(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４個以上の回転メンバを有し、これらメンバのうち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、前記回転メンバに主原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータをそれぞれ結合し、前記モータ／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、
運転状態から求めた目標駆動力が、現在の変速機出力回転速度のもとで最適燃費を実現しようとした時に得られるべき最適燃費時駆動力を越える場合、前記主原動機を最大負荷状態にして前記目標駆動力を実現しようとする時に要求される主原動機の最大負荷時運転速度および最大負荷時トルクの組み合わせを主原動機の動作点とし、これら最大負荷時運転速度および最大負荷時トルクの組み合わせとすべく主原動機を制御す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。
【請求項２】
請求項１に記載の変速制御装置において、前記目標駆動力が、現在の変速機出力回転速度のもとで前記主原動機を最適燃費状態にした時に得られるべき主原動機の最適燃費動作点時駆動力を越える場合、前記モータ／ジェネレータにより変速比をロー側に固定した電気的変速比固定モードを選択すると共に、該固定された電気的ロー側変速比および変速機要素の回転速度から求めた主原動機の電気的変速比固定モード時運転速度と、この電気的変速比固定モード時運転速度で前記目標駆動力を実現しようとする時に要求される主原動機の電気的変速比固定モード時トルクとの組み合わせを主原動機の動作点とし、これら最大負荷時運転速度および最大負荷時トルクの組み合わせとすべく主原動機を制御す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。
【請求項３】
請求項１または２に記載の変速制御装置において、５個の回転メンバを有した２自由度のラビニョオ型プラネタリギヤセットで前記差動装置を構成し、該５個の回転メンバのうちの４個に主原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータをそれぞれ結合すると共に、モータ／ジェネレータによる電気的ロー側変速比を越えたロー側変速比が必要な時に残りの回転メンバを制動して電気的ロー側変速比を越えたロー側変速比に変速比を固定可能にするブレーキを設け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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンやモータ等の動力源を複数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の変速制御装置に関し、特に遊星歯車機構等の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】
この種の差動装置を用いたハイブリッド変速機としては従来、例えば特開２０００−１４２１４６号公報に記載のごとく、遊星歯車機構を構成するサンギヤ、キャリア、リングギヤの３個の回転メンバを有し、これらメンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他の１個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、上記３個の回転メンバに回転速度の順に発電機と、エンジンからの入力と、駆動系への出力およびモータとを順次結合したハイブリッド変速機が知られている。
【０００３】
このハイブリッド変速機によれば、差動装置の差動機能を利用してエンジン出力の一部を発電機の駆動に供し、その発生電力をモータに供給することで無段変速および出力トルクの増減を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のハイブリッド変速機では、車輪を駆動する軸にモータが直結されているため、車輪とモータとの間にファイナルドライブギヤ比しか与えられないこととなり、従ってモータに対する要求トルクが大きくなるのを免れず、また加速時はモータの駆動トルクが大きくなることもあって、モータの消費電力が多くなる傾向が強く、バッテリ電力を持ち出すモータアシストの発生頻度が高かったり、ほとんどの運転領域でバッテリ電力の持ち出しが必要であった。
【０００５】
つまり、エンジン出力をそのまま車輪に向かわせるときの発電量でモータ電力の全てを賄い、バッテリ電力の持ち出しなしにモータを駆動する所謂ダイレクト配電を行い得る領域が定常走行時や緩加速時に限られ、車両の通常の運転状態で要求される駆動力を取り出すことができるようにするにはほとんどの場合にモータの駆動にバッテリ電力を使用する必要があって、必然的にモータの大型化だけでなく、搭載バッテリの大容量化が不可欠であった。
