(57)【要約】【課題】電動機を制御する制御装置と変速装置を制御する制御装置との間の通信遅れに起因して生じる制御応答性の低下を抑制する。【解決手段】ＭＧ−ＥＣＵは、ＥＣＴ−ＥＣＵを経由して出力軸回転速度Ｎｏを受信し、ＭＧ２回転速度センサを用いてモータ回転速度Ｎｍ２を検出する。ＭＧ−ＥＣＵは、出力軸回転速度Ｎｏからモータ回転速度Ｎｍを減算して差分Δを算出する。ＭＧ−ＥＣＵは、算出された差分Δに基づいてモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値を演算する。ＭＧ−ＥＣＵは、生成されたトルク指令値に基づいてモータジェネレータＭＧ２を制御する。【選択図】図９
2017035981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
前記電動機が入力軸に接続され、複数の摩擦係合要素を有する変速装置と、
前記変速装置の出力軸回転速度を取得するとともに前記複数の摩擦係合要素の各々に対する第１制御指示値を演算する第１制御装置と、
前記第１制御装置とは別に設けられ、前記変速装置の入力軸回転速度を取得するとともに前記電動機の第２制御指示値を演算する第２制御装置とを備え、
前記第２制御装置は、前記変速装置の変速中において、前記第１制御装置から前記出力軸回転速度を取得し、前記入力軸回転速度が前記出力軸回転速度に変速後の変速比で同期するように前記電動機の前記第２制御指示値を演算する、車両。
【請求項２】
前記第２制御装置は、前記変速中において、前記入力軸回転速度と前記変速装置における変速後の変速比とから前記出力軸回転速度に換算した換算値を算出し、前記出力軸回転速度から前記換算値を減算した偏差がしきい値よりも小さくなるように前記第２制御指示値を演算する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記車両は、
前記出力軸回転速度を検出する第１検出装置と、
前記入力軸回転速度を検出する第２検出装置とをさらに備え、
前記第１検出装置は、検出した前記出力軸回転速度を示す信号を前記第１制御装置に対して出力し、
前記第２検出装置は、検出した前記入力軸回転速度を示す信号を前記第２制御装置に対して出力する、請求項１に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速装置と変速装置の入力軸に接続される電動機とを備える車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−０６８６１５号公報（特許文献１）は、変速装置と、変速装置の入力軸に接続される電動機とを備えた車両において、変速時において電動機を用いて変速装置の入力軸の回転速度を変速装置の出力軸の回転速度に同期制御する技術が開示される。また、処理負荷の分散やハーネス長の低減等を目的として変速装置の動作と電動機の動作とが異なる制御装置によって制御され、変速装置の動作状態と電動機の動作状態とについての情報が通信によってやり取りされることが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０６８６１５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８３９２８号公報
【特許文献３】特開２００８−１８４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
変速装置を制御する制御装置にて、同期制御のための電動機の制御指示値を演算する構成とすると、電動機を制御する制御装置を介して電動機の回転数を取得し、再度電動機を制御する制御装置に電動機の制御指示値を送信する必要がある。そのため、変速時に２つの制御装置間で実施される通信に遅れが生じると、各々の制御装置において、変速装置の動作状態について情報の取得と、電動機の動作状態についての情報の取得との同期がとれない場合がある。その結果、変速時において入力軸回転速度を出力軸回転速度に同期させる際に、変速装置において生じる回転変動を速やかに収束させることができず、制御応答性が低下する場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電動機を制御する制御装置と変速装置を制御する制御装置との間の通信遅れに起因して生じる制御応答性の低下を抑制する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のある局面に係る車両は、電動機と、電動機が入力軸に接続され、複数の摩擦係合要素を有する変速装置と、変速装置の出力軸回転速度を取得するとともに複数の摩擦係合要素の各々に対する第１制御指示値を演算する第１制御装置と、第１制御装置とは別に設けられ、変速装置の入力軸回転速度を取得するとともに電動機の第２制御指示値を演算する第２制御装置とを備える。第２制御装置は、変速装置の変速中において、第１制御装置から出力軸回転速度を取得し、入力軸回転速度が出力軸回転速度に変速後の変速比で同期するように電動機の第２制御指示値を演算する。
【０００７】
このようにすると、第１制御装置において電動機の第２制御指示値を演算し、第２制御装置を経由して電動機を制御する場合よりも、第１制御装置と第２制御装置との間で通信の往復がない分だけ通信遅れを短縮することができる。そのため、制御応答性の低下を抑制することができる。
【０００８】
好ましくは、第２制御装置は、変速中において、入力軸回転速度と変速装置における変速後の変速比とから出力軸回転速度に換算した換算値を算出し、出力軸回転速度から換算値を減算した偏差がしきい値よりも小さくなるように第２制御指示値を演算する。
【０００９】
第２制御装置における変速装置の入力軸回転速度の取得は、第１制御装置を経由する出力軸回転速度の取得よりも通信遅れの影響が少ない。また、出力軸回転速度から換算値を減算した偏差がしきい値よりも小さくなるように第２制御指示値を演算する場合には、入力軸回転速度の制御が負帰還ループのフィードバック制御となる。そのため、変速装置において生じる回転変動を抑制する制御を安定的に実施することができる。
【００１０】
さらに好ましくは、車両は、出力軸回転速度を検出する第１検出装置と、入力軸回転速度を検出する第２検出装置とをさらに備える。第１検出装置は、検出した出力軸回転速度を示す信号を第１制御装置に対して出力する。第２検出装置は、検出した入力軸回転速度を示す信号を第２制御装置に対して出力する。
【００１１】
