(57)【要約】【課題】  急減速時、車両減速の確保と、モータジェネレータの過回転防止と、の両立を図ることができるハイブリッド変速機の急減速時制御装置を提供すること。【解決手段】  ２自由度で少なくとも５回転要素の差動装置に、エンジンＥ、出力軸OUT、第１モータジェネレータMG1、第２モータジェネレータMG2を別々の回転要素に連結したハイブリッド変速機において、車両の急減速を検出する急減速検出手段と、急減速が検知された際に、前記第１モータジェネレータMG1と前記第２モータジェネレータMG2のうち、どちらか一方の回転数が所定回転数に到達した時点で、そのモータジェネレータの回転数を所定回転数以上にならないように制御する急減速時制御手段と、を備えた。【選択図】        図６
2005176429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２自由度で少なくとも５回転要素の差動装置に、エンジン、出力部材、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータを別々の回転要素に連結したハイブリッド変速機において、
車両の急減速を検出する急減速検出手段と、
急減速が検知された際に、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータのうち、どちらか一方の回転数が所定回転数に到達した時点で、そのモータジェネレータの回転数を所定回転数以上にならないように制御する急減速時制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記急減速時制御手段は、急減速が検知された時点で各モータジェネレータをフリーランとすることを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記急減速時制御手段は、所定回転数を各モータジェネレータの上限回転数に設定したことを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記エンジンと前記差動装置とを連結するエンジン入力系にエンジンクラッチを設け、
前記急減速時制御手段は、急減速検知時に前記エンジンクラッチを解放することを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記急減速時制御手段は、少なくとも一方のモータジェネレータの回転数が所定回転数になったとき、前記エンジンクラッチを解放することを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記急減速時制御手段は、バッテリ充電量が上限であるとき、または、バッテリ充電量が上限になったとき、前記エンジンクラッチを解放することを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータのうち、過回転となる方のモータジェネレータに高回転型のモータジェネレータを用いることを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機の急減速時制御装置において、
前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータのうち一方のパワーを下げると、２つのモータジェネレータを同時に使用する場合に比べ、もう一方のモータジェネレータのパワーを上げることが可能なアクチュエータを用いることを特徴とするハイブリッド変速機の急減速時制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２自由度で少なくとも５回転要素の差動装置に、エンジン、出力部材、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータを別々の回転要素に連結したハイブリッド変速機の急減速時制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つのモータジェネレータにより変速比を作り出す機構の変速機では、例えば、アクセル操作量を一定に保ったままでの走行時等においてはエンジン回転数を一定に保ちながら変速比の制御を行う。また、アクセル足離し操作等を行うと要求駆動力や車速といった走行状態に応じて変速比を制御しながら減速を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のハイブリッド変速機において、急制動操作等により急減速を行った場合に、エンジンからの入力がある状態（エンジンクラッチの締結）でモータ制御を停止すると、共線図上の各回転要素のイナーシャ&フリクションバランスにより、イナーシャの大きいエンジンを中心として共線図上のレバーが回転し、モータジェネレータが過回転となるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、急減速時、車両減速の確保と、モータジェネレータの過回転防止と、の両立を図ることができるハイブリッド変速機の急減速時制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、２自由度で少なくとも５回転要素の差動装置に、エンジン、出力部材、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータを別々の回転要素に連結したハイブリッド変速機において、
車両の急減速を検出する急減速検出手段と、急減速が検知された際に、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータのうち、どちらか一方の回転数が所定回転数に到達した時点で、そのモータジェネレータの回転数を所定回転数以上にならないように制御する急減速時制御手段と、を備えた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のハイブリッド変速機の急減速時制御装置にあっては、急減速時制御手段において、急減速が検知された際に、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのうち、どちらか一方の回転数が所定回転数に到達した時点で、そのモータジェネレータの回転数が所定回転数以上にならないように制御されるため、急減速検知と同時にモータ回転数を抑制するモータ制御を開始する場合のようなエンジン回転数維持制御との制御干渉が無く、車両減速の確保と、モータジェネレータの過回転防止と、の両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のハイブリッド変速機の急減速時制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
