混合动力车的变速控制装置和变速控制方法
【专利摘要】在混合动力车的变速控制装置中，该混合动力车包括差动机构和第2电机，所述差动机构能够将由内燃机输出的动力分割传递到输出构件和第1电机，所述第2电机在与任一个车轮之间授受扭矩，该混合动力车的变速控制装置包括第1输出控制机构、第1转速控制机构、第2转速控制机构和第2输出控制机构，在使变速开始时，所述第1输出控制机构进行使内燃机的输出向促使由该变速引起的内燃机的转速的变化的方向变化的指示，在从进行了该指示的时刻到经过与所述内燃机的响应延迟相当的时间为止的期间，所述第1转速控制机构持续进行关于所述第1电机和第2电机的所述变速前的控制，在经过了与所述响应延迟相当的时间的情况下，所述第2转速控制机构控制所述第1电机，以使所述内燃机的转速向根据所述内燃机的输出的变化而变化的方向变化，在所述内燃机的转速接近了所述变速后的目标转速时，所述第2输出控制机构进行使所述内燃机的输出变化为应在进行了所述变速后设定的输出的指示。
【专利说明】混合动力车的变速控制装置和变速控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对包括作为驱动力源的内燃机和电机的混合动力车中的变速进行控制的装置，特别是，涉及包括主要用于控制内燃机的转速的第I电机和主要输出使车辆的行驶用的驱动扭矩加减的扭矩的第2电机，且用于控制使内燃机的转速阶段性变化的变速的装置和控制方法。
【背景技术】
[0002]所谓的双电机式的混合动力车或混合动力驱动装置构成为:利用将差动机构构成为主体的动力分割机构，将内燃机(即，发动机)所输出的动力分割到具有发电功能的第I电机侧和输出构件侧，将利用该第I电机发出的电力供给到与输出构件相连结的第2电机，而使该第2电机作为电机发挥功能。因而，在双电机式的混合动力车中，利用发动机产生的动力的一部分经由动力分割机构机械性地传递到输出构件，且利用发动机产生的动力的其他部分被暂时转换为电力后，再次转换成机械性的动力而传递到输出构件。因此，能够将行驶用的驱动扭矩维持为满足加速等的要求的扭矩，且能利用第I电机适当地控制发动机的转速，所以能使发动机在油耗效率良好的运转点进行运转。
[0003]通过利用第I电机使发动机转速连续地变化而产生上述那样的作用，因而双电机式的混合动力车中的实质性的变速比也与装载有无级变速器的车辆同样地连续变化。但是，在要求车辆的聪敏的动作的情况下，需要维持实质性的变速比而增大驱动扭矩，或者增大发动机制动力，为了满足这种请求，一直使混合动力车的发动机转速阶段性地变化。这种发动机转速控制或变速控制是如下的控制:按照每种能利用车速和油门开度等表示的行驶状态，预先对维持实质性的变速比的区域或发动机转速依据车速的变化而进行变化的区域进行设定，在该行驶状态进入到该区域内的情况下或者越过区域地变化的情况下，使发动机目标转速(变速比)进行变化；或者在通过手动进行了变速操作的情况下，使发动机目标转速(变速比)进行变化。
[0004]在上述的混合动力车中，基本上利用第I电机控制发动机转速，所以在利用上述的变速要求使发动机转速阶段性变化的情况下，第I电机输出较大的正的扭矩或负的扭矩。为了使电机输出正扭矩或负扭矩，进行来自蓄电池等蓄电装置的放电、向蓄电装置的充电等，但有时来自蓄电装置的放电、向蓄电装置的充电受到限制。另外，在使发动机转速进行变化的情况下，有时产生与该惯性力矩相对应的惯性扭矩，这成为施加于蓄电装置的负荷，或成为控制延迟的主要原因。
[0005]以往，提出了各种以避免混合动力车中的蓄电装置的过度放电、过度充电为目的的装置，考虑发动机的惯性扭矩而控制变速比、发动机转速的装置。例如在日本特开2008-179291号公报中提出了一种以如下事项为目的的动力输出装置:在所谓的双电机式的混合动力车中，使在利用手动操作进行了升挡操作的情况下的变速迅速地发生。在这种混合动力车中，利用发电机控制发动机转速，所以为了使发动机转速迅速或阶段性地降低，增大由发电机产生的发电扭矩，但有时发电扭矩被蓄电装置的充电容量等限制。为此，在日本特开2008-179291号公报所述的装置中，依据随着发动机转速的降低而产生的惯性能，限制对发动机产生的要求功率。
[0006]在使发动机的转速进行变化的情况下，产生或需要与惯性力矩相对应的扭矩，上述的日本特开2008-179291号公报所述的装置如上所述，进行考虑了惯性能的控制。与此相同，例如在日本特开2011-37400号公报中提出了一种装置，该装置构成为在停止对发动机进行燃料喷射而使发动机停止运转的过渡状态下，考虑发动机的惯性扭矩地控制电机的扭矩。在为了使发动机的旋转停止而使发电机起作用时，该发电机的扭矩起作用，以使用于使车辆行驶的驱动扭矩增大哪怕一点儿，所以日本特开2011-37400号公报所述的装置构成为:在停止了燃料的喷射后的规定时间的期间，对于从为了行驶而要求的驱动扭矩中减掉用于使发动机停止的发电机的扭矩而得到的大小的扭矩，利用与输出轴相连结的电机输出该扭矩。另外，在发动机的转速朝向停止降低的情况下，自发动机产生惯性扭矩，所以日本特开2011-37400号公报所述的装置构成为:在经过了上述的规定时间后，利用上述的电机输出从要求驱动力中减掉发动机的惯性扭矩和发电机的扭矩后得到的扭矩。
[0007]另一方面，在日本特开2011-105240号公报中提出了一种装置，该装置在利用电机修正了使发动机的转速进行变化时的响应延迟的情况下，为了防止电机的发电量增多而发生过度充电或者相反为了增大电机扭矩而发生来自蓄电池的过度放电，作为根据油门开度和车速求得的目标驱动功率，采用与当下时刻相比在规定时间以前的值，基于该规定时间以前的目标驱动功率求得目标电动发电机功率。
[0008]另外，作为应对在控制发动机的输出或转速的情况下的响应延迟的控制的例子，在日本特开2005-315084号公报中提出了一种技术:在为了使发动机制动器发挥效果而降挡的情况下，考虑发动机控制、离合器的卡合控制中的延迟而使控制开始时刻提前。
[0009]另外，在日本特开2006-63865号公报中提出了一种装置，该装置构成为在推测内燃机的扭矩时，考虑控制的响应速度，且依据内燃机的转速改变该响应速度。
[0010]此外，作为混合动力车的控制装置，在日本特开2000-87774号公报中提出了一种装置，该装置构成为使发动机的动作线在恒速行驶状态下成为比最大扭矩线靠低扭矩侧的动作线，在具有急加速要求的情况下，首先使发动机扭矩增大至利用最大扭矩线表示的扭矩，随后使发动机转速增大到如下转速，即，表示为在恒速行驶时使用的动作线与根据急加速要求的等输出线的交点的转速。
[0011]如上述的日本特开2008-179291号公报所述，在使发动机转速降低时考虑发动机的惯性能而降低发动机输出时，能使利用发电机负责的扭矩减小而降低发电量。但是，为了将随着发动机的转速的降低而产生的惯性能消耗掉，需要时间，所以相应地可能使发动机转速的降低，即，变速延迟。
[0012]另外，采用上述的日本特开2011-37400号公报所述的装置，考虑发动机的惯性扭矩而控制电机的扭矩，所以能够对在进行使发动机停止时的过渡时驱动扭矩变得不稳定等的事态进行抑制。但是，该控制对随着发动机的转速变化而产生的惯性扭矩消失之前的电机的扭矩进行控制，因而，为了缩短在发动机的惯性扭矩不再产生之前的时间，该控制不会起作用，所以可能使发动机转速的降低，即，变速延迟。
[0013]此外，采用上述的日本特开2011-37400号公报所述的装置，由于采用规定时间以前的值来作为目标驱动功率，所以认为例如在想要使加速踏板返回的所谓动力切断的状态下，因车速的降低而使发动机转速降低，不必需要特别增大电机的发电量，能够避免或抑制过度充电。但是，由于并非进行使发动机转速积极地降低的控制，所以使发动机转速进行变化的控制响应性可能不会变得良好。这种技术上的问题也自然存在于上述的日本特开2005-315084号公报、日本特开2006-63865号公报所述的装置中。
