駆動制御装置

本発明は、駆動制御装置に関する。

従来、ツインクラッチ式の変速機を備えるハイブリッド車両の制御装置が知られている。例えば特許文献1では、奇数変速段を用いて減速側への変速段の切り替えを行う場合、中間の偶数変速段相当のトルクを設定することで、変速ショックの発生を抑制している。

特開2014−84084号公報

特許文献1では、トルク変動による変速ショックは緩和されるものの、変速段の切り替えに伴ってトルクが一時的に途絶える現象を回避することはできない。 本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルクが途絶えることなく変速段を切り替え可能な駆動制御装置を提供することにある。

本発明の駆動制御装置は、動力伝達システムを制御する。動力伝達システムは、エンジンと、第1モータと、第2モータと、動力伝達機構と、変速機構と、を備える。エンジンは、入力軸の一側に接続される。第1モータは、入力軸の他側に接続される。第2モータは、車軸と接続される出力軸に接続される。 動力伝達機構は、複数の動力伝達ギアを有する。動力伝達ギアは、入力軸に設けられる入力軸側ギア、および、出力軸に設けられる出力軸側ギアを含み、入力軸側ギアおよび出力軸側ギアを介して入力軸と出力軸とで動力伝達可能に設けられる。 変速機構は、入力軸と出力軸との動力伝達に用いる動力伝達ギアを切り替える。

駆動制御装置は、モータ制御部と、変速制御部と、を備える。モータ制御部は、第1モータおよび第2モータを制御する。変速制御部は、変速機構を制御する。 ここで、2つの動力伝達ギアにおいて、ギア比が相対的に小さい方を第1動力伝達ギアとし、ギア比が相対的に大きい方を第2動力伝達ギアとする。また、入力軸および出力軸において、第1動力伝達ギアにて動力が伝達される状態を第1変速段、第2動力伝達ギアにて動力が伝達される状態を第2変速段とする。

車両の減速時において、第1変速段から第2変速段に切り替える場合、モータ制御部は、第2動力伝達ギアのギア比と出力軸の回転速度とに基づいて決定される目標回転速度となるように第1モータを制御し、要求されるブレーキトルクが第2モータにて発生するように第2モータを制御する。また、変速制御部は、第1モータの回転速度が目標回転速度となるまでの間、入力軸と出力軸とで動力が伝達されないニュートラル状態となるように変速機構を制御する。

本発明では、車両減速時に変速段を切り替えるとき、減速に必要となるブレーキトルクを第2モータで負担することで、変速時において、常にブレーキトルクが途絶えることがない。また、第1モータの回転速度が目標回転速度となるまでの間、変速機構をニュートラル状態とし、第1モータの回転速度が目標回転速度となってから変速段を切り替えることで、入力軸と出力軸の回転が速やかに同期される。これにより、変速ショックを低減可能である。

本発明の第1実施形態による動力伝達システムを示す概略構成図である。

本発明の第1実施形態による変速処理を説明するフローチャートである。

本発明の第1実施形態による要求トルクの演算に用いるマップを説明する説明図である。

本発明の第1実施形態による目標変速段の演算に用いるマップを説明する説明図である。

本発明の第1実施形態による変速段制御量の演算に用いるマップを説明する説明図である。

本発明の第2実施形態による変速処理を説明するフローチャートである。

本発明の第3実施形態による変速処理を説明するフローチャートである。

本発明の第4実施形態による動力伝達システムを示す概略構成図である。

本発明の第4実施形態による変速処理を説明するフローチャートである。

本発明の第4実施形態による変速処理を説明するフローチャートである。

本発明の第4実施形態による変速段の算出に用いるテーブルである。

本発明の第4実施形態による変速段制御量の演算に用いるマップを説明する説明図である。

以下、本発明による駆動制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 (第1実施形態) 本発明の第1実施形態による駆動制御装置を図1〜図5に基づいて説明する。 図1に示すように、動力伝達システム1は、エンジン10、第1モータ11、第2モータ12、動力伝達装置20、および、駆動制御装置60等を備え、エンジン10、第1モータ11および第2モータ12の動力を駆動源として用いるハイブリッド車両である車両90に適用される。

エンジン10は、例えばガソリン等を燃料とする内燃機関である。 第1モータ11および第2モータ12は、車両90に搭載された図示しないバッテリから供給される電力により回転する電動モータである。また、第1モータ11および第2モータ12は、モータ軸にトルクが入力されることにより発電し、バッテリを充電可能なジェネレータとしても機能する。すなわち、第1モータ11および第2モータ12は、所謂「モータジェネレータ」であるが、本明細書中では単にモータと呼ぶことにする。また、図中では、第1モータ11を「MG1」、第2モータ12を「MG2」と記載する。 本実施形態では、第1モータ11の回転数を第1回転数N1、第2モータ12の回転数を第2回転数N2とする。本実施形態では、例えば単位[rpm]で表される単位時間あたりの回転数が「回転速度」に対応する。

