(57)【要約】【課題】  両モータジェネレータによる余剰電力を活用し、さらに高い駆動力を得ることができるハイブリッド変速機の駆動力制御装置を提供すること。【解決手段】  エンジンＥと、少なくとも第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2と、を有する動力源と、前記各動力源Ｅ，MG1,MG2と出力部材OUTがそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列を有する差動歯車変速機と、を備えたハイブリッド変速機において、前記第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2とは別に、車両駆動系に設けた第３モータMG3と、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のエネルギーバランスが発電側であるとき、その余剰電力を前記第３モータMG3に供給する駆動力制御手段と、を有する。【選択図】        図６
2005143285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、少なくとも第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータと、を有する動力源と、
前記各動力源と出力部材がそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列を有する差動歯車変速機と、
を備えたハイブリッド変速機において、
前記第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータとは別に、車両駆動系に設けた第３モータと、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのエネルギーバランスが発電側であるとき、その余剰電力を前記第３モータに供給する駆動力制御手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
前記駆動力制御手段は、前記両モータジェネレータのうち、一方のモータジェネレータによる発電量が、他方のモータジェネレータの電力消費量よりも大きいとき、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのエネルギーバランスが発電側であると判断することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
前記駆動力制御手段は、前記両モータジェネレータのうち、一方のモータジェネレータが発電モードであり、他方のモータジェネレータが出力ゼロであるとき、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのエネルギーバランスが発電側であると判断することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
前記駆動力制御手段は、前記両モータジェネレータが共に発電モードであるとき、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのエネルギーバランスが発電側であると判断することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
前記第３モータを、左右前輪と左右後輪のうち、ハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動される駆動輪を第１駆動輪とした場合、第２駆動輪を駆動する動力源として設けたことを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
前記駆動力制御手段は、発進時にアクセル開度により車速に応じた目標駆動力を演算し、余剰電力発生時の駆動力が目標駆動力より小さいとき、両モータジェネレータによる余剰電力を前記第３モータに供給することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段を設け、
前記駆動力制御手段は、余剰電力発生時の駆動力が目標駆動力より小さいとき、両モータジェネレータによる余剰電力を演算すると共にバッテリ充電状態を検出し、バッテリ充電が可能であるときは、バッテリに充電し、バッテリ充電が不可能であるときは、第３モータの必要トルクを演算し、必要トルクを得る両モータジェネレータによる余剰電力を前記第３モータに供給することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載されたハイブリッド変速機の駆動力制御装置において、
前記差動歯車変速機は、共線図上で第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結される遊星歯車列と、係合要素として、少なくとも締結により変速比をロー側変速比にするローブレーキを有し、
走行モードとして、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを動力源とし、前記ローブレーキを締結し、ロー側無段変速比により走行するハイブリッド車ロー側無段変速比モードを有し、
前記駆動力制御手段は、ハイブリッド車ロー側無段変速比モードを選択しての発進時に前記両モータジェネレータによる余剰電力を前記第３モータに供給することを特徴とするハイブリッド変速機の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪または後輪をハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動し、後輪または前輪を別に設けたモータにより駆動するモータ四輪駆動車等に適用されるハイブリッド変速機の駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つのエンジンと２つの第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを動力源とする差動歯車変速機によるハイブリッド変速機では、発進時の高い駆動力を要求される時、エンジン出力に相当する出力を第１モータジェネレータと第２モータジェネレータで吸収する必要があることから、0km/h〜30km/h程度の低速域で第１モータジェネレータが発電する発電量が、第２モータジェネレータが消費する電力消費量よりも大きくなるような高駆動力走行モードが選択される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２８０８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、従来のハイブリッド変速機においては、高駆動力走行モード選択しての発進時、最大駆動力を出力しつつ発電電動機である第１モータジェネレータによりバッテリが充電されるため、バッテリ容量が既にフル容量となっている場合、バッテリに充電しきれない余剰電力は、第１モータジェネレータの熱損失として消費される。
【０００４】
