JP2005344917A - Controller of power train for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の動力伝達系統を備えた車両用パワートレーンの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control apparatus for a vehicle power train provided with a plurality of power transmission systems.
従来、駆動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを搭載したハイブリッド車が知られており、そのハイブリッド車の一例が、特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載されているハイブリッド車は、エンジンおよび第1のモータ・ジェネレータおよび第2のモータ・ジェネレータを有している。また、エンジンから車輪に至る経路にプラネタリギヤが配置されており、このプラネタリギヤは、サンギヤおよびリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持するキャリヤとを有している。
Conventionally, a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor / generator as a driving force source is known, and an example of the hybrid vehicle is described in
このキャリヤにはエンジンのクランクシャフトが連結され、サンギヤには第1のモータ・ジェネレータのロータが連結され、リングギヤには第2のモータ・ジェネレータのロータが連結されている。さらに、リングギヤにはチェーンベルトを介在させて車輪が連結されている。このように構成されたハイブリッド車においては、エンジントルクをサンギヤに入力するとともに、第1のモータ・ジェネレータを反力要素として機能させると、エンジントルクが、リングギヤおよびチェーンを経由して車輪に伝達される。 The carrier is connected to the crankshaft of the engine, the sun gear is connected to the rotor of the first motor / generator, and the ring gear is connected to the rotor of the second motor / generator. Furthermore, wheels are connected to the ring gear via a chain belt. In the hybrid vehicle configured as described above, when the engine torque is input to the sun gear and the first motor / generator functions as a reaction force element, the engine torque is transmitted to the wheels via the ring gear and the chain. The
そして、車速およびアクセル開度などから要求駆動力が判断され、要求駆動力に基づいて目標エンジン出力が算出される。さらに、実エンジン出力を目標エンジン出力に近づけるにあたり、最適燃費曲線に基づいて目標エンジン回転数が求められ、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、第1のモータ・ジェネレータの出力が制御される。すなわち、サンギヤおよびキャリヤおよびリングギヤの差動作用により、プラネタリギヤが無段変速機として機能する。この制御と並行して、実エンジントルクを目標エンジントルクに近づけるように、燃料噴射制御やスロットルバルブ開度の制御が実行される。なお、第2のモータ・ジェネレータのトルクをリングギヤに伝達する制御も実行可能である。このような制御を実行することにより、装置全体のエネルギ効率をより高くすることが可能であるとされている。 Then, the required driving force is determined from the vehicle speed and the accelerator opening, and the target engine output is calculated based on the required driving force. Further, when the actual engine output approaches the target engine output, the target engine speed is obtained based on the optimum fuel consumption curve, and the output of the first motor / generator is set so that the actual engine speed approaches the target engine speed. Be controlled. That is, the planetary gear functions as a continuously variable transmission by the differential action of the sun gear, the carrier, and the ring gear. In parallel with this control, fuel injection control and throttle valve opening control are executed so that the actual engine torque approaches the target engine torque. It is also possible to execute control for transmitting the torque of the second motor / generator to the ring gear. By executing such control, the energy efficiency of the entire apparatus can be further increased.
なお、車両に搭載される複数のモータを有するモータ駆動装置の一例が、特許文献2に記載され、モータ制御回路の一例が、特許文献3に記載され、ハイブリッド車両の制御装置の一例が、特許文献4に記載されている。
ところで、特許文献1に記載されているハイブリッド車においては、プラネタリギヤに対して複数の動力伝達系統が連結されている。具体的には、クランクシャフトおよび第1のモータ・ジェネレータおよびサンギヤおよびキャリヤを含む第1の動力伝達系統と、第2のモータ・ジェネレータを含む第2の動力伝達系統とが設けられている。そして、前記のように、装置全体のエネルギ効率を高くするように、エンジン出力および第1のモータ・ジェネレータの出力および第3のモータ・ジェネレータの出力を制御した場合、これらの制御内容の変更に応じて、各動力伝達系統における負荷が変化し、その負荷により各動力伝達系統の耐久性に及ぼす影響が異なる可能性があった。
Incidentally, in the hybrid vehicle described in
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、複数の動力伝達系統における耐久性を制御することの可能な車両用のパワートレーンの制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made against the background described above, and an object of the present invention is to provide a vehicle powertrain control device capable of controlling the durability of a plurality of power transmission systems.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、駆動力源から車輪に至る経路に複数の動力伝達系統が形成されており、前記駆動力源および複数の動力伝達系統の運転状態を制御可能な車両用パワートレーンの制御装置において、少なくとも1つの動力伝達系統の耐久性を判断する耐久性判断手段と、この耐久性の判断結果に基づいて、少なくとも1つの動力伝達系統の耐久性を制御するように、前記駆動力源または複数の動力伝達系統のうちの少なくとも1つの運転状態を制御する運転状態制御手段とを有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of power transmission systems are formed in a path from the driving force source to the wheels, and the operating states of the driving power source and the plurality of power transmission systems are determined. In a control device for a controllable vehicle power train, durability determination means for determining the durability of at least one power transmission system, and the durability of at least one power transmission system based on the determination result of the durability It has an operation state control means for controlling at least one operation state of the driving force source or the plurality of power transmission systems so as to control.
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記複数の動力伝達系統は、第1の動力伝達系統および第2の動力伝達系統を含むとともに、前記駆動力源から前記車輪に至る経路に遊星歯車装置が設けられており、この遊星歯車装置は、相互に差動回転可能な入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素には前記駆動力源が接続され、前記反力要素には第1のモータ・ジェネレータが接続され、前記出力要素には車輪および第2のモータ・ジェネレータが接続されているとともに、前記第1の動力伝達系統には、前記入力要素および前記反力要素および前記第1のモータ・ジェネレータが含まれ、前記第2の動力伝達系統には、前記第2のモータ・ジェネレータが含まれることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the plurality of power transmission systems include a first power transmission system and a second power transmission system, and from the driving force source to the wheels. A planetary gear device is provided in the path, and the planetary gear device has an input element, a reaction force element, and an output element that can be differentially rotated with each other, and the driving force source is connected to the input element. A first motor / generator is connected to the reaction force element, a wheel and a second motor / generator are connected to the output element, and the input to the first power transmission system An element, the reaction force element, and the first motor / generator are included, and the second power transmission system includes the second motor / generator.
請求項3の発明は、請求項1の構成に加えて、前記駆動力源から前記車輪に至る経路にベルト式無段変速機が設けられており、このベルト式無段変速機は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにベルトを巻き掛けて構成され、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間における変速比を無段階に制御可能に構成されているとともに、前記駆動力源のトルクが前記プライマリプーリに入力され、このプライマリプーリのトルクが、前記ベルトおよび前記セカンダリプーリを経由して前記車輪に伝達される構成を有しているとともに、複数の動力伝達系統には、前記駆動力源から前記プライマリプーリに至る第1の動力伝達系統と、前記セカンダリプーリから前記車輪に至る第2の動力伝達系統とが含まれることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, a belt-type continuously variable transmission is provided on a path from the driving force source to the wheels, and the belt-type continuously variable transmission includes a primary pulley. And a belt wound around the secondary pulley, and the gear ratio between the primary pulley and the secondary pulley can be steplessly controlled, and the torque of the driving force source is input to the primary pulley. The torque of the primary pulley is transmitted to the wheels via the belt and the secondary pulley, and a plurality of power transmission systems include the driving force source to the primary pulley. And a second power transmission system extending from the secondary pulley to the wheel. It is.
請求項4の発明は、請求項3の構成に加えて、前記第1の動力伝達系統の耐久性の低下が判断された場合は、前記ベルト式無段変速機の変速比を大きくする制御を実行するとともに、前記駆動力源のトルクを低下させる構成を、前記運転状態制御手段が更に有していることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect, when it is determined that the durability of the first power transmission system is lowered, control for increasing the gear ratio of the belt type continuously variable transmission is performed. The operation state control means further includes a configuration for executing and reducing the torque of the driving force source.