【０００６】
そこで本願出願人は先に、４個以上の回転メンバよりなる２自由度の差動装置を用いて出力トルクの増幅が可能となるようにし、これによりモータの要求トルクを減じて回転速度の上昇で目標駆動力を実現し得るようにした技術を提案済である。
この提案技術によれば、モータ要求トルクの低減によりモータの小型化やバッテリの小容量化が或る程度は可能である。
【０００７】
ところでエンジンは、運転状態から求めた目標駆動力を最適燃費で実現するような速度およびトルクの組み合わせで運転させるのが好ましい。
しかし、かかるエンジンの最適燃費制御を常に行うというのでは、車両の発進時や急加速時のように目標駆動力が大きくなる場合、バッテリ電力の持ち出しなしに発電量でモータ電力の全てを賄う前記のダイレクト配電が不能になって、バッテリの小容量化を妨げられる。
【０００８】
本発明は、上記エンジンの最適燃費制御を継続するとエンジンにより目標駆動力を実現し得なくなる場合、この最適燃費制御に代えて、これより燃費が悪化してもトルクが大きくなるようなエンジン動作点を選択する制御に切り替えることで、目標駆動力が大きくなる場合においても前記のダイレクト配電可能となるようにし、もってバッテリの更なる小容量化を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【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、
差動装置を前記提案技術のように、４個以上の回転メンバよりなる２自由度の差動装置とし、これら回転メンバに主原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータをそれぞれ結合し、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ハイブリッド変速機を基礎前提とする。
そして目標駆動力が、現在の変速機出力回転速度のもとで最適燃費を実現しようとした時に得られるべき最適燃費時駆動力を越える場合、つまり、主原動機の最適燃費制御を継続すると主原動機により目標駆動力を実現し得なくなる場合、
主原動機を最大負荷状態にして目標駆動力を実現しようとする時に要求される主原動機の最大負荷時運転速度および最大負荷時トルクの組み合わせを主原動機の動作点とし、主原動機がこの動作点となるよう制御する構成となす。
【００１０】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、最適燃費制御を継続すると主原動機により目標駆動力を実現し得なくなる場合、この最適燃費制御より燃費が悪化してもトルクが大きくなるような上記の最大負荷時制御に切り替えられることとなり、
目標駆動力が大きくなる場合においてもバッテリ電力の持ち出しなしに発電量でモータ電力の全てを賄うダイレクト配電が可能であり、バッテリの小容量化を実現することができる。
【００１１】
また、最適燃費制御を継続すると主原動機により目標駆動力を実現し得なくなる場合に、一気に最大負荷時制御へ切り替えることから、これら最適燃費制御と最大負荷時制御との間で目標駆動力を実現し得る場合でも最適燃費制御から一気に最大負荷時制御へと切り替えることとなってモータ／ジェネレータのトルク制限を受けることがなく、上記の作用効果に加えて、確実に目標駆動力を発生させることができるという作用効果をも奏し得る。
【００１２】
上記の変速制御装置においては請求項２に記載のごとく、目標駆動力が、現在の変速機出力回転速度のもとで主原動機を最適燃費状態にした時に得られるべき主原動機の最適燃費動作点時駆動力を越える場合、つまり、主原動機の最適燃費制御によっても主原動機により目標駆動力を実現し得なくなる場合、
モータ／ジェネレータにより変速比をロー側に固定した電気的変速比固定モードを選択すると共に、この固定された電気的ロー側変速比および変速機要素の回転速度から求めた主原動機の電気的変速比固定モード時運転速度と、この電気的変速比固定モード時運転速度で目標駆動力を実現しようとする時に要求される主原動機の電気的変速比固定モード時トルクとの組み合わせを主原動機の動作点とし、この動作点となるよう主原動機を制御する構成にすることができる。
【００１３】
この構成によれば、上記の最適燃費制御によっても主原動機により目標駆動力を実現し得なくなるほどに目標駆動力が大きくなる場合においても、バッテリ電力の持ち出しなしに発電量でモータ電力の全てを賄うダイレクト配電が可能であり、バッテリの更なる小容量化を実現することができる。
【００１４】
請求項３に記載のように、差動装置を５個の回転メンバよりなる２自由度のラビニョオ型プラネタリギヤセットで構成し、これら５個の回転メンバのうちの４個に主原動機からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータをそれぞれ結合すると共に、モータ／ジェネレータによる電気的ロー側変速比を越えたロー側変速比が必要な時に残りの回転メンバを制動して電気的ロー側変速比を越えたロー側変速比に変速比を固定可能にするブレーキを設けることができる。
