JP4941255B2

JP4941255B2 - ハイブリッド車両の駆動装置

Info

Publication number: JP4941255B2
Application number: JP2007307037A
Authority: JP
Inventors: 純也水野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2009126479A

Description

本発明は、固定比変速装置を備えたハイブリッド車両の駆動装置に関する。

内燃機関に加えて、電動機やモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキの過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。

例えば、特許文献１には、固定比変速装置を備えることにより、無段変速比モードと固定変速比モードの両方の変速モードを有する、いわゆるマルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動装置が記載されている。

特開２００５−１５５８９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッド車両の駆動装置では、変速を行う場合において、様々な制約（駆動力変化の抑制、モータジェネレータの出力可能な最大トルク）を守りつつ、短時間に変速することが考慮されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、様々な制約を守りつつ、短時間に変速することが可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、エンジンと、第１及び第２のモータジェネレータと、前記第１のモータジェネレータの出力が伝達される第１入力軸と連結する第１回転要素と、前記エンジンと連結する第２回転要素と、前記第２モータジェネレータと連結する第３回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配機構と、車軸に繋がる出力軸と、前記第１入力軸との接続を制御する第１クラッチと、前記出力軸と、前記第３回転要素と連結する第２入力軸との接続を制御する第２クラッチとを備える固定比変速装置と、前記第１クラッチが前記出力軸と前記第１入力軸との接続を分離し、かつ、前記第２クラッチが前記出力軸と前記第２入力軸との接続を結合している状態と、前記第１クラッチが前記出力軸と前記第１入力軸との接続を結合し、かつ、前記第２クラッチが前記出力軸と前記第２入力軸との接続を分離している状態とを切り替える変速時において、前記第１のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数を前記第２のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数に同期させる回転同期制御を行う制御手段と、を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記制御手段は、前記第１のモータジェネレータに出力されるトルクを最大トルク以下として回転同期時間を算出するとともに、算出された前記回転同期時間に基づいて、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とで前記エンジンの軸に発生するトルクが同じ大きさとなるように回転同期制御中のエンジントルクを算出し、算出された前記回転同期時間及び前記回転同期制御中のエンジントルクで変速制御を行う。

上記のハイブリッド車両の駆動装置は、いわゆるマルチモードのハイブリッド車両の駆動装置であり、エンジン、第１及び第２のモータジェネレータ、動力分配機構、固定比変速装置、制御手段、を備える。動力分配機構は、前記エンジン及び前記第１並びに第２のモータジェネレータと接続されている。固定比変速装置は、前記動力分配機構と接続されている。前記制御手段は、例えばＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）であり、固定変速比モードでの変速時において、前記第１のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数を前記第２のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数に同期させる回転同期制御を行う。ここで、前記制御手段は、前記第１のモータジェネレータに出力されるトルクを最大トルク以下として回転同期時間を算出するとともに、算出された前記回転同期時間に基づいて、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とで前記エンジンの軸に発生するトルクが同じ大きさとなるように回転同期制御中のエンジントルクを算出し、算出された前記回転同期時間及び前記回転同期制御中のエンジントルクで変速制御を行う。このようにすることで、駆動力の段差を発生させることなく、かつ、第１のモータジェネレータに出力されるトルクが、出力可能な最大トルクを超えないという制約を満たした最短の回転同期時間で、変速制御を行うことができる。

上記のハイブリッド車両の駆動装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記回転同期時間が回転同期最大時間を越える場合には、前記回転同期最大時間を回転同期時間とし、前記回転同期最大時間に基づいて、回転同期制御中のエンジントルクを算出する。このようにすることで、回転同期最大時間が予め設定されている場合であっても、回転同期最大時間を越えることなく、かつ、第１のモータジェネレータが、出力可能な最大トルクを超えることなく、変速制御を行うことができる。

