JP2010188794A - ハイブリッド車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速時に運転者に違和感を与えることのないハイブリッド車両の変速制御装置を提供する。
【解決手段】第１回転要素にエンジンが接続され、第２回転要素に第１モータジェネレータが接続され、第３回転要素に駆動軸が接続された動力分配装置と、前記駆動軸に駆動力を伝達する第２モータジェネレータと、前記駆動軸と前記第２モータジェネレータとの間に介在され、変速時にクラッチを解放する有段式の変速機と、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の間で充放電を行うバッテリと、を備え、バッテリに充電制限がかかっているときに変速機の変速要求があるときは、変速前にエンジン及び第１モータジェネレータの分担トルクを低下させ、第２モータジェネレータの分担トルクを上昇させ、その後、前期クラッチを開放して変速を行う変速制御手段を備えた。
【選択図】図７

Description

本発明は、ハイブリッド車両の変速制御装置に関する。

ハイブリッド車両として特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、遊星歯車の回転要素にエンジンと、第１のモータジェネレータと、出力軸が連結され、この出力軸には、有段式変速機を介して第２のモータジェネレータが連結された構成が開示されている。そして、有段変速機の変速時には、第２のモータジェネレータが分担していたトルクをエンジンと第１のモータジェネレータに分担させて変速している。

特開２００５−９６５７４号公報

しかしながら、バッテリに充電制限がかかってしまうと、第１のモータジェネレータが十分なトルクを出力できなくなり、変速時における駆動トルクの低下を招き、運転者に違和感を与え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、変速時に運転者に違和感を与えることのないハイブリッド車両の変速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、バッテリに充電制限がかかっているときは、変速前にエンジン及び第１モータジェネレータの分担トルクを低下させ、第２モータジェネレータの分担トルクを上昇させ、その後、変速を行うこととした。

変速前にバッテリへの充電電力を低下させると共に、バッテリからの放電電力を増大させることでバッテリの電力を積極的に消費することが可能となり、変速時における第１モータジェネレータのトルクを確保することで、運転者に与える違和感を抑制することができる。

実施例１の車両の全体システム図である。 実施例１の各回転要素の共通速度線図である。 実施例１のシフトアップシーケンス処理を示す表である。 実施例１のバッテリに充電制限がかかっていない通常のシーケンス処理を表すタイムチャートである。 バッテリに充電制限がかかり、途中で駆動輪に出力されるトルクが低下してしまう場合を示すタイムチャートである。 実施例１の変速制御処理の選択を表すフローチャートである。 実施例１のシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。 実施例１のシフトダウンシーケンス処理を示す表である。 実施例１のバッテリに充電制限がかかっていない通常のシフトダウンシーケンス処理を示すタイムチャートである。 バッテリに充電制限がかかり、途中で駆動輪に出力されるトルクが低下してしまう場合のタイムチャートである。 実施例１のシフトダウンシーケンス処理を表すタイムチャートである。 実施例２の変速制御処理の選択を表すフローチャートである。 実施例２のシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。 実施例３のシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。

図１は本発明が適用された実施例１の車両の全体システム図である。実施例１の車両は内燃機関であるエンジン１と二つのモータジェネレータMG1，MG2を有するハイブリッド車両である。このハイブリッド車両は３軸構成になっており、第１軸は右からエンジン１、ダンパ、リングギヤRGから第２軸へのドライブギヤG10、動力分配装置２、第１モータジェネレータMG1、オイルポンプの順に配置されている。第２軸には駆動軸SFT上にLow側ドリブンギヤG1とHigh側ドリブンギヤG2とアイドラギヤが設けられ、図外の駆動輪に出力する。第３軸は変速機３と第２モータジェネレータMG2の順に配置されている。エンジン１の出力軸は遊星歯車機構からなる動力分配装置２のピニオンキャリヤPCと接続されている。また、発電用の第１モータジェネレータMG1は動力分配装置２のサンギヤSGと接続されている。また、動力分配装置２のリングギヤRGにはドライブギヤG10が一体に形成されており、このドライブギヤG10を介して駆動軸SFTと一体のLowドリブンギヤG2から駆動軸SFTに駆動力を伝達する。一方、駆動用の第２モータジェネレータMG2は変速機３を介して駆動軸SFTと接続されている。

