JP2007290630A - Controller for drive unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、差動作用が作動可能な差動機構と電動機とを有する電気的な差動部と、その差動部から駆動輪への動力伝達経路に設けられた動力伝達部とを備える車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、車両停止状態における動力伝達部内の動力伝達状態を制御する技術に関するものである。 The present invention relates to a vehicle including an electrical differential section having a differential mechanism capable of operating a differential action and an electric motor, and a power transmission section provided in a power transmission path from the differential section to a drive wheel. In particular, the present invention relates to a technique for controlling a power transmission state in a power transmission unit when a vehicle is stopped.
エンジンに連結された第1要素と第1電動機に連結された第2要素と第2電動機および伝達部材に連結された第3要素とを有してエンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構を備える差動部と、伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた動力伝達部とを備える車両用駆動装置において、エンジン始動時には第1電動機や第2電動機を用いてエンジン回転速度をエンジン始動可能(エンジン点火可能)な回転速度以上に引き上げる制御装置が良く知られている。 A first element connected to the engine, a second element connected to the first electric motor, and a third element connected to the second electric motor and the transmission member, and distributing the output of the engine to the first electric motor and the transmission member In a vehicle drive device that includes a differential unit that includes a differential mechanism and a power transmission unit provided in a power transmission path from the transmission member to the drive wheel, the first electric motor and the second electric motor are used when starting the engine. 2. Description of the Related Art A control device that raises the engine rotation speed to a speed higher than that at which the engine can be started (engine ignition is possible) is well known.
例えば、特許文献1に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。この車両用駆動装置の制御装置では、差動機構が遊星歯車装置で構成される差動部と、油圧式摩擦係合装置の係合作動により動力伝達経路が動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態とに選択的に切り換えられる有段式自動変速機で構成される動力伝達部とを備える変速機構において、動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とするための良く知られた駐車ポジション「P(パーキング)」や中立ポジション「N(ニュートラル)」が選択されているときのエンジン始動の際には、第1電動機および第2電動機を用いて第2要素および第3要素の回転速度を共に引き上げ、第1要素、第2要素、および第3要素の相互の相対回転速度の関係に基づいて第1要素すなわち第1要素に連結されたエンジンの回転速度を速やかにエンジン始動可能回転速度以上に上昇させている。
For example, this is the control device for a vehicle drive device described in
ところで、上記動力伝達部を備えず上記差動部を主体として構成される良く知られた車両用駆動装置においては、その差動部の出力回転部材すなわち上記伝達部材が作動的に駆動輪と直接連結されており、上記第3要素は駆動輪に回転が拘束されて機械的に反力トルクをとることができることから、差動部(差動機構)の差動作用により第1電動機の回転速度を引き上げることだけでエンジン回転速度をエンジン始動可能回転速度以上に引き上げることが可能である。 By the way, in a well-known vehicle drive device which is not provided with the power transmission unit and is mainly composed of the differential unit, the output rotation member of the differential unit, that is, the transmission member is operatively connected directly to the drive wheel. Since the rotation of the third element is constrained by the driving wheel and mechanically can take a reaction torque, the rotational speed of the first motor is caused by the differential action of the differential portion (differential mechanism). It is possible to raise the engine rotation speed to be higher than the rotation speed at which the engine can be started simply by pulling up.
しかしながら、特許文献1に記載されたような差動部と駆動輪との間の動力伝達経路に動力伝達部を備える車両用駆動装置においては、駐車ポジション「P(パーキング)」や中立ポジション「N(ニュートラル)」が選択されているときのエンジン始動の際には動力伝達部内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされており、上記第3要素は機械的に反力トルクをとることができないことから、エンジン回転速度をエンジン始動可能回転速度以上に引き上げるためには第1電動機の回転速度に加えて第2電動機の回転速度をも精度良く制御する必要があり、エンジン始動に際して制御面の負担が増大する可能性があった。
However, in a vehicle drive device that includes a power transmission unit in a power transmission path between the differential unit and the drive wheels as described in
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電気的な差動装置として機能する差動部と、差動部から駆動輪への動力伝達経路に設けられた動力伝達部と、動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態とに切り換え可能な係合装置とを備える車両用駆動装置において、車両停止状態におけるエンジン始動に際して制御面の負担を軽減する制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a differential section that functions as an electrical differential device and a power transmission path from the differential section to the drive wheels. In a vehicle drive device comprising a provided power transmission unit and an engagement device capable of switching a power transmission path in the power transmission unit between a power transmission enable state and a power transmission cut-off state, control is performed when starting the engine in a vehicle stop state An object of the present invention is to provide a control device that reduces the burden on the surface.
かかる目的を達成するための請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a) エンジンに連結された第1要素と第1電動機に連結された第2要素と第2電動機および伝達部材に連結された第3要素とを有してそのエンジンの出力をその第1電動機およびその伝達部材へ分配する差動機構を備え電気的な差動装置として作動する差動部と、係合装置を有してその伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた動力伝達部とを備え、その係合装置の係合作動を制御することによりその動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態との間で切り換える車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 車両停止状態において前記エンジンを始動する際は、前記係合装置の係合作動を制御することにより前記動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達可能状態とすると共に、前記第1電動機の回転速度を制御することにより前記エンジンの回転速度をエンジン始動可能な回転速度以上に引き上げる車両停止時制御手段を含むことにある。
The gist of the invention according to
このようにすれば、車両停止状態において前記エンジンを始動する際は、車両停止時制御手段により、係合装置の係合作動が制御されることにより動力伝達部内の動力伝達経路が動力伝達可能状態とされると共に、第1電動機の回転速度が制御されることによりエンジンの回転速度がエンジン始動可能な回転速度以上に引き上げられるので、差動部の出力回転部材である伝達部材が作動的に駆動輪と直接連結されることになって、第2電動機および伝達部材に連結された第3要素が駆動輪に回転が拘束されて機械的に反力トルクをとることができる状態とされ、差動部の差動作用により第2電動機を積極的に回転制御せずとも第1電動機の回転制御のみによってエンジン回転速度をエンジン始動可能な回転速度以上に上昇させることができて、車両停止状態におけるエンジン始動に際して制御面の負担が軽減される。このエンジン始動可能な回転速度は、エンジンの点火可能な回転速度であって、エンジンが自律回転可能となるエンジン回転速度である。 In this way, when the engine is started in the vehicle stop state, the engagement operation of the engagement device is controlled by the vehicle stop time control means, so that the power transmission path in the power transmission unit is in a state in which power transmission is possible. Since the rotational speed of the first electric motor is controlled and the rotational speed of the engine is raised to a speed higher than the rotational speed at which the engine can be started, the transmission member that is the output rotational member of the differential unit is operatively driven. The third element connected to the second motor and the transmission member is constrained to be rotated by the driving wheel and mechanically capable of taking the reaction force torque. Even if the second motor is not actively controlled by the differential action of the part, the engine speed can be increased more than the speed at which the engine can be started only by the rotation control of the first motor. Burden of the control surfaces during engine start in a vehicle stopped state is reduced. The rotational speed at which the engine can be started is a rotational speed at which the engine can be ignited and is an engine rotational speed at which the engine can autonomously rotate.
ここで、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とし且つ前記動力伝達部の出力回転部材を回転不能に固定するための駐車ポジションを選択可能な切換装置を備え、前記車両停止状態は、前記切換装置において前記駐車ポジションが選択されているときである。このようにすれば、通常は動力伝達部内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる駐車ポジションが選択されているときであっても、車両停止状態におけるエンジン始動の際には一時的にその動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、回転不能に固定されている動力伝達部の出力回転部材と第3要素とが直接的に連結されることによりその第3要素が回転不能に固定されて機械的に反力トルクをとることができる状態が形成される。 According to a second aspect of the present invention, in the control device for a vehicle drive device according to the first aspect, the power transmission path in the power transmission unit is set to a power transmission cutoff state, and the output rotation member of the power transmission unit is provided. A switching device capable of selecting a parking position to be fixed so as not to rotate is provided, and the vehicle stop state is when the parking position is selected in the switching device. In this way, even when a parking position is selected in which the power transmission path in the power transmission unit is normally in a power transmission cut-off state, the engine is temporarily stopped when the vehicle is stopped. The power transmission path is in a power transmission enabled state, and the output rotating member of the power transmission unit fixed so as not to rotate and the third element are directly connected, so that the third element is fixed so as not to rotate. A state is formed in which a reaction torque can be mechanically taken.
