立すると、係合されているクラッチに作用する油圧を低下させる指示が出力され、解放されているクラッチの油圧を高める指示が出力される。また、モータ・ジェネレータ１６の回転数が、時刻ｔ１以降、実線で示すように、ダウンシフト判断時点の回転数に維持される。このようにして、エンジン回転数が実線で示すように、時刻ｔ１時点の回転数に保持され、かつ、モータ・ジェネレータ３の回転数も略一定となっている。また、時刻ｔ１以降、モータ・ジェネレータ３の力行トルクが略一定に制御されている。このようにして、アクセル開度が増加した時点から、時刻ｔ１以降も、出力軸トルクが増加する傾向となる。なお、時刻ｔ１から所定時間が経過して時刻ｔ２になると、係合されるクラッチに作用する油圧が一旦低下され、以後、その油圧に維持される。

そして、クラッチの係合・解放の切替が進行して、モータ・ジェネレータ１６の反力トルクが低下されて、係合されるクラッチのトルク容量の増加により、時刻ｔ３で変速機１９のダウンシフト段階がイナーシャ相に到達する。つまり、エンジン回転数およびモータ・ジェネレータ３の回転数が上昇を開始する。その後、時刻ｔ５で解放されるクラッチの油圧が更に低下され、かつ、係合されるクラッチの油圧がさらに上昇され、変速機１９の出力軸トルクが急激に増加し、ステップＳ６で変速前の変速段で係合されていたクラッチの油圧が最低圧となり、かつ、モータ・ジェネレータ３の回転数が、変速後における変速機１９の変速比および車速に応じた回転数に同期した時点で、変速終了と判定される。図６のタイムチャートで、時刻ｔ１から時刻ｔ３の間における制御が、図１でステップＳ３からステップＳ６を経由してテップＳ５に進む処理に相当する。また、図６のタイムチャートで、時刻ｔ３以降のモータ・ジェネレータ１６の制御が、ステップＳ６からステップＳ７に進んだ場合の制御に相当する。

このように、図１の制御を実行する制御方法によれば、変速機１９でダウンシフトを実行する場合に、変速機１９でイナーシャ相が開始される前までは、エンジン回転数の上昇を抑制するように、モータ・ジェネレータ１６の回転数が略一定に制御される。したがって、エンジン２の動力の一部が、回転数の上昇によるイナーシャにより消費されることを抑制でき、変速機１９の出力軸トルクの変化、具体的には低下を抑制でき、ショックを回避できる。これに対して、イナーシャ相の開始前に、ステップＳ７で述べたような処理をおこなった場合を想定した比較例について説明する。この比較例では、モータ・ジェネレータ３の回転数の上昇に伴い、エンジン回転数が破線で示すように上昇し、かつ、反力トルクを受け持つモータ・ジェネレータ１６の回転数も、破線で示すように変化する。このため、エンジン２の動力の一部が、回転数の上昇によるイナーシャにより消費されることを抑制できず、変速機１９の出力軸トルクが破線で示すように低下する。ここで、イナーシャ相開始時点における実線で示すモータ・ジェネレータ１６の回転数と、時刻ｔ５のモータ・ジェネレータ１６の回転数との差ｎ１は、イナーシャ相の開始時点における破線で示すモータ・ジェネレータ１６の回転数と、時刻ｔ５のモータ・ジェネレータ１６の回転数との差ｎ２よりも小さい。つまり、この実施例によれば、差ｎ２と差ｎ１との差分だけ、モータ・ジェネレータ１６の回転数の変化量の増加を抑制できる。

したがって、この発明の制御装置は、変速機１９での変速時には、この発明における反力発生装置に相当するモータ・ジェネレータ１６の回転数制御と変速機１９での変速が行われていない状態での回転数制御が異なるように構成されている。あるいはこの発明の制御装置は、変速機１９での変速時におけるモータ・ジェネレータ１６の回転数制御による回転数変化を、変速機１９での変速が生じていない状態での回転数制御による回転数変化を抑制するように構成されている。このような回転数制御は前述した電子制御装置３６によって実行することができ、したがって上記の回転数制御を行ういわゆる回転数制御手段には、上記の電子制御装置３６が相当する。