［ハイブリッド変速機の駆動系］
図１は実施例１の走行モード選択装置が適用されたハイブリッド変速機を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド変速機の駆動系は、図１に示すように、動力源として、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、を有する。これらの動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUT（出力部材）とが連結される差動装置は、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、を有する。
【０００９】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とは、同軸上にステータＳとインナーロータIRとアウターロータORを配置した多層モータが適用されている。この多層モータは、ステータＳのステータコイルに複合電流（例えば、３相交流と６相交流とを組み合わせた電流）を印加することでインナーロータIRとアウターロータORとを独立に制御するもので、ステータＳとアウターロータORにより第１モータジェネレータMG1が構成され、ステータＳとインナーロータIRにより第２モータジェネレータMG2が構成される。
【００１０】
前記差動装置を構成する第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れもシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギアS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギアR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギアS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギアR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギアS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギアR3と、によって構成されている。
【００１１】
前記第１サンギアS1と前記第２サンギアS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギアR1と第３サンギアS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギアR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギアR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１２】
前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTとエンジンクラッチECと各係合要素LB,HC,HLBの連結関係について説明する。なお、第２回転メンバM2については、これらの何れにも連結されないフリーの状態であり、残りの５つの回転要素が、下記のように連結される。
【００１３】
前記エンジンＥのエンジン出力軸は、エンジンクラッチECを介して第３回転メンバM3に連結される。つまり、エンジンクラッチECの締結時には、第３回転メンバM3を介して第２ピニオンキャリアPC2と第３リングギアR3をエンジン回転数にする。
【００１４】
前記第１モータジェネレータMG1の第１モータジェネレータ出力軸は、第２リングギアR2に直結される。また、第１モータジェネレータ出力軸と変速機ケースTCとの間には、ハイローブレーキHLBが介装される。つまり、ハイローブレーキHLBの解放時には、第２リングギアR2を第１モータジェネレータMG1の回転数にする。また、ハイローブレーキHLBの締結時には、第２リングギアR2と第１モータジェネレータMG1の回転を停止する。
【００１５】
前記第２モータジェネレータMG2の第２モータジェネレータ出力軸は、第１回転メンバM1に直結される。また、第２モータジェネレータ出力軸と第１ピニオンキャリアPC1との間には、ハイクラッチHCが介装され、第１ピニオンキャリアPC1と変速機ケースTCとの間には、ローブレーキLBが介装される。つまり、ローブレーキLBのみの締結時には、第１ピニオンキャリアPC1を停止し、ハイクラッチHCのみの締結時には、第１サンギアS1と第２サンギアS2と第１ピニオンキャリアPC1とを第２モータジェネレータMG2の回転数にする。さらに、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結時には、第１サンギアS1と第２サンギアS2と第１ピニオンキャリアPC1とを停止する。
【００１６】
前記出力軸OUTは、第３ピニオンキャリアPC3に直結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
【００１７】
これにより、図４及び図５に示すように、共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2,PC1)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。
【００１８】