[0014]并且，根据上述的日本特开2000-87774号公报所述的装置的控制，对具有急加速要求的情况下的发动机扭矩进行控制，且将发动机转速控制为连续变化。而且，控制的次序是第I使发动机扭矩增大，第2使发动机转速沿加速要求后的等输出线进行变化，所以使发动机转速的增大不可避免地不得不延迟，而且并非构成为进行对发动机等的惯性力矩进行了考虑的控制，所以利用人工变速等的操作或控制使发动机转速阶段性变化时的响应延迟可能变得明显。
【发明内容】
[0015]本发明的目的在于，提供一种在所谓的双电机式的混合动力车中，能够提高在使发动机目标转速阶段性变化时的控制响应性，并且能够不发生过度充电、过度放电，而且能够抑制震动的变速控制装置。
[0016]为了达到上述目的，本发明的变速控制装置为一种混合动力车的变速控制装置，该混合动力车包括差动机构和第2电机，上述差动机构能够将由内燃机输出的动力分割传递到输出构件和具有发电功能以及输出扭矩的功能中的至少任一方功能的第I电机而，并且能够将上述内燃机的转速设定为与上述第I电机的转速相对应的转速，上述第2电机具有发电功能和输出扭矩的功能中的至少任一方的功能且在与任一个车轮之间授受扭矩，其特征在于，该混合动力车的变速控制装置包括第I输出控制机构、第I转速控制机构、第2转速控制机构和第2输出控制机构，在使上述内燃机的转速阶段性地变化的变速开始时，该第I输出控制机构进行使内燃机的输出向促使由该变速引起的内燃机的转速的变化的方向进行变化的指示，在从进行了利用上述第I输出控制机构使上述内燃机的输出变化的指示的时刻到经过与上述内燃机的响应延迟相当的时间位置的期间，上述第I转速控制机构持续进行关于上述第I电机和第2电机的上述变速前的控制，在经过了与上述内燃机的响应延迟相当的时间的情况下，上述第2转速控制机构控制上述第I电机，以使上述内燃机的转速向根据上述内燃机的输出的变化而变化的方向变化，在上述内燃机的转速接近了上述变速后的目标转速时，上述第2输出控制机构进行使上述内燃机的输出变化为应在进行了上述变速后设定的输出的指示。
[0017]本发明中的上述第I输出控制机构具有在上述变速为使上述内燃机的转速阶段性降低的升挡的情况下，进行使上述内燃机的输出降低的指示的机构，上述第2转速控制机构具有在经过了与上述内燃机的响应延迟相当的时间后，随着使上述内燃机的转速降低而将利用上述第I电机发出的电力供给到上述第2电机中，自第2电机将扭矩输出到上述输出构件，从而利用第2电机将利用第I电机发出的电力消耗掉的机构，上述第2输出控制机构具有在上述内燃机的转速接近了上述变速后的上述目标转速时，进行使上述内燃机的输出增大为应在进行了上述变速后设定的输出的指示的机构。
[0018]在该情况下，上述第I输出控制机构构成为将上述内燃机的输出，指示为从应在升挡后设定的输出中将与随着上述内燃机的转速的变化而产生的惯性扭矩相当的输出减掉后得到的输出。
[0019]另外，在进行升挡控制的结构中，上述第2输出控制机构构成为:在因上述内燃机的输出实际变化前的控制延迟而使内燃机的转速不比变速后的目标转速低的正时，进行上述内燃机的输出的增大指示，并且，上述第2转速控制机构具有在上述第2输出控制机构进行了使上述内燃机的输出增大的指示后到经过与上述内燃机的响应延迟相当的时间为止的期间，为了使上述内燃机的转速以进行该输出的增大的指示之前的降低速度降低而控制上述第I电机的机构。
[0020]此外，在进行升挡控制的结构中，上述第2转速控制机构可以构成为:当在进行了上述内燃机的输出的增大的指示后经过了与上述响应延迟相当的时间时，减小上述内燃机的转速的降低速度，并且，上述第2输出控制机构构成为:在指示了上述内燃机的输出的增大的情况下，使上述第2电机的扭矩朝向上述变速后的目标扭矩降低。
[0021]另一方面，在本发明的变速控制装置中，上述第I输出控制机构具有在上述变速利用上述第2电机进行能量再生且进行使上述内燃机的转速阶段性增大的降挡的情况下，进行使上述内燃机的输出增大的指示的机构，上述第2转速控制机构具有在经过了与上述内燃机的响应延迟相当的时间后，将利用由上述第2电机进行的能量再生而产生的电力供给到上述第I电机中，利用上述第I电机输出的扭矩使上述内燃机的转速增大，从而利用第I电机将利用第2电机发出的电力消耗掉的机构，上述第2输出控制机构具有当上述内燃机的转速接近了上述变速后的上述目标转速时，进行使上述内燃机的输出降低为应在上述变速后设定的输出的指示的机构。
[0022]在该情况下，上述第I输出控制机构构成为:将上述内燃机的输出指示为在应在降挡后设定的输出上加上与随着上述内燃机的转速的变化而产生的惯性扭矩相当的输出后得到的输出。
[0023]另外，在进行降挡控制的结构的情况下，上述第2输出控制机构具有使由上述第I输出控制机构进行的上述内燃机的输出的增大结束的机构。
[0024]此外，在进行降挡控制的结构的情况下，上述第2转速控制机构具有在上述第2输出控制机构进行了使上述内燃机的输出变化为变速后的输出的指示后，使上述内燃机的转速的变化的梯度比进行该指示之前小的机构。
[0025]并且，本发明的变速控制方法是执行由上述的变速控制装置进行的控制的方法。
[0026]因而，采用本发明的变速控制装置或变速控制方法，在进行了改变内燃机的输出的指示后，在因响应延迟而未使内燃机的输出进行变化的状态下，将各电机的控制维持为变速前的控制，所以能够防止或抑制过度的负荷施加于任一个电机而产生过度充电，或者发生过度放电。另外，当内燃机的转速随着输出的变更而开始变化时，以利用第I电机使内燃机的转速朝向变速后的转速变化的方式控制第I电机，届时在与第2电机之间授受电力，利用一方电机产生的电力被另一方的电机消耗掉，所以能使电力收支平衡。此外，该情况下的内燃机的转速的变化因输出的变更和由第I电机进行的控制而发生，因而能够迅速且顺利地使内燃机的转速变化，不存在不舒服感、震动，而且能够缩短变速时间而达到舒适的变速。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是用于说明利用本发明的变速控制装置执行的升挡控制的一例的流程图。
[0028]图2是表示进行了该控制的情况下的发动机目标转速、发动机目标输出、发动机及第2电动发电机的扭矩、和混合动力车的目标驱动力的变化的一例的时间图。
[0029]图3是用于说明在进行该升挡变速过程中的发动机扭矩与各电动发电机的扭矩(或发电量)的关系的关于动力分割机构的列线图。
[0030]图4是对利用电动发电机进行强制性地使发动机转速降低的控制的比较例中的发动机扭矩与各电动发电机的扭矩(或发电量)的关系进行说明的关于动力分割机构的列线图。
[0031]图5是用于说明利用本发明的变速控制装置执行的降挡控制的一例的流程图。
[0032]图6是表示进行了该控制的情况下的发动机目标转速、发动机目标输出、发动机及第2电动发电机的扭矩、和混合动力车的目标驱动力的变化的一例的时间图。
[0033]图7是用于说明在进行该降挡变速过程中的发动机扭矩与各电动发电机的扭矩(或发电量)的关系的关于动力分割机构的列线图。
[0034]图8是对利用电动发电机进行强制性地使发动机转速增大的控制的比较例中的发动机扭矩与各电动发电机的扭矩(或发电量)的关系进行说明的关于动力分割机构的列线图。
[0035]图9是表示能在本发明中作为对象的双电机型的混合动力驱动装置的一例的示意图。
[0036]图10是关于该动力分割机构的列线图。
【具体实施方式】
[0037]在本发明中作为对象的混合动力车或其驱动装置具有能使发动机转速或实质性的变速比连续变化的机构，本发明的变速控制装置或变速控制方法构成为使该发动机转速或实质性的变速比阶段性地变化。为此，首先说明驱动系统的结构，图9所示的例子是所谓的双电机型的混合动力驱动装置，构成为利用动力分割机构2将由发动机(ENG) I输出的动力分割到输出轴3侧和第I电动发电机(MGl)4侧。该发动机I是汽油发动机、柴油发动机等的内燃机，曲轴等的输出要素与动力分割机构2相连结。在图9所不的例子中，动力分割机构2由单小齿轮侧的行星齿轮机构构成,太阳齿轮5和内齿轮6配置在同心圆上,利用齿轮架7将与上述太阳齿轮5和内齿轮6啮合的小齿轮保持为能自转且能公转。发动机I与该齿轮架7相连结，因而齿轮架7成为输入要素。另外，第I电动发电机4与太阳齿轮5相连结，因而太阳齿轮5成为反作用力要素。此外，内齿轮6与相当于本发明中的输出构件的输出轴3相连结，因而内齿轮6成为输出要素。
