JP2004208417A

JP2004208417A - Control device of hybrid drive system

Info

Publication number: JP2004208417A
Application number: JP2002374974A
Authority: JP
Inventors: Hiroatsu Endo; 弘淳遠藤; Tatsuya Ozeki; 竜哉尾関
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP4127049B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of the hybrid drive system wherein the start of the engine and the change of the output can be performed stably. <P>SOLUTION: In the control device of the hybrid drive system, a secondary power source is linked through a transmission with an output member to which torque is transmitted from a primary power source. The device is provided with an output unstable state judging means (steps S22, S26) which judges unstable state of torque output from the primary power source, and a gear change limiting means (steps S24, S25) which limits gear change by the transmission when the unstable state of the torque output from the primary power source is judged with the output unstable state judging means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行のための動力源として二種類の動力源を備えているハイブリッド駆動装置に関し、特に第１の動力源から動力の伝達される出力部材に、変速機を介して第２の動力源が連結されているハイブリッド駆動装置を対象とする制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のハイブリッド駆動装置の一例が、特開２００２−２２５５７８号公報（特許文献１）記載されている。この公報に記載されたハイブリッド駆動装置では、エンジンと第１モータ・ジェネレータとが、シングルピニオン型遊星歯車機構からなる合成分配機構を介して相互に連結されるとともに、その合成分配機構に出力部材がトルク伝達可能に連結され、さらにその出力部材に変速機構を介して第２モータ・ジェネレータが連結されている。
【０００３】
したがってこの公報に記載されたハイブリッド駆動装置では、エンジンの出力トルクと第１モータ・ジェネレータのトルクとを、シングルピニオン型遊星歯車機構のギヤ比に応じて合成したトルクが出力軸に現れるとともに、第１モータ・ジェネレータによってエンジンの回転数を制御できるので、エンジンを最適燃費で運転でき、車両の燃費を向上させることができる。また、エンジンを最適燃費で運転している状態で第１モータ・ジェネレータによって発電（すなわちエネルギー回生）をおこない、その電力で第２モータ・ジェネレータを駆動することにより、出力軸にトルクを付加でき、したがって燃費を悪化させることなく必要十分な駆動力を得ることができる。さらに、変速機で設定される変速比を“１”より大きくすることにより、第２モータ・ジェネレータの出力するトルクを増大させて出力軸に伝達でき、かつその変速比を小さくした場合（例えば変速機を高速段に設定した場合）には、第２モータ・ジェネレータの回転数を低下させることができるので、第２モータ・ジェネレータを小型化あるいは低出力型のものとすることができる。
【０００４】
また従来、エンジンの出力側に低速段と直結段とに変速できる変速機を連結し、その変速機の出力部材から駆動輪にトルクを伝達する一方、その出力部材にモータのトルクを伝達するように構成したハイブリッド装置であって、その変速機を低速段に変速した後にモータによってエンジンを始動するように構成した装置が、特開平８−２１６７００号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００５】
さらに従来、エンジンと第１モータ・ジェネレータとを遊星歯車機構からなる合成分配機構に連結するとともに、その合成分配機構に出力部材を連結し、さらにその出力部材に第２モータ・ジェネレータを直接連結した構成のハイブリッド装置において、第１モータ・ジェネレータの動力でエンジンを始動する際に、第２モータ・ジェネレータのトルクを出力部材に付加することにより、エンジンの始動を好適におこなうように構成した装置が、特許第３１２９２０４号公報（特許文献３）に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２５５７８号公報（段落（００２１）〜（００３４）、図１）
【特許文献２】
特開平８−２１６７００号公報（段落（００２３）〜（００２７））
【特許文献３】
特許第３１２９２０４号公報（請求項２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開２００２−２２５５７８号公報に記載されているいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置においては、第２のモータ・ジェネレータを変速機を介して出力軸に連結しているので、その変速機での変速の際の出力軸トルクの変動を、内燃機関および第１モータ・ジェネレータを含むいわゆる主動力源の出力で補償することができ、また反対に主動力源によるトルクの過不足を第２モータ・ジェネレータによって補うことができる。しかしながら、いわゆる主動力源からの出力トルクが内燃機関の始動や内燃機関の回転数を制御する第１モータ・ジェネレータの制御内容の変化などによって変化し、また第２モータ・ジェネレータから出力軸に伝達されるトルクが変速機による変速の実行によって変化するにも関わらず、従来では、これらのトルクの変動要因が重畳することや、その場合の制御について従来では考慮されていない。そのため、走行中における出力軸トルクの変動が生じたり、それに伴ってドライバビリティが悪化し、あるいはエンジンの始動や主動力源のトルク制御を所期どおりに実行できないなどの可能性があった。
【０００８】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、第１の動力源および第２の動力源でのトルク変動要因に好適に対処して出力軸トルクの変動を防止することのできるハイブリッド駆動装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、一方の動力源側にトルクの変動要因が生じた場合に、他方の動力源側でのトルク変動を生じさせる制御を制限するように構成したことを特徴とするものである。すなわち請求項１の発明は、第１の動力源からトルクの伝達される出力部材に、変速機を介して第２の動力源が連結されたハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１の動力源から出力されるトルクが不安定な状態を判定する出力不安定状態判定手段と、前記第１の動力源から出力されるトルクの不安定状態が前記出力不安定状態判定手段によって判定された場合に、前記変速機による変速を制限する変速制限手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１０】
したがって請求項１の発明では、第１の動力源の出力トルクが不安定な状態が判定されると、第２の動力源のトルクを出力部材に伝達している変速機の変速が制限される。そのため、第２の動力源と出力部材との間のトルク容量あるいはトルクの伝達状態が安定するので、第２の動力源のトルクにより出力部材のトルクの変動が抑制され、あるいは出力部材のトルクが安定する。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１における前記第１の動力源が、外力を受けて始動される内燃機関を有し、前記出力不安定状態判定手段は前記内燃機関の始動を前記トルクの不安定状態と判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１２】
したがって請求項２の発明では、第１の動力源を構成している内燃機関を始動する場合であっても、第２の動力源によって出力部材のトルクを安定的に制御でき、いわゆる出力軸トルクが安定する。
【００１３】
さらに、請求項３の発明は、請求項１における前記第１の動力源が、内燃機関とモータ・ジェネレータとのトルクを合成もしくは分配して前記出力部材に出力する構成を有し、前記内燃機関の始動時に前記モータ・ジェネレータと前記第２の動力源とを制御する始動時制御手段を備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１４】
したがって請求項３の発明では、内燃機関を始動するにあたり第１の動力源を構成しているモータ・ジェネレータが制御され、それに伴うトルクが出力部材に現れるが、その出力部材に第２の動力源を連結している変速機での変速が制限されているので、出力部材のトルクを第２の動力源で補償でき、その結果、内燃機関が確実に始動される。
【００１５】
またさらに、請求項４の発明は、請求項１における前記第１の動力源が、内燃機関とモータ・ジェネレータとのトルクを合成もしくは分配して前記出力部材に出力する構成を備え、前記出力不安定状態判定手段はそのトルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する状態を前記トルクの不安定状態と判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１６】
したがって請求項４の発明では、内燃機関の出力トルクがモータ・ジェネレータと出力部材とに分配され、あるいは内燃機関のトルクとモータ・ジェネレータのトルクとが合成されて出力部材に伝達されるので、急加速や急減速などの要求駆動力が大きく変化する場合にそのトルクの合成もしくは分配の状態が急変し、その合成もしくは分配の状態の急変時に変速機での変速が制限されるので、第１の動力源からの出力トルクの変動を第２の動力源のトルクで補完もしくは吸収し、その結果、いわゆる出力軸トルクが安定する。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記トルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する状態のときに前記第２の動力源の出力を制御する出力制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１８】
したがって請求項５の発明では、前記機構でのトルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する場合、変速機での変速が制限されるので、第２の動力源と出力部材との間のトルクの伝達状態が維持され、その結果、前記機構でのトルクの合成もしくは分配の状態が所期どおりに急速に変化させられる。
【００１９】
そして、請求項６の発明は、第１の動力源からトルクの伝達される出力部材に、変速機を介して第２の動力源が連結されたハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記変速機での変速を判定する変速判定手段と、前記変速機による変速中であることが前記変速判定手段で判定された場合に前記第１の動力源の停止を制限する停止制御制限手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２０】
したがって請求項６の発明では、出力部材のトルクの変動要因となる変速機での変速が実行されている場合には、出力部材にトルクを与える第１の動力源の停止が制限されるので、出力部材のトルク変動の要因が重畳的に生じることが回避され、その結果、出力部材のトルクすなわち出力軸トルクの変動が防止もしくは抑制される。
【００２１】
そして、請求項７の発明は、請求項６における前記第１の動力源が、内燃機関とモータ・ジェネレータとこれら内燃機関およびモータ・ジェネレータのトルクを合成もしくは分配して前記出力部材に伝達する機構とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２２】
したがって請求項７の発明では、変速機での変速中には、前記機構で合成もしくは分配される内燃機関からのトルクが急激に低下することがなく、またモータ・ジェネレータのトルクを制御することにより、前記機構から出力部材に出力するトルクが制御可能であり、その結果、第２の動力源から出力部材に伝達されるトルクが変化するとしても、出力部材のトルクすなわち出力軸トルクの変動が防止もしくは抑制される。
【００２３】
さらに、この発明では、請求項８の構成に加えて、外力を受けて始動される内燃機関を含む第１の動力源からトルクの伝達される出力部材に、変速機を介して第２の動力源が連結されたハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、前記内燃機関の始動状態が前記始動判定手段で判定されている場合に前記変速機による変速を制限する変速制限手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２４】
したがって請求項８の発明では、第１の動力源における内燃機関が始動されている状態では、変速機による変速が制限される。そのため、第１の動力源から出力部材に伝達されるトルクを第１の動力源で正確には制御できない状態であっても、第２の動力源によって出力部材のトルクを安定的に制御でき、いわゆる出力軸トルクが安定する。
【００２５】
