JP2004015982A - ハイブリッド変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共線図上に４個の回転メンバが存在するハイブリッド変速機において、エンジンの応答遅れによってもバッテリへの充放電が多発することのない変速制御とする。
【解決手段】決定部３４は目標エンジン出力ｔＰｅを最低燃費で発生させる目標エンジントルクｔＴｅおよび目標エンジン回転数ｔＮｅを決定する。演算部３５は、第１モータ／ジェネレータの目標回転数ｔＮｍ１を共線図上の回転バランス式から求める。演算部３６は、第１モータ／ジェネレータの実回転数Ｎｍ１を目標回転数ｔＮｍ１に一致させるための当該モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ１をフィードバック制御により求める。演算部３７は、モータ／ジェネレータの発電電力および消費電力が一致するダイレクト配電となる第２モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ２を求める。目標トルクｔＴｅ，ｔＴｍ１，ｔＴｍ２をエンジン制御および両モータ／ジェネレータの制御に供する。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の原動機とモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これら原動機とモータ／ジェネレータとの間における差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド変速機としては一般的に、シリーズ式と、パラレル式と、両者を組み合わせたシリーズ式＋パラレル式の３方式のものが知られているが、いずれもエンジン回転エネルギーの全部または一部を発電機により一旦電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーとバッテリからの電力とで車両駆動系に結合されたモータを駆動して車両の走行を行わせ、余剰な電気エネルギーをバッテリに蓄電するのが普通である。
そして、エンジン動作点を最適燃費が実現されるよう定めてバッテリへの充放電をタイミング良く行わせることにより、運転状態に応じた要求駆動力を良好な燃費のもとで発生させ得るものである。
【０００３】
従来のハイブリッド変速機の変速制御装置を、特開平９−３０８０１２号公報に記載されたシリーズ式＋パラレル式のハイブリッド変速機用の変速制御装置について以下に説明する。
この種ハイブリッド変速機は、サンギヤ、リングギヤおよびキャリアよりなる単純遊星歯車組で前記の差動装置を構成し、キャリアに入力軸からのエンジン回転を入力する。
キャリアへの回転は、一方でサンギヤを経てジェネレータ（発電機）に伝達し、他方でリングギヤを経て車輪に伝達するようになし、リングギヤにはモータを結合してこれからの回転をも車輪に伝達するように構成する。
【０００４】
上記の構成を共線図により示すと図１１および図１２に示すごとくに表され、差動装置が、単純遊星歯車組で構成された３要素、２自由度の差動装置であるため、車輪駆動系を結合される出力（Ｏｕｔ）要素としてのリングギヤＲに上記のモータを直結し、エンジン（ＥＮＧ）が結合された入力要素としてのキャリアＣを挟んで出力Ｏｕｔと反対の側に位置するサンギヤＳに上記のジェネレータを結合することとなる。
【０００５】
図１１および図１２に示す共線図において、横軸は遊星歯車組のギヤ比により決まる回転メンバ間の距離比、つまりサンギヤＳおよびキャリアＣ間の距離を１とした時のサンギヤＳおよびリングギヤＲ間の距離の比をσで示すものである。
【０００６】
図１１の縦軸は、各回転メンバの回転速度、つまりキャリアＣへのエンジン回転数Ｎｅ、サンギヤＳ（ジェネレータ）の回転数Ｎ１、およびリングギヤＲ（モータ）からの出力（Ｏｕｔ）回転数Ｎｏを示し、２個の回転メンバの回転速度が決まれば他の１個の回転メンバの回転速度が決まる。
図１１において回転バランス式は、（Ｎ１−Ｎｏ）（Ｎｅ−Ｎｏ）＝（１＋σ）σで表され、サンギヤＳ（ジェネレータ）の回転数Ｎ１は、次式により求めることができる。
Ｎ１＝Ｎｏ＋（Ｎｅ−Ｎｏ）（１＋σ）／σ
【０００７】
図１２の縦軸は、各回転メンバに働くエンジントルクＴｅ、ジェネレータトルクＴ１、出力トルクＴｏ、およびモータトルクＴ２を示し、各回転メンバに結合された回転系のイナーシャを質量と見なし、それぞれに作用する上記のエンジントルクＴｅ、ジェネレータトルクＴ１、出力トルクＴｏ、およびモータトルクＴ２に応じて各回転メンバの回転速度は変化する。
ここで、キャリアＣに結合した入力回転系はエンジンＥＮＧが存在するためその回転イナーシャが大きく、またリングギヤＲに結合した出力（Ｏｕｔ）回転系も車輪やディファレンシャルギヤ装置などが存在するためその回転イナーシャが大きいことから、共線図上におけるレバー重心Ｇは図１２に示すごとく、イナーシャが大きなキャリアＣ（エンジンＥＮＧ）およびリングギヤＲ（出力Ｏｕｔ）間に位置し、この位置を以下ではサンギヤＳからの距離Ｘｇｃとして示す。
【０００８】
定常状態を維持（車速一定で目標駆動トルクを実現）するためには、各回転メンバに働くトルクによる重心Ｇ周りの並進運動γおよび回転運動δが共に０であることである。
つまり並進運動γについては、Ｔ１＋Ｔｅ＋（Ｔｏ＋Ｔ２）＝０が成立し、また回転運動δについては、Ｔ１×Ｘｇｃ＋Ｔｅ（Ｘｇｃ−１）＝（Ｔｏ＋Ｔ２）（１＋σ−Ｘｇｃ）が成立することである。
これら２式を解いてトルクバランス式は次式で表される。
Ｔ１＝−Ｔｅ｛σ／（１＋σ）｝
Ｔ２＝−Ｔｏ−Ｔｅ｛１／（１＋σ）｝
【０００９】
上記文献に記載されたハイブリッド変速機の変速制御装置にあっては、ジェネレータおよびモータのトルクＴ１，Ｔ２を、概ね以下のようにして決定する。
（１）エンジンのアクセル操作量から車輪の目標駆動トルクＴｏを決定する。
（２）この目標駆動トルクＴｏおよび出力回転Ｎｏ（車速）から目標出力Ｐｏを求める。
（３）目標出力Ｐｏを発生させる目標エンジン回転数Ｎｅおよび目標エンジントルクＴｅの組み合わせ（例えば最適燃費となる組み合わせ）を決定する。
（４）目標エンジントルクＴｅおよび目標駆動トルクＴｏを用いて前記のトルクバランス式の演算によりＴ１，Ｔ２を算出する。
（５）目標出力Ｐｏが一定になって安定したら、ジェネレータの実回転数が前記回転バランス式から求めた目標回転数Ｎ１に一致するようジェネレータのトルクＴ１をフィードバック制御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バッテリは周辺の使用環境温度が低下すると急激に性能が低下することが知られており、例えば−３０℃のような極低温になると許容可能な充放電量が通常時の数分の一程度まで落ち込むことがある。
そして、許容可能な充放電量を越えた充放電が行われるとバッテリが許容範囲を超えた電圧降下を生じてしまい、劣化が急速に進んで使用寿命を著しく短縮する。
このためハイブリッド変速機にあっては、バッテリへの充放電を制限しながら目標駆動力を実現する変速制御方式が肝要である。
【００１１】
しかし実際には、エンジントルクＴｅがその目標値とずれるのを免れず、そのずれ分が前記の式に入り込んでエネルギーのアンバランスを生じさせ、当該アンバランスをバッテリ電力により解消する必要があることから、前記したジェネレータおよびモータの発電電力および消費電力を一致させてバッテリの充放電を０にすることは従来の変速制御による限り困難であった。
この傾向は、アクセル操作などで目標駆動トルクが変化している間の過渡期において顕著になる。
【００１２】
特に、複数の遊星歯車組を組み合わせて差動装置を構成した場合のように、共線図上に配置される回転メンバとして４個以上の回転メンバが存在する２自由度の差動装置を用いる場合は、回転メンバ数の増加によりトルク制御個数が増えて回転メンバ間のトルクの関係が複雑になり、また後記するごとく前記ジェネレータおよびモータの目標トルクにエンジントルクだけでなく変速機出力トルクも関与することから、前記した従来の制御手法ではバッテリの充放電を抑えつつ目標駆動力を実現することが至難の業である。
【００１３】
ハイブリッド変速機を図１のような差動装置を用いて構成した場合につき詳述するに、この変速機はエンジンＥＮＧに近い前側に設けた差動装置を成すラビニョオ型プラネタリギヤセット２と、また反対の後側に設けたモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を提供する複合電流２層モータ４とで構成する。
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ピニオンＰ１およびリングギヤＲを共有するシングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組７はサンギヤＳ２およびリングギヤＲにそれぞれピニオンＰ１を噛合させた構造とし、ダブルピニオン遊星歯車組８はサンギヤＳ１および共有ピニオンＰ１の他に大径ピニオンＰ２を具え、大径ピニオンＰ２をサンギヤＳ１および共有ピニオンＰ１に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組７，８のピニオンＰ１，Ｐ２を全て、共通なキャリアＣにより回転自在に支持する。
【００１４】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤＳ１、サンギヤＳ２、リングギヤＲおよびキャリアＣの４個の回転メンバを主たる要素とし、これら回転メンバの回転速度順はサンギヤＳ１、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳ２の順番であり、共線図は図２および図３のように表される。