また、請求項3にかかる発明は、請求項1または2に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記車両停止時制御手段は、前記車両停止状態において前記エンジンの作動中には、前記係合装置の係合作動を制御することにより前記動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とするものである。このようにすれば、エンジン始動によりエンジンが運転状態(作動状態)とされると、動力伝達部内の動力伝達経路が一時的な動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態に復帰させられ、通常の状態に戻される。 According to a third aspect of the present invention, in the control device for a vehicle drive device according to the first or second aspect, the vehicle stop-time control means is configured to perform the engagement when the engine is operating in the vehicle stop state. By controlling the engagement operation of the combined device, the power transmission path in the power transmission section is brought into a power transmission cut-off state. In this way, when the engine is brought into an operating state (actuated state) by starting the engine, the power transmission path in the power transmission unit is returned from the temporary power transmission possible state to the power transmission cutoff state, and the normal state Returned to
ここで、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに連結された第1要素と前記第1電動機に連結された第2要素と前記伝達部材に連結された第3要素とを有する遊星歯車装置であり、前記第1要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第3要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つの遊星歯車装置によって簡単に構成され得る。 Here, preferably, the differential mechanism includes a planetary gear having a first element connected to the engine, a second element connected to the first electric motor, and a third element connected to the transmission member. The first element is a carrier of the planetary gear set, the second element is a sun gear of the planetary gear set, and the third element is a ring gear of the planetary gear set. In this way, the axial dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism can be easily constituted by one planetary gear device.
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。 Preferably, the planetary gear device is a single pinion type planetary gear device. In this way, the axial dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism is simply constituted by one single pinion type planetary gear device.
また、好適には、前記動力伝達部は自動変速機により構成されており、その自動変速機の変速比と前記差動部の変速比とに基づいて前記車両用駆動装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、自動変速機の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。また、自動変速機において形成される変速比が1より大きい減速変速機とされると、第2電動機の出力トルクは自動変速機の出力軸に対して低トルクの出力でよいので、第2電動機が小型化され得る。 Preferably, the power transmission unit is constituted by an automatic transmission, and an overall transmission ratio of the vehicle drive device is formed based on a transmission ratio of the automatic transmission and a transmission ratio of the differential unit. It is what is done. In this way, a wide driving force can be obtained by utilizing the gear ratio of the automatic transmission. In addition, if the speed reduction ratio formed in the automatic transmission is a reduction transmission greater than 1, the output torque of the second motor may be a low torque output with respect to the output shaft of the automatic transmission. Can be miniaturized.
また、好適には、前記動力伝達部は有段式の自動変速機である。このようにすれば、電気的な無段変速機として機能させられる差動部と有段式自動変速機とで無段変速機が構成され、滑らかに駆動トルクを変化させることが可能であると共に、差動部の変速比を一定となるように制御した状態においては差動部と有段式自動変速機とで有段変速機と同等の状態が構成され、車両用駆動装置の総合変速比が段階的に変化させられて速やかに駆動トルクを得ることも可能となる。 Preferably, the power transmission unit is a stepped automatic transmission. In this way, the continuously variable transmission is configured by the differential unit that functions as an electric continuously variable transmission and the stepped automatic transmission, and the drive torque can be smoothly changed. In the state where the gear ratio of the differential unit is controlled to be constant, the differential unit and the stepped automatic transmission constitute a state equivalent to the stepped transmission, and the overall gear ratio of the vehicle drive device It is also possible to obtain the drive torque quickly by changing the stepwise.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部11と、その差動部11と駆動輪34(図8参照)との間の動力伝達経路で伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この変速機構10は、例えば車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と一対の駆動輪34との間に設けられて、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)32(図8参照)および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪34へ伝達する。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a
このように、本実施例の変速機構10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
Thus, in the
差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16と、伝達部材18と一体的に回転するように作動的に連結されている第2電動機M2とを備えている。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
The
動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24を主体として構成されている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
The
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。このように構成された動力分配機構16は、第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構16)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度NIN/伝達部材18の回転速度N18)が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。
In the
自動変速部20は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
The
自動変速部20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
In the
また、この自動変速部20は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段(変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られる。例えば、図2の係合作動表に示されるように、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ段(後進変速段)が成立させられる。また、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3の解放によりニュートラル「N」状態とされる。なお、図2の係合作動表に示されている第5速ギヤ段における自動変速部20の係合装置の係合作動は第4速ギヤ段と同じである。
Further, the
このように、自動変速部20内の動力伝達経路は、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3の係合と解放との作動の組合せにより、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態との間で切り換えられる。つまり、第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段および後進ギヤ段のいずれかが成立させられることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、いずれのギヤ段も成立させられないことで例えばニュートラル「N」状態が成立させられることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
Thus, the power transmission path in the
前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3(以下、特に区別しない場合はクラッチC、ブレーキBと表す)は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。 The first clutch C1, the second clutch C2, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 (hereinafter referred to as the clutch C and the brake B unless otherwise specified) are conventional automatic transmissions for vehicles. A hydraulic friction engagement device as an engagement element often used in a machine, and a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or an outer peripheral surface of a rotating drum One end of one or two bands wound around is composed of a band brake or the like that is tightened by a hydraulic actuator, and is for selectively connecting the members on both sides of the band brake.