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギア比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギア、キャリア、サンギア等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギアとリングギアの歯数比（α、β、δ）になるように配置したものである。ちなみに、図４(a)及び図５(a)に示す(1)は第１遊星歯車PG1の共線図であり、(2)は第２遊星歯車PG2の共線図であり、(3)は第３遊星歯車PG3の共線図である。
【００１９】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４及び図５の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを差動装置のエンジン入力回転要素である第３回転メンバM3に入力する。
【００２０】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４及び図５の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、締結により図４の(a),(b)及び図５の(a),(b)に示すようにロー側変速比を分担するロー側変速比モードを実現する。
【００２１】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４及び図５の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により図４の(d),(e)及び図５の(d),(e)に示すようにハイ側変速比を分担するハイ側変速比モードを実現する。
【００２２】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図３及び図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定し、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定する。
【００２３】
［ハイブリッド変速機の制御系］
実施例１のハイブリッド変速機における制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギア回転数センサ１２と、を有して構成されている。
【００２４】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２５】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２６】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とで共通のステータＳのステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により複合電流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。
【００２７】
前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２８】
前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギア回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００２９】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。
【００３０】
［走行モード］
実施例１のハイブリッド変速機は、変速機の出力軸OUTをエンジン出力軸と同軸上に一致させることができることから、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）に限らず、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に搭載でき、また、無段変速比モードとして１つの走行モードで常用変速比域をカバーするのではなく、ロー側無段変速比モードとハイ側無段変速比モードとに分担して常用変速比域をカバーするようにしているため、２つのモータジェネレータMG1,MG2による出力分担率は、エンジンＥが発生する出力の約２０％以下に抑えることができるという特徴を持つ。
【００３１】
走行モードとしては、図２に示すように、ロー固定変速比モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速比モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速比モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイ固定変速比モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００３２】
そして、図２に示すように、前記Lowモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。前記Low-iVTモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記2ndモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記High-iVTモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記Highモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。
【００３３】
これら５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。よって、図３に示すように、EVモードとHEVモードとを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。図４にEVモード関連のEV-Lowモードの共線図、EV-Low-iVTモードの共線図、EV-2ndモードの共線図、EV-High-iVTモードの共線図、EV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。図５にHEVモード関連のHEV-Lowモードの共線図、HEV-Low-iVTモードの共線図、HEV-2ndモードの共線図、HEV-High-iVTモードの共線図、HEV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。