図１における複合電流２層モータ４は、内側ロータ４ｒｉと、これを包囲する環状の外側ロータ４ｒｏと、これらロータ間における環状ステータ４ｓとを具え、環状ステータ４ｓと内側ロータ４ｒｉとで内側の第１モータ／ジェネレータＭＧ１を構成し、環状ステータ４ｓと外側ロータ４ｒｏとで外側の第２モータ／ジェネレータＭＧ２を構成する。
【００１５】
図２および図３の共線図にも示したが、図１のごとくサンギヤＳ１にモータ／ジェネレータＭＧ１（内側ロータ４ｒｉ）を結合し、リングギヤＲにエンジンＥＮＧを結合し、キャリアＣに車輪駆動系（ディファレンシャルギヤ装置６等）への出力（Ｏｕｔ）を結合し、サンギヤＳ２にモータ／ジェネレータＭＧ２（外側ロータ４ｒｏ）を結合する。
モータ／ジェネレータＭＧ１は図２および図３の共線図上においてエンジンＥＮＧに近い側にあり、従って以下では、モータ／ジェネレータＭＧ１を入力側モータ／ジェネレータとも称し、モータ／ジェネレータＭＧ２は図２および図３の共線図上において車輪駆動系への出力（Ｏｕｔ）に近い側にあり、従って以下では、モータ／ジェネレータＭＧ２を出力側モータ／ジェネレータとも称する。
【００１６】
図２および図３の横軸は遊星歯車組７，８のギヤ比により決まる回転メンバ間の距離比、つまりリングギヤＲおよびキャリアＣ間の距離を１とした時のサンギヤＳ１およびリングギヤＲ間の距離の比をαで示し、キャリアＣおよびサンギヤＳ２間の距離をβで示したものである。
【００１７】
また図２の縦軸は、各回転メンバの回転速度、つまりリングギヤＲへのエンジン回転数Ｎｅ、サンギヤＳ１（モータ／ジェネレータＭＧ１）の回転数Ｎｍ１、キャリアＣからの出力（Ｏｕｔ）回転数Ｎｏ、およびサンギヤＳ２（モータ／ジェネレータＭＧ２）の回転数Ｎｍ２を示し、２個の回転メンバの回転速度が決まれば他の２個の回転メンバの回転速度が決まる。
図２において回転バランス式は、（Ｎｍ１−Ｎｏ）：（Ｎｅ−Ｎｏ）＝（１＋α）：１および（Ｎｅ−Ｎｍ２）：（Ｎｅ−Ｎｏ）＝（１＋β）：１で表され、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２はそれぞれ、エンジン回転数Ｎｅおよび出力回転数Ｎｏから次式により求めることができる。
Ｎｍ１＝（１＋α）Ｎｅ−α・Ｎｏ・・・（１）
Ｎｍ２＝（１＋β）Ｎｏ−β・Ｎｅ・・・（２）
【００１８】
図３の縦軸は、各回転メンバに働くエンジントルクＴｅ、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２、および出力（Ｏｕｔ）トルクＴｏを示す。
ここで、リングギヤＲに結合した入力回転系はエンジンＥＮＧが存在するためその回転イナーシャが大きく、またキャリアＣに結合した出力（Ｏｕｔ）回転系も車輪やディファレンシャルギヤ装置などが存在するためその回転イナーシャが大きいことから、共線図上におけるレバー重心Ｇは図３に示すごとく、イナーシャが大きなリングギヤＲ（エンジンＥＮＧ）およびキャリアＣ（出力Ｏｕｔ）間に位置し、この位置を以下ではサンギヤＳ１からの距離Ｘｇｃとして示す。
【００１９】
定常状態を維持（車速一定で目標駆動トルクを実現）するためには、４個の回転メンバに働くトルクによる重心Ｇ周りの並進運動γおよび回転運動δが共に０であることである。
つまり並進運動γについては、Ｔｍ１＋Ｔｅ＋（Ｔｏ＋Ｔｍ２）＝０が成立し、また回転運動δについては、Ｔｍ１×Ｘｇｃ＋Ｔｅ（Ｘｇｃ−α）＝Ｔｏ（α＋１−Ｘｇｃ）＋Ｔ２（α＋１＋β−Ｘｇｃ）が成立することである。
これら２式を解いてトルクバランス式は次式で表される。
Ｔｍ１＝−｛β・Ｔｏ＋（１＋β）Ｔｅ｝（α＋１＋β）・・・（３）
Ｔｍ２＝−｛（１＋α）Ｔｏ＋α・Ｔｅ｝（α＋１＋β）・・・（４）
これら（３），（４）式と、図１５に示すトルクＴ１，Ｔ２に関連して前記したトルクバランス式との比較から明らかなように、共線図上の回転メンバが４個存在する差動装置を用いたハイブリッド変速機の場合は、Ｔｍ１の項にエンジントルクＴｅだけでなく出力トルクＴｏも関与する。
【００２０】
ここで当該ハイブリッド変速機を、前記した文献に記載の変速制御装置と同様な手順（１）〜（５）で変速制御した場合の作用を説明する。
運転者によるアクセル操作で目標駆動トルクＴｏが変化すると、これに応じて変化する目標出力Ｐｏを発生させる目標エンジン回転数Ｎｅおよび目標エンジントルクＴｅの組み合わせが決定され、この目標エンジントルクＴｅおよび目標駆動トルクＴｏを用いて上記（３）式および（４）のようなトルクバランス式の演算によりモータ／ジェネレータ目標トルクＴｍ１，Ｔｍ２を決定することになる。
【００２１】
ところで、エンジンのトルクに関する目標値からの応答遅れはモータ／ジェネレータのそれに較べて遥かに大きく、またその制御精度も低くて、且つ環境条件や個体差の影響も受け易い。
そのため、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれ大きな応答遅れなしに上記の演算値である目標トルクＴｍ１，Ｔｍ２を実現できるのに、エンジンが過渡時において前記の目標トルクＴｅを達成することができない。
また、（３）式から明らかなようにモータ／ジェネレータ目標トルクＴｍ１に目標駆動トルクＴｏが関与するためトルク変化が大きい上に、モータ／ジェネレータ目標トルクＴｍ２も出力（Ｏｕｔ）から離れた結合されるため全体のトルクバランスに（特に重心Ｇ周りに回転運動に）与える影響が大きい。
【００２２】
そのため特に、共線図上に４個以上の回転メンバが存在する型式のハイブリッド変速機に前記従来の変速制御方式をそのまま適用すると、トルクバランスを取ることができなく、図１３に示すごとくアクセル踏み込み瞬時ｔ１の直後の過渡期において各回転メンバの目標トルクは概ね実現されるものの、特に円で囲んで示す箇所においてエンジンの実線で示す実回転数が破線で示す目標値と大きく乖離し、これに伴うパワーバランスのずれを、同じく円で囲んで示すごとくバッテリへの充放電により補償する必要が生ずる。
かかるバッテリへの充放電は、特に極低温時において許容範囲を超えることが多く、バッテリの劣化を早めることになる。
【００２３】
本発明は、上記の問題が両モータ／ジェネレータの目標トルクを共線図上のトルクバランス式から求めてそれぞれのトルク制御に供するためであるとの事実認識に基づき、
一方のモータ／ジェネレータの目標トルクは、対応する前記の回転バランス式により求めた当該モータ／ジェネレータの目標回転数に実回転数を一致させるような例えばフィードバック制御により求め、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクは両モータ／ジェネレータによる発電電力および消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要なトルクを目標トルクとする構成となし、これにより、
目標駆動力が変化している過渡期においてもエンジントルクの大きな応答遅れや変速機出力トルクに大きく影響されることなく回転メンバの回転数を目標値にほぼ一致させることができるようにすることで、パーワーバランスのずれに伴うバッテリへの充放電を抑制し得るようにしてその寿命低下に関する問題を解消した変速制御が可能なハイブリッド変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるハイブリッド変速機の変速制御装置は、請求項１に記載のごとくに構成する。
つまり、共線図上に４個以上の回転メンバが存在する２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機を前提とし、
これに対し目標原動機出力演算手段と、原動機動作点決定手段と、入力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とを設ける。
【００２５】
目標原動機出力演算手段は、アクセル操作量から求めた目標駆動トルクと車速とから目標原動機出力を演算し、原動機動作点決定手段は、目標原動機出力を発生させるための目標原動機回転数および目標原動機トルクの組み合わせを決定する。
入力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段は、目標原動機回転数および車速から共線図上の回転バランス式を解いて、入力側モータ／ジェネレータの目標回転数を求め、入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段は、入力側モータ／ジェネレータの実回転数を入力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるための入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める。
そして出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段は、両モータ／ジェネレータの実回転数および入力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める。
そして変速制御装置は、原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、上記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより前記目標駆動トルクを達成する。
【００２６】
また同じ目的のため本発明によるハイブリッド変速機の変速制御装置は、請求項３に記載のごとくに構成することができる。
つまり、請求項１に記載の場合と同じハイブリッド変速機に対し、目標原動機出力演算手段と、原動機動作点決定手段と、出力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とを設ける。
目標原動機出力演算手段および原動機動作点決定手段は請求項１におけると同じもので、