以上のように構成された変速機構10において、無段変速機として機能する差動部11と自動変速部20とで無段変速機が構成される。また、差動部11の変速比を一定となるように制御することにより、差動部11と自動変速部20とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
In the
具体的には、差動部11が無段変速機として機能し、且つ差動部11に直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、自動変速部20の少なくとも1つの変速段Mに対して自動変速部20に入力される回転速度(以下、自動変速部20の入力回転速度)すなわち伝達部材18の回転速度(以下、伝達部材回転速度N18)が無段的に変化させられてその変速段Mにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、変速機構10の総合変速比γT(=入力軸14の回転速度NIN/出力軸22の回転速度NOUT)が無段階に得られ、変速機構10において無段変速機が構成される。この変速機構10の総合変速比γTは、差動部11の変速比γ0と自動変速部20の変速比γとに基づいて形成される変速機構10全体としてのトータル変速比γTである。
Specifically, the
例えば、図2の係合作動表に示される自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度N18が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって、変速機構10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られる。
For example, first gear or transmission member rotational speed N 18 is continuously variable varying for each gear of the fourth gear and the reverse gear position of the
また、差動部11の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチCおよびブレーキBが選択的に係合作動させられて第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構10のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構10において有段変速機と同等の状態が構成される。
Further, the gear ratio of the
例えば、差動部11の変速比γ0が「1」に固定されるように制御されると、図2の係合作動表に示されるように自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対応する変速機構10のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。また、自動変速部20の第4速ギヤ段において差動部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように制御されると、図2の係合作動表の第5速ギヤ段に示されるように第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度であるトータル変速比γTが得られる。
For example, when the gear ratio γ0 of the
図3は、差動部11と自動変速部20とから構成される変速機構10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
FIG. 3 is a collinear diagram that can represent, on a straight line, the relative relationship between the rotational speeds of the rotating elements having different connection states for each gear stage in the
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。さらに、自動変速部20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ1に対応する間隔に設定される。また、自動変速部20では各第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
In addition, three vertical lines Y1, Y2, and Y3 corresponding to the three elements of the
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(差動部11)において、第1遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1)RE3が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して自動変速部20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
If expressed using the collinear diagram of FIG. 3 described above, the
例えば、差動部11においては、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が車速Vに拘束されて略一定である場合には、第1電動機M1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y2との交点で示される第1キャリヤCA1の回転速度すなわちエンジン回転速度NEが上昇或いは下降させられる。
For example, in the
また、差動部11の変速比γ0が「1」に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって第1サンギヤS1の回転がエンジン回転速度NEと同じ回転とされると、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で第1リングギヤR1の回転速度すなわち伝達部材18が回転させられる。或いは、差動部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって第1サンギヤS1の回転が零とされると、直線L0は図3に示す状態とされ、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で伝達部材回転速度N18が回転させられる。
Further, rotation of the first sun gear S1 is the same speed as the engine speed N E by controlling the rotational speed of the first electric motor M1 such speed ratio γ0 of the
また、自動変速部20において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
Further, in the
自動変速部20では、差動部11において直線L0が横線X2と一致させられてエンジン回転速度NEと同じ回転速度が差動部11から第8回転要素RE8に入力されると、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。
In the
また、差動部11において直線L0が図3に示す状態とされてエンジン回転速度NEよりも高い回転速度が差動部11から第8回転要素RE8に入力されると、図3に示すように、第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられることにより決まる水平な直線L5と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示される。
Further, when the straight line L0 in the
図4は、本実施例の変速機構10を制御するための電子制御装置100に入力される信号及びその電子制御装置100から出力される信号を例示している。この電子制御装置100は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン8、第1、第2電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
FIG. 4 illustrates a signal input to the
電子制御装置100には、図4に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPWを表す信号、シフトレバー52(図6参照)のシフトポジションPSHや「M」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を表す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動状態A/Cを表す信号、出力軸22の回転速度(以下、出力軸回転速度)NOUTに対応する車速Vを表す信号、自動変速部20の作動油温TOILを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Gを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量(車重)を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第1電動機M1の回転速度NM1(以下、第1電動機回転速度NM1という)を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、第2電動機回転速度NM2という)を表す信号、蓄電装置56(図8参照)の充電容量(充電状態)SOCを表す信号などが、それぞれ供給される。 The electronic control unit 100 includes a signal indicating the engine water temperature TEMP W , the number of operations at the shift position P SH of the shift lever 52 (see FIG. 6), the number of operations at the “M” position, etc. signal representing the signal indicative of engine rotational speed N E is the rotational speed of the engine 8, a signal representative of the gear ratio sequence set value, a signal for commanding the M mode (manual shift running mode), the operation state a / C air conditioner A signal representing a rotational speed of the output shaft 22 (hereinafter, output shaft rotational speed) N OUT , a signal representing the hydraulic oil temperature T OIL of the automatic transmission unit 20, a signal representing a side brake operation, a foot A signal representing the brake operation, a signal representing the catalyst temperature, a signal representing the accelerator opening Acc which is the operation amount of the accelerator pedal corresponding to the driver's required output amount, and the cam angle Signal, snow mode setting signal, vehicle longitudinal acceleration G signal, auto cruise traveling signal, vehicle weight (vehicle weight) signal, wheel speed of each wheel, first motor M1 A signal representing a rotation speed N M1 (hereinafter referred to as a first motor rotation speed N M1 ), a signal representing a rotation speed N M2 (hereinafter referred to as a second motor rotation speed N M2 ) of the second motor M2 , and a power storage device 56 (FIG. 8), a signal indicating the charge capacity (charge state) SOC is supplied.
また、上記電子制御装置100からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置58(図8参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管60に備えられた電子スロットル弁62のスロットル弁開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ64への駆動信号や燃料噴射装置66による吸気管60或いはエンジン8の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置68によるエンジン8の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、差動部11や自動変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路70(図5、図8参照)に含まれる電磁弁(リニアソレノイドバルブ)を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路70に設けられたレギュレータバルブ(調圧弁)によりライン油圧PLを調圧するための信号、そのライン油圧PLが調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号、パーキングロック駆動モータ72(図7参照)を駆動するための信号等が、それぞれ出力される。
A control signal from the
図5は、油圧制御回路70のうちクラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)AC1、AC2、AB1、AB2、AB3の作動を制御するリニアソレノイドバルブSL1〜SL5に関する回路図である。
FIG. 5 is a circuit relating to linear solenoid valves SL1 to SL5 for controlling the operation of the hydraulic actuators (hydraulic cylinders) AC1, AC2, AB1, AB2, and AB3 of the clutches C1 and C2 and the brakes B1 to B3 in the
図5において、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3には、ライン油圧PLがそれぞれリニアソレノイドバルブSL1〜SL5により電子制御装置100からの指令信号に応じた係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧PLは、図示しない電動オイルポンプやエンジン30により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁(レギュレータバルブ)によって、アクセル開度或いはスロットル開度で表されるエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。
In FIG. 5, each hydraulic actuator AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 has a line hydraulic pressure PL of engagement pressures PC1, PC2, PB1 corresponding to a command signal from the