この場合、上記ブレーキの作動で電気的ロー側変速比を越えた機械的なロー側変速比に固定した状態での変速が可能となり、モータへの配電なしに目標駆動力を実現することができて燃費の更なる向上を図ることができる。
【００１５】
【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、本発明の一実施の形態になる変速制御装置を具えたハイブリッド変速機を示し、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の構成とする。
【００１６】
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）における右側のエンジンENG（主原動機）側にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また反対側の後端に例えば複合電流２層モータ３を可とするモータ／ジェネレータ組を内蔵し、
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３を変速機ケース１の軸線上に同軸に配置する。
【００１７】
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Rsを共有するシングルピニオン遊星歯車組４およびダブルピニオン遊星歯車組５の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組４を複合電流２層モータ３の側に、またダブルピニオン遊星歯車組５をエンジン側にそれぞれ配置する。
【００１８】
シングルピニオン遊星歯車組４はサンギヤSsおよびリングギヤRs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５はサンギヤSdおよび共有ピニオンP1の他に、共有リングギヤRsとは別に付加したリングギヤRｄおよび大径ピニオンP2を備え、大径ピニオンP2をサンギヤSd、リングギヤRｄおよび共有ピニオンP1の３者に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組４，５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。
【００１９】
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Ss、サンギヤSd、リングギヤRs、リングギヤRｄおよびキャリアCの５個の回転メンバを主たる要素とし、これら５個のメンバのうち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。
【００２０】
かかるラビニョオ型プラネタリギヤセット２に対し本実施の形態においては、図の右側に同軸に配置した図示せざるエンジンENGからの回転がダブルピニオン遊星歯車組５のリングギヤRdに入力されるよう、リングギヤRdにエンジンENGのクランクシャフトを結合する。
一方で、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２からの出力回転を共通なキャリアCより取り出すよう、このキャリアCに車輪駆動系Out（例えばディファレンシャルギヤ装置）を結合する。
【００２１】
複合電流２層モータ３は、内側ロータ３riと、これを包囲する環状の外側ロータ３roとを、変速機ケース１内の後軸端に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ３riおよび外側ロータ３ro間における環状空間に同軸に配置した環状コイルよりなるステータ３ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
かくして、環状コイル３ｓと外側ロータ３roとで外側のモータ／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３ｓと内側ロータ３riとで内側のモータ／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。
【００２２】
かかる複合電流２層モータ３と、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２との間の結合に当たっては、ダブルピニオン遊星歯車組５のサンギヤSdに第２のモータ／ジェネレータMG2（詳しくは内側ロータ３ri）を結合し、
シングルピニオン遊星歯車組４のサンギヤSsに第１のモータ／ジェネレータMG1（詳しくは外側ロータ３ro）を結合する。
本実施の形態においては更に、シングルピニオン遊星歯車組４のリングギヤRsを適宜制動可能にするためにフォワードブレーキF/Bを設ける。