動力伝達装置20は、入力軸21、断続部としての入力軸クラッチ25、出力軸29、動力伝達機構30、および、変速機構50等を備える。 入力軸21は、エンジン入力軸22、および、モータ入力軸23を有する。 エンジン入力軸22は、一端がエンジン10のクランクシャフトに接続され、他端がモータ入力軸23に対向するように設けられる。エンジン入力軸22には、図示しないトーションダンパが設けられる。

モータ入力軸23は、エンジン入力軸22と同軸に設けられ、一端が第1モータ11のモータ軸に接続される。第1モータ11にて発生した動力は、モータ入力軸23に伝達される。モータ入力軸23の他端は、エンジン入力軸22と対向するように設けられる。

入力軸クラッチ25は、エンジン10と第1モータ11との間を断続するものであって、エンジン入力軸22とモータ入力軸23との間に設けられる。入力軸クラッチ25を締結すると、エンジン入力軸22とモータ入力軸23とが一体に回転し、動力が伝達される。また、入力軸クラッチ25を開放すると、エンジン入力軸22とモータ入力軸23とで、動力が伝達されない。

出力軸29は、入力軸21に対して平行に設けられ、一端が第2モータ12のモータ軸に接続され、第2モータ12と一体に回転する。すなわち、出力軸29の回転数は、第2回転数N2と一致する。第2モータ12にて発生した動力は、出力軸29に伝達される。出力軸29の他端は、デファレンシャルギア94を介して車軸95に接続される。車軸95の両端に設けられる駆動輪96は、動力伝達装置20を経由して伝達された動力により駆動される。

動力伝達機構30は、第1動力伝達ギア31、および、第2動力伝達ギア41を有する。 第1動力伝達ギア31は、第1ドライブギア32および第1ドリブンギア33を有する。 第1ドライブギア32は、モータ入力軸23に対して同軸かつ相対回転不能に固定される。第1ドリブンギア33は、第1ドライブギア32に噛み合い、出力軸29に対して相対回転可能に設けられる。第1ドリブンギア33には、第1係合部34が設けられる。第1係合部34は、後述する変速機構50のスリーブ51と係合可能に形成される。 第1ドライブギア32の歯数をNt32、第1ドリブンギア33の歯数をNt33とすると、第1動力伝達ギア31のギア比である第1ギア比ρ1は、式(1)で表される。すなわち、第1ギア比ρ1は、第1ドライブギア32の歯数に対する第1ドリブンギア33の歯数、といえる。 ρ1=Nt33/Nt32 ・・・(1)

第2動力伝達ギア41は、第2ドライブギア42および第2ドリブンギア43を有する。 第2ドライブギア42は、モータ入力軸23に対して同軸かつ相対回転不能に固定される。第2ドリブンギア43は、第2ドライブギア42に噛み合い、出力軸29に対して相対回転可能に設けられる。第2ドリブンギア43には、第2係合部44が設けられる。第2係合部44は、スリーブ51と係合可能に形成される。 第2ドライブギア42の歯数をNt42、第2ドリブンギア43の歯数をNt43とすると、第2動力伝達ギア41のギア比である第2ギア比ρ2は、式(2)で表される。すなわち、第2ギア比ρ2は、第2ドライブギア42の歯数に対する第2ドリブンギア43の歯数、といえる。 ρ2=Nt43/Nt42 ・・・(2)

本実施形態では、第1動力伝達ギア31がエンジン10側、第2動力伝達ギア41が第1モータ11側に設けられる。また、第2ギア比ρ2は、第1ギア比ρ1より大きいものとする。すなわち、ρ1<ρ2である。

変速機構50は、スリーブ51、および、ニュートラル係合部52に加え、図示しないシンクロナイザリング等を有する公知のシンクロメッシュ式のものである。 スリーブ51は、係合部34、44、52のいずれかと係合可能に設けられる。スリーブ51が第1係合部34と係合することで、第1ドリブンギア33と出力軸29とが一体に回転する。これにより、第1動力伝達ギア31を介して、入力軸21と出力軸29との間で動力伝達が可能となる。 また、スリーブ51が第2係合部44と係合することで、第2ドリブンギア43と出力軸29とが一体に回転する。これにより、第2動力伝達ギア41を介して、入力軸21と出力軸29との間で動力伝達が可能となる。