つぎに、第１の駆動モードが選択されてモータ・ジェネレータ３のトルクが車輪５に伝達されて駆動力が発生している場合に、アクセル開度が増加して、エンジン２を始動させる要求し、かつ、変速機１９でダウンシフト制御を実行する場合について説明する。このような場合は、エンジン２の始動要求発生後に、ステップＳ２で肯定的に判断され、ついで、ステップＳ３およびステップＳ６およびステップＳ７に進むようなルーチンとなる。このようなルーチンに対応するタイムチャートの一例を、図７に基づいて説明する。この図７では、モータ・ジェネレータ３については、回転方向およびトルクの高低が示されている。また、モータ・ジェネレータ１６については、反力トルクは高低が示されており、回転方向は示されていない。まず、時刻ｔ１以前においては、アクセル開度が略一定であり、モータ・ジェネレータ３の駆動力で車両が走行している。なお、エンジン２は停止している。

そして、アクセル開度が増加して時刻ｔ１でエンジン２の始動条件が成立し、モータ・ジェネレータ１６が正回転されて、そのトルクによりエンジン２のクランキングがおこなわれる。ついで、時刻ｔ２以後の時刻ｔ２−２で、実線で示すようにエンジン２が完爆状態になると、モータ・ジェネレータ１６のトルクが低下されるとともに、時刻ｔ２−２時点のモータ・ジェネレータ１６の回転数が、時刻ｔ２−２以降も継続される。このため、前述と同様にして変速機１９でダウンシフト制御が進行しても、エンジン回転数は上昇せず、実線で示すようにエンジン回転数が略一定に制御される。そして、時刻ｔ３でイナーシャ相が開始されると、モータ・ジェネレータ１６の反力トルクが更に低下されて、エンジン回転数が実線で示すように上昇する。なお、図７のタイムチャートにおいて、図６のタイムチャートと同じパラメータの状態については、その説明を省略する。このように、モータ・ジェネレータ３の第１の駆動モードが選択され、かつ、エンジン２が停止している場合に、エンジン２を始動させる条件が成立し、かつ、変速機１９でダウンシフトを実行する場合においても、エンジン回転数の上昇が抑制され、変速機１９の出力トルクの低下を抑制できる。

これに対して、第１の駆動モードが選択されている場合に、変速機１９でイナーシャ相が開始される前に、ステップＳ７に進んだ場合を想定する。この場合は、イナーシャ相が開始される前に、エンジン２の完爆が完了しても、モータ・ジェネレータ３の回転数および最適燃費曲線に基づくエンジン回転数から、モータ・ジェネレータ１６の回転数が求められ、破線で示すように上昇する。このため、エンジン回転数の上昇により、エンジン２の動力の一部がイナーシャにより消費される。すると、出力軸トルクが破線で示すように、実線の場合よりも低下する。

図７のタイムチャートにおいて、イナーシャ相開始時点における実線で示すモータ・ジェネレータ１６の回転数と、時刻ｔ５のモータ・ジェネレータ１６の回転数との差ｎ１は、イナーシャ相開始時点における破線で示すモータ・ジェネレータ１６の回転数と、時刻ｔ５のモータ・ジェネレータ１６の回転数との差ｎ２よりも小さい。つまり、この実施例によれば、差ｎ２と差ｎ１との差分だけ、モータ・ジェネレータ１６の回転数の変化量の増加を抑制できる。

ここで、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン２が、この発明の駆動力源に相当し、車輪５が、この発明の車輪に相当し、動力分配装置６が、この発明のこの動力分配装置および電気的無段変速機に相当し、変速機１９が、この発明の変速機に相当し、キャリヤ１２が、この発明の入力要素に相当し、サンギヤ９が、この発明の反力要素に相当し、リングギヤ１０が、この発明の出力要素に相当し、モータ・ジェネレータ１６が、この発明の反力発生装置に相当し、モータ・ジェネレータ３が、この発明の第２の駆動力源および電動機に相当し、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２が、この発明のクラッチおよび係合機構に相当し、クラッチＣ１が、この発明の第１のクラッチに相当し、クラッチＣ２が、この発明の第２のクラッチに相当し、ブレーキＢ１が、この発明の第１のブレーキに相当し、ブレーキＢ２が、この発明の第２のブレーキに相当する。また、図２に示されたステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の制御をおこなう電子制御装置３６が、この発明の回転数制御手段に相当する。

