WO2014080530A1 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

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WO2014080530A1
WO2014080530A1 PCT/JP2012/080507 JP2012080507W WO2014080530A1 WO 2014080530 A1 WO2014080530 A1 WO 2014080530A1 JP 2012080507 W JP2012080507 W JP 2012080507W WO 2014080530 A1 WO2014080530 A1 WO 2014080530A1
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engine
torque
ecu
clutch
engagement
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健太 熊▲崎▼
松原　亨
田端　淳
達也 今村
北畑　剛
康博 日浅
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle drive device.
  • Patent Document 1 discloses a transmission mechanism that shifts the rotation of an internal combustion engine and transmits it to a power distribution mechanism, a first transmission shaft that transmits power from the internal combustion engine to the transmission mechanism, and power output from the transmission mechanism.
  • the technology of the drive device of the hybrid vehicle provided with the 2nd transmission shaft which transmits to a power distribution mechanism is disclosed.
  • the speed change shock at the time of speed change can be suppressed.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive device capable of suppressing a shift shock.
  • a drive device for a hybrid vehicle of the present invention includes an engine, a first rotating machine, a second rotating machine, a transmission unit that transmits rotation of the engine, and a first rotating element connected to an output element of the shifting unit.
  • a differential unit having a second rotating element connected to the first rotating machine, a third rotating element connected to the second rotating machine and a drive wheel, and a plurality of units for shifting the transmission unit. And when shifting the speed change unit from a traveling state in which combustion of the engine is stopped and regeneration is performed by the second rotating machine, the speed change is performed in a state where the engine is operated independently.
  • the engagement device to be engaged is engaged by the shift after the engagement device to be released is released.
  • the regenerative torque of the second rotating machine when the engine is operating independently during the shift is the regenerative torque of the second rotating machine before the engine starts the independent operation. Is preferably larger.
  • the first rotating machine After releasing the engagement device to be released, the first rotating machine performs rotation synchronization control of the engagement device to be engaged, and the engagement to be engaged. It is preferable to engage the combined device.
  • the engine when shifting the speed change unit from a traveling state in which combustion of the engine is stopped and regeneration is performed by the second rotating machine, the engine is operated independently, After releasing the engaging device to be released, the engaging device to be engaged is engaged by shifting. According to the hybrid vehicle drive device of the present invention, there is an effect that shift shock can be suppressed.
  • FIG. 1 is a flowchart according to the shift control of the embodiment.
  • FIG. 2 is a skeleton diagram of the vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an input / output relationship diagram of the vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation engagement table of the hybrid vehicle drive device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a collinear diagram related to the single motor EV mode.
  • FIG. 6 is a collinear diagram related to the both-motor EV mode.
  • FIG. 7 is a collinear diagram related to the HV low mode.
  • FIG. 8 is a collinear diagram related to the HV high mode.
  • FIG. 9 is a collinear diagram showing motoring regenerative travel in the HV low mode.
  • FIG. 1 is a flowchart according to the shift control of the embodiment.
  • FIG. 2 is a skeleton diagram of the vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an input / output relationship diagram of the vehicle according to the embodiment
  • FIG. 10 is a time chart showing an example of the upshift method.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing the rotational speed fluctuation at the time of upshifting.
  • FIG. 12 is a collinear diagram showing an operation at the initial stage of upshifting according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a collinear diagram illustrating the rotation synchronization control of the upshift according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a time chart of the upshift according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a collinear diagram showing motoring regenerative travel in the HV high mode.
  • FIG. 16 is a time chart showing an example of the downshift method.
  • FIG. 17 is a collinear diagram showing the rotational speed fluctuation at the time of downshift.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing the rotational speed fluctuation at the time of upshifting.
  • FIG. 12 is a collinear diagram showing an operation at the initial stage of upshifting according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a
  • FIG. 18 is a collinear diagram showing an operation at the initial stage of downshifting according to the embodiment.
  • FIG. 19 is a collinear diagram illustrating the rotational synchronization control of the downshift according to the embodiment.
  • FIG. 20 is a time chart of downshift according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a flowchart according to the shift control of the embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a skeleton diagram of the vehicle according to the embodiment
  • FIG. 3 is an input / output relation diagram of the vehicle according to the embodiment.
  • the vehicle 100 is a hybrid vehicle having an engine 1, a first rotating machine MG1, and a second rotating machine MG2 as power sources.
  • Vehicle 100 may be a plug-in hybrid vehicle that can be charged by an external power source.
  • the vehicle 100 includes an engine 1, a first planetary gear mechanism 10, a second planetary gear mechanism 20, a first rotating machine MG1, a second rotating machine MG2, a clutch CL1, a brake BK1, and an HV_ECU 50.
  • MG_ECU 60 engine ECU 70, and transmission ECU 80.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 includes an engine 1, a first rotating machine MG1, a second rotating machine MG2, a first planetary gear mechanism 10, a second planetary gear mechanism 20, a clutch CL1, and a brake. It is configured to include BK1.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 may further include a control device such as each ECU 50, 60, 70, 80 or the like.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 can be applied to an FF (front engine front wheel drive) vehicle, an RR (rear engine rear wheel drive) vehicle, or the like.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 is mounted on the vehicle 100 such that the axial direction is the vehicle width direction, for example.
  • a transmission unit that includes the first planetary gear mechanism 10 and transmits the rotation of the engine 1 is configured. Further, a differential unit is configured including the second planetary gear mechanism 20. The clutch CL1 and the brake BK1 are included in a plurality of engagement devices that change the speed of the first planetary gear mechanism 10.
  • Engine 1 which is an engine converts the combustion energy of the fuel into a rotary motion of the output shaft and outputs it.
  • the output shaft of the engine 1 is connected to the input shaft 2.
  • the input shaft 2 is an input shaft of the power transmission device.
  • the power transmission device includes a first rotating machine MG1, a second rotating machine MG2, a clutch CL1, a brake BK1, a differential device 30 and the like.
  • the input shaft 2 is arranged coaxially with the output shaft of the engine 1 and on an extension line of the output shaft.
  • the input shaft 2 is connected to the first carrier 14 of the first planetary gear mechanism 10.
  • the first planetary gear mechanism 10 of the present embodiment is connected to the engine 1 and corresponds to a first differential mechanism that transmits the rotation of the engine 1.
  • the first planetary gear mechanism 10 is an input-side differential mechanism that is disposed closer to the engine 1 than the second planetary gear mechanism 20.
  • the first planetary gear mechanism 10 can change the rotation of the engine 1 and output it.
  • the first planetary gear mechanism 10 is a single pinion type and includes a first sun gear 11, a first pinion gear 12, a first ring gear 13, and a first carrier 14.
  • the first ring gear 13 is coaxial with the first sun gear 11 and is disposed on the radially outer side of the first sun gear 11.
  • the first pinion gear 12 is disposed between the first sun gear 11 and the first ring gear 13 and meshes with the first sun gear 11 and the first ring gear 13, respectively.
  • the first pinion gear 12 is rotatably supported by the first carrier 14.
  • the first carrier 14 is connected to the input shaft 2 and rotates integrally with the input shaft 2. Therefore, the first pinion gear 12 can rotate (revolve) together with the input shaft 2 around the central axis of the input shaft 2 and is supported by the first carrier 14 and rotated around the central axis of the first pinion gear 12 ( Rotation) is possible.
  • the clutch CL1 is a clutch device capable of connecting the first sun gear 11 and the first carrier 14.
  • the clutch CL1 can be, for example, a friction engagement clutch, but is not limited thereto, and a clutch device such as a meshing clutch may be used as the clutch CL1.
  • the clutch CL1 is driven by hydraulic pressure to be engaged or released.
  • the fully engaged clutch CL1 can connect the first sun gear 11 and the first carrier 14 and rotate the first sun gear 11 and the first carrier 14 together.
  • the fully engaged clutch CL ⁇ b> 1 regulates the differential of the first planetary gear mechanism 10.
  • the released clutch CL1 separates the first sun gear 11 and the first carrier 14 and allows relative rotation between the first sun gear 11 and the first carrier 14. That is, the released clutch CL1 allows the first planetary gear mechanism 10 to be differentially operated.
  • the clutch CL1 can be controlled to a half-engaged state.
  • the brake BK1 is a brake device that can regulate the rotation of the first sun gear 11.
  • the brake BK1 has an engagement element connected to the first sun gear 11, and an engagement element connected to the vehicle body side, for example, a case of the power transmission device.
  • the brake BK1 may be a friction engagement type clutch device similar to the clutch CL1, but is not limited thereto, and a clutch device such as a meshing type clutch may be used as the brake BK1.
  • the brake BK1 is driven by, for example, hydraulic pressure to be engaged or released.
  • the fully engaged brake BK1 connects the first sun gear 11 and the vehicle body side and can regulate the rotation of the first sun gear 11.
  • the brake BK1 in the released state separates the first sun gear 11 and the vehicle body side and allows the first sun gear 11 to rotate.
  • the brake BK1 can be controlled to be in a half-engaged state.
  • the second planetary gear mechanism 20 of the present embodiment corresponds to a second differential mechanism that connects the first planetary gear mechanism 10 and the drive wheel 32.
  • the second planetary gear mechanism 20 is an output-side differential mechanism that is disposed closer to the drive wheel 32 than the first planetary gear mechanism 10.
  • the second planetary gear mechanism 20 is a single pinion type and includes a second sun gear 21, a second pinion gear 22, a second ring gear 23, and a second carrier 24.
  • the second planetary gear mechanism 20 is disposed coaxially with the first planetary gear mechanism 10 and faces the engine 1 with the first planetary gear mechanism 10 interposed therebetween.
  • the second ring gear 23 is coaxial with the second sun gear 21 and is disposed on the radially outer side of the second sun gear 21.
  • the second pinion gear 22 is disposed between the second sun gear 21 and the second ring gear 23 and meshes with the second sun gear 21 and the second ring gear 23, respectively.
  • the second pinion gear 22 is rotatably supported by the second carrier 24.
  • the second carrier 24 is connected to the first ring gear 13 and rotates integrally with the first ring gear 13.
  • the second pinion gear 22 can rotate (revolve) around the central axis of the input shaft 2 together with the second carrier 24, and is supported by the second carrier 24 to rotate (rotate) around the central axis of the second pinion gear 22. It is possible.
  • the first ring gear 13 is an output element of the first planetary gear mechanism 10, and can output the rotation input from the engine 1 to the first planetary gear mechanism 10 to the second carrier 24.
  • the second carrier 24 corresponds to the first rotating element connected to the output element of the first planetary gear mechanism 10.
  • the second sun gear 21 is connected to the rotary shaft 33 of the first rotary machine MG1.
  • the rotating shaft 33 of the first rotating machine MG1 is disposed coaxially with the input shaft 2 and rotates integrally with the second sun gear 21.
  • the second sun gear 21 corresponds to the second rotating element connected to the first rotating machine MG1.
  • a counter drive gear 25 is connected to the second ring gear 23.
  • the counter drive gear 25 is an output gear that rotates integrally with the second ring gear 23.
  • the second ring gear 23 corresponds to the third rotating element connected to the second rotating machine MG ⁇ b> 2 and the drive wheel 32.
  • the second ring gear 23 is an output element that can output the rotation input from the first rotating machine MG ⁇ b> 1 or the first planetary gear mechanism 10 to the drive wheels 32.
  • the counter drive gear 25 is meshed with the counter driven gear 26.
  • the counter driven gear 26 is connected to a drive pinion gear 28 via a counter shaft 27.
  • the counter driven gear 26 and the drive pinion gear 28 rotate integrally.
  • the counter driven gear 26 is engaged with a reduction gear 35.
  • the reduction gear 35 is connected to the rotation shaft 34 of the second rotary machine MG2. That is, the rotation of the second rotating machine MG2 is transmitted to the counter driven gear 26 via the reduction gear 35.
  • the reduction gear 35 has a smaller diameter than that of the counter driven gear 26, and reduces the rotation of the second rotary machine MG ⁇ b> 2 and transmits it to the counter driven gear 26.
  • the drive pinion gear 28 meshes with the diff ring gear 29 of the differential device 30.
  • the differential device 30 is connected to drive wheels 32 via left and right drive shafts 31.
  • the second ring gear 23 is connected to the drive wheel 32 via a counter drive gear 25, a counter driven gear 26, a drive pinion gear 28, a differential device 30 and a drive shaft 31.
  • the second rotating machine MG2 is connected to a power transmission path between the second ring gear 23 and the drive wheels 32, and can transmit power to the second ring gear 23 and the drive wheels 32, respectively. .
  • the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 each have a function as a motor (electric motor) and a function as a generator.
  • the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 are connected to a battery via an inverter.
