專利名稱：車輛的變速控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的裝置，至少具有第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素作為動力源。此外，本裝置涉及這樣一種車輛的變速控制裝置，其在具有2個自由度(two degrees of freedom)且具有至少3個旋轉要素的差動裝置中，隔著輸出要素在兩側連接2個扭矩產(chǎn)生要素。
背景技術：
現(xiàn)有的混合動力車輛，由變速時、變速后的目標輸入轉速和實際輸入轉速的差計算變速用控制扭矩。然后，由杠桿比和各要素的慣量計算變速用扭矩，由要求驅動力和無級變速模式中的杠桿平衡計算驅動用扭矩，將變速用扭矩和驅動用扭矩合成，設定扭矩指令值。通過向各扭矩產(chǎn)生要素(發(fā)動機、第1電動發(fā)電機、第2電動發(fā)電機)，輸出所設定的扭矩指令值，使杠桿動作來進行變速(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻特開2004-262275號公報發(fā)明內(nèi)容上述現(xiàn)有的混合動力車輛的變速控制裝置，在計算變速用扭矩時，使各扭矩產(chǎn)生要素的慣性由各扭矩產(chǎn)生要素(發(fā)動機、第1電動發(fā)電機、第2電動發(fā)電機)自身消除來進行變速。因此，存在以下問題，例如，在由換低檔操作而向低變速比變速時，不能超過由各扭矩產(chǎn)生要素的驅動用扭矩的合計所確定的驅動力，因而不能期望與駕駛員的換低檔操作相呼應的響應優(yōu)良的驅動力增加。
本發(fā)明著眼于上述問題，其目的在于提供一種車輛的變速控制裝置，其可以在要求驅動力指令值的變更時，利用扭矩產(chǎn)生要素的慣性反作用力，使輸出的驅動力的增減產(chǎn)生能力和增減響應性提高。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的車輛的變速控制裝置，包含作為動力源的第1扭矩產(chǎn)生要素；作為動力源的第2扭矩產(chǎn)生要素；差動裝置，其具有2個自由度、且至少具有3個旋轉要素，輸出要素和所述2個扭矩產(chǎn)生要素相連接；以及變速控制單元，其基于所要求的驅動力，無級地控制變速比，其特征在于，所述變速控制單元，在要求驅動力指令值變更時，以向所述輸出要素過渡性地作用利用了2個扭矩產(chǎn)生要素中的一個扭矩產(chǎn)生要素的慣性的反作用力扭矩來進行慣性反作用力變速的方式，設定向所述另一個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值。
發(fā)明的效果因此，在本發(fā)明的車輛變速控制裝置中，在要求驅動力指令值變更時，在變速控制單元中，以進行慣性反作用力變速的方式，設定送向扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值，該慣性反作用力變速是向輸出要素過渡性地作用利用了2個扭矩產(chǎn)生要素中的1個扭矩產(chǎn)生要素的慣性的反作用力扭矩。例如，在低速變速時利用第2扭矩產(chǎn)生要素的慣性時，作為向第1扭矩產(chǎn)生要素的扭矩分配，分擔第2扭矩產(chǎn)生要素的慣性部分而多分配。因此，第2扭矩產(chǎn)生要素的慣性反作用力扭矩向輸出要素過渡性地作用，作用在輸出要素上的驅動力，成為在利用各扭矩產(chǎn)生要素的驅動力扭矩的合計所確定的驅動力上，加上慣性反作用力利用的部分，與駕駛員的換低檔操作等相呼應，響應性優(yōu)良，驅動力增加。即，現(xiàn)有技術中，各扭矩產(chǎn)生要素的慣性由各要素自身消除，與之相對，將消除的慣性量有效利用于驅動力的增減中。其結果，能夠在要求驅動指令值變更時，利用扭矩產(chǎn)生要素的慣性反作用力，使輸出的驅動力的增減產(chǎn)生能力和增減響應性提高。


圖1是表示使用實施例1的變速控制裝置的混合動力車輛的整體系統(tǒng)圖。
圖2是表示由使用實施例1的變速控制裝置的混合動力車輛上所采用的拉維娜行星齒輪系所進行的各種行駛模式的共線圖。
圖3是表示使用實施例1的變速控制裝置的混合動力車輛的行駛模式對應圖的例子的圖。
圖4是表示在使用實施例1的變速控制裝置的混合動力車輛的4個行駛模式之間進行的模式切換路徑的圖。
圖5是表示實施例1的集中控制器中執(zhí)行的變速控制處理的流程的流程圖。
圖6是表示在實施例1的慣性反作用力變速中使用的慣性增加驅動力對應圖的圖。
圖7是表示在實施例1的慣性反作用力變速中使用的慣性反作用力利用指令對應圖的圖。
圖8是表示通常的低速變速時的扭矩指令值的設定例的共線圖。
圖9是利用實施例1中的慣性反作用力變速進行的低速變速時的扭矩指令值的設定例的共線圖。
圖10是表示驅動力時序圖的特性圖，該驅動力時序圖表示利用實施例1中慣性反作用力變速進行的低速變速中的驅動力響應以及產(chǎn)生能力。
圖11是表示利用實施例1中換低檔操作進行的低速變速時的加速器開度APO和車速VSP·目標杠桿輸入點轉速Wi_ref和實際杠桿輸入點轉速Wi_act·實際驅動力To_Fdrv·目標最終增加驅動力To_final_ref·發(fā)動機扭矩Te、第1電動發(fā)電機扭矩T1和第2電動發(fā)電機扭矩T2的扭矩指令的時序圖。
圖12是表示在實施例2的集中控制器中執(zhí)行的變速控制處理的流程的流程圖。
圖13是表示在實施例2的慣性反作用力變速中使用的慣性反作用力利用指令對應圖的圖。
圖14是表示利用實施例2中換低檔操作進行的低速變速時的加速器開度APO和車速VSP·目標杠桿輸入點轉速Wi_ref和實際杠桿輸入點轉速Wi_act·實際驅動力To_Fdrv·目標最終增加驅動力To_final_ref·發(fā)動機扭矩Te、第1電動發(fā)電機扭矩T1和第2電動發(fā)電機扭矩T2的扭矩指令的時序圖。
圖15是表示在實施例3的集中控制器中執(zhí)行的變速控制處理的流程的流程圖。
圖16是表示在實施例3的慣性反作用力變速中使用的慣性反作用力利用指令對應圖的圖。
圖17是表示利用實施例3中的慣性反作用力變速進行的高速變速時的扭矩指令值的設定例的共線圖。
圖18是表示驅動力時序圖的特性圖，該驅動力時序圖表示利用實施例3中慣性反作用力變速進行的高速變速中的驅動力響應和產(chǎn)生能力。
圖19是表示利用實施例3中的加速器松開操作進行的高速變速時的加速器開度APO和車速VSP·目標杠桿輸入點轉速Wi_ref和實際杠桿輸入點轉速Wi_act·實際驅動力To_Fdrv·目標最終增加驅動力To_final_ref·發(fā)動機扭矩Te、第1電動發(fā)電機扭矩T1和第2電動發(fā)電機扭矩T2的扭矩指令的時序圖。
圖20是表示利用實施例5中的換低檔操作進行的低速變速時的扭矩指令值的分配設定的5種方式的共線圖。
具體實施例方式
下面，基于附圖所示的實施例1～實施例4，說明實現(xiàn)本發(fā)明的車輛的變速控制裝置的最佳方式。
實施例1首先，說明混合動力車輛的驅動系統(tǒng)結構。
圖1是表示使用了實施例1的變速控制裝置的混合動力車輛的整體系統(tǒng)圖。實施例1的混合動力車輛的驅動系統(tǒng)，如圖1所示，具有發(fā)動機E(扭矩產(chǎn)生要素)、第1電動發(fā)電機MG1(第1扭矩產(chǎn)生要素)、第2電動發(fā)電機MG2(第2扭矩產(chǎn)生要素)、輸出齒輪OG(輸出要素)、以及驅動力合成變速器TM。
上述發(fā)動機E是汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機，基于來自后述的發(fā)動機控制器1的控制指令，控制節(jié)流閥的閥門開度等。
