JP2005127485A - ハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの過回転を防止し、差動歯車変速機の機械的耐久信頼性を確保することができるハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置を提供すること。
【解決手段】 共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2が配置され、レバー内側位置にエンジンＥと出力軸OUTとが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、前記エンジンＥからの入力経路の途中位置に設けられ、摩擦力により締結されるエンジンクラッチECと、を備えたハイブリッド変速機において、前記エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転数センサ９と、前記エンジン回転数センサ９により最高回転数域のエンジン回転数Neが検出された場合、前記エンジンクラッチECを滑り締結する半クラッチ制御を行うエンジン回転数制御手段と、を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エンジン出力軸にエンジンクラッチを有するハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置に関するものである。

従来、１つのエンジンと２つの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、共線図上に第１サンギアS1、リングギアＲ、キャリアＣ、第２サンギアS2の４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、内側に配列される２つの要素（リングギアＲとキャリアＣ）の一方にエンジンからの入力Inを、他方に駆動系統への出力Outをそれぞれ割り当てると共に、両外側の２つの要素（第１サンギアS1と第２サンギアS2）にそれぞれモータジェネレータMG1,MG2を連結する。これにより、エンジン出力に対してモータジェネレータ側が負担するトルクをより小さくして小型化を図れると共に、モータジェネレータを通過するエネルギがより低減することから駆動装置としての伝達効率が向上する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

しかしながら、従来のハイブリッド変速機において、ハイ側無段変速比モードを選択しての最高車速を出す走行シーンでは、エンジン回転数が最高回転数で、第２モータジェネレータ回転数が高回転数になるという構成になっていたため、例えば、平坦路から下り坂に移行することで惰性によりさらに車速が高まるような走行シーンでは、エンジン回転数及び第２モータジェネレータ回転数が許容回転数を超えた過回転状態となり、遊星歯車の機械的耐久性が厳しくなるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンの過回転を防止し、差動歯車変速機の機械的耐久信頼性を確保することができるハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、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をそれぞれ回転要素に連結することで、共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが配置され、レバー内側位置にエンジンと出力部材とが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、前記エンジンの出力軸と前記差動歯車変速機のエンジン入力回転要素とを連結する入力経路の途中位置に設けられ、摩擦力により締結されるエンジンクラッチと、を備えたハイブリッド変速機において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジン回転数検出手段により最高回転数域のエンジン回転数が検出された場合、前記エンジンクラッチを滑り締結する半クラッチ制御を行うエンジン回転数制御手段と、を有する。

よって、本発明のハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置にあっては、エンジン回転数制御手段において、最高回転数域のエンジン回転数が検出された場合、エンジンクラッチを滑り締結する半クラッチ制御が行われるため、さらに車速が高まるような走行シーンとなって出力回転数が上昇しても、共線図でのレバー変位による見かけ上のエンジン回転数の上昇があっても、実際のエンジン回転数の上昇はなく、許容されるエンジン最高回転数に維持される。この結果、エンジンの過回転を防止し、差動歯車変速機の機械的耐久信頼性を確保することができる。

以下、本発明のハイブリッド変速機のエンジン回転数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３に基づいて説明する。

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のエンジン回転数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。

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（係合要素）と、ハイクラッチHC（係合要素）と、ハイローブレーキHLB（係合要素）と、を有する。

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。

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（エンジン入力回転要素）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

前記エンジンクラッチECは、油圧により締結され、油により冷却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。

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。

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。

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。

［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（車速検出手段）と、エンジン回転数センサ９（エンジン回転数検出手段）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（モータジェネレータ回転数検出手段）と、第３リングギア回転速度センサ１２と、ブレーキコントローラ１３（協調ブレーキ制御手段）と、を有して構成されている。

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。

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、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。

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。

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・半ブレーキ制御も含む。

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リングギア回転速度センサ１２からの第３リングギア回転速度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、ブレーキコントローラ１３に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。ここで、統合コントローラ６からブレーキコントローラ１３に対し協調ブレーキ指令が出力されたら、ブレーキコントローラ１３から、例えば、ブレーキ液圧源を持つABS/TCS/VDCアクチュエータに対し駆動指令を出力し、ブレーキ液圧をホイールシリンダに加える。