  • the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 can convert the electric power supplied from the battery into mechanical power and output it, and are driven by the input power to convert the mechanical power into electric power. Can be converted.
  • the electric power generated by the rotating machines MG1 and MG2 can be stored in the battery.
  • an AC synchronous motor generator can be used as the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2, for example.
  • a rotating machine MG1 is arranged.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 of the present embodiment is a multi-shaft type in which the input shaft 2 and the rotation shaft 34 of the second rotary machine MG2 are arranged on different axes.
  • the vehicle 100 includes an HV_ECU 50, an MG_ECU 60, an engine ECU 70, and a transmission ECU 80.
  • Each ECU 50, 60, 70, 80 is an electronic control unit having a computer.
  • the HV_ECU 50 has a function of integrally controlling the entire vehicle 100.
  • MG_ECU 60, engine ECU 70, and transmission ECU 80 are electrically connected to HV_ECU 50.
  • MG_ECU 60 can control the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2. For example, the MG_ECU 60 adjusts the current value supplied to the first rotary machine MG1 and the power generation amount of the first rotary machine MG1, controls the output torque of the first rotary machine MG1, and controls the second rotary machine MG2. On the other hand, it is possible to control the output torque of the second rotary machine MG2 by adjusting the current value to be supplied and the power generation amount of the second rotary machine MG2.
  • the engine ECU 70 can control the engine 1.
  • the engine ECU 70 can control, for example, the opening degree of the electronic throttle valve of the engine 1, perform ignition control of the engine 1 by outputting an ignition signal, and control fuel injection to the engine 1.
  • the engine ECU 70 can control the output torque of the engine 1 by opening control of the electronic throttle valve, injection control, ignition control, and the like.
  • the transmission ECU 80 can control the transmission unit.
  • the transmission ECU 80 controls the transmission unit by controlling the clutch hydraulic pressure supplied to the clutch CL1 and the brake hydraulic pressure supplied to the brake BK1.
  • the transmission ECU 80 shifts the first planetary gear mechanism 10 by engaging or releasing the clutch CL1 and the brake BK1 based on the gear ratio command output from the HV_ECU 50.
  • the HV_ECU 50 is connected to a vehicle speed sensor, an accelerator opening sensor, an MG1 rotational speed sensor, an MG2 rotational speed sensor, an output shaft rotational speed sensor, and the like.
  • the HV_ECU 50 causes the vehicle speed, the accelerator opening, the rotational speed of the first rotating machine MG1 (hereinafter also simply referred to as “MG1 rotating speed”), and the rotating speed of the second rotating machine MG2. (Hereinafter simply referred to as “MG2 rotational speed”), the output shaft rotational speed of the power transmission device and the like can be acquired.
  • the HV_ECU 50 receives a climbing signal, a signal indicating the battery state SOC, and the like.
  • the HV_ECU 50 can calculate the required driving force, required power, required torque, and the like for the vehicle 100 based on the acquired information.
  • the HV_ECU 50 also describes the output torque of the first rotating machine MG1 (hereinafter also referred to as “MG1 torque”) and the output torque of the second rotating machine MG2 (hereinafter referred to as “MG2 torque”) based on the calculated request value.
  • MG1 torque the output torque of the second rotating machine MG2
  • engine torque the output torque of the engine 1
  • the HV_ECU 50 outputs the MG1 torque command value and the MG2 torque command value to the MG_ECU 60. Further, HV_ECU 50 outputs an engine torque command value to engine ECU 70.
  • the HV_ECU 50 controls the clutch CL1 and the brake BK1 via the transmission ECU 80, respectively, based on a travel mode described later.
  • the HV_ECU 50 outputs a command value for supply hydraulic pressure (engagement hydraulic pressure) for the clutch CL1 and a command value for supply hydraulic pressure (engagement hydraulic pressure) for the brake BK1.
  • a hydraulic control device (not shown) controls the hydraulic pressure supplied to the clutch CL1 and the brake BK1 according to each command value.
  • FIG. 4 is a view showing an operation engagement table of the hybrid vehicle drive device 1-1 according to the present embodiment.
  • the vehicle 100 can selectively execute hybrid (HV) traveling or EV traveling.
  • the HV travel is a travel mode in which the vehicle 100 travels using the engine 1 as a power source.
  • the second rotary machine MG2 may be used as a power source.
  • EV traveling is a traveling mode in which traveling is performed using at least one of the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 as a power source. In EV traveling, it is possible to travel with the engine 1 stopped.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 includes, as an EV travel mode, a single motor EV mode in which the vehicle 100 travels using the second rotary machine MG2 as a single power source, the first rotary machine MG1, and the second rotary machine MG1. It has a dual motor EV mode in which vehicle 100 travels using rotating machine MG2 as a power source.
  • FIG. 5 is a collinear diagram related to the single motor EV mode.
  • reference numerals S1, C1, and R1 indicate the first sun gear 11, the first carrier 14, and the first ring gear 13, respectively.
  • Reference numerals S2, C2, and R2 indicate the second sun gear 21 and the second carrier 24, respectively.
  • the 2nd ring gear 23 is shown.
  • the clutch CL1 and the brake BK1 are released.
  • the brake BK1 is released, the rotation of the first sun gear 11 is allowed, and when the clutch CL1 is released, the first planetary gear mechanism 10 can be differentiated.
  • the HV_ECU 50 causes the second rotary machine MG2 to output a positive torque via the MG_ECU 60 to cause the vehicle 100 to generate a driving force in the forward direction.
  • the second ring gear 23 rotates forward in conjunction with the rotation of the drive wheel 32.
  • the normal rotation is the rotation direction of the second ring gear 23 when the vehicle 100 moves forward.
  • the HV_ECU 50 operates the first rotary machine MG1 as a generator to reduce drag loss.
  • the HV_ECU 50 generates a power by applying a slight torque to the first rotating machine MG1, and sets the rotation speed of the first rotating machine MG1 to zero. Thereby, the drag loss of the first rotary machine MG1 can be reduced. Further, even when the MG1 torque is set to 0, the MG1 torque may not be applied if the MG1 rotation speed can be maintained at 0 using the cogging torque. Alternatively, the MG1 rotation speed may be set to 0 by the d-axis lock of the first rotating machine MG1.
  • the first ring gear 13 rotates along with the second carrier 24 and rotates forward.
  • the first planetary gear mechanism 10 since the clutch CL1 and the brake BK1 are in a neutral state, the engine 1 is not rotated and the first carrier 14 stops rotating. Therefore, it is possible to increase the amount of regeneration.
  • the first sun gear 11 idles and rotates negatively.
  • the neutral state of the first planetary gear mechanism 10 is a state in which no power is transmitted between the first ring gear 13 and the first carrier 14, that is, the engine 1 and the second planetary gear mechanism 20 are disconnected. In this state, power transmission is interrupted.
  • the first planetary gear mechanism 10 is connected to connect the engine 1 and the second planetary gear mechanism 20 when at least one of the clutch CL1 and the brake BK1 is engaged.
  • the battery When running in the single motor EV mode, the battery may be fully charged and regenerative energy may not be obtained. In this case, it is conceivable to use an engine brake together.
  • the clutch CL ⁇ b> 1 or the brake BK ⁇ b> 1 By engaging the clutch CL ⁇ b> 1 or the brake BK ⁇ b> 1, the engine 1 can be connected to the drive wheel 32 and the engine brake can be applied to the drive wheel 32.
  • the clutch CL1 or the brake BK1 when the clutch CL1 or the brake BK1 is engaged in the single motor EV mode, the engine 1 is brought into a rotating state, and the engine speed is increased by the first rotating machine MG1 to be in an engine braking state. be able to.
  • FIG. 6 is a collinear diagram related to the both-motor EV mode.
  • the clutch CL1 When the clutch CL1 is engaged, the differential of the first planetary gear mechanism 10 is restricted, and when the brake BK1 is engaged, the rotation of the first sun gear 11 is restricted. Accordingly, the rotation of all the rotating elements of the first planetary gear mechanism 10 is stopped. By restricting the rotation of the first ring gear 13 that is the output element, the second carrier 24 connected thereto is locked to zero rotation.
  • the HV_ECU 50 causes the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 to output driving driving torque, respectively. Since the rotation of the second carrier 24 is restricted, the second carrier 24 can take a reaction force against the torque of the first rotating machine MG ⁇ b> 1 and output the torque of the first rotating machine MG ⁇ b> 1 from the second ring gear 23.
  • the first rotating machine MG1 can output a positive torque from the second ring gear 23 by outputting a negative torque and rotating negatively when moving forward. On the other hand, at the time of reverse travel, the first rotary machine MG1 can output negative torque from the second ring gear 23 by outputting positive torque and rotating forward.
  • FIG. 7 is a collinear diagram related to the HV driving mode in the low state (hereinafter also referred to as “HV low mode”), and FIG. 8 is also referred to as the HV driving mode in the high state (hereinafter referred to as “HV high mode”).
  • HV low mode the HV driving mode in the low state
  • HV high mode the HV driving mode in the high state
  • the HV_ECU 50 engages the clutch CL1 and releases the brake BK1.
  • the clutch CL1 is engaged, the differential of the first planetary gear mechanism 10 is restricted, and the rotating elements 11, 13, and 14 rotate integrally. Accordingly, the rotation of the engine 1 is not accelerated or decelerated and is transmitted from the first ring gear 13 to the second carrier 24 at a constant speed.
  • the HV_ECU 50 releases the clutch CL1 and engages the brake BK1.
  • the engagement of the brake BK1 restricts the rotation of the first sun gear 11. Therefore, the first planetary gear mechanism 10 enters an overdrive (OD) state in which the rotation of the engine 1 input to the first carrier 14 is increased and output from the first ring gear 13.
  • the first planetary gear mechanism 10 can increase the rotation speed of the engine 1 and output it.
  • the gear ratio of the first planetary gear mechanism 10 during overdrive can be set to 0.7, for example.
  • the switching device including the clutch CL1 and the brake BK1 switches between a state in which the differential of the first planetary gear mechanism 10 is regulated and a state in which the differential of the first planetary gear mechanism 10 is allowed to switch.
  • the gear mechanism 10 is shifted.
  • the hybrid vehicle driving device 1-1 can be switched between the HV high mode and the HV low mode by the transmission unit including the first planetary gear mechanism 10, and the transmission efficiency of the vehicle 100 can be improved.
  • a second planetary gear mechanism 20 as a differential unit is connected in series with the subsequent stage of the transmission unit. Since the first planetary gear mechanism 10 is overdriven, there is an advantage that the first rotating machine MG1 does not have to be greatly increased in torque.
  • the HV_ECU 50 selects EV traveling in a low-load motor traveling region where the vehicle speed is low and the required driving force is small.
  • the motor travel range for example, the single motor EV mode is selected when the load is low, and the dual motor EV mode is selected when the load is high.
  • the region of higher vehicle speed and higher load than the motor travel region is the engine travel region.
  • the HV_ECU 50 selects the HV low mode in the middle and low vehicle speed and high load regions of the engine travel area, and selects the HV high mode in the high vehicle speed and low load region.
  • the fuel consumption can be improved by overdriving the transmission at high vehicle speed and low load.
  • the number of mechanical points becomes two, and the fuel consumption can be improved.
  • the mechanical point is a highly efficient operating point in which all the power input to the planetary gear mechanisms 10 and 20 is transmitted to the counter drive gear 25 by mechanical transmission without passing through an electrical path.
  • the first planetary gear mechanism 10 can increase the rotation of the engine 1 and output it from the first ring gear 13. Therefore, the hybrid vehicle drive device 1-1 is further provided on the high gear side with respect to the mechanical point when the engine 1 is directly connected to the second carrier 24 without the first planetary gear mechanism 10. Has one mechanical point. That is, the hybrid vehicle drive device 1-1 has two mechanical points on the high gear side. Therefore, the hybrid vehicle drive device 1-1 can realize a hybrid system that can improve fuel efficiency by improving transmission efficiency during high-speed traveling.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 also regulates the rotation of the output element of the first planetary gear mechanism 10 and the input element of the second planetary gear mechanism 20 by engaging the clutch CL1 and the brake BK1 of the transmission unit. It is possible to travel in the both-motor EV mode. For this reason, it is not necessary to provide a separate clutch or the like in order to realize the both-motor EV mode, and the configuration is simplified. In the layout of the present embodiment, the reduction ratio of the second rotary machine MG2 can be increased. Further, a compact arrangement can be realized by the FF or RR layout.
  • reverse drive In the case of reverse travel, during engine travel, the first rotary machine MG1 generates power as a generator, the second rotary machine MG2 powers as a motor, travels negatively, outputs negative torque, and travels. When the state of charge of the battery is sufficient, the second rotary machine MG2 may independently rotate in the single motor EV mode to run on the motor. Further, the second carrier 24 can be fixed and the vehicle can travel backward in the both-motor EV mode.