上述第1電動發(fā)電機MG1和第2電動發(fā)電機MG2是同步型電動發(fā)電機，其在轉子中埋設永久磁鐵、在定子上纏繞線圈，并基于來自后述的電動機控制器2的控制指令，施加由逆變器3產(chǎn)生的三相交流電，由此分別被獨立控制。在實施例1中，采用多層電動機構造，即，在定子S的內(nèi)側配置內(nèi)轉子IR，在定子S的外側配置外轉子OR，在定子S的線圈內(nèi)流過組合了2個驅動電流的復合電流(compoundcurrent)，由此，在外觀上是1個電動機，但具有獨立的第1電動發(fā)電機MG1(內(nèi)轉子IR和定子S)、第2電動發(fā)電機MG2(外轉子OR和定子S)的功能。
上述驅動力合成變速器TM具有拉維娜行星齒輪(Ravigneauxplanetary gear)系PGR(差速裝置)和低速制動器LB，上述拉維娜行星齒輪系PGR由以下部分構成第1太陽齒輪S1、第1小齒輪P1、第1環(huán)形齒輪R1、第2太陽齒輪S2、第2小齒輪P2、第2環(huán)形齒輪R2、以及共用托架PC，該共用托架PC支撐相互嚙合的第1小齒輪P1和第2小齒輪P2。也就是說，拉維娜行星齒輪系PGR具有5個旋轉要素，即第1太陽齒輪S1、第1環(huán)形齒輪R1、第2太陽齒輪S2、第2環(huán)形齒輪R2、以及共用托架PC。對與該5個旋轉要素對應的輸出要素的連接關系進行說明。
在第1太陽齒輪S1上連接第1電動發(fā)電機MG1。上述第1環(huán)形齒輪R1經(jīng)由低速制動器LB以可以固定的方式設置在殼體上。在上述第2太陽齒輪S2上連接第2電動發(fā)電機MG2。在上述第2環(huán)形齒輪R2上，經(jīng)由發(fā)動機離合器EC連接發(fā)動機E。在上述共用托架PC上直接連接輸出齒輪OG。此外，從輸出齒輪OG，經(jīng)由圖外的差速器或傳動軸，向左右的驅動輪傳遞驅動力。
利用上述連接關系，在圖2所示的共線圖中，以第1電動發(fā)電機MG1(第1太陽齒輪S1)、發(fā)動機E(第2環(huán)形齒輪R2)、輸出齒輪OG(共用托架PC)、低速制動器LB(第1環(huán)形齒輪R1)、以及第2電動發(fā)電機MG2(第2太陽齒輪S2)的順序進行配置?？梢砸牒唵蔚乇硎纠S娜行星齒輪系PGR的動作(各旋轉要素的速度關系)的2自由度的剛性杠桿模型。
在這里，所謂“共線圖”是在考慮差動齒輪的齒數(shù)比的情況下，取代以數(shù)學式求值的方法，利用更加簡單易懂的作圖來求解的方法中所使用的速度曲線圖，縱軸表示各旋轉要素的轉速(旋轉速度)，橫軸表示各旋轉要素，配置方式為，使各旋轉要素的間隔成為基于太陽齒輪和環(huán)形齒輪的齒數(shù)比的杠桿比。
上述發(fā)動機離合器EC和低速制動器LB是利用來自后述的油壓控制裝置5的油壓進行接合的多片摩擦離合器和多片摩擦制動器。發(fā)動機離合器EC在圖2的共線圖中，與發(fā)動機E一起配置在與第2環(huán)形齒輪R2的轉速軸一致的位置上，低速制動器LB在圖2的共線圖中，配置在第1環(huán)形齒輪R1的轉速軸(輸出齒輪OG的轉速軸和第2太陽齒輪S2的轉速軸之間的位置)上。
下面，說明混合動力車輛的控制系統(tǒng)。
實施例1中的混合動力車輛的控制系統(tǒng)如圖1所示，具有發(fā)動機控制器1、電動機控制器2、逆變器3、蓄電池4、油壓控制裝置5、集中控制器6、加速器開度傳感器7、車速傳感器8、發(fā)動機轉速傳感器9、第1電動發(fā)電機轉速傳感器10、第2電動發(fā)電機轉速傳感器11、第2環(huán)形齒輪轉速傳感器12、以及車輪速度傳感器13。
上述發(fā)動機控制器1對應于來自集中控制器6的目標發(fā)動機扭矩指令等，將控制發(fā)動機工作點(Ne、Te)的指令向例如圖外的節(jié)流閥的致動器輸出，上述集中控制器6輸入來自加速器開度傳感器7的加速器開度AP、和來自發(fā)動機轉速傳感器9的發(fā)動機轉速Ne。
上述電動機控制器2對應于來自集中控制器6的目標電動發(fā)電機扭矩指令等，將分別獨立控制第1電動發(fā)電機MG1的電動機工作點(N1、T1)和第2電動發(fā)電機MG2的電動機工作點(N2、T2)的指令向逆變器3輸出，上述集中控制器6輸入來自兩個電動發(fā)電機轉速傳感器(例如解析器)10、11的電動發(fā)電機轉速N1、N2。此外，從該電動機控制器2向集中控制器6輸出表示蓄電池4的充電狀態(tài)的信息。
上述逆變器3與上述第1電動發(fā)電機MG1和第2電動發(fā)電機MG2所共有的定子S的線圈相連接，利用來自電動機控制器2的指令，設定獨立的三相交流電，生成將其復合后的驅動電流。在該逆變器3上連接有蓄電池4，其在牽引時放電，在再生時充電。
上述油壓控制裝置5接收來自集中控制器6的油壓指令，進行發(fā)動機離合器EC和低速制動器LB的接合油壓控制和斷開油壓控制。在該接合油壓控制和斷開油壓控制中還包含半離合器控制，其由邊使離合器打滑邊使之接合的“滑動接合控制”、以及邊使離合器打滑邊使之斷開的“滑動斷開控制”組成。
上述集中控制器6輸入來自加速器傳感器7的加速器開度AP、來自車速傳感器8的車速VSP、來自發(fā)動機轉速傳感器9的發(fā)動機轉速ωe、來自第1電動發(fā)電機轉速傳感器10的第1電動發(fā)電機轉速N1、來自第2電動發(fā)電機轉速傳感器11的第2電動發(fā)電機轉速N2、來自第2環(huán)形齒輪轉速傳感器12的杠桿輸入點轉速wi_act、來自車輪速度傳感器13的車輪速度信息等信息，進行規(guī)定的運算處理。然后，根據(jù)計算處理結果，向發(fā)動機控制器1、電動機控制器2、油壓控制裝置5輸出控制指令。
此外，在集中控制器6和發(fā)動機控制器1之間、以及集中控制器6和電動機控制器2之間，為了進行信息交換，分別通過雙向通信線14、15進行連接。
下面，對混合動力車輛的行駛模式進行說明。
作為實施例1的混合動力車輛的行駛模式，包括電動汽車無級變速模式(以下稱為“EV模式”)、電動汽車固定變速比模式(以下稱為“EV-LB模式”)、混合動力車輛固定變速比模式(以下稱為“LB模式”)、以及混合動力車輛無級變速模式(以下稱為“E-iVT模式”)。
上述“EV模式”如圖2(a)的共線圖所示，是僅利用兩個電動發(fā)電機MG1、MG2進行行駛的無級變速模式。在這里，使發(fā)動機E停止，使發(fā)動機離合器EC斷開。
上述“EV-LB模式”如圖2(b)的共線圖所示，是在接合低速制動器LB的狀態(tài)下，僅利用兩個電動發(fā)電機MG1、MG2進行行駛的固定變速比模式。在這里，使發(fā)動機E停止，使發(fā)動機離合器EC斷開。由于從第1電動發(fā)電機MG1向輸出Output的減速比、以及從第2電動發(fā)電機MG2向輸出Output的減速比大，所以是驅動力較大地輸出的模式。
上述“LB模式”如圖2(c)的共線圖所示，是在接合低速制動器LB的狀態(tài)下，利用發(fā)動機E和電動發(fā)電機MG1、MG2進行行駛的固定變速比模式。在這里，使發(fā)動機E運轉，使發(fā)動機離合器EC接合。由于從發(fā)動機E和電動發(fā)電機MG1、MG2向輸出Output的減速比大，所以是驅動力較大地輸出的模式。
上述“E-iVT”模式如圖2(d)的共線圖所示，是利用發(fā)動機E和電動發(fā)電機MG1、MG2進行行駛的無級變速模式。在這里，使發(fā)動機E運轉，發(fā)動機離合器EC接合。
此外，上述4個行駛模式的模式切換控制利用集中控制器6來進行。即，在集中控制器6中預先設定有圖3所示的行駛模式對應圖，該行駛模式對應圖是在由要求驅動力Fdrv(通過加速器開度APO求得)、車速VSP和蓄電池SOC形成的三維空間中，分配上述4個行駛模式。在車輛停止時或行駛時，利用要求驅動力Fdrv、車速VSP和蓄電池SOC的各檢測值檢索行駛模式對應圖，對應于由要求驅動力Fdrv和車速VSP確定的車輛工作點及蓄電池充電量，選擇最佳行駛模式。此外，圖3是通過蓄電池SOC為充足的容量區(qū)域的某值來切割三維行駛模式對應圖，由此由要求驅動力Fdrv和車速VSP二維表示的行駛模式對應圖的例子。