このため、熱損失によって発生する熱量に見合ったモータ冷却方法を講じなければならないし、また、余剰電力を熱に置き換えるだけで、燃料の有効な活用となってない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、両モータジェネレータによる余剰電力を活用し、さらに高い駆動力を得ることができるハイブリッド変速機の駆動力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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド変速機の駆動力制御装置では、エンジンと、少なくとも第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータと、を有する動力源と、前記各動力源と出力部材がそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列を有する差動歯車変速機と、を備えたハイブリッド変速機において、
前記第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータとは別に、車両駆動系に設けた第３モータと、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのエネルギーバランスが発電側であるとき、その余剰電力を前記第３モータに供給する駆動力制御手段と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、「第３モータ」は、例えば、ハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動される左右前輪に対し左右後輪を駆動する動力源とし、または、ハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動される左右後輪に対し左右前輪を駆動する動力源として設けたモータ四輪駆動車として適用しても良い。また、ハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動される駆動輪の駆動力を、アシストする動力源として設けても良い。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明のハイブリッド変速機の駆動力制御装置にあっては、駆動力制御手段において、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのエネルギーバランスが発電側であるとき、その余剰電力が、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータとは別に、駆動系に設けられた第３モータに供給されるため、両モータジェネレータによる余剰電力を活用し、さらに高い駆動力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のハイブリッド変速機の駆動力制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
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の駆動力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。
【００１１】
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歯車変速機は、第１遊星歯車PG1（遊星歯車列）と、第２遊星歯車PG2（遊星歯車列）と、第３遊星歯車PG3（遊星歯車列）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。
【００１２】
前記差動歯車変速機を構成する第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。
【００１３】
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。
【００１４】
前記差動歯車変速機の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、図外のフロント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前輪に駆動力が伝達される。一方、左右後輪の駆動部には、第３モータMG3が設けられ、第３モータMG3からの駆動力は、図外の減速歯車やクラッチやリヤディファレンシャルやドライブシャフトを介して、左右後輪へ伝達される。つまり、実施例１では、前輪駆動ベースであって、第１モータジェネレータMG1の余剰電力により駆動される第３モータMG3により後輪を駆動するモータ四輪駆動車を構成している。
【００１９】
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)の回転速度順にてあらわされ、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。
【００２０】
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)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。
【００２１】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結され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歯車変速機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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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４及び図５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。
【００２５】
［ハイブリッド変速機の制御系］
【００２６】
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、を有して構成されている。
【００２７】
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（以下、「動作点」とは回転数とトルクにより特定される動作の点をいう。）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。
【００２８】
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の動作点と、第２モータジェネレータMG2の動作点と、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、モータコントローラ２から統合コントローラ６へは、バッテリ充電状態（以下、「バッテリS.O.C(state of charge)」という。）を示す情報がもたらされる（バッテリ充電状態検出手段）。
【００２９】