エンジンと、第１及び第２のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１並びに第２のモータジェネレータと接続された動力分配機構と、前記動力分配機構と接続された固定比変速装置と、固定変速比モードでの変速時において、前記第１のモータジェネレータの回転数と接続された係合要素の回転数を前記第２のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数に同期させる回転同期制御を行う制御手段と、を備えるハイブリッド車両の駆動装置では、前記制御手段は、前記第１のモータジェネレータに出力されるトルクを最大トルク以下として回転同期時間を算出するとともに、算出された前記回転同期時間に基づいて、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とで前記エンジンの軸に発生するトルクが同じ大きさとなるように回転同期制御中のエンジントルクを算出し、算出された前記回転同期時間及び前記回転同期制御中のエンジントルクで変速制御を行う。このようにすることで、駆動力の段差を発生させることなく、かつ、第１のモータジェネレータに出力されるトルクが、出力可能な最大トルクを超えないという制約を満たした最短の回転同期時間で、変速制御を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
図１に本発明を適用したハイブリッド装置の駆動装置の概略構成を示す。図１の例は、固定比変速装置を備えた、いわゆるマルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動装置であり、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０、動力分配機構２０、コントローラ４１、蓄電装置４２、を備える。図１において、動力源に相当するエンジン１と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、が動力分配機構２０に連結されている。また、第１のモータジェネレータＭＧ１と、動力分配機構２０と、が変速装置６に連結されている。変速装置６には、出力軸３が連結されている。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２はインバータなどのコントローラ４１を介してバッテリーなどの蓄電装置４２に接続されており、そのコントローラ４１によって制御されて電動機あるいは発電機として動作するように構成されている。

エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴う反力トルクが作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。

第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。

ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有している。ＥＣＵ１０は、車速、要求駆動力、蓄電装置４２の充電量（ＳＯＣ）などの入力データ及び予め記憶しているデータを利用して演算を行い、その演算の結果を各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を制御するための指令信号としてコントローラ４１に出力し、またいずれかのクラッチＣ１〜Ｃ３を動作させて所定の運転モードあるいは変速段を設定する指令信号を出力するように構成されている。また、ＥＣＵ１０は、各種センサからの検出信号に基づいて、コントローラ４１に指令信号を出力することにより、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、の制御を行う。各種センサの例としては、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の夫々の回転数（正確には「角速度」であるが、以下では単に「回転数」と称す）を検出する回転数センサなどがある。ＥＣＵ１０は、クランク角センサからの検出信号に基づいて、エンジン１の回転数を求め、回転数センサからの検出信号に基づいて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数、及び、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数を求める。従って、ＥＣＵ１０は、本発明における制御手段として機能する。

動力分配機構２０は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。具体的には、動力分配機構２０は、相互に同軸上に配置されたサンギヤ２３と、リングギヤ２１と、サンギヤ２３に噛み合わされた第２ピニオンギヤ２４ａと、この第２ピニオンギヤ２４ｂ及びリングギヤ２１に噛み合わされた第１ピニオンギヤ２４ｂと、第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂを自転可能かつ公転可能に支持しているキャリア２５とを有している。

エンジン１は、リングギヤ２１と連結されており、エンジン１からの動力は、リングギヤ２１に伝達される。また、第２のモータジェネレータＭＧ２は、キャリア２５を介して第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂと連結されている。第１ピニオンギヤ２４ａ及び第２ピニオンギヤ２４ｂは、キャリア２６を介して、入力軸３２と連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１は、入力軸３１と連結されている。入力軸３１は、クラッチＣ３を介してサンギヤ２３と連結されている。クラッチＣ３は、入力軸３１とサンギヤ２３との間の接続を制御する。クラッチＣ３がオンにされることにより、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力がサンギヤ２３に出力される。

変速装置６は、固定比変速装置であり、クラッチＣ１、Ｃ２を備えている。クラッチＣ１は、出力軸３と入力軸３１との間の接続を制御し、クラッチＣ２は、出力軸３と入力軸３２との間の接続を制御する。クラッチＣ１がオンにされることにより、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が入力軸３１を介して出力軸３に出力される。クラッチＣ２がオンにされることにより、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が入力軸３２を介して出力軸３に出力される。変速装置６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、クラッチＣ１、Ｃ２を制御することにより、固定変速比モードによる変速を行う。具体的には、変速装置６は、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされている状態と、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされている状態と、の間で切り替えることにより、変速を行う。以下では、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされ、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が入力軸３２を介して出力軸３に出力されている状態を「１速」の状態であるとし、また、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が入力軸３１を介して出力軸３に出力されている状態を「２速」の状態であるとする。