なお、請求項８の発明では、前記第１の動力源を、前記内燃機関に加えてモータ・ジェネレータを備えるとともにこれら内燃機関とモータ・ジェネレータとのトルクを合成もしくは分配して出力する構成とし、内燃機関の始動時に、そのモータ・ジェネレータと前記第２の動力源とを制御する手段を更に設けることができる。
【００２６】
さらに、請求項９の発明は、内燃機関とモータ・ジェネレータとのトルクを合成もしくは分配して動力を出力する第１の動力源からトルクの伝達される出力部材に、変速機を介して第２の動力源が連結されたハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１動力源におけるトルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する状態を判定する状態変化判定手段と、前記第１動力源におけるトルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する状態が前記状態変化判定手段で判定された場合に前記変速機による変速を制限する変速制限手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２７】
したがって請求項９の発明では、内燃機関の出力トルクがモータ・ジェネレータと出力部材とに分配され、あるいは内燃機関のトルクとモータ・ジェネレータのトルクとが合成されて出力部材に伝達されるので、急加速や急減速などの要求駆動力が大きく変化する場合にそのトルクの合成もしくは分配の状態が急変し、その合成もしくは分配の状態の急変時に変速機での変速が制限されるので、第１の動力源からの出力トルクの変動を第２の動力源のトルクで補完もしくは吸収し、その結果、いわゆる出力軸トルクが安定する。
【００２８】
したがってこの発明では、請求項９の構成に加えて、前記トルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する状態のときに前記第２の動力源の出力を制御する出力制御手段を更に備えていることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置について説明すると、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置は、一例として車両に搭載されるものであって、図３に示すように、主動力源（すなわち第１の動力源）１のトルクが出力部材２に伝達され、その出力部材２からデファレンシャル３を介して駆動輪４にトルクが伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギーを回収する回生制御の可能なアシスト動力源（すなわち第２の動力源）５が設けられており、このアシスト動力源５が変速機６を介して出力部材２に連結されている。したがってアシスト動力源５と出力部材２との間で伝達するトルクを変速機６で設定する変速比に応じて増減するようになっている。
【００３０】
上記の変速機６は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５で出力したトルクを増大させて出力部材２に伝達できるので、アシスト動力源５を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、例えば車速に応じて出力部材２の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５の回転数を低下させる。また、出力部材２の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。
【００３１】
上記のハイブリッド駆動装置を更に具体的に説明すると、主動力源１は図４に示すように、内燃機関（以下、エンジンと記す）１０と、モータ・ジェネレータ（以下、仮に第１モータ・ジェネレータもしくはＭＧ１と記す）１１と、これらエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２とを主体として構成されている。そのエンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１３によっておこなうように構成されている。
【００３２】
また、第１モータ・ジェネレータ１１は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４を介してバッテリーなどの蓄電装置１５に接続されている。そして、そのインバータ１４を制御することにより、第１モータ・ジェネレータ１１の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１６が設けられている。
【００３３】
さらに、遊星歯車機構１２は、外歯歯車であるサンギヤ１７と、そのサンギヤ１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１９とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記エンジン１０の出力軸がダンパー２０を介して第１の回転要素であるキャリヤ１９に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１９が入力要素となっている。
【００３４】
これに対して第２の回転要素であるサンギヤ１７に第１モータ・ジェネレータ１１が連結されている。したがってサンギヤ１７がいわゆる反力要素となっており、また第３の回転要素であるリングギヤ１８が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ１８が出力部材（すなわち出力軸）２に連結されている。
【００３５】
一方、変速機６は、図４に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第１サンギヤ（Ｓ１）２１と第２サンギヤ（Ｓ２）２２とが設けられており、その第１サンギヤ２１にショートピニオン２３が噛合するとともに、そのショートピニオン２３がこれより軸長の長いロングピニオン２４に噛合し、そのロングピニオン２４が前記各サンギヤ２１，２２と同心円上に配置されたリングギヤ（Ｒ）２５に噛合している。なお、各ピニオン２３，２４は、キャリヤ（Ｃ）２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ２２がロングピニオン２４に噛合している。したがって第１サンギヤ２１とリングギヤ２５とは、各ピニオン２３，２４と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ２２とリングギヤ２５とは、ロングピニオン２４と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【００３６】
そして、第１サンギヤ２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ２５を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧や電磁力などによる係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ２２に前述したアシスト動力源５が連結され、またキャリヤ２６が前記出力軸２に連結されている。
【００３７】
したがって、上記の変速機６は、第２サンギヤ２２がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ２６が出力要素となっており、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定されるように構成されている。この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２７が設けられている。
【００３８】
なお、図４に示す例では、アシスト動力源５として、トルクを出力する力行およびエネルギーを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ（以下仮に、第２モータ・ジェネレータもしくはＭＧ２と記す）が採用されている。この第２モータ・ジェネレータ５は、インバータ２８を介してバッテリー２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）３０によってそのインバータ２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー２９および電子制御装置３０は、前述した第１モータ・ジェネレータ１１についてのインバータ１４およびバッテリー（蓄電装置）１５と統合することもできる。
【００３９】
上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２についての共線図を示せば、図５の（Ａ）のとおりであり、キャリヤ（Ｃ）１９に入力されるエンジン１０の出力するトルクに対して、第１モータ・ジェネレータ１１による反力トルクをサンギヤ（Ｓ）１７に入力すると、出力要素となっているリングギヤ（Ｒ）１８には、エンジン１０から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。その場合、第１モータ・ジェネレータ１１は、発電機として機能する。また、リングギヤ１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータ・ジェネレータ１１を制御することによっておこなうことができる。
【００４０】
さらに、図５の（Ａ）に一点鎖線で示すように、走行中にエンジン１０を停止させていれば、第１モータ・ジェネレータ１１が逆回転しており、その状態から第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリヤ１９に連結されているエンジン１０にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、したがって第１モータ・ジェネレータ１１によってエンジン１０を始動（モータリングもしくはクランキング）することができる。その場合、出力軸２にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって走行のための駆動トルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力するトルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン１０の始動を円滑におこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。
【００４１】
また、変速機６を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図５の（Ｂ）のとおりである。すなわち第２ブレーキＢ２によってリングギヤ２５を固定すれば、低速段Ｌが設定され、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸２に付加される。これに対して第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ２１を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸２に付加される。
【００４２】
なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
【００４３】
上述したハイブリッド駆動装置は、主動力源１とアシスト動力源５との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。またエンジン１０を駆動する場合であっても、第１モータ・ジェネレータ１１によって最適燃費となるようにエンジン１０の回転数が制御される。さらに、コースト時には車両の有する慣性エネルギーが電力として回生される。そして、第２モータ・ジェネレータ５を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６を低速段Ｌに設定して出力軸２に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では、変速機６を高速段Ｈに設定して第２モータ・ジェネレータ５の回転数を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストが実行される。
【００４４】
上述したハイブリッド駆動装置についてのこのような基本的な制御の例を図６にフローチャートで示してある。図６に示す例では、先ず、シフト位置の検出がおこなわれる（ステップＳ１）。このシフト位置とは、車両を停止状態に維持するパーキングＰ、後進走行させるリバースＲ、ニュートラル状態とするニュートラルＮ、前進走行するためのドライブＤ、出力軸２の回転数に対してエンジン回転数を相対的に大きく維持して駆動トルクを大きくし、あるいはコースト時に制動力を増大させるエンジンブレーキＳなどのシフト装置（図示せず）で選択されている各状態であり、ステップＳ１ではリバースＲ、ドライブＤ、エンジンブレーキＳの各シフト位置を検出する。
【００４５】
ついで、要求駆動力が決定される（ステップＳ２）。例えば、シフト位置やアクセル開度さらには車速などの車両の走行状態に関する情報ならびに駆動力マップなどの予め記憶している情報に基づいて要求駆動力が決定される。
【００４６】
さらに、走行モードが決定される（ステップＳ３）。この走行モードとは、第２モータ・ジェネレータ５を動力源とした走行形態（以下、ＥＶ走行と記す。）、エンジン１０を主たる動力源とした走行形態（以下、エンジン走行と記す。）を意味している。この走行モードは、要求駆動力に加えて、前述したバッテリー１５，２９の充電量（すなわち充電残量）ＳＯＣやバッテリー１５，２９や各モータ・ジェネレータ５，１１などの各部の温度、さらにはハイブリッド駆動装置全体としてフェイルなどの動作状態を考慮して決定（すなわち選択）される。なおここで、エンジン１０を始動する制御が実行されている状態はＥＶ走行に含まれないとし、また、エンジン１０を停止させる制御が実行されている状態はＥＶ走行に含まれるものとしている。
【００４７】
さらに、上記のステップＳ２で決定された要求駆動力に基づいて変速段が決定される（ステップＳ４）。すなわち前述した変速機６で設定すべき変速段が低速段Ｌあるいは高速段Ｈに決定される。後述するように変速が制限される場合があるので、変速が制限された状態での変速段の決定も含む。