変速機３は２段変速機であり、減速比の大きなLowギヤG100と、減速比の小さなHighギヤG200を有し、いずれのギヤを動力伝達経路に係止するか否かをウェットクラッチCL2及びドグクラッチCL1によって制御する。ウェットクラッチCL2は油圧制御によってスリップ制御を含んで制御可能な摩擦クラッチである。一方、ドグクラッチCL1は凹凸部の係合によってオンオフが切り換わるクラッチであり、スリップ制御はなされないため、高い駆動力に対応可能である。すなわち、一つはスリップ制御可能なクラッチであり、他方はスリップ制御不可能なクラッチから構成されている。

LowギヤG100は駆動軸SFTに設置されたLowドリブンギヤG1と常時噛み合い、HighギヤG200は駆動軸に設置されたHighドリブンギヤG2と常時噛み合っている。ウェットクラッチCL2及びドグクラッチCL1のいずれもがギヤG100,G200に対してオフのときは解放状態（ニュートラル状態）であり、ウェットクラッチCL2がオンのときは、HighギヤG200が締結状態となる。また、ドグクラッチCL1がLowギヤG100のいずれかに対してオンのときは、LowギヤG100が締結状態となる。この切り替えは、図外の変速アクチュエータによって実行される。HighギヤG200が選択されたときは、第２モータジェネレータMG2の回転がさほど減速されずに駆動軸SFTに伝達される。一方、LowギヤG100が選択されたときは、第２モータジェネレータMG2の回転が大きく減速されて駆動軸SFTに伝達される。例えば、HighギヤG200からLowギヤG100への変速要求が出力されたときは、HighギヤのウェットクラッチCL2をオフとし、一旦ニュートラル状態にした後、LowギヤG100のドグクラッチCL1をオンとする。尚、実施例１では変速機として２段の変速比を有したが、更に多くの変速段を有していてもよい。

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はインバータ等を介してバッテリ４との間で充放電を行い、コントロールユニットCUにより最適な燃費状態を達成するように制御される（エネルギマネジメント制御）。駆動軸SFTから出力された駆動力はドライブシャフト及びデファレンシャルギヤ等を介して駆動輪に伝達される。

ハイブリッドコントローラHCUは、運転者が操作するアクセルペダル開度を検出するアクセル開度センサ４２と、車速を検出する車速センサ４１とからセンサ信号を入力する。また、予め設定された制御マップを有し、運転者の要求駆動力に応じてエンジン１，モータジェネレータMG1,MG2，バッテリ４及び変速機３の作動状態を決定し、各コントローラもしくはアクチュエータに出力する。ハイブリッドコントローラHCUの制御指令はエンジンコントローラECU，モータコントローラMG1CU，MG2CU及びバッテリコントローラBATCUに通信により伝達され、制御指令に基づいて各アクチュエータを制御する。モータコントローラMG1CU，MG2CUは、バッテリ４と各モータジェネレータMG1，MG2との間に配置されたインバータIV1，IV2に対して制御指令を出力し、各モータジェネレータMG1，MG2において電動機としてバッテリ４から電力を供給してトルクを出力させる、もしくは発電機として回生トルクを発生させてバッテリ４を充電する。

図２は実施例１の各回転要素の共通速度線図である。エンジン１と第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2及びそれらを結ぶ動力分配装置２により電気変速部を構成している。動力分配装置２の各要素に接続された三つの回転要素は、互いに速度拘束の状態にあり、３者のうち２者の速度が決まることで残りの一つの速度が決まる（2自由度）。ｋの電気変速部の出力から最終出力への固定減速比が設定されているが、一方、第２モータジェネレータMG2は複数の減速比で最終出力と接続できるようになっており、図２（ａ）に示すローモードのときはドグクラッチCL1の締結によりLowドリブンギヤG1が選択され、図２（ｂ）に示すハイモードのときは、ウェットクラッチCL2の締結によりHighドリブンギヤG2が選択される。

（シフトアップについて）
図３はシフトアップシーケンス処理を示す表である。シフトアップとは、ローモードからハイモードに遷移することである。ローモードでは、LowギヤG100が選択された状態で、エンジン動作点が最適燃費線上となるようにエンジン１と各モータジェネレータMG1，MG2を制御する。ドグクラッチCL1は完全締結、ウェットクラッチCL2は完全解放状態である。