「１速」から「２速」へと切り替える場合について説明する。変速装置６は、まず、クラッチＣ１がオフ、クラッチＣ２がオンにされている状態（「１速」の状態）から、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態（「１速＋２速」の状態）へと切り替える。その後、変速装置６は、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態（「１速＋２速」の状態）から、クラッチＣ１がオン、クラッチＣ２がオフにされている状態（「２速」の状態）へと切り替える。このようにして、変速装置６は、「１速」から「２速」へと切り替える。ここで、「１速＋２速」の状態では、クラッチＣ１、Ｃ２の両方がオンにされている状態となっているので、クラッチＣ１における入力軸３１と接続されたクラッチ板の回転数と、クラッチＣ２における入力軸３２と接続されたクラッチ板の回転数と、が一致する必要がある。即ち、サンギヤ２３の回転数とキャリア２６の回転数とが一致する必要がある。従って、クラッチＣ１における入力軸３１と接続されたクラッチ板が第１のモータジェネレータＭＧ１と接続されたクラッチ板に相当し、クラッチＣ２における入力軸３２と接続されたクラッチ板がモータジェネレータＭＧ２と接続されたクラッチ板に相当する。なお、ここで、クラッチ板には限られず、係合する係合要素であればどれでもよく、例えばドグクラッチで係合することもできる。

図２は、モータＭＧ１、ＭＧ２、エンジンについての固定変速比モードにおける共線図を示している。図２（ａ）において、実線は、「１速」の状態における、第１のモータジェネレータＭＧ１と接続されたサンギヤ２３、第２のモータジェネレータＭＧ２と接続されたキャリア２６、エンジン１と接続されたリングギヤ２１の共線図を示している。即ち、クラッチＣ１がオフにされ、クラッチＣ２がオンにされているときの共線図を示している。図２（ｂ）において、実線は、「１速＋２速」の状態における、サンギヤ２３、キャリア２６、リングギヤ２１の共線図を示している。即ち、クラッチＣ１、Ｃ２がオンにされているときの共線図を示している。図２（ｂ）において、破線は、図２（ａ）に示した「１速」の状態における共線図を示している。

図２（ｂ）に示すように、「１速＋２速」の状態では、サンギヤ２３の回転数をキャリア２６の回転数に一致させる必要がある。例えば、「１速」の状態で、点Ａ１で示す第１のサンギヤ２３の回転数がｑ１であるとし、点Ｂで示す第２のキャリア２６の回転数がｑ２であるとすると、「１速＋２速」の状態では、サンギヤ２３の回転数を、点Ａ２で示すように、キャリア２６の回転数と同じ回転数であるｑ２にする必要がある。つまり、図２（ｂ）の破線矢印で示すように、第１のモータジェネレータＭＧ１にトルクを出力させて、サンギヤ２３の回転数をｑ１からｑ２へと変化させる必要がある。以下では、点Ａ２を同期ポイントと称する。

このように、サンギヤ２３の回転数を同期ポイントまで調整するためには、第１のモータジェネレータＭＧ１にかかるエンジン１のエンジントルクの分力と第１のモータジェネレータＭＧ１のイナーシャトルクとの和以上のトルクを、所定時間の間（以下では、この所定時間を「回転同期時間」と称する）、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力し続ける必要がある。

ここで、フル加速時などにおいては、駆動力の段差を発生させることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクが、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えることなく、なるべく短い時間で変速されることが求められる。

第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えないようにするためには、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力するトルクを抑える必要がある。第１のモータジェネレータＭＧ１に出力するトルクを抑えるためには、第１のモータジェネレータＭＧ１にかかるエンジン１のエンジントルクの分力を減らすか、かつ／又は、第１のモータジェネレータＭＧ１のイナーシャトルクを減らすことが必要である。エンジントルクの分力は、エンジントルクを減らすことにより減らすことができ、第１のモータジェネレータＭＧ１のイナーシャトルクは、回転同期時間を長くすることにより減らすことができる。そこで、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法では、これらのことを考慮して求められた以下の式（１）、（２）を用いて、回転同期時間、及び、回転同期制御中のエンジントルクを算出することとする。具体的には、第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動方法では、ＥＣＵ１０は、以下の式（１）を用いて、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクを最大トルクとして回転同期時間を算出し、その後、算出された回転同期時間に基づいて、以下の式（２）を用いて、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とでエンジン１の軸に発生するトルクが同じ大きさとなるように回転同期制御中のエンジントルクを算出することとする。以下に、具体的に述べる。