ニュートラル係合部52は、出力軸29と同軸かつ相対回転不能に固定される。スリーブ51がニュートラル係合部52と係合すると、第1動力伝達ギア31および第2動力伝達ギア41は、出力軸29と接続されず、入力軸21と出力軸29との間で動力が伝達されない。 本実施形態では、スリーブ51が第1係合部34と係合している状態を「第1変速段」、スリーブ51が第2係合部44と係合している状態を「第2変速段」、スリーブ51がニュートラル係合部52と係合している状態を「ニュートラル状態」とする。 本実施形態では、1つの変速機構50にて変速段mを切り替えるので、例えば特許文献1のように、複数の変速機構を設ける場合と比較し、装置の小型化が可能である。

駆動制御装置60は、動力伝達システム1を制御するものであって、CPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成される。駆動制御装置60における各処理は、予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

駆動制御装置60は、機能ブロックとして、信号取得部61、エンジン制御部63、モータ制御部64、変速制御部65、および、断続制御部としてのクラッチ制御部66を有する。 信号取得部61は、アクセル開度α、車両90の走行速度である車速V、第1回転数N1、第2回転数N2、および、変速機構50の変速段m等を取得する。変速段mは、スリーブ51の位置に応じ、m=0がニュートラル状態、m=1が第1変速段、m=2が第2変速段であるものとする。後述の目標変速段m_tgtについても同様とする。 取得された信号は、駆動制御装置60における各種演算に用いられる。

エンジン制御部63は、エンジン10の駆動を制御する。 モータ制御部64は、第1モータ11および第2モータ12の駆動を制御する。 変速制御部65は、変速機構50の変速段mを制御する。本実施形態では、スリーブ51の制御量である変速段制御量M_sftを制御することで、変速段mを制御する。 クラッチ制御部66は、入力軸クラッチ25の断接を制御する。 なお、煩雑になることを避けるため、図1中の制御線は適宜省略した。後述の図8も同様である。

本実施形態では、車両90を減速させる際、第1モータ11または第2モータ12を回生駆動することで、ブレーキトルクを発生させる。ここで、モータが1つである場合、再加速時や急減速時にトルクが不足したり、変速段mを切り替える際にブレーキトルクが一瞬途絶えたりする。 本実施形態では、変速機構50をニュートラル状態としたとき、出力軸29と直結される第2モータ12が減速に必要なブレーキトルクを負担することで、ブレーキトルクが途絶えることなく変速段mを切り替え可能である。

本実施形態の変速処理を図2に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、駆動制御装置60において、エンジン10が停止しており、第1モータ11および第2モータ12の少なくとも一方の駆動力にて走行するEV走行時に実行される。第2実施形態における変速処理も同様とする。 最初のステップS101では、信号取得部61は、各種信号を読み込む。具体的には、信号取得部61は、アクセル開度α、車速V、第1回転数N1、第2回転数N2、および、変速段mを読み込む。 以下、ステップS101の「ステップ」を省略し、単に記号「S」で記す。他のステップについても同様である。

S102では、モータ制御部64は、要求トルクTを算出する。要求トルクTは、アクセル開度αおよび車速Vに基づき、図3に示すマップF1を用いて算出される。図3(a)は、アクセル開度α=0のときのマップであり、図3(b)はアクセル開度αが所定値(例えば5%)のときのマップである。本実施形態では、アクセル開度αに応じて、複数のマップが図示しない記憶部に格納されている。

要求トルクTが正のとき、第1モータ11または第2モータ12の力行により駆動トルクを発生させ、要求トルクTが負のとき、第1モータ11または第2モータ12の回生によるブレーキトルクを発生させる。 なお、フローチャート中の「Fn(z)」は、マップまたは関数Fnを用い、引数をzとして演算することを意味する。

S103では、モータ制御部64は、要求トルクTが0未満か否かを判断する。要求トルクTが0以上であると判断された場合(S103:NO)、S104以降の処理を行わない。要求トルクTが0未満であると判断された場合(S103:YES)、S104へ移行する。

S104では、変速制御部65は、目標変速段m_tgtを算出する。目標変速段m_tgtは、図4に示すマップF2により、要求トルクTおよび車速Vに基づいて算出される。本実施形態では、要求トルクT(より詳細には、ブレーキトルク)に応じた複数のマップが図示しない記憶部に格納されている。 図4に示すように、車速Vが目標変速段切替値Vtより大きい場合、目標変速段m_tgtを1とする。また、車速Vが目標変速段切替値Vt以下である場合、目標変速段m_tgtを2とする。