【００４８】
その変速機６で設定すべき変速段への変速中か否かが判断される（ステップＳ５）。この判断は、変速を実行すべきか否かの判断であり、ステップＳ４で決定された変速段が、その時点に設定されている変速段とは異なっている場合に、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００４９】
ステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ４で決定された変速段を設定するための変速を実行するように油圧が制御される（ステップＳ６）。この油圧は、前述した各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧であり、例えば係合側のブレーキについては、係合直前の状態にするために油圧を一次的に増大させるファーストフィルの後に所定の低い油圧に維持する低圧待機の制御をおこない、これに対して解放側のブレーキについては、所定油圧までステップダウンさせた後、第２モータ・ジェネレータ５の回転数に応じて次第に解放させるように油圧を低下させる制御をおこなう。
【００５０】
各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合圧をこのように制御することにより第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達されるトルクが制限されるので、パワーオン状態では、出力トルクが低下する。そのトルクの低下量は、変速機６におけるブレーキＢ１，Ｂ２のトルク容量に応じたものとなるので、ブレーキトルクが推定される（ステップＳ７）。これは、各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令値に基づいて推定することができる。
【００５１】
推定されたブレーキトルクが出力トルクの低下量に対応しているので、出力トルクの低下を補うための主動力源１によるトルク補償制御量（ＭＧ１目標回転数）が求められる（ステップＳ８）。図４に示すハイブリッド駆動装置では、主動力源１がエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１ならびに遊星歯車機構１２によって構成されているので、第１モータ・ジェネレータ１１のトルクを制御することにより、変速時のトルク補償をおこなうことができ、したがってステップＳ８では第１モータ・ジェネレータ１１の補償制御量が求められる。
【００５２】
前述したように変速機６での変速は、各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放状態を変化させることにより実行され、その過程では出力軸トルクが低下することがあるので、その出力軸トルクの低下を第２モータ・ジェネレータ５で補償するために第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを一時的に増大させる。そこで、第１モータ・ジェネレータ１１の補正制御量の算出と併せて、第２モータ・ジェネレータ５のトルク補正量が求められる（ステップＳ９）。
【００５３】
ついで、上記のようにして求められた各制御量もしくは補正量が出力される。すなわち上記のステップＳ６で求められたブレーキ油圧を制御するための指令信号が出力され（ステップＳ１０）、ステップＳ８で求められたＭＧ１目標回転数を設定する指令信号が出力され（ステップＳ１１）、ステップＳ９で求められた第２モータ・ジェネレータ５のトルクを設定する指令信号が出力される（ステップＳ１２）。
【００５４】
一方、変速中ではないことによりステップＳ５で否定的に判断された場合には、定常走行時（非変速時）のブレーキ油圧が算出される（ステップＳ１３）。そのブレーキ油圧は、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達するトルクに対応したトルク容量を設定するための油圧であり、したがって第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達することが要求されているトルクに基づいて算出することができる。
【００５５】
また、定常走行時の第２モータ・ジェネレータ５のトルクが算出される（ステップＳ１４）。定常走行時には、エンジン１０は燃費が良好になるように制御され、その状態での要求駆動力に対する主動力源１の出力の過不足分を第２モータ・ジェネレータ５で補うから、第２モータ・ジェネレータ５のトルクは、エンジン１０および第１モータ・ジェネレータ１１によって出力されるトルクと要求されているトルクとに基づいて算出することができる。なお、この第２モータ・ジェネレータ５の制御には、第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として動作させてエンジン１０を始動する際に出力軸２に作用するトルクに相当する反力トルクを第２モータ・ジェネレータ５で補償する制御も含まれる。
【００５６】
前述したようにエンジン１０の回転数は、第１モータ・ジェネレータ１１によって制御することができ、定常走行状態では、最適燃費となるようにエンジン１０を運転するので、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数として、エンジン１０の燃費が最適となる回転数が目標として算出される（ステップＳ１５）。なお、この制御には、エンジン１０を始動するために第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させるための制御が含まれる。
【００５７】
その後、前述したステップＳ１０ないしステップＳ１２に進み、ステップＳ１３で求められたブレーキ油圧を設定するための指令信号、ステップＳ１４で求められた第２モータ・ジェネレータ５のトルクを設定するための指令信号、ステップＳ１５で算出された第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を設定するための指令信号が、それぞれ出力される。
【００５８】
上述したように、図３あるいは図４に示すハイブリッド駆動装置では、車速や要求駆動力などの走行状態に応じて走行モードが選択され、また変速段が選択される。したがって第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させてエンジン１０が始動されたり、あるいはエンジン１０を停止して第２モータ・ジェネレータ５の動力で走行したり、さらに第２モータ・ジェネレータ５による駆動トルクを確保し、もしくは第２モータ・ジェネレータ５の回転数を低下させるために変速機６での変速が生じる。これら主動力源１側での制御および変速機６での制御は、いずれも出力軸２のトルクの変動要因となり、あるいは他方の制御を補完することがある。そこで、この発明に係る制御装置は、これら主動力源１側の制御および変速機６での制御を以下のようにして実行する。
【００５９】
図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、ＥＶ走行中か否かが判断される（ステップＳ２１）。前述した図６に示すステップＳ３で走行モードが決定されるので、その決定された走行モードがＥＶ走行か否かを判断することになる。なお、エンジン１０の始動制御中の状態はＥＶ走行に含まれず、エンジン１０の停止制御中の状態はＥＶ走行に含まれる。
【００６０】
このステップＳ２１で否定的に判断された場合には、エンジン１０の始動制御中か否かが判断される（ステップＳ２２）。前述した図４に示すハイブリッド駆動装置においては、エンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１と出力軸２との三者が、シングルピニオン型の遊星歯車機構を主体とするトルクの合成分配機構に連結され、図５の（Ａ）の共線図で示す関係になっているので、第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させれば、すなわちバッテリー１５から電力を出力して第１モータ・ジェネレータ１１を正回転させれば、出力軸２が前進走行時の正回転方向とは反対の逆回転方向にトルクを受けつつ、エンジン１０の回転数が引き上げられる。すなわちエンジン１０がモータリング（もしくはクランキング）されてエンジン１０が始動される。このようなエンジン１０の始動制御は、例えば第１モータ・ジェネレータ１１を発電機として機能させて充電の必要が生じた場合や要求駆動力が増大してエンジン１０からトルクを出力する必要が生じた場合など、前述したステップＳ３で決定される走行モードが変更された場合に生じる。
【００６１】
エンジン１０の始動制御が実行されていることによりステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、変速機６での変速を実行するべき判断が有ったか否か、すなわち走行状態に基づく変速判断が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２３）。これは、前述した図１におけるステップＳ４で決定された変速段が、その時点に設定されている変速段とは異なることにより変速の判断が成立する。
【００６２】
このステップＳ２３で肯定的に判断された場合には、変速を中止する（ステップＳ２４）。すなわち変速判断をキャンセルして変速を実行しないこととする。また所定の条件が成立するまで変速機６での変速を実行しないようにするために、変速禁止フラグをオンにして変速を禁止する（ステップＳ２５）。その結果、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間のトルクの伝達状態が従前のままに維持される。なお、ステップＳ２３で否定的に判断された場合には、エンジン１０の始動制御中での変速機６による変速をおこなわないようにするために、ステップＳ２５に進んで、変速を禁止する。
【００６３】
前述したようにエンジン１０の始動は、第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させてエンジン１０をモータリング（クランキング）することによりおこなわれるが、その場合、出力軸２に対してこれを逆回転させる方向にトルクが作用する。これに対して、第２モータ・ジェネレータ５から出力軸２にトルクを伝達する変速機６の動作状態あるいは伝達トルク容量が従前のままに維持されるので、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを制御することにより、出力軸２のトルクを所期どおりに制御できる。すなわち、出力軸トルクの変動要因が重畳して生じることが回避される。
【００６４】
したがって、エンジン１０の始動に伴う反力トルクを第２モータ・ジェネレータ５によって出力軸２に付加することができ、その結果、エンジン１０を支障なく始動することができる。また走行中であっても、エンジン１０の始動に伴う負トルクを第２モータ・ジェネレータ５が補うように第２モータ・ジェネレータ５を制御することにより、駆動トルクの低下やそれに伴うドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００６５】
一方、エンジン１０の始動制御中でないことによりステップＳ２２で否定的に判断された場合には、出力軸２に主動力源１側から掛かるトルクが変動する他の要因として、前述したシングルピニオン型の遊星歯車機構を主体として構成されているトルクの合成分配機構（動力分配部）でのトルクの合成もしくは分配状態が急速に変化しているか否か（急変速中か否か）が判断される（ステップＳ２６）。これは、一例としてエンジン回転数Ｎe の変化量ΔＮe が所定値より大きいか否かを判断することによりおこなうことができる。
【００６６】
このステップＳ２６で肯定的に判断された場合には、主動力源１から出力軸２に出力されるトルクが変化する不安定な状態になっているので、上述したエンジン１０の始動制御中の場合と同様に、ステップＳ２３に進んで、変速機６での変速を制限する。したがってこの場合も、出力軸トルクの変動要因が重畳して生じることが回避され、その結果、出力軸２のトルクを第２モータ・ジェネレータ５を制御することにより維持し、トルク合成分配機構での急変速を円滑に実行できると同時に、ドライバビリティの悪化を防止できる。
【００６７】
これに対してステップＳ２６で否定的に判断された場合には、トルク合成分配機構での急変速が生じておらず、主動力源１側のトルクの変動が特に生じていないので、変速が許可され、変速禁止フラグがオフにされる（ステップＳ２７）。そして、変速機６での変速制御中か否かが判断される（ステップＳ２８）。この判断は、前述した図１でのステップＳ５での判断と同様にしておこなうことができる。
【００６８】
変速制御中であることによりステップＳ２８で肯定的に判断された場合には、エンジン１０の停止が禁止される（ステップＳ２９）。出力軸トルクの変動要因が重畳的に生じることを回避するためである。したがって出力軸トルクの変動やそれに起因するドライバビリティの悪化などが防止される。
【００６９】
これとは反対にステップＳ２８で否定的に判断された場合には、エンジン１０の停止が許可される（ステップＳ３０）。出力軸トルクの変動要因が重畳的に生じることがないからである。
【００７０】
さらにまた、ＥＶ走行中であることによりステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、変速が禁止され、変速禁止フラグがオンとされる（ステップＳ３１）。ＥＶ走行は、第２モータ・ジェネレータ５を電動機として機能させてその出力トルクを変速機６を介して出力軸２に伝達する走行の形態であるから、変速機６によるトルクの伝達状態を維持して出力軸トルクの変動を抑制し、ひいてはドライバビリティや乗り心地を維持するために、変速機６での変速を禁止することとしたのである。
【００７１】
上述した制御をおこなった場合のタイムチャートを図２に示してある。変速機６を低速段Ｌに設定している走行中の所定時点ｔ1 にエンジン１０を始動する判定が成立すると、エンジン１０がモータリング（クランキング）されて回転数Ｎe が次第に増大し始める。その後のｔ2 時点に低速段Ｌから高速段Ｈへの変速判断が成立すると、変速判断値がＬowからＨighに変化する。その場合、エンジン１０の始動制御が実行されていることにより、変速禁止フラグがオン（禁止）となっており、そのため変速出力値はＬowのままに維持される。なお、エンジン停止許可フラグはオフ（許可）となっている。