各請求項において、動力伝達系統には、駆動力源の動力を伝達する回転部材と、駆動力源の動力を制御するシステム(例えば、電気系統)と、駆動力源の動力を伝達する回転部材を支持する部材(軸受)とが含まれる。 In each claim, the power transmission system includes a rotating member that transmits the power of the driving force source, a system that controls the power of the driving force source (for example, an electric system), and a rotating member that transmits the power of the driving force source. And a member (bearing) that supports
駆動力源のトルクを各動力伝達系統を経由させて車輪に伝達する場合は、動力伝達系統で負荷が生じる。そこで、請求項1の発明によれば、少なくとも1つの動力伝達系統における耐久性が判断され、その耐久性の判断結果に基づいて、少なくとも1つの動力伝達系統における耐久性を制御する(耐久性を所定の状態に制御する)ように、駆動力源または複数の動力伝達系統のうちの少なくとも1つの運転状態が制御される。したがって、動力伝達系統の耐久性を制御することが可能である。 When the torque of the driving force source is transmitted to the wheels via each power transmission system, a load is generated in the power transmission system. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the durability in at least one power transmission system is determined, and the durability in at least one power transmission system is controlled based on the determination result of the durability (the durability is reduced). The operating state of at least one of the driving force source or the plurality of power transmission systems is controlled so as to be controlled to a predetermined state. Therefore, it is possible to control the durability of the power transmission system.
請求項2の発明によれば、駆動力源のトルクが入力要素に伝達され、かつ、そのトルクが出力要素を経由して車輪に伝達される。また、第2のモータ・ジェネレータの動力が出力要素を経由して車輪に伝達される。ここで、入力要素および反力要素および第1のモータ・ジェネレータを含む第1の動力伝達系統と、第2のモータ・ジェネレータを含む第2の動力伝達系統とを備えているため、これらの動力伝達系統の耐久性を制御することが可能である。 According to the invention of claim 2, the torque of the driving force source is transmitted to the input element, and the torque is transmitted to the wheel via the output element. The power of the second motor / generator is transmitted to the wheels via the output element. Here, since the first power transmission system including the input element, the reaction force element, and the first motor / generator and the second power transmission system including the second motor / generator are provided, these powers are provided. It is possible to control the durability of the transmission system.
請求項3の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、駆動力源のトルクが、ベルト式無段変速機を経由して車輪に伝達される。ここで、ベルト式無段変速機を含む動力伝達系統の耐久性が判断され、その判断結果に基づいて、駆動力源またはベルト式無段変速機の少なくとも一方の運転状態が制御される。したがって、ベルト式無段変速機を含む動力伝達系統の耐久性を制御できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項3の発明と同様の効果を得られる他に、第1の動力伝達系統の耐久性の低下が判断された場合は、ベルト式無段変速機の変速比を大きくする制御を実行するとともに、駆動力源のトルクを低下させる制御が実行される。したがって、第1の動力伝達系統の耐久性の低下が抑制される。
According to the invention of claim 4, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of
この発明の制御装置が適用される車両の概略構成を説明すると、この発明においては、駆動力源から車輪に至る経路に複数の動力伝達系統が形成されている。またこの発明においては、複数の動力伝達系統が、動力の伝達方向で直列に配置されている構成のパワートレーンと、複数の動力伝達系統が、動力の伝達方向で並列に配置されている構成のパワートレーンとが含まれる。また、この発明で対象とする車両のパワートレーンには、駆動力源が1種類のパワートレーンおよび複数種類のパワートレーンが含まれる。 The schematic configuration of a vehicle to which the control device of the present invention is applied will be described. In the present invention, a plurality of power transmission systems are formed in a path from the driving force source to the wheels. Further, in the present invention, a power train having a configuration in which a plurality of power transmission systems are arranged in series in the power transmission direction, and a configuration in which a plurality of power transmission systems are arranged in parallel in the power transmission direction. Includes powertrain. In addition, the power train of the vehicle targeted by the present invention includes one type of power train and a plurality of types of power trains.
つぎに、この発明の制御装置の実施例1を図面に基づいて説明する。この実施例1は、請求項1および請求項2の発明に対応するものであり、この実施例1は、複数の動力伝達系統が並列に配置されている構成のパワートレーンの一例である。図2は、この発明の一実施例であるFF(フロントエンジンフロントドライブ;エンジン前置き前輪駆動)形式の車両(ハイブリッド車)Veパワートレーンを示すスケルトン図、図3は車両Veの制御系統を示すブロック図である。図2において、1はエンジンであり、このエンジン1は、燃料噴射量制御装置、点火時期制御装置、電子スロットルバルブなどを有する公知のものである。エンジン1のクランクシャフト2は軸受1Aにより回転可能に保持されており、クランクシャフト2にはフライホイール3が形成されている。
Next, a first embodiment of the control device of the present invention will be described with reference to the drawings. The first embodiment corresponds to the first and second aspects of the invention. The first embodiment is an example of a power train having a configuration in which a plurality of power transmission systems are arranged in parallel. FIG. 2 is a skeleton diagram showing a vehicle (hybrid vehicle) Ve power train of the FF (front engine front drive; front wheel drive in front of engine) type according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the vehicle Ve. FIG. In FIG. 2,
また、エンジン1の外壁には、中空のトランスアクスルケース4が取り付けられている。トランスアクスルケース4の内部には、インプットシャフト5、第1のモータ・ジェネレータ6、動力合成機構7、変速機構8、第2のモータ・ジェネレータ9が設けられている。クランクシャフト2と第1のモータ・ジェネレータ6と第2のモータ・ジェネレータ9とが同軸上に配置されている。クランクシャフト2の軸線方向で、エンジン1と第2のモータ・ジェネレータ9との間に、第1のモータ・ジェネレータ6が配置されいる。また、インプットシャフト5におけるクランクシャフト2側の端部には、クラッチハブ10がスプライン嵌合されている。
A hollow transaxle case 4 is attached to the outer wall of the
そして、フライホイール3とインプットシャフト5との動力伝達状態を制御するトルクリミッタ11が設けられている。また、フライホイール3とインプットシャフト5との間におけるトルク変動を抑制・吸収するダンパ機構12が設けられている。前記第1のモータ・ジェネレータ6は、インプットシャフト5の外側に配置されている。
A
図3に示すように、前記第1のモータ・ジェネレータ6との間で電力の授受をおこなう蓄電装置70が設けられており、第1のモータ・ジェネレータ6と蓄電装置70との間の回路にインバータ71が配置されている。一方、第2のモータ・ジェネレータ9との間で電力の授受をおこなう蓄電装置72が設けられており、第2のモータ・ジェネレータ9と蓄電装置72との間の回路にインバータ73が配置されている。
As shown in FIG. 3, a
前記トランスアクスルケース4の内部には隔壁77,78が形成されており、隔壁77と隔壁78との間に第1のモータ・ジェネレータ6が配置されている。第1のモータ・ジェネレータ6は、トランスアクスルケース4側に固定されたステータ13と、回転自在なロータ14とを有している。このロータ14と一体回転する中空シャフト17が設けられており、隔壁77,78に取り付けられた軸受16により、中空シャフト17が回転可能に保持されている。この中空シャフト17内にインプットシャフト5が配置されている。中空シャフト17とインプットシャフト5との間には軸受80が介在されており、中空シャフト17とインプットシャフト5とが相対回転可能な構成となっている。
また、前記動力合成機構7は、インプットシャフト5の軸線方向で、第1のモータ・ジェネレータ6と第2のモータ・ジェネレータ9との間に設けられている。この動力合成機構7は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力合成機構7は、サンギヤ18と、サンギヤ18と同軸上に配置されたリングギヤ19と、サンギヤ18およびリングギヤ19に噛合するピニオンギヤ20を保持したキャリヤ21とを有している。そして、サンギヤ18と中空シャフト17とが一体回転するように連結され、キャリヤ21とインプットシャフト5とが一体回転するように連結されている。なお、リングギヤ19は、インプットシャフト5と同軸上に配置された環状のコネクティングドラム22の内周側に形成されており、このコネクティングドラム22の外周側にはカウンタドライブギヤ23が形成されている。また、コネクティングドラム22は、トランスアクスルケース4内に取り付けられた軸受33により回転可能に保持されている。