まず、回転同期制御開始直前のエンジントルクＴｅｂｅｆｏｒｅ、回転同期制御開始直前のエンジン角加速度ωｅｂｅｆｏｒｅ、回転同期制御による第１のモータジェネレータＭＧ１（以下では、「反力側ＭＧ」と称することもある）の回転数の変化量Δωｍ、第１のモータジェネレータＭＧ１の最大トルクＴＭＭＡＸ、を、以下の式（１）に代入することにより、回転同期時間Δｔを算出する。その後、算出された回転同期時間Δｔを、以下の式（２）に代入することにより、回転同期制御中のエンジントルクＴｅａｆｔｅｒを算出する。

式（１）の物理的な意味について説明する。式（１）の分母における項γ（Ｔｅ_{ｂｅｆｏｒｅ}−Ｉｅ・ωｅ_{ｂｅｆｏｒｅ}）は、エンジン１の軸に発生するトルクの第１のモータジェネレータＭＧ１にかかる分力を示している。ここで、エンジン１の軸に発生するトルクとは、エンジン１におけるエンジントルクとイナーシャトルクの和である。そして、式（１）の分母で示されるＴＭＭＡＸ＋γ（Ｔｅ_{ｂｅｆｏｒｅ}−Ｉｅ・ωｅ_{ｂｅｆｏｒｅ}）が、時間Δｔの間、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数をΔωｍ分だけ落とすのに使われるトルクを示している。例えば、ＴＭＭＡＸが−１００［Ｎｍ］で、エンジン１の軸に発生するトルクの第１のモータジェネレータＭＧ１にかかる分力γ（Ｔｅ_{ｂｅｆｏｒｅ}−Ｉｅ・ωｅ_{ｂｅｆｏｒｅ}）が６０［Ｎｍ］であるとすると、式（１）の分母の値は、−４０［Ｎｍ］となる。即ち、この場合には、−４０［Ｎｍ］のトルクが、時間Δｔの間、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数をΔωｍ分だけ落とすのに使われるトルクということになる。この時間Δｔが最短の回転同期時間である。

次に、式（２）の物理的な意味について説明する。式（２）を変形すると、以下の式（３）で表すことができる。

式（３）は、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とで、エンジン１の軸に発生するトルクを同じ大きさにするということを示している。つまり、式（２）は、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とで、エンジン１の軸に発生するトルクを同じ大きさにすることが可能な、回転同期制御中のエンジントルクＴｅａｆｔｅｒを算出することを示している。従って、式（２）で求められたエンジントルクＴｅａｆｔｅｒで変速制御を行うことにより、駆動力の段差を抑えることが可能となる。

第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動方法では、回転同期時間Δｔの間、第１のモータジェネレータＭＧ１に対し最大トルクを出力するとともに、エンジン１に対しエンジントルクＴｅ_{ａｆｔｅｒ}を出力することにより、変速制御が行われる。このようにすることで、駆動力の段差を発生させることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクが、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えないという制約を満たした最短の回転同期時間Δｔで、変速制御を行うことができる。

（第１実施形態に係る制御処理）
図３は、第１実施形態に係る駆動装置の制御処理を示すフローチャートである。図３を用いて、第１実施形態に係る駆動装置の制御処理について説明する。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１０は、例えば、シフトポジションセンサ等からの信号に基づいて、運転者からの変速要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、運転者からの変速要求がないと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ１０は、運転者からの変速要求があったと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の処理へ進む。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１０は、回転同期制御開始直前のエンジントルクＴｅｂｅｆｏｒｅ、回転同期制御開始直前のエンジン角加速度ωｅｂｅｆｏｒｅ、同期制御による第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数の変化量Δωｍ、を求める。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン１に供給した制御信号に基づいて、回転同期制御開始直前のエンジントルクＴｅｂｅｆｏｒｅを求めることができ、クランク角センサ１５からの検出信号に基づいて、回転同期制御開始直前のエンジン角加速度ωｅｂｅｆｏｒｅを求めることができる。また、ＥＣＵ１０は、先に述べたように、回転数センサからの検出信号に基づいて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数を夫々求めることができるので、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数と第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数とに基づいて、同期制御による第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数の変化量Δωｍを求めることができる。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０１で得られた情報に基づいて、式（１）、（２）を用いて、回転同期時間Δｔ、回転同期制御中のエンジントルクＴｅａｆｔｅｒを求める。ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０２で求められた、回転同期時間Δｔ、回転同期制御中のエンジントルクＴｅａｆｔｅｒで、変速制御を実施した後、本制御処理を終了する。このようにすることで、駆動力の段差を発生させることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えないという制約を満たした最短の回転同期時間Δｔで、変速制御を行うことができる。