【００７２】
エンジン回転数Ｎe が次第に増大してエンジン１０の完爆の判定（始動完了の判定）が成立すると（ｔ3 時点）、変速禁止フラグがオフ（許可）に切り替わり、その結果、変速出力値がＬowからＨighに切り替わって変速が実行される。エンジン１０の始動制御が既に終了しているからである。
【００７３】
変速機６での変速が実行されることによりエンジン停止許可フラグがオン（禁止）とされる。そして、変速機６での変速が完了して変速終了の判定が成立すると（ｔ4 時点）、エンジン停止許可フラグがオフ（許可）とされ、所定のエンジン停止条件が成立した場合には、エンジン１０が停止することが可能になる。
【００７４】
以上述べたように、この発明に係る制御装置によれば、主動力源１側のトルクが変動するなどの不安定状態においては、変速機６での変速が制限されるので、出力軸トルクの変動要因が重畳的に生じることが回避され、その結果、出力軸トルクの変動やそれに起因するドライバビリティあるいは乗り心地などの悪化を防止もしくは抑制することができる。特に出力軸２からの反力を使用してエンジン１０を始動する場合、第２モータ・ジェネレータ５から変速機６を介して出力軸２に伝達されるトルクが変動もしくは低下することが制限されるので、エンジン１０を確実もしくは円滑に始動することができる。これは、第１モータ・ジェネレータ１１を制御してエンジン１０の出力状態を急速に変化させる場合も同様であり、したがってトルク合成分配機構での急変速を伴うエンジン１０の出力状態の変化を確実もしくは円滑におこなうことができる。さらに、変速機６での変速時には第２モータ・ジェネレータ５側の機構が出力軸トルクの変動要因となるので、その場合にはエンジン１０の停止を禁止して主動力源１側でのトルクの変動を制限するので、出力軸トルクの変動を抑制してドライバビリティあるいは乗り心地などの悪化を防止もしくは抑制することができる。
【００７５】
さらに、エンジン１０の始動時には、第２モータ・ジェネレータ５の出力するトルクを増大することにより、エンジン１０の始動に要するトルクを補完し、出力軸トルクの低下を抑制するので、駆動トルクの落ち込みやそれに伴う違和感などを防止もしくは抑制することができる。これは、変速機６での変速の場合も同様であって、変速機６での変速の際に第２モータ・ジェネレータ５から出力軸２に伝達できるトルクが低下するが、これを補うように第１モータ・ジェネレータ１１を制御して主動力源１からのトルクを増大させることにより、変速時の駆動トルクの落ち込みやそれに伴う違和感などを防止もしくは抑制することができる。
【００７６】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述した図１に示すステップＳ２２およびステップＳ２６の各機能的手段が、この発明の出力不安定状態判定手段に相当し、特にステップＳ２２の機能的手段がこの発明の始動判定手段に相当し、またステップＳ２６の機能的手段がこの発明の状態変化判定手段に相当する。一方、ステップＳ２４あるいはステップＳ２５の機能的手段が、この発明の変速制限手段に相当する。また、定常状態でのエンジン始動時に図６に示すステップＳ１４あるいはステップＳ１５の制御を実行する機能的手段が、この発明の始動時制御手段に相当する。さらに、定常状態でのトルク合成分配機構での急変速時に図６に示すステップＳ１４の制御を実行する機能的手段が、この発明の出力制御手段に相当する。そして、図１に示すステップＳ２９の機能的手段が、この発明の停止制御制限手段に相当する。
【００７７】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されない。この発明で対象とするハイブリッド駆動装置は、図４に示すように内燃機関のトルクと第１モータ・ジェネレータ（もしくは電動機）のトルクとを遊星歯車機構を主体とする合成分配機構を介して出力部材に伝達し、さらにその出力部材に第２モータ・ジェネレータ（もしくは電動機）のトルクを変速機を介して伝達するいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置が好適であるが、これ以外の構成のものであってもよく、要は、第１の動力源からトルクが伝達される出力部材に第２の駆動源が変速機を介して連結されていればよい。また、この発明における変速機は、高低の二段に変速できる構成以外に更に多段に変速できる変速機や無段変速機などであってもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、第１の動力源の出力トルクが不安定な状態が判定されると、第２の動力源のトルクを出力部材に伝達している変速機の変速が制限されるため、第２の動力源と出力部材との間のトルク容量あるいはトルクの伝達状態が安定し、したがって第２の動力源のトルクにより出力部材のトルクの変動を抑制でき、あるいは出力部材のトルクを安定させて車両のドライバビリティや乗り心地を良好なものとすることができる。
【００７９】
また、請求項２の発明によれば、第１の動力源を構成している内燃機関を始動する場合であっても、第２の動力源によって出力部材のトルクを安定的に制御できるので、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
さらに、請求項３の発明によれば、内燃機関を始動するにあたり、出力部材に第２の動力源を連結している変速機での変速が制限されるので、出力部材のトルクを第２の動力源で補償でき、その結果、内燃機関を確実に始動することができる。
【００８１】
またさらに、請求項４の発明によれば、内燃機関の出力トルクがモータ・ジェネレータと出力部材とに分配され、あるいは内燃機関のトルクとモータ・ジェネレータのトルクとが合成されて出力部材に伝達される機構でのトルクの合成もしくは分配の状態の急変時に、変速機での変速が制限されるので、第１の動力源からの出力トルクの変動を第２の動力源のトルクで補完もしくは吸収でき、その結果、いわゆる出力軸トルクを安定させることができると同時に、出力部材のトルクを維持して前記機構でのトルクの合成・分配状態の急変を確実なものとすることができる。
【００８２】
請求項５の発明によれば、前記機構でのトルクの合成もしくは分配の状態が急速に変化する場合、変速機での変速が制限されるので、第２の動力源と出力部材との間のトルクの伝達状態が維持され、その結果、前記機構でのトルクの合成もしくは分配の状態が所期どおりに急速に変化させることができる。
【００８３】
そして、請求項６の発明によれば、出力部材のトルクの変動要因となる変速機での変速が実行されている場合には、出力部材にトルクを与える第１の動力源の停止が制限されるので、出力部材のトルク変動の要因が重畳的に生じることが回避され、その結果、出力部材のトルクすなわち出力軸トルクの変動を防止もしくは抑制することができる。
【００８４】
そして、請求項７の発明によれば、変速機での変速中には、前記機構で合成もしくは分配される内燃機関からのトルクが急激に低下することがなく、またモータ・ジェネレータのトルクを制御することにより、前記機構から出力部材に出力するトルクが制御可能であり、その結果、第２の動力源から出力部材に伝達されるトルクが変化するとしても、出力部材のトルクすなわち出力軸トルクの変動を防止もしくは抑制することができる。
【００８５】
また、請求項８の発明によれば、第１の動力源を構成している内燃機関を始動する場合であっても、第２の動力源によって出力部材のトルクを安定的に制御できるので、車両のドライバビリティや乗り心地を良好なものとすることができる。
【００８６】
さらに、請求項９の発明によれば、内燃機関の出力トルクがモータ・ジェネレータと出力部材とに分配され、あるいは内燃機関のトルクとモータ・ジェネレータのトルクとが合成されて出力部材に伝達される機構でのトルクの合成もしくは分配の状態の急変時に、変速機での変速が制限されるので、第１の動力源からの出力トルクの変動を第２の動力源のトルクで補完もしくは吸収でき、その結果、いわゆる出力軸トルクを安定させることができると同時に、出力部材のトルクを維持して前記機構でのトルクの合成・分配状態の急変を確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の制御装置による制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【図２】図１に示す制御を実行した場合のタイムチャートを示す図である。
【図３】この発明で対象とするハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すブロック図である。
【図４】そのハイブリッド駆動装置を更に具体的に示すスケルトン図である。
【図５】図４に示す各遊星歯車機構についての共線図である。
【図６】そのハイブリッド駆動装置を対象としたこの発明の制御装置による全体的な制御例を説明するための概略的なフローチャートである。
【符号の説明】
１…主動力源、２…出力部材（出力軸）、５…アシスト動力源（第２モータ・ジェネレータ）、６…変速機、１０…内燃機関（エンジン）、１１…第１モータ・ジェネレータ、１２…遊星歯車機構。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid drive device including two types of power sources as power sources for running a vehicle, and in particular, to a second power source via a transmission to an output member to which power is transmitted from a first power source. The present invention relates to a control device for a hybrid drive device to which a power source is connected.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of hybrid drive device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-225578 (Patent Document 1). In the hybrid drive device described in this publication, the engine and the first motor / generator are interconnected via a composite distribution mechanism composed of a single pinion type planetary gear mechanism, and the composite distribution mechanism has an output member. The second motor / generator is connected via a speed change mechanism to an output member thereof so as to be capable of transmitting torque.
[0003]
Therefore, in the hybrid drive device described in this publication, the torque obtained by combining the output torque of the engine and the torque of the first motor generator in accordance with the gear ratio of the single pinion type planetary gear mechanism appears on the output shaft, and Since the number of revolutions of the engine can be controlled by one motor / generator, the engine can be operated with optimal fuel efficiency, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved. Also, by generating electric power (ie, regenerating energy) by the first motor generator while the engine is operating at the optimum fuel efficiency, and driving the second motor generator with the electric power, torque can be added to the output shaft, Therefore, a necessary and sufficient driving force can be obtained without deteriorating fuel efficiency. Further, when the speed ratio set by the transmission is set to be larger than “1”, the torque output from the second motor / generator can be increased and transmitted to the output shaft, and the speed ratio is reduced (for example, when the speed ratio is reduced). (When the motor is set to the high speed stage), the rotation speed of the second motor generator can be reduced, so that the second motor generator can be downsized or a low output type.