The
一方、インプットシャフト5の外周には、中空シャフト24が取り付けられており、インプットシャフト5と中空シャフト24との間には軸受81が介在されており、インプットシャフト5と中空シャフト24とが相対回転可能な構成になっている。この中空シャフト24の外周側に前記第2のモータ・ジェネレータ9が配置されている。より具体的には、トランスアクスルケース4のリヤカバー74と、隔壁79との間の空間に、第2のモータ・ジェネレータ9が配置されている。第2のモータ・ジェネレータ9は、トランスアクスルケース4に固定されたステータ25と、回転自在なロータ26とを有している。また、ロータ26と中空シャフト24とが一体回転可能に連結されている。さらに、リヤカバー74および隔壁79には、軸受75が取り付けられており、軸受75により、中空シャフト24が回転可能に保持されている。
On the other hand, a
前記変速機構8は、インプットシャフト5の軸線方向において、動力合成機構7と第2のモータ・ジェネレータ9との間に配置されており、この変速機構8は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、変速機構8は、サンギヤ29と、サンギヤ29と同心状に配置され、かつ、コネクティングドラム22の内周に形成されたリングギヤ30と、サンギヤ29およびリングギヤ30に噛合するピニオンギヤ31を保持したキャリヤ32とを有している。このキャリヤ32はトランスアクスルケース4に固定されている。
The
一方、前記トランスアクスルケース4の内部には、インプットシャフト5と平行なカウンタシャフト34が設けられている。このカウンタシャフト34は、軸受79により回転可能に保持されている。カウンタシャフト34には、カウンタドリブンギヤ35およびファイナルドライブピニオンギヤ36が形成されている。そして、カウンタドライブギヤ23とカウンタドリブンギヤ35とが噛合されている。さらに、トランスアクスルケース4の内部にはデファレンシャル37が設けられており、デファレンシャル37は、デフケース38の外周側に形成されたリングギヤ39と、デフケース38に対してピニオンシャフト40を介して取り付けられた複数のピニオンギヤ41と、複数のピニオンギヤ41に噛合されたサイドギヤ42と、サイドギヤ42に連結された2本のフロントドライブシャフト43とを有している。各フロントドライブシャフト43には車輪(前輪)44が連結されている。さらに、トランスアクスルケース4内には、デフケース38を回転可能に保持する軸受82が設けられている。
On the other hand, a
一方、前記図3に示すように、車両Veの全体を制御する電子制御装置76が設けられており、この電子制御装置76に対して、エンジン回転数センサの信号、ブレーキスイッチの信号、車速センサの信号、アクセル開度センサの信号、シフトポジションセンサの信号、第1のモータ・ジェネレータ6および第2のモータ・ジェネレータ9の回転数を検出するレゾルバの信号、トランスアクスルケース4内を潤滑および冷却する潤滑油の温度を検知する油温センサの信号、第1のモータ・ジェネレータ6および第2のモータ・ジェネレータ9の温度を検知するセンサの信号などが入力される。これに対して、電子制御装置76から、エンジン出力を制御する信号、第1のモータ・ジェネレータ6および第2のモータ・ジェネレータ9の出力を制御する信号などが出力される。
On the other hand, as shown in FIG. 3, an
上記のように構成されたハイブリッド車においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、車両における要求駆動力が算出され、その算出結果に基づいて、目標エンジン出力、すなわち、目標エンジン回転数および目標エンジントルクが算出される。また、実エンジン出力を目標エンジン出力に近づけるにあたり、最適燃費線に基づいて目標エンジン回転数が選択され、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、第1のモータ・ジェネレータ6の出力が制御される。すなわち、エンジントルクがインプットシャフト5を経由してキャリヤ21に伝達されるとともに、第1のモータ・ジェネレータ6が反力要素として機能し、第1のモータ・ジェネレータ6の回転数を制御することで、エンジン回転数とリングギヤ19の回転数との比を、無段階に制御することが可能である。
In the hybrid vehicle configured as described above, the required driving force in the vehicle is calculated based on conditions such as the vehicle speed and the accelerator opening, and the target engine output, that is, the target engine speed, is calculated based on the calculation result. And the target engine torque is calculated. Further, when the actual engine output is brought close to the target engine output, the target engine speed is selected based on the optimum fuel consumption line, and the output of the
ここで、サンギヤ18とリングギヤ19とキャリヤ21との差動作用により、動力合成機構7が無段変速機として機能し、実エンジン回転数が目標エンジン回転数に近づけられる。上記の制御と並行して、電子スロットルバルブまたは燃料噴射量制御装置または点火時期制御装置の少なくとも1つの制御により、実エンジントルクを目標エンジントルクに近づける制御が実行される。上記の制御において、動力合成機構7の変速比およびリングギヤ19の回転数に応じて、第1のモータ・ジェネレータ6は力行または回生をおこなう。第1のモータ・ジェネレータ6の回生により生じた電力は、蓄電装置70に充電される。
Here, due to the differential action of the
さらに、要求駆動力に応じた目標モータ・ジェネレータ出力、すなわち、目標回転数および目標トルクが求められる。そして、第2のモータ・ジェネレータ9の実出力を、目標モータ・ジェネレータ出力に近づける制御が実行される。この第2のモータ・ジェネレータ9のトルクをリングギヤ30に伝達する場合は、キャリヤ32が反力要素となり、第2のモータ・ジェネレータ9の回転方向と、リングギヤ30の回転方向とが逆になる。サンギヤ29からリングギヤ30に伝達されるトルクは、変速機構8の変速比に応じて増幅または低減される。この実施例において、図2に示された車両Veは、駆動力源としてエンジン1および第2のモータ・ジェネレータ9が搭載されたハイブリッド車であり、エンジン1または第2のモータ・ジェネレータ9の少なくとも一方のトルクが、コネクティングドラム22に伝達される。コネクティングドラム22に伝達されたトルクは、カウンタドライブギヤ23およびカウンタシャフト34を経由してデファレンシャル37に伝達されるとともに、デファレンシャル37のトルクが車輪44に伝達されて、駆動力が発生する。
(制御例1)
Further, the target motor / generator output corresponding to the required driving force, that is, the target rotational speed and the target torque are obtained. Then, control is performed to bring the actual output of the second motor /
(Control example 1)
つぎに、図2に示されたパワートレーンの運転状態の制御例、特に、車両Veを構成するシステムの耐久性に基づいて、パワートレーンの運転状態を制御するルーチンを、図1のフローチャートに基づいて説明する。ここで、パワートレーンの運転状態には、エンジン出力、第1のモータ・ジェネレータ6の出力、第2のモータ・ジェネレータ9の出力、動力合成機構7の変速比が含まれる。まず、電子制御装置76に入力される信号および電子制御装置76に記憶されているデータに基づいて、車両を構成するシステムのうち、動力伝達により負荷が生じるシステムに関して、各システムにおける負荷を累積する処理が実行され、その負荷の累積結果に基づいて、システムの疲労状態もしくは耐久性が求められる(ステップS1)。
Next, a control example of the operating state of the power train shown in FIG. 2, in particular, a routine for controlling the operating state of the power train based on the durability of the system constituting the vehicle Ve, is based on the flowchart of FIG. 1. I will explain. Here, the operating state of the power train includes the engine output, the output of the first motor /
ここでは、動力伝達により負荷が生じるシステムの一例として、各種の軸受を採り上げる。例えば、動力合成機構7および変速機構8および第1のモータ・ジェネレータ6および第2のモータ・ジェネレータ9およびカウンタシャフト34およびデフケース38に対応して設けられた各種の軸受においては、回転体の回転速度、回転体で伝達されるトルクなどに応じて負荷が生じる。特に、ギヤとしてはす歯歯車が用いられており、各ギヤ同士の噛み合い反力、または、噛み合い反力に応じた分力で、スラスト荷重やラジアル荷重が生じ、その荷重が各種の軸受における負荷となる。さらに、エンジン1としてレシプロエンジンが用いられていると、ピストンの往復運動がクランクシャフト2の回転運動に変換されて、軸受1Aにラジアル荷重が加わる。この軸受1Aにおける負荷も、クランクシャフト2のトルクに応じたものとなる。
Here, various bearings are taken up as an example of a system in which a load is generated by power transmission. For example, in various bearings provided corresponding to the
そして、図2に示すパワートレーンの構成においては、軸受1Aの負荷は、エンジン1の運転状態に影響され、軸受16,80の負荷は、エンジン1の運転状態および第1のモータ・ジェネレータ6の運転状態に影響され、軸受75,81の負荷は、第2のモータ・ジェネレータ9の運転状態に影響され、軸受33,79,82の負荷は、エンジン1および第2のモータ・ジェネレータ9の運転状態に影響される構成となっている。基本的には、軸受で保持されている回転体のトルクが高トルクであるほど、軸受に作用する荷重および負荷が高まる。
In the configuration of the power train shown in FIG. 2, the load of the
このように、ステップS1では、支持するべき回転体で伝達されるトルク、およびその回転体の回転数などに基づいて、各軸受における負荷が求められ、かつ、その負荷を累積する処理が実行される。また、ステップS1において、システムの耐久性を求める場合に用いるマップの一例を、図4に基づいて説明する。この図4においては、縦軸に負荷が示され、横軸に時間が示されている。この図4のマップでは、現時点までに累積された負荷が、実累積負荷A1であることを示す。 As described above, in step S1, the load in each bearing is obtained based on the torque transmitted by the rotating body to be supported, the rotational speed of the rotating body, and the like, and the process of accumulating the load is executed. The In addition, an example of a map used when determining the durability of the system in step S1 will be described based on FIG. In FIG. 4, the load is shown on the vertical axis, and the time is shown on the horizontal axis. The map of FIG. 4 indicates that the load accumulated so far is the actual accumulated load A1.