S105では、モータ制御部64は、第1モータ11の目標回転数N1_tgtを算出する。目標回転数N1_tgtは、変速段mを目標変速段m_tgtとしたときに、入力軸21と出力軸29との回転が同期する回転数である。目標回転数N1_tgtは、式(3)で表される。式中のρ(m_tgt)は、目標変速段m_tgtとしたときの変速比であって、目標変速段m_tgtが1であれば、ρ(m_tgt)=ρ1、目標変速段m_tgtが2であれば、ρ(m_tgt)=ρ2とする。 N1_tgt=ρ(m_tgt)×N2 ・・・(3) 本実施形態では、第2モータ12と出力軸29とが一体に回転するので、第2回転数N2は、「出力軸の回転速度」と捉えることができる。

S106では、変速制御部65は、現在の変速段mが目標変速段m_tgtであるか否かを判断する。現在の変速段mが目標変速段m_tgtであると判断された場合(S106:YES)、S111へ移行する。現在の変速段mが目標変速段m_tgtではないと判断された場合(S106:NO)、S107へ移行する。

S107では、モータ制御部64は、第1モータ11の回転数である第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致しているか否かを判断する。ここでは、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtを含む所定範囲内である場合、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致しているとみなす。第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致していないと判断された場合(S107:NO)、S109へ移行する。第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致していると判断された場合(S107:YES)、S108へ移行する。

S108では、変速制御部65は、車速Vが変速段切替許可値Vsより小さいか否かを判断する。図4に示すように、変速段切替許可値Vsは、目標変速段切替値Vtより小さい値とする。車速Vが変速段切替許可値Vs未満であると判断された場合(S108:YES)、S111へ移行する。車速Vが変速段切替許可値Vs以上であると判断された場合(S108:NO)、S109へ移行する。

第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致していない場合(S107:NO)、または、車速Vが変速段切替許可値Vs以上である場合(S108:NO)に移行するS109では、変速制御部65は、目標変速段m_tgtを0、すなわちニュートラル状態とする。 S110では、モータ制御部64は、第1モータ11のトルク指令値である第1トルク指令値T1^*、および、第2モータ12のトルク指令値である第2トルク指令値T2^*を算出する。第1トルク指令値T1^*は、目標回転数N1_tgtと第1回転数N1とを一致させるべく、目標回転数N1_tgtと第1回転数N1との差に基づくPID演算等により算出される。また、第2トルク指令値T2^*を、要求トルクTとする(式(5)参照。)。

現在の変速段mが目標変速段m_tgtである場合(S106:YES)、または、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致しており、かつ、車速Vが変速段切替許可値Vs未満である場合(S107:YES、かつ、S108:YES)に移行するS111では、モータ制御部64は、第1トルク指令値T1^*、および、第2トルク指令値T2^*を算出する。ここでは、第1トルク指令値T1^*を0、第2トルク指令値T2^*を要求トルクTとする(式(4)、(5)参照)。 T1^*=0 ・・・(4) T2^*=T ・・・(5)

S110またはS111に続いて移行するS112では、変速制御部65は、変速段制御量M_sftを算出する。変速段制御量M_sftは、スリーブ51が第1係合部34に係合しているときの位置を基準位置(すなわち、M_sft=0)とし、基準位置からの移動量とする。変速段制御量M_sftは、図5に示すマップF3を用い、目標変速段m_tgtに基づいて算出される。変速制御部65は、目標変速段m_tgt=0のとき、変速段制御量M_sftを、第1係合部34とニュートラル係合部52との距離に応じた制御量ST_Nとする。変速制御部65は、目標変速段m_tgt=1のとき、変速段制御量M_sft=0とする。変速制御部65は、目標変速段m_tgt=2のとき、変速段制御量M_sftを、第1係合部34と第2係合部44との距離に応じた制御量ST_2とする。なお、変速段が変わらない場合には、目標変速段m_tgtに応じた制御量を維持する。

本実施形態では、第2モータ12のモータ軸と出力軸29とが直結されている。そのため、変速機構50の変速段mがニュートラル状態であったとしても、第2モータ12にてブレーキトルクを発生させることができるので、変速段mの切り替えに伴ってブレーキトルクが途絶える現象が生じない。

