JP2006211740A - Drive unit and automobile mounted with the same, and control method of drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a drive device, an automobile equipped with the drive device, and a method for controlling the drive device.
従来、この種の駆動装置としては、エンジンからの動力を変速機を介して前輪側に出力する動力出力装置と共に自動車に搭載された装置であって、モータからの動力を変速機を介して後輪側に出力するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、車速の増加に応じて変速機の減速比を減少させることによりモータの過回転を防止している。
こうした駆動装置のモータとして回転数が大きくなると出力可能な最大パワーが減少するもの(例えばシンクロナスリラクタンスモータなど)を用いると、変速機の変速の際にトルクショックを生じる場合がある。モータから出力可能な最大パワーはその回転数が大きくなると減少するから、変速機の変速に伴ってモータの回転数が変化すると、モータから出力可能な最大パワーが急変し、これが後輪に出力されることによりトルクショックが生じる。 If a motor that reduces the maximum output power (for example, a synchronous reluctance motor) is used as a motor of such a drive device, a torque shock may occur when shifting the transmission. Since the maximum power that can be output from the motor decreases as the rotation speed increases, if the motor speed changes as the transmission shifts, the maximum power that can be output from the motor changes abruptly and this is output to the rear wheels. Torque shock occurs.
本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、回転数が大きくなると出力可能な最大パワーが減少する電動機を変速機を介して駆動軸に出力した装置において変速機の変速段を切替える際に生じ得るトルクショックを抑制することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、回転数が大きくなると出力可能な最大パワーが減少する電動機を変速機を介して駆動軸に出力した装置において変速機の変速段の切替をスムーズに行なうことを目的の一つとする。 The drive device according to the present invention, the vehicle equipped with the drive device, and the drive device control method include a gear shifter in a device in which an electric motor having a maximum output power that decreases as the rotational speed increases is output to the drive shaft via the transmission. One of the purposes is to suppress a torque shock that may occur when the stage is switched. In addition, the drive device of the present invention, the automobile equipped with the drive device, and the drive device control method include: a transmission in a device in which an electric motor whose maximum output power decreases as the rotational speed increases is output to the drive shaft via the transmission; One of the purposes is to smoothly switch the gears.
本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve at least a part of the above-described object, the drive device, the automobile equipped with the drive device, and the drive device control method of the present invention employ the following means.
本発明の駆動装置は、
駆動軸を駆動する駆動装置であって、
回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下する電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を少なくとも2段の変速段をもって変速して伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段の切り替えの前後で前記電動機から前記変速伝達手段を介して前記駆動軸に出力される最大パワーが一致する前記駆動軸の回転数である一致回転数を基準として該変速伝達手段の変速段が切り替えられるよう該変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A drive device for driving a drive shaft,
An electric motor in which the maximum power that can be output decreases as the rotational speed increases;
Shift transmission means for shifting and transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with at least two shift stages;
The speed change is based on the coincidence rotation speed, which is the rotation speed of the drive shaft with which the maximum power output from the electric motor to the drive shaft through the shift transmission means before and after the shift stage of the shift transmission means is switched. Shift control means for controlling the shift transmission means so that the gear position of the transmission means is switched;
It is a summary to provide.
この本発明の駆動装置では、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下する電動機の回転軸と駆動軸との間で動力を少なくとも2段の変速段をもって変速して伝達する変速伝達手段の変速段の切り替えを変速段の切り替えの前後で電動機から変速伝達手段を介して駆動軸に出力される最大パワーが一致する駆動軸の回転数である一致回転数を基準として行なう。これにより、電動機から最大パワーを出力しながら変速伝達手段の変速段を切り替えても、変速段を切り替える際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。この結果、変速伝達手段の変速段の切り替えをスムーズに行なうことができる。ここで、電動機としては、例えばシンクロナスリラクタンスモータを用いることができる。 In the drive device of the present invention, the maximum transmission power that can be output decreases as the rotational speed increases, and transmission is performed by shifting the power with at least two speeds between the rotation shaft of the motor and the drive shaft. The shift speed of the means is switched on the basis of the coincidence rotation speed, which is the rotation speed of the drive shaft with which the maximum power output from the electric motor to the drive shaft via the shift transmission means before and after the shift speed switching. Thereby, even if the shift stage of the shift transmission means is switched while outputting the maximum power from the electric motor, it is possible to suppress a torque shock that may occur when the shift stage is switched. As a result, it is possible to smoothly switch the shift speed of the shift transmission means. Here, as the electric motor, for example, a synchronous reluctance motor can be used.