なお、上述の実施形態では、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクは、最大トルクであるとしているが、これに限られるものではない。第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクは、最大トルクよりも小さくてもよい。この場合には、式（１）〜（２）におけるＴＭＭＡＸの値として、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルク（最大トルクよりも小さいトルク）を代入すれば、第１のモータジェネレータＭＧ１のトルクが最大トルクであった場合のときと同様にして、回転同期時間Δｔ、及び、回転同期制御中のエンジントルクＴｅａｆｔｅｒを求めることができる。

以上に述べたことから分かるように、第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動方法では、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクを最大トルク以下として回転同期時間を算出するとともに、算出された回転同期時間に基づいて、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とでエンジンの軸に発生するトルクが同じ大きさとなるように回転同期制御中のエンジントルクを算出することとする。これにより、駆動力の段差を発生させることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１に出力されるトルクが、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えないという制約を満たした最短の回転同期時間Δｔで、変速することができる。また、ＥＣＵ１０は、回転同期制御開始直前のエンジントルクＴｅｂｅｆｏｒｅ、回転同期制御開始直前のエンジン角加速度ωｅｂｅｆｏｒｅ、同期制御による第１モータジェネレータＭＧ１の回転数の変化量Δωｍが分かれば、即ち、回転同期制御開始直前の各種パラメータの値さえ分かれば、回転同期時間Δｔを算出することができる。従って、このハイブリッド車両の駆動方法を用いることにより、最短の回転同期時間Δｔをリアルタイムに求めることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においても、ハイブリッド車両の駆動装置の構成は、図１で示した構成と同じ構成となっている。

上述の第１実施形態では、回転同期時間Δｔについては、特に制限がされていなかった。しかし、もし、回転同期時間の最大時間（回転同期最大時間）が予め設定されている場合には、式（１）で求められた回転同期時間Δｔが回転同期最大時間を越えると、第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動方法を適用することができなくなる。

そこで、第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動方法では、回転同期時間Δｔが回転同期最大時間を越えた場合には、予め設定された回転同期最大時間を回転同期時間とし、当該回転同期最大時間に基づいて、回転同期制御中のエンジントルクを算出することとする。具体的には、以下の式（４）、（５）に回転同期最大時間を代入することにより、回転
同期時のエンジントルクを算出する。

式（４）、（５）は、回転同期最大時間を越えないことを優先して、ある程度の駆動力の段差を許容することを示している。このようにすることで、回転同期最大時間が予め設定されている場合であっても、回転同期最大時間を越えることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えることなく、変速制御を行うことができる。

（第２実施形態に係る制御処理）
図４は、第２実施形態に係る駆動装置の制御処理を示すフローチャートである。図４を用いて、第２実施形態に係る駆動装置の制御処理について説明する。

ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３までの処理は、図４のフローチャートで述べたステップＳ１０１〜ステップＳ１０３までの処理と同じ処理であるので、説明を省略する。

ステップＳ２０４において、ＥＣＵ１０は、式（１）で求められた回転同期時間Δｔが、回転同期最大時間を越えているか否かについて判定する。回転同期最大時間は、予め実験などによって求められ、ＥＣＵ１０のＲＯＭなどに記録されている。ＥＣＵ１０は、回転同期時間Δｔが回転同期最大時間を越えていないと判定した場合には（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０６の処理へ進む。一方、ＥＣＵ１０は、回転同期時間Δｔが回転同期時間を越えていると判定した場合には（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５の処理へ進む。

ステップＳ２０５において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０１で得られた情報、及び、回転同期最大時間に基づいて、式（４）、（５）を用いて、回転同期時間Δｔ、回転同期時のエンジントルクＴｅ_{ａｆｔｅｒ}を求める。

ステップＳ２０６において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０３又はステップＳ２０５で求められた回転同期時間Δｔ、回転同期制御中のエンジントルクＴｅａｆｔｅｒで、変速制御を実施した後、本制御処理を終了する。このようにすることで、回転同期時間Δｔが回転同期最大時間を越えている場合であっても、回転同期最大時間を越えることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えることなく、変速制御を行うことができる。