また、モータ制御部64は、変速段mの切り替え後に入力軸21と出力軸29の回転数が同期するように、目標回転数N1_tgtを設定し、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtとなるように第1モータ11を制御する。 変速制御部65は、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致していない場合は、ニュートラル状態を維持し、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtと一致した場合、変速段mを切り替える。これにより、変速段mを切り替えたとき、入力軸21と出力軸29の回転が速やかに同期されるので、変速段mの切り替えに伴う変速ショックが低減される。 また、車速Vが大きい状況下における急ブレーキなどでギア比の大きい変速段への切り替えが必要になった場合でも、モータ慣性に起因するブレーキトルクの不足を低減することができる。

本実施形態では、実際に変速段を切り替える変速段切替許可値Vsを、目標変速段m_tgtを変更する目標変速段切替値Vtより小さい値に設定している。これにより、実際の変速段の切り替えに先立って第1モータ11の回転数を変速段の切り替え後に応じた回転数に制御可能である。また、車速Vが、変速段切替許可値Vsと目標変速段切替値Vtとの間である場合、変速段mがニュートラル状態で維持されるので、再加速等で車速Vが変動した場合に変速段mが頻繁に切り替わるのを避けることができる。

以上詳述したように、本実施形態の駆動制御装置60は、動力伝達システム1を制御する。 動力伝達システム1は、エンジン10と、第1モータ11と、第2モータ12と、動力伝達機構30と、変速機構50と、を備える。 エンジン10は、入力軸21の一側に接続される。第1モータ11は、入力軸21の他側に接続される。第2モータ12は、車軸95と接続される出力軸29と接続される。

動力伝達機構30は、複数の動力伝達ギア31、41を有する。 第1動力伝達ギア31は、入力軸21に設けられる第1ドライブギア32、および、出力軸29に設けられる第1ドリブンギア33を含み、第1ドライブギア32および第1ドリブンギア33を介して入力軸21と出力軸29とで動力伝達可能に設けられる。 第2動力伝達ギア41は、入力軸21に設けられる第2ドライブギア42、および、出力軸29に設けられる第2ドリブンギア43を含み、第2ドライブギア42および第2ドリブンギア43を介して入力軸21と出力軸29とで動力伝達可能に設けられる。 変速機構50は、入力軸21と出力軸29との動力伝達に用いる動力伝達ギア31、41を切り替える。

駆動制御装置60は、モータ制御部64と、変速制御部65と、を備える。モータ制御部64は、第1モータ11および第2モータ12を制御する。変速制御部65は、変速機構50を制御する。

2つの動力伝達ギア31、41において、ギア比が相対的に小さい方を第1動力伝達ギア31とし、ギア比が相対的に大きい方を第2動力伝達ギア41とする。また、入力軸21および出力軸29において、第1動力伝達ギア31にて動力が伝達される状態を第1変速段、第2動力伝達ギアにて動力が伝達される状態を第2変速段とする。

車両90の減速時において、第1変速段から第2変速段に切り替える場合、モータ制御部64は、第2動力伝達ギア41のギア比と第2回転数N2に基づいて決定される目標回転数N1_tgtとなるように第1モータ11を制御する。また、モータ制御部64は、要求されるブレーキトルクが第2モータ12にて発生するように第2モータ12を制御する。 また、変速制御部65は、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtとなるまでの間、変速機構50を、動力伝達機構30により入力軸21と出力軸29との間で動力が伝達されないニュートラル状態となるように変速機構50を制御する。

本実施形態では、車両減速時に変速段mを切り替えるとき、減速に必要となるブレーキトルクを出力軸29に直結される第2モータ12で負担することで、変速時において常に、ブレーキトルクが途絶えることがない。また、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtとなるまでの間、変速機構50をニュートラル状態とし、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtとなってから変速段mを切り替えることで、入力軸21と出力軸29との回転が速やかに同期される。これにより、変速ショックを低減可能であり、スムーズな乗り心地を実現することができる。また、再加速時において、高応答でのトルク出力が可能となる。 特に車速Vが大きい状況下における急ブレーキ等で、大きいギア比の変速段への変速が必要となった場合、第1モータ11がモータ慣性分を自身で補正するため、ブレーキトルク不足を低減することができる。

変速制御部65は、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtとなり、かつ、車両90の走行速度である車速Vが判定閾値である変速段切替許可値Vs未満となった場合、ニュートラル状態から第2変速段となるように、変速機構50を制御する。 車速Vが変速段切替許可値Vs以上の場合は、ニュートラル状態を維持することで、車速Vの変動に伴う変速段mの頻繁な切り替えが回避される。 本実施形態では、第1回転数N1が「第1モータの回転速度」に対応し、第2回転数N2が「出力軸の回転速度」に対応し、目標回転数N1_tgtが「目標回転速度」に対応する。また、ドライブギア32、42が「入力軸側ギア」に対応し、ドリブンギア33、43が「出力軸側ギア」に対応する。