リニアソレノイドバルブSL1〜SL5は、基本的には何れも同じ構成で、電子制御装置100により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3の油圧が独立に調圧制御されてクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3が制御される。そして、自動変速部20は、例えば図2の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、自動変速部20の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチCやブレーキBの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。
The linear solenoid valves SL1 to SL5 have basically the same configuration and are excited and de-energized independently by the
図6は複数種類のシフトポジションPSHを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置50の一例を示す図である。このシフト操作装置50は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションPSHを選択するために操作されるシフトレバー52を備えている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a
そのシフトレバー52は、変速機構10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22を回転不能に固定する(すなわちロックする)ための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、変速機構10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「N(ニュートラル)」、自動変速モードを成立させて差動部11の無段的な変速比幅と自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または手動変速走行モード(手動モード)を成立させて自動変速部20における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。また、この「M」ポジションにおいては、変速レンジを切り換えることにより減速度を設定することが可能であることから、このシフト操作装置50は減速度操作装置として機能させられる。
The
上記シフトレバー52の各シフトポジションPSHへの手動操作に連動して図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「D」における各変速段等が成立するように、例えば電気制御により変速機構10の動力伝達状態を切り替える所謂シフトバイワイヤシステムによって油圧制御回路70が電気的に切り換えられる。
The reverse gear "R" shown in the engagement operation table of FIG 2 in conjunction with the manual operation of the various shift positions P SH of the
上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションPSHにおいて、「P」ポジションおよび「N」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
In the shift positions P SH shown in the “P” to “M” positions, the “P” position and the “N” position are non-travel positions selected when the vehicle is not traveled, This is a non-drive position for selecting switching to a power transmission cut-off state of the power transmission path that disables driving of the vehicle whose power transmission path is cut off. Further, the “R” position, the “D” position, and the “M” position are travel positions selected when the vehicle travels, and can drive a vehicle to which a power transmission path in the
具体的には、シフトレバー52が「P」ポジションへ手動操作されることでクラッチCおよびブレーキBのいずれもが解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされると共に自動変速部20の出力軸22がロックされ、「N」ポジションへ手動操作されることでクラッチCおよびブレーキBのいずれもが解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされ、「R」、「D」、および「M」ポジションのいずれかへ手動操作されることで各ポジションに対応したいずれかのギヤ段が成立させられて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態とされる。
Specifically, when the
図7は、自動変速部20の出力軸22をロックするためのパーキングロック機構74の構成と、そのパーキングロック機構74を駆動するためのパーキングロック駆動モータ72等を説明する図である。
FIG. 7 is a view for explaining the configuration of the
パーキングロック駆動モータ72は、スイッチトリラクタンスモータ(SRモータ)により構成され、電子制御装置100からの指示を受けてシフトバイワイヤシステムによってパーキングロック機構74を駆動する。エンコーダ76は、A相、B相およびZ相の信号を出力するロータリエンコーダであって、パーキングロック駆動モータ72と一体的に回転し、SRモータの回転状況を検知してその回転状況を表す信号すなわちパーキングロック駆動モータ72の移動量(回転量)に応じた計数値(エンコーダカウント)を取得するためのパルス信号を電子制御装置100へ供給する。電子制御装置100は、エンコーダ76から供給される信号を取得してSRモータの回転状況を把握し、SRモータを駆動するための通電の制御を行う。
The parking
パーキングロック機構74は、パーキングロック駆動モータ72により回転駆動されるシャフト78、シャフト78の回転に伴って回転するディテントプレート80、ディテントプレート80の回転に伴って動作するロッド82、自動変速部20の出力軸22に固定されたパーキングギヤ84、パーキングギヤ84をロックするためのパーキングロックポール86、ディテントプレート80の回転を制限してシフト位置を固定するディテントスプリング88、およびころ90を備えている。
The
ディテントプレート80は、シャフト78を介してパーキングロック駆動モータ72の駆動軸に作動的に連結されており、ロッド82、ディテントスプリング88、ころ90などと共にパーキングロック駆動モータ72により駆動されて「P」ポジションに対応するパーキングロック位置と「P」ポジション以外の各シフトポジションPSHに対応する非パーキングロック位置とを切り替えるためのパーキングロック位置決め部材として機能する。シャフト78、ディテントプレート80、ロッド82、ディテントスプリング88、およびころ90は、パーキングロック切替機構の役割を果たす。
The
図2は、非パーキングロック位置であるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール86がパーキングギヤ84をロックしていないので、出力軸22の回転は妨げられない。この状態から、パーキングロック駆動モータ72によりシャフト78を図2に示す矢印Cの方向に回転させると、ディテントプレート80を介してロッド82が図2に示す矢印Aの方向に押され、ロッド82の先端に設けられたテーパー部材92によりパーキングロックポール86が図2に示す矢印Bの方向に押し上げられる。ディテントプレート80の回転に伴って、ディテントプレート80の頂部に設けられた2つの谷のうち一方、すなわち非パーキングロック位置にあったディテントスプリング88のころ90は、山94を乗り越えて他方の谷、すなわちパーキングロック位置へ移る。ころ90は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング88に設けられている。ころ90がパーキングロック位置にくるまでディテントプレート80が回転したとき、パーキングロックポール86は、パーキングギヤ84と噛み合う位置まで押し上げられる。これにより、出力軸22が機械的に固定され、シフトポジションPSHが「P」ポジションに切り替わる。
FIG. 2 shows a state when the parking lock position is set. In this state, since the
図8は、電子制御装置100による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図8において、有段変速制御手段102は、図9に示すような車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUTとを変数として予め記憶されたアップシフト線(実線)およびダウンシフト線(一点鎖線)を有する関係(変速線図、変速マップ)から実際の車速Vおよび自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、自動変速部20の変速を実行すべきか否かを判断しすなわち自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部20の自動変速制御を実行する。
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function by the
このとき、有段変速制御手段102は、例えば図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように、自動変速部20の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令、油圧指令)を、すなわち自動変速部20の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合することによりクラッチツウクラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路70へ出力する。油圧制御回路70は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部20の変速が実行されるように、油圧制御回路70内のリニアソレノイドバルブSLを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
At this time, the stepped shift control means 102 engages and / or engages the hydraulic friction engagement device involved in the shift of the
ハイブリッド制御手段104は、エンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて差動部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速Vにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとなるようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。
The hybrid control means 104 operates the
例えば、ハイブリッド制御手段104は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速Vおよび自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段104は、エンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとで構成される二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶された図10の破線に示すようなエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)に沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように、変速機構10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部20の変速段を考慮して差動部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内で制御する。
For example, the
このとき、ハイブリッド制御手段104は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ54を通して蓄電装置56や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ54を通してその電気エネルギが第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
At this time, since the hybrid control means 104 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the
また、ハイブリッド制御手段104は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1および/または第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御させられる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段104は、エンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第1電動機回転速度NM1および/または第2電動機回転速度NM2を任意の回転速度に回転制御することができる。
Further, the hybrid control means 104 controls the first motor rotation speed N M1 and / or the second motor rotation speed N M2 by the electric CVT function of the
例えば、図3の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段104は車両走行中にエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速V(駆動輪34)に拘束される第2電動機回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機回転速度NM1の引き上げを実行する。また、ハイブリッド制御手段104は自動変速部20の変速中にエンジン回転速度NEを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度NEを略一定に維持しつつ自動変速部20の変速に伴う第2電動機回転速度NM2の変化とは反対方向に第1電動機回転速度NM1を変化させる。
For example, the hybrid control means 104 as can be seen from the diagram of FIG. 3 when raising the engine rotation speed N E during running of the vehicle, the vehicle speed V the second electric motor rotation speed N which is bound to the (drive wheels 34) The first motor rotation speed N M1 is increased while maintaining M2 substantially constant. The hybrid control means 104 when maintaining the engine speed N E at the nearly fixed level during the shifting of the automatic shifting
また、ハイブリッド制御手段104は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置58に出力して、必要なエンジン出力を発生するようにエンジン8の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。
Further, the hybrid control means 104 controls the fuel injection amount and the injection timing by the fuel injection device 66 for the fuel injection control in addition to controlling the opening and closing of the