【００２３】
図１に示す上記の構成になるハイブリッド変速機は、図２に示す共線図により表すことができる。
ところで、サンギヤSsに噛合するピニオンP1がサンギヤSdに噛合しないことから、サンギヤSs,Sd間には直径に関してSd＜Ssの関係が存在し、同様の理由からリングギヤRs,Rd間には直径に関してRs＜Rdの関係が存在し、またシングルピニオン遊星歯車組４においてリングギヤRsの直径はサンギヤSsのそれに較べて遙かに大きい（Rs＞＞Ss）。
【００２４】
ここで、キャリアCおよびモータ／ジェネレータMG2（サンギヤSd）間における距離はリングギヤRdの歯数で決まるため、リングギヤRdおよびキャリアC間の距離（これを図２では１として示した）に対するキャリアCおよびサンギヤSd間の距離の比で表されるレバー比β（＝Rd/Sd）は、ラビニョオ型プラネタリギヤセットを用いて構成する場合に考えられる中で最も大きいことが判る。
なお図２には、リングギヤRdおよびキャリアC間の距離（１）に対するリングギヤRdおよびサンギヤSs間の距離の比で表されるレバー比をαで示し、リングギヤRdおよびキャリアC間の距離（１）に対するキャリアCおよびリングギヤRs間の距離の比で表されるレバー比をγで示した。
上記のようにレバー比βを大きく取れるということはモータ／ジェネレータMG2の回転数が比較的大きくなり、結果として、出力（Out）が一定であると仮定すれば必要トルクが小さくなるように設計することができることを意味する。
【００２５】
なお上記のフォワードブレーキF/Bは必ずしも必要でなく、この場合リングギヤRsを省略して、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２で構成される差動装置を４個の回転メンバよりなる２自由度の差動装置とすることができる。
この場合におけるハイブリッド変速機の共線図は図３のごときものとなり、この図にA1で例示するようなレバーの傾き（変速比i）を決定する条件は、エンジンの速度をNe、トルクをTeとし、サンギヤSsに係わるモータ／ジェネレータMG1の速度をN1、トルクをT1とし、サンギヤSdに係わるモータ／ジェネレータMG2の速度をN2、トルクをT2とし、出力Outの速度をNo、トルクをToとした時、そしてギヤ効率ηｍを便宜上１とした時、以下のような連立方程式で表される。
【００２６】
先ず出力回転数Noは、エンジン速度Neおよび変速比i（＝Ne/No）からNo＝Ne×（1/i）により求めることができ、モータ／ジェネレータMG1,MG2の速度N1,N2はそれぞれ、Ne,No,α，βから次式により求めることができる。
N1=Ne+α（Ne-No）・・・（１）
N2=No-β（Ne-No）・・・（２）
また、トルクの上下方向のバランスは次式で表され、
To=T1+T2+Te・・・（３）
更に、モータパワーのバランスは、バッテリ出力をPbとしたとき次式で表され、
N1・T1＋N2・T2=Pb・・・（４）
更に、レバーA1の回転バランスは次式で表される。
αT1＋（１+β）T2=To・・・（５）
そして、簡便のためバッテリ出力Pbを０とし、またジェネレータ作動電圧は全てモータで消費することとして上記の連立方程式を解くことにより、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2を以下のように求めることができる。
T1=[N2／｛βN1+(α+1)N2｝]・Te
T2=[N1／｛βN1+(α+1)N2｝]・Te
なお、モータ／ジェネレータMG1,MG2の電力バランスを崩したバッテリ出力Pbが発生しても、基本的に上記の計算は変わらない。
【００２７】
図４は、図１に示すハイブリッド変速機の変速比ｉに対するモータ／ジェネレータMG1,MG2の必要モータトルクT1,T2（共線図上で平衡を取るのに必要なトルク）と、モータ通過パワーPの変化特性を、エンジン動作点（Ne,Te）が最大速度および最大トルクの組み合わせである場合につき、そして当該動作点（Ne=1,Te=1）に対する比として示す。
図４から明らかなように、変速比ｉがロー側であるほど、図３におけるレバーA1の勾配が急になることからも明らかであるが、モータトルクT1,T2およびモータ通過パワーPが大きくなる。
【００２８】
ところで、モータ／ジェネレータMG1,MG2のモータトルクT1,T2およびモータ通過パワーPには限界があることから、モータ／ジェネレータMG1,MG2により変速比ｉ（図３におけるレバーA1の勾配）を決める電気変速比モードでの最ロー変速比ｉmaxはモータトルクT1,T2の最大値で定まる。
そして変速比ｉは、エンジン回転数と変速機出力回転数との比であるから、エンジン回転数を低下させるということは変速比ｉをハイ側にするということであり、従って、エンジン回転数の低下（変速比ｉをハイ側にすること）により図４から明かなごとくモータ／ジェネレータMG1,MG2のモータトルクT1,T2が最大トルクを下回ることとなる。