つぎに、図２の車両１で変速機１９のダウンシフト中に実行可能な他の制御方法を、図８に基づいて説明する。この図８のフローチャートは、イナーシャ相の開始後におけるモータ・ジェネレータ３のトルクを制御するためのものである。なお、この図８の制御例は、図１の制御例と組み合わせて実行される。まず、変速機１９でダウンシフトが実行中であり、かつ、イナーシャ相が開始されたか否かが判断される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の判断は、ステップＳ１の判断およびステップＳ６の判断と同じである。このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。また、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合は
ｎｍｇ２≧ｎｏ×ａｔｇｅａｒ−ＮＭＧ２ＴＱＤＷ
であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。

ここで、ｎｍｇ２はモータ・ジェネレータ３の回転数であり、ｎｏは変速機１９の出力回転数であり、ａｔｇｅａｒは、変速機１９でのダウンシフト後の変速段における変速比であり、ＮＭＧ２ＴＱＤＷは所定回転数である。この所定回転数ＮＭＧ２ＴＱＤＷは、モータ・ジェネレータ３の回転数が、変速後の車速および変速段に対応する回転数に同期する場合において、そのモータ・ジェネレータ３の実トルクを目標トルクに近づけるためのトルク制御信号が出力されてから、モータ・ジェネレータ３の実トルクに反映されるまでの間の応答遅れ分に相当する回転数である。そして、ステップＳ１２で否定的に判断された場合は、ダウンシフト前の変速比におけるモータ・ジェネレータ３の回転数に基づいて、モータ・ジェネレータ３のトルクを算出し（ステップＳ１３）、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、ダウンシフト後の変速比におけるモータ・ジェネレータ３の回転数に基づいて、モータ・ジェネレータ３のトルクを算出し（ステップＳ１４）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ１３，Ｓ１４におけるモータ・ジェネレータ３の回転数およびトルクは、前述の要求駆動力に基づいて、モータ・ジェネレータ３の目標出力を算出する場合と同様にして求められる。

この図８の制御方法に対応するタイムチャートの一例を、図６および図７に基づいて説明する。前記のように、時刻ｔ３でイナーシャ相が開始されるとともに、時刻ｔ４で図８のステップＳ１２の判断が肯定される場合が示されている。すなわち、時刻ｔ３以降は、ステップＳ１３で説明した処理により、モータ・ジェネレータ３のトルクが実線で示すように、略一定に制御される。そして、時刻ｔ４で、モータ・ジェネレータ３のトルクが、ダウンシフト後の変速段のモータ・ジェネレータ回転数に応じたトルクまで低下され、その後は略一定に制御されている。

このように、図８の制御方法によれば、変速機１９でのダウンシフト時に、イナーシャ相の開始後は、車両１の要求駆動力および変速機１９での変速前の変速比に基づいて、モータ・ジェネレータ３の目標回転数および目標トルクが求められる。したがって、イナーシャ相の開始後における変速機１９の出力トルクの低下を抑制でき、変速ショックを回避できる。さらに、時刻ｔ４になると、モータ・ジェネレータ３のトルクを、変速機１９でのダウンシフト後の変速比に応じたモータ・ジェネレータ３の回転数に応じた値に制御する。

ここで、図２および図８に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、図８のステップＳ１１およびステップＳ１２を経由してステップＳ１３に進む制御を実行する電子制御装置３６が、この発明の第１の電動機制御手段に相当し、ステップＳ１１およびステップＳ１２を経由してステップＳ１４に進む制御を実行する電子制御装置３６が、この発明の第２の電動機制御手段に相当する。