前記インバータ３は、それぞれ電力線を介し、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第３モータMG3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、それぞれの駆動電流を作り出す。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、バッテリS.O.C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。
【００３２】
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。
【００３３】
［走行モード］
【００３４】
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）に搭載できる。また、無段変速比モードとして１つのモードで常用変速比域をカバーするのではなく、ロー側の無段変速比モードとハイ側の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の出力分担率は、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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のみで走行する電気走行モード（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走行モード（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。
【００３８】
ここで、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により決まる車両の運転点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードマップが選択される。
【００３９】
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、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。
【００４０】
次に、作用を説明する。
［駆動力制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６により実行される駆動力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（駆動力制御手段）。
【００４１】
ステップＳ１では、車速センサ８からの車速VSPが読み取られ、ステップＳ２へ移行する。
【００４２】
ステップＳ２では、アクセル開度センサ７によりアクセル開度APが検知され、検知されたアクセル開度APを読み込み、ステップＳ３へ移行する。
【００４３】
ステップＳ３では、アクセル開度APにより車速VSPに応じた目標駆動力Ｆを演算し、ステップＳ４へ移行する。
ここで、例えば、発進時における「目標駆動力Ｆ」は、図７に示すように、アクセル開度APが大きいほど発進時点t0の初期の目標駆動力Ｆを大きくし、また、発進時点t0から僅かの時間、または、所定の車速VSPになるまでは、初期の目標駆動力Ｆを維持し、その後、車速VSPの上昇にしたがって低下させる特性にて与える。
【００４４】
ステップＳ４では、両モータジェネレータMG1.MG2による余剰電力発生時の駆動力Ｆ1が、ステップＳ３で演算された目標駆動力Ｆより小さいか否かの判断をし、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。
【００４５】
ステップＳ５では、ステップＳ４でのＦ1<Ｆとの判断に基づき、両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を演算し、ステップＳ６へ移行する。
【００４６】
ここで、両モータジェネレータMG1,MG2により余剰電力が生じるのは、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のエネルギーバランスが発電側であるときであり、下記の３通りのパターンである。
(1) 図８に示すように、前記両モータジェネレータMG1,MG2のうち、第１モータジェネレータMG1による発電量が、第２モータジェネレータMG2による電力消費量よりも大きいとき。このとき、余剰電力は、（MG1発電量−MG2電力消費量）の式により演算される。
(2) 図９に示すように、前記両モータジェネレータMG1,MG2のうち、第１モータジェネレータMG1が発電モードであり、第２モータジェネレータMG2が出力ゼロであるとき。このとき、余剰電力は、（MG1発電量−０）の式により演算される。
(3) 図１０に示すように、両モータジェネレータMG1,MG2が共に発電モードであるとき。このとき、余剰電力は、（MG1発電量＋MG2発電量）の式により演算される。
【００４７】
ステップＳ６では、モータコントローラ２からバッテリS.O.Cを読み取り、ステップＳ７へ移行する。
【００４８】
ステップＳ７では、バッテリS.O.Cによりバッテリ４への充電が可能か否かが判断し、YESの場合はステップＳ８へ移行し、NOの場合はステップＳ９へ移行する。
【００４９】
ステップＳ８では、ステップＳ７でのバッテリ４への充電可能という判断に基づいて、バッテリ４へ充電し、リターンへ移行する。
【００５０】
ステップＳ９では、ステップＳ７でのバッテリ４への充電不可能（フル充電状態）という判断に基づいて、第３モータMG3の目標モータトルクを演算し、ステップＳ１０へ移行する。
ここで、第３モータMG3の目標モータトルクは、ステップＳ３の目標駆動力Ｆから余剰電力発生時の駆動力Ｆ1を差し引くことで演算される。
【００５１】
ステップＳ１０では、インバータ３から第３モータMG3に電力を供給し、第３モータMG3により左右後輪を駆動し、リターンへ移行する。
【００５２】
［駆動力制御作動］
【００５３】
例えば、アクセル開度1/8開度以下等で「HEV-Low-iVTモード」を選択しての緩発進時において、第１モータジェネレータMG1による余剰電力発生時の駆動力Ｆ1が目標駆動力Ｆ以上である場合、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→リターンへと進み、第３モータMG3による左右後輪の駆動はなく、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を動力源として、緩やかに車速を上げての発進となる。
【００５４】
例えば、アクセル開度3/8開度以上等で「HEV-Low-iVTモード」を選択しての急発進時において、第１モータジェネレータMG1による余剰電力発生時の駆動力Ｆ1が目標駆動力Ｆより小さく、かつ、バッテリ４への充電が可能である場合、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Ｓ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→リターンへと進み、第３モータMG3による左右後輪の駆動はなく、第１モータージェネレータMG1により発電された電力は、バッテリ４に充電される。
【００５５】