  • the HV_ECU 50 executes coordinated shift control for simultaneously shifting the first planetary gear mechanism 10 and the second planetary gear mechanism 20.
  • the HV_ECU 50 increases one gear ratio of the first planetary gear mechanism 10 and the second planetary gear mechanism 20 and decreases the other gear ratio.
  • HV_ECU 50 changes the gear ratio of second planetary gear mechanism 20 to the high gear side in synchronization with the mode switching when switching from the HV high mode to the HV low mode.
  • the discontinuous change of the gear ratio in the whole from the engine 1 of the vehicle 100 to the drive wheel 32 can be suppressed or reduced, and the degree of the change of the gear ratio can be reduced.
  • the HV_ECU 50 shifts the first planetary gear mechanism 10 and the second planetary gear mechanism 20 in a coordinated manner so as to continuously change the gear ratio of the entire vehicle 100 to the low side.
  • the HV_ECU 50 when switching from the HV low mode to the HV high mode, changes the gear ratio of the second planetary gear mechanism 20 to the low gear side in synchronization with the mode switching. Thereby, the discontinuous change of the gear ratio in the entire vehicle 100 can be suppressed or reduced, and the degree of change of the gear ratio can be reduced.
  • the HV_ECU 50 shifts the first planetary gear mechanism 10 and the second planetary gear mechanism 20 in a coordinated manner so as to continuously change the gear ratio of the entire vehicle 100 to the high side.
  • the adjustment of the gear ratio of the second planetary gear mechanism 20 is performed, for example, by controlling the rotational speed of the first rotating machine MG1.
  • the HV_ECU 50 controls the first rotary machine MG1 so as to change the speed ratio between the input shaft 2 and the counter drive gear 25 steplessly.
  • the entire transmission including the planetary gear mechanisms 10, 20, the first rotating machine MG1, the clutch CL1, and the brake BK1, that is, the transmission including the differential unit and the transmission unit operates as an electric continuously variable transmission.
  • FIG. 9 is a collinear diagram showing motoring regenerative travel in the HV low mode. As shown in FIG. 9, in the motoring regenerative travel, the engine 1 is in a driven state, and the engine torque is a negative torque.
  • the first rotating machine MG1 outputs a positive torque and maintains the rotational speed of the engine 1 at a target rotational speed.
  • Second rotating machine MG2 outputs a negative torque so as to cause vehicle 100 to generate a braking force based on the driver's driving operation or the like.
  • a shift request may occur based on vehicle speed or the like. For example, when driving on a downhill road while braking, there may be a scene where the vehicle speed increases and an upshift is determined.
  • a shift shock may occur as will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 10 is a time chart showing an example of the upshift method.
  • FIG. 10 is a time chart showing a state of shifting when shifting from the HV low mode to the HV high mode when the brake pedal force is constant and the motoring regenerative running is performed.
  • (a) shows each clutch torque
  • (b) shows each torque
  • (c) shows each rotation speed.
  • the engagement torque of the clutch CL1 which is an engagement device to be released by the upshift
  • the engagement torque of the brake BK1 is increased.
  • the transmission ECU 80 increases the engagement torque of the brake BK1 in accordance with a decrease in the engagement torque of the clutch CL1.
  • the MG_ECU 60 can suppress fluctuations in the output shaft torque by increasing the MG1 torque by an inertia torque due to a change in the MG1 rotation speed in the inertia phase.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing the rotational speed fluctuation at the time of upshifting.
  • the broken line indicates the rotation state where the engagement clutch torque, which is the engagement torque of the brake BK1, is 0 Nm (before the engagement is started), and the solid line is that the engagement clutch torque is greater than 0 Nm (after the engagement is started). ) Shows the rotation state.
  • the engagement clutch torque acts on the first sun gear 11.
  • AT output shaft torque that is, torque transmitted from the first ring gear 13 to the second carrier 24 is reduced.
  • the engagement torque of the brake BK1 increases, the engagement torque of the clutch CL1 decreases and the torque phase advances, the AT output shaft torque becomes higher than that before the start of shifting, and the magnitude of the AT output shaft torque is descend.
  • the MG1 torque is constant, the rotation speed of the AT output shaft (second carrier 24) increases due to the decrease in the magnitude of the AT output shaft torque, and the MG1 rotation speed and the engine rotation speed increase. Overshoot occurs.
  • the transmission ECU 80 of the present embodiment reduces the MG1 torque as indicated by reference numeral R03 in the torque phase. Thereby, the fall of MG1 rotation speed and engine rotation speed is suppressed.
  • the actual deviation of the engagement torque from the target engagement torque is likely to occur, for example, before the completion of the hydraulic pressure learning control for learning the correspondence relationship between the engagement hydraulic pressure and the engagement torque, or in the engagement device. This is a case where the hydraulic oil to be supplied is at low temperature.
  • the transmission ECU 80 causes the engine 1 to operate autonomously when shifting the transmission unit from a traveling state in which motoring regenerative traveling is performed. In this state, after releasing the engaging device to be released by shifting, the engaging device to be engaged by shifting is engaged. Thereby, a shift shock can be suppressed.
  • FIG. 12 is a collinear diagram illustrating the operation of the upshift according to the embodiment in the initial stage of the shift
  • FIG. 13 is a collinear diagram illustrating the upshift rotation synchronization control according to the embodiment
  • FIG. It is a time chart of a shift.
  • combustion of the engine 1 that has been in a driven state is started, and the engine 1 outputs a positive torque by a self-sustaining operation.
  • the operating state of the engine 1 at this time is, for example, an idle state.
  • the engine torque is changed from the negative torque so far to the positive torque, so that the braking torque by the engine brake is reduced.
  • the regenerative torque of the second rotary machine MG2 is increased.
  • the magnitude of the regenerative torque of the second rotary machine MG2 when the engine 1 is operating autonomously is, for example, the magnitude of the regenerative torque of the second rotary machine MG2 before the engine 1 starts autonomous operation, It is larger than the magnitude of the regenerative torque of the second rotary machine MG2 before the engine 1 starts combustion.
  • the magnitude of the negative torque output from the second rotary machine MG2 is increased, and the fluctuation of the braking torque acting on the wheels is suppressed.
  • the regenerative torque of the second rotating machine MG2 is determined so that the braking torque acting on the wheels matches the required braking torque based on the brake operation amount or the like.
  • the clutch CL1 is released, and the differential of the first planetary gear mechanism 10 is allowed.
  • the rotation synchronization control of the brake BK1 is executed by the rotation control of the first rotating machine MG1.
  • the rotation synchronization control is control for reducing the differential rotation of the brake BK1, and for example, the differential rotation speed between the engagement element connected to the first sun gear 11 and the engagement element connected to the vehicle body is set to zero.
  • the MG1 rotation speed is controlled.
  • the HV_ECU 50 after releasing the clutch CL1, the HV_ECU 50 performs the rotation synchronization control of the brake BK1 by the first rotating machine MG1, and engages the brake BK1.
  • “after releasing the clutch CL1” may be after completely releasing the clutch CL1 or after starting releasing the clutch CL1.
  • “engage the brake BK1” may be to completely engage the brake BK1 or to start the engagement of the brake BK1.
  • the engagement of the brake BK1 may be started before the clutch CL1 is completely released, and the brake BK1 may be fully engaged after the clutch CL1 is completely released.
  • MG_ECU 60 increases the MG1 rotation speed by setting the MG1 rotation speed to the normal rotation as indicated by an arrow Y1 in FIG. 13 in the rotation synchronization control. As a result, the differential rotational speed of the brake BK1 is reduced as indicated by the arrow Y2, and the rotation of the brake BK1 is synchronized. When the rotation of the brake BK1 is synchronized, the brake BK1 is completely engaged, and the upshift ends.
  • the control flow shown in FIG. 1 is repeatedly executed during traveling in the HV traveling mode, for example.
  • step S10 it is determined by the HV_ECU 50 whether or not regenerative traveling is in progress.
  • the engine speed is maintained by motoring of the first rotating machine MG1.
  • the target engine speed is, for example, the idle speed of the engine 1.
  • step S20 the HV_ECU 50 determines whether or not a shift output is being made. In step S20, for example, an affirmative determination is made when a shift output is made (shift request is made) or when a shift output is expected. As a result of the determination in step S20, if it is determined that a shift output is being made (step S20-Y), the process proceeds to step S30. If not (step S20-N), the process proceeds to step S60.
  • step S30 the HV_ECU 50 makes the engine 1 idle and increases regeneration.
  • the HV_ECU 50 instructs the engine ECU 70 to start the combustion of the engine 1 and the idling operation, and instructs the MG_ECU 60 to increase the regeneration amount of the second rotary machine MG2.
  • the engine ECU 70 performs fuel supply control and ignition control of the engine 1 to cause the engine 1 to perform an idling operation. Thereby, the engine 1 shifts from the motoring state rotated by the MG1 torque to the self-sustaining operation state.
  • the MG_ECU 60 increases the regenerative torque of the second rotating machine MG2 based on the MG2 torque command sent from the HV_ECU 50. Due to the increase in the regenerative torque, the energy for fuel injection in the engine 1 can be recovered by regeneration. Moreover, the fluctuation
  • step S30 combustion of the engine 1 starts at time t1, and the engine torque increases as indicated by reference numeral R11.
  • the start of the engine 1 is completed and the state shifts to the idle state at time t2.
  • the MG1 torque is reduced as indicated by reference numeral R12 in accordance with the increase in engine torque.
  • the engine 1 operates independently, the engine speed is maintained by the engine torque, so the MG1 torque can be zero.
  • the braking force generated in the vehicle 100 by the engine torque is reduced.
  • the regenerative torque of the second rotary machine MG2 is increased as indicated by reference numeral R13, and fluctuations in the output shaft torque are suppressed.
  • step S40 the HV_ECU 50 determines whether or not the regeneration increase has ended. For example, the HV_ECU 50 performs a step when the regenerative torque of the second rotating machine MG2 increases to a torque corresponding to the required braking torque, in other words, when the braking force of the vehicle 100 generated by the MG2 torque increases to the target braking force. An affirmative determination is made in S40. As a result of the determination in step S40, if the regeneration increase is completed (step S40-Y), the process proceeds to step S50, and if not (step S40-N), the process proceeds to step S30. In FIG. 14, it is determined that the regeneration increase has ended at time t2.
  • step S50 the HV_ECU 50 performs clutch free and rotation synchronization control.
  • the HV_ECU 50 instructs the transmission ECU 80 to release the clutch CL1, and instructs the MG_ECU 60 to perform rotation synchronization control.
  • the transmission ECU 80 decreases the engagement torque of the clutch CL1 and releases the clutch CL1.
  • the release of the clutch CL1 is started at time t2.
  • the MG_ECU 60 executes the rotation synchronization control of the brake BK1 by the first rotating machine MG1, as indicated by reference numeral R14.
  • the rotation synchronization control is executed from time t3 to time t4.
  • the MG_ECU 60 synchronizes the rotation of the brake BK1 by increasing the MG1 rotation speed.
  • the HV_ECU 50 commands the transmission ECU 80 to engage the brake BK1 when the AT output shaft rotational speed increases to near the synchronous rotational speed of the brake BK1.
  • the MG_ECU 60 detects, for example, the differential rotational speed between the AT output shaft rotational speed and the AT input shaft rotational speed / the gear ratio after the shift, and the MG1 rotational speed so that the differential rotational speed is zero. Is PID controlled.
  • the transmission ECU 80 starts to engage the brake BK1.
  • the engagement hydraulic pressure of the brake BK1 is increased, the brake BK1 is completely engaged, and the upshift is completed.
  • the shift ends at time t4.
  • the rotation of the brake BK1 can be accurately synchronized by the rotation synchronization control by the first rotating machine MG1.
  • the first rotating machine MG1 can synchronize the rotation more accurately than the case where the rotation of the brake BK1 is synchronized by the engagement hydraulic pressure of the brake BK1, and can suppress a shift shock.
  • the HV_ECU 50 instructs the engine ECU 70 to stop the combustion of the engine 1, and instructs the MG_ECU 60 to restart the motoring by the MG1 torque and to reduce the regenerative torque of the second rotary machine MG2.
  • the MG_ECU 60 increases the MG1 torque as indicated by reference numeral R16 in accordance with the decrease in the engine torque, and maintains the engine speed by motoring. Further, the MG_ECU 60 reduces the regenerative torque of the second rotary machine MG2 as indicated by reference numeral R17 in accordance with the decrease in engine torque.
  • the MG2 torque is determined so that, for example, the braking torque acting on the wheels becomes the required braking torque.
  • step S60 the HV_ECU 50 performs normal control.
  • the normal control includes, for example, shift control when the engine 1 is combusted and HV travel is being performed, and travel control when no shift output is being performed.