つぎに、図２の車両１で実行可能な制御例、すなわち制御方法を、図９に基づいて説明する。図９のフローチャートは、変速機１９でアップシフトを実行する場合に対応している。まず、車両１に対する要求駆動力が低下し、かつ、変速機１９でアップシフトを実行中であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。アクセルペダルが戻された場合は、要求駆動力が低下したものと判断される。また、アップシフトは、クラッチの係合・解放がおこなわれるアップシフトが判断される。そして、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合は、フラグＦ１＝１」であるか否かが判断される（ステップＳ２２）。このフラグＦ１の技術的意義は後述する。

このステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数（抑制回転数）ｎｍｇ１ｕｐｈｄとして、モータ・ジェネレータ１６の現在の実回転数ｎｍ１を代入する処理をおこない、かつ、「フラグＦ１＝１」とする処理を実行する（ステップＳ２３）。つまり、前述した「フラグＦ１」は、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄとして、モータ・ジェネレータ１６の現在の実回転数ｎｍ１を代入する処理おこなわれているか否かを示すフラグであり、「フラグＦ１＝１」でない場合は、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄが求められていないか、または解除されたことを意味し、「フラグＦ１＝１」である場合は、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄが求められていることを示す。そして、ステップＳ２３についで、「モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄ」と、「要求駆動力に応じて動力分配装置６の変速比を制御する場合に、モータ・ジェネレータ１６を制御するために求められる通常制御時の目標回転数」とを比較し、どちらを選択した方が、エンジン回転数の低下を抑制できるかが判断される（ステップＳ２４）。ここで、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄを選択した方が、エンジン回転数の低下を抑制できる場合は、ステップＳ２４で否定的に判断され、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄに基づいて、モータ・ジェネレータ１６の回転数を制御し（ステップＳ２５）、この制御ルーチンを終了する。

これに対して、ステップＳ２４の判断時点で、通常制御時の目標回転数を選択した方が、エンジン回転数の低下を抑制できるのであれば、ステップＳ２４で肯定的に判断されて、その通常時の目標回転数に基づいて、モータ・ジェネレータ１６の回転数を制御し（ステップＳ２６）、この制御ルーチンを終了する。一方、前記のようにして、モータ・ジェネレータ１６の目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄが求められた後に、ステップＳ２２に進んだ場合は、そのステップＳ２２で肯定的に判断されて、変速機１９でアップシフト中にイナーシャ相が開始されたか否かが判断される（ステップＳ２７）。このステップＳ２７で否定的に判断された場合は、ステップＳ２４に進み、ステップＳ２７で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２６に進む。なお、ステップＳ２１で否定的に判断された場合、例えば、アップシフトが開始された後、イナーシャ相の開始前に、アクアセルペダルが踏み込まれた場合は、「フラグＦ＝零」とする処理を実行し（ステップＳ２８）、ステップＳ２６に進む。すなわち、前述した目標回転数ｎｍｇ１ｕｐｈｄの保持を解除する。

この図９の制御方法に対応するタイムチャートの一例を、図１０に基づいて説明する。時刻ｔ１以前にはアクセルペダルが踏み込まれており、アップシフト前の変速段で係合されるクラッチの油圧が高圧に制御され、アップシフト後の変速段で係合されるクラッチの油圧が低圧に制御されている。また、エンジン回転数およびモータ・ジェネレータ３，１６の回転数は、略一定に制御されている。そして、アクセルペダルが戻されて、時刻ｔ１でアップシフト判断が成立すると、アップシフト前の変速段で係合されていたクラッチの油圧が低下され、アップシフト後の変速段で係合されるクラッチの油圧が上昇される。また、モータ・ジェネレータ３の力行トルクが低下され、かつ、逆転力行しているモータ・ジェネレータ１６の反力トルクが低下される。このため、モータ・ジェネレータ１６の回転数が実線で示すように、逆回転方向で、零から離れる方向に上昇することが抑制され、エンジン回転数の低下が抑制される（実線で示す）。