[0038]另外，第2电动发电机(MG2)8借助变速部9与输出轴3相连结。利用使第2电动发电机8的扭矩增大或减少而传递到输出轴3的变速机构构成该变速部9，该变速部9的变速比可以固定为规定的一个值，或者也可以构成为切换成多个变速比。
[0039]各电动发电机4、8例如由永磁体式的同步电动机构成，通过对线圈通电而作为电机发挥功能，输出扭矩，而且利用外力强制性地使转子进行旋转，从而作为发电机发挥功能，发出电力。上述各电动发电机4、8构成为借助未图示的变换器与蓄电池等的蓄电装置电连接，且能够将利用一方电动发电机发出的电力供给到另一方的电动发电机。并且，设置有以微型处理器作为主体而构成的电子控制装置(E⑶)10，利用该电子控制装置10控制各电动发电机4、8的转速、扭矩、发电量和发动机I的输出等。另外，发动机I构成为对吸入空气量、燃料供给量和点火正时等进行电控制，随之对扭矩、转速进行电控制。
[0040]图10是构成上述的动力分割机构2的关于行星齿轮机构的列线图，在该发动机I将输出的动力分割到输出轴3侧和第I电动发电机4侧的所谓的通常的混合动力模式下，第I电动发电机4作为发电机发挥功能，随着发电产生的扭矩作为所谓的反作用力扭矩作用于太阳齿轮5。随之，在作为输出要素的内齿轮6产生使发动机扭矩放大而得到的扭矩。另外，利用第I电动发电机4获得的电力被供给到第2电动发电机8中，使之作为电机发挥功能，该输出扭矩经由变速部9传递到输出轴3。S卩，由发动机I输出的动力的一部分经由动力分割机构2传递到输出轴3，且其他的动力在暂时转换为电力后，重新转换为机械性的动力而传递到输出轴3。
[0041]在本发明中成为对象的混合动力车或混合动力机构，包括以控制发动机的转速的方式发挥功能的电机和与在该电机之间授受电力而使行驶用的驱动扭矩加减的其他电机即可，因而图9所示的第2电动发电机8和变速部9也可以代替与相当于本发明中的输出构件的上述输出轴3相连结地，构成为与自发动机I传递动力的车轮以外的车轮相连结，而使车辆的驱动扭矩加减。
[0042]进一步详细说明上述的发动机1、第I电动发电机4和第2电动发电机8的控制，在优先了车辆的油耗的通常的混合动力模式下，基于能以油门开度代表的驱动要求量和车速求得要求驱动力。这如以往公知的那样，能够使用预先准备的映射来进行。根据该要求驱动力和车速求得发动机I的要求输出(目标输出)。发动机I的输出能够利用发动机扭矩与发动机转速的积来表示，以使这样表示的发动机I的运转点成为油耗低的运转点的方式求得发动机转速。各运转点的油耗能够预先计量而作为映射准备，所以成为最佳油耗的发动机转速能够根据该映射求得。如上所述，发动机I的转速能够利用第I电动发电机4进行控制，所以关于向使油耗成为最佳的转速的控制，例如可以通过使第I电动发电机4作为发电机发挥功能，使该第I电动发电机4的扭矩作为反作用力扭矩作用于发动机I来进行。由于关于发动机I的目标转速已经求得，所以可以通过对第I电动发电机4的转速进行反馈控制来进行该控制。
[0043]由于这样求得发动机I的目标输出和目标转速，所以根据该目标输出和目标转速求得目标扭矩。在双电机型的混合动力车或混合动力驱动装置中，根据图10所示的列线图可知，通过使第I电动发电机4作为发电机发挥功能，在输出轴3产生利用该第I电动发电机4的扭矩使发动机扭矩增大后得到的扭矩。并且，第2电动发电机8供给由第I电动发电机4发出的电力而输出扭矩，从行驶用的目标驱动扭矩中减掉自发动机I传递到输出轴3的扭矩后得到的扭矩，来作为该扭矩求得。以将这样求得的扭矩输出的方式利用电子控制装置10控制各电动发电机4、8。
[0044]混合动力车构成为以上述方式使发动机目标转速依据驱动要求量、车速而连续地变化。另一方面，由于能够利用第I电动发电机4控制发动机转速，所以也能够将发动机转速控制为与装载了有级变速器的车辆同样地阶段性变化。这种运转模式(行驶模式)是一直被公知的，预先准备多个变速比区域或变速级，而作为映射等形式的数据存储在电子控制装置10中，基于油门开度等的驱动要求量和车速等选择该变速比区域或变速级，依据通过手动进行的变速操作选择该变速比区域或变速级，基于在每个所选择的变速比区域或变速级中预先准备的运算式或映射等，设定发动机目标转速。
[0045]在使发动机转速阶段性变化的情况下，发动机I存在不可避免的控制响应延迟，而且发动机I的旋转角加速度增大，由此使惯性扭矩增大。为此，本发明的变速控制装置为了使施加于各电动发电机4、8的负荷减小而避免或抑制过度充电、过度放电，而且为了使变速震动变得良好且使变速响应性变得良好，构成为执行以下说明的控制。图1是用于说明使发动机转速阶段性降低的升挡的控制例子的流程图，在具有升挡指令的情况下，即，在已在图1中的步骤SI中进行了肯定的判断的情况下，设立升挡控制中的“阶段(phaseU”的标记(步骤S2)。该标记和以下说明的各标记是在与图1所示的控制相关联的其他控制中使用的标记。另外，如上所述，通过使油门开度、车速等的行驶状态从预先设定的低速侧的变速比区域向高速侧的变速比区域变化，来发出升挡指令。或者，将未图示的换挡装置向升挡侧手动操作，来发出升挡指令。在因不存在该升挡指令而在步骤SI中进行了否定的判断的情况下，不特别进行控制而返回。
[0046]接着上述的步骤S2的控制，或者在步骤S2的控制之前，输出使发动机功率Pe降低的要求(步骤S3)。该降低的发动机功率Pe的目标值是从升挡后的功率中将通过使发动机转速降低而放出的惯性能(惯性扭矩)减掉后得到的值。
[0047]该升挡后的功率是如下功率，S卩，在例如使加速踏板(未图示)返回而减小油门开度，随之使行驶状态进入到高速级侧的变速比区域内的情况下，与该油门开度相对应的功率。另外，与自升挡后的功率进一步降低的惯性扭矩相对应的功率是如下功率，即，与通过使发动机转速随着升挡而降低而自发动机I放出的惯性扭矩相对应的功率，因而能够基于发动机I的惯性力矩和转速的变化梯度即旋转角加速度来求得。
[0048]此外，伴随发动机功率Pe的降低要求(或降低指令)而执行的发动机功率Pe的降低控制可以是以往公知的各种控制。例如可以是减少燃料的供给量(或喷射量)的控制、只要是汽油发动机则使点火正时滞后的控制，此外还可以是减小节气门开度而减少吸入空气量的控制等。在上述控制中使燃料的供给停止或减少的控制、点火正时的滞后控制中，可能使排气恶化，对此，在减小节气门开度的控制中，发动机输出的降低响应延迟与燃料供给停止、点火正时的滞后控制相比变长，但是能够避免或抑制排气的恶化。
[0049]上述任一种控制，从使发动机功率降低的指令信号的输出到发动机功率实际降低为止，都会存在不可避免的响应延迟。该响应延迟成为发动机I具有较大的惯性力矩、进气量不立即减少等的主要原因，因而响应延迟时间(或浪费的时间)Td的长度根据发动机I的容量、转速、输出减少的控制机构等而不同。另外，该响应延迟时间Td的长度能够预先测量。
[0050]因而，即使在步骤S3中进行发动机功率Pe的降低要求(降低指令)，发动机输出也不会立即降低，所以使关于控制行驶用的驱动扭矩的第2电动发电机8和第I电动发电机4的控制成为与进行升挡指令以前同样的控制(步骤S4)。在与装载了有级变速器的车辆同样地控制上述的混合动力车的情况下，在各变速比区域中，依据车速、油门开度(驱动要求量)以使发动机转速进行变化的方式设定发动机目标转速Net。另外，车速、驱动要求量与发动机转速的关系能够适当地设定，有时在各变速比区域不同，或者有时在任一个变速比区域都相同。能够在各变速比区域作为映射或运算式而预先准备该关系，预先存储在电子控制装置10中。因而，在步骤S4中“持续以前的控制”是指，将车速、油门开度与车速的关系维持为升挡的判断成立前的低速侧的变速比区域中的关系的控制，或维持发动机目标转速Net的控制。更详细而言，使关于第2电动发电机8的目标驱动力的控制与升挡前的低速侧的变速比区域内的控制同样地持续。在该情况下，当在上述的浪费的时间Td的期间内油门开度进行了变化的情况下，能够依据油门开度的变化使第2电动发电机8的目标驱动力(即车辆的目标驱动力)变化。