[0004]
Conventionally, a transmission capable of shifting between a low speed stage and a directly connected stage is connected to an output side of an engine, and torque is transmitted from an output member of the transmission to drive wheels, while torque of a motor is transmitted to the output member. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-216700 (Patent Document 2) discloses a hybrid device configured to start the engine by a motor after shifting the transmission to a low speed stage.
[0005]
Further, conventionally, the engine and the first motor / generator were connected to a combined distribution mechanism comprising a planetary gear mechanism, an output member was connected to the combined distribution mechanism, and the second motor / generator was directly connected to the output member. In the hybrid device having the configuration, when the engine is started with the power of the first motor / generator, the device configured to preferably start the engine by adding the torque of the second motor / generator to the output member. And Japanese Patent No. 3129204 (Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-225578 (paragraphs (0021) to (0034), FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-8-216700 (paragraphs (0023) to (0027))
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3129204 (Claim 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the so-called mechanical distribution type hybrid drive described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-225578, the second motor / generator is connected to the output shaft via a transmission. The fluctuation of the output shaft torque at the time of shifting can be compensated by the output of the so-called main power source including the internal combustion engine and the first motor / generator. • Can be supplemented by a generator. However, the output torque from the so-called main power source changes due to the start of the internal combustion engine or a change in the control content of the first motor / generator that controls the rotation speed of the internal combustion engine, and the output torque is transmitted from the second motor / generator to the output shaft. In spite of the fact that the torque to be changed varies due to the execution of the shift by the transmission, conventionally, it is not conventionally considered that these torque fluctuation factors are superimposed or the control in that case is superimposed. Therefore, there is a possibility that the output shaft torque fluctuates during traveling, the drivability deteriorates, or the starting of the engine and the torque control of the main power source cannot be executed as expected.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above technical problem, and it is an object of the present invention to appropriately cope with a torque fluctuation factor in a first power source and a second power source to prevent a fluctuation of an output shaft torque. It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid drive device that can be used.
[0009]
Means for Solving the Problems and Their Functions
In order to achieve the above object, the present invention is configured such that, when a torque fluctuation factor occurs on one power source side, control for causing torque fluctuation on the other power source side is limited. It is characterized by the following. That is, the invention according to claim 1 is a control device for a hybrid drive device in which an output member to which torque is transmitted from a first power source is connected to a second power source via a transmission. An unstable output state determining means for determining a state in which the torque output from the power source is unstable and an unstable output state determining means for determining the unstable state of the torque output from the first power source. And a shift limiting means for limiting a shift by the transmission.
[0010]
Therefore, in the first aspect of the present invention, when it is determined that the output torque of the first power source is unstable, the shift of the transmission that transmits the torque of the second power source to the output member is limited. . Therefore, the torque capacity or the transmission state of the torque between the second power source and the output member is stabilized, so that the torque of the second power source suppresses the fluctuation of the torque of the output member, or the torque of the output member is reduced. Stabilize.
[0011]
Further, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first power source has an internal combustion engine that is started by receiving an external force, and the output unstable state determining means determines that the internal combustion engine is started by the torque. And a controller configured to determine an unstable state.
[0012]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, even when the internal combustion engine constituting the first power source is started, the torque of the output member can be stably controlled by the second power source, so-called output shaft torque. Becomes stable.
[0013]
Further, according to a third aspect of the present invention, the first power source according to the first aspect has a configuration in which torque of an internal combustion engine and a motor generator is combined or distributed and output to the output member, and A start-up control means for controlling the motor generator and the second power source at the time of start-up.
[0014]
Therefore, according to the third aspect of the invention, when the internal combustion engine is started, the motor generator constituting the first power source is controlled, and the accompanying torque appears on the output member. Is restricted, the torque of the output member can be compensated for by the second power source, and as a result, the internal combustion engine can be started reliably.
[0015]
Still further, according to a fourth aspect of the present invention, the first power source according to the first aspect further includes a configuration in which torque of the internal combustion engine and the motor / generator is combined or distributed and output to the output member. The stable state determination means is configured to determine a state in which the state of the combination or distribution of the torque changes rapidly as an unstable state of the torque.
[0016]
Therefore, in the invention of claim 4, the output torque of the internal combustion engine is distributed to the motor / generator and the output member, or the torque of the internal combustion engine and the torque of the motor / generator are combined and transmitted to the output member. When the required driving force such as acceleration or sudden deceleration greatly changes, the state of the combination or distribution of the torque changes suddenly, and the shift in the transmission is limited when the state of the combination or distribution changes suddenly. The fluctuation of the output torque from the power source is complemented or absorbed by the torque of the second power source, and as a result, the so-called output shaft torque is stabilized.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, there is further provided an output control means for controlling the output of the second power source when the state of combining or distributing the torque changes rapidly. A control device characterized in that:
[0018]
Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, when the state of combining or distributing the torque in the mechanism changes rapidly, the shift in the transmission is limited, so that the torque between the second power source and the output member is limited. Is maintained, and as a result, the state of the synthesis or distribution of torque in the mechanism is rapidly changed as expected.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a control device for a hybrid drive device in which a second power source is connected to an output member to which torque is transmitted from a first power source via a transmission. And a stop control limiting unit that limits the stop of the first power source when the shift determining unit determines that the shift is being performed by the transmission. A control device characterized in that:
[0020]
Therefore, in the invention of claim 6, when a shift is being performed in the transmission that causes the torque of the output member to change, the stop of the first power source that applies torque to the output member is limited. It is possible to avoid that the factor of the torque fluctuation of the output member occurs in a superimposed manner. As a result, the fluctuation of the torque of the output member, that is, the output shaft torque is prevented or suppressed.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the first power source combines or distributes an internal combustion engine, a motor / generator, and torques of the internal combustion engine and the motor / generator and transmits the combined torque to the output member. And a control device comprising:
[0022]
Therefore, according to the seventh aspect of the present invention, during gear shifting by the transmission, the torque from the internal combustion engine combined or distributed by the mechanism does not suddenly decrease, and the torque of the motor generator is controlled. The torque output from the mechanism to the output member is controllable. As a result, even if the torque transmitted from the second power source to the output member changes, the torque of the output member, that is, the output shaft torque is prevented from fluctuating. Or it is suppressed.
[0023]
Further, according to the present invention, in addition to the configuration of claim 8, the second power is transmitted via a transmission to an output member to which torque is transmitted from a first power source including an internal combustion engine started by receiving an external force. A start determining unit that determines a starting state of the internal combustion engine; and a shift by the transmission when the starting state of the internal combustion engine is determined by the start determining unit. And a shift restricting means for restricting the speed.
[0024]
Therefore, in the invention of claim 8, the shift by the transmission is limited while the internal combustion engine of the first power source is started. Therefore, even when the torque transmitted from the first power source to the output member cannot be accurately controlled by the first power source, the torque of the output member can be stably controlled by the second power source, The so-called output shaft torque is stabilized.
[0025]
In the invention of claim 8, the first power source includes a motor / generator in addition to the internal combustion engine, and combines or distributes torque of the internal combustion engine and the motor / generator to output the first power source. Means for controlling the motor generator and the second power source when the internal combustion engine is started may be further provided.
[0026]
Further, according to the ninth aspect of the present invention, a first power source that outputs a power by synthesizing or distributing a torque of an internal combustion engine and a motor / generator outputs a second power to an output member through a transmission. State change determining means for determining a state in which the state of combining or distributing torque in the first power source changes rapidly, and a torque in the first power source. And a shift limiting means for limiting a shift by the transmission when the state change determining means determines that a state in which the state of combination or distribution changes rapidly is determined by the state change determining means.
[0027]
According to the ninth aspect of the present invention, the output torque of the internal combustion engine is distributed to the motor / generator and the output member, or the torque of the internal combustion engine and the torque of the motor / generator are combined and transmitted to the output member. When the required driving force such as acceleration or sudden deceleration greatly changes, the state of the combination or distribution of the torque changes suddenly, and the shift in the transmission is limited when the state of the combination or distribution changes suddenly. The fluctuation of the output torque from the power source is complemented or absorbed by the torque of the second power source, and as a result, the so-called output shaft torque is stabilized.
[0028]
Therefore, according to the present invention, in addition to the configuration of the ninth aspect, further provided is an output control means for controlling the output of the second power source when the state of combining or distributing the torque changes rapidly. be able to.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described based on specific examples. First, the hybrid drive device according to the present invention will be described. The hybrid drive device according to the present invention is mounted on a vehicle as an example, and as shown in FIG. The torque of the first power source 1 is transmitted to the output member 2, and the torque is transmitted from the output member 2 to the drive wheels 4 via the differential 3. On the other hand, an assist power source (that is, a second power source) 5 capable of powering control for outputting a driving force for traveling or regenerative control for recovering energy is provided. Through the output member 2. Therefore, the torque transmitted between the assist power source 5 and the output member 2 is increased or decreased according to the gear ratio set by the transmission 6.
[0030]
The above-described transmission 6 can be configured such that the set gear ratio is equal to or greater than “1”. With such a configuration, the assist power source 5 Can be transmitted to the output member 2 in an increased manner, so that the assist power source 5 can have a small capacity or a small size. However, since it is preferable to maintain the operating efficiency of the assist power source 5 in a favorable state, for example, when the rotation speed of the output member 2 increases according to the vehicle speed, the speed ratio is reduced to reduce the speed of the assist power source 5. Decrease the speed. When the rotation speed of the output member 2 decreases, the speed ratio may be increased.
[0031]
The above-described hybrid drive device will be described in more detail. As shown in FIG. 4, the main power source 1 includes an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine) 10 and a motor / generator (hereinafter, tentatively referred to as a first motor / generator). MG1) 11 and a planetary gear mechanism 12 for synthesizing or distributing torque between the engine 10 and the first motor / generator 11. The engine 10 is a known power unit that outputs power by burning fuel such as a gasoline engine or a diesel engine. The engine 10 electrically controls an operating state such as a throttle opening (intake amount), a fuel supply amount, and an ignition timing. It is configured so that it can be controlled. The control is performed by, for example, an electronic control unit (E-ECU) 13 mainly composed of a microcomputer.