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。

［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。

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。

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。

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（ハイブリッド車ハイ側無段変速比モード）の共線図、HEV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。

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。

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。

次に、作用を説明する。

［エンジン回転数制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６により実行されるエンジン回転数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（エンジン回転数制御手段）。この処理は、HEV-High-iVTモードでの走行中に実行される。

ステップＳ１では、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数が最高回転数域か否かが判断され、YESの場合はステップＳ２へ移行し、NOの場合はスタートに戻る。

ステップＳ２では、車速センサ８からの車速VSP（＝出力軸回転数No）が最高車速を超えているか否かが判断され、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はスタートに戻る。

ステップＳ３では、ステップＳ１でのエンジン回転数条件とステップＳ２での車速条件とが共に成立したとの判断に基づいて、エンジンクラッチECを滑り締結による半クラッチにする半クラッチ制御を実行し、ステップＳ４へ移行する。
ここで、「エンジンクラッチECの半クラッチ制御」は、エンジン回転数Neを変動させないでエンジンブレーキの作動を確保する滑り締結によりなされる。

ステップＳ４では、第２モータジェネレータMG2の回転数N2を低下し、ステップＳ５へ移行する。
ここで、「第２モータジェネレータ回転数N2の低下量」は、第２ピニオンP2の耐久性を確保する観点からの第２ピニオン限界回転数を決めておき、第２ピニオンP2の回転数が限界回転数以下となる低下量とする。

ステップＳ５では、ブレーキコントローラ１３に対し協調ブレーキをかける指令を出力し、リターンへ移行する。

［エンジン回転数制御作用］
図７はHEV-High-iVTモードでの最高車速時における共線図であり、エンジン回転数Neと第２モータジェネレータ回転数N2とが最高回転数域に維持される。
この図７に示す最高車速での走行から、例えば、下り坂に移行すると惰性によりさらに車速が上がると、図８の点線→実線に示すように、車速（＝出力軸回転数No）の上昇に伴って、第２遊星歯車PG2をあらわすレバーがそのまま上に押し上げられ、エンジン回転数Neがエンジン最高回転数を超える過回転状態になると共に、第２モータジェネレータ回転数N2（＝ＮMG2）の第２モータジェネレータ最高回転数を超えて過回転状態になる。

このエンジンＥと第２モータジェネレータMG2とが過回転の状態で、第２遊星歯車PG2に着目すると、第２サンギアS2が第２モータジェネレータMG2により回転し、第２ピニオンキャリアPC2がエンジンＥにより回転し、第２リングギアR2が第１モータジェネレータMG1により回転し、その回転方向は何れも同方向であるため、第２ピニオンキャリアPC2に支持されたピニオンP2は、例えば、約20000rpmにまで達するような過回転状態となる。よって、ピニオンP2の過回転を放置したままで走行を維持すると、ピニオンP2の劣化や損傷が進行してピニオンP2の耐久性が低下し、その結果、ハイブリッド変速機の機械的耐久信頼性を損なうことになる。

そこで、エンジンＥ2が最高回転数域になると、直ちに協調ブレーキを作動させてエンジンＥの過回転を防止することが考えられるが、最高車速での走行中に協調ブレーキによるエンジン過回転防止制御が行われると、ドライバーにとってはアクセル戻し操作もブレーキ操作も行っていないにもかかわらず、車両が不意に減速することになり、ドライバーに違和感を与える。

これに対し、実施例１では、HEV-High-iVTモードでの最高車速での走行時、エンジン回転数Neが最高回転数域であり、かつ、車速VSPが最高車速域であると、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へと進み、ステップＳ３において、エンジンクラッチECを滑り締結する半クラッチ制御を実行しながら、ステップＳ４において最高回転数域にある第２モータジェネレータ回転数N2を低下させる制御が行われる。

このエンジンクラッチECの半クラッチ制御により、最高回転数域にある第２モータジェネレータ回転数N2を低下させるだけで、図９の点線→実線に示すように、第２遊星歯車PG2をあらわす共線図のレバーは、見かけ上のエンジン回転数Neの上昇を伴って、出力軸位置を中心とする回動によりレーバー傾きを変更することができる。よって、エンジン回転数Neと第２モータジェネレータ回転数N2を最高回転数以下に維持しながらも、出力軸回転数No（＝車速）の上昇は許容される。