上記のステップS1についで、実累積負荷が保証耐久性に対応する基準累積負荷未満であり、かつ、その負荷の差が所定値以上であるか否かが判断される(ステップS2)。このステップS2の判断は、例えば、図4のマップを用いて判断することが可能である。図4に示すように、基準累積負荷B1が設定されており、実累積負荷A1が基準累積負荷B1未満であり、その負荷の差が所定値以上であれば、ステップS2で肯定的に判断される。そして、実累積負荷A1が、動作点変更基準に到達したか否かが判断される(ステップS3)。動作点変更基準とは、パワートレーンの動作点を変更する基準となる負荷であり、図4のマップにおいては、動作点開始基準C1が設定されている。この動作点開始基準C1は、実累積負荷A1よりも低負荷に設定されている。そして、実累積負荷A1が動作点開始基準C1未満である場合は、ステップS3で否定的に判断されて、図1に示す制御ルーチンを終了する。 Following step S1, it is determined whether or not the actual cumulative load is less than the reference cumulative load corresponding to the guaranteed durability, and whether the load difference is equal to or greater than a predetermined value (step S2). The determination in step S2 can be made using, for example, the map of FIG. As shown in FIG. 4, if the reference cumulative load B1 is set, the actual cumulative load A1 is less than the reference cumulative load B1, and the load difference is equal to or greater than a predetermined value, a positive determination is made in step S2. The Then, it is determined whether or not the actual accumulated load A1 has reached the operating point change reference (step S3). The operating point change reference is a load that serves as a reference for changing the operating point of the power train, and the operating point start reference C1 is set in the map of FIG. This operating point start reference C1 is set to a load lower than the actual accumulated load A1. If the actual accumulated load A1 is less than the operating point start reference C1, a negative determination is made in step S3, and the control routine shown in FIG. 1 ends.
前記ステップS3の判断時点で、実累積負荷A1が動作点開始基準C1以上である場合は、そのステップS3で肯定的に判断されて、各種の軸受における負荷および耐久性を制御することを目的として、パワートレーンの運転状態が制御され(ステップS4)、図1に示す制御ルーチンを終了する。このステップS4で実行される具体的な内容は後述する。これに対して、ステップS2の判断時点で、実累積負荷A1が累積負荷基準B1未満であり、かつ、その負荷の差が所定値よりも小さい場合、または、実累積負荷A1が累積負荷基準B1以上である場合は、ステップS2で否定的に判断されて、エンジン出力および第2のモータ・ジェネレータ9の出力が制限され(ステップS5)、図1の制御ルーチンを終了する。このステップS5の処理の具体的内容は後述する。
If the actual accumulated load A1 is greater than or equal to the operating point start reference C1 at the time of the determination in step S3, the determination is affirmative in step S3 for the purpose of controlling loads and durability in various bearings. Then, the operating state of the power train is controlled (step S4), and the control routine shown in FIG. 1 is terminated. Specific contents executed in step S4 will be described later. On the other hand, when the actual cumulative load A1 is less than the cumulative load reference B1 and the load difference is smaller than a predetermined value at the time of determination in step S2, or the actual cumulative load A1 is the cumulative load reference B1. If so, a negative determination is made in step S2, the engine output and the output of the second motor /
前記ステップS4の処理の具体例を、図5のフローチャートに基づいて説明する。前述したように、エンジン1および第1のモータ・ジェネレータ6および第2のモータ・ジェネレータ9の運転状態、言い換えれば出力と、各軸受における負荷との対応関係は明確である。そこで、実累積負荷A1が動作点開始基準C1以上となっている軸受について、その軸受の負荷を軽減して,その軸受の耐久性を制御、具体的には、耐久性の低下を抑制する処理が、図5のフローチャートで実行される。この図5のフローチャートにおいては、便宜上、エンジン1の出力と、第2のモータ・ジェネレータ9の出力との対応関係について説明する。
A specific example of the process of step S4 will be described based on the flowchart of FIG. As described above, the correspondence between the operating states of the
まず、エンジン出力を第2のモータ・ジェネレータ9の出力で除して、出力比率Pを求める(ステップS11)。このステップS11についで、エンジン出力により耐久性が影響を受ける軸受の耐久性G1の方が、第2のモータ・ジェネレータ9の出力により耐久性が影響を受ける軸受の耐久性G2よりも高いか否かが判断される(ステップS12)。このステップS12で肯定的に判断された場合は、出力比率Pが小さくなるように、エンジン1の出力と、第2のモータ・ジェネレータ9の出力との対応関係を制御し(ステップS13)、図5に示す制御ルーチンを終了する。なお、ステップS13の処理の実行前と実行後とで、車両Veの駆動力が同じとなるように、エンジン1の出力と、第2のモータ・ジェネレータ9の出力との対応関係が制御される。
First, the engine output is divided by the output of the second motor /
これに対して、ステップS12で否定的に判断された場合は、出力比率Pが大きくなるように、エンジン1の出力と、第2のモータ・ジェネレータ9の出力との対応関係を制御し(ステップS14)、図5に示す制御ルーチンを終了する。なお、ステップS14の処理の実行前と実行後とで、車両Veの駆動力が同じとなるように、エンジン1の出力と、第2のモータ・ジェネレータ9の出力との対応関係が制御される。さらに、ステップS13,14においては、予め記憶されているマップや定数を用いることが可能である。
On the other hand, if a negative determination is made in step S12, the correspondence relationship between the output of the
ところで、前述したステップS5の具体的な内容を説明すると、エンジン1の出力および第2のモータ・ジェネレータ9の出力を制限する場合は、要求駆動力と補正係数とが乗算され、その算出結果に基づいて、エンジン1の出力および第2のモータ・ジェネレータ9の出力が制御される。軸受の実耐久性が、基準耐久性以上である場合は、補正係数は1に設定され、軸受の実耐久性が、基準耐久性よりも低い場合は、補正係数は1未満に設定される。より具体的には、耐久性が低下するほど補正係数も小さくなる。
By the way, the specific contents of the above-described step S5 will be described. When limiting the output of the
以上のように、図1の制御例によれば、各軸受の耐久性に応じてパワートレーンの運転状態を制御することが可能であり、耐久性が低下している軸受について、その耐久性が更に低下することを抑制できる。
(制御例2)
As described above, according to the control example of FIG. 1, it is possible to control the operating state of the power train in accordance with the durability of each bearing. Further reduction can be suppressed.