[0051]因而，在刚刚发出了升挡指令后，在发动机I的响应延迟的时间Td的期间内，不执行利用第I电动发电机4强制性地使发动机转速Ne降低的控制，所以由第I电动发电机4产生的发电量不会特别增大。另外，关于各电动发电机4、8，持续进行升挡的判断成立前的控制，所以由第I电动发电机4发出的电力被第2电动发电机8消耗，电力收支不会特别变化。换言之，不会发生过度充电、过度放电。
[0052]接着上述的步骤S4，判定是否经过了关于发动机I的响应延迟时间Td(步骤S5)。该响应延迟时间Td如上所述为预先设定的时间，当从步骤SI中的升挡指令的时刻经过的时间达到响应延迟时间Td时，在步骤S5中进行肯定的判断。当这样在步骤S5中进行了肯定的判断的情况下，设立升挡控制中的“阶段2”的标记(步骤S6)。另外，当在步骤S5中进行了否定的判断的情况下，回到步骤S2而继续进行步骤S3和步骤S4中的控制。
[0053]在升挡控制中的“阶段2”中，经过关于使发动机I的输出降低的控制的延迟时间Td，发动机I的输出实际开始降低，而且发动机转速Ne开始降低。因而，在该“阶段2”中，首先发出发动机目标转速Net的降低要求(降低指令)(步骤S7)。升挡后的发动机目标转速Net依据车速、油门开度等预先决定，该发动机目标转速Net可以称为稳态目标转速Nets，在步骤S7中，关于在使发动机转速朝向该稳态目标转速Nets降低时的过渡性的发动机目标转速(即，过渡目标转速)Nett，使该发动机目标转速Nett逐渐降低。这样设定过渡目标转速Nett是为了以不发生因惯性扭矩而发生的震动、由转速的急剧或缓慢的变化而产生的不舒服感等的方式使发动机转速进行变化，如以往公知的那样，例如对稳态目标转速Nets进行了平滑(日文)处理或进行了初级延迟处理的值成为过渡目标转速Nett0为了使发动机转速Ne成为该过渡目标转速Nets，控制第I电动发电机4的扭矩或转速，结果，实际的发动机转速Ne以利用决定过渡目标转速Nett的平滑系数或初级延迟系数决定的梯度(变化率)dNet逐渐降低。
[0054]在经过了上述的延迟时间或浪费时间Td后，发动机I的控制上的输出扭矩(所谓的指示扭矩)开始降低，但随着转速的降低而产生惯性扭矩。另外，发动机I的功率降低量如上所述是预估惯性扭矩的量，或相当于惯性扭矩的量。因而，即使发动机I的指示扭矩降低，自发动机I输出的扭矩也不特别降低，而大致维持以往的扭矩。另外，第I电动发电机4通过使发动机转速这样降低而进行发电。该电力如上所述被供给到第2电动发电机8中，被第2电动发电机8消耗。在该情况下，第2电动发电机8的目标驱动力与以往相同，成为在升挡前的低速侧的变速比区域内设定的目标驱动力。即，利用各电动发电机4、8进行发电，而且消耗的电力大致维持均等，电力收支不会恶化。
[0055]接着，判定上述的过渡目标转速Nett与稳态目标转速Nets的差是否变得比预先设定的基准值α小(步骤S8)。第I电动发电机4以使发动机转速Ne以规定的梯度dNet逐渐降低的方式进行反馈控制，在该转速控制中存在不可避免的延迟，所以为了不使发动机转速Ne超过稳态目标转速Nets地降低，S卩，不发生欠调(日文7 — * 二一卜)地如上述那样进行用于将使发动机功率Pe、发动机转速Ne降低的控制结束的控制。利用上述的基准值α进行该判断，因而考虑发动机1、第I电动发电机4的响应延迟时间、最终的驱动扭矩的变化的状态或震动的有无或程度等，预先通过实验等决定该基准值α。
[0056]在因过渡目标转速Nets未充分降低而在步骤S8中进行了否定的判断的情况下，回到步骤S6而持续进行发动机目标转速Net的降低要求(降低指令)。相对于此当在步骤S8中进行了肯定的判断的情况下，设立升挡控制中的“阶段3”的标记(步骤S9)，而且使发动机功率Pe的降低要求(降低指令)结束(步骤S10)。在上述的步骤S3中开始的发动机功率Pe的降低要求，是将相当于随着发动机转速的降低而产生的惯性扭矩的功率从升挡后的功率中减掉的降低控制，在步骤SlO中，使相当于该惯性扭矩的功率的降低结束。因而，发动机功率Pe的目标值是用于在升挡后进行设定的发动机功率。更详细而言，是与升挡后的油门开度相对应的节气门开度。
[0057]在结束发动机功率Pe的降低要求的情况下，与在上述的步骤S3中进行降低要求的情况相同，使要求值(指令值)阶段性变化，但在发动机I中存在响应延迟，所以发动机I的指示扭矩、实际输出的扭矩不立即降低。但是，由发动机I产生的驱动扭矩均降低，所以为了防止最终使驱动力急剧变化，或相应地发生震动，而使第2电动发电机8的目标驱动力(过渡目标驱动力)以预先设定的梯度(变化率)逐渐降低(步骤Sll)。
[0058]并且，判断在步骤SlO中从发动机功率Pe的降低要求的时刻起的经过的时间是否达到了发动机I的响应延迟时间Td(步骤S12)。另外，该响应延迟时间Td也可以通过实验、模拟等预先设定，而且是依据发动机转速等车辆的行驶状态形成映射的值。在因未经过延迟时间Td而在步骤S12中进行了否定的判断的情况下，回到上述的步骤S9，继续进行步骤SlO和步骤Sll的控制。相对于此在经过延迟时间Td而在步骤S12中进行了肯定的判断的情况下，设立关于升挡控制的“阶段4”的标记(步骤S13)。在该“阶段4”中，减小使发动机的目标转速(过渡目标转速)Nett降低的梯度dNet(步骤S14)。这是用于不使发动机转速Ne超过稳态目标转速Nets而降低(不欠调)的控制，该降低梯度dNet能够预先通过实验、模拟等决定。通过使发动机转速Ne的过渡目标转速Nett的降低梯度这样减小，而使第I电动发电机4中的发电量减少，所以将目标驱动力即第2电动发电机8的输出目标值的降低梯度dMg2t设定为与上述的过渡目标转速Nett的降低梯度的减小相对应的梯度(步骤S15)。即，为了使电力收支不恶化，且不发生驱动扭矩的急剧的变化，而控制过渡目标转速Nett。
[0059]判断这样降低的过渡目标转速Nett与稳态目标转速Nets的差是否变得比规定的判定值β小(步骤S16)。总之，该判断对升挡的结束进行判断，因而判定值β是接近“O”的较小的值。当在该步骤S16中进行了否定的判断的情况下，过渡目标转速Nett还较大，未充分接近稳态目标转速Nets，所以回到步骤S13而继续进行“阶段4”的控制。S卩，持续进行使发动机目标转速Net以减小后的降低梯度降低，而且使过渡目标驱动力朝向变速后的稳态目标驱动力逐渐降低的控制。相对于此当在步骤S16中进行了肯定的判断的情况下，发动机转速Ne与作为变速后的目标转速的稳态目标转速Nets大致一致，而结束升挡，所以控制步骤返回而结束图1所示的控制。因而，重置各标记，而且结束使发动机目标转速Net降低的控制，基于油门开度等驱动要求量、车速设定发动机目标转速。
[0060]在图2中用时间图表示:在能使发动机转速或实质性的变速比有级地变化的双电机型的混合动力车中，在进行从第3挡向第4挡的升挡时执行上述的图1所示的控制的情况下的发动机目标转速、发动机目标输出、发动机I及第2电动发电机8的扭矩和混合动力车的目标驱动力的变化的一例。在执行第3挡中的控制且将加速踏板踏下而使发动机转速和发动机输出增大的状态下，发动机转速提高，或者车速在一定程度上变快，从而在驾驶人使加速踏板返回为规定开度时，基于车速和油门开度根据映射求得的变速级成为第4挡，结果，向第4挡的升挡的判断成立(tl时刻)。因而，上述的“阶段I”的控制开始。详细而言，在该tl时刻，使关于发动机I的稳态目标转速Nets降低为第4挡的转速，而且使目标驱动力降低为第4挡的稳态目标值。
[0061]相对于此，发动机目标输出降低为从减小油门开度后变速判断成立的第4挡中的稳态目标输出中减掉与随着发动机I的转速的降低而产生的惯性扭矩相当的输出而得到的目标值。另外，在该tl时刻，不执行利用第I电动发电机4强制性地使发动机转速降低的控制，与第3挡中的控制同样地控制第I电动发电机4，所以关于从第I电动发电机4供给电力的第2电动发电机8，也持续进行第3挡中的控制。即，与第3挡中的控制同样地控制第2电动发电机8的过渡目标驱动力，所以将车辆整体的目标驱动力维持为第3挡中的驱动力。另外，当在该期间内油门开度变化时，随着第3挡中的控制，过渡目标驱动力变化。