  • the MG_ECU 60 increases the MG1 torque as indicated by reference numeral R15 when the MG1 rotation speed is changed, and suppresses fluctuations in the output shaft torque due to inertia torque.
  • the HV_ECU 50 determines a command value for the MG1 torque in the rotation synchronization control based on the following formulas (1) to (3).
  • the transmission dragging portion is, for example, the dragging torque of the first planetary gear mechanism 10 as the transmission unit.
  • the difference rotational speed ⁇ Ng is a rotational speed difference between the target MG1 rotational speed and the actual MG1 rotational speed.
  • the target MG1 rotational speed can be determined based on, for example, the vehicle speed and the target value of the AT output shaft rotational speed.
  • the coefficients Kp, Kd, and Ki are coefficients for PID control.
  • the HV_ECU 50 may determine the F / F term based on the following formula (4) instead of the above formula (2).
  • F / F term target dNg ⁇ coefficient (4)
  • dNg is the rotational acceleration of the first rotating machine MG1 (hereinafter simply referred to as “MG1 rotational acceleration”).
  • the target value (target dNg) of MG1 rotational acceleration dNg is determined in advance.
  • the HV_ECU 50 may determine the F / B term based on the following equation (5) instead of the above equation (3).
  • F / B term Kp ⁇ ⁇ dNg + Kd ⁇ d / dt ( ⁇ dNg) + Ki ⁇ ⁇ ( ⁇ dNg) dt (5)
  • ⁇ dNg is calculated by the following equation (6), and is a deviation amount of the actual MG1 rotational acceleration (actual dNg) with respect to the target dNg.
  • the coefficients Kp, Kd, Ki of the PID control in the above equation (5) may be different from the coefficients Kp, Kd, Ki in the above equation (3).
  • ⁇ dNg target dNg ⁇ actual dNg (6)
  • FIG. 15 is a collinear chart showing motoring regenerative travel in the HV high mode
  • FIG. 16 is a time chart showing an example of a downshift method
  • FIG. 17 is a collinear chart showing a rotational speed fluctuation during downshift. .
  • the engine 1 in the motoring regenerative running in the HV high mode, the engine 1 is in a driven state, and the engine torque is a negative torque.
  • the first rotating machine MG1 outputs a positive torque and maintains the rotational speed of the engine 1 at a target rotational speed.
  • Second rotating machine MG2 outputs a negative torque so as to cause vehicle 100 to generate a braking force based on the driving operation of the driver.
  • FIG. 16 is a time chart showing a state of shifting when shifting from the HV high mode to the HV low mode when the brake pedal force is constant and the motoring regenerative running is performed.
  • the broken line indicates the rotation state where the engagement clutch torque, which is the engagement torque of the clutch CL1, is 0 Nm (before the engagement is started), and the solid line is the engagement clutch torque greater than 0 Nm (after the engagement is started). ) Shows the rotation state.
  • the engagement clutch torque acts on the first sun gear 11 and the first carrier 14.
  • the AT output shaft torque that is, the negative torque transmitted from the first ring gear 13 to the second carrier 24 increases.
  • the AT output shaft torque becomes the low gear side torque (large negative torque) before the start of shifting.
  • the AT output shaft torque decreases.
  • the MG1 torque reaction torque
  • the AT output shaft (second carrier 24) speed decreases due to a decrease in the AT output shaft torque, and the MG1 engine speed and engine speed decrease. Undershoot will occur.
  • the transmission ECU 80 of the present embodiment increases the MG1 torque as indicated by reference numeral R23 in the torque phase. Thereby, the fall of MG1 rotation speed and engine rotation speed is suppressed.
  • FIG. 18 is a collinear diagram showing an operation at the initial stage of downshift according to the embodiment
  • FIG. 19 is a collinear diagram showing rotation synchronization control of the downshift according to the embodiment
  • FIG. It is a time chart of a shift.
  • combustion of engine 1 that has been in a driven state is started, and engine 1 operates independently and outputs a positive torque. Since the engine braking force no longer acts, the regenerative torque of the second rotary machine MG2 is increased.
  • the MG_ECU 60 reduces the MG1 rotation speed in the negative rotation direction as indicated by an arrow Y3 in FIG. Thereby, as indicated by the arrow Y4, the differential rotation speed of the clutch CL1 is reduced, and the rotation of the clutch CL1 is synchronized.
  • the clutch CL1 is completely engaged, and the downshift is completed.
  • step S10-Y If it is determined in step S10 in FIG. 1 that regeneration is in progress (step S10-Y), and it is determined in step S20 that a shift output is being made (step S20-Y), idling of the engine 1 is performed in step S30. Increase in regeneration.
  • combustion of the engine 1 starts at time t11, and shifts to an idle state at time t12.
  • the MG1 torque is reduced and the regenerative torque of the second rotary machine MG2 is increased. Thereby, the fluctuation
  • step S40-Y If it is determined in step S40 that the regeneration increase has ended (step S40-Y), the process proceeds to step S50.
  • step S50 clutch free and rotation synchronous control are performed.
  • the HV_ECU 50 instructs the transmission ECU 80 to release the brake BK1, and instructs the MG_ECU 60 to perform rotation synchronization control.
  • the transmission ECU 80 releases the brake BK1 by reducing the engagement torque of the brake BK1.
  • the release of the brake BK1 is started at time t12.
  • the MG_ECU 60 executes the rotation synchronization control of the clutch CL1 by the first rotating machine MG1, as indicated by reference numeral R31.
  • the rotation synchronization control is control for reducing the differential rotation of the clutch CL1, and for example, the differential rotation speed between the engagement element connected to the first sun gear 11 and the engagement element connected to the first carrier 14 is set to 0.
  • MG1 rotation speed is controlled as follows.
  • the HV_ECU 50 after releasing the brake BK1, the HV_ECU 50 performs the rotation synchronization control of the clutch CL1 by the first rotating machine MG1, and engages the clutch CL1.
  • “after releasing the brake BK1” may be after the brake BK1 is completely released or after the release of the brake BK1 is started.
  • “engage the clutch CL1” may be to completely engage the clutch CL1 or to start the engagement of the clutch CL1.
  • engagement of the clutch CL1 may be started before the brake BK1 is completely released, and the clutch CL1 may be fully engaged after the brake BK1 is fully released.
  • the MG_ECU 60 reduces the MG1 rotation speed and synchronizes the rotation of the clutch CL1 in the rotation synchronization control.
  • the MG_ECU 60 suppresses fluctuations in the output shaft torque by increasing the MG1 torque by an inertia torque due to the change in the MG1 rotation speed, as indicated by reference numeral R32.
  • the HV_ECU 50 commands the transmission ECU 80 to engage the clutch CL1 when the AT output shaft rotational speed decreases to near the synchronous rotational speed of the clutch CL1.
  • the timing at which the transmission ECU 80 starts engaging the clutch CL1 is, for example, when the differential rotation speed of the clutch CL1 becomes equal to or less than a predetermined rotation speed.
  • the HV_ECU 50 instructs the engine ECU 70 to stop the combustion of the engine 1, and instructs the MG_ECU 60 to restart the motoring by the MG1 torque and to reduce the regenerative torque of the second rotary machine MG2.
  • the MG_ECU 60 increases the MG1 torque as indicated by reference numeral R33 according to the decrease in the engine torque, and maintains the engine speed by motoring. Further, the MG_ECU 60 reduces the regenerative torque of the second rotary machine MG2 as indicated by the symbol R34 in accordance with the decrease in engine torque.
  • the shift control of the hybrid vehicle drive device 1-1 is performed by moving the transmission unit from the traveling state where the combustion of the engine 1 is stopped and regeneration is performed by the second rotating machine MG2.
  • the engagement device to be engaged by shifting is engaged after releasing the engaging device to be released by shifting while the engine 1 is operated independently. Since the engine 1 is operating autonomously, the AT output shaft torque is reduced as compared with the case where the engine 1 is in a driven state. Further, since the engine 1 is operating independently, it is possible to reduce the MG1 torque or to set the MG1 torque to 0 as compared with the case where the engine 1 is in a driven state. Therefore, even if the engagement torque of the engagement device deviates from the target value, transmission of torque fluctuation generated in the transmission unit to the drive wheels 32 is suppressed, and shift shock is suppressed.
  • the shift control for switching the engagement device while the engine 1 is operated autonomously during the shift from the motoring regenerative running is, for example, before completion of the hydraulic pressure learning control of the engagement device, at low oil temperature, at low vehicle speed. Can be executed at times.
  • a shift shock when the actual engagement hydraulic pressure deviates from the target engagement hydraulic pressure can be suppressed.
  • a shift shock at a low oil temperature it is possible to suppress a shift shock at a low oil temperature at which the control accuracy of the engagement hydraulic pressure tends to be lowered.
  • By performing the shift control at a low vehicle speed it is possible to suppress a shift shock in a traveling state in which a passenger is likely to feel a shift shock.
  • the amount of change in the MG1 rotation speed in the rotation synchronization control is smaller than when the vehicle speed is high, and therefore the time for which the engine 1 is allowed to operate independently can be shortened.
  • the clutch CL1 there are two engagement devices for shifting the transmission unit, the clutch CL1 and the brake BK1, but the number of engagement devices is not limited to this and may be three or more.
  • the clutch CL1 of the present embodiment connects the first sun gear 11 and the first carrier 14, but the clutch CL1 includes any two or more of the three rotating elements of the first planetary gear mechanism 10. It may be connected.
  • the following power transmission device is disclosed. “An engine, a transmission unit, and a differential unit consisting of three axes, the output shaft of the engine is connected to the input shaft of the transmission unit, the output shaft of the transmission unit is connected to the first shaft of the differential unit, A power transmission device in which the first rotating machine is connected to the second shaft of the moving part and the second rotating machine is connected to the third shaft, and the engine is idled and then clutch-free at the time of shifting of the speed changing part while regenerating. .
  • the engine 1 is autonomously operated when a shift output is made (step S20-Y in FIG. 1), but the engine 1 may be autonomously operated when a shift output is predicted. For example, it is possible to predict a shift output based on a change in vehicle speed, a change in required driving force, and a shift line.
  • the command value for the engagement hydraulic pressure for the engagement device to be released by shifting is set to 0, and the command value for the engagement hydraulic pressure for the engagement device to be engaged by shifting is set to 0. You may make it hold
  • the command value is set to a value that closes the pack clearance of the engagement device, for example. In this way, when the rotational speed of the AT output shaft is close to the synchronous rotational speed by rotational synchronization control, the responsiveness when engaging the engaging device to be engaged is improved.
  • Rotational acceleration control may be executed by the first rotary machine MG1 when the clutch is free. Specifically, the differential rotational speed between the AT input shaft rotational speed and the AT output shaft rotational speed ⁇ the gear ratio after shifting is detected, and the differential value (differential rotational acceleration) of the differential rotational speed is made to follow the target value. In addition, PID control of the MG1 rotation speed may be performed.
  • the first planetary gear mechanism 10 and the second planetary gear mechanism 20 are single-pinion type planetary gear mechanisms.
  • the present invention is not limited to this.
  • a double-pinion type planetary gear mechanism or the like is used. There may be.
  • the structure of a transmission part and a differential part is not limited to what was illustrated to the said embodiment.