【００３４】
ここで、統合コントローラ６には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cの検出値により走行モードマップが検索され、アクセル開度APと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。
【００３５】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、エンジン始動やエンジン停止を要することに伴い、エンジンクラッチECの締結制御やエンジンクラッチECの解放制御、あるいは、これに加え、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。これらのモード遷移制御は、エンジン動作点やモータ動作点の受け渡しが円滑に行われるように、決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００３６】
次に、作用を説明する。
【００３７】
［急減速時制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６において実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（急減速時制御手段）。なお、図６に示すフローチャートは、実施例１のハイブリッド変速機にように、エンジンクラッチECを持つユニットであり、かつ、車両の最大急減速トルクを確実に回生吸収可能なモータジェネレータM1,MG2を採用した場合のものである。
【００３８】
ステップＳ１では、急減速か否かかが判断され、YESの場合はステップＳ２へ移行し、NOの場合はステップＳ１１へ移行する（急減速検知手段）。
ここで、急減速の検知としては、車速センサ回転パルス周期が閾値よりも長くなった場合を急減速とするような通常、自動変速機ATや無段変速機CVTで用いている手段を用いても良いし、本ユニット特有である「変速比が所定時間内に急激に変化したこと」を検知することによっても良い。また、前後Ｇセンサで減速Ｇを検出しても良い。
【００３９】
ステップＳ２では、両モータジェネレータMG1,MG2の制御を解除し、両モータジェネレータMG1,MG2をフリーランとし、ステップＳ３へ移行する。
【００４０】
ステップＳ３では、第１モータジェネレータMG1が所定回転数より低いか否かが判断され、YESの場合はステップＳ４へ移行し、NOの場合はステップＳ５へ移行する。
ここで、「第１モータジェネレータMG1の所定回転数」は、第１モータジェネレータMG1の上限回転数に設定される。
【００４１】
ステップＳ４では、ステップＳ３で第１モータジェネレータMG1が所定回転数より低いとの判断に基づいて、第２モータジェネレータMG2が所定回転数より低いか否かが判断され、YESの場合はステップＳ３へ戻り、NOの場合はステップＳ６へ移行する。
ここで、「第２モータジェネレータMG2の所定回転数」は、第２モータジェネレータMG2の上限回転数に設定される。
【００４２】
ステップＳ５では、ステップＳ２にてフリーランとされている第１モータジェネレータMG1の回転数を所定回転数以上にならないように、つまり、過回転とならないように第１モータジェネレータ回転数N1の制御を行い、ステップＳ７へ移行する。
【００４３】
ステップＳ６では、ステップＳ２にてフリーランとされている第２モータジェネレータMG2の回転数を所定回転数以上にならないように、つまり、過回転とならないように第２モータジェネレータ回転数N2の制御を行い、ステップＳ８へ移行する。
【００４４】
ステップＳ７では、第１モータジェネレータMG1の回転数が所定回転数より高いか否かが判断され、YESの場合、つまり、ステップＳ５での過回転防止制御にかかわらず所定回転数より高くなった場合には、ステップＳ９へ移行し、NOの場合にはステップＳ１１へ移行する。
【００４５】
ステップＳ８では、第２モータジェネレータMG2の回転数が所定回転数より高いか否かが判断され、YESの場合、つまり、ステップＳ６での過回転防止制御にかかわらず所定回転数より高くなった場合には、ステップＳ１０へ移行し、NOの場合にはステップＳ１１へ移行する。
【００４６】
ステップＳ９では、ステップＳ７での第１モータジェネレータMG1の回転数が所定回転数より高いとの判断に基づき、締結されているエンジンクラッチECが解放され、エンドへ移行する。
【００４７】
ステップＳ１０では、ステップＳ８での第２モータジェネレータMG2の回転数が所定回転数より高いとの判断に基づき、締結されているエンジンクラッチECが解放され、エンドへ移行する。
【００４８】
ステップＳ１１では、ステップＳ１で急減速ではないと判断された場合、ステップＳ７やステップＳ８でモータジェネレータ回転数が所定回転数よりも低いと判断された場合には、選択されている走行モードに対応して通常のエンジン動作点やモータ動作点等の制御が実行される。
【００４９】
［急減速時の課題］
ローブレーキLBは、発進時に大きな駆動力が必要な時に作動させる。発生可能な最大駆動力は、ローブレーキLBの締結状態（Lowモード選択時）の方が解放状態よりも大きく、ローブレーキLBを締結状態から解放状態へ移る時の駆動力変化を小さくするように、両モータジェネレータMG1,MG2の出力トルクを制御することで滑らかな駆動力特性にすることができる。また、ローブレーキLBを締結したLowモード選択時には、両モータジェネレータMG1,MG2を非作動状態とすることで、電気の収支が釣合った状態で運転できる。
【００５０】
ローブレーキLBを解放状態とする無段変速比モード選択時、第１モータジェネレータMG1が逆転状態では、第１モータジェネレータMG1で発電して第２モータジェネレータMG2で駆動することで、第１モータジェネレータMG1が正転状態では、第２モータジェネレータMG2で発電して第１モータジェネレータMG1で駆動することで、電気の収支が釣合った状態で運転できる。また、発電側に対して駆動側の出力を大きくすることや、両モータジェネレータMG1,MG2を駆動状態で使用することで、エンジンパワー以上の出力を出すことも可能である。