例えば、ハイブリッド制御手段104は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度Accに基づいてスロットルアクチュエータ60を駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。また、このエンジン出力制御装置58は、ハイブリッド制御手段104による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御するなどしてエンジントルク制御を実行する。
For example, the
また、ハイブリッド制御手段104は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によってモータ走行させることができる。例えば、ハイブリッド制御手段104は、一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT域すなわち低エンジントルクTE域、或いは車速Vの比較的低車速域すなわち低負荷域において、モータ走行を実行する。また、ハイブリッド制御手段104は、このモータ走行時には、停止しているエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部11の差動作用により必要に応じてエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持する。
Further, the hybrid control means 104 can drive the motor by the electric CVT function (differential action) of the
また、ハイブリッド制御手段104は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第1電動機M1からの電気エネルギおよび/または蓄電装置56からの電気エネルギを第2電動機M2へ供給し、その第2電動機M2を駆動して駆動輪34にトルクを付与することにより、エンジン8の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。
Further, even in the engine travel region, the hybrid control means 104 supplies the second motor M2 with the electric energy from the first electric motor M1 and / or the electric energy from the
また、ハイブリッド制御手段104は、蓄電装置56からインバータ54を介して供給される第1電動機M1への駆動電流を遮断して第1電動機M1を無負荷状態とする。第1電動機M1は無負荷状態とされると自由回転することすなわち空転することが許容され、差動部11はトルクの伝達が不能な状態すなわち差動部11内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部11からの出力が発生されない状態とされる。すなわち、ハイブリッド制御手段104は、第1電動機M1を無負荷状態とすることにより差動部11をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態(ニュートラル状態)とする。
Moreover, the hybrid control means 104 interrupts the drive current to the 1st electric motor M1 supplied from the
ところで、シフトレバー52が「P」ポジションにあるときの車両停止状態においてエンジン8を始動する際は、自動変速部20内が動力伝達遮断状態とされており伝達部材18は駆動輪34に回転が拘束されないことから伝達部材18に連結されている第1リングギヤR1(第3要素)は機械的な反力をとれないので、ハイブリッド制御手段104は、例えば第1電動機回転速度NM1と第2電動機回転速度NM2とを引き上げてエンジン回転速度NEをエンジン始動可能な回転速度(以下、始動可能回転速度という)NES以上に引き上げると共に、電子スロットル弁62の開閉制御や燃料噴射制御や点火時期制御のための指令をエンジン出力制御装置58に出力して、エンジン8を始動することが考えられる。
By the way, when the
しかしながら、第1電動機回転速度NM1と第2電動機回転速度NM2とを共に制御してエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に引き上げる場合は、エンジン始動が速やかに実行されるものの、第1電動機M1と第2電動機M2とを共に精度良く回転速度制御する必要があり、エンジン始動に際して制御面の負担が増大する可能性がある。尚、始動可能回転速度NESは、エンジン点火可能な回転速度であって、エンジン8が自律回転可能となるエンジン回転速度NEでありエンジンの特性によって異なり一般的には450rpm〜500rpmとされるが、本実施例では予め実験等により求められて記憶されている。
However, when both the first motor rotation speed N M1 and the second motor rotation speed N M2 are controlled to increase the engine rotation speed NE to the startable rotation speed N ES or higher, the engine start is performed quickly. Both the first electric motor M1 and the second electric motor M2 need to be accurately controlled in rotational speed, and there is a possibility that the burden on the control surface increases when starting the engine. Incidentally, startable speed N ES is an engine ignitable rotational speed, are 450rpm~500rpm generally depends on the characteristics of the engine is an engine rotational speed N E of the
そこで、車両停止時制御手段106は、「P」ポジションにあるときの車両停止状態においてエンジン8を始動する際は、第3要素が機械的に反力トルクをとることができ差動部11の差動作用により第1電動機M1の回転制御のみによってエンジン回転速度NEが上昇させられて制御面の負担が軽減されるように、クラッチCおよびブレーキBの係合作動を制御することにより自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達可能状態とすると共に、第1電動機回転速度NM1を制御することによりエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に引き上げる一方で、「P」ポジションにあるときの車両停止状態においてエンジン8の作動中には、クラッチCおよびブレーキBの係合作動を制御することにより自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とする。
Therefore, the vehicle stop control means 106 can mechanically take the reaction force torque of the third element when the
つまり、車両停止時制御手段106は、「P」ポジションにあるときの車両停止状態において、自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達可能状態とする「P」ポジションと、自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とする通常の「P」ポジションとをエンジン駆動状態に基づいて選択する。例えば、自動変速部20内を動力伝達可能状態とする「P」ポジションとして第1速ギヤ段が成立させられる「P−B」ポジションが設定され、自動変速部20内を動力伝達遮断状態とする「P」ポジションとしてニュートラル状態が成立させられる「P−A」ポジションが設定される。
In other words, the vehicle stop control means 106 is configured so that the power transmission path in the
具体的には、シフト操作判定手段108は、シフトポジションPSHに基づいてシフトレバー52が「P」ポジションにあるか否かを判定する。つまり、シフト操作判定手段108は、パーキングギヤ84がロックされて出力軸22が機械的に固定されている車両停止状態であるか否かを判定する。
Specifically, the shift operation determination means 108 determines whether or not the
エンジン駆動判定手段110は、ハイブリッド制御手段104によるエンジン出力制御装置58への指令出力(例えば燃料供給量信号)に基づいて、エンジン8が作動しているエンジン駆動状態であるか否かを判定する。
The engine
エンジン始動指令判定手段112は、エンジン8を始動するためのエンジン始動条件が成立したか否かを判定すると共にエンジン始動条件が成立したと判定した場合にはエンジン始動指令を前記ハイブリッド制御手段104へ出力するエンジン始動条件成立判定手段114を備え、前記シフト操作判定手段108により「P」ポジションにあると判定されたときの車両停止状態において前記エンジン駆動判定手段110によりエンジン駆動状態でないと判定された場合には、上記エンジン始動条件成立判定手段114によりエンジン始動指令が出力されたか否かを判定する。
The engine start
上記エンジン始動条件は、「P」ポジションにあるときの車両停止状態におけるエンジン停止時(エンジン非作動時)に、例えば第1電動機M1の発電による蓄電装置56の充電、エンジン8や触媒装置の暖機、エアコン用コンプレッサの駆動等のためにエンジン8の作動が必要となるエンジン始動の要求であって、蓄電装置56の充電容量SOCが例えば蓄電装置56の劣化を防ぐために設定されている所定充電容量SOC’以下、エンジン水温TEMPWや触媒温度が各々所定温度以下、エアコンが作動状態A/Cにあるとき等がエンジン始動条件として設定される。前記エンジン始動条件成立判定手段114は、「P」ポジションにあるときの車両停止状態におけるエンジン停止時に、蓄電装置56の充電容量SOCが所定充電容量SOC’以下に低下したとき、エンジン水温TEMPWが所定温度以下に低下したとき、触媒温度が所定温度以下に低下したとき、エアコンが作動状態A/Cにあるとき等のいずれか一つでも判断したときに、エンジン始動条件が成立したと判定し、エンジン始動指令を前記ハイブリッド制御手段104へ出力する。
The engine start condition includes, for example, charging of the
前記車両停止時制御手段106は、前記シフト操作判定手段108により「P」ポジションにあると判定されたときの車両停止状態において前記エンジン駆動判定手段110によりエンジン駆動状態でないと判定された場合には、前記「P−B」ポジションを選択して自動変速部20内の動力伝達経路を一時的に動力伝達可能状態とする。前記有段変速制御手段102は、選択された「P−B」ポジションに従って、第1クラッチC1および第3ブレーキB3を係合して第1速ギヤ段を成立させる指令を油圧制御回路70へ出力する。
When the vehicle stop state is determined by the engine
更に、前記車両停止時制御手段106は、この「P−B」ポジションにおいて、前記エンジン始動条件成立判定手段114によりエンジン始動指令が出力されたと前記エンジン始動指令判定手段112により判定された場合には、第1電動機M1によりエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に引き上げる指令を前記ハイブリッド制御手段104へ出力する。ハイブリッド制御手段104は、その指令に従って、機械的に固定されている第2電動機M2を無負荷状態として空転させると共に第1電動機回転速度NM1のみを引き上げてエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に引き上げ、電子スロットル弁62の開閉制御や燃料噴射制御や点火時期制御のための指令をエンジン出力制御装置58に出力してエンジン8を始動する。
Further, the vehicle stop control means 106 determines that the engine start command determination means 112 determines that the engine start command is output by the engine start condition establishment determination means 114 at the “P-B” position. The first motor M1 outputs a command to the hybrid control means 104 to increase the engine speed NE to a startable speed NES or higher. The hybrid control means 104, based on the direction, can speed Start the engine rotational speed N E by raising only the first electric motor speed N M1 causes idly the second electric motor M2 which is mechanically fixed as a no-load condition The
一方で、前記車両停止時制御手段106は、前記シフト操作判定手段108により「P」ポジションにあると判定されたときの車両停止状態において前記エンジン駆動判定手段110によりエンジン駆動状態であると判定された場合には、前記「P−A」ポジションを選択して自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とする。前記有段変速制御手段102は、選択された「P−A」ポジションに従って、クラッチCおよびブレーキBのいずれをも解放してニュートラル状態を成立させる指令を油圧制御回路70へ出力する。
On the other hand, the vehicle stop time control means 106 is determined to be in the engine drive state by the engine drive determination means 110 in the vehicle stop state when it is determined by the shift operation determination means 108 that it is in the “P” position. If this happens, the “PA” position is selected to place the power transmission path in the
図11は、電子制御装置100の制御作動の要部すなわち「P」ポジションにあるときの車両停止状態におけるエンジン始動に際して制御面の負担を軽減するための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。また、図12は、図11のフローチャートに示す制御作動を説明するタイムチャートである。
FIG. 11 is a flowchart for explaining the control operation for reducing the burden on the control surface when starting the engine in the vehicle stop state when the
図11において、先ず、前記シフト操作判定手段108に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、シフトポジションPSHに基づいてシフトレバー52が「P」ポジションにあるか否かが判定される。
In FIG. 11, first, in a step (hereinafter, step is omitted) S1 corresponding to the shift operation determining means 108, it is determined whether or not the
前記S1の判断が否定される場合は、S7において「P」ポジションにあるときの車両停止状態における制御以外のその他の制御が実行されるか、或いは本ルーチンが終了させられる。 If the determination in S1 is negative, control other than the control in the vehicle stop state when in the “P” position is executed in S7, or this routine is ended.