  • Hybrid Vehicle Drive Device 1 Engine 10 First Planetary Gear Mechanism 13 First Ring Gear 20 Second Planetary Gear Mechanism 21 Second Sun Gear 23 Second Ring Gear 24 Second Carrier 32 Drive Wheel 50 HV_ECU 60 MG_ECU 70 Engine ECU 80 Transmission ECU 100 vehicle BK1 brake CL1 clutch MG1 first rotating machine MG2 second rotating machine

Abstract

　機関と、第一回転機と、第二回転機と、機関の回転を伝達する変速部と、変速部の出力要素と接続された第一回転要素と、第一回転機に接続された第二回転要素と、第二回転機および駆動輪に接続された第三回転要素とを有する差動部と、変速部を変速させる複数の係合装置と、を備え、機関の燃焼を停止し、かつ第二回転機によって回生を行っている走行状態（Ｓ１０－Ｙ）から変速部を変速する（Ｓ２０－Ｙ）場合、機関を自立運転させた（Ｓ３０）状態で、変速によって解放すべき係合装置を解放した（Ｓ５０）後に変速によって係合すべき係合装置を係合する。

Description

ハイブリッド車両用駆動装置
　本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。
　従来、変速機構を備えたハイブリッド車両がある。例えば、特許文献１には、内燃機関の回転を変速して動力分配機構へ伝達する変速機構と、内燃機関からの動力を変速機構に伝達する第１伝達軸と、変速機構から出力された動力を動力分配機構へ伝達する第２伝達軸とを備えているハイブリッド車の駆動装置の技術が開示されている。
特開２００９－１９０６９４号公報
　変速機構を備えたハイブリッド車両において、変速時の変速ショックを抑制できることが望まれている。例えば、機関の燃焼を停止して回生走行をしているときに変速する場合の変速ショックを抑制できることが好ましい。
　本発明の目的は、変速ショックを抑制することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。
　本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、機関と、第一回転機と、第二回転機と、前記機関の回転を伝達する変速部と、前記変速部の出力要素と接続された第一回転要素と、前記第一回転機に接続された第二回転要素と、前記第二回転機および駆動輪に接続された第三回転要素とを有する差動部と、前記変速部を変速させる複数の係合装置と、を備え、前記機関の燃焼を停止し、かつ前記第二回転機によって回生を行っている走行状態から前記変速部を変速する場合、前記機関を自立運転させた状態で、前記変速によって解放すべき前記係合装置を解放した後に前記変速によって係合すべき前記係合装置を係合することを特徴とする。
　上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記変速において、前記機関が自立運転しているときの前記第二回転機の回生トルクは、前記機関が自立運転を開始する前の前記第二回転機の回生トルクよりも大きいことが好ましい。
　上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記解放すべき前記係合装置を解放した後、前記第一回転機によって前記係合すべき前記係合装置の回転同期制御を行い、前記係合すべき前記係合装置を係合することが好ましい。
　本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、機関の燃焼を停止し、かつ第二回転機によって回生を行っている走行状態から変速部を変速する場合、機関を自立運転させた状態で、変速によって解放すべき係合装置を解放した後に変速によって係合すべき係合装置を係合する。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置によれば、変速ショックを抑制することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態の変速制御に係るフローチャートである。 図２は、実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図３は、実施形態に係る車両の入出力関係図である。 図４は、実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図である。 図５は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。 図６は、両モータＥＶモードに係る共線図である。 図７は、ＨＶローモードに係る共線図である。 図８は、ＨＶハイモードに係る共線図である。 図９は、ＨＶローモードのモータリング回生走行を示す共線図である。 図１０は、アップシフト方法の一例を示すタイムチャートである。 図１１は、アップシフト時の回転数変動を示す共線図である。 図１２は、実施形態に係るアップシフトの変速初期の動作を示す共線図である。 図１３は、実施形態に係るアップシフトの回転同期制御を示す共線図である。 図１４は、実施形態に係るアップシフトのタイムチャートである。 図１５は、ＨＶハイモードのモータリング回生走行を示す共線図である。 図１６は、ダウンシフト方法の一例を示すタイムチャートである。 図１７は、ダウンシフト時の回転数変動を示す共線図である。 図１８は、実施形態に係るダウンシフトの変速初期の動作を示す共線図である。 図１９は、実施形態に係るダウンシフトの回転同期制御を示す共線図である。 図２０は、実施形態に係るダウンシフトのタイムチャートである。
　以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
［実施形態］
　図１から図２０を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。図１は、本発明の実施形態の変速制御に係るフローチャート、図２は、実施形態に係る車両のスケルトン図、図３は、実施形態に係る車両の入出力関係図である。
　本実施形態に係る車両１００は、動力源としてエンジン１、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。図２および図３に示すように、車両１００は、エンジン１、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０、エンジンＥＣＵ７０および変速機ＥＣＵ８０を含んで構成されている。
　また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、更に、各ＥＣＵ５０，６０，７０，８０等の制御装置を含んで構成されてもよい。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両あるいはＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両等に適用可能である。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両１００に搭載される。
　本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１では、第一遊星歯車機構１０を含んで、エンジン１の回転を伝達する変速部が構成されている。また、第二遊星歯車機構２０を含んで差動部が構成されている。また、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１は、第一遊星歯車機構１０を変速させる複数の係合装置に含まれる。
　機関であるエンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、入力軸２と接続されている。入力軸２は、動力伝達装置の入力軸である。動力伝達装置は、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、差動装置３０等を含んで構成されている。入力軸２は、エンジン１の出力軸と同軸上かつ出力軸の延長線上に配置されている。入力軸２は、第一遊星歯車機構１０の第一キャリア１４と接続されている。
　本実施形態の第一遊星歯車機構１０は、エンジン１と接続され、エンジン１の回転を伝達する第一差動機構に対応している。第一遊星歯車機構１０は、第二遊星歯車機構２０よりもエンジン１側に配置された入力側差動機構である。第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を変速して出力可能である。第一遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、第一サンギア１１、第一ピニオンギア１２、第一リングギア１３および第一キャリア１４を有する。
　第一リングギア１３は、第一サンギア１１と同軸上であってかつ第一サンギア１１の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア１２は、第一サンギア１１と第一リングギア１３との間に配置されており、第一サンギア１１および第一リングギア１３とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア１２は、第一キャリア１４によって回転自在に支持されている。第一キャリア１４は、入力軸２と連結されており、入力軸２と一体回転する。従って、第一ピニオンギア１２は、入力軸２と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第一キャリア１４によって支持されて第一ピニオンギア１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。
　クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結可能なクラッチ装置である。クラッチＣＬ１は、例えば、摩擦係合式のクラッチとすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等のクラッチ装置がクラッチＣＬ１として用いられてもよい。クラッチＣＬ１は、例えば、油圧によって駆動されて係合あるいは解放する。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結し、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを一体回転させることができる。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する。一方、解放状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを切り離し、第一サンギア１１と第一キャリア１４との相対回転を許容する。つまり、解放状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する。なお、クラッチＣＬ１は、半係合状態に制御可能である。
　ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を規制することができるブレーキ装置である。ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１に接続された係合要素と、車体側、例えば動力伝達装置のケースと接続された係合要素とを有する。ブレーキＢＫ１は、クラッチＣＬ１と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等のクラッチ装置がブレーキＢＫ１として用いられてもよい。ブレーキＢＫ１は、例えば、油圧によって駆動されて係合あるいは解放する。完全係合状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを連結し、第一サンギア１１の回転を規制することができる。一方、解放状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを切り離し、第一サンギア１１の回転を許容する。なお、ブレーキＢＫ１は、半係合状態に制御可能である。
　本実施形態の第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と駆動輪３２とを接続する第二差動機構に対応している。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０よりも駆動輪３２側に配置された出力側差動機構である。第二遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であり、第二サンギア２１、第二ピニオンギア２２、第二リングギア２３および第二キャリア２４を有する。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構１０を挟んでエンジン１と互いに対向している。
　第二リングギア２３は、第二サンギア２１と同軸上であってかつ第二サンギア２１の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア２２は、第二サンギア２１と第二リングギア２３との間に配置されており、第二サンギア２１および第二リングギア２３とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４によって回転自在に支持されている。第二キャリア２４は、第一リングギア１３と接続されており、第一リングギア１３と一体回転する。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第二キャリア２４によって支持されて第二ピニオンギア２２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。第一リングギア１３は、第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、エンジン１から第一遊星歯車機構１０に入力された回転を第二キャリア２４に出力することができる。第二キャリア２４は、第一遊星歯車機構１０の出力要素に接続された第一回転要素に対応している。
　第二サンギア２１には第一回転機ＭＧ１の回転軸３３が接続されている。第一回転機ＭＧ１の回転軸３３は、入力軸２と同軸上に配置されており、第二サンギア２１と一体回転する。第二サンギア２１は、第一回転機ＭＧ１に接続された第二回転要素に対応している。第二リングギア２３には、カウンタドライブギア２５が接続されている。カウンタドライブギア２５は、第二リングギア２３と一体回転する出力ギアである。第二リングギア２３は、第二回転機ＭＧ２および駆動輪３２に接続された第三回転要素に対応している。第二リングギア２３は、第一回転機ＭＧ１あるいは第一遊星歯車機構１０から入力された回転を駆動輪３２に出力することができる出力要素である。
　カウンタドライブギア２５は、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。カウンタドリブンギア２６は、カウンタシャフト２７を介してドライブピニオンギア２８と接続されている。カウンタドリブンギア２６とドライブピニオンギア２８とは一体回転する。また、カウンタドリブンギア２６には、リダクションギア３５が噛み合っている。リダクションギア３５は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４に接続されている。つまり、第二回転機ＭＧ２の回転は、リダクションギア３５を介してカウンタドリブンギア２６に伝達される。リダクションギア３５は、カウンタドリブンギア２６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギア２６に伝達する。
　ドライブピニオンギア２８は、差動装置３０のデフリングギア２９と噛み合っている。差動装置３０は、左右の駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。第二リングギア２３は、カウンタドライブギア２５、カウンタドリブンギア２６、ドライブピニオンギア２８、差動装置３０および駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。また、第二回転機ＭＧ２は、第二リングギア２３と駆動輪３２との動力伝達経路に対して接続されており、第二リングギア２３および駆動輪３２に対してそれぞれ動力を伝達可能である。
　第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
　本実施形態の車両１００では、エンジン１と同軸上に、エンジン１から近い側から順に、ブレーキＢＫ１、クラッチＣＬ１、第一遊星歯車機構１０、カウンタドライブギア２５、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１が配置されている。また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１は、入力軸２と、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。