在利用上述行駛模式對應圖的選擇，在“EV模式”和“EV-LB模式”之間進行模式切換的情況下，如圖4所示，進行低速制動器LB的接合·斷開。在“E-iVT模式”和“LB模式”之間進行模式切換的情況下，如圖4所示，進行低速制動器LB的接合·斷開。此外，在“EV模式”和“E-iVT模式”之間進行模式切換的情況下，如圖4所示，進行發(fā)動機E的起動·停止，同時進行發(fā)動機離合器EC的接合·斷開。在“EV-LB模式”和“LB模式”之間進行模式切換的情況下，如圖4所示，進行發(fā)動機E的起動·停止，同時進行發(fā)動機離合器EC的接合·斷開。
下面，說明作用。
〔變速控制處理〕圖5是表示在實施例1的集中控制器6中執(zhí)行的變速控制處理的流程的流程圖，下面，對各步驟進行說明(變速控制單元)。
在步驟S1中，在選擇“E-iVT模式”的行駛時，判斷是否為實際變速比iact和最低速度變速比ilow(變速比值最大)的差大于或等于設定值β、且發(fā)動機轉速ωe小于或等于設定轉速we1，在是的情況下，跳轉到步驟S2，在否的情況下，跳轉到步驟S7。
在步驟S2中，接著步驟S1中為iact-ilow≥β且ωe≤we1的判斷，即可以進行利用了慣性反作用力的低速變速的判斷，從通常變速模式向慣性反作用力變速模式切換，跳轉到步驟S3。
在步驟S3中，接著步驟S2中的向慣性反作用力變速模式的切換，判斷是否為加速器開度APO大于或等于設定值γ、且變速比指令變化大于或等于設定閾值κ，在是的情況下，跳轉到步驟S4。即，在步驟S3中，即使是向慣性反作用力變速模式的切換，也僅在換低檔操作時執(zhí)行利用了慣性反作用力的低速變速。步驟S3中，在判斷為否的情況下，跳轉到步驟S7。
在步驟S4中，接著步驟S3的APO≥γ且變速比指令變化≥κ的判斷，使用實際變速比iact和最低速度變速比ilow之間的差(＝實際第2電動發(fā)電機輸入轉速w2act和最低第2電動發(fā)電機輸入轉速W2low的差)、以及圖6所示的慣性增加驅動力對應圖，確定慣性增加驅動力To_inertia。然后，利用該慣性增加驅動力To_inertia、以及圖7所示的連續(xù)地利用慣性反作用力的慣性反作用力利用指令對應圖，確定第1電動發(fā)電機MG1的變速用控制扭矩dT1的dT1分擔扭矩比率K inertia。此外，按照該dT1分擔扭矩比率K inertia，使用下式確定第1電動發(fā)電機MG1的變速用控制扭矩dT1和第2電動發(fā)電機MG2的變速用控制扭矩dT2的扭矩分配，跳轉到步驟S5。
在這里，圖7所示的慣性反作用力利用指令對應圖，是為了連續(xù)地利用慣性反作用力，對于慣性增加驅動力To_inertia(＝To_Fdrv-To_final)，施加成正比增加的dT1分擔扭矩比率K inertia，以該方式設定特性曲線。
此外，變速用控制扭矩dT1和變速用控制扭矩dT2，利用下式求出dT1＝(1+α)J1×Ti×(1+K inertia)dT2＝-βJ2×Ti×(1-K inertia)在該式中，α、β是杠桿比，Ti是用于使由輸入點的目標轉速和實際轉速的乖離計算的變速比穩(wěn)定的杠桿操作扭矩，J1是第1電動發(fā)電機MG1的慣量，J2是第2電動發(fā)電機M2的慣量。
在步驟S5中，接著步驟S4中的由慣性反作用力對應圖進行的扭矩分配，判斷目標輸入轉速Wi_ref和實際輸入轉速wi_act的差的絕對值是否小于或等于設定值α，在是的情況下，跳轉到步驟S6，在否的情況下，跳轉到步驟S4。
在步驟S6中，接著步驟S5中的|Wi_ref-wiact|≤α的判斷，從利用了慣性反作用力的扭矩分配切換到通常變速中的扭矩分配，結束慣性反作用力變速，跳轉到結束。
在步驟S7中，接著步驟S1中的iact-ilow≥β且ωe≤we1為否的判斷，或者步驟S3中的APO≥γ且變速比指令變化≥κ為否的判斷，執(zhí)行各要素慣性由各要素自身消除而進行變速的通常變速，跳轉到結束。
〔變速控制動作〕在選擇“E-iVT模式”的行駛時，在實際變速比iact和最低速度變速比ilow的差小于設定值β，或者發(fā)動機轉速ωe大于設定轉速we1的情況下，在圖5的流程圖中，進行步驟S1→步驟S7。在步驟S7，執(zhí)行各要素慣性由各要素自身消除而進行變速的通常變速。
此外，在選擇“E-iVT模式”的行駛時，在iact-ilow≥β且ωe≤we1，但加速器開度APO小于設定閾值γ，或者變速比指令變化小于設定閾值κ的情況下，在圖5的流程圖中，進行步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S7。在步驟S7，執(zhí)行各要素慣性由各要素自身消除而進行變速的通常變速。
另一方面，在選擇“E-iVT模式”的行駛時，是深踏下加速器的換低檔操作的情況，在iact-ilow≥β且ωe≤we1，而且APO≥γ且變速比指令變化≥κ的情況下，在圖5的流程圖中，進行步驟S1→步驟S2→步驟S3→步驟S4→步驟S5。在步驟S5中，在直到判斷為|Wi_ref-wi_act|≤α之前，都在步驟S4中執(zhí)行利用了慣性反作用力的扭矩分配。然后，如果在步驟S5中判斷為|Wi_ref-wi_act|≤α，則從步驟S5跳轉到步驟S6。在步驟S6，從利用了慣性反作用力的扭矩分配，切換為通常變速中的扭矩分配，結束利用了慣性反作用力的變速。
〔變速控制作用〕首先，在實施例1所示的混合動力系統(tǒng)中，在由換低檔操作等進行的低速變速時，通常，由變速后的目標輸入轉速和實際輸入轉速的差，計算變速用控制扭矩Ti。然后，由杠桿比和各要素的慣量計算變速用扭矩dT1、dTe、dT2，由要求驅動力和“E-iVT模式”中的杠桿平衡計算驅動用扭矩fT1、fTe、fT2，合成變速用扭矩dT1、dTe、dT2和驅動用扭矩fT1、fTe、fT2，設定向發(fā)動機、第1電動發(fā)電機、第2電動發(fā)電機的扭矩指令值。通過輸出該被設定的扭矩指令值，使杠桿動作進行變速(圖8)。
此外，變速用控制扭矩Ti和變速用扭矩dT1、dT2的計算式如下Ti＝kPID×(ωi_ref-ωi_act)dT1＝(1+α)J1×TidT2＝-βJ2×Ti但是，在上述通常的變速控制單元中，由于在計算變速用扭矩dT1、dTe、dT2時，使各扭矩產(chǎn)生要素(發(fā)動機、第1電動發(fā)電機、第2電動發(fā)電機)的慣量J1、J2、Je，由各扭矩產(chǎn)生要素自身消除而進行變速，因此，例如在由換低檔操作等進行低速變速時，不能超過由各扭矩產(chǎn)生要素的驅動用扭矩fT1、fT2、fTe的合計所確定驅動力，不能期望與駕駛員的換低檔操作相呼應的響應良好的驅動力增加。
與之相對，在實施例1的變速控制中，在利用換低檔操作等進行要求驅動力指令值的增大變更時，以如下方式設定向兩個電動發(fā)電機MG1、MG2的變速用扭矩dT1、dT2，即，向輸出齒輪OG過渡性地作用利用了兩個電動發(fā)電機MG1、MG2中第2電動發(fā)電機MG2的慣性的反作用力扭矩，來進行變速。
即，在利用換低檔操作等進行低速變速時，使向第1電動發(fā)電機MG1的變速用扭矩dT1如圖9所示，分擔第2電動發(fā)電機慣量J2部分，而比通常的變速用扭矩dT1分配得多。由此，第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力扭矩對輸出齒輪OG1過渡性地起作用，作用于輸出齒輪OG的驅動力成為在利用各扭矩產(chǎn)生要素的驅動用扭矩的合計所確定的驅動力上，加上利用了慣性反作用力的慣性增加驅動力To_inertia，與駕駛員的換低檔操作等相呼應，響應性良好而驅動力增加。即，通常，各扭矩產(chǎn)生要素的慣性由各要素自身消除，與之相對，將消除的慣性部分有效利用于驅動力的增加中。