前記S1の判断が肯定される場合は前記エンジン駆動判定手段110に対応するS2において、エンジン出力制御装置58への指令出力(例えば燃料供給量信号)に基づいてエンジン8が作動しているエンジン駆動状態であるか否かが判定される。
If the determination in S1 is affirmative, in S2 corresponding to the engine drive determination means 110, the engine drive in which the
前記S2の判断が否定される場合は前記車両停止時制御手段106および有段変速制御手段102に対応するS3において、「P」ポジションとして「P−B」ポジションが選択され、その「P−B」ポジションに従って、第1クラッチC1および第3ブレーキB3を係合して第1速ギヤ段を成立させる指令が油圧制御回路70へ出力されて自動変速部20内の動力伝達経路が一時的に動力伝達可能状態とされる。このように、エンジン非作動時の「P」ポジションでは動力伝達経路が一時的に動力伝達可能状態とされる。これにより、第1リングギヤR1(第3要素)が回転不能に固定されて機械的な反力をとることが可能とされる。ここではエンジン8は非作動状態であるので、第1クラッチC1および第3ブレーキB3を係合するための係合圧は電動オイルポンプを作動して発生させる。また、「P」ポジションであることから、シフトバイワイヤシステムによってパーキングロック駆動モータが駆動されることによりパーキングギヤ84がロックされて出力軸22が機械的に固定されており、車両の移動が阻止される。
If the determination in S2 is negative, the "P-B" position is selected as the "P" position in S3 corresponding to the vehicle stop time control means 106 and the stepped shift control means 102, and the "P-B" In accordance with the position, a command for engaging the first clutch C1 and the third brake B3 to establish the first gear is output to the
図12のt1時点以前はエンジン非作動状態の車両停止時に、「P」ポジションとして「P−B」ポジションが選択されて、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により第1速ギヤ段が成立させられている状態を示している。 T 1 time earlier 12 when the vehicle is stopped in the engine non-operation state, "P-B" position is selected as the "P" position, the first gear by engaging the first clutch C1 and the third brake B3 The state where the stage is established is shown.
続いて、前記エンジン始動指令判定手段112に対応するS4において、エンジン始動指令が出力されたか否かが判定される。 Subsequently, in S4 corresponding to the engine start command determination means 112, it is determined whether or not an engine start command is output.
前記S4の判断が否定される場合は前記S3へ戻されるが肯定される場合は前記車両停止時制御手段106および前記ハイブリッド制御手段104に対応するS5において、第1電動機M1によりエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に引き上げる指令が出力され、その指令に従って、機械的に固定されている第2電動機M2が無負荷状態として空転させられると共に第1電動機回転速度NM1のみが引き上げられてエンジン回転速度NEが始動可能回転速度NES以上に引き上げられる。そして、その始動可能回転速度NES例えばアイドル回転速度NIDLに達したところで、電子スロットル弁62の開閉制御や燃料噴射制御や点火時期制御のための指令がエンジン出力制御装置58に出力されてエンジン8が始動(点火)させられる。このエンジン始動では、第2電動機M2を積極的に回転制御せずとも第1電動機M1の回転制御のみによって始動可能回転速度NES以上に上昇させることができるので、制御面の負担が軽減される。また、このエンジン始動の際には、エンジン始動時の動力伝達系の振動を防止するためなどに、例えば第2電動機M2の出力を短絡して発電負荷を最大とするなど、積極的に第2電動機回転速度NM2を零回転速度に固定する制御が実行されても良い。第2電動機M2は機械的に固定されて回転速度が零回転であることから、第2電動機回転速度NM2を精度良く制御する必要はなくエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に制御するときの制御面の負担は増大しない。
If the determination in S4 is negative, the process returns to S3, but if the determination is positive, in S5 corresponding to the vehicle stop time control means 106 and the hybrid control means 104, the first motor M1 causes the engine speed N E Is output to a startable rotational speed NES or higher, and the second motor M2 that is mechanically fixed is idled in a no-load state and only the first motor rotational speed NM1 is increased according to the instruction. engine rotational speed N E Te is raised to allow more speed N ES startup. When the startable rotation speed N ES, for example, the idle rotation speed N IDL is reached, a command for opening / closing control of the
図12のt1時点はエンジン始動指令が出力されたことを示している。このt1時点以降において、そのエンジン始動指令に伴って第1電動機M1によりエンジン回転速度NEが上昇させられ、t2時点に示すように始動可能回転速度NES例えばアイドル回転速度NIDLに達したところで点火させられ、エンジン8は自律回転させられる。t2時点乃至t3時点に示すように、エンジン回転速度NEが始動可能回転速度NES以上に上昇させられたところで、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合油圧がクイックドレーン(急速排出)させられる。また、「P−B」ポジションが選択されて第1速ギヤ段が成立させられている間は、第2電動機M2は回転不能に固定されるので第2電動機回転速度NM2は零に維持される。
Time point t 1 in Figure 12 shows that an engine start command is outputted. In this time point t 1 and later, by the first electric motor M1, the engine rotational speed N E is raised along with the engine start command, it reaches a startable speed N ES e.g. idling speed N IDL as shown in t 2 time Then, it is ignited and the
前記S2の判断が肯定される場合は前記車両停止時制御手段106および有段変速制御手段102に対応するS6において、「P」ポジションとして「P−A」ポジションが選択され、その「P−A」ポジションに従って、クラッチCおよびブレーキBのいずれをも解放してニュートラル状態を成立させる指令が油圧制御回路70へ出力されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。このように、エンジン作動時には通常の「P」ポジションと同様にニュートラル状態が成立させられる。また、前記S5におけるエンジン始動後においても、前記S2の判断が肯定されるので、一時的に動力伝達可能状態が形成されていた自動変速部20内の動力伝達経路が開放されてニュートラル状態に直ちに復帰させられる。このニュートラル状態ではクラッチCおよびブレーキBがいずれも解放されているので係合圧を発生させる必要はなく、元々機械式オイルポンプが作動していることもあり、電動オイルポンプを作動させる必要はない。また、「P」ポジションであることから、シフトバイワイヤシステムによってパーキングロック駆動モータが駆動されることによりパーキングギヤ84がロックされて出力軸22が機械的に固定されており、車両の移動が阻止される。
If the determination in S2 is affirmative, the "PA" position is selected as the "P" position in S6 corresponding to the vehicle stop time control means 106 and the stepped shift control means 102, and the "PA" In accordance with the position, a command to release both the clutch C and the brake B to establish the neutral state is output to the
図12のt2時点以降はエンジンが始動させられたことにより、「P」ポジションとして「P−A」ポジションが選択されて、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の解放によりニュートラル状態が成立させられた状態を示している。また、エンジン始動後に「P−A」ポジションが選択されても、「P」ポジションである限り第2電動機回転速度NM2は零に制御される。 By Figure 12 t 2 after the time of the engine is allowed to start, it is selected "P-A" position as a "P" position, the neutral state is established by releasing the first clutch C1 and the third brake B3 The state is shown. Even if the “PA” position is selected after the engine is started, the second motor rotation speed NM2 is controlled to zero as long as the “P” position is maintained.