ステップＳ０では、バッテリ電力を消費するためにエンジン１のトルクを低下させ、第１モータジェネレータMG1による発電量を低下させ、この低下分を第２モータジェネレータMG2のトルクアップによって補うことで駆動輪に出力されるトルクを維持する。
ステップＳ１では、第２モータジェネレータMG2のトルクを徐々に０まで低下させ、その分をエンジン１及び第１モータジェネレータMG1のトルクアップにより補うことで駆動輪に出力されるトルクを維持する。
ステップＳ２では、第２モータジェネレータMG2のトルクが０になったため、ドグクラッチCL1を解放する。
ステップＳ３では、第２モータジェネレータMG2を回転数制御してウェットクラッチCL2の同期回転数に合わせる。
ステップＳ４では、第２モータジェネレータMG2の回転数に同期したため、ウェットクラッチCL2を締結し、その後、ウェットクラッチCL2を完全締結してハイモードに移行する。

図４はシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートはバッテリに充電制限がかかっていない通常のシーケンス処理を示す。よって、ステップＳ０は実行されない。
時刻ｔ１において、シフトアップ指令が出力されると、ステップＳ１が実行され、第２モータジェネレータトルクＴｍが徐々に０とされ、それを補うようにエンジントルクＴｅが増大すると共に、第１モータジェネレータトルクＴｇが回生側に大きくされる。
時刻ｔ２において、第２モータジェネレータトルクＴｍが０となると、ドグクラッチCL1が解放される。そして、第２モータジェネレータ回転数ＮｍがウェットクラッチCL2の同期回転数となるように第２モータジェネレータトルクＴｍとして回生トルクを若干発生させて素早い回転数低下が行われる。
時刻ｔ３において、ウェットクラッチCL2が同期したと判断されると、ウェットクラッチCL2を完全締結し、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に増大させると共に、エンジントルクＴｅを減少させ、第１モータジェネレータトルクＴｇの回生トルクを徐々に小さくしていく。
時刻ｔ４において、エンジン動作点，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の出力状態が所望の状態となると、ハイモードへのシフトアップが完了する。

図５はシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートはバッテリに充電制限がかかり、途中で駆動輪に出力されるトルクが低下してしまう場合を示す。すなわち、本発明を適用していない場合のバッテリ充電制限時におけるタイムチャートである。

時刻ｔ１において、シフトアップ指令が出力されると、ステップＳ１が実行され、第２モータジェネレータトルクＴｍが徐々に０とされ、それを補うようにエンジントルクＴｅが増大すると共に、第１モータジェネレータトルクＴｇが回生側に大きくされる。しかし、時刻ｔ１１において、バッテリ充電状態であるSOCが充電限界SOC_upperに到達してしまい、第１モータジェネレータトルクＴｇがこれ以上回生トルクを発生できない状態となってしまう。よって、エンジントルクＴｅもこれ以上増大できないため、第２モータジェネレータトルクＴｍの低下に伴って駆動輪への出力トルクも減少してしまう。

時刻ｔ２において、第２モータジェネレータトルクＴｍが０となると、第２モータジェネレータ回転数ＮｍがウェットクラッチCL2の同期回転数となるように制御されるが、バッテリの充電限界SOC_upperに制限されるため、第２モータジェネレータMG2において回生トルクを出すことができず、ゆっくりと同期回転数に一致するまで惰性回転を続けてしまう。

時刻ｔ３において、ウェットクラッチCL2が同期したと判断されると、ウェットクラッチCL2を完全締結し、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に増大させる。しかし、このときは、まだエンジントルクＴｅや第１モータジェネレータトルクＴｇを変更できず、第２モータジェネレータトルクＴｍの増大に応じて駆動トルクが増大する。

時刻ｔ３１において、バッテリの充電状態が充電限界SOC_upperを下回り始めると、第２モータジェネレータトルクＴｍの増大に応じてエンジントルクＴｅを低下させると共に第１モータジェネレータトルクＴｇの回生トルクを小さくする。そして、時刻ｔ４において、エンジン動作点，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の出力状態が所望の状態となる。