そして、係合されるクラッチのトルク容量の増加により、時刻ｔ２で変速機１９の入力回転数が低下し始め、かつ、モータ・ジェネレータ３の回転数が低下を開始する。これが、イナーシャ相開始である。これにともない、モータ・ジェネレータ１６の回転数が零を経由して正回転に変化し、エンジン回転数が緩やかに低下し始める。その後、変速機１９の入力回転数が、アップシフト後の車速および変速比に応じた回転数に同期するとともに、係合されるクラッチの油圧が最高圧に高められて、アップシフト終了と判断される。

このように、図９の制御方法によれば、要求駆動力が低下して変速機１９でアップシフトをおこなう場合に、イナーシャ相の開始前はエンジン回転数が低下することを抑制でき、イナーシャ相が開始された後は、モータ・ジェネレータ１６の回転数の変化量が増加することを抑制できる。したがって、変速ショックを抑制できる。また、変速機１９でのイナーシャ相が開始される前に、車両１の駆動力を高める要求があった場合は、ステップＳ２１で否定的に判断されて、「フラグＦ１＝零」としてモータ・ジェネレータ１６の回転数の固定を解除し、通常制御用の目標回転数に基づいて、モータ・ジェネレータ１６が制御される。したがって、駆動力要求に応じてモータ・ジェネレータ１６の回転数およびエンジン回転数を制御することができる。

また、ステップＳ２４で肯定的に判断される場合のように、要求駆動力に基づいて決定された目標回転数の方が、ステップＳ２３で決定された目標回転数よりも、エンジン回転数の低下を抑制しやすい場合は、通常目標回転数が選択される。したがって、エンジン回転数の低下を一層確実に抑制できる。これに対して、時刻ｔ１以降、モータ・ジェネレータ１６の回転数を、最適燃費曲線に基づいて破線で示すように制御すると、クラッチの係合・解放にともないエンジン回転数が破線で示すように低下して、イナーシャ相中にモータ・ジェネレータ１６の回転数の変化量が大きくなり、変速機１９での変速ショックが生じる可能性がある。図９の制御例においては、時刻ｔ１から時刻ｔ３に至る間でモータ・ジェネレータ１６の回転数が差ｎ１分変化する。これに対して、比較例では、時刻ｔ１から時刻ｔ３に至る間でモータ・ジェネレータ１６の回転数が差ｎ２分変化する。差ｎ１は差ｎ２よりも小さく、その差分だけモータ・ジェネレータ１６の回転数変化を抑制できる。ここで、図２および図９に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、図９のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２７の制御を実行する電子制御装置３６が、この発明の回転数制御手段に相当し、図９のステップＳ２１，Ｓ２８，Ｓ２６を実行する電子制御装置３６が、この発明の第１の解除手段に相当し、ステップＳ２７を経由してステップＳ２４に進む制御を実行する電子制御装置３６が、この発明の第２の解除手段に相当する。

なお、図２に示されたパワートレーンでは、動力分配装置８としてシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられているが、動力分配装置として、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いることも可能である。この場合、共線図上で２個のモータ・ジェネレータの間にエンジンが配置されるように、各回転要素同士を連結することになる。また、動力分配装置として、４個の回転要素を有し、いずれかの回転要素を入力要素、反力要素、出力要素として選択的に切り換えられるように構成されたものを用いることも可能である。また、動力分配装置から車輪に至る経路に配置される変速機は、Ｄレンジで第５速以上の変速段を設定可能な有段変速機であってもよい。また、設定可能な変速段が異なるレンジを複数有している場合、例えば、４レンジ、３レンジ、２レンジ等を有している場合には、いずれのレンジでアップシフトまたはダウンシフトが発生する場合にも、前述した制御例を実行可能である。なお、有段変速機の変速制御を実行するクラッチとしては、摩擦係合装置に替えて、シンクロナイザ機構により、変速段を制御するように構成された変速機を用いることも可能である。また、アップシフトに対応する制御は、第１速から第２速にアップシフトする場合、第２速から第３速にアップシフトする場合、第３速から第４速にアップシフトする場合などのいずれでもよい。また、ダウンシフトに対応する制御は、第４速から第３速にダウンシフトする場合、第３速から第２速にダウンシフトする場合、第２速から第１速にダウンスフトする場合などのいずれでもよい。いずれの変速においても、変速時に入力回転数の変化、すなわち、イナーシャ相が発生することが前提となる。