また図３におけるレバーA1の勾配がエンジン動作点（Ne,Te）の移動によっても変化することから明らかなように、エンジントルクを最大トルクから低下させることにより、電気変速比モードでの最ロー変速比ｉmaxを上記よりも更にロー側に変化させることができる。
【００２９】
ところでエンジン動作点（Ne,Te）は、運転状態に応じた目標駆動力を実現し得るとの条件が満たされれば、これを最低燃費で実現するための最適燃費線に基づいて決定することが重要である。
しかして、目標駆動力が上記の最適燃費制御では実現し得ないような大きなものである場合、エンジン駆動力不足になってダイレクト配電が不能になることから、エンジンをスロットル開度全開の最大負荷状態にして上記の目標駆動力を実現しようとする時に要求される全開（最大負荷）時エンジン速度および全開（最大負荷）時エンジントルクの組み合わせを最大トルク線に基づいて決定し、この組み合わせをエンジン動作点（Ne,Te）とすることにより大きな目標駆動力でもこれを確実に実現し得るようになす。
【００３０】
そして、この最大トルク線に基づくエンジン動作点（Ne,Te）の決定によっても尚実現不能な大きな目標駆動力である場合、電気変速比モードでの最ロー変速比ｉmaxを上記したごとくエンジントルクの最大トルクからの低下によりロー側に変化させて当該大きな目標駆動力を実現し得るようにエンジン動作点（Ne,Te）を決定するようになす。
【００３１】
なお図１のハイブリッド変速機においては、図２の共線図から明らかなように、フォワードブレーキF/Bの作動によりリングギヤRsを固定することにより、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２が、エンジンENGからリングギヤRdへの回転を、出力要素OutであるキャリアCより前進（正）方向の回転として出力させる変速比固定モードで機能することができる。
またこの変速比固定モードでは出力トルクが、フォワードブレーキF/Bを支点とし、エンジンENG（リングギヤRd）を力点とし、出力Out（キャリアC）を作用点とするレバー比でエンジンENGのトルクを増幅した大きな値になることから、要求される大きなトルクをモータ／ジェネレータMG1,MG2への通電に頼ることなくエンジン出力のみから得ることができる。
なお変速比固定モードでは、電気変速比モードでの最ロー変速比ｉmaxよりも更にロー側の機械的ロー側変速比を実現することができる。
【００３２】
図１に示すように、上記の構成としたハイブリッド変速機に関連し本実施の形態においては、本発明変速制御装置の主要部をなすハイブリッドコントローラ１０を設ける。
ハイブリッドコントローラ１０は、前記した概念に基づき、そして詳しくは後述するごとくに定めたエンジン動作点（Ne,Te）に関する指令をエンジンコントローラ１１に供給し、エンジンコントローラ１１がエンジンENGを当該動作点で運転させるように機能する。
ハイブリッドコントローラ１０は更に、前記した概念に基づき、そして詳しくは後述するごとくに定めたモータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）に関する指令をモータコントローラ１２に供給し、モータコントローラ１２がインバータ１３およびバッテリ１４によりモータ／ジェネレータMG1,MG2をそれぞれの動作点で動作するように機能する。
またハイブリッドコントローラ１０は、必要に応じてブレーキ信号Sbを発してフォワードブレーキF/Bを締結作動させるよう指令し、これにより前記変速比固定モードでの伝動が可能となるようにする。
【００３３】
ハイブリッドコントローラ１０は図５に示す制御プログラムを実行して、エンジン動作点（Ne,Te）と、モータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）とを以下のように決定し、これらをエンジンコントローラ１１およびモータコントローラ１２に供給する。
先ずステップS１において、図６に例示するようにアクセルペダル踏み込み量APOをパラメータとして車速VSPおよび駆動トルクToの関係を示した目標駆トルク特性MapTo（APO,VSP）を基に、アクセルペダル踏み込み量APOおよび車速VSPから目標駆動トルクTo＊（Nm）を求める。
【００３４】
ステップS２では、車速VSPに換算係数K1を掛けて車軸速度Noを求め、ステップS３で目標駆動トルクTo＊と、車軸速度Noと、係数K2との乗算により目標駆動力Po*を求め、ステップS４で目標駆動力Po*をシステム効率ηmにより除算して目標エンジン出力Pe*を求める。
次いでステップS５において、図７に例示するように車軸速度No(rad/sec)および駆動トルクToの関係を示した最適燃費時駆動トルク特性MapToγ（No）を基に車軸速度Noから、現在の車軸速度（変速機出力回転速度）Noのもとで最適燃費を実現しようとした時に得られるべき最適燃費時駆動トルクToγを求め、更に最適燃費時駆動トルクToγに車軸速度Noを掛けて最適燃費時駆動力Poγを求める。