(Control example 2)
つぎに、パワートレーンの運転状態を制御する他のルーチンを、図6に基づいて説明する。まず、電子制御装置76に入力される信号および電子制御装置76に記憶されているデータに基づいて、各種の軸受に関して、単位時間内で所定値以上の負荷が発生する頻度(回数)に基づいて、各軸受の疲労状態もしくは耐久性が求められる(ステップS21)。
Next, another routine for controlling the operating state of the power train will be described with reference to FIG. First, based on a signal input to the
このステップS21において、各軸受の耐久性を求める場合に用いるマップの一例を、図7に基づいて説明する。この図7においては、縦軸に負荷の発生頻度が示され、横軸に時間が示されている。上記のステップS21についで、負荷の実発生頻度が、保証耐久性に対応する基準発生頻度未満であり、かつ、その頻度同士の差が所定値以上であるか否かが判断される(ステップS22)。このステップS22の判断は、例えば、図7のマップを用いて判断することが可能である。図7に示すように、時間の経過にともない増加する特性の基準発生頻度αが設定されており、実発生頻度D1が、基準発生頻度α未満であり、その頻度同士の差が所定値以上であれば、ステップS22で肯定的に判断される。なお、基準発生頻度αは、負荷のカウンタdcを所定時間dtで除して算出したものである。 An example of a map used when obtaining the durability of each bearing in step S21 will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the vertical axis indicates the load occurrence frequency, and the horizontal axis indicates time. Following the above step S21, it is determined whether the actual occurrence frequency of the load is less than the reference occurrence frequency corresponding to the guaranteed durability and whether the difference between the frequencies is equal to or greater than a predetermined value (step S22). ). The determination in step S22 can be determined using, for example, the map of FIG. As shown in FIG. 7, a reference occurrence frequency α having a characteristic that increases with time is set, the actual occurrence frequency D1 is less than the reference occurrence frequency α, and the difference between the frequencies is greater than or equal to a predetermined value. If there is, a positive determination is made in step S22. The reference occurrence frequency α is calculated by dividing the load counter dc by a predetermined time dt.
そして、実発生頻度D1が、動作点変更基準に到達したか否かが判断される(ステップS23)。ここで、動作点変更基準とは、パワートレーンの動作点を変更する基準となる頻度の増加程度(具体的には、増加率、増加割合、増加勾配)である。そして、実発生頻度D1の勾配が領域E1のように緩やかであれば、ステップS23で否定的に判断されて、図1に示す制御ルーチンを終了する。 Then, it is determined whether or not the actual occurrence frequency D1 has reached the operating point change criterion (step S23). Here, the operating point change reference is a degree of increase in frequency (specifically, an increasing rate, an increasing rate, and an increasing gradient) that serves as a reference for changing the operating point of the power train. If the gradient of the actual occurrence frequency D1 is gentle as in the region E1, a negative determination is made in step S23, and the control routine shown in FIG.
これに対して、ステップS23の判断時点で、実発生頻度D1の勾配が領域F1のように急激である場合は、そのステップS23で肯定に判断されて、各種の軸受における負荷および耐久性を制御することを目的として、パワートレーンの運転状態が制御され(ステップS24)、図1に示す制御ルーチンを終了する。このステップS24の処理は、前述したステップS4の処理と同じである。これに対して、ステップS22の判断時点で、実発生頻度D1が基準発生頻度α未満であり、かつ、その頻度の差が所定値よりも小さい場合、または、実発生頻度D1が基準発生頻度α以上である場合は、ステップS22で否定的に判断されて、エンジン出力および第2のモータ・ジェネレータ9の出力が制限され(ステップS25)、図6の制御ルーチンを終了する。このステップS25の処理は、前述したステップS5の処理と同じである。
On the other hand, when the gradient of the actual occurrence frequency D1 is steep as in the region F1 at the time of determination in step S23, the determination in step S23 is affirmative and the load and durability of various bearings are controlled. For this purpose, the operating state of the power train is controlled (step S24), and the control routine shown in FIG. 1 is terminated. The process in step S24 is the same as the process in step S4 described above. On the other hand, when the actual occurrence frequency D1 is less than the reference occurrence frequency α and the difference between the frequencies is smaller than a predetermined value at the time of determination in step S22, or the actual occurrence frequency D1 is the reference occurrence frequency α. If so, a negative determination is made in step S22, the engine output and the output of the second motor /
以上のように、図6の制御例によれば、各軸受の耐久性に応じてパワートレーンの運転状態を制御することが可能であり、耐久性が低下している軸受について、その耐久性が更に低下することを抑制できる。
(制御例3)
As described above, according to the control example of FIG. 6, it is possible to control the operating state of the power train in accordance with the durability of each bearing. Further reduction can be suppressed.
(Control example 3)
つぎに、パワートレーンの運転状態を制御する他のルーチンを、図8に基づいて説明する。この制御例3は、制御例1と制御例2とを組み合わせたものである。まず、ステップS31の処理が実行される。このステップS31の処理は、ステップS1の処理およびステップS21の処理と同じである。このステップS31についで、保証基準値と実測値との差が所定値以上であるか否かが判断される(ステップS32)。このステップS32の判断は、ステップS2およびステップS22の判断と同じである。 Next, another routine for controlling the operating state of the power train will be described with reference to FIG. This Control Example 3 is a combination of Control Example 1 and Control Example 2. First, the process of step S31 is performed. The processing in step S31 is the same as the processing in step S1 and the processing in step S21. Following this step S31, it is determined whether or not the difference between the guaranteed reference value and the actually measured value is greater than or equal to a predetermined value (step S32). The determination in step S32 is the same as the determination in steps S2 and S22.
このステップS32で肯定的に判断された場合はパワートレーンの動作点変更条件が成立したか否かが判断される(ステップS33)。このステップS33の判断は、ステップS23の判断と同じである。ステップS33で肯定的に判断された場合は、ステップS34の処理を実行し、図8の制御ルーチンを終了する。ステップS34の処理は、ステップS4の処理と同じである。 If the determination in step S32 is affirmative, it is determined whether or not an operating point change condition for the power train is satisfied (step S33). The determination in step S33 is the same as the determination in step S23. If the determination in step S33 is affirmative, the process of step S34 is executed, and the control routine of FIG. 8 ends. The process of step S34 is the same as the process of step S4.
これに対して、ステップS33で否定的に判断された場合は、動作点変更条件が成立したか否かが判断される(ステップS35)。このステップS35の判断は、ステップS3の判断と同じである。ステップS35で肯定的に判断された場合は、ステップS36の処理を実行し、図8の制御ルーチンを終了する。ステップS36の処理は、ステップS4の処理と同じである。また、ステップS35で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。なお、ステップS34の処理を実行した後、ステップS35に進む制御ルーチンを採用することも可能である。さらに、ステップS32で否定的に判断された場合は、ステップS37の処理を実行し、図8の制御ルーチンを終了する。ステップS37の処理は、ステップS5の処理と同じである。この図8の制御例においても、図1の制御例および図6の制御例と同じ効果を得られる。 On the other hand, when a negative determination is made in step S33, it is determined whether or not an operating point changing condition is satisfied (step S35). The determination in step S35 is the same as the determination in step S3. If the determination in step S35 is affirmative, the process of step S36 is executed, and the control routine of FIG. 8 ends. The process of step S36 is the same as the process of step S4. If the determination at step S35 is negative, this control routine is terminated. It is also possible to employ a control routine that proceeds to step S35 after executing the process of step S34. Further, if a negative determination is made in step S32, the process of step S37 is executed, and the control routine of FIG. The process of step S37 is the same as the process of step S5. Also in the control example of FIG. 8, the same effect as the control example of FIG. 1 and the control example of FIG. 6 can be obtained.
ここで、図1に示す機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップS1,S2,S3が、この発明の耐久性判断手段に相当し、ステップS4,S5が、この発明の運転状態制御手段に相当する。さらに、図5に示されたステップS11,S12,S13,S14が、この発明の運転状態制御手段に相当する。また、図6に示す機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップS21,S22,S23が、この発明の耐久性判断手段に相当し、ステップS24,S25が、この発明の運転状態制御手段に相当する。図8に示す機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップS31,S32,S33,S35が、この発明の耐久性判断手段に相当し、ステップS34,S36,S37が、この発明の運転状態制御手段に相当する。 Here, the correspondence between the functional means shown in FIG. 1 and the configuration of the present invention will be described. Steps S1, S2 and S3 correspond to the durability judgment means of the present invention, and steps S4 and S5 are This corresponds to the operating state control means of the present invention. Furthermore, steps S11, S12, S13, and S14 shown in FIG. 5 correspond to the operating state control means of the present invention. Further, the correspondence between the functional means shown in FIG. 6 and the configuration of the present invention will be described. Steps S21, S22, and S23 correspond to the durability determination means of the present invention, and steps S24 and S25 correspond to this. This corresponds to the operating state control means of the invention. Explaining the correspondence between the functional means shown in FIG. 8 and the configuration of the present invention, steps S31, S32, S33, and S35 correspond to the durability determining means of the present invention, and steps S34, S36, and S37 are the same. This corresponds to the operating state control means of the present invention.