[0032]
The first motor generator 11 is, for example, a synchronous motor, and is configured to generate a function as a motor and a function as a generator, and is connected to a power storage device 15 such as a battery via an inverter 14. ing. By controlling the inverter 14, the output torque or the regenerative torque of the first motor / generator 11 is appropriately set. In order to perform the control, an electronic control unit (MG1-ECU) 16 mainly including a microcomputer is provided.
[0033]
Further, the planetary gear mechanism 12 meshes with a sun gear 17 that is an external gear, a ring gear 18 that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear 17, and the sun gear 17 and the ring gear 18. This is a known gear mechanism that generates a differential action by using a carrier 19 that holds a pinion gear so as to rotate and revolve freely as three rotating elements. An output shaft of the engine 10 is connected to a carrier 19 as a first rotating element via a damper 20. In other words, the carrier 19 is an input element.
[0034]
On the other hand, the first motor / generator 11 is connected to a sun gear 17 which is a second rotating element. Therefore, the sun gear 17 is a so-called reaction element, and the ring gear 18 as the third rotating element is an output element. The ring gear 18 is connected to the output member (that is, the output shaft) 2.
[0035]
On the other hand, in the example shown in FIG. 4, the transmission 6 is constituted by a set of Ravigneaux type planetary gear mechanisms. That is, a first sun gear (S1) 21 and a second sun gear (S2) 22, each of which is an external gear, are provided, and a short pinion 23 meshes with the first sun gear 21 and the short pinion 23 It meshes with a long pinion 24 having a long shaft length, and the long pinion 24 meshes with a ring gear (R) 25 arranged concentrically with the sun gears 21 and 22. Each of the pinions 23 and 24 is held by a carrier (C) 26 so as to rotate and revolve freely. The second sun gear 22 meshes with the long pinion 24. Therefore, the first sun gear 21 and the ring gear 25 together with the pinions 23 and 24 constitute a mechanism corresponding to a double pinion type planetary gear mechanism, and the second sun gear 22 and the ring gear 25 together with the long pinion 24 are a single pinion type planetary gear. A mechanism corresponding to a gear mechanism is configured.
[0036]
A first brake B1 for selectively fixing the first sun gear 21 and a second brake B2 for selectively fixing the ring gear 25 are provided. Each of the brakes B1 and B2 is a so-called friction engagement device that generates an engagement force by a frictional force, and may employ a multi-plate type engagement device or a band type engagement device. These brakes B1 and B2 are configured such that their torque capacities change continuously according to engagement forces such as hydraulic pressure and electromagnetic force. Further, the assist power source 5 described above is connected to the second sun gear 22, and the carrier 26 is connected to the output shaft 2.
[0037]
Therefore, in the above-described transmission 6, the second sun gear 22 is a so-called input element, and the carrier 26 is an output element. By engaging the first brake B1, the transmission ratio is higher than "1". The gear is set, and the second brake B2 is engaged instead of the first brake B1, so that the low gear having a larger gear ratio than the high gear is set. The shift between the gears is performed based on a running state such as a vehicle speed and a required driving force (or an accelerator opening). More specifically, the shift speed region is determined in advance as a map (shift diagram), and control is performed so as to set one of the shift speeds according to the detected operating state. An electronic control unit (T-ECU) 27 mainly composed of a microcomputer for performing the control is provided.
[0038]
In the example shown in FIG. 4, a power generator that outputs torque and a regenerable motor generator that collects energy (hereinafter, tentatively referred to as a second motor generator or MG2) is employed as the assist power source 5. I have. The second motor generator 5 is connected to a battery 29 via an inverter 28. The inverter 28 is controlled by an electronic control unit (MG2-ECU) 30 mainly composed of a microcomputer, so that power running and regeneration and torque in each case are controlled. The battery 29 and the electronic control unit 30 can be integrated with the inverter 14 and the battery (power storage device) 15 of the first motor / generator 11 described above.
[0039]
The alignment chart of the single pinion type planetary gear mechanism 12 as the above-described torque combining / distributing mechanism is as shown in FIG. 5A, and the torque output from the engine 10 and input to the carrier (C) 19. On the other hand, when the reaction torque from the first motor generator 11 is input to the sun gear (S) 17, a torque larger than the torque input from the engine 10 appears in the ring gear (R) 18 as an output element. . In that case, the first motor generator 11 functions as a generator. When the rotation speed (output rotation speed) of the ring gear 18 is fixed, the rotation speed of the first motor / generator 11 is changed to be large or small, so that the rotation speed of the engine 10 is continuously (steplessly) changed. Can be done. That is, control for setting the rotation speed of the engine 10 to, for example, the rotation speed with the best fuel efficiency can be performed by controlling the first motor / generator 11.
[0040]
Further, as shown by a dashed line in FIG. 5 (A), if the engine 10 is stopped during traveling, the first motor / generator 11 is rotating in the reverse direction. Functioning as an electric motor to output torque in the forward rotation direction, the torque in the direction of forward rotation acts on the engine 10 connected to the carrier 19, and therefore the engine 10 is started by the first motor-generator 11. (Motoring or cranking). In this case, a torque acts on the output shaft 2 in a direction to stop the rotation. Therefore, the driving torque for traveling can be maintained by controlling the torque output from the second motor generator 5, and at the same time, the engine 10 can be started smoothly. Note that this type of hybrid type is called a mechanical distribution type or a split type.
[0041]
FIG. 5B shows a nomographic chart of the Ravigneaux-type planetary gear mechanism constituting the transmission 6. That is, if the ring gear 25 is fixed by the second brake B2, the low gear L is set, and the torque output from the second motor / generator 5 is amplified according to the speed ratio and added to the output shaft 2. On the other hand, if the first sun gear 21 is fixed by the first brake B1, the high gear H having a smaller gear ratio than the low gear L is set. Since the speed ratio at the high speed stage H is also greater than "1", the torque output from the second motor / generator 5 is increased according to the speed ratio and added to the output shaft 2.
[0042]
When the gears L and H are constantly set, the torque applied to the output shaft 2 is a torque obtained by increasing the output torque of the second motor / generator 5 according to the gear ratio. However, in the shift transition state, the torque is influenced by the torque capacity of each of the brakes B1 and B2 and the inertia torque accompanying a change in the number of revolutions. The torque applied to the output shaft 2 is a positive torque when the second motor / generator 5 is driven, and is a negative torque when the second motor / generator 5 is driven.
[0043]
Since the above-described hybrid drive device includes two power sources, the main power source 1 and the assist power source 5, the operation is effectively performed to perform operation with low fuel consumption and low exhaust gas amount. Even when the engine 10 is driven, the rotation speed of the engine 10 is controlled by the first motor / generator 11 so as to achieve optimum fuel efficiency. Further, during coasting, inertial energy of the vehicle is regenerated as electric power. When the second motor / generator 5 is driven to provide torque assist, the transmission 6 is set to the low speed stage L when the vehicle speed is low, the torque applied to the output shaft 2 is increased, and when the vehicle speed is increased, Then, the transmission 6 is set to the high-speed stage H, the rotation speed of the second motor / generator 5 is relatively reduced, the loss is reduced, and efficient torque assist is performed.
[0044]
FIG. 6 is a flowchart showing an example of such basic control of the above-described hybrid drive device. In the example shown in FIG. 6, first, the shift position is detected (step S1). The shift position is defined as parking P for maintaining the vehicle in a stopped state, reverse R for reverse traveling, neutral N for neutral, drive D for forward traveling, and the engine speed with respect to the rotational speed of the output shaft 2. Each state is selected by a shift device (not shown) such as an engine brake S for maintaining a relatively large value to increase the driving torque or increasing the braking force at the time of coasting. D, each shift position of the engine brake S is detected.
[0045]
Next, the required driving force is determined (step S2). For example, the required driving force is determined based on information on the traveling state of the vehicle such as the shift position, the accelerator opening, and the vehicle speed, and information stored in advance such as a driving force map.
[0046]
Further, a traveling mode is determined (step S3). The traveling mode means a traveling mode using the second motor generator 5 as a power source (hereinafter, referred to as EV traveling), and a traveling mode using the engine 10 as a main power source (hereinafter, referred to as engine traveling). are doing. In this running mode, in addition to the required driving force, the amount of charge (that is, the remaining charge) of the batteries 15 and 29, the temperature of each part such as the batteries 15 and 29 and each of the motor generators 5 and 11, and the hybrid The determination is made (that is, selected) in consideration of an operation state such as a failure as the whole drive device. Here, it is assumed that the state in which the control for starting the engine 10 is being executed is not included in the EV traveling, and the state in which the control for stopping the engine 10 is being executed is included in the EV traveling.
[0047]
Further, the gear position is determined based on the required driving force determined in step S2 (step S4). That is, the gear to be set in the transmission 6 is determined to be the low gear L or the high gear H. Since the shift may be limited as described later, the determination of the shift speed in a state where the shift is limited is also included.
[0048]
It is determined whether the transmission 6 is shifting to the gear position to be set (step S5). This determination is for determining whether or not to perform a shift. If the gear determined in step S4 is different from the gear set at that time, an affirmative determination is made in step S4. Is done.
[0049]
If a positive determination is made in step S5, the hydraulic pressure is controlled so as to execute a shift for setting the shift speed determined in step S4 (step S6). This oil pressure is the oil pressure of each of the brakes B1 and B2 described above. For example, for the brake on the engagement side, the oil pressure is reduced to a predetermined low oil pressure after the first fill in which the oil pressure is temporarily increased in order to make the state immediately before the engagement. The control of the low pressure standby to maintain is performed. On the other hand, the brake on the release side is stepped down to a predetermined hydraulic pressure, and then the hydraulic pressure is reduced so as to be gradually released according to the rotation speed of the second motor / generator 5. Perform control.
[0050]
By controlling the engagement pressures of the brakes B1 and B2 in this way, the torque transmitted between the second motor / generator 5 and the output shaft 2 is limited, so that the output torque decreases in the power-on state. I do. Since the amount of decrease in the torque depends on the torque capacity of the brakes B1 and B2 in the transmission 6, the brake torque is estimated (step S7). This can be estimated based on the hydraulic pressure command values of the brakes B1, B2.