　図３に示すように、車両１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０、エンジンＥＣＵ７０および変速機ＥＣＵ８０を有する。各ＥＣＵ５０，６０，７０，８０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００全体を統合制御する機能を有している。ＭＧ＿ＥＣＵ６０、エンジンＥＣＵ７０および変速機ＥＣＵ８０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０と電気的に接続されている。
　ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を制御することができる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、例えば、第一回転機ＭＧ１に対して供給する電流値や第一回転機ＭＧ１の発電量を調節し、第一回転機ＭＧ１の出力トルクを制御すること、および第二回転機ＭＧ２に対して供給する電流値や第二回転機ＭＧ２の発電量を調節し、第二回転機ＭＧ２の出力トルクを制御することができる。
　エンジンＥＣＵ７０は、エンジン１を制御することができる。エンジンＥＣＵ７０は、例えば、エンジン１の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジン１の点火制御を行うこと、エンジン１に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。エンジンＥＣＵ７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１の出力トルクを制御することができる。
　変速機ＥＣＵ８０は、変速部を制御することができる。変速機ＥＣＵ８０は、クラッチＣＬ１に供給するクラッチ油圧およびブレーキＢＫ１に供給するブレーキ油圧を制御することにより、変速部を制御する。変速機ＥＣＵ８０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０から出力される変速比指令に基づいて、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合あるいは解放させることにより、第一遊星歯車機構１０を変速させる。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ等が接続されている。これらのセンサから入力される信号により、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、第一回転機ＭＧ１の回転数（以下、単に「ＭＧ１回転数」とも記載する。）、第二回転機ＭＧ２の回転数（以下、単に「ＭＧ２回転数」とも記載する。）、動力伝達装置の出力軸回転数等を取得することができる。これらの信号以外にも、ＨＶ＿ＥＣＵ５０には、登坂信号、バッテリ状態ＳＯＣを示す信号等が入力される。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、取得する情報に基づいて、車両１００に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、算出した要求値に基づいて、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第二回転機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して出力する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジントルクの指令値をエンジンＥＣＵ７０に対して出力する。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、後述する走行モード等に基づいて、変速機ＥＣＵ８０を介してクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１をそれぞれ制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１に対する供給油圧（係合油圧）の指令値およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧（係合油圧）の指令値をそれぞれ出力する。図示しない油圧制御装置は、各指令値に応じてクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧を制御する。
　図４は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１の作動係合表を示す図である。車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて、更に第二回転機ＭＧ２を動力源としてもよい。
　ＥＶ走行は、第一回転機ＭＧ１あるいは第二回転機ＭＧ２の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、ＥＶ走行モードとして、第二回転機ＭＧ２を単独の動力源として車両１００を走行させる単独モータＥＶモードと、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を動力源として車両１００を走行させる両モータＥＶモードを有する。
　図４の係合表において、クラッチＣＬ１の欄およびブレーキＢＫ１の欄の丸印は、係合を示し、空欄は解放を示す。また、三角印は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１のいずれかを係合し、他方を解放することを示す。単独モータＥＶモードは、例えば、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を共に解放して実行される。図５は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。共線図において、符号Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１は、それぞれ第一サンギア１１、第一キャリア１４、第一リングギア１３を示し、符号Ｓ２，Ｃ２，Ｒ２は、それぞれ第二サンギア２１、第二キャリア２４、第二リングギア２３を示す。
　単独モータＥＶモードでは、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が解放している。ブレーキＢＫ１が解放していることで、第一サンギア１１の回転が許容され、クラッチＣＬ１が解放していることで、第一遊星歯車機構１０は差動可能である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ＿ＥＣＵ６０を介して第二回転機ＭＧ２に正トルクを出力させて車両１００に前進方向の駆動力を発生させる。第二リングギア２３は、駆動輪３２の回転と連動して正回転する。ここで、正回転とは、車両１００の前進時の第二リングギア２３の回転方向とする。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１をジェネレータとして作動させて引き摺り損失を低減させる。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１にわずかなトルクをかけて発電させ、第一回転機ＭＧ１の回転数を０回転とする。これにより、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失を低減することができる。また、ＭＧ１トルクを０としてもコギングトルクを利用してＭＧ１回転数を０に維持できるときは、ＭＧ１トルクを加えないようにしてもよい。あるいは、第一回転機ＭＧ１のｄ軸ロックによってＭＧ１回転数を０としてもよい。
　第一リングギア１３は、第二キャリア２４に連れ回り正回転する。第一遊星歯車機構１０では、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が解放されたニュートラルの状態であるため、エンジン１は連れ回されず、第一キャリア１４は回転を停止する。よって回生量を大きく取ることが可能である。第一サンギア１１は空転して負回転する。なお、第一遊星歯車機構１０のニュートラル（中立）状態は、第一リングギア１３と第一キャリア１４との間で動力が伝達されない状態、すなわちエンジン１と第二遊星歯車機構２０とが切り離され、動力の伝達が遮断された状態である。第一遊星歯車機構１０は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１の少なくともいずれか一方が係合していると、エンジン１と第二遊星歯車機構２０とを接続する接続状態となる。
　単独モータＥＶモードで走行時に、バッテリの充電状態がフルとなり、回生エネルギーが取れない場合が発生し得る。この場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合することで、エンジン１を駆動輪３２と接続し、エンジンブレーキを駆動輪３２に作用させることができる。図４に三角印で示すように、単独モータＥＶモードでクラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合すると、エンジン１を連れ回し状態とし、第一回転機ＭＧ１でエンジン回転数を上げてエンジンブレーキ状態とすることができる。
　両モータＥＶモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合する。図６は、両モータＥＶモードに係る共線図である。クラッチＣＬ１が係合することで、第一遊星歯車機構１０の差動は規制され、ブレーキＢＫ１が係合することで、第一サンギア１１の回転が規制される。従って、第一遊星歯車機構１０の全回転要素の回転が停止する。出力要素である第一リングギア１３の回転が規制されることで、これと接続された第二キャリア２４が０回転にロックされる。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２にそれぞれ走行駆動用のトルクを出力させる。第二キャリア２４は、回転が規制されていることで、第一回転機ＭＧ１のトルクに対して反力を取り、第一回転機ＭＧ１のトルクを第二リングギア２３から出力させることができる。第一回転機ＭＧ１は、前進時に負トルクを出力して負回転することで、第二リングギア２３から正のトルクを出力させることができる。一方、後進時には、第一回転機ＭＧ１は、正トルクを出力して正回転することで、第二リングギア２３から負のトルクを出力させることができる。
　ＨＶ走行では、差動部としての第二遊星歯車機構２０は差動状態を基本とし、変速部の第一遊星歯車機構１０は、ロー／ハイの切り替えがなされる。図７は、ロー状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶローモード」とも記載する。）に係る共線図、図８は、ハイ状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶハイモード」とも記載する。）に係る共線図である。
　ＨＶローモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を係合し、ブレーキＢＫ１を解放する。クラッチＣＬ１が係合することにより、第一遊星歯車機構１０は差動が規制され、各回転要素１１，１３，１４が一体回転する。従って、エンジン１の回転は増速も減速もされず、等速で第一リングギア１３から第二キャリア２４に伝達される。
　一方、ＨＶハイモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を解放し、ブレーキＢＫ１を係合する。ブレーキＢＫ１が係合することにより、第一サンギア１１の回転が規制される。よって、第一遊星歯車機構１０は、第一キャリア１４に入力されたエンジン１の回転が増速されて第一リングギア１３から出力されるオーバドライブ（ＯＤ）状態となる。このように、第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を増速して出力することができる。オーバドライブ時の第一遊星歯車機構１０の変速比は、例えば、０．７とすることができる。
　このように、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１からなる切替装置は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する状態と、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する状態とを切り替えて第一遊星歯車機構１０を変速させる。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一遊星歯車機構１０を含む変速部によってＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えが可能であり、車両１００の伝達効率を向上させることができる。また、変速部の後段には、直列に差動部としての第二遊星歯車機構２０が接続されている。第一遊星歯車機構１０がオーバドライブであるため、第一回転機ＭＧ１を大きく高トルク化しなくてもよいという利点がある。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷のモータ走行域では、ＥＶ走行を選択する。モータ走行域では、例えば、低負荷時は単独モータＥＶモードが選択され、高負荷時は両モータＥＶモードが選択される。モータ走行域よりも高車速や高負荷の領域は、エンジン走行域である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジン走行域の中低車速や高負荷の領域ではＨＶローモードを選択し、高車速かつ低負荷の領域ではＨＶハイモードを選択する。高車速かつ低負荷時に変速部をオーバドライブとすることで、燃費の向上を図ることができる。
　本実施形態では、ＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えによりエンジン１の回転を変速して出力することで、メカニカルポイントが２つとなり、燃費を向上させることができる。なお、メカニカルポイントは、遊星歯車機構１０，２０に入力される動力が電気パスを介さずに機械的な伝達によって全てカウンタドライブギア２５に伝達される高効率な動作点である。
　本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一遊星歯車機構１０がエンジン１の回転を増速して第一リングギア１３から出力することができる。従って、ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一遊星歯車機構１０を備えずに第二キャリア２４に対して直接エンジン１が接続されている場合のメカニカルポイントに対して、更にハイギア側にもう一つのメカニカルポイントを有する。つまり、ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、ハイギア側に２つのメカニカルポイントを有する。よって、ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、高速走行時の伝達効率向上による燃費の向上を図ることができるハイブリッドシステムを実現できる。
　また、ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、変速部のクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合することで、第一遊星歯車機構１０の出力要素および第二遊星歯車機構２０の入力要素の回転を規制することができ、両モータＥＶモードによる走行を可能とできる。このため、両モータＥＶモードを実現するために別途クラッチ等を設ける必要がなく、構成が簡素化される。本実施形態のレイアウトでは、第二回転機ＭＧ２の減速比を大きく取ることができる。また、ＦＦあるいはＲＲレイアウトによりコンパクトな配置を実現できる。
（後進走行）
　後進走行をする場合、エンジン走行中は、第一回転機ＭＧ１がジェネレータとして発電を行い、第二回転機ＭＧ２がモータとして力行し、負回転して負トルクを出力して走行する。バッテリの充電状態が十分であるときは、単独モータＥＶモードで第二回転機ＭＧ２が単独で逆回転してモータ走行するようにしてもよい。また、第二キャリア２４を固定して両モータＥＶモードで後進走行することも可能である。
（協調変速制御）
　次に、ハイブリッド車両用駆動装置１－１の変速制御について説明する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えを行う場合、第一遊星歯車機構１０と第二遊星歯車機構２０とを同時に変速させる協調変速制御を実行する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、協調変速制御において、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０の一方の変速比を増加させ、他方の変速比を減少させる。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶハイモードからＨＶローモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構２０の変速比をハイギア側に変化させる。これにより、車両１００のエンジン１から駆動輪３２までの全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。エンジン１から駆動輪３２までの変速比の変化が抑制されることで、変速に伴うエンジン回転数の調節量を低減させ、あるいはエンジン回転数の調節を不要とすることができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、車両１００全体での変速比をロー側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を協調して変速させる。