[0062]当经过关于发动机I的控制的延迟时间(浪费时间)Td时(t2时刻)，开始进行上述的“阶段2”的控制。通过执行使发动机目标输出降低的控制(例如减小节气门开度的控制)，从t2时刻发生发动机输出的降低。这在图2中用虚线表示。另外，在该t2时刻开始进行使发动机转速Ne降低的控制。这如上所述，设定对稳态目标转速Nets进行了平滑处理或初级延迟处理后得到的过渡目标转速Nett，为了使发动机转速Ne追随该过渡目标转速Nett地进行变化，控制第I电动发电机4。在图2所示的例子中，第I电动发电机4作为发电机发挥功能，该发电所需的扭矩作为使发动机转速降低的扭矩发挥作用，但发动机I本身因目标输出降低，功率降低，从而转速降低，所以第I电动发电机4的发电量不会特别增大，该电力被供给到第2电动发电机8中，第2电动发电机8输出驱动力，从而将该电力消耗。即，电力收支不会恶化。换言之，与各电动发电机4、8相连接的蓄电装置(未图示)的过度充电或过度放电得到避免。另外，发动机转速顺利且迅速地朝向目标值降低。
[0063]并且，当过渡目标转速Nett降低，直到过渡目标转速Nett与稳态目标转速Nets的差成为上述的基准值α时(t3时刻)，开始进行上述的“阶段3”的控制。S卩，发动机目标输出的降低控制结束。在图2所示的例子中，在第4挡中相对于稳态目标输出降低的发动机目标输出增大至第4挡中的稳态目标输出。随着使发动机目标输出这样变化，而使实际的发动机输出(指示扭矩)在延迟时间后增大，所以预料到这样的变化，而使第2电动发电机8的过渡目标驱动力逐渐减小。另外，第2电动发电机8的驱动力是电气性的控制，从而能比发动机I迅速地进行变化，因而也可以在发动机I的实际的扭矩开始了变化的时刻开始进行第2电动发电机8的输出控制，但在这里说明的具体例中，为了避免或抑制驱动力的急剧的变化、随之产生的不舒服感，从t3时刻使第2电动发电机8的过渡目标输出降低。因而，能够通过实验、模拟预先设定该降低梯度，以不产生不舒服感。
[0064]在经过发动机输出的控制延迟时间Td时(t4时刻)，开始进行上述的“阶段4”的控制。发动机I的实际输出从t4时刻开始降低，所以过渡目标转速Nett的降低梯度dNet减小，而且相应地设定第2电动发电机8的过渡目标驱动力的降低梯度。将发动机转速Ne如上所述地控制为使第I电动发电机4作为发电机发挥功能，而且将利用第I电动发电机4中产生的电力供给到第2电动发电机8中消耗掉，所以与以往同样地维持电力收支的平衡。并且，当关于发动机I的过渡目标转速Nett与第4挡中的稳态目标转速Nets大致一致时，即，上述目标转速的差减小至上述的判定值β时，变速控制结束，执行发动机I和各电动发电机4、8的通常控制。该通常控制是在双电机型的混合动力车中执行的控制，且基于车速、油门开度等算出发动机I的目标输出，求得以最佳油耗实现该目标输出的目标转速，为了使发动机I的转速成为该目标转速而控制第I电动发电机4，进一步将利用该第I电动发电机4产生的电力供给到第2电动发电机8中，而自第2电动发电机8将扭矩输出到驱动轮。
[0065]这里，使用上述的关于动力分割机构2的列线图来说明变速过程中的发动机扭矩与各电动发电机4、8的扭矩(或发电量)的关系，在图3中，涂黑的箭头表示升挡前或升挡开始时的扭矩，空心的箭头表示升挡中的扭矩。如上所述，在本发明的变速控制装置中，在进行升挡时，在发动机(ENG)I的输出在经过了延迟时间后实际开始了降低时，利用第I电动发电机4使发动机转速降低，所以升挡中的发动机I的轴扭矩Ter为与降低后的节气门开度相对应的所谓的指示扭矩Tet，和伴随转速的降低而产生的惯性扭矩Tei相加后得到的值。该图示的扭矩Tet依据发动机功率Pe的降低要求而实际降低，所以轴扭矩Ter成为升挡开始时的扭矩程度。因而，在经过发动机I的控制延迟时间Td以前，与以往同样地对控制发动机转速的第I电动发电机4的扭矩Tmgl进行维持，而且在使发动机转速Ne降低的情况下，发动机I的轴扭矩Ter未特别增大，所以维持为以往的升挡开始时的扭矩程度。另外，发动机I的轴扭矩Ter即使包含惯性扭矩也不会特别增大，所以被动力分割机构2分割而传递到输出轴3的扭矩与以往相比不会特别改变，因而应由第2电动发电机8输出的扭矩Tmg2与升挡前或升挡开始时大致相同。这样，第I电动发电机4的发电负荷不会特别增大，而且在第2电动发电机8中将利用第I电动发电机4发出的电力消耗掉,所以电力收支平衡。
[0066]为了比较，在图4中表示不等由控制延迟引起的发动机功率的实际的降低，就利用第I电动发电机4使发动机转速降低的情况下的各扭矩的关系。在该情况下，在发动机I的指示扭矩Tet维持升挡前的扭矩的状态下，使该转速降低，所以发动机I的轴扭矩Ter是指示扭矩Tet与惯性扭矩Tei相加后得到的值，变得比即将升挡之前的扭矩大。第I电动发电机4由于需要输出与这样较大的发动机I的轴扭矩Ter相抗衡的扭矩Tmgl，所以发电量增大。对此，自发动机I经由动力分割机构2传递到输出轴3的所谓的直行扭矩，因发动机I的轴扭矩Ter增大而增大，因而由第2电动发电机8产生的所谓的辅助扭矩Tmg2需要以直行扭矩的增大量减小。因此，被第2电动发电机8消耗的电力量减少，所以在各电动发电机4、8中的电力收支不再平衡，在将发电量的剩余量充电到蓄电装置中时，可能发生过度充电而使蓄电装置的耐久性降低。
[0067]采用构成为进行上述的控制的本发明的变速控制装置，在基于升挡要求使发动机转速降低的情况下，在发动机I的响应延迟的期间内，利用第I电动发电机4强制性地使发动机转速降低，所以能够避免或抑制第I电动发电机4过度发电，或发生对蓄电装置进行的过度充电。换言之，在发动机I的响应延迟的期间内，作为发动机转速的控制，持续进行升挡要求前的控制，因而能够维持第I电动发电机4与第2电动发电机8之间的电力收支平衡的状态。另外，在本发明的变速控制装置中，在进行使发动机转速阶段性降低的升挡时，不会利用第I电动发电机4输出与发动机I的惯性扭矩相抗衡的扭矩，所以能够防止或抑制在进行升挡时使驱动扭矩暂时增大，或者相应发生震动。并且，第I电动发电机4不会过与不足地输出在进行升挡时要求的扭矩，所以能使发动机转速的变化即变速迅速地进行，结果，在与所谓的有级变速器中的变速同样地执行混合动力车的变速的情况下，能够发生机敏且无不舒服感的变速，提高驾驶性能。
[0068]本发明的变速控制装置不仅与上述的升挡的情况同样地执行使发动机转速阶段性降低的升挡的控制，而且还同样地执行使发动机转速阶段性增大的降挡的控制。参照图5的流程图说明该例。当在使加速踏板返回的减速过程中等规定的行驶状态下存在降挡的指令的情况下，即，当在图5中的步骤S21中进行了肯定的判断的情况下，设立降挡控制中的“阶段I”的标记(步骤S22)。该标记和以下说明的各标记是在与图5所示的控制相关联的其他控制中使用的标记。另外，如上所述，通过使油门开度、车速等的行驶状态从预先设定的高速侧的变速比区域向低速侧的变速比区域变化，而发出降挡指令。或者，通过将未图示的换挡装置向降挡侧手动操作而发出降挡指令。在因不存在该降挡指令而在步骤S21中进行了否定的判断的情况下，不特别进行控制而返回。
[0069]接着上述的步骤S22的控制，或者在进行步骤S22的控制之前，输出使发动机功率Pe增大的要求(步骤S23)。该增大的发动机功率Pe的目标值是在降挡后的功率(在减速时为负的扭矩)上加上使发动机转速Ne增大而所需的惯性能(惯性扭矩)后得到的值。
[0070]例如在关闭节气阀而利用发动机制动器进行减速的情况下，该降挡后的功率为零，在因发动机I的泵送损失而产生制动力时，可以称为负的功率。另外，与自降挡后的功率增大的惯性扭矩相对应的功率，是与通过使发动机转速Ne随着降挡而增大,从而在发动机I中产生的惯性扭矩相对应的功率，因而能够基于发动机I的惯性力矩和转速的变化梯度即旋转角加速度来求得。