[0051]
Since the estimated brake torque corresponds to the decrease amount of the output torque, a torque compensation control amount (MG1 target rotation speed) by the main power source 1 for compensating the decrease of the output torque is obtained (step S8). In the hybrid drive device shown in FIG. 4, the main power source 1 is constituted by the engine 10, the first motor / generator 11, and the planetary gear mechanism 12. The torque compensation at the time can be performed. Therefore, in step S8, the compensation control amount of the first motor generator 11 is obtained.
[0052]
As described above, the shift in the transmission 6 is executed by changing the engaged / released state of each of the brakes B1 and B2. In the process, the output shaft torque may decrease. The output torque of the second motor / generator 5 is temporarily increased in order to compensate for the decrease by the second motor / generator 5. Therefore, a torque correction amount of the second motor / generator 5 is determined together with the calculation of the correction control amount of the first motor / generator 11 (step S9).
[0053]
Next, each control amount or correction amount obtained as described above is output. That is, a command signal for controlling the brake hydraulic pressure obtained in step S6 is output (step S10), and a command signal for setting the MG1 target rotation speed obtained in step S8 is output (step S11). A command signal for setting the torque of the second motor / generator 5 determined in S9 is output (step S12).
[0054]
On the other hand, if the determination is negative in step S5 because the gear is not being shifted, the brake oil pressure during steady running (during non-shift) is calculated (step S13). The brake hydraulic pressure is a hydraulic pressure for setting a torque capacity corresponding to a torque transmitted between the second motor / generator 5 and the output shaft 2. Can be calculated based on the torque required to be transmitted.
[0055]
Further, the torque of the second motor / generator 5 during steady running is calculated (step S14). At the time of steady running, the engine 10 is controlled so as to improve fuel efficiency, and the second motor / generator 5 compensates for the excess or deficiency of the output of the main power source 1 with respect to the required driving force in that state. The torque of generator 5 can be calculated based on the torque output by engine 10 and first motor generator 11 and the required torque. The control of the second motor / generator 5 includes a reaction torque corresponding to the torque acting on the output shaft 2 when the first motor / generator 11 is operated as an electric motor and the engine 10 is started. The control for compensating by the generator 5 is also included.
[0056]
As described above, the rotation speed of the engine 10 can be controlled by the first motor / generator 11, and in the steady running state, the engine 10 is operated so as to achieve the optimum fuel efficiency. As the number, the rotation speed at which the fuel efficiency of the engine 10 is optimal is calculated as a target (step S15). Note that this control includes control for causing the first motor / generator 11 to function as an electric motor in order to start the engine 10.
[0057]
Thereafter, the process proceeds to steps S10 to S12 described above, a command signal for setting the brake oil pressure obtained in step S13, a command signal for setting the torque of the second motor generator 5 obtained in step S14, Command signals for setting the rotation speed of the first motor / generator 11 calculated in step S15 are output.
[0058]
As described above, in the hybrid drive device shown in FIG. 3 or FIG. 4, the traveling mode is selected according to the traveling state such as the vehicle speed and the required driving force, and the gear position is selected. Therefore, the engine 10 is started by causing the first motor / generator 11 to function as an electric motor, or the engine 10 is stopped to run with the power of the second motor / generator 5, and the driving torque by the second motor / generator 5 , Or the speed of the transmission 6 is changed in order to reduce the rotation speed of the second motor / generator 5. Both the control on the main power source 1 side and the control on the transmission 6 may cause a change in the torque of the output shaft 2 or may complement the other control. Therefore, the control device according to the present invention executes the control on the main power source 1 side and the control on the transmission 6 as follows.
[0059]
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of the control. First, it is determined whether or not the vehicle is running in the EV mode (step S21). Since the traveling mode is determined in step S3 shown in FIG. 6 described above, it is determined whether the determined traveling mode is EV traveling. The state during the start control of the engine 10 is not included in the EV traveling, and the state during the stop control of the engine 10 is included in the EV traveling.
[0060]
If a negative determination is made in step S21, it is determined whether or not the start control of the engine 10 is being performed (step S22). In the hybrid drive device shown in FIG. 4 described above, the engine 10, the first motor generator 11, and the output shaft 2 are connected to a torque synthesizing and distributing mechanism mainly composed of a single pinion type planetary gear mechanism. 5 (A), the first motor / generator 11 is made to function as an electric motor, that is, the first motor / generator 11 is output by outputting power from the battery 15. When the output shaft 2 is rotated forward, the rotation speed of the engine 10 is increased while the output shaft 2 receives torque in the reverse rotation direction opposite to the forward rotation direction during forward running. That is, the engine 10 is motored (or cranked) and the engine 10 is started. In such start control of the engine 10, for example, when the first motor-generator 11 is required to function as a generator to require charging, or when the required driving force increases, the engine 10 needs to output torque. For example, it occurs when the traveling mode determined in step S3 is changed.
[0061]
If a positive determination is made in step S22 that the start control of the engine 10 is being performed, it is determined whether there is a determination to perform a shift in the transmission 6, that is, a shift determination based on a traveling state. It is determined whether or not is established (step S23). This is because the gear position determined in step S4 in FIG. 1 is different from the gear position set at that time, so that the shift determination is established.
[0062]
If a positive determination is made in step S23, the shift is stopped (step S24). That is, the shift determination is canceled and the shift is not executed. In order to prevent the transmission 6 from shifting until a predetermined condition is satisfied, a shift inhibition flag is turned on to inhibit shifting (step S25). As a result, the state of transmission of torque between the second motor / generator 5 and the output shaft 2 is maintained as before. If a negative determination is made in step S23, the process proceeds to step S25 to prohibit gear shifting so as not to perform gear shifting by the transmission 6 during start control of the engine 10.
[0063]
As described above, the start of the engine 10 is performed by causing the first motor / generator 11 to function as an electric motor to perform motoring (cranking) of the engine 10. Torque acts in the direction of rotation. On the other hand, since the operating state or the transmission torque capacity of the transmission 6 that transmits torque from the second motor generator 5 to the output shaft 2 is maintained as before, the output torque of the second motor generator 5 is reduced. By controlling, the torque of the output shaft 2 can be controlled as expected. That is, it is possible to prevent the fluctuation factors of the output shaft torque from being superimposed.
[0064]
Therefore, the reaction torque associated with the start of the engine 10 can be applied to the output shaft 2 by the second motor / generator 5, and as a result, the engine 10 can be started without any trouble. Even during traveling, by controlling the second motor / generator 5 so that the second motor / generator 5 compensates for the negative torque associated with the start of the engine 10, the driving torque is reduced and the drivability is reduced. Can be prevented.
[0065]
On the other hand, if a negative determination is made in step S22 because the start control of the engine 10 is not being performed, another factor that causes the torque applied to the output shaft 2 from the main power source 1 to fluctuate is the aforementioned single pinion type. It is determined whether or not the torque combining or distributing state in the torque combining and distributing mechanism (power distributing unit) mainly composed of the planetary gear mechanism is rapidly changing (whether or not a rapid shift is being performed) ( Step S26). This can be performed, for example, by determining whether the amount of change ΔNe of the engine speed Ne is greater than a predetermined value.
[0066]
If the determination in step S26 is affirmative, the torque output from the main power source 1 to the output shaft 2 is in an unstable state. In the same manner as described above, the process proceeds to step S23 to limit the shift in the transmission 6. Therefore, also in this case, it is avoided that the fluctuation factor of the output shaft torque is superimposed, and as a result, the torque of the output shaft 2 is maintained by controlling the second motor / generator 5, and the torque in the torque combining / distributing mechanism is maintained. The rapid shifting can be smoothly performed, and the drivability can be prevented from deteriorating.
[0067]
On the other hand, if a negative determination is made in step S26, no sudden shift has occurred in the torque combining and distributing mechanism, and no particular fluctuation in the torque on the main power source 1 side has occurred, so that shifting is permitted. Then, the shift prohibition flag is turned off (step S27). Then, it is determined whether or not the shift control in the transmission 6 is being performed (step S28). This determination can be made in the same manner as the determination in step S5 in FIG.
[0068]
If it is determined in step S28 that the shift control is being performed, the stop of the engine 10 is prohibited (step S29). This is for avoiding a superimposed change in the output shaft torque. Therefore, fluctuation of the output shaft torque and deterioration of drivability due to the fluctuation are prevented.
[0069]
Conversely, when a negative determination is made in step S28, the stop of the engine 10 is permitted (step S30). This is because a fluctuation factor of the output shaft torque does not occur in a superimposed manner.
[0070]
Furthermore, if the determination is affirmative in step S21 due to the fact that the vehicle is traveling in the EV mode, the shift is prohibited and the shift prohibition flag is turned on (step S31). The EV traveling is a mode of traveling in which the second motor / generator 5 functions as an electric motor and transmits its output torque to the output shaft 2 via the transmission 6, so that the transmission state of the torque by the transmission 6 is maintained. Thus, in order to suppress the fluctuation of the output shaft torque and to maintain the drivability and the riding comfort, the shift in the transmission 6 is prohibited.
[0071]
FIG. 2 shows a time chart when the above-described control is performed. When it is determined that the engine 10 is to be started at a predetermined time t1 during traveling with the transmission 6 set to the low gear L, the engine 10 is motored (cranked) and the rotational speed Ne starts to gradually increase. When a shift determination from the low gear L to the high gear H is made at the time t2 thereafter, the shift determination value changes from Low to High. In this case, since the start control of the engine 10 is being executed, the shift inhibition flag is turned on (inhibited), so that the shift output value is maintained at Low. Note that the engine stop permission flag is off (permitted).
[0072]
When the engine speed Ne gradually increases and the complete explosion of the engine 10 is determined (determination of the completion of starting) (at time t3), the shift inhibition flag is turned off (permitted), and as a result, the shift output value changes from Low. The transmission is switched to High and the shift is executed. This is because the start control of the engine 10 has already been completed.