このように、バッテリ４が充電限界SOC_upperを迎えると、シフトアップ時に駆動力の低下を招き、運転者に違和感を与えるという問題があった。そこで、実施例１では、アップシフトが行われる際に充電限界SOC_upperを迎えると想定されるときは、事前にバッテリ４の電力を消費した上でシフトアップを行う駆動力抜け防止変速制御を行うこととした。

図６は変速制御処理の選択を表すフローチャートである。このフローチャートは、図５に示すようにアップシフト前の充電量が、そのままシフトアップすると変速中に充電限界SOC_upperを迎えてしまうような場合に駆動力の低下を招くことを回避してアップシフトするものである。尚、後述するシフトダウン時と選択の処理は同じである。

ステップ１０１では、変速時に発生する回生電力に現在のSOCを加算した値が充電限界SOC_upperよりも大きいか否かを判断し、大きいときはステップ１０２に進んで駆動力抜け防止変速制御を実行して変速を完了する。一方、充電限界SOC_upper以下のときはステップ１０３に進んで通常変速制御を実行して変速を完了する。

図７は実施例１のシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。時刻ｔ１において、シフトアップ指令が出力されると、変速時に発生する回生電力に現在のSOCを加算した値が充電限界SOC_upperよりも大きいと判断される。そこで、駆動力抜け防止変速制御を実行する。実施例１の駆動力抜け防止変速制御とは、変速開始前にバッテリ電力を消費することでバッテリ空き容量を増やし、変速中の充電量を確保することで駆動力抜けを防止するものである。すなわち、変速前の段階で第２モータジェネレータトルクＴｍを上昇させ、エンジントルクＴｅを低下させ、第１モータジェネレータトルクＴｇ（回生側）を小さくする。すると、第２モータジェネレータMG2では電力消費が積極的に行われ、エンジン１及び第１モータジェネレータMG1では充電作用が消極的とされることでバッテリ消費量を増大させ、バッテリ空き容量を増やす。

時刻ｔ２において、バッテリ空き容量が確保されたと判断すると、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に０に向けて減少させ、エンジントルクＴｅを上昇させると共に第１モータジェネレータトルクＴｇを回生側に大きくして駆動輪に出力されるトルクを確保する。以後の制御は、図４の時刻ｔ２以降と同じであるため説明を省略する。

（シフトダウンについて）
次に、シフトダウンについて説明する。図８はシフトダウンシーケンス処理を示す表である。シフトダウンとは、ハイモードからローモードに遷移することである。ハイモードでは、HighギヤG200が選択された状態で、エンジン動作点が最適燃費線上となるようにエンジン１と各モータジェネレータMG1，MG2を制御する。ドグクラッチCL1は完全解放状態、ウェットクラッチCL2は完全締結状態である。

ステップＳ０では、バッテリ電力を消費するためにエンジン１のトルクを低下させ、第１モータジェネレータMG1による発電量を低下させ、この低下分を第２モータジェネレータMG2のトルクアップによって補うことで駆動輪に出力されるトルクを維持する。
ステップＳ１では、第２モータジェネレータMG2のトルクを徐々に０まで低下させ、その分をエンジン１及び第１モータジェネレータMG1のトルクアップにより補うことで駆動輪に出力されるトルクを維持する。
ステップＳ２では、第２モータジェネレータMG2のトルクが０になったため、ウェットクラッチCL2を解放する。
ステップＳ３では、第２モータジェネレータMG2を回転数制御してドグクラッチCL1の同期回転数に合わせる。
ステップＳ４では、第２モータジェネレータMG2の回転数に同期したため、ドグクラッチCL1の締結制御に移行する。
ステップＳ５では、ドグクラッチCL1を完全締結し、駆動力を上げるためにエンジン要求出力を上げてエンジン１と各モータジェネレータMG1，MG2を制御し、その後、ドグクラッチCL2を完全締結してローモードに移行する。