[0071]此外，随着发动机功率的增大要求(或增大指令)而执行的发动机功率的增大控制可以是以往公知的各种控制。例如使燃料的供给量(或喷射量)增大的控制，若是汽油发动机，则为使节气门开度增大而增大吸入空气量的控制等。上述任一种控制，从使发动机功率增大的指令信号的输出到发动机功率实际增大为止，都存在不可避免的响应延迟。该响应延迟成为发动机I具有较大的惯性力矩、进气量不立即增大等的主要原因，因而响应延迟时间(或浪费的时间)Td的长度根据发动机I的容量、转速、输出增大的控制机构等而不同。另外，该响应延迟时间Td的长度能够预先测量。
[0072]因而，即使在步骤S23中进行发动机功率的增大要求(增大指令)，发动机输出也不会立即增大，所以使关于各电动发电机4、8的控制为与进行降挡指令之前相同的控制(步骤S24)。在与装载了有级变速器的车辆同样地控制上述的混合动力车的情况下，在各变速比区域中，依据车速、油门开度(驱动要求量)以使发动机转速变化的方式设定发动机目标转速Net。另外，车速、驱动要求量与发动机转速的关系能够适当地设定，有时在各变速比区域不同，或者有时在任一个变速比区域都相同。能够在各变速比区域作为映射或运算式而预先准备该关系，预先存储在电子控制装置10中。因而，在步骤S4中“继续以前的控制”是指，将车速、油门开度与车速的关系维持为降挡的判断成立前的高速侧的变速比区域内的关系的控制，或维持发动机目标转速的控制。更详细而言，使关于第I电动发电机4的电机扭矩和第2电动发电机8的再生扭矩(发电扭矩)控制，与降挡前的高速侧的变速比区域内的控制同样地继续。在该情况下，不将扭矩维持恒定地，依据车辆的行驶状态进行控制，所以当在上述的浪费时间Td的期间内油门开度发生了变化的情况下，能使各电动发电机4、8的扭矩依据油门开度的变化而变化。
[0073]因而，在刚刚发出了降挡指令后，在发动机I的响应延迟的时间Td的期间内，不执行利用第I电动发电机4强制性地使发动机转速Ne增大的控制，所以在第I电动发电机4中所需的、或者消耗的电力不会特别增大，而且不会发生未图示的蓄电装置的过度放电。另夕卜，关于各电动发电机4、8，继续进行降挡的判断成立前的控制，所以利用第I电动发电机4将利用第2电动发电机8发出的电力消耗掉，电力收支不会特别变化。换言之，不会发生过度充电、过度放电。
[0074]接着上述的步骤S24，判断是否经过了关于发动机I的响应延迟时间Td(步骤S25)。该响应延迟时间Td是以上述方式预先设定的时间，当从步骤S21中的降挡指令的时刻起的经过的时间达到响应延迟时间Td时，在步骤S25中进行肯定的判断。当这样在步骤S25中进行了肯定的判断的情况下，设立降挡控制中的“阶段2”的标记(步骤S26)。另外，当在步骤S25中进行了否定的判断的情况下，回到步骤S22而继续进行步骤S23和步骤S24中的控制。
[0075]在降挡控制中的“阶段2”中，经过关于使发动机I的输出增大的控制的延迟时间Td，发动机I的输出实际开始增大，而且发动机转速Ne开始增大。因而，在该“阶段2”中，首先发出发动机目标转速Net的增加要求(增加指令)(步骤S27)。降挡后的发动机目标转速Net依据与设定变速后的变速比区域内的车速与发动机转速的关系的变速比相当的系数等而决定，该发动机目标转速Net可以称为稳态目标转速Nets，在步骤S27中，关于使发动机转速朝向该稳态目标转速Nets增加时的过渡性的发动机目标转速(即，过渡目标转速)Nett，使该发动机目标转速Nett逐渐增加。这样设定过渡目标转速Nett是为了使发动机转速变化，以防止由惯性扭矩产生的震动、由转速的急剧或缓慢的变化而引起的不舒服感等的发生，如以往公知的那样，例如使对稳态目标转速Nets进行平滑处理或初级延迟处理后得到的值成为过渡目标转速Nett。将第I电动发电机4的扭矩或转速控制为使发动机转速成为该过渡目标转速Nett，结果，实际的发动机转速Ne以根据设定过渡目标转速Nett的平滑系数或初级延迟系数设定的梯度(变化率)dNet逐渐增加。
[0076]在经过了上述的延迟时间或浪费时间Td后，发动机I的控制上的输出扭矩(所谓的指示扭矩)开始增大，但需要随着转速的增加而产生的惯性扭矩量的扭矩。另外，发动机I的功率增大量是以上述方式预估了惯性扭矩的量，或者是相当于惯性扭矩的量。在该情况下，第I电动发电机4作为电机发挥功能，消耗电力，但该电力是由输出再生扭矩的第2电动发电机8发出的电力。因而，有上述电动发电机4、8产生的电力的收支平衡,不会发生来自蓄电装置的过度的放电、充电。
[0077]接着，判断上述的过渡目标转速Nett与稳态目标转速Nets的差是否变得比预先设定的基准值α小(步骤S28)。第I电动发电机4以使发动机转速以规定的梯度逐渐增大的方式进行反馈控制，在该转速控制中存在不可避免的延迟，所以为了不使发动机转速Ne超过稳态目标转速Nets地增大，即，不发生过调，如上述那样进行用于将使发动机功率、发动机转速Ne增大的控制结束的控制。利用上述的基准值α进行该判断，因而该基准值α考虑发动机1、第I电动发电机4的响应延迟时间、最终的驱动扭矩的变化的状态或震动的有无或程度等，预先通过实验等决定。
[0078]在因过渡目标转速Nets未充分增大而在步骤S28中进行了否定的判断的情况下，回到步骤S26而继续进行发动机目标转速Net的增加要求(增加指令)。相对于此，当在步骤S28中进行了肯定的判断的情况下，设立降挡控制中的“阶段3”的标记(步骤S29)，而且使发动机功率Pe的增加要求(增加指令)结束(步骤S30)。在上述的步骤S23中开始的发动机功率Pe的增加要求，是添加了与随着发动机转速的增大而产生的惯性扭矩相当的功率的增加控制，在步骤S30中，使相当于该惯性扭矩的功率的增加结束。因而，发动机功率Pe的目标值是用于在降挡后进行设定的发动机功率，在利用发动机制动器进行减速的情况下，将节气门开度设定为“O”。
[0079]在结束发动机功率Pe的增加要求的情况下，与在上述的步骤S23中进行增加要求的情况相同，使要求值(指令值)阶段性变化，但在发动机I中存在响应延迟，所以发动机I的指示扭矩、实际输出的扭矩不立即降低。但是，由发动机I产生的驱动扭矩均增大，所以为了防止最终使驱动力急剧变化，或相应地发生震动，而使发动机I的过渡目标转速Nett的增加梯度dNet比“阶段2”中的增加梯度小。
[0080]判断这样降低的过渡目标转速Nett与稳态目标转速Nets的差是否变得比规定的判定值Y小(步骤S31)。总之，该判断对降挡的结束进行判断，因而判定值Y是接近“O”的较小的值。当在该步骤S31中进行了否定的判断的情况下，过渡目标转速Nett还较小，未充分接近稳态目标转速Nets，所以回到步骤S29而继续进行“阶段3”的控制。S卩，继续进行使发动机目标转速Net以减小后的增大梯度增大，而且使过渡目标驱动力朝向变速后的稳态目标驱动力逐渐增加的控制。相对于此，当在步骤S31中进行了肯定的判断的情况下，发动机转速与作为变速后的目标转速的稳态目标转速Nets大致一致，而结束降挡，所以控制步骤返回而结束图5所示的控制。因而，重置各标记，而且结束使发动机目标转速Net降低的控制，基于油门开度等驱动要求量、车速设定发动机目标转速。
[0081]在图6中用时间图表示:在能使发动机转速或实质性的变速比有级地变化的双电机型的混合动力车中，在进行从第3挡向第2挡的降挡时执行上述的图5所示的控制的情况下的发动机目标转速、发动机目标输出、发动机I及第2电动发电机8的扭矩、混合动力车的目标驱动力、和对蓄电装置的充放电量的变化的一例。在执行第3挡中的控制且在正在行驶的状态下，节气门开度为“0”，当在该状态下车速降低而使行驶状态进入第2挡的变速比区域内时，基于车速、油门开度或预先准备的映射等，向第2挡的降挡的判断成立，而且在对换挡装置进行降挡操作时，向第2挡的降挡的判断成立(til时刻)。因该判断的成立而使降挡控制中的“阶段I”的控制开始，首先使关于发动机I的稳态目标转速增大为第2挡的转速，而且使发动机I的目标输出增大。在发动机I的控制中存在不可避免的延迟，所以预估该延迟而增大发动机I的目标输出，因而该目标值可以是依据该时刻的发动机转速、稳态目标转速等预先设定的值。