また、この発明は、エンジン２に代えて、電動機または油圧モータを駆動力源として有する車両であってもよい。また、モータ・ジェネレータ１６に代えて、油圧モータを反力発生装置としても用いることも可能である。さらに、モータ・ジェネレータ３に代えて、フライホイールシステム、油圧モータを第２の駆動力源として用いることも可能である。さらに、クラッチとしては、油圧制御式のクラッチに代えて、電磁制御式クラッチ、パウダ式クラッチ、同期噛み合い式クラッチなどを用いることも可能である。また、クラッチには、一方向クラッチも含まれる。すなわち、変速機での変速段の切替により、一方向クラッチの係合・解放がおこなわれる変速機も、この発明における変速機に含まれる。なお、この発明において、クラッチには、回転要素の停止・回転を制御するブレーキも含まれる。さらに、各図に示された制御例は、エンジンおよび２個のモータ・ジェネレータが、前輪（車輪）に対して動力伝達可能に連結された構成の前輪駆動車（二輪駆動車）、エンジンおよび２個のモータ・ジェネレータが、後輪（車輪）に対して動力伝達可能に連結された構成の前輪駆動車（二輪駆動車）のいずれでも実行可能である。さらに、各図に示された制御例は、エンジンおよび２個のモータ・ジェネレータが、前輪および後輪の両方に対して動力伝達可能に連結された構成の四輪駆動車でも実行可能である。

この発明に係る車両用駆動装置の制御装置で実行される制御方法を示すフローチャートである。この発明が適用されたハイブリッド車のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。図２に示された車両の電子制御装置に入力される信号、および電子制御装置から出力される信号を示す概念図である。図２に示された変速機で、Ｄレンジで各変速段を設定する場合、およびＲレンジが選択された場合のクラッチの作動状態を示す図表である。図２に示された動力分配装置および変速機で、各シフトレンジを設定する場合における共線図である。図１の制御方法に対応するタイムチャートである。図１の制御方法に対応する他のタイムチャートである。図１の制御方法の処理の一部を具体化した制御方法を示すフローチャートである。図２の車両で実行可能な他の制御方法を示すフローチャートである。図９の制御方法に対応するタイムチャートの一例である。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、３，１６…モータ・ジェネレータ、５…車輪、８…動力分配装置、９…サンギヤ、１０，２３…リングギヤ、１２…キャリヤ、１９…変速機、Ｃ１，Ｃ２…クラッチ。