なお、ここで、ステップＳ２０４において、回転同期時間Δｔが回転同期時間を越えている場合には、ステップＳ２０５の処理へ進めるとしているが、これに加えて、回転同期時間Δｔが０以下として求められた場合であっても、ステップＳ２０５の処理へ進めるとしてもよい。回転同期時間Δｔが０以下として求められた場合とは、どれだけ回転同期時間を延ばしても、第１のモータジェネレータＭＧ１の最大トルクを超えない限り、回転数を同期させることができないような場合を示す。このようにすることで、何らかの理由により、第１のモータジェネレータＭＧ１の最大トルクが低減してしまい、回転同期時間Δｔが０以下として求められた場合であっても、回転同期最大時間を越えることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えることなく、変速制御を行うことができる。

以上に述べたことから分かるように、第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動方法では、回転同期時間Δｔが回転同期最大時間を越える場合には、回転同期最大時間を回転同期時間とし、回転同期最大時間に基づいて、回転同期制御中のエンジントルクを算出することとする。このようにすることで、回転同期最大時間を越えることなく、かつ、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力可能な最大トルクを超えることなく、変速制御を行うことができる。

［変形例］
なお、上述の各実施形態では、「１速」から「２速」へと変速する例について示したが、これとは逆に、「２速」から「１速」へと変速する場合であっても、「１速＋２速」の状態を経由する。このときにも、キャリア２６の回転数をサンギヤ２３の回転数に一致させる必要があるが、この場合についても、本発明を適用可能であるのは言うまでもない。この場合、本発明を適用することにより、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力可能な最大トルクを超えることなく、変速制御を行うことができる。

また、上述の各実施形態では、変速装置６におけるクラッチＣ１、Ｃ２の切り替えの際における回転数同期制御を行う場合について述べたが、これに限られない。例えば、上述のハイブリッド車両の駆動装置では、クラッチＣ３をオンにして、第１のモータジェネレータＭＧ１のトルクをサンギヤ２３に伝達する際においても、サンギヤ２３の回転数をキャリア２６の回転数に一致させる回転数同期制御が行われる。従って、クラッチＣ３の切り替えの際における回転数同期制御を行う場合についても、本発明を適用可能である。

さらには、マルチモードのハイブリッド車両の駆動装置として、図１に示す構成を示したが、これに限られるものではない。固定変速比モードでの変速の際に回転数同期制御が行われるハイブリッド車両の駆動装置であれば、他の変速装置、動力分配機構を有するものであっても本発明を適用可能である。

マルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動機構を示す模式図である。モータＭＧ１、ＭＧ２、エンジンについての共線図を示している。第１実施形態に係る制御処理のフローチャートを示す図である。第２実施形態に係る制御処理のフローチャートを示す図である。

符号の説明

ＭＧ１、ＭＧ２モータジェネレータ
１エンジン
３出力軸
６変速装置
２０動力分配機構

Claims

エンジンと、
第１及び第２のモータジェネレータと、
前記第１のモータジェネレータの出力が伝達される第１入力軸と連結する第１回転要素と、前記エンジンと連結する第２回転要素と、前記第２モータジェネレータと連結する第３回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配機構と、
車軸に繋がる出力軸と、前記第１入力軸との接続を制御する第１クラッチと、前記出力軸と、前記第３回転要素と連結する第２入力軸との接続を制御する第２クラッチとを備える固定比変速装置と、
前記第１クラッチが前記出力軸と前記第１入力軸との接続を分離し、かつ、前記第２クラッチが前記出力軸と前記第２入力軸との接続を結合している状態と、前記第１クラッチが前記出力軸と前記第１入力軸との接続を結合し、かつ、前記第２クラッチが前記出力軸と前記第２入力軸との接続を分離している状態とを切り替える変速時において、前記第１のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数を前記第２のモータジェネレータと接続された係合要素の回転数に同期させる回転同期制御を行う制御手段と、
を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記第１のモータジェネレータに出力されるトルクを最大トルク以下として回転同期時間を算出するとともに、算出された前記回転同期時間に基づいて、回転同期制御開始直前と回転同期制御中とで前記エンジンの軸に発生するトルクが同じ大きさとなるように回転同期制御中のエンジントルクを算出し、算出された前記回転同期時間及び前記回転同期制御中のエンジントルクで変速制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
前記制御手段は、前記回転同期時間が回転同期最大時間を越える場合には、前記回転同期最大時間を回転同期時間とし、前記回転同期最大時間に基づいて、回転同期制御中のエンジントルクを算出する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。