このようにすると、第１検出装置が、検出した出力軸回転速度を第１制御装置に対して出力し、第２検出装置が、検出した入力軸回転速度を第２制御装置に対して出力するという構成を有する場合において、第２制御装置において第２制御指示値を演算することにより、第１制御装置において第２制御指示を演算するよりも制御応答性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、第１制御装置において電動機の第２制御指示値を演算し、第２制御装置を経由して電動機を制御する場合よりも、第１制御装置と第２制御装置との間で通信の往復がない分だけ通信遅れを短縮することができる。そのため、制御応答性の低下を抑制することができる。したがって、電動機を制御する制御装置と変速装置を制御する制御装置との間の通信遅れに起因して生じる制御応答性の低下を抑制する車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の動力伝達システム及びその制御システムの概略構成図である。
【図２】制御装置に対して入出力される主な信号及び指令を示す図である。
【図３】差動部および変速機の構成を示す図である。
【図４】変速機の係合作動表を示す図である。
【図５】差動部および変速機によって構成される変速部の共線図である。
【図６】ＥＣＴ−ＥＣＵでモータジェネレータを制御する場合の通信の態様を説明するための図である。
【図７】変速前期における制御系の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】変速後期における制御系の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】本実施の形態におけるＥＣＵ間の通信の態様を説明するための図である。
【図１０】ＭＧ−ＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１５】
図１に示すように、車両１０は、エンジン１２と、変速部１５と、差動歯車装置４２と、駆動輪４４とを備える。変速部１５は、差動部２０と、変速機３０とを含む。また、車両１０は、インバータ５２と、蓄電装置５４と、制御装置６０とをさらに備える。
【００１６】
エンジン１２は、燃料の燃焼による熱エネルギをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギに変換することによって動力を発生する内燃機関である。差動部２０は、エンジン１２に連結される。差動部２０は、インバータ５２によって駆動されるモータジェネレータと、エンジン１２の出力を変速機３０への伝達部材とモータジェネレータとに分割する動力分割装置とを含む。差動部２０は、モータジェネレータの動作点を適宜制御することによって、エンジン１２の出力軸の回転速度と、変速機３０に接続される伝達部材の回転速度との比（変速比）を連続的に変更可能に構成され、無段変速機として機能する。差動部２０の詳細な構成については後述する。
【００１７】
変速機３０は、差動部２０に連結され、差動部２０に接続される伝達部材（変速機３０の入力軸）の回転速度と、差動歯車装置４２に接続される駆動軸（変速機３０の出力軸）の回転速度との比（変速比）を変更可能に構成される。変速機３０は、油圧により作動する摩擦係合要素（クラッチ）を係合させることにより所定の態様で動力伝達が可能となる（変速機３０が動作可能となる）自動変速機であればよく、たとえば、油圧により作動する複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を所定の組み合わせで係合又は解放させることにより、変速比を段階的に変更可能な有段式自動変速機であってもよいし、変速比を連続的に変更可能な発進クラッチを有する無段式自動変速機であってもよい。
【００１８】
そして、変速機３０の変速比と、差動部２０の変速比とによって、変速部１５の変速比（エンジン１２の出力軸と駆動軸との間の総合変速比）が決定される。なお、変速機３０の詳細な構成についても、差動部２０とともに後述する。差動歯車装置４２は、変速機３０の出力軸に連結され、変速機３０から出力される動力を駆動輪４４へ伝達する。
【００１９】
インバータ５２は、制御装置６０によって制御され、差動部２０に含まれるモータジェネレータの駆動を制御する。インバータ５２は、たとえば、三相分の電力用半導体スイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。なお、特に図示しないが、インバータ５２と蓄電装置５４との間に電圧コンバータを設けてもよい。
【００２０】
蓄電装置５４は、再充電可能な直流電源であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。なお、二次電池に代えて電気二重層キャパシタなどの蓄電要素によって蓄電装置５４を構成してもよい。
【００２１】
制御装置６０は、エンジンＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）６２と、ＭＧ−ＥＣＵ６４と、電池ＥＣＵ６６と、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８と、ＨＶ−ＥＣＵ７０とを含む。これらの各ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、所定の制御を実行する。各ＥＣＵにより実行される制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。各ＥＣＵは、通信線（バス）７１に接続され、相互に信号をやりとりする。各ＥＣＵは、別個の制御装置である。
【００２２】
エンジンＥＣＵ６２は、ＨＶ−ＥＣＵ７０から受けるエンジントルク指令等に基づいて、エンジン１２を駆動するための制御信号を生成し、生成した制御信号をエンジン１２へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、インバータ５２を駆動するための制御信号を生成し、生成した制御信号をインバータ５２へ出力する。
【００２３】
電池ＥＣＵ６６は、蓄電装置５４の電圧及び／又は電流に基づいて、蓄電装置５４の充電状態（満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣ（State  Of  Charge）値によって示される。）を推定し、その推定値をＨＶ−ＥＣＵ７０へ出力する。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、ＨＶ−ＥＣＵ７０から受けるトルク容量指令等に基づいて、変速機３０を制御するための油圧指令を生成し、生成した油圧指令を変速機３０へ出力する。
【００２４】