【００５１】
さらに、このローブレーキLBを解放状態とする無段変速比モード選択時、第１モータジェネレータMG1または第２モータジェネレータMG2の回転が０となる入力回転数と出力回転数の比（変速比）が２種あり、このポイントでは、電気的に動力を伝達することなく運転できる。また、この２つのポイント間の変速比では、変速機として伝達する動力に対して、機械的な伝達よりも効率が低い電気的に伝達する動力の割合を小さくできるので、伝達効率を向上することができる。
【００５２】
このほかに、２個のモータジェネレータMG1,MG2を駆動に用いて出力を出すことも可能であり、電気自動車走行ができる。
【００５３】
本ユニットのように各モータジェネレータMG1,MG2により変速比を作り出す機構のハイブリッド変速機では、通常はエンジン回転数を一定に保ちながら変速比の制御を行う。また、減速操作を行うと要求駆動力や車速といった走行状態に応じて変速比を制御しながら減速を行う。しかしながら、急減速を行った場合にエンジンクラッチを締結したままモータ制御を停止して減速すると、共線図上の各回転要素のイナーシャ&フリクションバランスにより、図７に示す共線図が描ける実施例１のハイブリッド変速機の場合、イナーシャが最も大きくなるエンジンを中心として共線図上でレバーが回転し、第２モータジェネレータが過回転となるおそれがある。なお、急減速時のイナーシャは、エンジンイナーシャ>第１モータジェネレータイナーシャ>第２モータジェネレータイナーシャという関係にある。なお、図７，図８，図９に示す共線図は、図４および図５に示す共線図の一形態である。
【００５４】
また、急減速を行った場合にエンジンクラッチを解放し、モータ制御を停止して減速すると、共線図上の各回転要素のイナーシャ&フリクションバランスにより、例えば、図８に示すような共線図が描けるハイブリッド変速機の場合、エンジンクラッチの解放に伴い最もイナーシャが大きくなる第１モータジェネレータを中心として共線図上でレバーが回転し、第２モータジェネレータが過回転となるおそれがある。
【００５５】
さらに、上記のように第２モータジェネレータが過回転とならないように急減速検知時から各モータを所定回転数になるように、あるいは、所定変速比に固定するように制御を始めると、エンジン回転数を維持しようとする制御と干渉し、エンジンブレーキの効きが小さくなるため、サービスブレーキのみを掛けた場合と比較して減速度が小さくなる可能性がある。
【００５６】
［急減速時制御作用］
これに対し、実施例１では、急減速が検知された際に、両モータジェネレータMG1,MG2のうち、どちらか一方の回転数が所定回転数に達した時点で、そのモータジェネレータ回転数を過回転数にならないように制御を行う。
【００５７】
例えば、急減速時に両モータジェネレータMG1,MG2をフリーランとすることで、第２モータジェネレータMG2が過回転の限界条件に達するような場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進む流れとなり、ステップＳ６において、過回転直前になったところで過回転となる第２モータジェネレータMG2を過回転数にならないように制御（例えば、回転数一定制御）が実施される。
【００５８】
そして、第２モータジェネレータMG2を過回転数にならないように制御しているにもかかわらず、第２モータジェネレータ回転数N2が所定回転数以上になると、ステップＳ６からステップＳ８→ステップＳ１０へと進み、エンジンクラッチECが解放される。
【００５９】
したがって、図９(a)に示すような無段変速比モードでの走行中に急減速した場合、両モータジェネレータMG1,MG2をフリーランとすることで、イナーシャが最も大きなエンジンＥを中心に共線図のレバーが回転し、第１モータジェネレータMG1の回転数が低下し、第２モータジェネレータMG2の回転数が上昇する。そして、図９(b)に示すように、第２モータジェネレータMG2の回転数が所定回転数に達すると、第２モータジェネレータMG2を過回転数にならないように制御される。しかし、第２モータジェネレータMG2の制御にもかかわらず、第２モータジェネレータ回転数N2が所定回転数以上になるとエンジンクラッチECが解放される。このエンジンクラッチECの解放により、エンジンＥを中心として回転していた共線図上のレバーが、イナーシャが大きい第１モータジェネレータMG1を中心とするレバー回転に変わるため、図９(c)に示すように、イナーシャが小さい方の第２モータジェネレータ回転数N2の回転数が下がり、イナーシャが大きい方の第１モータジェネレータ回転数N1はそれ以上回転が上がらなくなるので、それぞれのモータジェネレータMG1,MG2の過回転を防止することが可能となる。
【００６０】
さらに、第２モータジェネレータMG2の過回転条件直前まで両モータジェネレータMG1,MG2をフリーランとすることによって、急減速検知時から直ちにモータ過回転を抑制するモータ制御を開始する場合のようなエンジン回転数維持制御との干渉が発生せず、エンジンブレーキを効かせた初期の制動力を十分に得つつ、両モータジェネレータMG1,MG2の過回転を防止することが可能となる。
【００６１】
以上の作用は、実施例１のHEV-Low-iVTモードやHEV-High-iVTモードを選択しての走行中に急減速した場合でも全く同様の作用を示し、エンジンブレーキを効かせた初期の制動力を十分に得つつ、両モータジェネレータMG1,MG2の過回転を防止することが可能である。
【００６２】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド変速機の急減速時制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６３】
(1) ２自由度で少なくとも５回転要素の差動装置に、エンジンＥ、出力軸OUT、第１モータジェネレータMG1、第２モータジェネレータMG2を別々の回転要素に連結したハイブリッド変速機において、車両の急減速を検出する急減速検出手段と、急減速が検知された際に、前記第１モータジェネレータMG1と前記第２モータジェネレータMG2のうち、どちらか一方の回転数が所定回転数に到達した時点で、そのモータジェネレータの回転数を所定回転数以上にならないように制御する急減速時制御手段と、を備えた構成としたため、急減速時、車両減速の確保と、モータジェネレータの過回転防止と、の両立を図ることができる。