其結果，在要求驅動力指令值的增大變更時，利用第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力，如圖10所示，與一般的混合動力車輛(HEV)相比，能夠提高所輸出的驅動力Fdrv的增加產(chǎn)生能力和增加響應性。
利用圖11的時序圖說明由實施例1中的換低檔操作產(chǎn)生的低速變速時的變速動作，圖11表示了加速器開度APO和車速VSP·目標杠桿輸入點轉速Wi_ref和實際杠桿輸入點轉速Wi_act·實際驅動力To_Fdrv·目標最終增加驅動力To_final_ref·發(fā)動機扭矩Te、第1電動發(fā)電機扭矩T1和第2電動發(fā)電機扭矩T2的扭矩指令。此外，該時序圖是如下情況下的變速動作，即，在瞬時a的時間點開始由急速踏下加速器踏板進行的換低檔操作，在緊接著瞬時a之后，慣性反作用力變速的開始條件成立。
從加速器踏下的開始瞬時a到加速器踏下量成為最大的時刻b之間，發(fā)動機扭矩Te和第2電動發(fā)電機扭矩T2以平緩的斜率上升，與之相對，第1電動發(fā)電機扭矩T1以比虛線特性表示的通常變速時的特性陡的斜率上升。然后，在瞬時b，第1電動發(fā)電機扭矩T1成為最大，從瞬時b到瞬時c，對于發(fā)動機扭矩Te和第2電動發(fā)電機扭矩T2，保持瞬時b的值，對于第1電動發(fā)電機扭矩T1，以使得在瞬時c達到以虛線特性表示的通常變速的扭矩水平的方式，以平緩的斜率降低。
即，對于第1電動發(fā)電機扭矩T1，與通常變速相比，扭矩分配多了由虛線特性和實線特性圍成的區(qū)域的部分。因而，從瞬時a到瞬時c中，將瞬時b作為峰值，增加利用第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力的慣性增加驅動力To_inertia，實際驅動力To_Fdrv相對于目標最終增加驅動力To_final_ref，增加圖11的陰影所示的慣量部分。
下面，說明效果。
實施例1的車輛的變速控制裝置，能夠得到以下列舉的效果。
(1)車輛的變速控制裝置，其至少具有第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素作為動力源，在具有2個自由度、且具有至少3個旋轉要素的差動裝置中，在共線圖上觀察時隔著輸出要素在兩側連接2個扭矩產(chǎn)生要素，具備變速控制單元，其在要求驅動力指令值變更時，無級地控制上述差動裝置，上述變速控制單元，在要求驅動力指令值變更時，以如下方式設定向上述扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值，即，進行慣性反作用力變速，即，向上述輸出要素過渡性地作用利用了上述2個扭矩產(chǎn)生要素中的一個扭矩產(chǎn)生要素的慣性的反作用力扭矩。因此，在要求驅動力指令值變更時，能夠利用扭矩產(chǎn)生要素的慣性反作用力，提高輸出的驅動力的增減產(chǎn)生能力和增減響應性。
(2)上述變速控制單元，在實際變速比iact處于最低速度變速比ilow的高速側、且發(fā)動機轉速ωe小于或等于設定轉速we1時，判斷可以利用慣性反作用力進行低速變速，在加速器開度APO大于或等于設定閾值γ、且變速比指令變化大于或等于設定閾值κ時，執(zhí)行利用了慣性反作用力的低速變速。因此，在判斷為可以低速變速的行駛狀況中，特別是與驅動力增加要求高的換低檔操作相伴的低速變速時，能夠響應性優(yōu)良地增加由慣性反作用力產(chǎn)生的驅動力。
(3)上述變速控制單元，在變速開始時，利用實際變速比iact和最低速度變速比ilow的差來確定慣性增加驅動力To_inertia，利用該慣性增加驅動力To_inertia以及連續(xù)地利用慣性反作用力的特性，確定第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素的分擔扭矩比率，按照該分擔扭矩比率，設定向兩個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值。因此，在與驅動力增加要求高的換低檔操作相伴的低速變速時，能夠無不適感地連續(xù)地得到由慣性反作用力產(chǎn)生的驅動力的增加。
(4)上述變速控制單元，在慣性反作用力變速中，實際輸入轉速Wi_act與目標輸入轉速Wi_ref的差小于或等于設定值α的情況下，從利用慣性反作用力的扭矩分配，切換為通常的扭矩分配，結束變速。因此，能夠從慣性反作用力變速無不適感且順利地轉換到通常變速。
(5)上述車輛是混合動力車輛，具有發(fā)動機E、第1電動發(fā)電機MG1、和第2電動發(fā)電機MG2作為動力源，具備驅動力合成變速器TM，其連接上述動力源和輸出齒輪OG。上述驅動力合成變速器TM具有差動裝置，其在共線圖上配置大于或等于4個旋轉要素，對各旋轉要素中的配置在內(nèi)側的2個旋轉要素中的一個，分配來自發(fā)動機E的輸入，對另一個分配向驅動系統(tǒng)連接的輸出齒輪OG，同時，對配置在上述內(nèi)側的旋轉要素的兩外側的2個旋轉要素，分別分配第1電動發(fā)電機MG1和第2電動發(fā)電機MG2。因此，在無級變速模式即“E-iVT模式”的行駛中，在進行加速器踏板急速踏下操作時，能夠得到相對于加速器操作響應性良好的加速，此外，在進行松開加速器操作時，能夠得到相對于加速器操作響應性良好的減速。
(6)上述第1電動發(fā)電機MG1和第2電動發(fā)電機MG2是多層電動機構造，即，將共用定子S和內(nèi)轉子IR的組合作為第1電動發(fā)電機MG1，將共用定子S和外轉子OR的組合作為第2電動發(fā)電機MG2。因此，通過利用由第2電動發(fā)電機MG2的外轉子OR所形成的大的第2電動發(fā)電機慣量J2，能夠實現(xiàn)大的有效的驅動力的增長量和減少量，在低速變速過渡時提高車輛的加速性能，此外，還能夠在高速變速過渡時提高車輛的減速性能。
實施例2實施例1是連續(xù)地利用慣性反作用力的例子，與之相對，實施例2是在由換低檔操作進行的低速變速時，最大限度地利用慣性反作用力來增加驅動力的例子。此外，由于對于基本結構和基本動作，與圖1～圖4所示的實施例1的混合動力車輛相同，因此省略圖示以及說明。
下面，說明作用。
〔變速控制處理〕圖12是由實施例2的集中控制器6執(zhí)行的變速控制處理的流程的流程圖，對各步驟進行說明(變速控制單元)。此外，由于步驟S21～步驟S23與圖5的步驟S1～步驟S3對應，步驟S25～步驟S27與圖5的步驟S5～步驟S7對應，因此省略其說明。
在步驟S24中，接著步驟S23中的APO≥γ、且變速比指令變化≥κ的判斷，使用變速比iact和最低速變速比ilow的差(＝實際第2電動發(fā)電機輸入轉速w2act和最低速第2電動發(fā)電機輸入轉速W2low的差)、以及圖6所示的慣性增加驅動力對應圖，確定慣性增加驅動力To_inertia。然后，利用該慣性增加驅動力To_inertia、以及圖13所示的最大限度地利用慣性反作用力的慣性反作用力利用指令對應圖，確定第1電動發(fā)電機MG1的變速用控制扭矩dT1的dT1分擔扭矩比率K inertia。此外，按照該dT1分擔扭矩比率K inertia，使用下面的式子，確定第1電動發(fā)電機MG1的變速用控制扭矩dT1和第2電動發(fā)電機MG2的變速用控制扭矩dT2的扭矩分配，跳轉到步驟S5。
在這里，圖13所示的慣性反作用力利用指令對應圖，是為了最大限度地利用慣性反作用力，對于慣性增加驅動力To_inertia(＝To_Fdrv-To_final)，施加以階梯狀增加的dT1分擔扭矩比率Kinertia，以該方式設定特性曲線。
此外，變速用控制扭矩dT1和變速用控制扭矩dT2由下式求出dT1＝(1+α)J1×Ti×(1+K inertia)dT2＝-βJ2×Ti×(1-K inertia)。