【００３５】
次いでステップS６において、運転状態に応じた目標駆動力Po*が上記の最適燃費時駆動力Poγ以下か否かを判定し、以下なら、つまり最適燃費制御によってもエンジンにより目標駆動力Po*を実現し得る場合、ステップS７において、図８に例示するようにエンジン出力Pe(ｋW)およびエンジン速度Neの２次元座標上に表した最適燃費時エンジン速度マップMapTeγを基に目標エンジン出力Pe*から、目標エンジン出力Pe*を最低燃費で実現しようとする時に要求される最適燃費時エンジン速度Neγを求め、更に目標エンジン出力Pe*を最適燃費時エンジン速度Neγで除算することにより、目標エンジン出力Pe*を最低燃費で実現しようとする時に要求される最適燃費時エンジントルクTeγを求める。
ステップS８では、これら最適燃費時エンジン速度Neγおよび最適燃費時エンジントルクTeγをそれぞれ目標エンジン速度Neおよび目標エンジントルクTeにセットしてエンジン動作点（Ne,Te）を決定する。
【００３６】
ステップS６で目標駆動力Po*が最適燃費時駆動力Poγを越えていると判定する場合、つまり最適燃費制御を継続するとエンジンにより目標駆動力Po*を実現し得ない場合、ステップS９において、図７に例示するように車軸速度No(rad/sec)および駆動トルクToの関係を示した最大負荷時駆動トルク特性MapToδ（No）を基に車軸速度Noから、現在の車軸速度（変速機出力回転速度）Noのもとでエンジンをスロットル開度TVOの全開により最大負荷にした時に得られるべき最大負荷時駆動トルクToδを求め、更に最大負荷時駆動トルクToδに車軸速度Noを掛けて最大負荷時に得られるべき最大負荷時駆動力Poδを求める。
【００３７】
次いでステップS１０において、目標駆動力Po*が上記の最大負荷時駆動力Poδ以下か否かを判定し、以下なら、つまり最大負荷時制御によってエンジンにより目標駆動力Po*を実現し得る場合、ステップS１１において、モータ／ジェネレータMG1,MG2の性能限界により決まる最ロー変速比に変速比を固定した電気的変速比固定モードを選択すると共に、図８に例示するようにエンジン出力Pe(ｋW)およびエンジン速度Neの２次元座標上に表した最大負荷時エンジン速度マップMapTeδを基に目標エンジン出力Pe*から、目標エンジン出力Pe*を最大負荷（スロットル開度TVO全開）状態で実現しようとする時に要求される最大負荷時エンジン速度Neδを求め、更に目標エンジン出力Pe*を最大負荷時エンジン速度Neδで除算することにより、目標エンジン出力Pe*を最大負荷（スロットル開度TVO全開）状態で実現しようとする時に要求される最大負荷時エンジントルクTeδを求める。
ステップS１２では、これら最大負荷時エンジン速度Neδおよび最大負荷時エンジントルクTeδをそれぞれ目標エンジン速度Neおよび目標エンジントルクTeにセットしてエンジン動作点（Ne,Te）を決定する。
【００３８】
ステップS８またはステップS１２でエンジン動作点（Ne,Te）を決定した後はステップS１５において、目標エンジン速度Neおよび目標エンジントルクTeを基に前記した（１）式〜（５）式を解くことにより、一方のモータ／ジェネレータで発電した電力で他方のモータ／ジェネレータのモータ電力の全てを賄い、バッテリ電力の持ち出しなしにモータ駆動を行うダイレクト配電用のモータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）を決定する。
【００３９】
ステップS１０で目標駆動力Po*が最大負荷時駆動力Poδを越えていると判定する場合、つまり最大負荷時制御によってもエンジンが目標駆動力Po*を実現し得ない場合、ステップS１３において、機械的最ロー変速比imaxに変速比を選択すると共に、この固定された機械的最ロー変速比imaxで車軸速度Noを除算することによりエンジンの機械的変速比固定モード時運転速度（imax/No）を求め、これを目標エンジン速度Neにセットする。
【００４０】
次いでステップS１４において、この目標エンジン速度Ne（＝imax/No）で目標エンジン出力Pe＊（目標駆動力Po＊）を除算することにより、目標エンジン速度Ne（＝imax/No）のもとで目標エンジン出力Pe＊（目標駆動力Po＊）を実現しようとする時に要求されるエンジンの機械的変速比固定モード時トルク（Pe＊／Ne）を求め、これを目標エンジントルクTeにセットする。
ステップS１３においてセットした目標エンジン速度NeおよびステップS１４においてセットした目標エンジントルクTeによりエンジン動作点（Ne,Te）を決定する。
【００４１】
以上のようなハイブリッド変速機の変速制御によれば、運転状態に応じた目標駆動力Po＊が、現在の車軸速度（変速機出力回転速度）Noのもとで最適燃費を実現しようとした時に得られるべき最適燃費時駆動力Poγを越える場合（ステップS６）、つまり、エンジンの最適燃費制御（ステップS７，８）を継続するとエンジンにより目標駆動力Po＊を実現し得なくなる場合、