(第2実施形態) 本発明の第2実施形態を図6に基づいて説明する。 第2実施形態および第3本実施形態は、変速処理が上記実施形態と異なっており、動力伝達システム1の構成等は上記実施形態と同様である。 本実施形態の変速処理を図6に示すフローチャートに基づいて説明する。 図6中のS201〜S205の処理は、図2中のS101〜S105の処理と同様である。

S206では、変速制御部65は、S106と同様、現在の変速段mが目標変速段m_tgtであるか否かを判断する。現在の変速段mが目標変速段m_tgtではないと判断された場合(S206:NO)、S208へ移行する。現在の変速段mが目標変速段m_tgtであると判断された場合(S206:YES)、S207へ移行する。

S207では、変速制御部65は、現在の変速段mが第2変速段であるか否か、すなわちm=2か否かを判断する。現在の変速段mが第2変速段ではないと判断された場合(S209:NO)、すなわちm≠2の場合、S212へ移行する。現在の変速段mが第2変速段であると判断された場合(S209:YES)、S213へ移行する。 S208〜S212の処理は、S107〜S111の処理と同様である。

現在の変速段mが第2変速段であると判断された場合(S207:YES)に移行するS213では、モータ制御部64は、第1トルク指令値T1^*および第2トルク指令値T2^*を算出する。ここでは、第1トルク指令値T1^*を、要求トルクTを第2ギア比ρ2で換算した値とし、第2トルク指令値T2^*を0とする(式(6)、(7)参照)。 T1^*=T/ρ2 ・・・(6) T2^*=0 ・・・(7) S211、S212、または、S213に続いて移行するS214の処理は、S112の処理と同様である。

本実施形態では、第1回転数N1が目標回転数N1_tgtとなり、かつ、車速Vが変速段切替許可値Vs未満となった場合(S208:YES、かつ、S209:YES)、ブレーキトルクを第2モータ12にて負担している状態にて、変速段mをニュートラル状態から第2変速段に切り替える(S212、S214)。そして、変速段mが第2変速段に切り替わると(S207:YES)、第2モータ12に替えて、第1モータ11にてブレーキトルクを発生させる(S213)。これにより、回生効率を高めることができる。 なお、変速段mがニュートラル状態である場合以外のときにブレーキトルクを発生させるモータは、ギア比やモータ効率等を考慮し、第1モータ11としてもよいし、第2モータ12としてもよい。

モータ制御部64は、変速機構50をニュートラル状態から第2変速段へ切り替えた後、ブレーキトルクを発生させるモータを、第2モータ12から第1モータ11に変更する。例えば、第2ギア比ρ2が1より大きい場合、ブレーキトルクを第1モータ11で負担することで、回生効率を高めることができる。 また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

(第3実施形態) 本発明の第3実施形態を図7に基づいて説明する。 本実施形態の変速処理を図7に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、イグニッション電源等である車両電源がオンされていときに所定の間隔で実行される。換言すると、本処理は、EV走行中に限らず、エンジン10が駆動しているときにも実行される。

S301では、信号取得部61は各種信号を読み込む。本実施形態では、信号取得部61は、アクセル開度α、車速V、第1回転数N1、第2回転数N2、および、変速段mに加え、エンジン回転数Neを読み込む。 S302〜S313の処理は、図6中のS202〜S213の処理と同様である。なお、第1実施形態のように、S307およびS313の処理を省略し、S306にて肯定判断された場合、S312へ移行するようにしてもよい。

S311、S312、または、S313に続いて移行するS314では、エンジン制御部63は、エンジン10を停止可能か否か判断する。エンジン10を停止可能か否かは、例えばエンジン10の冷却水温やバッテリ容量等に基づいて判断される。エンジン10を停止可能であると判断された場合(S314:YES)、エンジン10を停止し、S317へ移行する。エンジン10が停止中であれば、停止した状態を継続する。エンジン10が停止している場合、入力軸クラッチ25を開放状態とするが、締結状態であってもよい。エンジン10を停止できないと判断された場合(S314:NO)、S315へ移行する。

S315では、クラッチ制御部66は、入力軸クラッチ25を開放状態とし、エンジン10の動力がモータ入力軸23側へ伝達されないようにする。 S316では、エンジン制御部63は、エンジントルク指令値Te^*を算出する。エンジントルク指令値Te^*は、目標回転数N1_tgtとエンジン回転数Neとを一致させるべく、目標回転数N1_tgtとエンジン回転数Neとの差に基づくPID演算等により算出される。エンジン回転数Neと第1回転数N1とを一致させておくことで、必要に応じて入力軸クラッチ25を速やかに締結させることができる。 S317の処理は、S214の処理と同様である。