Claims

駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、
前記変速機で変速比が変更されて前記駆動力源の回転数が変速の前後で変化する際に、前記変速機で変速比の変更をおこなう判断が成立してから所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備えていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、
前記変速機での変速時に所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備え、
前記変速機の入力側にトルクを入力する第２の駆動力源が設けられ、
前記電動機のトルクを前記変速機を経由させて車輪に伝達し、かつ、前記エンジンのトルクを前記車輪に伝達しないようにする第１の駆動モードと、前記エンジンのトルクを前記車輪に伝達する第２の駆動モードとを選択的に切り替え可能に構成されており、
前記回転数制御手段は、前記第１の駆動モードから前記第２の駆動モードに切り替えられて前記エンジンが始動され、かつ、前記エンジンが始動されてから所定期間が経過した時点における前記反力発生装置の回転数を維持することにより、前記エンジン回転数が上昇することを抑制する手段を、更に含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、
前記変速機での変速時に所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備え、
この回転数制御手段は、車両の駆動力を高める要求があり、かつ、前記変速機の変速比を大きくする変速をおこなう場合に、所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数が上昇することを抑制する手段を含み、
前記変速機での変速時に所定期間が経過後は、車両の要求駆動力および前記変速機での変速前の変速比に基づいて、前記電動機の目標回転数および目標トルクを求める第１の電動機制御手段を、更に有していることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置の出力側に変速機が設けられており、前記動力分配装置は入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素が前記駆動力源に連結され、前記反力要素が反力発生装置に連結され、前記出力要素が前記変速機の入力側に連結されているとともに、前記駆動力源の反力を受け持つ前記反力発生装置の出力を制御することにより、前記動力分配装置の変速比を制御可能に構成されている車両用駆動装置の制御装置において、
前記変速機での変速時に所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数変化を抑制する回転数制御手段を備え、
前記回転数制御手段は、車両の駆動力を低下させる要求があり、かつ、前記変速機の変速比を小さくする変速をおこなう場合に、所定期間が経過するまでは、前記反力発生装置の回転数を制御することにより、前記駆動力源の回転数が低下することを抑制する手段を含み、
前記変速機での変速開始から所定期間が経過する前に、車両の駆動力を高める要求があった場合は、前記駆動力源の回転数が低下することを抑制する制御を解除するとともに、車両の要求駆動力に基づいて、前記動力分配装置の変速比を制御するために、前記反力発生装置の回転数を制御する第１の解除手段を、更に有していることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
前記駆動力源にはエンジンが含まれ、かつ、前記第２の駆動力源には電動機が含まれることを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記第１の電動機制御手段により前記電動機のトルクが制御された後は、前記電動機の回転数が、前記変速機での変速後の変速比に対応する回転数に到達する前に、前記電動機のトルクを、前記変速機での変速後の変速比に応じた電動機の回転数に応じた値に制御する第２の電動機制御手段を、更に有していることを特徴とする請求項３に記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記車両の要求駆動力を車速およびアクセル開度から判断する要求駆動力判断手段と、
前記要求駆動力に基づいて前記動力分配装置の変速比を制御するために、前記反力発生装置の回転数を決定し、決定された反力発生装置の回転数が、前記駆動力源の回転数の低下を抑制するために求められた抑制回転数よりも、前記駆動力源の回転数の低下を抑制しやすい場合は、抑制回転数の保持を解除する第２の解除手段とを更に有していることを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記変速機は、クラッチの係合・解放が切り替えられて変速比が制御される構成の変速機であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記変速機での変速には、変速比を大きくするダウンシフトおよび変速比を小さくするアップシフトの両方が含まれることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記所定期間には、前記変速機で変速判断が成立してからイナーシャ相が開始されるまでの時間が含まれることを特徴とする請求項１または３または４または６または７のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記所定期間には、前記エンジンが始動されてから、そのエンジンが完爆状態となるまでの時間が含まれることを特徴とする請求項２または５に記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記動力分配装置は電気的制御によって変速比を連続的に変化させる電気的無段変速機によって構成されるとともに、前記変速機は変速比を段階的に変化させる有段変速機によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記電気的無段変速機と前記有段変速機とは、いずれか一方から出力した動力がいずれか他方に入力されるように直列に連結されていることを特徴とする請求項１２に記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記駆動装置の変速比は、前記電気的無段変速機と前記有段変速機とによって設定されているように構成されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記電気的無段変速機は、前記入力要素であるキャリヤと、前記反力要素であるサンギヤと、前記出力要素であるリングギヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記変速機は、２組の遊星歯車機構と、複数の係合機構とによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずいれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
前記２組の遊星歯車機構は、シングルピニオン式の遊星歯車変速機構を含み、第１の遊星歯車変速機構のサンギヤと第２の遊星歯車変速機構のサンギヤとが連結され、第１の遊星歯車変速機構のキャリヤと第２の遊星歯車変速機構のリングギヤとが連結されるとともに、
前記係合機構は、前記第１の遊星歯車変速機構のリングギヤと前記動力分配装置の出力要素とを選択的に連結する第１のクラッチと、前記第１の遊星歯車変速機構のサンギヤおよび前記第２の遊星歯車変速機構のサンギヤを前記動力分配装置の出力要素に選択的に連結する第２のクラッチと、前記第１の遊星歯車変速機構のサンギヤおよび前記第２の遊星歯車変速機構のサンギヤを選択的に固定する第１のブレーキと、前記第２の遊星歯車変速機構のキャリヤを選択的に固定する第２のブレーキとを含むことを特徴とする請求項１６に記載の車両用駆動装置の制御装置。