ＨＶ−ＥＣＵ７０は、シフトレバーその他各種センサの信号を受け、車両１０の各機器を制御するための各種指令を生成する。ＨＶ−ＥＣＵ７０により実行される代表的な制御として、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、アクセルペダルの操作量や車速等に基づいて、エンジン１２及び変速部１５を所望の状態に制御して走行する走行制御を実行する。また、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、車両の走行状態（アクセル開度や車速等）、シフトレバーのポジション等に基づいて、差動部２０及び変速機３０を所望の変速状態に制御する変速制御を実行する。この変速制御の詳細については、後述する。
【００２５】
図２は、図１に示した制御装置６０に対して入出力される主な信号及び指令を示した図である。図２を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、車速センサからの信号、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサからの信号、エンジン１２の回転速度を検出するエンジン回転速度センサからの信号を受ける。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、差動部２０及び変速機３０の潤滑油の温度を検出する潤滑油温度センサからの信号、シフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサからの信号をさらに受ける。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、蓄電装置５４のＳＯＣ値を示す信号を電池ＥＣＵ６６から受ける。
【００２６】
また、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、差動部２０に含まれるモータジェネレータＭＧ１（後述）の回転速度を検出するためのＭＧ１回転速度センサ２７からの信号、差動部２０に含まれるモータジェネレータＭＧ２（後述）の回転速度（以下、モータ回転速度と記載する）Ｎｍ２を検出するためのＭＧ２回転速度センサ２８からの信号を受ける。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、変速機３０の出力軸の回転速度（以下、出力軸回転速度と記載する）Ｎｏを検出するための出力軸回転速度センサ３７からの信号を受ける。
【００２７】
エンジンＥＣＵ６２は、エンジン１２を駆動するためのスロットル信号や点火信号、燃料噴射信号等を生成してエンジン１２へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、インバータ５２によりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＩを生成し、インバータ５２へ出力する。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、トルク容量指令Ｔｃｒに相当するトルク容量を変速機３０が有するように油圧指令を生成して変速機３０へ出力する。
【００２８】
図３は、図１に示した差動部２０及び変速機３０の構成を示した図である。なお、この実施の形態では、差動部２０及び変速機３０は、その軸心に対して対称的に構成されているので、図３では、差動部２０及び変速機３０の下側を省略して図示されている。
【００２９】
図３を参照して、差動部２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置２４とを含む。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機によって構成される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ５２によって駆動される。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ１には、モータジェネレータＭＧ１の回転軸の回転速度を検出するＭＧ１回転速度センサ２７が設けられる。モータジェネレータＭＧ２には、モータ回転速度Ｎｍ２を検出するＭＧ２回転速度センサ２８が設けられる。
【００３１】
動力分割装置２４は、シングルピニオン型のプラネタリギヤによって構成され、サンギヤＳ０と、ピニオンギヤＰ０と、キャリアＣＡ０と、リングギヤＲ０とを含む。キャリアＣＡ０は、入力軸２２すなわちエンジン１２の出力軸に連結され、ピニオンギヤＰ０を自転及び公転可能に支持する。サンギヤＳ０は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤＲ０は、伝達部材２６に連結され、ピニオンギヤＰ０を介してサンギヤＳ０と噛み合うように構成される。伝達部材２６には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸が連結される。すなわち、リングギヤＲ０は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸とも連結される。
【００３２】
動力分割装置２４は、サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０及びリングギヤＲ０が相対的に回転することによって差動装置として機能する。サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０及びリングギヤＲ０の各回転速度は、後述（図５）するように共線図において直線で結ばれる関係になる。動力分割装置２４の差動機能により、エンジン１２から出力される動力がサンギヤＳ０とリングギヤＲ０とに分配される。サンギヤＳ０に分配された動力によってモータジェネレータＭＧ１が発電機として作動し、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、モータジェネレータＭＧ２に供給されたり、蓄電装置５４（図１）に蓄えられたりする。動力分割装置２４により分割された動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電したり、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力を用いてモータジェネレータＭＧ２を駆動したりすることによって、差動部２０は変速機能を実現することができる。
【００３３】
変速機３０は、シングルピニオン型のプラネタリギヤ３２，３４と、クラッチＣ１〜Ｃ３と、ブレーキＢ１，Ｂ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを含む。プラネタリギヤ３２は、サンギヤＳ１と、ピニオンギヤＰ１と、キャリアＣＡ１と、リングギヤＲ１とを含む。プラネタリギヤ３４は、サンギヤＳ２と、ピニオンギヤＰ２と、キャリアＣＡ２と、リングギヤＲ２とを含む。
【００３４】
クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２の各々は、油圧により作動する摩擦係合装置であり、重ねられた複数枚の摩擦板が油圧により押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻付けられたバンドの一端が油圧によって引き締められるバンドブレーキ等によって構成される。ワンウェイクラッチＦ１は、互いに連結されるキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２を一方向に回転可能とし、かつ、他方向に回転不能に支持する。
【００３５】
この変速機３０においては、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２、並びにワンウェイクラッチＦ１の各係合装置が、図４に示される係合作動表に従って係合されることにより、１速ギヤ段〜４速ギヤ段及び後進ギヤ段が択一的に形成される。なお、図４において、「○」は係合状態であることを示し、「（○）」はエンジンブレーキ時に係合されることを示し、「△」は駆動時にのみ係合されることを示し、空欄は解放状態であることを示す。また、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２の各係合装置をすべて解放状態にすることにより、ニュートラル状態（動力伝達が遮断された状態）を形成することができる。
【００３６】
再び図３を参照して、差動部２０と変速機３０とは、伝達部材２６によって連結される。そして、プラネタリギヤ３４のキャリアＣＡ２に連結される出力軸３６が差動歯車装置４２（図１）に連結される。変速機３０の出力軸３６には、出力軸回転速度Ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ３７が設けられる。
【００３７】
図５は、差動部２０及び変速機３０によって構成される変速部１５の共線図である。図５とともに図３を参照して、差動部２０に対応する共線図の縦線Ｙ１は、動力分割装置２４のサンギヤＳ０の回転速度を示し、すなわちモータジェネレータＭＧ１の回転速度を示す。縦線Ｙ２は、動力分割装置２４のキャリアＣＡ０の回転速度を示し、すなわちエンジン１２の回転速度を示す。縦線Ｙ３は、動力分割装置２４のリングギヤＲ０の回転速度を示し、すなわちモータジェネレータＭＧ２の回転速度を示す。なお、縦線Ｙ１〜Ｙ３の間隔は、動力分割装置２４のギヤ比に応じて定められている。
【００３８】
また、変速機３０に対応する共線図の縦線Ｙ４は、プラネタリギヤ３４のサンギヤＳ２の回転速度を示し、縦線Ｙ５は、互いに連結されたプラネタリギヤ３４のキャリアＣＡ２及びプラネタリギヤ３２のリングギヤＲ１の回転速度を示す。また、縦線Ｙ６は、互いに連結されたプラネタリギヤ３４のリングギヤＲ２及びプラネタリギヤ３２のキャリアＣＡ１の回転速度を示し、縦線Ｙ７は、プラネタリギヤ３２のサンギヤＳ１の回転速度を示す。そして、縦線Ｙ４〜Ｙ７の間隔は、プラネタリギヤ３２，３４のギヤ比に応じて定められている。
【００３９】
クラッチＣ１が係合すると、差動部２０のリングギヤＲ０にプラネタリギヤ３４のサンギヤＳ２が連結され、サンギヤＳ２がリングギヤＲ０と同じ速度で回転する。クラッチＣ２が係合すると、リングギヤＲ０にプラネタリギヤ３２のキャリアＣＡ１及びプラネタリギヤ３４のリングギヤＲ２が連結され、キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２がリングギヤＲ０と同じ速度で回転する。クラッチＣ３が係合すると、リングギヤＲ０にプラネタリギヤ３２のサンギヤＳ１が連結され、サンギヤＳ１がリングギヤＲ０と同じ速度で回転する。ブレーキＢ１が係合するとサンギヤＳ１の回転が停止し、ブレーキＢ２が係合するとキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の回転が停止する。
【００４０】
たとえば、図４の係合作動表に示したように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合し、その他のクラッチ及びブレーキを解放すると、変速機３０の共線図は「２ｎｄ」で示される直線のようになる。プラネタリギヤ３４のキャリアＣＡ２の回転速度を示す縦線Ｙ５が、変速機３０の出力回転速度（出力軸３６の回転速度）を示す。このように、変速機３０において、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２を図４の係合作動表に従って係合又は解放させることにより、１速ギヤ段〜４速ギヤ段、後進ギヤ段、及びニュートラル状態を形成することができる。
【００４１】
一方、差動部２０においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を適宜回転制御することにより、キャリアＣＡ０に連結されるエンジン１２の回転速度に対して、リングギヤＲ０の回転速度すなわち伝達部材２６の回転速度を連続的に変更可能な無段変速が実現される。このような差動部２０に、伝達部材２６と出力軸３６との間の変速比を変更可能な変速機３０を連結することによって、差動部２０による無段変速機能を有しつつ、差動部２０の変速比を小さくすることができ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失を小さくすることが可能となる。
【００４２】
以上のような構成を有する車両１０において、変速時にＭＧ−ＥＣＵ６４とＥＣＴ−ＥＣＵ６８との間で実施される通信に遅れが生じると、各々のＥＣＵにおいて、変速機３０の動作状態についての情報の取得と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作状態についての情報の取得との同期がとれない場合がある。その結果、変速時においてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を用いて入力軸回転速度を出力軸回転速度に同期させる際に、変速機３０において生じる回転変動を速やかに収束させることができず、制御応答性が低下する場合がある。
【００４３】
たとえば、図６に示すようなＥＣＵ間の通信の態様を想定する。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、変速後の変速比は１（すなわち、３速ギヤ段）とし、モータジェネレータＭＧ１およびエンジンが停止中となるＥＶ走行中を想定する。また、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８からの油圧指令に基づいて第１摩擦係合要素（ブレーキＢ１）が解放された後に、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８からの油圧指令に基づいて第２摩擦係合要素（クラッチＣ２）が係合されることで２速ギヤ段から３速ギヤ段への変速が行なわれるものとする。