　一方、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶローモードからＨＶハイモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構２０の変速比をローギア側に変化させる。これにより、車両１００全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、車両１００全体での変速比をハイ側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を協調して変速させる。
　第二遊星歯車機構２０の変速比の調節は、例えば、第一回転機ＭＧ１の回転数の制御によって行われる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、入力軸２とカウンタドライブギア２５との間の変速比を無段階に変化させるように第一回転機ＭＧ１を制御する。これにより、遊星歯車機構１０，２０、第一回転機ＭＧ１、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含む全体、すなわち差動部と変速部を含む変速装置が電気的無段変速機として作動する。
　ここで、車両１００の変速時における変速ショックを抑制できることが望まれている。例えば、ＨＶ走行モードにおいて制動時や減速時に第二回転機ＭＧ２によって回生を行い、エンジンの燃焼を停止して走行することがある。本明細書では、ＨＶ走行モードにおいて第二回転機ＭＧ２によって回生を行い、エンジン１の燃焼を停止して走行する走行状態を「モータリング回生走行」と称する。図９は、ＨＶローモードのモータリング回生走行を示す共線図である。図９に示すように、モータリング回生走行では、エンジン１は被駆動状態であり、エンジントルクは負トルクである。第一回転機ＭＧ１は、正トルクを出力してエンジン１の回転数を目標とする回転数に維持する。第二回転機ＭＧ２は、運転者の運転操作等に基づく制動力を車両１００に発生させるように負トルクを出力する。モータリング回生走行を行うことにより、燃料消費の抑制を図ることができる。
（アップシフト制御）
　モータリング回生走行中に、車速等に基づいて変速要求が発生することがある。例えば、制動しながら降坂路を走行しているときに、車速が増加してアップシフトの判断がなされる場面が考えられる。モータリング回生走行中に変速を行う場合、以下に図１０を参照して説明するように、変速ショックが発生する可能性がある。
　図１０は、アップシフト方法の一例を示すタイムチャートである。図１０は、ブレーキ踏力が一定でモータリング回生走行を行っているときにＨＶローモードからＨＶハイモードに移行するときの変速の様子を示すタイムチャートである。図１０において、（ａ）は各クラッチトルク、（ｂ）は各トルク、（ｃ）は各回転数を示す。
　ＨＶローモードからＨＶハイモードへアップシフトする場合、符号Ｒ０１で示すようにアップシフトにより解放すべき係合装置であるクラッチＣＬ１の係合トルクが低減され、符号Ｒ０２で示すようにアップシフトにより係合すべき係合装置であるブレーキＢＫ１の係合トルクが増加される。変速機ＥＣＵ８０は、例えば、クラッチＣＬ１の係合トルクの減少に応じてブレーキＢＫ１の係合トルクを増加させる。また、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、イナーシャ相において、ＭＧ１トルクをＭＧ１回転数の変化によるイナーシャトルク分増加させることにより、出力軸トルクの変動を抑制することができる。
　ところで、図１１を参照して説明するように、変速を開始した後のトルク相において、エンジン回転数やＭＧ１回転数が低下する可能性がある。図１１は、アップシフト時の回転数変動を示す共線図である。図１１において、破線は、ブレーキＢＫ１の係合トルクである係合クラッチトルクが０Ｎｍ（係合開始前）の回転状態を示し、実線は、係合クラッチトルクが０Ｎｍよりも大（係合開始後）の回転状態を示す。ブレーキＢＫ１の係合が開始すると、第一サンギア１１には係合クラッチトルクが作用する。これにより、ＡＴ出力軸トルク、すなわち第一リングギア１３から第二キャリア２４に伝達されるトルクが低減する。
　ブレーキＢＫ１の係合トルクが増加し、クラッチＣＬ１の係合トルクが減少してトルク相が進行すると、ＡＴ出力軸トルクは変速開始前よりもハイギア側のトルクとなり、ＡＴ出力軸トルクの大きさが低下する。これに対してＭＧ１トルクが一定であると、ＡＴ出力軸トルクの大きさの低下によってＡＴ出力軸（第二キャリア２４）の回転数が上昇し、ＭＧ１回転数およびエンジン回転数が上昇してしまうオーバーシュートが発生する。本実施形態の変速機ＥＣＵ８０は、トルク相において符号Ｒ０３に示すようにＭＧ１トルクを低減する。これにより、ＭＧ１回転数およびエンジン回転数の低下が抑制される。
　また、変速中にクラッチＣＬ１の係合トルクやブレーキＢＫ１の係合トルクが狙いのトルクからずれると、変速ショックが発生しやすい。例えば、図１０に破線Ｒ０４で示すように、ブレーキＢＫ１の係合トルクが目標のトルクＲ０２に対して不足したとする。この場合、第一キャリア１４から第一リングギア１３に伝達されるエンジントルク（エンジンブレーキトルク）が低減し、第一リングギア１３からＡＴ出力軸に伝達される負トルクが低減する。その結果、図１０の破線Ｒ０５のような出力軸トルクの変動や破線Ｒ０６のようなＭＧ１回転数の変動が発生する可能性がある。目標とする係合トルクに対して実際の係合トルクのずれが生じやすいのは、例えば、係合油圧と係合トルクとの対応関係を学習する油圧学習制御の完了前や、係合装置に供給する作動油が低温である場合である。
　本実施形態に係る変速機ＥＣＵ８０は、以下に図１２から図１４を参照して説明するように、モータリング回生走行を行っている走行状態から変速部を変速する場合、エンジン１を自立運転させた状態で、変速によって解放すべき係合装置を解放した後に変速によって係合すべき係合装置を係合する。これにより、変速ショックを抑制することができる。
　図１２は、実施形態に係るアップシフトの変速初期の動作を示す共線図、図１３は、実施形態に係るアップシフトの回転同期制御を示す共線図、図１４は、実施形態に係るアップシフトのタイムチャートである。図１２に示すように、変速の開始時に、被駆動状態であったエンジン１の燃焼が開始され、エンジン１は、自立運転により正トルクを出力する。このときのエンジン１の運転状態は、例えば、アイドル状態とされる。エンジントルクがそれまでの負トルクから正トルクに変化することで、エンジンブレーキによる制動トルクが低減する。これに対して、第二回転機ＭＧ２の回生トルクが増加される。
　変速において、エンジン１が自立運転しているときの第二回転機ＭＧ２の回生トルクの大きさは、例えば、エンジン１が自立運転を開始する前の第二回転機ＭＧ２の回生トルクの大きさや、エンジン１が燃焼を開始する前の第二回転機ＭＧ２の回生トルクの大きさよりも大きい。第二回転機ＭＧ２が出力する負トルクの大きさが増加され、車輪に作用する制動トルクの変動が抑制される。第二回転機ＭＧ２の回生トルクは、例えば、車輪に作用する制動トルクをブレーキ操作量等に基づく要求制動トルクに一致させるように定められる。
　次に、クラッチＣＬ１が解放され、第一遊星歯車機構１０の差動が許容される状態とされる。第一遊星歯車機構１０の差動が許容される状態で、第一回転機ＭＧ１の回転制御により、ブレーキＢＫ１の回転同期制御が実行される。回転同期制御は、ブレーキＢＫ１の差回転を減少させる制御であり、例えば、第一サンギア１１に接続された係合要素と、車体側に接続された係合要素との差回転数を０とするようにＭＧ１回転数が制御される。本実施形態では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を解放した後、第一回転機ＭＧ１によってブレーキＢＫ１の回転同期制御を行い、ブレーキＢＫ１を係合する。なお、この場合の「クラッチＣＬ１を解放した後」は、クラッチＣＬ１を完全解放した後であっても、クラッチＣＬ１の解放を開始した後であってもよい。また、「ブレーキＢＫ１を係合する」は、ブレーキＢＫ１を完全係合することであっても、ブレーキＢＫ１の係合を開始することであってもよい。例えば、クラッチＣＬ１の完全解放前にブレーキＢＫ１の係合が開始され、クラッチＣＬ１の完全解放後にブレーキＢＫ１が完全係合されてもよい。
　ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、回転同期制御において、図１３に矢印Ｙ１で示すように、ＭＧ１回転数を正回転としてＭＧ１回転数を増加させる。これにより、矢印Ｙ２で示すようにブレーキＢＫ１の差回転数が低減し、ブレーキＢＫ１の回転が同期される。ブレーキＢＫ１の回転が同期すると、ブレーキＢＫ１が完全係合され、アップシフトが終了する。
　次に、図１および図１４を参照して、本実施形態の変速制御について更に説明する。図１に示す制御フローは、例えば、ＨＶ走行モードで走行中に繰り返し実行される。
　まず、ステップＳ１０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、回生走行中であるか否かが判定される。ＨＶ走行モードの回生では、第一回転機ＭＧ１のモータリングにより、エンジン回転数が維持される。目標エンジン回転数は、例えば、エンジン１のアイドル回転数とされる。ステップＳ１０の判定の結果、回生走行中であると判定された場合（ステップＳ１０－Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０－Ｎ）にはステップＳ６０に進む。
　ステップＳ２０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、変速出力がなされているか否かが判定される。ステップＳ２０では、例えば、変速出力がなされている（変速要求がなされている）場合や変速出力が予想されている場合に肯定判定がなされる。ステップＳ２０の判定の結果、変速出力がなされていると判定された場合（ステップＳ２０－Ｙ）にはステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０－Ｎ）にはステップＳ６０に進む。
　ステップＳ３０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、エンジン１のアイドリング化および回生増加がなされる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジンＥＣＵ７０に対して、エンジン１の燃焼開始およびアイドリング運転を指令し、ＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して第二回転機ＭＧ２の回生量増加を指令する。エンジンＥＣＵ７０は、エンジン１の燃料供給制御および点火制御を行い、エンジン１をアイドリング運転させる。これにより、エンジン１は、ＭＧ１トルクによって回転するモータリング状態から自立運転状態に移行する。また、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０から送られるＭＧ２トルク指令に基づいて、第二回転機ＭＧ２の回生トルクを増加させる。回生トルクの増加により、エンジン１での燃料噴射分のエネルギーを回生により回収することができる。また、減速Ｇの変動が抑制される。
　図１４では、時刻ｔ１においてエンジン１の燃焼が開始されて符号Ｒ１１で示すようにエンジントルクは増加する。エンジン１の起動が完了して時刻ｔ２にアイドル状態に移行する。エンジントルクの増加に応じて符号Ｒ１２で示すようにＭＧ１トルクは低減される。エンジン１が自立運転すると、エンジン回転数はエンジントルクによって維持されるため、ＭＧ１トルクは０とすることができる。エンジントルクの増加によって、エンジントルクにより車両１００に発生する制動力が低減する。これに対して、符号Ｒ１３で示すように第二回転機ＭＧ２の回生トルクが増加され、出力軸トルクの変動が抑制される。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。
　ステップＳ４０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、回生増加が終了したか否かが判定される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、第二回転機ＭＧ２の回生トルクが、要求制動トルクに対応するトルクまで増加した場合、言い換えると、ＭＧ２トルクによって発生する車両１００の制動力が目標制動力まで増加した場合にステップＳ４０で肯定判定を行う。ステップＳ４０の判定の結果、回生増加が終了した場合（ステップＳ４０－Ｙ）にはステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ４０－Ｎ）にはステップＳ３０に移行する。図１４では、時刻ｔ２に回生増加が終了したと判定される。
　ステップＳ５０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、クラッチフリーおよび回転同期制御がなされる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速機ＥＣＵ８０に対して、クラッチＣＬ１の解放を指令し、ＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して、回転同期制御を指令する。変速機ＥＣＵ８０は、クラッチＣＬ１の係合トルクを減少させてクラッチＣＬ１を解放させる。図１４では、時刻ｔ２にクラッチＣＬ１の解放が開始される。
　クラッチＣＬ１の解放後に、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、符号Ｒ１４で示すように、第一回転機ＭＧ１によるブレーキＢＫ１の回転同期制御を実行する。図１４では、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで回転同期制御が実行される。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、ＭＧ１回転数を増加させてブレーキＢＫ１の回転を同期させる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＡＴ出力軸回転数が、ブレーキＢＫ１の同期回転数付近まで上昇すると、変速機ＥＣＵ８０に対してブレーキＢＫ１の係合を指令する。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、回転同期制御において、例えば、ＡＴ出力軸回転数と、ＡＴ入力軸回転数÷変速後のギア比との差回転数を検出し、当該差回転数を０とするようにＭＧ１回転数をＰＩＤ制御する。
　変速機ＥＣＵ８０は、例えば、ブレーキＢＫ１の差回転数が所定回転数以下となると、ブレーキＢＫ１の係合を開始する。これにより、ブレーキＢＫ１の係合油圧が増加してブレーキＢＫ１が完全係合し、アップシフト変速が終了する。図１４では、時刻ｔ４に変速が終了する。第一回転機ＭＧ１による回転同期制御によって、精度よくブレーキＢＫ１の回転を同期させることができる。第一回転機ＭＧ１は、例えば、ブレーキＢＫ１の係合油圧によってブレーキＢＫ１の回転を同期させる場合よりも精度よく回転を同期させることができ、変速ショックを抑制することができる。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速が終了すると、エンジンＥＣＵ７０に対してエンジン１の燃焼停止を指令し、ＭＧ＿ＥＣＵ６０に対してＭＧ１トルクによるモータリングの再開および第二回転機ＭＧ２の回生トルクの低減を指令する。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、エンジントルクの低下に応じて符号Ｒ１６で示すようにＭＧ１トルクを増加させ、モータリングによりエンジン回転数を維持する。また、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、エンジントルクの低下に応じて、符号Ｒ１７で示すように第二回転機ＭＧ２の回生トルクを低減させる。ＭＧ２トルクは、例えば、車輪に作用する制動トルクが要求制動トルクとなるように定められる。ステップＳ５０が実行されると、本制御フローは終了する。
　ステップＳ６０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、通常の制御がなされる。通常の制御は、例えば、エンジン１の燃焼を行ってＨＶ走行を行っているときの変速制御や、変速出力がなされていないときの走行制御を含む。ステップＳ６０が実行されると、本制御フローは終了する。
　なお、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、ＭＧ１回転数を変化させているときに符号Ｒ１５で示すようにＭＧ１トルクを増加させ、イナーシャトルクによる出力軸トルクの変動を抑制する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、下記式（１）から式（３）に基づいて回転同期制御におけるＭＧ１トルクの指令値を決定する。