出力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段は、前記目標原動機回転数および車速から共線図上の回転バランス式を解いて、出力側モータ／ジェネレータの目標回転数を求め、出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段は、出力側モータ／ジェネレータの実回転数を出力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるための出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める。
【００２７】
入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段は、両モータ／ジェネレータの実回転数および出力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める。
そして変速制御装置は、原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより前記目標駆動トルクを達成する。
【００２８】
更に同じ目的のため本発明によるハイブリッド変速機の変速制御装置は、請求項５に記載のごとくに構成することができる。
つまり、請求項１，３に記載の場合と同じハイブリッド変速機に対し、目標原動機出力演算手段と、原動機動作点決定手段と、入力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、入力側モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算手段と、ダイレクト配電用出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、出力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、出力側モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算手段と、ダイレクト配電用入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、モータ／ジェネレータ目標トルク選択手段とを設ける。
【００２９】
目標原動機出力演算手段および原動機動作点決定手段は請求項１，３に記載のものと同じもので、入力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段は請求項１に記載のものと同じもので、出力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段は請求項３に記載のものと同じものである。
入力側モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算手段は、入力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記入力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるフィードバック制御により入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求め、
ダイレクト配電用出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段は、前記両モータ／ジェネレータの実回転数および前記フィードバック制御により求めた入力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める。
【００３０】
出力側モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算手段は、出力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記出力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるフィードバック制御により出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求め、
ダイレクト配電用入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段は、前記両モータ／ジェネレータの実回転数および前記フィードバック制御により求めた出力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める。
【００３１】
モータ／ジェネレータ目標トルク選択手段は、前記両モータ／ジェネレータのうち回転数絶対値が低い方のモータ／ジェネレータに係わる目標トルクを前記フィードバック制御による目標トルクとし、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクをダイレクト配電用の目標トルクとする。
そして変速制御装置は、原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより前記目標駆動トルクを達成する。
【００３２】
【発明の効果】
これら請求項１，３，５に記載された本発明の構成によれば、一方のモータ／ジェネレータの目標トルクは、対応する前記の回転バランス式により求めた当該モータ／ジェネレータの目標回転数に実回転数を一致させるような（請求項３ではフィードバック制御）により求め、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクは両モータ／ジェネレータによる発電電力および消費電力が相互に一致するダイレクト配電となるのに必要なトルクとするから、
両モータ／ジェネレータの目標トルクを共線図上のトルクバランス式から求めないこととなって、これらモータ／ジェネレータ目標トルクに原動機出力トルクや変速機出力トルクが関与しないこととなる。
【００３３】
従って、目標値に対して大きな応答遅れを持つ原動機出力トルクや、モータ／ジェネレータ目標トルクに大きく関与する変速機出力トルクの影響を排除しつつモータ／ジェネレータ目標をトルク求めることができ、たとえ目標駆動力が変化している過渡期においても原動機出力トルクの大きな応答遅れや変速機出力トルクに大きく影響されることなく回転メンバの回転数を目標値にほぼ一致させ得る。
このため本発明によれば、原動機出力トルクの応答遅れにより回転メンバの回転数が目標値から大きく外れて生ずるパーワーバランスのずれに伴うバッテリへの充放電を抑制することができ、バッテリの寿命低下に関する従来の前記問題を解消し得る。
【００３４】
また、特に請求項１に記載の発明によれば、原動機に近い入力側モータ／ジェネレータの実回転数が目標回転数に一致するように（例えばフィードバック制御により）入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求めるから、原動機の実回転数を一層確実に目標回転数に一致させる制御となって、原動機を最適燃費制御する時などにおいてその制御意図を更に確実なものにすることができる。
【００３５】
更に、特に請求項５に記載の発明によれば、両モータ／ジェネレータのうち回転数絶対値の低い方のモータ／ジェネレータの実回転数が目標回転数に一致するようフィードバック制御により当該モータ／ジェネレータの目標トルクを求め、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクをダイレクト配電により求めたから、ダイレクト配電により一方のモータ／ジェネレータの回転数が０になる可能性を排除して、両モータ／ジェネレータの発電電力と消費電力とが一致してバッテリに対する充放電を抑制する効果を全回転領域で補償することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、概略については既に前記したが、本発明の一実施の形態になる変速制御装置を適用するためのハイブリッド変速機を例示し、これを本実施の形態においては、前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして用いるのに有用な以下に詳述する構成となす。
【００３７】
図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）右側（エンジンＥＮＧに近い前側）にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また図の左側（エンジンＥＮＧから遠い後側）に例えば複合電流２層モータ４を可とするモータ／ジェネレータ組を内蔵する。
これらラビニョオ型プラネタリギヤセット２および複合電流２層モータ４は変速機ケース１の主軸線上に同軸に配置するが、この主軸線からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト５およびディファレンシャルギヤ装置６をも変速機ケース１内に内蔵させる。
【００３８】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ロングピニオンＰ１およびリングギヤＲを共有するシングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組７はサンギヤＳ２およびリングギヤＲにそれぞれロングピニオンＰ１を噛合させた構造とし、ダブルピニオン遊星歯車組８はサンギヤＳ１およびロングピニオンＰ１の他に、大径のショートピニオンＰ２を備え、ショートピニオンＰ２をサンギヤＳ２およびロングピニオンＰ１に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組７，８のピニオンＰ１，Ｐ２を全て、共通なキャリアＣにより回転自在に支持する。