【００４４】
図６に示す車両１０においては、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８がＭＧ−ＥＣＵ６４を介してモータジェネレータＭＧ２を制御する。すなわち、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、ＭＧ−ＥＣＵ６４から通信線７１を経由してモータ回転速度Ｎｍ２を受信し、受信したモータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度センサ３７から受信した出力軸回転速度Ｎｏとに基づいてＭＧ−ＥＣＵ６４に対して通信線７１を経由してモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値を示す信号を出力する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８から受信したモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値を示す信号に基づいて差動部２０のモータジェネレータＭＧ２（具体的にはインバータ５２）を制御する。
【００４５】
このような通信の態様であると、モータ回転速度Ｎｍは、ＭＧ２回転速度センサ２８からＭＧ−ＥＣＵ６４および通信線７１を経由してＥＣＴ−ＥＣＵ６８に送信されることとなるため、モータ回転速度Ｎｍ２が検出されてから検出されたモータ回転速度Ｎｍ２がＥＣＴ−ＥＣＵ６８において受信されるまでに一定の遅れが生じる。以下の説明においては、このような一定の遅れによる無駄時間を含むモータ回転速度Ｎｍ２をモータ回転速度Ｎｍｆと記載する。さらに、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８で演算されたモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値を示す信号が再度通信線７１を経由してＭＧ−ＥＣＵ６４に送信されることになるため、当該信号がＭＧ−ＥＣＵ６４において受信されるまでにさらに一定の遅れが生じることとなる。
【００４６】
また、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、変速を開始すると、第１摩擦係合要素の解放を開始する。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、第１摩擦係合要素を解放した後に、変速装置の入力軸回転速度であるモータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとを同期する同期制御を実行する。また、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、第１摩擦係合要素を解放した後の予め定められたタイミングから第２摩擦係合要素の係合力を時間の経過とともに増加していくスイープ制御を実行する。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、同期制御の完了後（すなわち、モータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとの同期後）に、所定の係合状態となる第２摩擦係合要素を完全に（上限油圧で）係合させることによって変速を完了させる。
【００４７】
ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、出力軸回転速度Ｎｏを制御目標値にし、出力軸回転速度Ｎｏからモータ回転速度Ｎｍ２（×変速比１）を減算した差分Δがしきい値よりも小さくなるように（たとえば、ゼロになるように）モータジェネレータＭＧ２をフィードバック制御する。
【００４８】
第２摩擦係合要素を解放した後の変速前期においては、図７に示すような制御ブロックの構成となる。
【００４９】
具体的には、図７の破線枠は、制御系のソフト領域（以下、ソフト領域と記載する）１００を示し、図７の一点鎖線枠は、制御系のハード領域（以下、ハード領域と記載する）２００を示す。
【００５０】
変速前期のフィードバック制御において、ハード領域２００（ＭＧ２回転速度センサ２８および出力軸回転速度センサ３７）からモータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとがソフト領域１００（すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ６４およびＥＣＴ−ＥＣＵ６８で処理される領域）に入力される。図７のＮｍ検出遅れ伝達関数１０６は、ＭＧ２回転速度センサ２８からＭＧ−ＥＣＵ６４までの通信遅れ、ＥＣＵ間の通信遅れあるいはノイズ除去処理等による一定の検出遅れを示す伝達関数である。そのため、ソフト領域１００に入力されたモータ回転速度Ｎｍは、Ｎｍ検出遅れ伝達関数１０６によって検出遅れによる一定の無駄時間を含むモータ回転速度Ｎｍｆとなる。
【００５１】
図７のＮｏ検出遅れ伝達関数１０８は、出力軸回転速度センサ３７からＥＣＴ−ＥＣＵ６８までの通信遅れ、ＥＣＵ間の通信遅れあるいはノイズ除去処理等による一定の検出遅れを示す伝達関数である。そのため、ソフト領域１００に入力された出力軸回転速度Ｎｏは、Ｎｏ検出遅れ伝達関数１０６によって検出遅れによる一定の無駄時間を含む出力軸回転速度Ｎｏｆとなる。
【００５２】
なお、Ｎｍ検出遅れ伝達関数１０６とＮｏ検出遅れ伝達関数１０８とは、Ｎｍの信号経路とＮｏの信号経路とにおいて異なる部分を有することにより検出遅れの特性は異なるものとなる。
【００５３】
ソフト領域１００の加算点１０２において、この出力軸回転速度Ｎｏｆからモータ回転速度Ｎｍｆが減算された差分Δを入力として、制御器伝達関数１０４によってモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値が生成される。なお、制御器伝達関数１０４は、たとえば、比例制御、積分制御あるいはＰＩＤ制御等を行なうための伝達関数である。生成されたトルク指令値は、ハード領域２００（インバータ５２およびモータジェネレータＭＧ２）に入力される。
【００５４】
ハード領域２００のＭＧ伝達関数２０２は、トルク指令値に応じて変化するモータジェネレータＭＧ２の回転状態（回転速度）を示す伝達関数である。ハード領域２００に入力されたトルク指令値およびＭＧ伝達関数によってモータ回転速度Ｎｍ２が変化する。変化したモータ回転速度Ｎｍ２は、ＭＧ２回転速度センサ２８によって検出され、ソフト領域１００にフィードバックされる。このとき、モータ回転速度Ｎｍ２のフィードバックループは、負帰還ループとなる。