例えば、アクセル開度3/8開度以上等でHEV-Low-iVTモードを選択しての急発進時において、第１モータジェネレータMG1による余剰電力発生時の駆動力Ｆ1が目標駆動力Ｆより小さく、かつ、バッテリ４への充電が不可能である場合（前記バッテリ４への充電により充電が不可能となった場合も含む）、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Ｓ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ９→ステップＳ１０→リターンへと進み、第１モータージェネレータMG1により発電された余剰電力により第３モータMG3が駆動され、左右前輪をハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動し、左右後輪を第３モータMG3による駆動する四輪駆動状態での発進となる。
【００５６】
［駆動力制御作用］
【００５７】
例えば、図８は発進時における「HEV-Low-iVTモード」での共線図の一例であり、Teはエンジントルク、T1は第１モータジェネレータトルク、T2は第２モータジェネレータトルク、Toは出力軸トルク、Neはエンジン回転数、N1は第１モータジェネレータ回転数、N2は第２モータジェネレータ回転数、Noは出力軸回転数を示す。
【００５８】
この発進時におけるHEV-Low-iVTモードでの共線図で、入出力の収支は、
Te・Ne＋T1・N1＋T2・N2＋To・No＝０                          …(1)
の式によりあらわされる。この(1)式において、発進時には、車速０km/hであり、No＝０とすることができるので、
Te・Ne＝−T1・N1−T2・N2                                    …(2)
の式であらわされる。
【００５９】
よって、ハイローブレーキHLBが締結される「HEV-Lowモード」での変速比よりもロー側の変速比となる発進時は、(2)式により、エンジン出力に相当する出力を、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により吸収する必要がある。このうち、第２モータジェネレータMG2での放電量よりも第１モータジェネレータMG1での発電量が大きいことで、第１モータジェネレータMG1での発電動作によりバッテリ４への充電を行うことができるが、バッテリ４がステップでのフル充電である場合には熱損失となる。なお、車速が０km/hの近傍の車速（例えば、車速30km/h以下の領域）においても、第２モータジェネレータMG2での放電量よりも第１モータジェネレータMG1での発電量が大きい場合には同様となる。
【００６０】
従来技術では、過剰となった回生エネルギーを、回生している第１モータジェネレータMG1にｄ軸電流を流す制御手段を備え、第１モータジェネレータMG1の熱損失として回生エネルギーを吸収していた。このため、熱損失によって発生する熱量に見合った第１モータジェネレータMG1のモータ冷却方法を講じなければならないし、また、余剰電力を熱に置き換えるだけで、燃料の有効な活用となってないという問題があった。
【００６１】
これに対し、実施例１では、過大な回生エネルギー（過剰電力）を、左右後輪を駆動する第３モータMG3に供給し、車両の駆動力として活用する。具体的には、アクセル開度APにより車速VSPに応じた目標駆動力Ｆが要求された場合であって、バッテリS.O.Cが大きくて充電することができないと判断された場合、余剰エネルギーに応じた第３モータMG3への目標モータトルクをモータコントローラ２に指令し、インバータ３により第３モータMG3を駆動する電力を供給する。
【００６２】
したがって、例えば、アクセル全開による急発進時には、図７(a)に示すように、実線の目標駆動力Ｆと１点鎖線の余剰電力発生時の駆動力Ｆ1との差であるハッチングで示す部分だけ駆動力を増しての４輪駆動発進となり、発進駆動性能の向上が図れる。なお、点線で示す余剰電力０時の駆動力Ｆ0とは、第１モータジェネレータMG1での発電量と第２モータジェネレータMG2での放電量とが一致するバッテリ負担０での駆動力を示す。
【００６３】
また、例えば、アクセル3/8開度による発進時には、図７(b)に示すように、実線の目標駆動力Ｆと１点鎖線の余剰電力発生時の駆動力Ｆ1との差であるハッチングで示す部分だけ駆動力を増しての４輪駆動発進となり、アクセル全開による急発進時より劣るが発進駆動性能の向上が図れる。
【００６４】
さらに、例えば、アクセル1/8開度による緩発進時には、図７(c)に示すように、目標駆動力Ｆと余剰電力発生時の駆動力Ｆ1とが一致し、第３モータMG3を駆動させることのない２輪駆動発進となる。
【００６５】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド変速機の駆動力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。
【００６６】
(1) エンジンＥと、少なくとも第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2と、を有する動力源と、前記各動力源Ｅ，MG1,MG2と出力部材OUTがそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列を有する差動歯車変速機と、を備えたハイブリッド変速機において、前記第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2とは別に、車両駆動系に設けた第３モータMG3と、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のエネルギーバランスが発電側であるとき、その余剰電力を前記第３モータMG3に供給する駆動力制御手段と、を有するため、両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を活用し、さらに高い駆動力を得ることができる。加えて、従来技術に比べ、例えば、第１モータジェネレータMG1の熱損失分の冷却を要さない等、燃料の無駄も生じない。
【００６７】
(2) 前記駆動力制御手段は、前記両モータジェネレータMG1,MG2のうち、一方のモータジェネレータによる発電量が、他方のモータジェネレータの電力消費量よりも大きいとき、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のエネルギーバランスが発電側であると判断するため、エンジン駆動力とモータジェネレータ駆動力とを共に用いた高駆動力を要求する走行状況において、余剰電力による第３モータMG3の駆動により高駆動力要求に応えることができる。
【００６８】
(3) 前記駆動力制御手段は、前記両モータジェネレータMG1,MG2のうち、一方のモータジェネレータが発電モードであり、他方のモータジェネレータが出力ゼロであるとき、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のエネルギーバランスが発電側であると判断するため、エンジン駆動力のみにより駆動出力と一方のモータジェネレータの発電をまかなっている状況において、余剰電力による第３モータMG3の駆動により駆動出力の増大を図ることができる。
【００６９】
(4) 前記駆動力制御手段は、前記両モータジェネレータMG1,MG2が共に発電モードであるとき、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のエネルギーバランスが発電側であると判断するため、エンジン駆動力のみにより駆動出力と両モータジェネレータMG1,MG2の発電をまかなっている状況において、余剰電力による第３モータMG3の駆動により駆動出力の増大を図ることができる。