【００３９】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤＳ１、サンギヤＳ２、リングギヤＲ、およびキャリアＣの４個の回転メンバを主たる要素とし、これら４個の回転メンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置を構成する。
そして４個の回転メンバの回転速度順は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳ２の順番である。
なお本実施の形態で用いるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、シングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８のリングギヤ同士を結合し、キャリア同士を結合したものに等価である。
【００４０】
複合電流２層モータ４は、内側ロータ４ｒｉと、これを包囲する環状の外側ロータ４ｒｏとを、変速機ケース１内に同軸に回転自在に支持して備え、これら内側ロータ４ｒｉおよび外側ロータ４ｒｏ間における環状空間に同軸に配置した環状ステ−タ４ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状コイル４ｓと内側ロータ４ｒｉとで内側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータＭＧ１が構成され、環状コイル４ｓと外側ロータ４ｒｏとで外側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータＭＧ２が構成される。
ここでモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれ、複合電流を供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を供給されない時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００４１】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の上記した４個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図２および図３の共線図にも示したがサンギヤＳ１、リングギヤＲ、キャリアＣ、サンギヤＳ２の順に、第１モータ／ジェネレータＭＧ１、原動機であるエンジンＥＮＧ、ディファレンシャギヤ装置６を含む車輪駆動系への出力（Ｏｕｔ）、第２モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ結合する。
【００４２】
この結合を図１に基づき以下に詳述するに、リングギヤＲを上記の通りエンジン（ＥＮＧ）回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤＲをエンジンクランクシャフト９に結合する。
サンギヤＳ１は中空軸１３を介して第１モータ／ジェネレータＭＧ１の内側ロータ４ｒｉに結合し、このモータ／ジェネレータＭＧ１および中空軸１３を遊嵌する軸１４を介してサンギヤＳ２を第２モータ／ジェネレータＭＧ２の外側ロータ４ｒｏに結合する。
【００４３】
キャリアＣを前記のごとく、車輪駆動系へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアＣに中空軸１５を介して出力歯車１６を結合し、これをカウンターシャフト５上のカウンター歯車１７に噛合させる。
カウンターシャフト５には別にファイナルドライブピニオン１８を一体的に設け、これを、ディファレンシャルギヤ装置６に設けたファイナルドライブリングギヤ１９に噛合させる。
変速機からの出力回転は、ファイナルドライブピニオン１８およびファイナルドライブリングギヤ１９により構成されるファイナルドライブギヤ組を経てディファレンシャルギヤ装置６に至り、このディファレンシャルギヤ装置により左右駆動輪２０に分配されるものとする。
【００４４】
上記の構成になるハイブリッド変速機は、前記した通り図２および図３に示すような共線図により表すことができ、この共線図上の回転バランス式は図２に関連して前記した（１），（２）式により表され、またトルクバランス式は図３に関連して前記した（３），（４）式により表される。
【００４５】
図２および図３の共線図におけるレバーの傾き（変速比）は、変速機の入力（エンジン）回転数Ｎｅと、入力（エンジン）トルクＴｅとの組み合わせであるエンジン動作点（Ｎｅ，Ｔｅ）、
サンギヤＳ１に係わるモータ／ジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と、トルクＴｍ１との組み合わせであるモータ／ジェネレータ動作点（Ｎｍ１，Ｔｍ１）、
サンギヤＳ２に係わるモータ／ジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と、トルクＴｍ２との組み合わせであるモータ／ジェネレータ動作点（Ｎｍ２，Ｔｍ２）により決まり、
これらにより出力Ｏｕｔの回転数Ｎｏ（車速）と、トルクＴｏとの組み合わせ（Ｎｏ，Ｔｏ）が定まる。
【００４６】
なお図１ではモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を複合電流２層モータとして構成したが、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はこれに限られず、例えば図４に示すように、相互に径方向へオフセットさせて配置することができる。
本実施の形態においては、先ずシングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８を図１の場合とは前後逆に配置し、エンジン（ＥＮＧ）回転を入力されるリングギヤＲをショートピニオンＰ２に噛合させる。
そして、サンギヤＳ２に係わるモータ／ジェネレータＭＧ２をラビニョオ型プラネタリギヤセット２に同軸に配置したロータ４ｒｏおよびステータ４ｓｏにより構成し、サンギヤＳ１に係わるモータ／ジェネレータＭＧ１をラビニョオ型プラネタリギヤセット２の軸線からオフセットさせて配置したロータ４ｒｉおよびステータ４ｓｉにより構成する。
【００４７】
そして、サンギヤＳ１に結合した駆動軸をモータ／ジェネレータＭＧ２のロータ４ｒｏに貫通し、この駆動軸とモータ／ジェネレータＭＧ１のロータ４ｒｉとの間をギヤ列３により駆動結合する。
かようにモータ／ジェネレータＭＧ１，　ＭＧ２を相互に径方向へオフセットさせて配置した構成によれば、両モータ／ジェネレータの配置の自由度が増す。
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２およびモータ／ジェネレータＭＧ１，　ＭＧ２をかように構成した図４に示すハイブリッド変速機も、その共線図は図２および図３に示すように表されることは言うまでもない。
【００４８】
上記したハイブリッド変速機の変速制御システムは図５に示すごとく、ハイブリッドコントローラ２１を具え、このハイブリッドコントローラ２１は後述する目標エンジントルク（ｔＴｅ）指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２がエンジンＥＮＧを当該目標トルク発生状態で運転させるように機能する。
【００４９】
ハイブリッドコントローラ２１は更に、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルク（ｔＴｍ１）指令および目標トルク（ｔＴｍ２）指令をそれぞれモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３がインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれの目標トルク発生状態で動作させるように機能する。
【００５０】
目標トルクｔＴｅ，ｔＴｍ１，ｔＴｍ２を求めるためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量からアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２６からの信号と、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２７からの信号と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ２８からの信号と、第１モータ／ジェネレータＭｇ１の回転数Ｎｍ１を検出する第１モータ／ジェネレータ回転センサ２９からの信号と、第２モータ／ジェネレータＭｇ２の回転数Ｎｍ２を検出する第２モータ／ジェネレータ回転センサ３０からの信号とを入力する。
ハイブリッドコントローラ２１はこれら入力情報を基に、図６にブロック線図で示す処理を行ってハイブリッド変速機の変速制御を以下のごとくに行う。
【００５１】
目標駆動トルク演算部３１は、センサアクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから運転者要求している車輪の目標駆動トルクｔＴｄを周知のマップ検索などの手法により求める。
目標エンジン（原動機）出力演算部３２は、車速ＶＳＰに車輪タイヤ半径などで決まる定数Ｋｒを掛けて車輪駆動軸回転数Ｎｄを求め、乗算器３２ａで車輪駆動軸回転数Ｎｄと上記目標駆動トルクｔＴｄとの乗算により車輪の目標駆動力ｔＰｖを算出し、これにモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失分を加算して目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅを求める。
なお、目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅの算出に当たっては、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失分に加えて、必要に応じラビニョオ型プラネタリギヤセット２の伝動ロス分をも加算することができる。