【００５５】
ハード領域２００のＴ／Ｍ伝達関数２０４は、路面からの反力、車両１０の慣性、動力伝達経路上の駆動軸（図示せず）の弾性や慣性あるいは変速部１５の慣性等に基づく出力軸回転速度Ｎｏの変化を示す伝達関数である。Ｔ／Ｍ伝達関数２０４によって変化する出力軸回転速度Ｎｏは、出力軸回転速度センサ３７によって検出され、ソフト領域１００に入力される。
【００５６】
変速前期においては、第１摩擦係合要素が解放状態であるため、変速機３０の入力軸と出力軸との間が切り離された状態になる。この状態において、変速機３０の入力軸と出力軸との間での動力伝達は遮断される。そのため、モータ回転速度Ｎｍ２の変化により、出力軸回転速度Ｎｏは変化しない。また、出力軸回転速度Ｎｏからモータ回転速度Ｎｍ２（×変速比１）を減算した差分ΔがゼロになるようにモータジェネレータＭＧ２が制御され、モータ回転速度Ｎｍ２が変化される。
【００５７】
一方、第１摩擦係合要素の係合を開始する変速後期においては、図８に示すような制御ブロックの構成となる。
【００５８】
具体的には、図８の破線枠は、ソフト領域１００を示し、図８の一点鎖線枠は、ハード領域２００を示す。なお、図８のソフト領域１００内の各伝達関数は、図７のソフト領域１００内の各伝達関数と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００５９】
変速後期のフィードバック制御においても、変速前期のフィードバック制御と同様に、ハード領域２００からモータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとがソフト領域１００に入力される。
【００６０】
モータ回転速度Ｎｍ２は、Ｎｍ検出遅れ伝達関数１０６によってモータ回転速度Ｎｍｆとなる。出力軸回転速度Ｎｏは、Ｎｏ検出遅れ伝達関数１０８によって出力軸回転速度Ｎｏｆとなる。
【００６１】
ソフト領域の加算点１０２において、この出力軸回転速度Ｎｏｆからモータ回転速度Ｎｍｆが減算された差分Δを入力として、制御器伝達関数１０４によってモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値が生成される。生成されたトルク指令値は、ハード領域２００に入力される。
【００６２】
ハード領域２００のＭＧ＋Ｔ／Ｍ伝達関数２０６は、トルク指令値に基づくモータジェネレータＭＧ２の出力トルク、路面からの反力、車両１０の慣性、動力伝達経路上の駆動軸の弾性や慣性あるいは変速部１５の慣性等に基づく出力軸回転速度Ｎｏの変化を示す伝達関数である。このとき、第１摩擦係合要素が係合され、かつ、変速比が１であるため、モータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとは実質的に同じ回転速度となる。
【００６３】
そのため、モータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令と、路面からの反力と、車両１０の慣性、駆動軸の弾性や慣性あるいは変速部１５の慣性等を入力とし、ＭＧ＋Ｔ／Ｍ伝達関数２０６によってモータ回転速度Ｎｍ２および出力軸回転速度Ｎｏが変化する。
【００６４】
ＭＧ＋Ｔ／Ｍ伝達関数２０６によって変化するモータ回転速度Ｎｍ２は、ＭＧ２回転速度センサ２８によって検出され、ソフト領域１００にフィードバックされる。ＭＧ＋Ｔ／Ｍ伝達関数２０６によって変化する出力軸回転速度Ｎｏは、出力軸回転速度センサ３７によって検出され、ソフト領域１００にフィードバックされる。
【００６５】
このようなフィードバック制御において、特に変速後期においては、変速機３０の入力軸と出力軸とはほぼ一体回転する状態になるので、加算点１０２における差分Δは、実質的にゼロとなる。
【００６６】
一方、上述した駆動軸の弾性や変速部１５の慣性等によりばね−質量系の固有振動に起因する回転変動が変速機３０において発生する場合には、加算点１０２における差分がゼロとならない場合がある。これは、上述したとおり、Ｎｍ検出遅れ伝達関数１０６と、Ｎｏ検出遅れ伝達関数１０８とにおける検出遅れの特性が異なるためである。加算点１０２における差分がゼロよりも大きい値になる場合には、モータジェネレータＭＧ２においてトルクが出力されることとなり振動を収束させるのに時間を要する場合がある。
【００６７】
また、第１係合要素が係合されることで、ＭＧ＋Ｔ／Ｍ伝達関数２０６へ出力軸回転速度Ｎｏが入力されるようになるため、出力軸回転速度Ｎｏのフィードバックループが正帰還ループとなる。さらに、たとえば、モータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとが所定値増加した際、モータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れが出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも大きいと、モータ回転速度Ｎｍｆが出力軸回転速度Ｎｏｆよりも小さい値となる。そのため、出力軸回転速度Ｎｏの制御が正帰還ループになることに起因した制御の安定性の低下を負帰還ループとなるモータ回転速度Ｎｍ２の制御により適切に抑制できない場合がある。すなわち、変速機３０において生じる回転変動を速やかに収束させることができず、制御応答性が低下する場合がある。特に、図６に示すように、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８においてトルク指令値を演算する場合には、ＭＧ−ＥＣＵ６４から通信線７１を経由してモータ回転速度Ｎｍ２が取得されるため、モータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れが出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも大きくなる場合がある。
【００６８】
そこで、本実施の形態においては、ＭＧ−ＥＣＵ６４が、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８から出力軸回転速度Ｎｏを取得し、変速機３０の入力軸回転速度を示すモータ回転速度Ｎｍ２が出力軸回転速度Ｎｏに変速後の変速比で同期するようにモータジェネレータＭＧ２の制御指示値を演算する点を特徴とする。
【００６９】