図９はシフトダウンシーケンス処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートはバッテリに充電制限がかかっていない通常のシーケンス処理を示す。よって、ステップＳ０は実行されない。
時刻ｔ１において、シフトダウン指令が出力されると、ステップＳ１が実行され、第２モータジェネレータトルクＴｍが徐々に０とされ、それを補うようにエンジントルクＴｅが増大すると共に、第１モータジェネレータトルクＴｇが回生側に大きくされる。
時刻ｔ２において、第２モータジェネレータトルクＴｍが０となると、ウェットクラッチCL2が解放される。そして、第２モータジェネレータ回転数ＮｍがドグクラッチCL1の同期回転数となるように第２モータジェネレータトルクＴｍに駆動トルクを若干発生させて素早い回転数上昇が行われる。
時刻ｔ３において、ドグクラッチCL1が同期したと判断されると、ドグクラッチCL1を完全締結し、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に増大させると共に、エンジントルクＴｅを上昇させ、第１モータジェネレータトルクＴｇの回生トルクを徐々に大きくしていく。
時刻ｔ４において、エンジン動作点，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の出力状態が所望の状態となると、ローモードへのシフトダウンが完了する。このように、変速中の駆動力を一定のまま変速を可能としている。

図１０はシフトダウンシーケンス処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートはバッテリに充電制限がかかり、途中で駆動輪に出力されるトルクが低下してしまう場合を示す。すなわち、本発明を適用していない場合のバッテリ充電制限時におけるタイムチャートである。

時刻ｔ１において、シフトダウン指令が出力されると、ステップＳ１が実行され、第２モータジェネレータトルクＴｍが徐々に０とされ、それを補うようにエンジントルクＴｅが増大すると共に、第１モータジェネレータトルクＴｇが回生側に大きくされる。しかし、時刻ｔ２において、バッテリ充電状態であるSOCが充電限界SOC_upperに到達してしまい、第１モータジェネレータトルクＴｇがこれ以上回生トルクを発生できない状態となってしまう。よって、エンジントルクＴｅもこれ以上増大できないため、第２モータジェネレータトルクＴｍの低下に伴って駆動輪への出力トルクも減少してしまう。その後、第２モータジェネレータトルクＴｍが０となると、第２モータジェネレータ回転数ＮｍがドグクラッチCL1の同期回転数となるように駆動トルクを出力して回転数上昇による同期制御がなされる。

時刻ｔ３において、ドグクラッチCL1が同期したと判断されると、ドグクラッチCL1を完全締結し、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に増大させる。このとき、第２モータジェネレータトルクＴｍの増大に応じて駆動トルクが増大する。そして、時刻ｔ４において、エンジン動作点，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の出力状態が所望の状態となる。

このように、バッテリ４が充電限界SOC_upperを迎えると、シフトダウン時に駆動力の低下を招き、運転者に違和感を与えるという問題があった。そこで、実施例１では、シフトダウンが行われる際に充電限界SOC_upperを迎えると想定されるときは、事前にバッテリ４の電力を消費した上でシフトダウンを行う駆動力抜け防止変速制御を行うこととした。

図１１は実施例１のシフトダウンシーケンス処理を表すタイムチャートである。時刻ｔ１において、シフトダウン指令が出力されると、変速時に発生する回生電力に現在のSOCを加算した値が充電限界SOC_upperよりも大きいと判断される。そこで、駆動力抜け防止変速制御を実行する。この制御の趣旨は上述したため省略する。時刻ｔ２において、バッテリ空き容量が確保されたと判断すると、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に０に向けて減少させ、エンジントルクＴｅを上昇させると共に第１モータジェネレータトルクＴｇを回生側に大きくして駆動輪に出力されるトルクを確保する。以後の制御は、図１０の時刻ｔ２以降と同じであるため説明を省略する。

以上説明したように、実施例１にあっては下記の作用効果を得ることができる。
(1)ピニオンキャリヤPC（第１回転要素）にエンジン１が接続され、サンギヤSG（第２回転要素）に第１モータジェネレータMG1が接続され、リングギヤRG（第３回転要素）に駆動軸が接続された動力分配装置２と、駆動軸SFTに駆動力を伝達する第２モータジェネレータMG2と、駆動軸SFTと第２モータジェネレータMG2との間に介在され、変速時にドグクラッチCL1もしくはウェットクラッチCL2（クラッチ）を解放する有段式の変速機３と、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との間で充放電を行うバッテリ４と、バッテリ４の充電量が所定以上のときに変速機３の変速要求が来たときは、変速前に第１モータジェネレータMG1及びエンジン１の駆動力を低下させ、第２モータジェネレータMG2の駆動力を増大させ、その後、ドグクラッチCL1もしくはウェットクラッチCL2を解放して変速を行う駆動力抜け防止制御（変速制御手段）を行うこととした。すなわち、変速前にバッテリへの充電電力を低下させると共に、バッテリからの放電電力を増大させることでバッテリの電力を積極的に消費することが可能となり、バッテリの空き容量を確保できる。これにより、変速時における第１モータジェネレータMG1のトルクを確保することで、駆動力抜けを抑制することができ、運転者に与える違和感を抑制することができる。