よって、エンジンクラッチECの半クラッチ制御を実行しながら、第２モータジェネレータ回転数N2を低下させる制御を行うことで、エンジン回転数Neと第２モータジェネレータ回転数N2を最高回転数以下に維持され、この結果、第２ピニオンP2の過回転を防止することで、機械的耐久信頼性を確保することができる。

また、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ４にて第２モータジェネレータ回転数N2の低下制御が行われた後、ステップＳ５へ進み、ステップＳ５において、協調ブレーキがかけられることで、図１０の点線→実線に示すように、第２遊星歯車PG2をあらわす共線図のレバーは、出力軸回転数Noの低下に伴ってそのまま押し下げられ、両モータジェネレータ回転数N1,N2が低下する。つまり、半クラッチ制御によりエンジン回転数Neは最高回転数のままを維持しながら、協調ブレーキ作動により車速が下げられる。

ここで、車速が上がりすぎないように抑えるために協調ブレーキ（機械式）を用いたのは、確実に車速を低下させることができることによる。例えば、回生ブレーキを用いる場合には、バッテリS.O.Cが低い場合には回生できるが、バッテリS.O.Cが高い場合には回生できなる。また、フットブレーキに頼った場合には、フェード現象が問題となる。

そして、協調ブレーキ作動により車速が十分に低下し、第２遊星歯車PG2をあらわす共線図のレバー上にエンジン回転数Neが乗ったら、エンジンクラッチECの半クラッチ制御を止めて、エンジンクラッチECを完全締結することで、エンジンクラッチECの半クラッチ制御時間を短くすることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド変速機のエンジン回転数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。

(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と出力軸OUTをそれぞれ回転要素に連結することで、共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2が配置され、レバー内側位置にエンジンＥと出力軸OUTとが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、前記エンジンＥの出力軸と前記差動歯車変速機のエンジン入力回転要素とを連結する入力経路の途中位置に設けられ、摩擦力により締結されるエンジンクラッチECと、を備えたハイブリッド変速機において、前記エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転数センサ９と、前記エンジン回転数センサ９により最高回転数域のエンジン回転数Neが検出された場合、前記エンジンクラッチECを滑り締結する半クラッチ制御を行うエンジン回転数制御手段と、を有するため、エンジンＥの過回転を防止し、差動歯車変速機の機械的耐久信頼性を確保することができる。

(2) 前記エンジン回転数制御手段でのエンジンクラッチECの半クラッチ制御は、エンジン回転数Neを変動させないでエンジンブレーキの作動を確保する滑り締結であるため、エンジン回転数Neの過回転を防止するためにエンジンクラッチECを解放制御する場合のように、エンジンブレーキの作動が無くなることを防止することができる。

(3) 前記エンジン回転数制御手段は、エンジン回転数センサ９により最高回転数域のエンジン回転数Neが検出された場合、前記エンジンクラッチECを滑り締結する半クラッチ制御を実行しながら、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側の第２モータジェネレータ回転数N2を低下させる制御を行うため、エンジンＥの過回転防止と同時に、第２モータジェネレータMG2の過回転を防止することができる。

(4) 外部からの指令により制動力を発生するブレーキコントローラ１３を設け、前記エンジン回転数制御手段は、エンジン回転数センサ９により最高回転数域のエンジン回転数Neが検出された場合、前記エンジンクラッチECを滑り締結する半クラッチ制御を実行しながら、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側の第２モータジェネレータ回転数N2を低下させる制御を行った後、協調ブレーキ制御を行うため、車速の上昇を抑えることができると共に、エンジンクラッチECの半クラッチ制御の作動時間を短くでき、エンジンクラッチECの耐久性を向上させることができる。

(5) 車速を検出する車速センサ８を設け、前記エンジン回転数制御手段は、エンジン回転数センサ９により最高回転数域のエンジン回転数Neが検出され、かつ、前記車速センサ８により最高車速域の車速VSPが検出された場合、エンジンＥの過回転を防止する制御を実行するため、最高車速での走行中に、エンジンＥの過回転を防止し、差動歯車変速機の機械的耐久信頼性を確保することができる。