このようにすると、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８においてモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値を演算し、ＭＧ−ＥＣＵ６４を経由してモータジェネレータＭＧ２を制御する場合よりも、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８とＭＧ−ＥＣＵ６４との間で通信の往復がない分だけ通信遅れを短縮することができる。そのため、制御応答性の低下を抑制することができる。さらに、モータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れを出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも小さくすることができる。その結果、たとえば、モータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとが所定値増加した際、モータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れが出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも小さいと、出力軸回転速度Ｎｏｆがモータ回転速度Ｎｍｆよりも小さい値となる。そのため、出力軸回転速度Ｎｏの制御が正帰還ループになることに起因した制御の安定性の低下を負帰還ループとなるモータ回転速度Ｎｍ２の制御により適切に抑制することができる。
【００７０】
以下、図９を用いて、本実施の形態におけるＥＣＵ間の通信の態様について説明する。なお、図９に示す車両１０においては、ＭＧ−ＥＣＵ６４とＥＣＴ−ＥＣＵ６８との間での信号の流れおよびモータジェネレータＭＧ２の制御主体以外の構成については、図６に示す車両１０の構成と同様である。そのため、図６に示す車両１０の構成と同じ構成についてその詳細な説明を繰り返さない。
【００７１】
図９に示す車両１０においては、ＭＧ−ＥＣＵ６４がＥＣＴ−ＥＣＵ６８から受信する出力軸回転速度ＮｏとＭＧ２回転速度センサ２８から受信するモータ回転速度Ｎｍ２とに基づいてモータジェネレータＭＧ２を制御する。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８から通信線７１を経由して出力軸回転速度Ｎｏを受信し、受信した出力軸回転速度ＮｏとＭＧ２回転速度センサ２８から受信したモータ回転速度Ｎｍ２とに基づいてモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値を生成する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、生成したトルク指令値に基づいて差動部２０のモータジェネレータＭＧ２（具体的にはインバータ５２）を制御する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、モータ回転速度Ｎｍ２が出力軸回転速度Ｎｏに同期していることを示す同期情報をＥＣＴ−ＥＣＵ６８に送信する。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、同期情報の受信に応じて第２摩擦係合要素を完全に係合させる。
【００７２】
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係る車両１０に搭載されたＭＧ−ＥＣＵ６４で実行される同期制御の制御処理について説明する。
【００７３】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、変速中であるか否かを判定する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、たとえば、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８から受信する変速中であることを示す信号を受信する場合に変速中であると判定する。変速中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７４】
Ｓ１０２にて、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、ＥＣＴ−ＥＣＵ６４から通信線７１を経由して出力軸回転速度Ｎｏｆを受信する。
【００７５】
Ｓ１０４にて、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、ＭＧ２回転速度センサ２８を用いてモータ回転速度Ｎｍ２を検出する。
【００７６】
Ｓ１０６にて、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、モータ回転速度Ｎｍ２に変速比を乗算した値と出力軸回転速度Ｎｏとの差分Δを算出する。
【００７７】
Ｓ１０８にて、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、算出された差分Δと関数ｆとに基づいてトルク指令値を演算する。なお、関数ｆは、差分ΔとモータジェネレータＭＧ２に対するトルク指令値との関係を示し、実験あるいは設計的に適合される。関数ｆに代えて差分Δとトルク指令値との関係を示すマップを用いてもよい。
【００７８】
Ｓ１１０にて、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、算出されたトルク指令値（電流指令値）をインバータ５２に出力することによってモータジェネレータＭＧ２を制御する。なお、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、差分ΔがゼロとなるときにＥＣＴ−ＥＣＵ６４に同期情報を送信してもよい。
【００７９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１０の動作について説明する。たとえば、ＥＶ走行中であって、かつ、変速後の変速段の変速比が１である場合を想定する。
【００８０】
変速が開始されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１摩擦係合要素が解放状態になるように制御される。第１摩擦係合要素が解放された後に、モータ回転速度Ｎｍ２が出力軸回転速度Ｎｏに同期するようにモータジェネレータＭＧ２が制御される。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８を経由して出力軸回転速度Ｎｏｆを受信し（Ｓ１０２）、ＭＧ２回転速度センサ２８を用いてモータ回転速度Ｎｍ２を検出する（Ｓ１０４）。
【００８１】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、モータ回転速度Ｎｍに変速比を乗算した値と出力軸回転速度Ｎｏとの差分Δを算出する（Ｓ１０６）。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、算出された差分Δに基づいてモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値を演算する（Ｓ１０８）。そして、ＭＧ−ＥＣＵ６４は、生成されたトルク指令値に基づいてモータジェネレータＭＧ２を制御する（Ｓ１１０）。