(2)駆動力抜け防止制御は、第１モータジェネレータMG1及びエンジン１のトルクを低下させ、この低下させたトルクに応じて第２モータジェネレータMG2のトルクを増大させる。よって、変速前後において駆動力の低下を招くことがなく、安定した変速制御を達成することができる。

(3)駆動力抜け防止制御により変速が終了した後は、エンジン１，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の作動状態として、運転者の要求駆動力を達成しつつエネルギ効率が最も高い作動状態に制御する（エネルギマネジメント制御）。よって、運転者に違和感を与えることなく最適な燃費を達成することができる。

次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。実施例１では、変速前にバッテリを消費させて変速したが、実施例２ではバッテリを消費させ、更に変速時の発電量を抑制して変速する点が異なる。図１２は実施例２の変速制御処理の選択を表すフローチャートである。このフローチャートは、実施例１の図５に示すようにアップシフト前の充電量が、そのままシフトアップすると変速中に充電限界SOC_upperを迎えてしまうような場合に駆動力の低下を招くことを回避してアップシフトするものである。尚、シフトダウン時と選択の処理は同じである。

ステップ２０１では、変速時に発生する回生電力に現在のSOCを加算した値が充電限界SOC_upperよりも大きいか否かを判断し、大きいときはステップ２０２のバッテリ消費制御及び２０３の発電量抑制制御を行う駆動力抜け防止変速制御を実行して変速を完了する。一方、充電限界SOC_upper以下のときはステップ２０４に進んで通常変速制御を実行して変速を完了する。

図１３は実施例２のシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。時刻ｔ１において、シフトアップ指令が出力されると、変速時に発生する回生電力に現在のSOCを加算した値が充電限界SOC_upperよりも大きいと判断される。そこで、駆動力抜け防止変速制御を実行する。実施例２の駆動力抜け防止変速制御とは、変速開始前にバッテリ電力を消費することでバッテリ空き容量を増やし、更に、変速中の充電量を抑制することで駆動力抜けを防止するものである。すなわち、変速前の段階で第２モータジェネレータトルクＴｍを上昇させ、エンジントルクＴｅを低下させ、エンジン回転数Ｎｅを低下させる。このとき、エンジン回転数Ｎｅは、第１モータジェネレータ回転数Ｎｇが０となるように低下させる。すると、第２モータジェネレータMG2では電力消費が積極的に行われ、エンジン１及び第１モータジェネレータMG1では充電作用が消極的とされることでバッテリ消費量を増大させ、バッテリ空き容量を増やす。

時刻ｔ２において、第１モータジェネレータ回転数Ｎｇが０になると、第２モータジェネレータトルクＴｍを徐々に０に向けて減少させ、エンジントルクＴｅを上昇させると共に第１モータジェネレータトルクＴｇを回生側に大きくして駆動輪に出力されるトルクを確保する。このとき、第１モータジェネレータ回転数Ｎｇは０となるように制御されており、第１モータジェネレータトルクＴｇが出力されていたとしても、発電される電力はトルク×回転数であることからほとんど充電されることはない。

時刻ｔ３において、第２モータジェネレータトルクＴｍが０になると、第２モータジェネレータ回転数を低下させてウェットクラッチCL2の同期回転数となるように制御される。このときも、第１モータジェネレータ回転数Ｎｇは０に維持されており、発電電力が充電されることがないため、充電容量が充電限界SOC_upperを超えることはない。

時刻ｔ４において、第２モータジェネレータ回転数Ｎｍが同期回転数となると、ウェットクラッチCL2を締結し、第２モータジェネレータトルクＴｍを上昇させ、それに伴いエンジントルクＴｅを低下させると共に、第１モータジェネレータトルクＴｇの回生トルクを小さくする。