在該式中，α、β是杠桿比，Ti是用于穩(wěn)定由輸入點的目標轉速和實際轉速的乖離計算的變速比的杠桿操作扭矩，J1是第1電動發(fā)電機MG1的慣量，J2是第2電動發(fā)電機MG2的慣量。
〔變速控制作用〕
利用圖14的時序圖，說明實施例1中的由換低檔操作進行的低速變速時的變速動作，圖14表示加速器開度APO和車速VSP·目標杠桿輸入點轉速Wi_ref和實際杠桿輸入點轉速Wi_act·實際驅動力To_Fdrv·目標最終增加驅動力To_final_ref·發(fā)動機扭矩Te、第1電動發(fā)電機扭矩T1和第2電動發(fā)電機扭矩T2的扭矩指令。此外，該時序圖是如下情況下的變速動作，即，在瞬時a開始由急速踏下加速器進行的換低檔操作，在緊接著瞬時a之后，慣性反作用力變速的開始條件成立。
從加速器踏下的開始瞬時a到加速器踏下量成為最大的瞬時b之間，發(fā)動機扭矩Te和第2電動發(fā)電機扭矩T2以平緩的斜率上升，與之相對，第1電動發(fā)電機扭矩T1，通過使用最大限度地利用慣性反作用力的慣性反作用力利用指令對應圖，以比實施例1更陡的斜率上升。然后，在瞬時a與瞬時b之間的時刻，To_inertia成為最大，在從瞬時b到瞬時c期間，對于發(fā)動機扭矩Te和第2電動發(fā)電機扭矩T2，保持瞬時b的值，對于第1電動發(fā)電機扭矩T1，以使得從峰值位置在瞬時c下降到以虛線特性表示的通常變速的扭矩水平的方式，以平緩的斜率降低。
即，對于第1電動發(fā)電機扭矩T1，與通常變速相比，分配的扭矩多了以虛線特性和實線特性圍成的區(qū)域部分。因而，將瞬時a到瞬時c之間緊接著瞬時a之后作為峰值，加上利用第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力的慣性增加驅動力To_inertia，實際驅動力To_Fdrv相對于目標最終增加驅動力To_final_ref，增加圖14的陰影所示的慣性部分。即，與實施例1相比，驅動力峰值變大。
下面，說明效果。
實施例2的車輛的變速控制裝置中，在實施例1的(1)、(2)、(4)、(5)、(6)的效果的基礎上，還能夠得到如下的效果。
(7)上述變速控制單元在變速開始時，利用實際變速比iact和最低速度變速比ilow的差確定慣性增加驅動力To_inertia，通過該慣性增加驅動力To_inertia、以及最大限度地利用慣性反作用力的特性，確定第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素的分擔扭矩比率，根據(jù)該分擔扭矩比率，設定向兩個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值。因此，能夠在與驅動力增加要求高的換低檔操作相伴的低速變速時，使由慣性反作用力產(chǎn)生的驅動力最大限度地增加，得到高的加速感。
〔實施例3〕實施例1、2是由換低檔操作進行的低速變速時，利用慣性反作用力來增加驅動力的例子，與之相對，實施例3是在由松開加速器操作進行的高速變速時，利用慣性反作用力來減少驅動力的例子。此外，關于基本結構和基本動作，因為與圖1～圖4所示的實施例1的混合動力車輛相同，因此省略圖示以及說明。
下面，說明作用。
〔變速控制處理〕圖15是表示在實施例3的集中控制器6中執(zhí)行的變速控制處理的流程的流程圖，下面，對各步驟進行說明(變速控制單元)。
在步驟S31中，在選擇“E-iVT模式”的行駛時，判斷是否為實際變速比iact和最高速度變速比ihigh(變速比值最小)之差大于或等于設定值β、且發(fā)動機轉速ωe大于或等于設定轉速we1，在是的情況下，跳轉到步驟S32，在否的情況下，跳轉到步驟S37。
在步驟S32中，接著步驟S31中的iact-ihigh≥β、且ωe≥we1的判斷，即可以進行利用了慣性反作用力的高速變速的判斷，從通常變速模式向慣性反作用力變速模式切換，跳轉到步驟S33。
在步驟S33中，接著步驟S32中的向慣性反作用力變速模式的切換，判斷是否為加速器開度APO小于或等于設定閾值γ、且變速比指令變化大于或等于設定閾值κ，在是的情況下，跳轉到步驟S34，即使是向慣性反作用力變速模式的切換，也僅在松開加速器操作時，執(zhí)行利用慣性反作用力的高速變速。在步驟S33中判斷為否的情況下，跳轉到步驟S37。
在步驟S34中，接著步驟S33中的APO≤γ、且變速比指令變化≥κ的判斷，使用實際變速比iact和最高速度變速比ihigh之間的差(＝實際第2電動發(fā)電機輸入轉速w2act和最高第2電動發(fā)電機輸入轉速W2high的差)、以及圖外的慣性減少驅動力對應圖，確定慣性減少驅動力To_inertia。然后，利用該慣性減少驅動力To_inertia、以及圖16所示的連續(xù)地利用慣性反作用力的慣性反作用力利用指令對應圖，確定第1電動發(fā)電機MG1的變速用控制扭矩dT1的dT1分擔扭矩比率K inertia。此外，按照該dT1分擔慣性比率K inertia，使用下述的式子，確定第1電動發(fā)電機MG1的變速用控制扭矩dT1和第2電動發(fā)電機MG2的變速用控制扭矩dT2的扭矩分配，跳轉到步驟S35。
在這里，圖16所示的慣性反作用力利用指令對應圖，為了連續(xù)地利用慣性反作用力，對于慣性減少驅動力To_inertia(＝To_final-To_Fdrv)，施加成正比地增加的dT1分擔扭矩比率Kinertia，以該方式設定特性曲線。
此外，變速用控制扭矩dT1和變速用控制扭矩dT2，按照下式計算dT1＝(1+α)J1×Ti×(1+K inertia)dT2＝-βJ2×Ti×(1-K inertia)在該式中，α、β是杠桿比，Ti是用于使從輸入點的目標轉速和實際轉速的乖離計算的變速比穩(wěn)定的杠桿操作扭矩，J1是第1電動發(fā)電機MG1的慣量，J2是第2電動發(fā)電機MG2的慣量。
在步驟S35中，接著步驟S34中的通過慣性反作用力對應圖進行的扭矩分配，判斷目標輸入轉速Wi_ref和實際輸入轉速wi_act之間的差的絕對值是否小于或等于設定值α，在是的情況下，跳轉到步驟S36，在否的情況下，返回至步驟S34。
在步驟S36中，接著步驟S35中的|Wi_ref-wi_act|≤α的判斷，從利用慣性反作用力的扭矩分配切換到通常變速中的扭矩分配，結束慣性反作用力變速，跳轉到結束。
在步驟S37中，接著步驟S31中的iact-ihigh≥β、且ωe≥we1不成立的判斷，或者步驟S33中的APO≤γ、且變速比指令變化≥κ不成立的判斷，執(zhí)行各要素的慣性由各要素自身消除來進行變速的通常變速，跳轉到結束。
〔變速控制動作〕在選擇“E-iVT模式”的行駛時，在實際變速比iact和最高速度變速比的差小于設定值β，或者發(fā)動機轉速ωe小于設定轉速we1的情況下，在圖15的流程圖中，進行步驟S31→步驟S37，在步驟S37中，執(zhí)行各要素的慣性由各要素自身消除來進行變速的通常變速。
此外，在選擇“E-iVT模式”的行駛時，在iact-ihgh≥β、且ωe≥we1，但在加速器開度APO超過設定閾值γ、或者變速比指令變化小于設定閾值κ的情況下，在圖15的流程圖中，進行步驟S31→步驟S32→步驟S33→步驟S37，在步驟S37中，執(zhí)行各要素的慣性由各要素自身消除來進行變速的通常變速。
另一方面，在選擇“E-iVT模式”的行駛時，在進行松開加速器踏板的操作的情況中，iact-ihigh≥β且ωe≥we1，而且APO≤γ、且變速比指令變化≥κ的情況下，在圖15的流程圖，進行步驟S31→步驟S32→步驟S33→步驟S34→步驟S35的操作，在步驟S35中，在直到判斷為|Wi_ref-wi_act|≤α之前，在步驟S34中執(zhí)行利用慣性反作用力的扭矩分配。然后，在步驟S35中，如果判斷為|Wi_ref-wi_act|≤α，則從步驟S35進入步驟S36。在步驟S36中，從利用慣性反作用力的扭矩分配切換到通常變速中的扭矩分配，結束慣性反作用力變速。