エンジンをスロットル開度TVO全開の最大負荷状態にして目標駆動力Po＊を実現しようとする時に要求される最大負荷時エンジン速度Neδおよび最大負荷時エンジントルクTeδの組み合わせをエンジンの動作点とし、エンジンがこの動作点となるように制御するから（ステップS１１，１２）、
最適燃費制御を継続するとエンジンにより目標駆動力Po＊を実現し得なくなる場合、この最適燃費制御より燃費が悪化してもトルクが大きくなるような上記の最大負荷時制御に切り替えられることとなり、
目標駆動力Po＊が大きくなる場合においてもバッテリ電力の持ち出しなしに発電量でモータ電力の全てを賄うダイレクト配電が可能であり、バッテリの小容量化を実現することができる。
また、最適燃費制御を継続するとエンジンにより目標駆動力Po＊を実現し得なくなる場合に、一気に最大負荷時制御へ切り替えることから、これら最適燃費制御と最大負荷時制御との間で目標駆動力Po＊を実現し得る場合でも最適燃費制御から一気に最大負荷時制御へと切り替えることとなってモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルク制限を受けることがなく、上記の作用効果に加えて、確実に目標駆動力Po＊を発生させることができるという作用効果をも奏し得る。
【００４２】
更に、目標駆動力Po＊が、車軸速度（現在の変速機出力回転速度）Noのもとでエンジンを最適燃費状態にした時に得られるべきエンジンの最適燃費動作点時駆動力Poγ（ステップS５）を越える場合（ステップS６）、つまり、エンジンの最適燃費制御によってもエンジンにより目標駆動力Po＊を実現し得なくなる場合、
モータ／ジェネレータにより変速比を最ロー変速比に固定した電気的変速比固定モードを選択すると共に、この固定された電気的最ロー変速比および車軸速度（変速機要素の回転速度）Noから求めた電気的変速比固定モード時エンジン速度と、この電気的変速比固定モード時エンジン速度で目標駆動力を実現しようとする時に要求される電気的変速比固定モード時エンジントルクとの組み合わせをエンジンの動作点（Ne,Te）とし（ステップS１１，１２）、この動作点となるようエンジンを制御するから、
最適燃費制御によってもエンジンにより目標駆動力を実現し得なくなるほどに目標駆動力が大きくなる場合においても、バッテリ電力の持ち出しなしに発電量でモータ電力の全てを賄うダイレクト配電（ステップS１５）が可能であり、バッテリの更なる小容量化を実現することができる。
【００４３】
なお、図１につき前述したごとく差動装置をサンギヤSs、リングギヤRd、キャリアC、リングギヤRs、サンギヤSdの５個の回転メンバよりなる２自由度のラビニョオ型プラネタリギヤセット２で構成し、これら５個の回転メンバのうちの４個にエンジンENGからの入力、駆動系への出力Out、および２個のモータ／ジェネレータMG1,MG2をそれぞれ図示のごとくに結合し、フォワードブレーキF/BによりリングギヤRsを固定可能にした構成によれば、
図示しなかったが、モータ／ジェネレータMG1,MG2による電気的最ロー変速比を越えたロー側変速比が必要な時、フォワードブレーキF/BによりリングギヤRsを制動することで電気的最ロー変速比を越えた機械的なロー側変速比imaxに固定した状態での変速（ステップS１３，１４）が前記のごとくに可能となり、この場合、図７にTomaxで示すような大トルクを発生させ得て、モータへの配電なしに目標駆動力を実現することができて燃費の更なる向上を図ることができる。
【００４４】
図９は、本発明によるハイブリッド変速機用変速制御装置の参考例で、本参考例においてはステップS２１〜ステップS２４において、図５のステップS１〜ステップS４におけると同様の処理により、目標駆動トルクTo＊（Nm）、車軸速度No、目標駆動力Po*、目標エンジン出力Pe*をそれぞれ求める。
次いでステップS２７において、図５のステップS７におけると同様の処理により、最適燃費時エンジン速度Neγを求めると共に最適燃費時エンジントルクTeγを求め、ステップS２８で、これら最適燃費時エンジン速度Neγおよび最適燃費時エンジントルクTeγをそれぞれ目標エンジン速度Neおよび目標エンジントルクTeにセットする。
【００４５】
ステップS３１においては、ステップS２８での目標エンジン速度Neおよび目標エンジントルクTeを基に前記した（１）式〜（５）式を解くことにより、一方のモータ／ジェネレータで発電した電力で他方のモータ／ジェネレータのモータ電力の全てを賄い、バッテリ電力の持ち出しなしにモータ駆動を行うダイレクト配電用のモータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）を算出する。
次のステップS３２で、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記のように算出した動作点トルクT1（N1）およびT2（N2）が共にそれぞれの可能最大トルクT1max（N1）およびT2max（N2）以下であると判定する時は、ステップS３３においてモータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）を上記算出した通りに決定する。