【００５２】
エンジン（原動機）動作点決定部３４は、目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅを発生させるための目標エンジン（原動機）トルクｔＴｅおよび目標エンジン（原動機）回転数ｔＮｅの組み合わせとしてエンジン（原動機）動作点を決定する。
かかるエンジン動作点の決定に際し好ましくは、図７に例示するエンジン性能線図を基に目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅを最低燃費で発生させるエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせをエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）とする最適燃費制御を用いるのが良い。
【００５３】
図７は、エンジン出力ごとにこれを発生するエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせを等馬力線として示し、各等馬力線上にあって対応するエンジン出力を最低燃費で発生させるエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせをＡ，Ｂ点により示し、各等馬力線上の最低燃費点Ａ，Ｂを結ぶ線を最適燃費線として示す。
図７を基に最適燃費制御によりエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）を求めるに際しては、目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅに対応する等馬力線と最適燃費線との交点を例えばＡ点のように決定し、当該点に対応するエンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅの組み合わせをエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）と定める。
【００５４】
第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部３５は、変速機出力回転数Ｎｏおよび目標エンジン回転数ｔＮｅから、第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１を、前記（１）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ１＝（１＋α）ｔＮｅ−α・Ｎｏ・・・（５）
の演算により求める。
【００５５】
第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３６は、第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１および当該モータ／ジェネレータの実回転数Ｎｍ１を入力され、実回転数Ｎｍ１をフィードバックゲインＫｇで目標回転数ｔＮｍ１に一致させるための当該モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１を以下のフィードバック演算により求める。
ｔＴｍ１＝Ｋｇ（ｔＮｍ１−Ｎｍ１）　・・・（６）
【００５６】
第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３７は、両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の実回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２および上記入力側モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１と、インバータ２４（図１参照）等による両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失ＬｏｓＭＧ１，ＬｏｓＭＧ２から、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な第２（出力側）モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ２を次式により求める。
ｔＴｍ２＝−（ｔＴｍ１×Ｎｍ１＋ＬｏｓＭＧ１＋ＬｏｓＭＧ２）／Ｎｍ２　・・・（７）
【００５７】
なお、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失ＬｏｓＭＧ１，ＬｏｓＭＧ２は予め求めておくことができるから、マップデータからの検索により求めることができる。
ここで、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電とは、一方のモータ／ジェネレータによる発電電力が他方のモータ／ジェネレータにより全て消費され、当該他方のモータ／ジェネレータがバッテリ電力の持ち出しなしにモータ駆動され、発電電力が一切バッテリに充電されることのない配電状態を意味するものとする。
【００５８】
図５のハイブリッドコントローラ２１は、図６の処理により以上のごとくにそれぞれ求めた目標エンジントルクｔＴｅ、第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１、および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２をエンジンコントローラ２２およびモータコントローラ２３に供給し、エンジンＥＮＧおよび第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１並びに第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ、上記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより図６の目標駆動トルクｔＴｄを達成する。
【００５９】
ところで本実施の形態によれば、第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１は、（５）式の回転バランス式により求めた第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１に実回転数Ｎｍ１を一致させるようなフィードバック制御により求め、他方の第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２は両モータ／ジェネレータの発電電力および消費電力が相互に一致するダイレクト配電となるのに必要なトルクとするから、
両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクｔＴｍ１，ｔＴｍ２を共線図上のトルクバランス式から求めないこととなって、これらモータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１，ｔＴｍ２に従来のごとくエンジントルクＴｅや変速機出力トルクＴｏが関与しないこととなる。
【００６０】
従って、目標値ｔＴｅに対して大きな応答遅れを持つエンジントルクＴｅや、モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１，ｔＴｍ２に大きく関与する変速機出力トルクＴｏの影響を排除しつつモータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１，ｔＴｍ２を求めることができ、たとえ目標駆動力が変化している過渡期においてもエンジントルクの大きな応答遅れや変速機出力トルクに大きく影響されることなくエンジン回転数Ｎｅを、図１０に円で囲んで示すように破線図示の目標値にほぼ一致させ得る。
このため本実施の形態によれば、エンジントルクの応答遅れによりエンジン回転数が目標値から大きく外れて生ずるパーワーバランスのずれに伴うバッテリへの充放電を同図に円で囲んで示すように抑制することができ、バッテリの寿命低下に関する従来の前記問題を解消し得る。
【００６１】
また、特に本実施の形態によれば、エンジンに近い入力側モータ／ジェネレータＭＧ１の実回転数Ｎｍ１が目標回転数ｔＮｍ１に一致するようなフィードバック制御により入力側モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ１を求めるから、エンジンの実回転数を一層確実に目標回転数に一致させる制御となって、エンジンを最適燃費制御する本実施の形態においてその制御意図を更に確実なものにすることができる。
【００６２】
また、第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３６でモータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１を求めるに際し、当該モータ／ジェネレータの実回転数Ｎｍ１を目標値ｔＮｍ１に一致させる回転数フィードバック制御により当該目標トルクｔＴｍ１を求めるようにしたから、目標トルクｔＴｍ１を求めるときの回転数モニタ制御を簡便で制御精度の高いものにすることができる。
【００６３】
更に原動機動作点決定部３４が、目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅを図７につき前述したごとく最低燃費で発生させるエンジン回転数ｔＮｅおよびエンジントルクｔＴｅの組み合わせを目標エンジン回転数および目標エンジントルクとしてエンジン動作点となすものであることから、目標エンジン（原動機）出力ｔＰｅを最適燃費制御により最も燃費の良い動作点で発生させることができる。
【００６４】