〔變速控制作用〕首先，在實施例1所示的混合動力系統(tǒng)中，在由松開加速器操作等進行高速變速時，通常，由變速后的目標輸入轉速和實際輸入轉速的差計算變速用控制扭矩Ti。然后，由杠桿比和各要素的慣量，計算變速用扭矩dT1、dTe、dT2，由要求驅動力和“E-iVT模式”中的杠桿平衡計算驅動用扭矩fT1、fTe、fT2，將變速用扭矩dT1、dTe、dT2和驅動用扭矩fT1、fTe、fT2合成，設定向發(fā)動機、第1電動發(fā)電機、第2電動發(fā)電機的扭矩指令值，通過輸出設定的扭矩指令值，使杠桿動作來進行變速(圖7(a))。
此外，變速用控制扭矩Ti和變速用扭矩dT1、dT2的計算式為
Ti＝kPID×(ωi_ref-ωi_act)dT1＝(1+α)J1×TidT2＝-βJ2×Ti。
但是，在上述通常的變速控制單元中，在計算變速用扭矩dT1、dTe、dT2時，使各扭矩產(chǎn)生要素(發(fā)動機、第1電動發(fā)電機、第2電動發(fā)電機)的慣量J1、J2、Je由各扭矩產(chǎn)生要素自身消除而進行變速。因此，例如，在由松開加速器的操作等進行高速變速時，不會超出由各扭矩產(chǎn)生要素的驅動用扭矩fT1、fTe、fT2的合計所確定的驅動力，不能期望與駕駛員的松開加速器操作相呼應的響應性良好的驅動力減少。另一方面，即使通過發(fā)動機斷油來產(chǎn)生減速感，在發(fā)動機斷油中，反向驅動力由摩擦決定而不連續(xù)。
與之相對，在實施例3的變速控制中，在由松開加速器操作進行的要求驅動力指令值的減少變更時，以向輸出齒輪OG過渡性地起作用利用了兩個電動發(fā)電機MG1、MG2中的第2電動發(fā)電機MG2的慣量的反作用力扭矩的方式，設定向兩個電動發(fā)電機MG1、MG2的變速用扭矩dT1、dT2。
即，在由松開加速器操作來進行高速變速時，使向第1電動發(fā)電機MG1的變速用扭矩dT1如圖17(b)所示，分擔第2電動發(fā)電機慣量J2部分，比通常的變速用扭矩dT1多分配。由此，第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力扭矩對輸出齒輪OG過渡性地起作用，作用在輸出齒輪OG上的驅動力是從利用各扭矩產(chǎn)生要素的驅動用扭矩的合計確定的驅動力中，減去利用慣性反作用力的慣性減少驅動力To_inertia所得到，與駕駛員的松開加速器操作等相呼應，響應性良好地減少驅動力。即，通常，各扭矩產(chǎn)生要素的慣量由各要素自身消除，與之相對，將消除了的慣性分量有效利用在驅動力的減少中。
其結果，在要求驅動力指令值的減少變更時，利用第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力，如圖18所示，與一般的混合動力車輛(HEV)相比，能夠使輸出的驅動力Fdrv的減少產(chǎn)生能力以及減少響應性提高。
利用圖19的時序圖，說明由實施例3的松開加速器操作進行的高速變速時的變速動作，圖19的時序圖表示加速器開度APO和車速VSP·目標杠桿輸入點轉速Wi_ref和實際杠桿輸入點轉速Wi_act·實際驅動力To_Fdrv·目標最終增加驅動力To_final_ref·發(fā)動機扭矩Te、第1電動發(fā)電機扭矩T1和第2電動發(fā)電機扭矩T2的扭矩指令。此外，該時序圖為如下情況下的變速動作，即，在緊接著瞬時a之前，開始松開加速器操作，在瞬時a，慣性反作用力變速的開始條件成立。
對于發(fā)動機扭矩Te和第2電動發(fā)電機扭矩T2，從開始松開加速器的操作到瞬時a之前，以陡斜率下降，在瞬時a之后，維持瞬時a時的值。另一方面，對于第1電動發(fā)電機扭矩T2，從開始松開加速器的操作經(jīng)過瞬時a，在直到達到瞬時b之前也持續(xù)降低。然后，從瞬時b開始，以使得在瞬時c達到以虛線特性表示的通常變速的扭矩水平的方式，以平緩斜率上升。
即，對于第1電動發(fā)電機扭矩T1，與通常變速相比，其扭矩少分配了以虛線特性和實線特性所圍成的區(qū)域量。因此，在從瞬時a到瞬時c之中，將瞬時b作為峰值，減掉利用第2電動發(fā)電機MG2的慣性反作用力的慣性減少驅動力To_inertia，實際驅動力To_Fdrv相對于目標最終增加驅動力To_final_ref，減少以圖19的陰影所表示的慣性部分。
下面，說明效果。
實施例3的車輛的變速控制裝置中，在實施例1的(1)、(4)、(5)、(6)的效果的基礎上，還能夠得到如下列舉的效果。
(8)上述變速控制單元，在實際變速比iact處于最高速度變速比ihigh的低速側、且發(fā)動機轉速ωe大于或等于設定轉速ω1時，判斷可以進行利用慣性反作用力的高速變速，在加速器開度APO小于或等于設定閾值γ、且變速比指令變化大于或等于設定閾值κ時，執(zhí)行利用慣性反作用力的高速變速。因此，在判斷為可以高速變速的行駛狀況中，特別是在與驅動力減少要求高的松開加速器操作相伴的高速變速時，能夠響應性良好地減小由慣性反作用力產(chǎn)生的驅動力。
(9)上述變速控制單元，在變速開始時，利用最高速度變速比ihigh和實際變速比iact的差，確定慣性減少驅動力To_inertia，利用該慣性減少驅動力To_inertia、以及連續(xù)地利用慣性反作用力的特性，確定第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素的分擔扭矩比率，按照該分擔扭矩比率，設定向兩個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值dT1、dT2。因此，在與驅動力減少要求高的松開加速器操作相伴的高速變速時，能夠無不適感地連續(xù)得到由慣性反作用力產(chǎn)生的驅動力的減少。
實施例4實施例4是由換低檔操作進行的低速變速時的扭矩指令值的分配設定例。此外，由于除了利用慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的分配設定以外，其基本構成和基本動作與圖1～圖4所示的實施例1的混合動力車輛相同，作用也與實施例1相同，所以省略其說明。
下面，對利用慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的分配設定例進行說明。
第1例如圖20(a)所示，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的大半，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，僅分擔發(fā)動機慣量Je部分，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2，僅分擔第2電動發(fā)電機慣量J2的剩余部分。
在該第1例中，發(fā)動機E和兩個電動發(fā)電機MG1、MG2同是扭矩產(chǎn)生要素，但對于控制響應，兩個電動發(fā)電機MG1、MG2響應性高，發(fā)動機E有響應延遲的傾向。對此，利用變速用控制扭矩dT2補償發(fā)動機扭矩的響應延遲。即，由杠桿比分擔發(fā)動機響應延遲。但是，發(fā)動機響應延遲補償由其它的邏輯運算來進行。
第2例如圖20(b)所示，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的一半，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩扭矩dTe分擔發(fā)動機慣量Je部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的一半，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2進行的分擔為零。