(6) 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の順に配列されるように連結される遊星歯車列と、係合要素として、締結により変速比をハイ側変速比にするハイクラッチHCを有し、走行モードとして、ハイクラッチHCを締結し、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を動力源としてハイ側無段変速比により走行するHEV-High-iVTモードと、を有し、前記エンジン回転数制御手段は、HEV-High-iVTモードを選択しての最高車速域での走行時、エンジンＥの過回転を防止する制御を実行するため、HEV-High-iVTモードを選択しての最高車速域での走行時、エンジンＥの過回転を防止し、差動歯車変速機の機械的耐久信頼性を確保することができる。

実施例２は、実施例１に対し車速条件を無くすと共に、協調ブレーキを行わない例である。

すなわち、図１１のフローチャートに示すように、ステップＳ１において、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数が最高回転数域であると判断された場合は、ステップＳ３に進み、ステップＳ３において、ステップＳ１でのエンジン回転数条件が成立したとの判断に基づいて、エンジンクラッチECを滑り締結による半クラッチにする半クラッチ制御を実行し、次のステップＳ４において、第２モータジェネレータMG2の回転数N2を低下する制御を行う。なお、構成及び他の作用については、実施例１と同様であるので説明を省略する。

したがって、実施例２のハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(6)の効果を得ることができる。

実施例３は、実施例１に対し車速条件を無くすが、測定される半クラッチ制御時間が設定時間を超えると協調ブレーキ制御を行うようにした例である。

すなわち、図１２のフローチャートに示すように、ステップＳ１において、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数が最高回転数域であると判断された場合は、ステップＳ３に進み、ステップＳ３において、ステップＳ１でのエンジン回転数条件が成立したとの判断に基づいて、エンジンクラッチECを滑り締結による半クラッチにする半クラッチ制御を実行し、次のステップＳ４において、第２モータジェネレータMG2の回転数N2を低下する制御を行う。そして、ステップＳ６において、エンジンクラッチECの半クラッチ制御の継続時間を算出し（半クラッチ制御時間測定手段）、次のステップＳ７において、半クラッチ制御時間が設定時間になるまでは半クラッチ制御を継続し、半クラッチ制御時間が設定時間を超えると、次のステップＳ５へ進み、ステップＳ５において、協調ブレーキをかける。この協調ブレーキをかけた後は、実施例１と同様に、第２遊星歯車PG2をあらわす共線図のレバー上にエンジン回転数Neが乗ったら、エンジンクラッチECの半クラッチ制御を止めて、エンジンクラッチECを完全締結する。

ここで、「半クラッチ制御時間の設定時間」は、エンジンクラッチECがクラッチフェーシング部の耐久性劣化を促さない温度上昇レベルにとどめる時間に設定される。なお、構成及び他の作用については、実施例１と同様であるので説明を省略する。

したがって、実施例３のハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4),(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記エンジンクラッチECの半クラッチ制御の継続時間を測定する半クラッチ制御時間測定ステップＳ６を設け、前記エンジン回転数制御手段は、第２モータジェネレータ回転数N2を低下させる制御を行った後、測定される半クラッチ制御時間が設定時間を超えると協調ブレーキ制御を行うようにしたため、エンジンクラッチECの半クラッチ制御の作動時間を管理でき、エンジンクラッチECの耐久信頼性を確保することができる。

以上、本発明のハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置を実施例１〜実施例３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。

実施例１では、ハイブリッド車ハイ側無段変速比モードを選択した時の例を示したが、ハイブリッド車ロー側無段変速比モードを選択した時にも、全く同様に適用することができる。

本発明のハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置は、１つのエンジンと２つのモータジェネレータを動力源とし、３つの単純遊星歯車列による差動歯車変速機を持つハイブリッド変速機への適用例を示したが、従来例で示したように、ハイブリッド変速機では、共線図上に第１サンギアS1、リングギアＲ、キャリアＣ、第２サンギアS2の４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、内側に配列される２つの要素（リングギアＲとキャリアＣ）の一方にエンジンからの入力Inを、他方に駆動系統への出力Outをそれぞれ割り当てると共に、両外側の２つの要素（第１サンギアS1と第２サンギアS2）にそれぞれモータジェネレータMG1,MG2を連結するような差動歯車変速機を持つハイブリッド変速機へも適用することができる。