　ＭＧ１トルク＝Ｆ／Ｆ項＋Ｆ／Ｂ項…（１）
　Ｆ／Ｆ項＝所定値（変速機引き摺り分）…（２）
　Ｆ／Ｂ項＝Ｋｐ×ΔＮｇ＋Ｋｄ×ｄ/ｄｔ（ΔＮｇ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋Ｋｉ×∫（ΔＮｇ）ｄｔ…（３）
　ここで、変速機引き摺り分は、例えば、変速部としての第一遊星歯車機構１０の引き摺りトルクである。差回転数ΔＮｇは、目標ＭＧ１回転数と実ＭＧ１回転数との回転数差である。ここで、目標ＭＧ１回転数は、例えば、車速と、ＡＴ出力軸回転数の目標値に基づいて決定することができる。係数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉは、それぞれＰＩＤ制御の係数である。
　また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、上記式（２）に代えて、下記式（４）に基づいてＦ／Ｆ項を決定してもよい。
　Ｆ／Ｆ項＝目標ｄＮｇ×係数…（４）
　ここで、ｄＮｇは第一回転機ＭＧ１の回転加速度（以下、単に「ＭＧ１回転加速度」と称する。）である。ＭＧ１回転加速度ｄＮｇの目標値（目標ｄＮｇ）は、予め定められている。
　また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、上記式（３）に代えて、下記式（５）に基づいてＦ／Ｂ項を決定してもよい。
　Ｆ／Ｂ項＝Ｋｐ×ΔｄＮｇ＋Ｋｄ×ｄ/ｄｔ（ΔｄＮｇ）
　　　　　　　　　　　　　＋Ｋｉ×∫（ΔｄＮｇ）ｄｔ…（５）
　ここで、ΔｄＮｇは、下記式（６）で算出されるものであり、目標ｄＮｇに対する実際のＭＧ１回転加速度（実ｄＮｇ）のずれ量である。なお、上記式（５）のＰＩＤ制御の係数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉは、上記式（３）の係数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉと異なるものであってもよい。
　ΔｄＮｇ＝目標ｄＮｇ－実ｄＮｇ…（６）
（ダウンシフト制御）
　次に、本実施形態に係るダウンシフト時の変速制御について説明する。図１５は、ＨＶハイモードのモータリング回生走行を示す共線図、図１６は、ダウンシフト方法の一例を示すタイムチャート、図１７は、ダウンシフト時の回転数変動を示す共線図である。
　図１５に示すように、ＨＶハイモードのモータリング回生走行では、エンジン１は被駆動状態であり、エンジントルクは負トルクである。第一回転機ＭＧ１は、正トルクを出力してエンジン１の回転数を目標とする回転数に維持する。第二回転機ＭＧ２は、運転者の運転操作に基づく制動力を車両１００に発生させるように負トルクを出力する。
　ＨＶハイモードのモータリング回生走行中に、車速の低下等によりダウンシフトの判断がなされる場面が考えられる。モータリング回生走行中に変速を行う場合、以下に図１６を参照して説明するように、変速ショックが発生する可能性がある。
　図１６は、ブレーキ踏力が一定でモータリング回生走行を行っているときにＨＶハイモードからＨＶローモードに移行するときの変速の様子を示すタイムチャートである。ＨＶハイモードからＨＶローモードへダウンシフトする場合、符号Ｒ２１で示すようにダウンシフトにより解放すべき係合装置であるブレーキＢＫ１の係合トルクが低減され、符号Ｒ２２で示すようにダウンシフトで係合すべき係合装置であるクラッチＣＬ１の係合トルクが増加される。変速機ＥＣＵ８０は、例えば、ブレーキＢＫ１の係合トルクの減少に応じてクラッチＣＬ１の係合トルクを増加させる。
　ところで、図１７を参照して説明するように、変速を開始した後のトルク相において、エンジン回転数やＭＧ１回転数が低下する可能性がある。図１７において、破線は、クラッチＣＬ１の係合トルクである係合クラッチトルクが０Ｎｍ（係合開始前）の回転状態を示し、実線は、係合クラッチトルクが０Ｎｍよりも大（係合開始後）の回転状態を示す。ダウンシフトにおいてクラッチＣＬ１の係合が開始すると、第一サンギア１１と第一キャリア１４には係合クラッチトルクが作用する。これにより、ＡＴ出力軸トルク、すなわち第一リングギア１３から第二キャリア２４に伝達される負トルクが増加する。
　係合クラッチトルクが増加し、かつ解放クラッチトルク（ブレーキＢＫ１の係合トルク）が減少してトルク相が進行すると、ＡＴ出力軸トルクは変速開始前よりもローギア側のトルク（大きな負トルク）となり、ＡＴ出力軸トルクが低下する。これに対してＭＧ１トルク（反力トルク）が一定であると、ＡＴ出力軸トルクの低下によってＡＴ出力軸（第二キャリア２４）の回転数が低下し、ＭＧ１回転数およびエンジン回転数が低下してしまうアンダーシュートが発生する。本実施形態の変速機ＥＣＵ８０は、トルク相において符号Ｒ２３に示すようにＭＧ１トルクを増加させる。これにより、ＭＧ１回転数およびエンジン回転数の低下が抑制される。
　ここで、クラッチＣＬ１の係合トルクやブレーキＢＫ１の係合トルクが狙いのトルクからずれると、変速ショックが発生しやすい。例えば、図１６に破線Ｒ２４で示すように、クラッチＣＬ１の係合トルクが目標の係合トルクＲ２２に対して不足したとする。この場合、第一キャリア１４から第一リングギア１３に伝達されるエンジントルク（エンジンブレーキトルク）が低減し、第一リングギア１３からＡＴ出力軸に入力される負トルクが低減する。その結果、図１６の破線Ｒ２５のような出力軸トルクの変動や、破線Ｒ２６のようなＭＧ１回転数の変動が発生する可能性がある。
　本実施形態に係るＨＶ＿ＥＣＵ５０は、図１８から図２０を参照して説明するように、ダウンシフト時の変速ショックを抑制することができる。図１８は、実施形態に係るダウンシフトの変速初期の動作を示す共線図、図１９は、実施形態に係るダウンシフトの回転同期制御を示す共線図、図２０は、実施形態に係るダウンシフトのタイムチャートである。図１８に示すように、変速の開始時に、被駆動状態であったエンジン１の燃焼が開始され、エンジン１は、自立運転して正トルクを出力する。エンジンブレーキ力が作用しなくなるため、第二回転機ＭＧ２の回生トルクが増加される。
　次に、ブレーキＢＫ１が解放され、第一回転機ＭＧ１の回転制御により、クラッチＣＬ１の回転同期制御が実行される。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、図１９に矢印Ｙ３で示すようにＭＧ１回転数を負回転方向に低減させる。これにより、矢印Ｙ４で示すようにクラッチＣＬ１の差回転数が低減し、クラッチＣＬ１の回転が同期される。クラッチＣＬ１の回転が同期すると、クラッチＣＬ１が完全係合され、ダウンシフトが終了する。
　次に、図１および図２０を参照して、本実施形態の変速制御について更に説明する。なお、アップシフト時の変速制御と共通する内容については、記載を簡略化し、あるいは記載を省略する。図１のステップＳ１０で回生中であると判定され（ステップＳ１０－Ｙ）、ステップＳ２０で変速出力がなされていると判定される（ステップＳ２０－Ｙ）と、ステップＳ３０でエンジン１のアイドリング化および回生増加がなされる。図２０では、時刻ｔ１１にエンジン１の燃焼が開始され、時刻ｔ１２にアイドル状態に移行する。エンジントルクの増加に応じてＭＧ１トルクは低減され、第二回転機ＭＧ２の回生トルクは増加される。これにより、出力軸トルクの変動が抑制される。
　ステップＳ４０で回生増加が終了したと判定される（ステップＳ４０－Ｙ）と、ステップＳ５０に進む。図２０では、時刻ｔ１２に回生増加が終了したと判定される。ステップＳ５０では、クラッチフリーおよび回転同期制御がなされる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速機ＥＣＵ８０に対して、ブレーキＢＫ１の解放を指令し、ＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して、回転同期制御を指令する。変速機ＥＣＵ８０は、ブレーキＢＫ１の係合トルクを減少させてブレーキＢＫ１を解放させる。図２０では、時刻ｔ１２にブレーキＢＫ１の解放が開始される。
　ブレーキＢＫ１の解放後に、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、符号Ｒ３１で示すように、第一回転機ＭＧ１によるクラッチＣＬ１の回転同期制御を実行する。回転同期制御は、クラッチＣＬ１の差回転を減少させる制御であり、例えば、第一サンギア１１に接続された係合要素と、第一キャリア１４に接続された係合要素との差回転数を０とするようにＭＧ１回転数が制御される。本実施形態では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ブレーキＢＫ１を解放した後、第一回転機ＭＧ１によってクラッチＣＬ１の回転同期制御を行い、クラッチＣＬ１を係合する。なお、この場合の「ブレーキＢＫ１を解放した後」は、ブレーキＢＫ１を完全解放した後であっても、ブレーキＢＫ１の解放を開始した後であってもよい。また、「クラッチＣＬ１を係合する」は、クラッチＣＬ１を完全係合することであっても、クラッチＣＬ１の係合を開始することであってもよい。例えば、ブレーキＢＫ１の完全解放前にクラッチＣＬ１の係合が開始され、ブレーキＢＫ１の完全解放後にクラッチＣＬ１が完全係合されてもよい。
　ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、回転同期制御において、ＭＧ１回転数を低減させてクラッチＣＬ１の回転を同期させる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、回転同期制御を行うときに、符号Ｒ３２で示すように、ＭＧ１トルクをＭＧ１回転数の変化によるイナーシャトルク分増加させることにより、出力軸トルクの変動を抑制する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＡＴ出力軸回転数が、クラッチＣＬ１の同期回転数付近まで低下すると、変速機ＥＣＵ８０に対してクラッチＣＬ１の係合を指令する。変速機ＥＣＵ８０がクラッチＣＬ１の係合を開始するタイミングは、例えば、クラッチＣＬ１の差回転数が所定回転数以下となったときである。クラッチＣＬ１の係合油圧が増加してクラッチＣＬ１が完全係合すると、ダウンシフト変速が完了する。
　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速が終了すると、エンジンＥＣＵ７０に対してエンジン１の燃焼停止を指令し、ＭＧ＿ＥＣＵ６０に対してＭＧ１トルクによるモータリングの再開および第二回転機ＭＧ２の回生トルクの低減を指令する。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、エンジントルクの低下に応じて符号Ｒ３３で示すようにＭＧ１トルクを増加させ、モータリングによりエンジン回転数を維持する。また、ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、エンジントルクの低下に応じて、符号Ｒ３４で示すように第二回転機ＭＧ２の回生トルクを低減させる。ステップＳ５０が実行されると、本制御フローは終了する。
　以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１の変速制御は、エンジン１の燃焼を停止し、かつ第二回転機ＭＧ２によって回生を行っている走行状態から変速部を変速する場合、エンジン１を自立運転させた状態で、変速によって解放すべき係合装置を解放した後に変速によって係合すべき係合装置を係合する。エンジン１が自立運転していることで、エンジン１が被駆動状態である場合よりもＡＴ出力軸トルクが低減される。また、エンジン１が自立運転していることで、エンジン１が被駆動状態となっている場合よりもＭＧ１トルクを低減することや、ＭＧ１トルクを０とすることが可能である。よって、係合装置の係合トルクが目標値からずれたとしても、変速部で生じるトルク変動が駆動輪３２に伝達されることが抑制され、変速ショックが抑制される。
　モータリング回生走行からの変速時にエンジン１を自立運転させた状態で係合装置のつなぎ替えをする変速制御は、例えば、係合装置の油圧学習制御の完了前や、低油温時、低車速時に実行することができる。係合装置の油圧学習制御が完了する前に当該変速制御を行うことで、実際の係合油圧が目標とする係合油圧からずれた場合の変速ショックを抑制することができる。また、低油温時に当該変速制御を行うことで、係合油圧の制御精度が低下しやすい低油温時の変速ショックを抑制することができる。低車速時に当該変速制御を行うことで、搭乗者が変速ショックを感じやすい走行状態における変速ショックを抑制することができる。低車速時には、高車速時よりも回転同期制御におけるＭＧ１回転数の変化量が小さいため、エンジン１を自立運転させておく時間が短くて済む。
　なお、本実施形態では、変速部を変速させる係合装置がクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１の２つであったが、係合装置の数はこれには限定されず、３以上であってもよい。また、本実施形態のクラッチＣＬ１は第一サンギア１１と第一キャリア１４とを接続するものであったが、クラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の３つの回転要素のいずれか２つ以上を接続するものであってもよい。
　上記実施形態には、以下の動力伝達装置が開示されている。
　「機関と、変速部と、３軸からなる差動部からなり、機関の出力軸が変速部の入力軸に連結され、変速部の出力軸が差動部の第１軸に連結され、差動部の第２軸に第一回転機、第３軸に第二回転機を連結するものにおいて、回生しながらの変速部の変速時において、機関をアイドリング化してからクラッチフリーにする動力伝達装置。」
[実施形態の変形例]
　上記実施形態では、変速出力がなされた（図１のステップＳ２０－Ｙ）場合にエンジン１が自立運転されたが、変速出力が予測された場合にエンジン１の自立運転がなされてもよい。例えば、車速の変化や要求駆動力の変化と、変速線とに基づいて変速出力を予測することが可能である。
　アップシフトあるいはダウンシフトにおいて、クラッチフリーとしているときに、変速により解放すべき係合装置に対する係合油圧の指令値は０とし、変速により係合すべき係合装置に対する係合油圧の指令値を所定値で保持しておくようにしてもよい。上記指令値は、例えば、係合装置のパッククリアランスを詰める値に定められる。このようにすれば、回転同期制御によってＡＴ出力軸の回転数が同期回転数付近となったときに、係合すべき係合装置を係合する際の応答性が向上する。
　クラッチフリーとしているときに、第一回転機ＭＧ１により回転加速度制御が実行されてもよい。具体的には、ＡＴ入力軸回転数と、ＡＴ出力軸回転数×変速後ギア比との差回転数を検出し、当該差回転数の微分値（差回転加速度）を目標値に追従させるようにＭＧ１回転数のＰＩＤ制御がなされてもよい。
　上記実施形態では、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０がシングルピニオン式の遊星歯車機構であったが、これに限定されるものではなく、例えばダブルピニオン式の遊星歯車機構等であってもよい。また、変速部や差動部の構成は、上記実施形態に例示したものには限定されない。
　上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されることができる。
　１－１　ハイブリッド車両用駆動装置
　１　エンジン
　１０　第一遊星歯車機構
　１３　第一リングギア
　２０　第二遊星歯車機構
　２１　第二サンギア
　２３　第二リングギア
　２４　第二キャリア
　３２　駆動輪
　５０　ＨＶ＿ＥＣＵ
　６０　ＭＧ＿ＥＣＵ
　７０　エンジンＥＣＵ
　８０　変速機ＥＣＵ
　１００　車両
　ＢＫ１　ブレーキ
　ＣＬ１　クラッチ
　ＭＧ１　第一回転機
　ＭＧ２　第二回転機

Claims (3)

  1. 　機関と、
    　第一回転機と、
    　第二回転機と、
    　前記機関の回転を伝達する変速部と、
    　前記変速部の出力要素と接続された第一回転要素と、前記第一回転機に接続された第二回転要素と、前記第二回転機および駆動輪に接続された第三回転要素とを有する差動部と、
    　前記変速部を変速させる複数の係合装置と、
    　を備え、前記機関の燃焼を停止し、かつ前記第二回転機によって回生を行っている走行状態から前記変速部を変速する場合、前記機関を自立運転させた状態で、前記変速によって解放すべき前記係合装置を解放した後に前記変速によって係合すべき前記係合装置を係合する
    　ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
  2. 　前記変速において、前記機関が自立運転しているときの前記第二回転機の回生トルクは、前記機関が自立運転を開始する前の前記第二回転機の回生トルクよりも大きい
    　請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  3. 　前記解放すべき前記係合装置を解放した後、前記第一回転機によって前記係合すべき前記係合装置の回転同期制御を行い、前記係合すべき前記係合装置を係合する
    　請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
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