在該第2例中，能夠利用第1電動發(fā)電機扭矩T1和發(fā)動機扭矩Te，進行利用慣性反作用力的變速，使作用扭矩上限值升高。
第3例是作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，僅分擔第1電動發(fā)電機慣量J1，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，分擔發(fā)動機慣量Je部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2進行的分擔為零。
該第3例中，能夠利用發(fā)動機扭矩Te，分擔全部利用慣性反作用力的扭矩。
第4例是作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，僅分擔發(fā)動機慣量Je部分，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2進行的分擔為零。
該第4例中，由第1電動發(fā)電機扭矩分擔利用慣性反作用力的扭矩，第1電動發(fā)電機扭矩最大值T1max成為限制值。
第5例是作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，僅分擔第1電動發(fā)電機慣量J1分，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，分擔發(fā)動機慣量Je部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的大半，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2，僅分擔第2電動發(fā)電機慣量J2的剩余部分。
在第5例中，與第1例相同地，利用變速用控制扭矩dT2，補償發(fā)動機扭矩的響應延遲。即，以杠桿比分擔發(fā)動機響應延遲。但是，發(fā)動機響應延遲補償由其它的邏輯運算來進行。
下面，說明效果。
實施例4的車輛的變速控制裝置，在實施例1、2、3的效果的基礎上，還能夠得到下面列舉的效果。
(10)上述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分、以及第2電動發(fā)電機慣量J2部分的大半，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，僅分擔發(fā)動機慣量Je部分，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2，僅分擔第2電動發(fā)電機慣量J2的剩余部分。因此，能夠利用變速用控制扭矩dT2，由杠桿比分擔發(fā)動機扭矩的響應延遲。
(11)上述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的一半，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，分擔發(fā)動機慣量Je部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的一半，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2進行的分擔為零。因此，能夠利用第1電動發(fā)電機扭矩T1和發(fā)動機扭矩Te，進行利用慣性反作用力的變速，使作用扭矩上限值升高。
(12)上述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，僅分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，分擔發(fā)動機慣量Je部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2進行的分擔為零。因此，能夠利用發(fā)動機扭矩Te分擔全部利用慣性反作用力的扭矩。
(13)上述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，僅分擔發(fā)動機慣量Je部分，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2進行的分擔為零。因此，能夠利用第1電動發(fā)電機扭矩T1，分擔利用慣性反作用力的扭矩。
(14)上述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，第1電動發(fā)電機MG1利用變速用控制扭矩dT1，僅分擔第1電動發(fā)電機慣量J1部分，發(fā)動機E利用變速用控制扭矩dTe，分擔發(fā)動機慣量Je部分和第2電動發(fā)電機慣量J2部分的大半，第2電動發(fā)電機MG2利用變速用控制扭矩dT2，僅分擔第2電動發(fā)電機慣量J2的剩余部分。因此，可以利用變速用控制扭矩dT2，由杠桿比分擔發(fā)動機響應延遲。
以上，基于實施例1～實施例4，說明了本發(fā)明的車輛變速控制裝置，關于具體的結構，并不限于這些實施例，只要不脫離權利要求書的各權利要求所涉及的發(fā)明的要點，允許對其進行設計的變更或追加。
在實施例1～4中，作為變速控制單元，表示了在與換低檔操作相伴的低速變速時和與松開加速器操作相伴的高速變速時，使用慣性反作用力變速的例子，但只要是驅動力要求的增減操作，并不限于這些特定操作時使用慣性反作用力變速。要點在于，只要變速控制單元是在要求驅動力指令值的變更時，以進行慣性反作用力變速的方式，設定向扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值，則并不限于實施例1的方式，所述慣性反作用力變速使利用2個扭矩產(chǎn)生要素中的一個扭矩產(chǎn)生要素的慣量的反作用力扭矩向輸出要素過渡性地起作用。
工業(yè)實用性在實施例1～4中，表示了對混合動力車輛的應用例，該混合動力車輛以1個發(fā)動機和2個電動發(fā)電機作為動力源，具備驅動力合成變速器，該驅動力合成變速器具有拉維娜行星齒輪系、發(fā)動機離合器以及低速制動器。但是，本發(fā)明的變速控制裝置，例如，還能夠適用于具有1組或多組簡單行星齒輪組替代拉維娜行星齒輪系的車輛。此外，也能適用于具備2個電動發(fā)電機的電動汽車。要點在于，只要是如下的車輛即可應用，即，至少具有第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素作為動力源，在具有2個自由度、且至少具有3個旋轉要素的差動裝置上，在從共線圖上觀察時，隔著輸出要素、在兩側連接2個扭矩產(chǎn)生要素，在要求驅動力指令值變更時，無級地控制上述差動裝置的變速比。
權利要求
1.一種車輛的變速控制裝置，包含作為動力源的第1扭矩產(chǎn)生要素；作為動力源的第2扭矩產(chǎn)生要素；差動裝置，其具有2個自由度、且至少具有3個旋轉要素，輸出要素和所述2個扭矩產(chǎn)生要素相連接；以及變速控制單元，其基于所要求的驅動力，無級地控制變速比，其特征在于，所述變速控制單元，在要求驅動力指令值變更時，以向所述輸出要素過渡性地作用利用了2個扭矩產(chǎn)生要素中的一個扭矩產(chǎn)生要素的慣性的反作用力扭矩來進行慣性反作用力變速的方式，設定向所述另一個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述差動裝置，在以共線圖表示連接關系時，隔著所述輸出要素在兩側連接所述2個扭矩產(chǎn)生要素。
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，在實際變速比處于最低速度變速比的高速側、且發(fā)動機轉速小于或等于設定轉速時，判斷可以進行利用了慣性反作用力的低速變速，在加速器開度大于或等于設定閾值、且變速比指令變化大于或等于設定閾值時，執(zhí)行利用了慣性反作用力的低速變速。