上述のように、本実施例によれば、車両停止状態においてエンジン8を始動する際は、車両停止時制御手段106により、クラッチCおよびブレーキBの係合作動が制御されることにより自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態とされると共に、第1電動機回転速度NM1が制御されることによりエンジン回転速度NEが始動可能回転速度NES以上に引き上げられるので、差動部11の出力回転部材である伝達部材18が作動的に駆動輪34と直接連結されることになって、第2電動機M1および伝達部材18に連結された第3要素が駆動輪34に回転が拘束されて機械的に反力トルクをとることができる状態とされ、差動部11の差動作用により第2電動機M2を積極的に回転制御せずとも第1電動機M1の回転制御のみによってエンジン回転速度NEを始動可能回転速度NES以上に上昇させることができて、車両停止状態におけるエンジン始動に際して制御面の負担が軽減される。
As described above, according to the present embodiment, when the
また、本実施例によれば、前記車両停止状態は、シフト操作装置50(シフトレバー52)において「P」ポジションが選択されているときであるので、通常は自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる「P」ポジションが選択されているときであっても、車両停止状態におけるエンジン始動の際には一時的にその動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、回転不能に固定されている出力軸22と第3要素とが直接的に連結されることによりその第3要素が回転不能に固定されて機械的に反力トルクをとることができる状態が形成される。
Further, according to the present embodiment, the vehicle stop state is when the “P” position is selected in the shift operating device 50 (shift lever 52), and therefore, the power transmission path in the
また、本実施例によれば、車両停止時制御手段106は、「P」ポジションが選択されている車両停止状態においてエンジン8の作動開始後には、クラッチCおよびブレーキBの係合作動を制御することにより自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とするので、エンジン始動によりエンジン8が運転状態(作動状態)とされると、自動変速部20内の動力伝達経路が一時的な動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態に復帰させられ、通常の状態に戻される。よって、例えば暖機時のエンジン8の回転負荷が軽減される。
Further, according to the present embodiment, the vehicle stop control means 106 controls the engagement operation of the clutch C and the brake B after the operation of the
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図13は本発明の他の実施例における変速機構120の構成を説明する骨子図、図14はその変速機構120の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを示す係合表、図15はその変速機構120の変速作動を説明する共線図である。
FIG. 13 is a skeleton diagram illustrating the configuration of the
変速機構120は、前述の実施例と同様に第1電動機M1、動力分配機構16、および第2電動機M2を備えている差動部11と、その差動部11と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている前進3段の自動変速部122とを備えている。動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24を有している。自動変速部122は、例えば「0.532」程度の所定のギヤ比ρ2を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置26と例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ3を有するシングルピニオン型の第3遊星歯車装置28とを備えている。第2遊星歯車装置26の第2サンギヤS2と第3遊星歯車装置28の第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2遊星歯車装置26の第2キャリヤCA2と第3遊星歯車装置28の第3リングギヤR3とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2リングギヤR2は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結され、第3キャリヤCA3は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結されている。
As in the above-described embodiment, the
このように、自動変速部122内と差動部11(伝達部材18)とは自動変速部122の変速段を成立させるために用いられる第1クラッチC1または第2クラッチC2を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第1クラッチC1および第2クラッチC2は、伝達部材18と自動変速部122との間の動力伝達経路すなわち差動部11(伝達部材18)から駆動輪34への動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくとの一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第1クラッチC1および第2クラッチC2が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
In this way, the
また、この自動変速部122は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段(変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ(=伝達部材回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られる。例えば、図14の係合作動表に示されるように、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により変速比γ1が最大値例えば「2.804」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.531」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第3速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第2ブレーキB2の係合により変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「2.393」程度である後進ギヤ段(後進変速段)が成立させられる。また、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、および第2ブレーキB2の解放によりニュートラル「N」状態とされる。なお、図14の係合作動表に示されている第4速ギヤ段における自動変速部122の係合装置の係合作動は第3速ギヤ段と同じである。
Further, the
以上のように構成された変速機構120において、無段変速機として機能する差動部11と自動変速部122とで無段変速機が構成される。また、差動部11の変速比を一定となるように制御することにより、差動部11と自動変速部122とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
In the
具体的には、差動部11が無段変速機として機能し、且つ差動部11に直列の自動変速部122が有段変速機として機能することにより、自動変速部122の少なくとも1つの変速段Mに対して自動変速部122に入力される回転速度(以下、自動変速部122の入力回転速度)すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられてその変速段Mにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、変速機構120の総合変速比γTが無段階に得られ、変速機構120において無段変速機が構成される。
Specifically, the
例えば、図14の係合作動表に示される自動変速部122の第1速ギヤ段乃至第3速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度N18が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって、変速機構120全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られる。
For example, first gear or transmission member rotational speed N 18 is continuously variable varying with respect to each gear of the third gear and reverse gear position of the
また、差動部11の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチCおよびブレーキBが選択的に係合作動させられて第1速ギヤ段乃至第3速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構120のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構120において有段変速機と同等の状態が構成される。
Further, the gear ratio of the
例えば、差動部11の変速比γ0が「1」に固定されるように制御されると、図14の係合作動表に示されるように自動変速部122の第1速ギヤ段乃至第3速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対応する変速機構120のトータル変速比γTが各ギヤ段毎に得られる。また、自動変速部122の第3速ギヤ段において差動部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように制御されると、図14の係合作動表の第4速ギヤ段に示されるように第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度であるトータル変速比γTが得られる。
For example, when the gear ratio γ0 of the
図15は、差動部11と自動変速部122とから構成される変速機構120において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。
FIG. 15 is a collinear diagram that can represent, on a straight line, the relative relationship between the rotational speeds of the rotating elements having different coupling states for each gear stage in the
図15における自動変速部122の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第3キャリヤCA3を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応し且つ相互に連結された第2キャリヤCA2および第3リングギヤR3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表している。また、自動変速部122において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は自動変速部122の出力軸22に連結され、第7回転要素RE7は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
The four vertical lines Y4, Y5, Y6, Y7 of the
自動変速部122では、差動部11において直線L0が横線X2と一致させられてエンジン回転速度NEと同じ回転速度が差動部11から第7回転要素RE7に入力されると、図15に示すように、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより、第7回転要素RE7(R2)の回転速度を示す縦線Y7と横線X2との交点と第5回転要素RE5(CA3)の回転速度を示す縦線Y5と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第6回転要素RE6(CA2,R3)の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L3と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示される。
In the
また、差動部11において直線L0が図15に示す状態とされてエンジン回転速度NEよりも高い回転速度が差動部11から第7回転要素RE7に入力されると、図15に示すように、第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。
Further, when the straight line L0 is higher rotational speed than that in the engine rotational speed N E is in the state shown in FIG. 15 is input from the
本実施例においても変速機構120は差動部11と自動変速部122とから構成され、車両停止時制御手段106により、「P」ポジションにあるときの車両停止状態において、自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達可能状態とする「P」ポジションと、自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とする通常の「P」ポジションとがエンジン駆動状態に基づいて選択される。例えば、図14に示すように、自動変速部20内を動力伝達可能状態とする「P」ポジションとして第1速ギヤ段が成立させられる「P−B」ポジションが設定され、自動変速部20内を動力伝達遮断状態とする「P」ポジションとしてニュートラル状態が成立させられる「P−A」ポジションが設定される。よって、前述の実施例と同様の効果が得られる。
Also in the present embodiment, the
図16は本発明の他の実施例における動力分配機構130の構成を説明する骨子図である。この動力分配機構130は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置24に加え、第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1との間にロック用クラッチC0を備えている。
FIG. 16 is a skeleton diagram illustrating the configuration of the
この動力分配機構130において、ロック用クラッチC0が解放されるとすなわち非ロック状態へ切り換えられると、動力分配機構130は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構130)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構130が差動状態とされると差動部11も差動状態とされ、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。
In the