【００６４】
(2) 前記急減速時制御手段は、急減速が検知された時点で各モータジェネレータMG1,MG2をフリーランとするため、初期の減速力を損なうこと無く、モータジェネレータの過回転を防止することが可能となる。
【００６５】
(3) 前記急減速時制御手段は、所定回転数を各モータジェネレータMG1,MG2の上限回転数に設定したため、モータジェネレータの限界回転数まで減速度が高い車速域を広げることができ、より安全に停車することが可能となる。
【００６６】
(4) 前記エンジンＥと前記差動装置とを連結するエンジン入力系にエンジンクラッチECを設け、前記急減速時制御手段は、急減速検知時に前記エンジンクラッチECを解放するため、エンジンＥのイナーシャやフリクションによらずに共線図上のレバーの傾きが決まり、エンジンクラッチECの締結解放を行うことにより任意に過回転となるモータジェネレータを選べるようになる。この結果、各モータジェネレータMG1,MG2の回転数限界を考慮せずにレイアウトが可能となり、レイアウトの自由度が高くなる。
【００６７】
(5) 前記急減速時制御手段は、少なくとも一方のモータジェネレータの回転数が所定回転数になったとき、前記エンジンクラッチECを解放するため、エンジン点を中心として回転していた共線図上のレバーがイナーシャが大きい方のモータジェネレータ点を中心とするレバー回転に変えることができる。この結果、イナーシャが小さい方のモータジェネレータが所定回転数になった時に解放すれば回転数が下がり、イナーシャが大きい方のモータジェネレータが所定回転数になった時にはそれ以上回転が上がらなくなるので、それぞれのモータジェネレータの過回転を防止することが可能となる。
【００６８】
(6) 前記第１モータジェネレータMG1と前記第２モータジェネレータMG2のうち、過回転となる方のモータジェネレータに高回転型のモータジェネレータを用いるため、減速度が高い車速域を低車速まで広げることができ、より安全に停車することが可能となる。
【００６９】
(7) 前記第１モータジェネレータMG1と前記第２モータジェネレータMG2のうち一方のパワーを下げると、２つのモータジェネレータMG1,MG2を同時に使用する場合に比べ、もう一方のモータジェネレータのパワーを上げることが可能なアクチュエータを用いるため、回転数を維持するのに必要なトルクを多く出すことが可能となり、同じ必要トルクでもインバータ体格を小さくすることが可能となる。
【実施例２】
【００７０】
実施例２は、エンジンクラッチの解放タイミングをバッテリ充電量の上限によりとるようにした例である。なお、構成は実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００７１】
次に、作用を説明する。
【００７２】
［急減速時制御処理］
図１０は実施例２の統合コントローラ６において実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図１０に示すフローチャートは、実施例１のハイブリッド変速機にように、エンジンクラッチECを持つユニットで、バッテリの充電容量を考慮した場合のものである。
【００７３】
図１０のステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１０，ステップＳ１１は、図６に示す実施例１のフローチャートの対応するステップと同じであるので、説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ１２では、ステップＳ５またはステップＳ６にて両モータジェネレータMG1,MG2の回転数を所定回転数以上にならないように制御した後、バッテリ充電量が上限か否かが判断され、YESの場合は、ステップＳ１０へ移行してエンジンクラッチECを解放し、NOの場合はステップＳ１１へ進んで通常制御を実行する。
【００７５】
［急減速時制御作用］
実施例２では、例えば、急減速時に両モータジェネレータMG1,MG2をフリーランとすることで、第２モータジェネレータMG2が過回転の限界条件に達するような場合、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進む流れとなり、ステップＳ６において、過回転直前になったところで過回転となる第２モータジェネレータMG2を過回転数にならないように制御（例えば、回転数一定制御）が実施される。そして、第２モータジェネレータMG2を過回転数にならないように制御しながら、バッテリ充電量が監視され、バッテリ充電量が上限に達すると、ステップＳ６からステップＳ１２→ステップＳ１０へと進み、エンジンクラッチECが解放される。
【００７６】
すなわち、エンジンクラッチECを解放するタイミングは、モータジェネレータの回生力で減速時に加わるパワーを吸収不可能となった時でも良いし、所定回転数に達した時点でエンジンクラッチECを解放しても良い。前者の場合は、回生でのエネルギー回収をモータジェネレータの回生限界まで行うことが可能となるため、バッテリ容量が下がっている時に有効であるし、後者の場合は、バッテリ４に充電余力が無い時には回生を行わないため有効である。
【００７７】
よって、両者を組み合わせてバッテリ容量によって切り替えても良く、実施例２では、バッテリ充電量が上限に達するとその後は回生でのエネルギー回収を期待できないため、エンジンクラッチECを解放するようにした。
【００７８】
次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド変速機の急減速時制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4),(6),(7)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７９】
(8) 前記急減速時制御手段は、バッテリ充電量が上限であるとき、または、バッテリ充電量が上限になったとき、前記エンジンクラッチECを解放するため、回生でのエネルギー回収ができる限界までエンジンクラッチECの解放を待つことで、減速回生でのエネルギー回収を有効に行うことができる。