また、図2に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン1および第2のモータ・ジェネレータ9が、この発明の駆動力源に相当し、クランクシャフト2およびインプットシャフト5およびキャリヤ21およびサンギヤ18および中空シャフト17および第1のモータ・ジェネレータ6および軸受1A,16,80などにより、この発明における第1の動力伝達系統が構成されている。さらに、第2のモータ・ジェネレータ9および中空シャフト24およびサンギヤ29およびキャリヤ32およびリングギヤ30を有するコネクティングドラム22および軸受33,79,81,82およびカウンタシャフト34カウンタドライブギヤ23およびカウンタドリブンギヤ35およびデファレンシャル37を構成する各ギヤなどにより、この発明の第2の動力伝達系統が構成されている。また、動力合成機構7が、この発明の遊星歯車装置に相当し、キャリヤ21がこの発明の入力要素に相当し、サンギヤ18がこの発明の反力要素に相当し、リングギヤ19が、この発明の出力要素に相当する。また、この発明におけるパワートレーンの運転状態には、エンジン出力、第1のモータ・ジェネレータ6の出力、第2のモータ・ジェネレータ9の出力、動力合成機構7の変速比が含まれる。さらに、各種の軸受の耐久性が、この発明における動力伝達系統の耐久性に相当する。さらに、「各種の軸受の耐久性の低下を抑制する」が、この発明における「動力伝達系統の耐久性を制御する」に相当する。
Further, the correspondence relationship between the configuration shown in FIG. 2 and the configuration of the present invention will be described. The
この発明における実施例2を、図9に基づいて説明する。この図9に示す車両Veは、複数の動力伝達系統が直列に配置されている構成のパワートレーンの一例をスケルトン図である。この実施例2は、請求項1および請求項3および請求項4の発明に対応するものである。図9において、100はエンジンであり、このエンジン100もエンジン1と同様にして出力を電子制御することが可能である。このエンジン100のクランクシャフト102は軸受157により回転可能に保持されている。またエンジン100の外壁には、トランスアクスルケース103が取り付けられている。このトランスアクスルケース103の内部には、ベルト式無段変速機およびデファレンシャルが組み込まれている。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The vehicle Ve shown in FIG. 9 is a skeleton diagram showing an example of a power train having a configuration in which a plurality of power transmission systems are arranged in series. The second embodiment corresponds to the inventions of
前記トランスアクスルケース103の内部には、トルクコンバータ107および前後進切り換え機構124およびベルト式無段変速機109およびデファレンシャル110が設けられている。まず、トルクコンバータ107の構成について説明する。トランスアクスルケース103の内部には、エンジン100のクランクシャフト102と同軸上にインプットシャフト111が設けられており、インプットシャフト111にはタービンランナ113が取り付けられている。
Inside the
一方、クランクシャフト102にはドライブプレート114を介してフロントカバー115が連結されており、フロントカバー115にはポンプインペラ116が接続されている。このタービンランナ113とポンプインペラ116とは対向して配置され、タービンランナ113およびポンプインペラ116の内側にはステータ117が設けられている。ステータ117は、一方向クラッチ117Aを介して中空シャフト120に接続されている。この中空シャフト120の端部はトランスアクスルケース103に固定されており、中空シャフト120内にインプットシャフト111が配置されている。中空シャフト120とインプットシャフト111との間には軸受122が介在されており、中空シャフト120とインプットシャフト111とは相対回転可能となっている。また、インプットシャフト111におけるフロントカバー115側の端部には、ダンパ機構118を介してロックアップクラッチ119が設けられている。
On the other hand, a
前記前後進切り換え機構124は、インプットシャフト111とベルト式無段変速機109との間の動力伝達経路に設けられている。前後進切り換え機構124はダブルピニオン形式の遊星歯車機構を有している。この前後進切り換え機構124は、インプットシャフト111と一体回転するサンギヤ125と、このサンギヤ125の外周側に、サンギヤ125と同心状に配置されたリングギヤ126と、サンギヤ125に噛み合わされたピニオンギヤ127と、このピニオンギヤ127およびリングギヤ126に噛み合わされたピニオンギヤ128と、ピニオンギヤ127,128を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ127,128を、サンギヤ125の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ129とを有している。そして、このキャリヤ129と、ベルト式無段変速機109のプライマリシャフト(後述する)とが連結されている。また、キャリヤ129とインプットシャフト111との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチCRが設けられている。さらに、トランスアクスルケース103側には、リングギヤ126の回転・固定を制御するリバースブレーキBRが設けられている。
The forward /
前記ベルト式無段変速機109は、インプットシャフト111と同軸上に配置されたプライマリシャフト130と、プライマリシャフト130と相互に平行に配置されたセカンダリシャフト131とを有している。プライマリシャフト130における前後進切り換え機構124側の端部には凹部133が形成されており、凹部133により、インプットシャフト111の端部が保持されている。なお、インプットシャフト111とプライマリシャフト130とは相対回転可能である。また、プライマリシャフト130にはプライマリプーリ136が設けられており、セカンダリシャフト131にはセカンダリプーリ137が設けられている。プライマリプーリ136は、プライマリシャフト130と一体回転する固定シーブ138と、プライマリシャフト130の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ139とを有している。また、この可動シーブ139をプライマリシャフト130の軸線方向に動作させる油圧アクチュエータ141が設けられている。そして、トランスアクスルケース103には、プライマリシャフト130を回転可能に保持する軸受132が取り付けられている。
The belt-type continuously
一方、セカンダリプーリ137は、セカンダリシャフト131と一体回転する固定シーブ142と、セカンダリシャフト131の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ143とを有している。また、この可動シーブ143をセカンダリシャフト131の軸線方向に動作させる油圧アクチュエータ145が設けられている。さらに、セカンダリシャフト131にはカウンタドライブギヤ147が形成されているとともに、セカンダリシャフト131を回転可能に保持する軸受134が設けられている。
On the other hand, the
前記ベルト式無段変速機109とデファレンシャル110との間の動力伝達経路には、セカンダリシャフト131と相互に平行なインターミディエイトシャフト150が設けられている。インターミディエイトシャフト150は軸受151により支持されている。インターミディエイトシャフト150には、カウンタドリブンギヤ153およびファイナルドライブギヤ154が形成されている。そして、カウンタドライブギヤ147とカウンタドリブンギヤ153とが噛み合わされている。
In the power transmission path between the belt type continuously
一方、前記デファレンシャル110はデフケース155を有している。このデフケース155は、軸受156により回転可能に保持されているとともに、デフケース155にはリングギヤ158が設けられている。そして、ファイナルドライブギヤ154とリングギヤ158とが噛み合わされている。また、デフケース155の内部にはピニオンシャフト159が取り付けられており、ピニオンシャフト159には2つのピニオンギヤ160が取り付けられている。このピニオンギヤ160には2つのサイドギヤ161が噛み合わされている。2つのサイドギヤ161には別個にフロントドライブシャフト162が接続され、各フロントドライブシャフト162には、車輪(前輪)163が接続されている。
On the other hand, the differential 110 has a
さらに、図9に示す車両Veの制御系統を、図10のブロック図に基づいて説明する。エンジン100およびベルト式無段変速機109を制御する電子制御装置200(図示せず)が設けられている。この電子制御装置200には、エンジン回転数センサの信号、ブレーキスイッチの信号、車速センサの信号、アクセル開度センサの信号、シフトポジションセンサの信号、プライマリシャフト130の回転数を検知するセンサの信号、セカンダリシャフト131の回転数を検知するセンサの信号、トランスアクスルケース103内の潤滑油の温度を検知するセンサの信号などが入力される。これに対して、電子制御装置200から、エンジン100およびベルト式無段変速機109および前後進切り換え機構124を制御する信号が出力される。
Furthermore, the control system of the vehicle Ve shown in FIG. 9 will be described based on the block diagram of FIG. An electronic control device 200 (not shown) for controlling the
つぎに、図9に示す車両Veの作用を説明する。まず、前後進切り換え機構124の制御について説明する。シフトポジションとして前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチCRが係合され、かつ、リバースブレーキBRが解放されて、インプットシャフト111とプライマリシャフト130とが一体回転するように連結される。この状態においては、エンジントルクがインプットシャフト111を経由してプライマリシャフト130に伝達される。プライマリシャフト130に伝達されたトルクは、ベルト146を経由してセカンダリシャフト131に伝達される。
Next, the operation of the vehicle Ve shown in FIG. 9 will be described. First, the control of the forward /