[0082]在该til时刻，不执行利用第I电动发电机4强制性地使发动机转速增大的控制，与第3挡中的控制同样地控制第I电动发电机4，所以关于向第I电动发电机4供给电力的第2电动发电机8，也继续进行第3挡中的控制。即，与第3挡中的控制同样地控制第2电动发电机8的过渡目标驱动力，所以将车辆整体的目标驱动力维持为第3挡中的驱动力。另外，电力收支与降挡判断的成立以前同样，是平衡的，所以不会特别发生对蓄电装置进行的充电、来自蓄电装置的放电。
[0083]当经过关于发动机I的控制的延迟时间(浪费时间)Td时(tl2时刻)，开始进行上述的降挡控制中的“阶段2”的控制。通过执行使发动机目标输出增加的控制(例如打开节气门开度的控制)而发生的发动机输出的增加，从tl2时刻附近开始发生。另外，在该tl2时刻开始进行使发动机转速增大的控制。这如上所述，设定通过对稳态目标转速Nets进行平滑处理或初级延迟处理后得到的过渡目标转速Nett，以发动机转速Ne追随该过渡目标转速Nett进行变化的方式控制第I电动发电机4。在图6所示的例子中，第I电动发电机4作为电机发挥功能，该输出扭矩作为使发动机转速增大的扭矩发挥作用，但发动机I本身因目标输出增加而功率增加，从而转速增大，所以在第I电动发电机4中需要的且消耗的电力量不会特别增大，该电力由通过使第2电动发电机8进行能量再生而发出的电力来供应。即，电力的收支不会恶化。换言之，避免与各电动发电机4、8相连接的蓄电装置(未图示)的过度充电或过度放电。另外，发动机转速顺利且迅速地朝向目标值增大。
[0084]另外，在tl2时刻，发动机转速开始增大，所以使发动机I的目标输出增大，直到添加了使该转速变化发生的惯性扭矩的输出。另外，图6所示的例子表示通过手动操作而进行降挡等有意减速的例子，因而使发动机输出增大而使转速增大，而且使第I电动发电机4作为电机发挥功能而增大扭矩，从而提高发动机转速。随之使由第2电动发电机8产生的制动扭矩(因再生而产生的负的扭矩)增大一些。在这种控制的过程中，车辆的驱动扭矩(负的扭矩，即，制动扭矩)暂时增大，但这根据减速意图，并非会感到不舒服。另外，这种暂时性的变化较轻微，所以不会成为电力收支的恶化的主要原因。
[0085]并且，若过渡目标转速Nett增大直到过渡目标转速Nett与稳态目标转速Nets的差成为上述的基准值a (tl3时刻)，则开始进行上述的降挡控制中的“阶段3”的控制。SP，使发动机目标输出的增加控制结束。在图6所示的例子中，节气门开度返回为“O”。另外，减小发动机I的过渡目标转速Nett的增加梯度dNet，随之使各电动发电机4、8的扭矩暂时降低，随后逐渐增大为原来的扭矩。在该情况下，与发动机I的转速的增加梯度dNet的减小相应地使惯性扭矩发生变化等，从而使驱动扭矩(即，制动扭矩)暂时降低，所以以补充该驱动扭矩的方式使第2电动发电机8的扭矩(负的扭矩)增大，但电力收支不会大幅变化。并且，当关于发动机I的过渡目标转速Nett与第2挡中的稳态目标转速Nets大致一致时(tl4时刻)，S卩，这些目标转速的差减小至上述的判定值Y时，变速控制结束，执行发动机I和各电动发电机4、8的通常控制。利用该发动机制动力进行减速的情况下的通常控制是在双电机型的混合动力车中执行的控制，且是由第2电动发电机8产生再生扭矩，将该电力供给到第I电动发电机4中而使第I电动发电机4作为电机发挥功能，控制发动机转速，使随之产生的扭矩成为制动扭矩的控制。
[0086]这里，使用上述的关于动力分割机构2的列线图来说明在使发动机转速阶段性增加的上述的降挡过程中的发动机扭矩与各电动发电机4、8的扭矩(或发电量)的关系，在图7中，涂黑的箭头表示降挡前或降挡开始时的扭矩，空心的虚线箭头表示降挡中的扭矩。如上所述，在本发明的变速控制装置中，当在降挡时发动机I的输出在经过了延迟时间Td后实际开始增加时，利用第I电动发电机4使发动机转速增大，所以降挡过程中的发动机I的轴扭矩Ter是从与增大后的节气门开度相对应的所谓的指示扭矩Tet中减掉与转速的增大相应产生的惯性扭矩Tei后得到的值。该指示扭矩Tet依据发动机功率的增加要求而实际增加，所以轴扭矩Ter与降挡开始时的负的扭矩不同，成为使发动机转速积极增加的正的扭矩。因而，在与以往同样地对控制发动机转速的第I电动发电机4的扭矩Tmgl进行维持，直到经过发动机I的控制延迟时间Td的基础上使发动机转速增大的情况下，发动机I的轴扭矩Ter增大，所以能以较小的扭矩使发动机转速增大。另外，第2电动发电机8进行能量再生而产生在第I电动发电机4中需要的电力，所以电力收支不会特别变化。
[0087]为了进行比较，在图8中表示利用第I电动发电机4使发动机转速增大为变速后的转速的情况下的各扭矩的关系。在该情况下，第I电动发电机4输出的是用于使发动机I的转速增大的扭矩与随着该转速的变化相应产生的惯性扭矩相加后得到的较大的扭矩。相对于此，由第2电动发电机8产生的制动力即再生扭矩，不能增大到要求的制动力以上，所以该发电量与降挡开始前相比没有变化。即，相对于由第2电动发电机8产生的发电量，在第I电动发电机4中需要的电力量相对增大，所以该不足的量从蓄电装置进行供给，结果，发生过度放电。
[0088]采用构成为进行上述的控制的本发明的变速控制装置，在基于降挡要求使发动机转速增大的情况下，在发动机I的响应延迟的期间内，不会利用第I电动发电机4强制性地使发动机转速增大，所以能够避免或抑制利用第I电动发电机4过度地消耗电力，或发生来自蓄电装置的过度放电。换言之，在发动机I的响应延迟的期间内，作为发动机转速的控制，持续进行降挡要求前的控制，因而能够维持第I电动发电机4与第2电动发电机8之间的电力收支平衡的状态。另外，在本发明的变速控制装置中，在降挡时，以使发动机本身输出使发动机转速增大的扭矩的方式进行控制，所以能够避免或抑制将使发动机转速增大时的负的惯性扭矩表现为驱动扭矩，结果，能够防止或抑制变速震动。此外，能够利用随着减速而在第2电动发电机8中产生的电力，供应使发动机转速增大的第I电动发电机4中需要的电力，所以第I电动发电机4的扭矩不会受到限制或者不足，结果，能够使发动机转速的变化即变速迅速地进行，在与所谓的有级变速器中的变速同样地执行混合动力车的变速的情况下，能够产生机敏且无不舒服感的变速，提高驾驶性能。
[0089]另外，这里简单说明上述的具体例与本发明的关系，执行上述的步骤S3或步骤S23的控制的功能机构或电子控制装置相当于本发明中的第I输出控制机构，执行上述的步骤S4或步骤S24的控制的功能机构或电子控制装置相当于本发明中的第I转速控制机构，执行上述的步骤S7或步骤S27的控制的功能机构或电子控制装置相当于本发明中的第2转速控制机构，执行上述的步骤SlO或步骤S30的控制的功能机构或电子控制装置相当于本发明中的第2输出控制机构。
[0090]另外，本发明不限定于上述的具体例，本发明中的输出构件也可以代替上述的输出轴地是输出齿轮等其他的构件，可以在权利要求书所记载的技术事项所包含的范围内适当地改变具体的结构。
【权利要求】
1.一种混合动力车的变速控制装置，该混合动力车具有差动机构和第2电机，所述差动机构能够将由内燃机输出的动力分割地传递到输出构件和具有发电功能及输出扭矩的功能中的至少任一方的功能的第I电机，并且能够将所述内燃机的转速设定为与所述第I电机的转速相对应的转速，所述第2电机具有发电功能和输出扭矩的功能中的至少任一方的功能且在与任一个车轮之间授受扭矩，其特征在于， 具有第I输出控制机构、第I转速控制机构、第2转速控制机构和第2输出控制机构，在使所述内燃机的转速阶段性变化的变速开始时，该第I输出控制机构进行使内燃机的输出向促使由该变速引起的内燃机的转速的变化的方向变化的指示， 在从进行了利用所述第I输出控制机构使所述内燃机的输出变化的指示的时刻到经过与所述内燃机的响应延迟相当的时间为止的期间，所述第I转速控制机构持续进行关于所述第I电机和第2电机的所述变速前的控制， 在经过了与所述内燃机的响应延迟相当的时间的情况下，所述第2转速控制机构控制所述第I电机，以使所述内燃机的转速向根据所述内燃机的输出的变化而变化的方向变化， 在所述内燃机的转速接近了所述变速后的目标转速时，所述第2输出控制机构进行使所述内燃机的输出变化为应在所述变速后设定的输出的指示。