実施例１のエンジン回転数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。 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。 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。 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。 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。 実施例１の統合コントローラにより実行されるエンジン回転数制御処理の流れを示すフローチャートである。 HEV-High-iVTモードを選択しての最高車速時をあらわす共線図である。 HEV-High-iVTモードを選択しての最高車速時にエンジン回転数が過回転状態となったときをあらわす共線図である。 HEV-High-iVTモードを選択しての最高車速時に半クラッチ制御と第２モータジェネレータ回転数の低下制御を併用した時のエンジン過回転防止状態をあらわす共線図である。 HEV-High-iVTモードを選択しての最高車速時に半クラッチ制御と第２モータジェネレータ回転数の低下制御を併用した時のエンジン過回転防止状態で協調ブレーキ作動時をあらわす共線図である。 実施例２の統合コントローラにより実行されるエンジン回転数制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３の統合コントローラにより実行されるエンジン回転数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

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（出力部材）
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（係合要素）
HC ハイクラッチ（係合要素）
HLB ハイローブレーキ（係合要素）
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（車速検出手段）
９ エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
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（モータジェネレータ回転数検出手段）
１２ 第３リングギア回転速度センサ
１３ ブレーキコントローラ（協調ブレーキ制御手段）

Claims (7)

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をそれぞれ回転要素に連結することで、共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが配置され、レバー内側位置にエンジンと出力部材とが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、
   前記エンジンの出力軸と前記差動歯車変速機のエンジン入力回転要素とを連結する入力経路の途中位置に設けられ、摩擦力により締結されるエンジンクラッチと、
   を備えたハイブリッド変速機において、
   前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
   前記エンジン回転数検出手段により最高回転数域のエンジン回転数が検出された場合、前記エンジンクラッチを滑り締結する半クラッチ制御を行うエンジン回転数制御手段と、
   を有することを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置において、
   前記エンジン回転数制御手段でのエンジンクラッチの半クラッチ制御は、エンジン回転数を変動させないでエンジンブレーキの作動を確保する滑り締結であることを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。
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エンジン回転数制御装置において、
   前記エンジン回転数制御手段は、前記エンジン回転数検出手段により最高回転数域のエンジン回転数が検出された場合、前記エンジンクラッチを滑り締結する半クラッチ制御を実行しながら、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側のモータジェネレータ回転数を低下させる制御を行うことを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。
4. 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エンジン回転数制御装置において、
   外部からの指令により制動力を発生する協調ブレーキ制御手段を設け、
   前記エンジン回転数制御手段は、前記エンジン回転数検出手段により最高回転数域のエンジン回転数が検出された場合、前記エンジンクラッチを滑り締結する半クラッチ制御を実行しながら、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側のモータジェネレータ回転数を低下させる制御を行った後、協調ブレーキ制御を行うことを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。
5. 請求項４に記載されたハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置において、
   前記エンジンクラッチの半クラッチ制御の継続時間を測定する半クラッチ制御時間測定手段を設け、
   前記エンジン回転数制御手段は、モータジェネレータ回転数を低下させる制御を行った後、測定される半クラッチ制御時間が設定時間を超えると協調ブレーキ制御を行うことを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置において、
   車速を検出する車速検出手段を設け、
   前記エンジン回転数制御手段は、前記エンジン回転数検出手段により最高回転数域のエンジン回転数が検出され、かつ、前記車速検出手段により最高車速域の車速が検出された場合、エンジンの過回転を防止する制御を実行することを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。
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エンジン回転数制御装置において、
   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順に配列されるように連結される遊星歯車列と、係合要素として、締結により変速比をハイ側変速比にするハイクラッチを有し、
   走行モードとして、ハイクラッチを締結し、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てハイ側無段変速比により走行するハイブリッド車ハイ側無段変速比モードと、を有し、
   前記エンジン回転数制御手段は、前記ハイブリッド車ハイ側無段変速比モードを選択しての最高車速域での走行時、エンジンの過回転を防止する制御を実行することを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン回転数制御装置。

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