セカンダリシャフト131に伝達されたトルクは、カウンタドライブギヤ147およびカウンタドリブンギヤ153を経由してインターミディエイトシャフト150に伝達される。インターミディエイトシャフト150に伝達されたトルクは、ファイナルドライブギヤ154およびリングギヤ158を経由してデフケース155に伝達される。デフケース155が回転すると、そのトルクがピニオンギヤ160およびサイドギヤ161を経由してドライブシャフト162に伝達され、ついでそのトルクが車輪163に伝達されて駆動力が発生する。
The torque transmitted to the
これに対して、後進ポジションが選択された場合はフォワードクラッチCRが解放され、かつ、リバースブレーキBRが係合されて、リングギヤ126が固定される。すると、インプットシャフト111の回転にともなってピニオンギヤ127,128が共に自転しつつ公転し、キャリヤ129がインプットシャフト111の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、プライマリシャフト130、セカンダリシャフト131、インターミディエイトシャフト150などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両Veを後退させる向きの駆動力が生じる。
On the other hand, when the reverse position is selected, the forward clutch CR is released and the reverse brake BR is engaged, and the
また、ベルト式無段変速機109は、車速およびアクセル開度などの条件、および電子制御装置に記憶されているデータに基づいて制御される。具体的には、油圧アクチュエータ141の油圧室および油圧アクチュエータ145の油圧室の油圧を制御することにより、ベルト式無段変速機109の変速比および伝達トルクが制御される。このようにして、ベルト式無段変速機構109の変速比を無段階に(連続的に)制御することにより、実エンジン回転数を、前述の最適燃費線に応じた目標エンジン回転数に近づけることが可能である。また、実施例1と同様に、実エンジントルクを、目標エンジントルクに近づける制御がおこなわれる。
The belt type continuously
この実施例2においては、前後進切り換え機構124を構成する各種のギヤ、カウンタドライブギヤ147、カウンタドリブンギヤ153、ファイナルドライブギヤ154、カウンタドリブンギヤ153、ファイナルドライブギヤ154、リングギヤ158などがはす歯歯車により構成されており、実施例1と同様の原理により、インプットシャフト111およびプライマリシャフト130およびセカンダリシャフト131およびインターミディエイトシャフト150およびデフケース155に、ラジアル方向の荷重およびスラスト方向の荷重が加わり、その荷重が軸受122,132,134,151,156に伝達されて、各軸受における負荷となる。また、実施例1と同様の原理により、軸受157の負荷が生じる。そこで、この実施例2においても、軸受における耐久性を制御、具体的には、耐久性の低下を抑制することを目的として、パワートレーンの運転状態を制御することが可能である。
(制御例4)
In the second embodiment, helical gears include various gears constituting the forward /
(Control example 4)
この制御例4においては、図1の制御ルーチンを採用可能である。すなわち、ステップS1において、実累積負荷に基づいて軸受132,122の耐久性が算出され、ステップS2において、保証耐久性に対応する基準累積負荷と実累積負荷とが比較される。ステップS2の判断内容は、制御例1と同じである。ステップS2で肯定的に判断された場合は、ベルト式無段変速機109の動作点、つまり、変速比を変更する条件が成立したか否かが判断される(ステップS3)。このステップS3の判断内容は、制御例1と同じである。そして、ステップS3で肯定的に判断された場合は、ステップS4に進み、軸受132,122の耐久性が低下することを抑制するように、ベルト式無段変速機109の制御を実行し、図1の制御ルーチンを終了する。
In this control example 4, the control routine of FIG. 1 can be adopted. That is, in step S1, the durability of the
このステップS4においては、ベルト式無段変速機109の変速比を大きくする制御、すなわちダウンシフトが実行されるとともに、エンジン100からプライマリシャフト130に伝達されるトルクを低下させる制御が実行される。ここで、ベルト式無段変速機109におけるダウンシフトを実行すると、トルク増幅がおこなわれる。そこで、ダウンシフトの実行前と実行後とで、駆動力が変化することを防止するため、プライマリシャフト130からセカンダリシャフト131に伝達される動力が変化しないように、エンジン100のトルクダウン制御が実行される。なお、ステップS3で否定的に判断された場合は、図1の制御ルーチンを終了し、ステップS2で否定的に判断された場合は、ステップS5を経由して図1の制御ルーチンを終了する。このステップS5の処理は制御例1と同じである。このように、制御例4においても、制御例1と同様の原理により、軸受132,122の耐久性の低下を抑制することが可能である。
(制御例5)
In step S4, control for increasing the gear ratio of the belt type continuously
(Control example 5)
この制御例5においては、図6の制御ルーチンを採用可能である。すなわち、ステップS21において、負荷の実発生頻度に基づいて軸受132,122の耐久性が算出され、ステップS22において、保証耐久性に対応する基準発生頻度と実発生頻度とが比較される。ステップS22の判断内容は、制御例2と同じである。ステップS22で肯定的に判断された場合は、ベルト式無段変速機109の動作点、つまり、変速比を変更する条件が成立したか否かが判断される(ステップS23)。このステップS23の判断内容は、制御例2と同じである。そして、ステップS23で肯定的に判断された場合は、ステップS24に進み、軸受132,122の耐久性が低下することを抑制するように、ベルト式無段変速機109の制御を実行し、図1の制御ルーチンを終了する。このステップS24の処理は、制御例4におけるステップS4の処理と同じである。
In this control example 5, the control routine of FIG. 6 can be adopted. That is, in step S21, the durability of the
なお、ステップS23で否定的に判断された場合は、図6の制御ルーチンを終了し、ステップS22で否定的に判断された場合は、ステップS25を経由して図6の制御ルーチンを終了する。このステップS25の処理は制御例2と同じである。このように、制御例5においても、制御例2および制御例3と同様の原理により、軸受132,122の耐久性の低下を抑制することが可能である。
If the determination at step S23 is negative, the control routine of FIG. 6 is terminated. If the determination at step S22 is negative, the control routine of FIG. 6 is terminated via step S25. The processing in step S25 is the same as that in the control example 2. As described above, also in the control example 5, it is possible to suppress a decrease in the durability of the
ここで、実施例2の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン100が、この発明の駆動力源に相当し、クランクシャフト2およびインプットシャフト111およびプライマリシャフト130およびプライマリプーリ136および軸受157,122,132により、この発明の第1の動力伝達系統が構成されており、セカンダリシャフト131およびセカンダリプーリ137およびインターミディエイトシャフト150およびカウンタドライブギヤ147およびカウンタドリブンギヤ153およびファイナルドライブギヤ154およびリングギヤ158および軸受134,151,156などの構成により、この発明の第2の動力伝達系統が構成されている。
Here, the correspondence between the configuration of the second embodiment and the configuration of the present invention will be described. The
つぎに、この発明の実施例3に対応する車両のパワートレーンを図11に基づいて説明する。この実施例3も、複数の動力伝達系統が直列に配置されている構成のパワートレーンの一例である。図11の構成において、図9の構成と同じ構成については、図9の構成と同じ符号を付してある。この実施例3においては、トルクコンバータが設けられておらず、フライホイール114と前後進切り換え機構124との間にモータ・ジェネレータ210が設けられている。モータ・ジェネレータ210は、ロータ211およびステータ212を有しており、ロータ211がインプットシャフト111と一体回転するように連結されている。また、フライホイール114とダンパ機構118との間にトルクリミッタ213が設けられている。この実施例3における制御系統を、図10を援用して説明すると、モータ・ジェネレータ210との間で電力の授受をおこなうインバータ214および蓄電装置215が設けられており、インバータ214が電子制御装置200により制御される構成となっている。また、モータ・ジェネレータ210の回転数を検知する信号が電子制御装置200に入力される構成となっている。
Next, a vehicle power train corresponding to
この実施例3においては、モータ・ジェネレータ210を力行させた場合は、モータ・ジェネレータ210のトルクがインプットシャフト111に伝達される。この実施例3に示すパワートレーンにおいても、実施例2のパワートレーンの構成と同じ構成については、実施例2と同様の作用効果を得られる。また、実施例3においては、モータ・ジェネレータ210が力行されている場合に、制御例4および制御例5を実行可能である。そして、モータ・ジェネレータ210が力行されている場合に、各種の軸受の耐久性の低下が検知された場合は、制御例4および制御例5のようにエンジン1のトルクダウン制御に代えて、またはエンジン1のトルクダウン制御と並行して、モータ・ジェネレータ210のトルクダウン制御を実行することも可能である。この実施例3とこの発明の構成との対応関係は、実施例2の構成とこの発明の構成との対応関係と同じである。また、実施例3におけるモータ・ジェネレータ210も、この発明の駆動力源に相当する。
(制御例6)
In the third embodiment, when the motor /
(Control example 6)