図８は、本発明の他の実施の形態を示し、本実施の形態においては回転数フィードバック制御により目標トルクを求めるモータ／ジェネレータを、上記した実施の形態とは逆に、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２とする。
これがため、図６の第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部３５に代えて第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部４５を設け、第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３６に代えて第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４６を設け、第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３７に代えて第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４７を設ける。
【００６５】
第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部４５は、車輪駆動軸回転数Ｎｄにファイナルギヤ比Ｇｆを掛けて求め得る変速機出力回転数Ｎｏ、および目標エンジン回転数ｔＮｅから、図２および図３の共線図上において出力Ｏｕｔに近い側における第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２を、前記（２）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ２＝（１＋β）Ｎｏ−β・ｔＮｅ・・・（８）
の演算により求める。
【００６６】
第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４６は、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２および当該モータ／ジェネレータの実回転数Ｎｍ２を入力され、実回転数Ｎｍ２をフィードバックゲインＫｇで目標回転数ｔＮｍ２に一致させるための当該モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２を以下のフィードバック演算により求める。
ｔＴｍ２＝Ｋｇ（ｔＮｍ２−Ｎｍ２）　・・・（９）
【００６７】
第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４７は、両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の実回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２および上記出力側モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２と、インバータ２４（図１参照）等による両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失ＬｏｓＭＧ１，ＬｏｓＭＧ２から、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な第１（入力側）モータ／ジェネレータの目標トルクｔＴｍ１を次式により求める。
ｔＴｍ１＝−（ｔＴｍ２×Ｎｍ２＋ＬｏｓＭＧ１＋ＬｏｓＭＧ２）／Ｎｍ１　・・・（１０）
【００６８】
以上のごとくに求められた目標エンジントルクｔＴｅ、第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１、および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２はそれぞれ、エンジンＥＮＧおよび第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１並びに第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の制御に供され、図８の目標駆動トルクｔＴｄを達成するが、
本実施の形態においても、第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２は、（８）式の回転バランス式により求めた第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２の目標回転数ｔＮｍ２に実回転数Ｎｍ２を一致させるようなフィードバック制御により求め、第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１の目標トルクｔＴｍ１は両モータ／ジェネレータの発電電力および消費電力が相互に一致するダイレクト配電となるのに必要なトルクとするから、
前記した実施の形態におけると同様の作用効果を達成することができ、エンジントルクの応答遅れによりエンジン回転数が目標値から大きく外れて生ずるパーワーバランスのずれに伴うバッテリへの充放電を抑制してバッテリ寿命の低下に関する従来の前記問題を解消し得る。
【００６９】
図９は、本発明の更に他の実施の形態になる変速制御装置を示し、本実施の形態においては、回転数フィードバック制御により目標トルクを求めるモータ／ジェネレータを、図６におけるように第１（入力側）モータ／ジェネレータＭＧ１にするか、図８におけるように第２（出力側）モータ／ジェネレータＭＧ２とするかを、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に応じ自動的に切り替えるようにしたものである。
【００７０】
これがため本実施の形態においては、図６におけると同様な第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部３５および図８におけると同様な第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部４５の双方を設ける。
また、図６における第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３６および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３７と同様な演算を行って第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１ａおよび第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２ａをそれぞれ求める第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算部３６ａおよびダイレクト配電用第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部３７ａを設ける。
更に、図８における第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４６および第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４７と同様な演算を行って第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２ｂおよび第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１ｂをそれぞれ求める第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算部４６ｂおよびダイレクト配電用第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部４７ｂを設ける。
【００７１】
本実施の形態においては更に、モータ／ジェネレータ目標トルク選択部５１を設け、この選択部５１は、両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２をもとに、これら回転数の絶対値が低い方のモータ／ジェネレータの実回転数を目標回転数に一致させるようなフィードバック制御により当該モータ／ジェネレータの目標トルクを求め、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクをダイレクト配電により求める。
つまり選択部５１は、モータ／ジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値がモータ／ジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の絶対値よりも小さい場合、演算部３６ａ，３７ａで求めた第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１ａおよび第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２ａをそれぞれ第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１および第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２と定め、逆に、モータ／ジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の絶対値がモータ／ジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値よりも小さい場合、演算部４６ｂ，４７ｂで求めた第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２ｂおよび第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１ｂをそれぞれ第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ２および第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクｔＴｍ１と定める。