また、上記ロック用クラッチC0が係合されるとすなわちロック状態へ切り換えられると、動力分配機構130は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、ロック用クラッチC0が係合されて第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが一体的に連結されると、動力分配機構130は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1が共に回転すなわち一体回転させられる連結状態すなわちロック状態とされて前記差動作用をしない非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、差動部11(動力分配機構130)は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する非無段変速状態例えば定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
When the locking clutch C0 is engaged, that is, when the lock clutch C0 is switched to the locked state, the
また、図示はしないが、動力分配機構130は、ロック用クラッチC0に替えて或いは加えて、第1サンギヤS1とケース12との間にロック用ブレーキB0備えていても良い。このような場合には、動力分配機構130において、ロック用ブレーキB0(およびロック用クラッチC0)が解放されると、動力分配機構130は差動状態とされる。一方で、ロック用クラッチC0に替えてロック用ブレーキB0が係合されて第1サンギヤS1がケース12に連結されると、動力分配機構130は非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、第1リングギヤR1は第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、動力分配機構130は増速機構として機能するものであり、差動部11(動力分配機構130)は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する非無段変速状態例えば定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
Although not shown, the
変速機構10、120において、動力分配機構16に替えて動力分配機構130を用いる本実施例の場合には、前記有段変速制御手段102は、車両停止状態においてエンジン8を始動する際に車両停止時制御手段106によりエンジン回転速度NEが始動可能回転速度NES以上に引き上げられることが可能な状態とするために、ロック用クラッチC0(およびロック用ブレーキB0)を解放して動力分配機構130を差動状態とする。
In the present embodiment in which the
よって、本実施例においても、車両停止時制御手段106により、「P」ポジションにあるときの車両停止状態において、自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達可能状態とする「P」ポジションと、自動変速部20内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とする通常の「P」ポジションとがエンジン駆動状態に基づいて選択されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
Therefore, also in this embodiment, the vehicle stop control means 106 causes the power transmission path in the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例では、通常は自動変速部20内が動力伝達遮断状態とされる「P」ポジションにおいて、シフトバイワイヤシステムによって油圧制御回路70が電気的に切り換えられることにより、第1速ギヤ段(「P−B」ポジション)が成立させられて自動変速部20内が一時的に動力伝達可能状態とされたが、そのシフトバイワイヤシステムに替えて、シフトレバー52の切り換えに連動して機械的に油路が切り換えられる良く知られたマニュアルバルブを備え、「P」ポジションにおいても第1速ギヤ段を成立させるためのクラッチCおよびブレーキBへ油圧が供給されるようにそのマニュアルバルブを構成し、さらにマニュアルバルブへの油圧供給油路を含むクラッチCおよび/またはブレーキBへの油圧供給油路中に電磁切換弁等を設け、エンジン停止時(エンジン非作動時)のみクラッチCおよびブレーキBへ油圧が供給されるように電磁切換弁等によりその油路を切り換えても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施例の「P−B」ポジションでは、第1速ギヤ段を成立させて自動変速部20内を動力伝達可能状態としたが、図2や図14に示すように、第1クラッチC1に替えて第2クラッチC2の係合により後進ギヤ段を成立させて、自動変速部20内を動力伝達可能状態としても良い。このように後進ギヤ段を成立させる場合には、次の「R」ポジションへの選択切換えのときに油圧制御の切換えが簡略化できる可能性が有る。
In the “P-B” position of the above-described embodiment, the first speed gear stage is established to enable power transmission in the
また、前述の実施例の動力分配機構16、130では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA1、S1、R1のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
In the
また、前述の実施例では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されてもよい。
In the above-described embodiment, the first motor M1 and the second motor M2 are arranged concentrically with the
また、前述の実施例では、第1クラッチC1や第2クラッチC2などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。例えば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路70は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
Further, in the above-described embodiment, the hydraulic friction engagement devices such as the first clutch C1 and the second clutch C2 are magnetic powder type, electromagnetic type, mechanical type such as powder (magnetic powder) clutch, electromagnetic clutch, and meshing type dog clutch. You may be comprised from the engaging apparatus. For example, in the case of an electromagnetic clutch, the
また、前述の実施例では、差動部11すなわち動力分配機構16、130の出力部材である伝達部材18と駆動輪34との間の動力伝達経路に、自動変速部20、102が介挿されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機、手動操作により変速段が切り換えられる同期噛み合い式の手動変速機等の他の形式の動力伝達部(変速機)が設けられていてもよい。このように、自動変速部20、102とは別の形式の動力伝達部が設けられる場合には、動力伝達経路を動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態とに切り換え可能な係合装置は、差動部11から動力伝達部への動力伝達経路に設けられる。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、自動変速部20、102は伝達部材18を介して差動部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられそのカウンタ軸上に同心に自動変速部20、102が配設されてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20、102とは、例えば伝達部材18としてのカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構16、130は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および第2電動機M2に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
Further, in the
また、前述の実施例の動力分配機構16、130は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。また、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。
Further, the
また、前述の実施例のシフト操作装置50は、複数種類のシフトポジションPSHを選択するために操作されるシフトレバー52を備えていたが、そのシフトレバー52に替えて、例えば押しボタン式のスイッチやスライド式スイッチ等の複数種類のシフトポジションPSHを選択可能なスイッチ、特定のシフトポジションPSHのみ例えば「P」ポジションのみ選択可能なスイッチが他のシフトポジションを選択するための切換装置とは独立して設けられているような装置、或いは手動操作に因らず運転者の音声に反応して複数種類のシフトポジションPSHを切り換えられる装置や足の操作により複数種類のシフトポジションPSHを切り換えられる装置等であってもよい。また、シフトレバー52が「M」ポジションへ操作されることにより、変速レンジが設定されるものであったが変速段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速変速段が変速段として設定されてもよい。この場合、自動変速部20、102では変速段が切り換えられて変速が実行される。例えば、シフトレバー52が「M」ポジションにおけるアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、自動変速部20では第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の何れかがシフトレバー52の操作に応じて設定される。
Further, the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
8:エンジン
10、70:変速機構(車両用駆動装置)
11:差動部
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材
20:自動変速部(動力伝達部)
34:駆動輪
50:シフト操作装置(切換装置)
100:電子制御装置(制御装置)
106:車両停止時制御手段
C1、C2:クラッチ(係合装置)
B1〜B3:ブレーキ(係合装置)
M1:第1電動機
M2:第2電動機
8:
11: Differential unit 16: Power distribution mechanism (differential mechanism)
18: Transmission member 20: Automatic transmission unit (power transmission unit)
34: Drive wheel 50: Shift operation device (switching device)
100: Electronic control device (control device)
106: Control means C1, C2 when the vehicle is stopped: Clutch (engagement device)
B1 to B3: Brake (engagement device)
M1: first electric motor M2: second electric motor
Claims (3)
車両停止状態において前記エンジンを始動する際は、前記係合装置の係合作動を制御することにより前記動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達可能状態とすると共に、前記第1電動機の回転速度を制御することにより前記エンジンの回転速度をエンジン始動可能な回転速度以上に引き上げる車両停止時制御手段を含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 A first element coupled to the engine, a second element coupled to the first motor, and a third element coupled to the second motor and the transmission member, and the output of the engine to the first motor and the transmission A differential section having a differential mechanism for distributing to members and operating as an electrical differential apparatus; and a power transmission section having an engagement device and provided in a power transmission path from the transmission member to the drive wheels. A control device for a vehicle drive device that switches a power transmission path in the power transmission portion between a power transmission enable state and a power transmission cutoff state by controlling an engagement operation of the engagement device,
When the engine is started in a vehicle stopped state, the engagement operation of the engagement device is controlled so that the power transmission path in the power transmission unit is in a state where power can be transmitted, and the rotational speed of the first motor is controlled. A control device for a vehicle drive device, comprising: a vehicle stop control means for controlling to raise the rotational speed of the engine to a rotational speed at which the engine can be started or higher.
前記車両停止状態は、前記切換装置において前記駐車ポジションが選択されているときである請求項1の車両用駆動装置の制御装置。 A switching device capable of selecting a parking position for setting a power transmission path in the power transmission section to a power transmission cutoff state and fixing an output rotation member of the power transmission section in a non-rotatable manner;
2. The control device for a vehicle drive device according to claim 1, wherein the vehicle stop state is when the parking position is selected in the switching device.
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