4.根據(jù)權利要求3所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制裝置，在變速開始時利用實際變速比和最低速度變速比的差確定慣性增加驅動力，利用該慣性增加驅動力和連續(xù)地利用慣性反作用力的特性，確定第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素的分擔扭矩比率，按照該分擔扭矩比率，設定向兩個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值。
5.根據(jù)權利要求3所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，利用變速開始時變速比和最低速度變速比的差確定慣性增加驅動力，利用該慣性增加驅動力、以及最大限度地利用慣性反作用力的特性，確定第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素的分擔扭矩比率，按照該分擔扭矩比率，設定向兩個扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值。
6.根據(jù)權利要求1所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，在實際變速比處于最高速度變速比的低速側、且發(fā)動機轉速大于或等于設定轉速時，判斷可以進行利用了慣性反作用力的高速變速，在加速器開度小于或等于設定閾值、且變速比指令變化大于或等于設定閾值時，執(zhí)行利用了慣性反作用力的高速變速。
7.根據(jù)權利要求6所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，在變速開始時，利用最高速度變速比和實際變速比的差確定慣性減少驅動力，利用該慣性減少驅動力和連續(xù)地利用慣性反作用力的特性，確定第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素的分擔扭矩比率，按照該分擔扭矩比率，設定向兩個扭矩產(chǎn)生要素的指令值。
8.根據(jù)權利要求1所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，在慣性反作用力變速中，如果實際輸入轉速逐漸接近目標輸入轉速直到小于或等于設定值，則從利用慣性反作用力的扭矩分配切換為通常的扭矩分配，結束變速。
9.根據(jù)權利要求1至7所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述車輛是混合動力車輛，具有發(fā)動機、第1電動發(fā)電機和第2電動發(fā)電機作為動力源，并具備將這些動力源和輸出要素連結的驅動力合成變速器，所述驅動力合成變速器具有差動裝置，其在共線圖上排列4個或4個以上的旋轉要素，對各旋轉要素中排列在內(nèi)側的2個旋轉要素中的一個分配來自發(fā)動機的輸入，對另一個分配向驅動系統(tǒng)的輸出要素，同時，對在所述內(nèi)側旋轉要素的兩個外側排列的2個旋轉要素，分別分配第1電動發(fā)電機和第2電動發(fā)電機。
10.根據(jù)權利要求9所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述第1電動發(fā)電機和第2電動發(fā)電機為多層電動機構造，其將共用的定子和內(nèi)轉子的組合作為第1電動發(fā)電機，將共用的定子和外轉子的組合作為第2電動發(fā)電機。
11.根據(jù)權利要求10所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，所述第1電動發(fā)電機分擔第1電動發(fā)電機慣量部分和第2電動發(fā)電機慣量部分的大半，所述發(fā)動機僅分擔發(fā)動機慣量部分，所述第2電動發(fā)電機僅分擔第2電動發(fā)電機慣量的剩余部分。
12.根據(jù)權利要求10所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，所述第1電動發(fā)電機分擔第1電動發(fā)電機慣量部分和第2電動發(fā)電機慣量部分的一半，所述發(fā)動機分擔發(fā)動機慣量部分和第2電動發(fā)電機慣量部分的一半，所述第2電動發(fā)電機的分擔為零。
13.根據(jù)權利要求10所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，所述第1電動發(fā)電機僅分擔第1電動發(fā)電機慣量部分，所述發(fā)動機分擔發(fā)動機慣量部分和第2電動發(fā)電機慣量部分，所述第2電動發(fā)電機的分擔為零。
14.根據(jù)權利要求10所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，所述第1電動發(fā)電機分擔第1電動發(fā)電機慣量部分和第2電動發(fā)電機慣量部分，所述發(fā)動機僅分擔發(fā)動機慣量部分，所述第2電動發(fā)電機的分擔為零。
15.根據(jù)權利要求10所述的車輛的變速控制裝置，其特征在于，上述變速控制單元，作為利用了慣性反作用力的低速變速時的扭矩指令值的設定，所述第1電動發(fā)電機僅分擔第1電動發(fā)電機慣量部分，所述發(fā)動機分擔發(fā)動機慣量部分以及第2電動發(fā)電機慣量部分的大半，所述第2電動發(fā)電機僅分擔第2電動發(fā)電機慣量的剩余部分。
16.一種車輛的變速控制裝置，至少具有第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素作為動力源，在具有2個自由度、且至少具有3個旋轉要素的差動裝置上，隔著輸出要素在兩側連接2個扭矩產(chǎn)生要素，在要求驅動力指令變更時，無級地控制所述差動裝置的變速比，其特征在于，通過設定向所述扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值，在要求驅動力指令值變更時，向所述輸出要素過渡性地作用利用了2個扭矩產(chǎn)生要素中的一個扭矩產(chǎn)生要素的慣性的反作用力扭矩來進行慣性反作用力變速，以在變速過渡時，產(chǎn)生響應性良好地增加或減少的驅動力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛的變速控制裝置，其可以在要求驅動指令值的變更時，利用扭矩產(chǎn)生要素的慣性反作用力，使輸出的驅動力的增減產(chǎn)生能力和增減響應性提高。該車輛的變速控制裝置，至少具有第1扭矩產(chǎn)生要素和第2扭矩產(chǎn)生要素作為動力源，在具有2個自由度、且具有3個旋轉要素的差動裝置上，隔著輸出要素，在兩側連接2個扭矩產(chǎn)生要素，在要求驅動力指令值的變更時，無級地控制所述差動裝置的變速比，所述變速控制單元，在要求驅動力指令值的變更時，以進行慣性反作用力變速的方式，設定向所述扭矩產(chǎn)生要素的扭矩指令值，該慣性反作用力變速是向所述輸出要素過渡性地起作用利用了所述2個扭矩產(chǎn)生要素中的一個扭矩產(chǎn)生要素的慣性的反作用力扭矩。
文檔編號B60W10/11GK1920279SQ20061011182
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權日2005年8月23日
發(fā)明者谷田部和男, 忍足俊一 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社