【００７２】
かかる構成によれば、両モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２のうち絶対値が低い方のモータ／ジェネレータの実回転数を目標回転数に一致させるようなフィードバック制御により当該モータ／ジェネレータの目標トルクを求め、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクはダイレクト配電により求めることから、
前記各実施の形態におけると同様な作用効果を奏し得るのに加えて、ダイレクト配電により一方のモータ／ジェネレータの回転数が０になる可能性を排除して、両モータ／ジェネレータの発電電力と消費電力とが一致してバッテリに対する充放電を抑制する効果を全回転領域で補償することができる。
【００７３】
ここで、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２のうち絶対値が低い方のモータ／ジェネレータの実回転数を目標回転数に一致させるようなフィードバック制御により当該モータ／ジェネレータの目標トルクを求めるのが良い理由は、前記のようなパワーバランス方式に目標トルクを求めるとトルクの大きさがモータ／ジェネレータの回転数比が支配的になり、また出力側モータ／ジェネレータＭＧ２が負回転になることが多いため、回転数フィードバック制御により目標トルクを求めるモータ／ジェネレータを適切に選ばないと目標回転数を実現できない場合があるからである。
【００７４】
図２および図３の共線図に関連して以下に補足説明する。回転数Ｎｍ１が正、回転数Ｎｍ２が負である場合（例えばアイドル状態）を考えると、バッテリの充放電がないようにトルク制御を行うためには、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２が共に正（図の上向きで、モータ／ジェネレータＭＧ１は放電、モータ／ジェネレータＭＧ２は充電）または負（図の下向きで、モータ／ジェネレータＭＧ１が発電、モータ／ジェネレータＭＧ２が放電）になる必要がある。
一方、出力（Ｏｕｔ）上の駆動力が正（図の下向き）状態を維持するためには、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２が共に正（図の上向き）である必要がある。
【００７５】
モータ／ジェネレータ目標トルクを回転数フィードバック制御により求める場合においてモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２が共に正になるためには、目標となる回転状態が同じだとすると（車速が０で、アイドル運転相当）、実回転状態は回転数フィードバック制御により目標トルクを求めるモータ／ジェネレータに応じて異なる。
しかし、どちらの場合も回転数フィードバック制御により目標トルクを求めていない側のモータ／ジェネレータのバランストルクは目標回転数となるためのトルクと異なる方向となる。
簡単のためモータ／ジェネレータの損失を０とした場合、バッテリの充放電がない状態のモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２は（Ｔｍ１×Ｎｍ１＝Ｔｍ２×Ｎｍ２）から明らかなように回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と反比例する。
【００７６】
そのため、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２のうち絶対値が大きい方のモータ／ジェネレータで回転数フィードバック制御した場合、バランストルクは回転数フィードバック制御で得られたトルクより大きな絶対値を持つ。
このような状態になると共線図上のレバーが回転数の目標とは異なる方向に動いてしまう。
その結果、フィードバックトルクは一層大きな値を持つようになり、安定した状態を保つことができない。
【００７７】
同様な不安定な状態は、モータ／ジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負である場合にも発生する。
従って、一方のモータ／ジェネレータの回転数が負である場合、回転数絶対値が小さい方のモータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求めないと安定した状態を維持することができない。
以上のことが、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のうち回転数（Ｎｍ１，Ｎｍ２）絶対値の低い方のモータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求める理由である。
【００７８】
なお、どちらのモータ／ジェネレータの目標トルクを回転数フィードバック制御により求めるかを上記ではモータ／ジェネレータ回転数の絶対値の大小のみにより決定することとしたが、これに加えて、両モータ／ジェネレータの回転数の比に応じても決定したり、両モータ／ジェネレータの回転数の差に応じても決定したり、エンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの比に応じても決定したり、エンジン回転数Ｎｅと変速機出力回転数Ｎｏとの差に応じても決定するようになすのが良く、この場合、フィードバック制御によるハンチングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変速制御装置を適用し得るハイブリッド変速機を例示する線図的構成図である。
【図２】同ハイブリッド変速機の回転バランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図３】同ハイブリッド変速機のトルクバランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図４】本発明による変速制御装置を適用可能な他の形式のハイブリッド変速機を示す線図的構成図である。
【図５】本発明によるハイブリッド変速機の変速制御システムを示すブロック線図である。
【図６】本発明の一実施の形態になる変速制御装置を示す機能別ブロック線図である。
【図７】エンジンの最適燃費線を等出力線とともに例示するエンジンの性能線図である。
【図８】本発明の他の実施の形態になる変速制御装置を示す機能別ブロック線図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態になる変速制御装置を示す機能別ブロック線図である。
【図１０】図１に示すハイブリッド変速機を、図６に示す装置により変速制御した場合における動作タイムチャートである。
【図１１】従来のハイブリッド変速機の回転数バランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図１２】同ハイブリッド変速機のトルクバランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図１３】従来の変速制御装置を図１のハイブリッド変速機に適用した場合における変速制御の動作タイムチャートである。
【符号の説明】
１　変速機ケース
２　ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
ＥＮＧ　エンジン（原動機）
４　複合電流２層モータ
ＭＧ１　第１（入力側）モータ／ジェネレータ
ＭＧ２　第２（出力側）モータ／ジェネレータ
７　シングルピニオン遊星歯車組
８　ダブルピニオン遊星歯車組
Ｓ１　サンギヤ
Ｓ２　サンギヤ
Ｐ１　ロングピニオン
Ｐ２　ショートピニオン
Ｒ　リングギヤ
Ｃ　キャリア
２１　ハイブリッドコントローラ
２２　エンジンコントローラ
２３　モータコントローラ
２４　インバータ
２５　バッテリ
２６　アクセル開度センサ
２７　車速センサ
２８　エンジン回転センサ
２９　第１モータ／ジェネレータ回転センサ
３０　第２モータ／ジェネレータ回転センサ
３１　目標駆動トルク演算部
３２　目標エンジン（原動機）出力演算部
３４　エンジン（原動機）動作点決定部
３５　第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部
３６　第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
３７　第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
４５　第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標回転数演算部
４６　第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
４７　第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
３６ａ　第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算部
３７ａ　ダイレクト配電用第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
４６ｂ　第２（出力側）モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算部
４７ｂ　ダイレクト配電用第１（入力側）モータ／ジェネレータ目標トルク演算部
５１　モータ／ジェネレータ目標トルク選択部

Claims (7)