[0073]
The execution of the shift by the transmission 6 turns on (prohibits) the engine stop permission flag. When the shift in the transmission 6 is completed and the determination of the end of the shift is established (at time t4), the engine stop permission flag is turned off (permitted), and when a predetermined engine stop condition is satisfied, the engine 10 is stopped. Can be stopped.
[0074]
As described above, according to the control device of the present invention, in an unstable state in which the torque on the main power source 1 fluctuates, the shift in the transmission 6 is limited, so that the output shaft torque is reduced. As a result, it is possible to prevent or suppress the fluctuation of the output shaft torque and the resulting deterioration of drivability or ride comfort. In particular, when starting the engine 10 using the reaction force from the output shaft 2, fluctuation or reduction in the torque transmitted from the second motor / generator 5 to the output shaft 2 via the transmission 6 is limited. Therefore, the engine 10 can be started reliably or smoothly. The same applies to the case where the output state of the engine 10 is rapidly changed by controlling the first motor / generator 11. It can be done smoothly. Further, at the time of shifting by the transmission 6, the mechanism on the second motor / generator 5 side causes a variation in the output shaft torque. In this case, the stop of the engine 10 is prohibited and the torque on the main power source 1 side is reduced. Since the fluctuation is limited, the fluctuation of the output shaft torque can be suppressed to prevent or suppress the deterioration of drivability or ride comfort.
[0075]
Further, when the engine 10 is started, the torque output from the second motor / generator 5 is increased to complement the torque required for starting the engine 10 and to suppress a decrease in the output shaft torque. The accompanying discomfort can be prevented or suppressed. This is the same in the case of shifting with the transmission 6, and the torque that can be transmitted from the second motor / generator 5 to the output shaft 2 at the time of shifting with the transmission 6 is reduced. By controlling the first motor / generator 11 to increase the torque from the main power source 1, it is possible to prevent or suppress a drop in drive torque during shifting and a sense of incongruity resulting therefrom.
[0076]
Here, the relationship between each of the above-described specific examples and the present invention will be briefly described. Each of the functional units in steps S22 and S26 shown in FIG. 1 corresponds to the output unstable state determining unit of the present invention. In particular, the functional means of step S22 corresponds to the start determining means of the present invention, and the functional means of step S26 corresponds to the state change determining means of the present invention. On the other hand, the functional means of step S24 or step S25 corresponds to the shift limiting means of the present invention. The functional means for executing the control of step S14 or step S15 shown in FIG. 6 when the engine is started in a steady state corresponds to the starting control means of the present invention. Further, a functional means for executing the control of step S14 shown in FIG. 6 at the time of a sudden shift by the torque combining and distributing mechanism in a steady state corresponds to the output control means of the present invention. The functional means in step S29 shown in FIG. 1 corresponds to the stop control restricting means of the present invention.
[0077]
Note that the present invention is not limited to the specific examples described above. As shown in FIG. 4, the hybrid drive apparatus according to the present invention outputs the torque of the internal combustion engine and the torque of the first motor / generator (or electric motor) via a composite distribution mechanism mainly composed of a planetary gear mechanism. A so-called mechanical distribution type hybrid drive device for transmitting the torque of the second motor / generator (or electric motor) to the output member via a transmission is preferable, but other configurations are not available. In short, the second drive source may be connected to the output member to which the torque is transmitted from the first power source via a transmission. In addition, the transmission according to the present invention may be a transmission that can shift further in multiple stages, a continuously variable transmission, or the like, in addition to the configuration that can shift in two stages of height.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when it is determined that the output torque of the first power source is unstable, the shift transmitting the torque of the second power source to the output member is performed. The shift of the machine is limited, so that the torque capacity or the transmission state of the torque between the second power source and the output member is stabilized, and therefore, the fluctuation of the torque of the output member can be suppressed by the torque of the second power source. Alternatively, the drivability and riding comfort of the vehicle can be improved by stabilizing the torque of the output member.
[0079]
According to the second aspect of the invention, even when the internal combustion engine constituting the first power source is started, the torque of the output member can be stably controlled by the second power source. The same effect as that of the first aspect can be obtained.
[0080]
Further, according to the third aspect of the invention, when starting the internal combustion engine, the speed change in the transmission in which the second power source is connected to the output member is limited, so that the torque of the output member is reduced to the second speed. The power source can compensate, and as a result, the internal combustion engine can be started reliably.
[0081]
Still further, according to the invention of claim 4, the output torque of the internal combustion engine is distributed to the motor generator and the output member, or the torque of the internal combustion engine and the torque of the motor generator are combined and transmitted to the output member. When the state of the combination or distribution of torques in the mechanism is suddenly changed, the shift in the transmission is limited, so that the fluctuations in the output torque from the first power source can be supplemented or absorbed by the torque of the second power source. As a result, the so-called output shaft torque can be stabilized, and at the same time, the torque of the output member can be maintained and the sudden change in the state of combining and distributing the torque in the mechanism can be ensured.
[0082]
According to the fifth aspect of the present invention, when the state of the combination or distribution of the torque in the mechanism changes rapidly, the shift in the transmission is limited, so that the transmission between the second power source and the output member is restricted. The state of transmission of the torque is maintained, so that the state of the synthesis or distribution of the torque in the mechanism can be rapidly changed as expected.
[0083]
According to the sixth aspect of the present invention, when a shift is being performed in the transmission that causes a change in the torque of the output member, the stop of the first power source that applies torque to the output member is limited. Therefore, it is possible to prevent a factor of the torque fluctuation of the output member from occurring in a superimposed manner, and as a result, it is possible to prevent or suppress the fluctuation of the torque of the output member, that is, the output shaft torque.
[0084]
According to the seventh aspect of the present invention, during shifting by the transmission, the torque from the internal combustion engine combined or distributed by the mechanism does not suddenly decrease, and the torque of the motor generator is controlled. By doing so, the torque output from the mechanism to the output member can be controlled. As a result, even if the torque transmitted from the second power source to the output member changes, the torque of the output member, that is, the output shaft torque Fluctuations can be prevented or suppressed.
[0085]
According to the invention of claim 8, even when the internal combustion engine constituting the first power source is started, the torque of the output member can be stably controlled by the second power source. Drivability and riding comfort of the vehicle can be improved.
[0086]
Furthermore, according to the ninth aspect, the output torque of the internal combustion engine is distributed to the motor generator and the output member, or the torque of the internal combustion engine and the torque of the motor generator are combined and transmitted to the output member. At the time of a sudden change in the state of the synthesis or distribution of the torque in the mechanism, the shift in the transmission is limited, so that the fluctuation of the output torque from the first power source can be supplemented or absorbed by the torque of the second power source, As a result, so-called output shaft torque can be stabilized, and at the same time, the torque of the output member can be maintained and abrupt changes in the state of the combination and distribution of torque in the mechanism can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic flowchart for explaining a control example by a control device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a time chart when the control shown in FIG. 1 is executed.
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an example of a hybrid drive device according to the present invention.
FIG. 4 is a skeleton diagram showing the hybrid drive device more specifically.
FIG. 5 is an alignment chart of each planetary gear mechanism shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic flowchart for explaining an overall control example by the control device of the present invention for the hybrid drive device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main power source, 2 ... Output member (output shaft), 5 ... Assist power source (2nd motor generator), 6 ... Transmission, 10 ... Internal combustion engine (engine), 11 ... 1st motor generator, 12 … Planetary gear mechanism.

Claims

In a control device for a hybrid drive device in which a second power source is connected via a transmission to an output member to which torque is transmitted from the first power source,
Output unstable state determining means for determining a state in which the torque output from the first power source is unstable;
When the unstable state of the torque output from the first power source is determined by the output unstable state determining means, a shift limiting means for limiting a shift by the transmission. Control device for a hybrid drive device.

The first power source includes an internal combustion engine that is started by receiving an external force, and the output unstable state determining unit is configured to determine that the internal combustion engine is started as an unstable state of the torque. The control device for a hybrid drive device according to claim 1, wherein:

The first power source has a configuration in which the torque of the internal combustion engine and the motor / generator is combined or distributed and output to the output member, and when the internal combustion engine is started, the motor / generator and the second 3. The control device for a hybrid drive device according to claim 2, further comprising a start-time control unit that controls the power source.

The first power source is configured to combine or distribute the torque of the internal combustion engine and the motor / generator and output the combined torque to the output member. The control device for a hybrid drive device according to claim 1, wherein the control device is configured to determine a rapidly changing state as an unstable state of the torque.

The hybrid drive apparatus according to claim 4, further comprising output control means for controlling the output of the second power source when the state of the combination or distribution of the torque changes rapidly. Control device.

In a control device for a hybrid drive device in which a second power source is connected via a transmission to an output member to which torque is transmitted from the first power source,
Shift determining means for determining a shift in the transmission;
Control of the hybrid drive device, comprising: stop control limiting means for limiting stop of the first power source when the shift determining means determines that the shift is being performed by the transmission. apparatus.

7. The system according to claim 6, wherein the first power source includes an internal combustion engine, a motor generator, and a mechanism for synthesizing or distributing the torque of the internal combustion engine and the motor generator and transmitting the torque to the output member. 3. The control device for a hybrid drive device according to claim 1.

In a control device for a hybrid drive device in which a second power source is connected via a transmission to an output member to which torque is transmitted from a first power source including an internal combustion engine started by receiving an external force,
Start determination means for determining a start state of the internal combustion engine,
A control device for a hybrid drive device, comprising: shift limiting means for limiting a shift by the transmission when a start state of the internal combustion engine is determined by the start determining means.

Hybrid drive in which a second power source is connected via a transmission to an output member to which torque is transmitted from a first power source that outputs power by combining or distributing torque between an internal combustion engine and a motor / generator In the control device of the device,
State change determining means for determining a state in which the state of torque synthesis or distribution in the first power source changes rapidly;
Shift limiting means for limiting a shift by the transmission when the state change determining means determines a state in which the state of combination or distribution of torque in the first power source changes rapidly. Control device for a hybrid drive device.