動力伝達システム1は、入力軸21に設けられ、エンジン10と第1モータ11との間を断続する入力軸クラッチ25を備える。 駆動制御装置60は、エンジン制御部63と、クラッチ制御部66と、をさらに備える。エンジン制御部63は、エンジン10を制御する。クラッチ制御部66は、クラッチ25を制御する。

車両減速時において、第1変速段から第2変速段に切り替える際に、エンジン10を停止できない場合、クラッチ制御部66は、入力軸クラッチ25を、エンジン10と第1モータ11とが切り離された状態である開放状態とする。エンジン制御部63は、エンジン回転数Neが目標回転数N1_tgtとなるようにエンジン10の駆動を制御する。 エンジン回転数Neを、第1回転数N1と同期させておくことで、適切に入力軸クラッチ25を締結させることができる。 また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 本実施形態では、エンジン回転数Neが「エンジンの回転速度」に対応する。

(第4実施形態) 本発明の第4実施形態を図8〜図11に示す。 図8に示すように、本実施形態の動力伝達システム2は、第1動力伝達ギア31の第1係合部35、第2動力伝達ギア41の第2係合部45、および、変速機構55が上記実施形態と異なる。 変速機構55は、第1クラッチ56および第2クラッチ57を有する。第1クラッチ56および第2クラッチ57は、摩擦クラッチである。第1クラッチ56および第2クラッチ57は、湿式のものでもよいし、乾式のものでもよい。

第1クラッチ56は、第1ドリブンギア33に設けられる第1係合部35と係合可能に設けられる。第1クラッチ56と第1係合部35とが係合することで、第1ドリブンギア33と出力軸29とが一体に回転する。これにより、第1動力伝達ギア31を介して入力軸21と出力軸29との間で動力伝達が可能となる。 第2クラッチ57は、第2ドリブンギア43に設けられる第2係合部45と係合可能に設けられる。第2クラッチ57と第2係合部45とが係合することで、第2ドリブンギア43と出力軸29とが一体に回転する。これにより、第2動力伝達ギア41を介して入力軸21と出力軸29との間で動力伝達が可能となる。

本実施形態では、第1クラッチ56と第1係合部35とが係合し、かつ、第2クラッチ57と第2係合部45とが係合していない状態を「第1変速段」とし、変速段m=1とする。第1クラッチ56と第1係合部35とが係合せず、かつ、第2クラッチ57と第2係合部45とが係合している状態を「第2変速段」とし、変速段m=2とする。また、第1クラッチ56と第1係合部35とが係合せず、かつ、第2クラッチ57と第2係合部45とが係合していない状態を「ニュートラル状態」とし、変速段m=0とする。

第1クラッチ56と第1係合部35との係合状態を第1係合状態me1とし、第1クラッチ56と第1係合部35とが係合している状態を、me1=1とし、係合していない状態を、me1=0とする。また、第2クラッチ57と第2係合部45との係合状態を第2係合状態me2とし、第2クラッチ57と第2係合部45とが係合している状態を、me2=1とし、係合していない状態を、me2=0とする。

本実施形態の変速処理を図9および図10に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、第3実施形態と同様、イグニッション電源等である車両電源がオンされていときに所定の間隔で実行される。換言すると、本処理は、EV走行中に限らず、エンジン10が駆動しているときにも実行される。

図9中のS401では、信号取得部61は、アクセル開度α、車速V、第1回転数N1、第2回転数N2、第1係合状態me1、第2係合状態me2、および、エンジン回転数Neを取得する。 S402〜S404の処理は、図7中のS302〜S304の処理と同様である。 S405では、変速制御部65は、現在の変速段mを算出する。現在の変速段mは、第1係合状態me1および第2係合状態me2に基づき、図11に示す如くのテーブルを参照して算出される。すなわち、第1係合状態me1=0、第2係合状態me2=0のとき、変速段m=0、第1係合状態me1=1、第2係合状態me2=0のとき、変速段m=1、第1係合状態me1=0、第2係合状態me2=1のとき、変速段m=2とする。

図10中のS406〜S410の処理は、S305〜S309の処理と同様である。 S409にて否定判断された場合、または、S410にて否定判断された場合に移行するS411では、変速制御部65は、変速段mをニュートラル状態とすべく、第1係合指令値me1^*=0、第2係合指令値me2^*=0とする。ここで、me1^*=0は、第1係合状態me1=0とする旨の指令であり、me1^*=1は、第1係合状態me1=1とする旨の指令である。第2係合指令値me2^*についても同様である。