2.根据权利要求1所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第I输出控制机构包括在所述变速为使所述内燃机的转速阶段性降低的升挡的情况下，进行使所述内燃机的输出降低的指示的机构，所述第2转速控制机构包括在经过了与所述内燃机的响应延迟相当的时间后，随着使所述内燃机的转速降低而将利用所述第I电机发出的电力供给到所述第2电机中，自第2电机将扭矩输出到所述输出构件，从而利用第2电机消耗利用第I电机发出的电力的机构，所述第2输出控制机构包括在所述内燃机的转速接近了所述变速后的所述目标转速时，进行使所述内燃机的输出增大为应在所述变速后设定的输出的指示的机构。
3.根据权利要求2所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第I输出控制机构构成为将所述内燃机的输出指示为从应在升挡后设定的输出中减去与随着所述内燃机的转速的变化而产生的惯性扭矩相当的输出而得到的输出。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第2输出控制机构构成为在因所述内燃机的输出实际变化前的控制延迟而使内燃机的转速不比变速后的目标转速降低的正时，进行所述内燃机的输出的增大指示， 并且，所述第2转速控制机构包括在所述第2输出控制机构进行了使所述内燃机的输出增大的指示后到经过与所述内燃机的响应延迟相当的时间为止的期间，为了使所述内燃机的转速以进行该输出的增大的指示之前的降低速度降低而控制所述第I电机的机构。
5.根据权利要求2~4中任意一项所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第2转速控制机构构成为当在所述内燃机的输出的增大的指示后经过了与所述响应延迟相当的时间时，减小所述内燃机的转速的降低速度， 并且，所述第2输出控制机构构成为在指示了所述内燃机的输出的增大的情况下，使所述第2电机的扭矩朝向所述变速后的目标扭矩降低。
6.根据权利要求1所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于，所述第I输出控制机构包括在所述变速是利用所述第2电机进行能量再生且使所述内燃机的转速阶段性增大的降挡的情况下，进行使所述内燃机的输出增大的指示的机构， 所述第2转速控制机构包括在经过了与所述内燃机的响应延迟相当的时间后，将利用由所述第2电机进行的能量再生而产生的电力供给到所述第I电机中，利用所述第I电机输出的扭矩使所述内燃机的转速增大，从而利用第I电机消耗利用第2电机发出的电力的机构， 所述第2输出控制机构包括当所述内燃机的转速接近了所述变速后的所述目标转速时，进行使所述内燃机的输出降低为应在所述变速后设定的输出的指示的机构。
7.根据权利要求6所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第I输出控制机构构成为将所述内燃机的输出指示为将应在降挡后设定的输出和与随着所述内燃机的转速的变化而产生的惯性扭矩相当的输出相加而得到的输出。
8.根据权利要求6或7所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第2输出控制机构包括使由所述第I输出控制机构进行的所述内燃机的输出的增大结束的机构。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的混合动力车的变速控制装置，其特征在于， 所述第2转速控制机构包括使所述内燃机的转速的变化的梯度，在所述第2输出控制 机构进行了使所述内燃机的输出变化为变速后的输出的指示后比进行该指示之前小的机构。
10.一种混合动力车的变速控制方法，该混合动力车具有差动机构和第2电机，所述差动机构能够将由内燃机输出的动力分割地传递到输出构件和具有发电功能及输出扭矩的功能中的至少任一方的功能的第I电机，并且能够将所述内燃机的转速设定为与所述第I电机的转速相对应的转速，所述第2电机具有发电功能和输出扭矩的功能中的至少任一方的功能且在与任一个车轮之间授受扭矩，其特征在于， 在使所述内燃机的转速阶段性变化的变速开始时，进行使内燃机的输出向促使由该变速引起的内燃机的转速的变化的方向变化的指示， 在从进行了使所述内燃机的输出变化的指示的时刻到经过与所述内燃机的响应延迟相当的时间为止的期间，持续进行关于所述第I电机和第2电机的所述变速前的控制， 在经过了与所述内燃机的响应延迟相当的时间的情况下，控制所述第I电机，以使所述内燃机的转速向根据所述内燃机的输出的变化而变化的方向变化， 在所述内燃机的转速接近了所述变速后的目标转速时，进行使所述内燃机的输出变化为应在所述变速后设定的输出的指示。
11.根据权利要求10所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 在所述变速为使所述内燃机的转速阶段性降低的升挡的情况下，进行使所述内燃机的输出降低的指示， 当在进行使所述内燃机的输出降低的指示后经过了与所述内燃机的响应延迟相当的时间后，随着使所述内燃机的转速降低而将利用所述第I电机发出的电力供给到所述第2电机中，自第2电机将扭矩输出到所述输出构件,从而利用第2电机消耗利用第I电机发出的电力， 在所述内燃机的转速接近了所述变速后的所述目标转速时，进行使所述内燃机的输出增大为应在所述变速后设定的输出的指示。
12.根据权利要求11所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 将所述内燃机的输出指示为从应在升挡后设定的输出中减去与随着所述内燃机的转速的变化而产生的惯性扭矩相当的输出而得到的输出。
13.根据权利要求11或12所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 在因所述内燃机的输出实际变化前的控制延迟而使内燃机的转速不比变速后的目标转速降低的正时，进行所述内燃机的输出的增大指示， 并且，在进行了使所述内燃机的输出增大的指示后到经过与所述内燃机的响应延迟相当的时间为止的期间，使所述内燃机的转速以进行该输出的增大的指示之前的降低速度降低。
14.根据权利要求11~13中任意一项所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 当在所述内燃机的输出的增大的指示后经过了与所述响应延迟相当的时间时，减小所述内燃机的 转速的降低速度， 并且，在指示了所述内燃机的输出的增大的情况下，使所述第2电机的扭矩朝向所述变速后的目标扭矩降低。
15.根据权利要求10所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 在所述变速利用所述第2电机进行能量再生且进行使所述内燃机的转速阶段性增大的降挡的情况下，进行使所述内燃机的输出增大的指示， 在指示所述内燃机的输出的增大后经过了与所述内燃机的响应延迟相当的时间后，将利用由所述第2电机进行的能量再生而产生的电力供给到所述第I电机中，利用所述第I电机输出的扭矩使所述内燃机的转速增大，从而利用第I电机消耗利用第2电机发出的电力， 当所述内燃机的转速接近了所述变速后的所述目标转速时，进行使所述内燃机的输出降低为应在所述变速后设定的输出的指示。
16.根据权利要求15所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 将所述内燃机的输出指示为将应在降挡后设定的输出和与随着所述内燃机的转速的变化而产生的惯性扭矩相当的输出相加而得到的输出。
17.根据权利要求15或16所述的混合动力车的变速控制方法，其特征在于， 使所述内燃机的输出降低的指示包括使所述内燃机的输出的增大结束的指示。
【文档编号】F02D29/02GK104080673SQ201280068602
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年2月7日 优先权日:2012年2月7日
【发明者】本多义行, 松永仁, 志村壮一朗, 增永圣二, 胜股宗弘 申请人:丰田自动车株式会社