時刻ｔ５において、第１モータジェネレータトルクＴｇが走行状態に応じて設定される最適燃費制御ベースで演算された目標トルクに一致すると、第１モータジェネレータ回転数Ｎｇを徐々に増大させ、最適燃費制御ベースで演算された最適な作動状態を達成する回転数に移行させる。これに伴い、下げすぎたエンジントルクＴｅは上昇し、上げ過ぎた第２モータジェネレータトルクＴｍは低下する。この間に、ウェットクラッチCL2は完全締結状態とされる。時刻ｔ６において、エンジン１，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の作動状態が、シフトアップ後の最適燃費制御ベースで演算された最適な作動状態を達成すると、変速を完了する。

以上説明したように、実施例２にあっては下記の作用効果を得ることができる。
(4)バッテリの充電量が所定以上のときに変速機３の変速要求があるときは、変速前にエンジン１及び第１モータジェネレータMG1の回転数を低下させ、エンジン１及び第１モータジェネレータMG1のトルクを増大させ、第２モータジェネレータMG2のトルクを減少させて変速する駆動力抜け防止制御（変速制御手段）を行う。これにより、変速中に第１モータジェネレータMG1がトルクを出力しても、回転数が低いため、実際に発電される発電電力は小さくなり、充電容量が充電限界SOC_upperを超えることがない。これにより、変速時における第１モータジェネレータMG1のトルクを確保することで、駆動力抜けを抑制することができ、運転者に与える違和感を抑制することができる。

(5)駆動力抜け抑制制御は、第１モータジェネレータMG1の回転数が０となるように制御するため、変速時に発電される発電電力はほとんどなくなり、変速前の充電電力に係らず安定した変速を達成できる。

(6)駆動力抜け抑制制御は、エンジン１及び第１モータジェネレータMG1の回転数を低下させるときに、駆動軸SFTの出力トルクが一定となるようにエンジン１，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2のトルクを制御するため、変速前後を通じて駆動力抜けやトルク変動を抑制することができ、安定した変速を達成できる。

尚、実施例２ではシフトアップ時のみ示したが、同様の制御によってシフトダウン時に適用することができ、同様の作用効果を得ることができる。

次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。実施例１では、変速前にバッテリを消費させて変速したが、実施例３では変速中に発電される電力を変速前のバッテリSOCに加算したとしても、充電限界SOC_upperを超えることがないようにエンジントルクＴｅ及び第１モータジェネレータトルクＴｇを設定する点が異なる。図１４は実施例３のシフトアップシーケンス処理を表すタイムチャートである。

時刻ｔ１において、シフトアップ指令が出力されると、現在のSOCと充電限界SOC_upperとの差分に基づいて変速中に発生可能な余裕充電電力を演算し、第２モータジェネレータMG2が変速するときに発電すると、ちょうど充電限界SOC_upperに到達するように目標駆動力を設定して駆動力抜け防止変速制御を実行する。よって、余裕充電電力が小さいときは、変速中に駆動力が低減することになるが、変速を促すための第１モータジェネレータトルクＴｇが小さいため、変速速度は小さくなる。よって、低減した駆動力に変化させるまでの時間を確保して運転者に与える違和感を抑制するものである。

時刻ｔ２において、第２モータジェネレータトルクＴｍが０になると、第２モータジェネレータ回転数を低下させてウェットクラッチCL2の同期回転数となるように制御される。このときも、第１モータジェネレータトルクＴｇは駆動力の低下を伴いつつ抑制されており、また、第２モータジェネレータトルクＴｍが発生した時にちょうど充電限界SOC_upperとなっているため、過剰に充電されることがない。よって、変速中に充電限界SOC_upperに到達しても駆動力変動を招くことがなく、変速ショックを抑制できる。

時刻ｔ３において、第２モータジェネレータ回転数Ｎｍが同期回転数となると、ウェットクラッチCL2を締結し、第２モータジェネレータトルクＴｍを上昇させ、それに伴いエンジントルクＴｅを低下させると共に、第１モータジェネレータトルクＴｇの回生トルクを小さくする。

時刻ｔ４において、第２モータジェネレータトルクＴｍが走行状態に応じて設定される最適燃費制御ベースで演算された目標トルクに一致すると、エンジン１，第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2の作動状態が、シフトアップ後の最適燃費制御ベースで演算された最適な作動状態を達成すると、変速を完了する。