【００７０】
(5) 前記第３モータMG3を、左右前輪と左右後輪のうち、ハイブリッド変速機を経過した駆動力により駆動される駆動輪を第１駆動輪とした場合、第２駆動輪を駆動する動力源として設けたため、第１モータジェネレータMG1からの余剰電力による第３モータMG3の駆動により、駆動スリップを抑えた高い発進加速性が得られる四輪駆動発進を達成することができる。
【００７１】
(6) 前記駆動力制御手段は、発進時にアクセル開度APにより車速VSPに応じた目標駆動力Ｆを演算し、余剰電力発生時の駆動力Ｆ1が目標駆動力Ｆより小さいとき、両モータジェネレータMG1,MG2の余剰電力を前記第３モータMG3に供給するため、アクセル踏み込み量が大きな急発進時に第３モータMG3を加えて駆動力を高めることができる。
【００７２】
(7) バッテリ４の充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段を設け、前記駆動力制御手段は、余剰電力発生時の駆動力Ｆ1が目標駆動力Ｆより小さいとき、両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を演算すると共にバッテリ充電状態を検出し、バッテリ充電が可能であるときは、バッテリ４に充電し、バッテリ充電が不可能であるときは、第３モータMG3の必要トルクを演算し、必要トルクを得る両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を前記第３モータMG3に供給するため、バッテリ充電状態に応じ、第１モータジェネレータMG1の余剰電力を、バッテリ充電のため、または、駆動力増大のために有効に活用することができる。
【００７３】
(8) 前記差動歯車変速機は、共線図上で第１モータジェネレータMG1、エンジンＥ、出力軸OUT、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結される遊星歯車列と、係合要素として、少なくとも締結により変速比をロー側変速比にするローブレーキLBを有し、走行モードとして、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を動力源とし、前記ローブレーキLBを締結し、ロー側無段変速比により走行する「HEV-Low-iVTモード」を有し、前記駆動力制御手段は、「HEV-Low-iVTモード」を選択しての発進時に前記両モータジェネレータMG,MG2による余剰電力を前記第３モータMG3に供給するため、「HEV-Low-iVTモード」を選択しての発進時において、両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を活用し、高い発進加速性能を得ることができる。
【００７４】
以上、本発明のハイブリッド変速機の駆動力制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１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。
【００７５】
例えば、実施例１では、駆動力制御手段として、主に発進時に両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を活用する例を示したが、中間加速時や後退発進時に両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を活用する例としても良い。
【００７６】
実施例１では、駆動力制御手段として、バッテリ充電状態を監視し、バッテリ充電が不可能である場合にのみ両モータジェネレータMG1,MG2による余剰電力を用いて第３モータMG3を駆動する例を示したが、バッテリ充電状態にかかわらず、発進時には常に両モータジェネレータMG1,MG2によるの余剰電力により第３モータMG3を駆動するような例としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明のハイブリッド変速機の駆動力制御装置は、前輪駆動ベースで後輪を第３モータにより駆動するモータ四輪駆動車への適用例を示したが、後輪駆動ベースで前輪を第３モータにより駆動するモータ四輪駆動車へも適用することができるし、また、ハイブリッド変速機により駆動される駆動輪のアシスト駆動として第３モータを駆動する車両にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１の駆動力制御装置が適用されたハイブリッド変速機のを示す全体システム図である。
【図２】実施例１の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】実施例１の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】実施例１の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】実施例１の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より実行される駆動力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１の統合コントローラによる駆動力制御作用を説明するアクセル全開時・アクセル3/8開度時・アクセル1/8開度時のアクセル開度特性と駆動力特性と車速特性を示すタイムチャートである。
【図８】実施例１の統合コントローラにより選択される「HEV-Low-iVTモード」における第１モータジェネレータは発電モードで第２モータジェネレータは消費モードの状況を示す共線図である。
【図９】実施例１の統合コントローラにより選択される「HEV-Low-iVTモード」における第１モータジェネレータの発電モードで第２モータジェネレータは出力ゼロの状況を示す共線図である。
【図１０】実施例１の統合コントローラにより選択される「HEV-Low-iVTモード」における両モータジェネレータが共に発電モードの状況を示す共線図である。
【符号の説明】
【００７９】
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
MG3  第３モータ
OUT  出力軸（出力部材）
PG1  第１遊星歯車（遊星歯車列）
PG2  第２遊星歯車（遊星歯車列）
PG3  第３遊星歯車（遊星歯車列）
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
【図１】
2005143285.tif 000003
【図２】
2005143285.tif 000004
【図３】
2005143285.tif 000005
【図４】
2005143285.tif 000006
【図５】
2005143285.tif 000007
【図６】
2005143285.tif 000008
【図７】
2005143285.tif 000009
【図８】
2005143285.tif 000010
【図９】
2005143285.tif 000011
【図１０】
2005143285.tif 000012