S412では、モータ制御部64は、S110等と同様、第1トルク指令値T1^*および第2トルク指令値T2^*を算出する。すなわち、モータ制御部64は、目標回転数N1_tgtと第1回転数N1とを一致させるべく、第1トルク指令値T1^*を、目標回転数N1_tgtと第1回転数N1との差に基づくPID演算等により算出し、第2トルク指令値T2^*を要求トルクTとする。

S408にて否定判断された場合、または、S410にて肯定判断された場合に移行するS413では、変速制御部65は、変速段mを第1変速段とすべく、第1係合指令値me1^*=1、第2係合指令値me2^*=0とする。 S414では、モータ制御部64は、S111等と同様、式(4)、(5)により、第1トルク指令値T1^*および第2トルク指令値T2^*を算出する。

S408で肯定判断された場合に移行するS415では、変速制御部65は、変速段mを第2変速段とすべく、第1係合指令値me1^*=0、第2係合指令値me2^*=1とする。 S416では、モータ制御部64は、S213等と同様、式(6)、(7)により、第1トルク指令値T1^*および第2トルク指令値T2^*を算出する。 S417〜S419の処理は、S314〜S316の処理と同様である。

S417にて肯定判断された場合、または、S419に続いて移行するS420では、変速制御部65は、変速段制御量として、第1クラッチ56の制御量M1_sft、および、第2クラッチ57の制御量M2_sftを、図12に示すマップF4を用いて算出する。図12において、記号「#」は「1」または「2」であって、第1係合指令値me1^*に応じて第1クラッチ56の制御量M1_sftが算出され、第2係合指令値me2^*に応じて第2クラッチ57の制御量M2_sftが算出されることを意味している。

変速制御部65は、第1係合指令値me1^*=0のとき、制御量M1_sftを、第1クラッチ56が開放位置となる制御量ST_Fとし、第1係合指令値me1^*=1のとき、制御量M1_sftを、第1クラッチ56が係合状態となる制御量ST_Eとする。 変速制御部65は、第2係合指令値me2^*=0のとき、制御量M2_sftを、第2クラッチ57が開放状態となる制御量ST_Fとし、第2係合指令値me2^*=1のとき、制御量M2_sftを、第2クラッチ57が係合状態となる制御量ST_Eとする。

本実施形態では、エンジン10を停止できない場合、入力軸クラッチ25を開放状態とし、エンジン回転数Neが目標回転数N1_tgtとなるように制御するが、第1実施形態等のように、EV走行中であることを前提とし、S417〜S419の処理を省略してもよい。

また本実施形態では、変速段mが第2変速段に切り替わると、ブレーキトルクを第1モータ11で発生させているが、第1実施形態のように、変速段mが第2変速段となっても、ブレーキトルクを第2モータ12で引き続き発生させるようにしてもよい。具体的には、S408およびS416の処理を省略し、S407で肯定判断された場合、S415へ移行し、続いて、S414へ移行するようにしてもよい。 このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

(他の実施形態) (ア)モータ 上記実施形態では、動力伝達システムは、2つのモータを備える。他の実施形態では、動力伝達システムが、3つ以上のモータを備えてもよい。 (イ)動力伝達機構 上記実施形態では、動力伝達機構は、2つの動力伝達ギアを備える。他の実施形態では、動力伝達機構が、3つ以上の動力伝達ギアを備え、入力軸と出力軸との動力伝達に用いられるギアが変速機構により切り替えられる、いわゆる多段変速としてもよい。 上記実施形態では、ギア比が小さい第1動力伝達ギアがエンジン側、ギア比が大きい第2動力伝達ギアが第1モータ側に設けられる。他の実施形態では、複数の動力伝達ギアの配置は、どのようであってもよい。

第4実施形態では、変速機構は、別体の第1クラッチおよび第2クラッチを有する。他の実施形態では、第1クラッチおよび第2クラッチが一体であってもよい。また、変速機構は、上記実施形態にて説明したものに限らず、入力軸と出力軸との動力伝達に用いるギアを切り替え可能などのような機構であってもよい。 以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

1、2・・・動力伝達システム 10・・・エンジン 11・・・第1モータ 12・・・第2モータ 21・・・入力軸 29・・・出力軸 30・・・動力伝達機構 31・・・第1動力伝達ギア 41・・・第2動力伝達ギア 50・・・変速機構 60・・・駆動制御装置 64・・・モータ制御部 65・・・変速制御部