【００４６】
しかしステップS３２で、モータ／ジェネレータMG1,MG2の算出動作点トルクT1（N1）およびT2（N2）の一方でも対応する可能最大トルクT1max（N1）、T2max（N2）を越えていると判定する時は、ステップS３４において目標エンジン速度Neを所定値ΔNeずつ低下させ、該低下させた目標エンジン速度Neに基づきステップS３１でモータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）を算出し直す。
そして、目標エンジン速度Neの低下（図４における変速比iのハイ側への移行）によりモータ／ジェネレータMG1,MG2の算出動作点トルクT1（N1）およびT2（N2）が共にそれぞれの可能最大トルクT1max（N1）およびT2max（N2）以下になったとステップS３２で判定するに至った時のみ、ステップS３３においてモータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）を上記算出し直した通りに決定する。
【００４７】
かかる参考例の制御形態によれば、図５につき前述した実施の形態におけるごとく最大負荷時エンジン速度Neδおよび最大負荷時エンジントルクTeδの組み合わせをエンジンの動作点とし、これら最大負荷時運転速度Neδおよび最大負荷時トルクTeδの組み合わせとすべくエンジンを制御する（ステップS１１およびステップS１２）のに代え、
モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクT1,T2が可能最大トルクT1maxおよびT2maxを越えなくなるまでエンジン速度Neを低下させて（図４における変速比iをハイ側へ移行させて）モータ／ジェネレータMG1,MG2の動作点（N1,T1）および（N2,T2）を算出し直すこととなる。
このため、図５につき前述した実施の形態においては最適燃費制御からいきなり最大負荷時制御に切り替わるのに対し、本参考例の形態によれば最適燃費制御から最大負荷時制御への移行量（エンジン速度低下量）を、ダイレクト配電が可能となるのに必要な最小限とすることができ、燃費の悪化を最小限に抑えつつ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る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機の変速制御装置を示す概略システム図である。
【図２】  同ハイブリッド変速機の共線図である。
【図３】  同ハイブリッド変速機のフォワードブレーキがない場合における共線図である。
【図４】  図１に示すハイブリッド変速機の変速比に対するモータトルクおよびモータパワーの変化特性を示す特性線図である。
【図５】  図１に示す変速制御装置により変速制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】  アクセルペダル踏み込み量をパラメータとして車速に対する目標駆動トルクの変化特性を示す線図である。
【図７】  エンジンを最適燃費制御した場合と、最大負荷時制御を行った場合と、ハイブリッド変速機のフォワードブレーキF/Bを作動させた場合とで比較して、車軸速度に対する駆動トルクの変化特性を示す線図である。
【図８】  エンジンを最適燃費制御した場合と、最大負荷時制御を行った場合の、エンジン出力とエンジン速度との関係を示す特性線図である。
【図９】  本発明による変速制御装置の他の実施の形態を示す、変速制御プログラムのフローチャートである。
【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（主原動機）
３  複合電流２層モータ
MG1  モータ／ジェネレータ
MG2  モータ／ジェネレータ
４  シングルピニオン遊星歯車組
５  ダブルピニオン遊星歯車組
10  ハイブリッドコントローラ
11  エンジンコントローラ
12  モータコントローラ
13  インバータ
14  バッテリ
Ss  サンギヤ
Sd  サンギヤ
P1  ピニオン
P2  大径ピニオン
Rs  リングギヤ
Rd  リングギヤ
C  キャリア
F/B  フォワードブレーキ
【図１】
0003641244.tif 000002
【図２】
0003641244.tif 000003
【図３】
0003641244.tif 000004
【図４】
0003641244.tif 000005
【図５】
0003641244.tif 000006
【図６】
0003641244.tif 000007
【図７】
0003641244.tif 000008
【図８】
0003641244.tif 000009
【図９】
0003641244.tif 000010