1. 共線図上に配置される回転メンバとして４個以上の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合し、これらモータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るようにしたハイブリッド変速機において、
   前記原動機のアクセル操作量から求めた目標駆動トルクと車速とから目標原動機出力を演算する目標原動機出力演算手段と、
   前記目標原動機出力を発生させるための目標原動機回転数および目標原動機トルクの組み合わせにより規定した原動機動作点を決定する原動機動作点決定手段と、
   前記目標原動機回転数および車速から共線図上の回転バランス式を解いて、前記入力に近い側における入力側モータ／ジェネレータの目標回転数を求める入力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、
   入力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記入力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるための入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、
   前記両モータ／ジェネレータの実回転数および前記入力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とを具備し、
   原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより前記目標駆動トルクが達成されるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド変速機において、前記入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段が、入力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記入力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるフィードバック制御により入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求めるよう構成したものであることを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
3. 共線図上に配置される回転メンバとして４個以上の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合し、これらモータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るようにしたハイブリッド変速機において、
   前記原動機のアクセル操作量から求めた目標駆動トルクと車速とから目標原動機出力を演算する目標原動機出力演算手段と、
   前記目標原動機出力を発生させるための目標原動機回転数および目標原動機トルクの組み合わせにより規定した原動機動作点を決定する原動機動作点決定手段と、
   前記目標原動機回転数および車速から共線図上の回転バランス式を解いて、前記出力に近い側における出力側モータ／ジェネレータの目標回転数を求める出力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、
   出力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記出力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるための出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段と、
   前記両モータ／ジェネレータの実回転数および前記出力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とを具備し、
   原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより前記目標駆動トルクが達成されるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド変速機において、前記出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段が、出力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記出力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるフィードバック制御により出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求めるよう構成したものであることを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
5. 共線図上に配置される回転メンバとして４個以上の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、共線図上の内側に位置する２個の内側回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上の外側に位置する２個の外側回転メンバにそれぞれ２個のモータ／ジェネレータを結合し、これらモータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るようにしたハイブリッド変速機において、
   前記原動機のアクセル操作量から求めた目標駆動トルクと車速とから目標原動機出力を演算する目標原動機出力演算手段と、
   前記目標原動機出力を発生させるための目標原動機回転数および目標原動機トルクの組み合わせにより規定した原動機動作点を決定する原動機動作点決定手段と、
   前記目標原動機回転数および車速から共線図上の回転バランス式を解いて、前記入力に近い側における入力側モータ／ジェネレータの目標回転数を求める入力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、
   入力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記入力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるフィードバック制御により入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める入力側モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算手段と、
   前記両モータ／ジェネレータの実回転数および前記フィードバック制御により求めた入力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求めるダイレクト配電用出力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とを具備すると共に、
   前記目標原動機回転数および車速から共線図上の回転バランス式を解いて、前記出力に近い側における出力側モータ／ジェネレータの目標回転数を求める出力側モータ／ジェネレータ目標回転数演算手段と、
   出力側モータ／ジェネレータの実回転数を前記出力側モータ／ジェネレータ目標回転数に一致させるフィードバック制御により出力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求める出力側モータ／ジェネレータ目標トルクフィードバック演算手段と、
   前記両モータ／ジェネレータの実回転数および前記フィードバック制御により求めた出力側モータ／ジェネレータ目標トルクから、これらモータ／ジェネレータの一方による発電電力および他方による消費電力が一致するダイレクト配電となるのに必要な入力側モータ／ジェネレータの目標トルクを求めるダイレクト配電用入力側モータ／ジェネレータ目標トルク演算手段とを具備するほか、
   前記両モータ／ジェネレータのうち回転数絶対値が低い方のモータ／ジェネレータに係わる目標トルクを前記フィードバック制御による目標トルクとし、他方のモータ／ジェネレータの目標トルクをダイレクト配電用の目標トルクとするモータ／ジェネレータ目標トルク選択手段を設け、
   原動機、入力側モータ／ジェネレータおよび出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ、前記対応する目標トルクが実現されるよう制御することにより前記目標駆動トルクが達成されるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド変速機において、前記モータ／ジェネレータ目標トルク選択手段が、前記フィードバック制御による目標トルクを用いるべきモータ／ジェネレータがどちらのモータ／ジェネレータであるかを、モータ／ジェネレータの回転数の比、または両モータ／ジェネレータの回転数の差、または原動機の回転数と変速機出力回転数との比、或いは原動機の回転数と変速機出力回転数との差に応じ決定するものであることを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機において、前記原動機動作点決定手段が、前記目標原動機出力を最低燃費で発生させる原動機回転数および原動機トルクの組み合わせを前記目標原動機回転数および目標原動機トルクとして原動機動作点を定めるものであることを特徴とするハイブリッド変速機の変速制御装置。

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