【実施例３】
【００８０】
実施例３は、急減速検知により両モータジェネレータをフリーランとした状態で、一方のモータジェネレータが所定回転数に達すると直ちにエンジンクラッチを解放するようにした例である。なお、構成は実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００８１】
次に、作用を説明すると、図１１は実施例３の統合コントローラ６において実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートであるが、図１１のステップＳ１〜ステップＳ４及びステップＳ９〜ステップＳ１１は、図６に示す実施例１のフローチャートの対応するステップと同じであるので、説明を省略する。
【００８２】
よって、実施例３のハイブリッド変速機の急減速時制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4),(6),(7)の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００８３】
実施例４は、急減速検知により両モータジェネレータをフリーランとした状態で、一方のモータジェネレータが所定回転数に達すると回転数抑制制御を行うのみ（エンジンクラッチ解放を省略）の例である。なお、構成は実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００８４】
次に、作用を説明すると、図１２は実施例４の統合コントローラ６において実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートであるが、図１２のステップＳ１〜ステップＳ６及びステップＳ１１は、図６に示す実施例１のフローチャートの対応するステップと同じであるので、説明を省略する。
【００８５】
よって、実施例４のハイブリッド変速機の急減速時制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(6),(7)の効果を得ることができる。なお、実施例４は、エンジンクラッチを持たない、又は、車両の急減速トルクを確実に回生吸収可能なモータジェネレータを搭載したハイブリッド変速機の場合に有効である。
【００８６】
以上、本発明のハイブリッド変速機の急減速時制御装置を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の急減速時制御装置を３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置によるハイブリッド変速機へ適用する例を示したが、２自由度で少なくとも５回転要素の差動装置に、エンジン、出力部材、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータを別々の回転要素に連結したハイブリッド変速機であれば、ラビニョー型遊星歯車列により構成された差動装置を持つハイブリッド変速機等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施例１の急減速時制御装置が適用されたハイブリッド変速機を示す全体システム図である。
【図２】ハイブリッド変速機において各走行モードでの３つの係合要素の締結・解放状態を示す図である。
【図３】ハイブリッド変速機において電気自動車モードでの５つの走行モードとハイブリッド車モードでの５つの走行モードでのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキの各作動表を示す図である。
【図４】ハイブリッド変速機において電気自動車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。
【図５】ハイブリッド変速機においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。
【図６】実施例１の統合コントローラにおいて実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】エンジンクラッチ締結状態での急減速時のレバーの動きを示す共線図である。
【図８】エンジンクラッチ解放状態での急減速時のレバーの動きを示す共線図である。
【図９】実施例１で急減速時に両モータジェネレータをフリーランにした後にエンジンクラッチ締結とした場合のレバーの動きを示す共線図である。
【図１０】実施例２の統合コントローラにおいて実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施例３の統合コントローラにおいて実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例４の統合コントローラにおいて実行される急減速時制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ
OUT  出力軸
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
EC  エンジンクラッチ
LB  ローブレーキ
HC  ハイクラッチ
HLB  ハイローブレーキ
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  バッテリ
５  油圧制御装置
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  第３リングギア回転数センサ
【図１】
2005176429.tif 000003
【図２】
2005176429.tif 000004
【図３】
2005176429.tif 000005
【図４】
2005176429.tif 000006
【図５】
2005176429.tif 000007
【図６】
2005176429.tif 000008
【図７】
2005176429.tif 000009
【図８】
2005176429.tif 000010
【図９】
2005176429.tif 000011
【図１０】
2005176429.tif 000012
【図１１】
2005176429.tif 000013
【図１２】
2005176429.tif 000014