【００８２】
モータ回転速度Ｎｍ２は、ＭＧ２回転速度センサ２８からＭＧ−ＥＣＵ６４に入力されるのに対して、出力軸回転速度Ｎｏは、出力軸回転速度センサ３７からＥＣＴ−ＥＣＵ６８および通信線７１を経由してＭＧ−ＥＣＵ６４に送信されることとなる。そのため、ＭＧ−ＥＣＵ６４においてモータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れは、出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも小さくなる。
【００８３】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８においてモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値を演算し、ＭＧ−ＥＣＵ６４を経由してモータジェネレータＭＧ２を制御する場合よりも、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８とＭＧ−ＥＣＵ６４との間で通信の往復がない分だけ通信遅れを短縮することができる。そのため、制御応答性の低下を抑制することができる。したがって、電動機を制御する制御装置と変速装置を制御する制御装置との間の通信遅れに起因して生じる制御応答性の低下を抑制する車両を提供することができる。
【００８４】
さらに、モータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れを出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも小さくすることができる。その結果、たとえば、モータ回転速度Ｎｍ２と出力軸回転速度Ｎｏとが所定値増加した際に、モータ回転速度Ｎｍ２の検出遅れが出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れよりも小さいと、出力軸回転速度Ｎｏｆがモータ回転速度Ｎｍｆよりも小さい値となる。そのため、出力軸回転速度Ｎｏの制御が正帰還ループになることに起因した制御の安定性の低下を負帰還ループとなるモータ回転速度Ｎｍ２の制御により適切に抑制することができる。制御応答性の低下を抑制することができるため、変速機３０において生じる回転変動を速やかに収束させることができる。そのため、変速を速やかに完了せることができる。
【００８５】
以下、変形例について説明する。
本実施の形態において、ＭＧ−ＥＣＵ６４と、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８とは、別個の制御装置であるものとして説明したが、たとえば、ＥＣＵ間の通信遅れが生じる構成であればよく、別個の制御装置であることに特に限定されるものではない。たとえば、ＭＧ−ＥＣＵ６４と、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８とは、同一基板上に設けられる２つのマイコンにより実現されるものであってもよい。
【００８６】
本実施の形態において、図７および図８のブロック図においては、ソフト領域１００内においてモータ回転速度Ｎｍ２および出力軸回転速度Ｎｏの検出遅れを考慮する構成を説明したが、たとえば、制御器伝達関数１０４から出力されるトルク指令値の通信遅れを考慮する構成を追加してもよい。
【００８７】
本実施の形態においては、説明の便宜上、ＥＶ走行中の変速を前提として説明したが、エンジン１２とモータジェネレータＭＧ２とを駆動源とするハイブリッド走行中の変速においても同様である。この場合において、変速機３０の入力軸回転速度を出力軸回転速度に同期させる場合において、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値は、エンジン１２から変速機３０の入力軸に伝達されるエンジントルクおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値を考慮して演算される。
【００８８】
さらに、本実施の形態においては、差動部２０を構成する遊星歯車機構の３要素（リングギヤ、キャリアおよびサンギヤ）のうちのリングギヤにモータジェネレータＭＧ２（および変速機３０の入力軸）が接続され、キャリアにエンジン１２が接続され、サンギヤにモータジェネレータＭＧ１が接続される構成を一例として説明したが、特に差動部２０の構成は、このような構成に限定されるものではない。
【００８９】
たとえば、差動部２０を構成する遊星歯車機構の３要素のうちのいずれか一つにモータジェネレータＭＧ２が接続された、他の２要素のうちのいずれか一つに変速機３０の入力軸が接続される構成であってもよい。
【００９０】
たとえば、キャリアにエンジン１２とモータジェネレータＭＧ１とが接続され、サンギヤにモータジェネレータＭＧ２が接続され、リングギヤに変速機３０の入力軸が接続される構成であってもよい。
【００９１】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９２】
１０  車両、１２  エンジン、１５  変速部、２０  差動部、２２  入力軸、２４  動力分割装置、２６  伝達部材、２７  ＭＧ１回転速度センサ、２８  ＭＧ２回転速度センサ、３０  変速機、３２，３４  プラネタリギヤ、３６  出力軸、３７  出力軸回転速度センサ、４２  差動歯車装置、４４  駆動輪、５２  インバータ、５４  蓄電装置、６０  制御装置、６２  エンジンＥＣＵ、６４  ＭＧ−ＥＣＵ、６６  電池ＥＣＵ、６８  ＥＣＴ−ＥＣＵ、７０  ＨＶ−ＥＣＵ、７１  通信線、１００  ソフト領域、１０２  加算点、１０４  制御器伝達関数、１０６  Ｎｍ検出遅れ伝達関数、１０８  Ｎｏ検出遅れ伝達関数、２００  ハード領域、２０２  ＭＧ伝達関数、２０４  Ｔ／Ｍ伝達関数、２０６  ＭＧ＋Ｔ／Ｍ伝達関数。
【図１】
2017035981.tif 000003
【図２】
2017035981.tif 000004
【図３】
2017035981.tif 000005
【図４】
2017035981.tif 000006
【図５】
2017035981.tif 000007
【図６】
2017035981.tif 000008
【図７】
2017035981.tif 000009
【図８】
2017035981.tif 000010
【図９】
2017035981.tif 000011
【図１０】
2017035981.tif 000012