つぎに、他の制御例を説明する。実施例1で前述した図1または図6または図8のフローチャートを実行する場合に、第1のモータ・ジェネレータ6および蓄電装置70インバータ71および第2のモータ・ジェネレータ9およびインバータ73および蓄電装置72の耐久性を判断し、少なくとも1つの要素の耐久性が低下している場合は、その耐久性が低下している要素の負荷を軽減して、その耐久性の低下を抑制するように、第1のモータ・ジェネレータ6および第2のモータ・ジェネレータ9の出力を制御することも可能である。また、実施例3で前述した図1または図6のフローチャートを実行する場合に、モータ・ジェネレータ210およびインバータ214および蓄電装置215の耐久性を判断し、少なくとも1つの要素の耐久性が低下している場合は、その耐久性が低下している要素の負荷を軽減して、その耐久性の低下を抑制するように、モータ・ジェネレータ210の出力を制御することも可能である。各種のモータ・ジェネレータおよびインバータおよび蓄電装置の耐久性は、出力特性または温度などから判断可能である。この制御例6においては、各種のモータ・ジェネレータおよび各種のインバータおよび各種の蓄電装置が、この発明における動力伝達系統に相当する。
(制御例7)
Next, another control example will be described. When the flowchart of FIG. 1 or FIG. 6 or FIG. 8 described above in the first embodiment is executed, the first motor /
(Control example 7)
さらに他の制御例を説明する。実施例1で前述した図1または図6または図8のフローチャートを実行する場合に、各種のギヤの耐久性を判断し、その判断結果に基づいて、各ギヤの耐久性の低下を抑制するように、エンジン、モータ・ジェネレータ、ベルト式無段変速機などの運転状態を制御することも可能である。より具体的には、各種のギヤで伝達されるトルクを低下させるような制御を実行する。ここで、各ギヤの耐久性および負荷(ギヤ歯面ピッチングなど)は、油温センサの検知信号に基づいて判断することが可能であり、耐久性の低下を抑制できる油温に制御すればよい。この制御例7においては、各種のギヤが動力伝達系統に相当する。 Still another control example will be described. When the flowchart of FIG. 1 or FIG. 6 or FIG. 8 described above in the first embodiment is executed, the durability of various gears is determined, and based on the determination result, a decrease in the durability of each gear is suppressed. In addition, it is possible to control the operating state of the engine, motor / generator, belt type continuously variable transmission, and the like. More specifically, control is performed to reduce the torque transmitted by various gears. Here, the durability and load (gear tooth surface pitching, etc.) of each gear can be determined based on the detection signal of the oil temperature sensor, and may be controlled to an oil temperature that can suppress a decrease in durability. . In this control example 7, various gears correspond to the power transmission system.
1,100…エンジン、 1A,16,33,75,79,80,81,82,157,122,132,134,151,156…軸受、 2,102…クランクシャフト、 5,111…インプットシャフト、 6…第1のモータ・ジェネレータ、 7…動力合成機構、 8…変速機構、 9…第2のモータ・ジェネレータ、 17,24…中空シャフト、 18,29…サンギヤ、 19,30,39…リングギヤ、 21,32…キャリヤ、 22…コネクティングドラム、 34…カウンタシャフト、 23…カウンタドライブギヤ、 35…カウンタドリブンギヤ、 36…ファイナルドライブピニオンギヤ、 44,163…車輪、 70,72,215…蓄電装置、 71,73,214…インバータ、 109…ベルト式無段変速機、 124…前後進切り換え機構、 130…プライマリシャフト、 131…セカンダリシャフト、 136…プライマリプーリ、 137…セカンダリプーリ、 147…カウンタドライブギヤ、 150…インターミディエイトシャフト、 153…カウンタドリブンギヤ、 154…ファイナルドライブギヤ、 210…モータ・ジェネレータ、 Ve…車両。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Engine, 1A, 16, 33, 75, 79, 80, 81, 82, 157, 122, 132, 134, 151, 156 ... Bearing, 2,102 ... Crankshaft, 5,111 ... Input shaft, 6 ... 1st motor generator, 7 ... Power synthetic | combination mechanism, 8 ... Transmission mechanism, 9 ... 2nd motor generator, 17, 24 ... Hollow shaft, 18, 29 ... Sun gear, 19, 30, 39 ... Ring gear, 21, 32 ... Carrier, 22 ... Connecting drum, 34 ... Counter shaft, 23 ... Counter drive gear, 35 ... Counter driven gear, 36 ... Final drive pinion gear, 44, 163 ... Wheel, 70, 72, 215 ... Power storage device, 71, 73, 214 ... inverter, 109 ... belt type continuously variable transmission, 24 ... Forward / reverse switching mechanism, 130 ... Primary shaft, 131 ... Secondary shaft, 136 ... Primary pulley, 137 ... Secondary pulley, 147 ... Counter drive gear, 150 ... Intermediate shaft, 153 ... Counter driven gear, 154 ... Final drive gear, 210: Motor generator, Ve: Vehicle.
Claims (4)
少なくとも1つの動力伝達系統の耐久性を判断する耐久性判断手段と、
この耐久性の判断結果に基づいて、少なくとも1つの動力伝達系統の耐久性を制御するように、前記駆動力源または複数の動力伝達系統のうちの少なくとも1つの運転状態を制御する運転状態制御手段と
を有することを特徴とする車両用パワートレーンの制御装置。 In the vehicle power train control device, wherein a plurality of power transmission systems are formed in a path from the driving force source to the wheels, and the driving state of the driving power source and the plurality of power transmission systems can be controlled.
Durability determination means for determining the durability of at least one power transmission system;
An operation state control means for controlling at least one operation state of the driving force source or the plurality of power transmission systems so as to control the durability of at least one power transmission system based on the determination result of the durability. And a control apparatus for a power train for vehicles.
前記駆動力源から前記車輪に至る経路に遊星歯車装置が設けられており、この遊星歯車装置は、相互に差動回転可能な入力要素および反力要素および出力要素を有しており、前記入力要素には前記駆動力源が接続され、前記反力要素には第1のモータ・ジェネレータが接続され、前記出力要素には車輪および第2のモータ・ジェネレータが接続されているとともに、
前記第1の動力伝達系統には、前記入力要素および前記反力要素および前記第1のモータ・ジェネレータが含まれ、前記第2の動力伝達系統には、前記第2のモータ・ジェネレータが含まれることを特徴とする請求項1に記載の車両用パワートレーンの制御装置。 The plurality of power transmission systems include a first power transmission system and a second power transmission system,
A planetary gear device is provided in a path from the driving force source to the wheel, and the planetary gear device includes an input element, a reaction force element, and an output element that are differentially rotatable with respect to each other. The element is connected to the driving force source, the reaction element is connected to a first motor / generator, the output element is connected to wheels and a second motor / generator,
The first power transmission system includes the input element, the reaction force element, and the first motor / generator, and the second power transmission system includes the second motor / generator. The vehicle power train control device according to claim 1.
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