以上説明したように、実施例３にあっては下記の作用効果を得ることができる。
(7)変速機３の変速要求があるときは、第２モータジェネレータMG2の回転数変化開始時にバッテリ４が充電限界SOC_upperとなるように、エンジン１及び第１モータジェネレータMG1を制御して変速する駆動力抜け防止制御（変速制御手段）を行う。これにより、変速中に駆動力変動を招くことがなく、変速ショックを抑制できる。また、充電限界SOC_upperぎりぎりまで第１モータジェネレータトルクＴｇを利用するため、駆動力の低下を最低限に抑制することができる。

以上実施例１〜３について説明したが、本発明の範囲内であれば、実施例の各構成は適宜変更可能である。例えば、実施例ではドグクラッチCL1とウェットクラッチCL2の組み合わせを示したが、両方ともドグクラッチでもよいし、両方ともウェットクラッチでもよい。また、エンジンを備えたハイブリッド車両について説明したが、変速時に回生トルクを利用して駆動力変動を抑制する車両であれば他の構成であっても本発明を適用可能である。

１ エンジン
２ 動力分配装置
３ 変速機
４ バッテリ
５ 駆動輪
４１ 車速センサ
４２ アクセル開度センサ
CU コントロールユニット（変速制御手段）
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
CL1 ドグクラッチ
CL2 ウェットクラッチ

Claims (7)

1. 第１回転要素にエンジンが接続され、第２回転要素に第１モータジェネレータが接続され、第３回転要素に駆動軸が接続された動力分配装置と、
   前記駆動軸に駆動力を伝達する第２モータジェネレータと、
   前記駆動軸と前記第２モータジェネレータとの間に介在され、変速時にクラッチを解放する有段式の変速機と、
   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の間で充放電を行うバッテリと、
   前記バッテリの充電量が所定以上のときに前記変速機の変速要求があるときは、変速前に前記第１モータジェネレータ及びエンジンの駆動力を低下させ、前記第２モータジェネレータの駆動力を増大させ、その後、前記クラッチを解放して変速を行う変速制御手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、前記第１モータジェネレータ及びエンジンのトルクを低下させ、この低下させたトルクに応じて前記第２モータジェネレータのトルクを増大させることを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
3. 第１回転要素にエンジンが接続され、第２回転要素に第１モータジェネレータが接続され、第３回転要素に駆動軸が接続された動力分配装置と、
   前記駆動軸に駆動力を伝達する第２モータジェネレータと、
   前記駆動軸と前記第２モータジェネレータとの間に介在され、変速時にクラッチを解放する有段式の変速機と、
   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の間で充放電を行うバッテリと、
   前記バッテリの充電量が所定以上のときに前記変速機の変速要求があるときは、変速前に前記エンジン及び第１モータジェネレータの回転数を低下させ、前記エンジン及び第１モータジェネレータのトルクを増大させ、前記第２モータジェネレータのトルクを減少させて変速を行う変速制御手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、前記第１モータジェネレータの回転数が０となるように制御することを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
5. 請求項３又は４に記載のハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、前記エンジン及び第１モータジェネレータの回転数を低下させるときに、前記駆動軸の出力トルクが一定となるように前記エンジン，第１及び第２モータジェネレータのトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
6. 第１回転要素にエンジンが接続され、第２回転要素に第１モータジェネレータが接続され、第３回転要素に駆動軸が接続された動力分配装置と、
   前記駆動軸に駆動力を伝達する第２モータジェネレータと、
   前記駆動軸と前記第２モータジェネレータとの間に介在され、変速時にクラッチを解放する有段式の変速機と、
   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の間で充放電を行うバッテリと、
   前記変速機の変速要求があるときは、第２モータジェネレータの回転数変化開始時に前記バッテリが充電限界となるように、前記エンジン及び第１モータジェネレータを制御して変速する変速制御手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
7. 請求項１ないし６いずれか１つに記載のハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速制御手段により変速が終了した後は、前記エンジン，第１及び第２モータジェネレータの作動状態として、運転者の要求駆動力を達成しつつエネルギ効率が最も高い作動状態に制御することを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。

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