こうした本発明の駆動装置において、前記変速制御手段は、前記電動機が最大パワーで駆動されているときには前記変速伝達手段の変速段の切り替えが前記一致回転数で略終了するよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機から最大パワーを出力しながら変速伝達手段の変速段を切り替えた際に生じ得るトルクショックを効果的に抑制することができる。 In such a driving apparatus of the present invention, the shift control means is a means for controlling the shift of the shift transmission means to be substantially finished at the coincidence rotational speed when the electric motor is driven at the maximum power. It can also be. By so doing, it is possible to effectively suppress torque shock that may occur when the shift stage of the shift transmission means is switched while outputting the maximum power from the electric motor.
また、本発明の駆動装置において、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記変速制御手段は、前記変速伝達手段の変速段を低速段側から高速段側に切り替えるときには前記検出された回転数が増加して前記一致回転数より小さい第1低高切替回転数に至ったときに変速段の切り替えを開始して変速段が切り替えられるよう前記変速伝達手段を制御し、前記変速伝達手段の変速段を高速段側から低速段側に切り替えるときには前記検出された回転数が減少して前記一致回転数より大きい第1高低切替回転数に至ったときに変速段の切り替えを開始して変速段が切り替えられるよう前記変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、一致回転数近傍で変速伝達手段の変速段の切り替えを終了することができる。この場合、前記検出された回転数の変化に基づいて前記第1低高切替回転数や前記第1高低切替回転数を設定する切替回転数設定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、一致回転数により近い回転数で変速伝達手段の変速段の切り替えを終了することができる。 The drive device of the present invention further includes a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the drive shaft, and the shift control means is configured to switch the shift speed of the shift transmission means from the low speed side to the high speed stage. Controlling the shift transmission means so that the shift stage is switched when the detected rotation speed increases and reaches a first low-high switching speed that is smaller than the coincidence rotation speed, and the shift stage is switched, When the shift speed of the shift transmission means is switched from the high speed side to the low speed side, the detected speed is reduced and the shift is started when the first high / low switching speed greater than the coincidence speed is reached. Thus, the shift transmission means can be controlled so that the gear position can be switched. By doing so, the switching of the gear position of the transmission means can be completed in the vicinity of the coincidence rotational speed. In this case, it is possible to provide a switching speed setting means for setting the first low / high switching speed and the first high / low switching speed based on the detected change in the rotational speed. By so doing, it is possible to complete the switching of the gear position of the transmission transmission means at a rotational speed closer to the coincident rotational speed.
さらに、本発明の駆動装置において、前記変速制御手段は、前記検出された回転数が増加して前記第1低高切替回転数に至って前記変速伝達手段の変速段が切り替えられた後に前記検出された回転数が前記第1高低切替回転数以上の第1回転数に至る前に減少したときには前記検出した回転数が前記第1低高切替回転数より小さな第2高低切替回転数に至ったときに前記変速伝達手段の変速段が低速段側へ切り替えられるよう該変速伝達手段を制御し、前記検出された回転数が減少して前記第1高低切替回転数に至って前記変速伝達手段の変速段が切り替えられた後に前記検出された回転数が前記第1低高切替回転数以下の第2回転数に至る前に増加したときには前記検出された回転数が前記第1高低切替回転数より大きな第2低高切替回転数に至ったときに前記変速伝達手段の変速段が高速段側へ切り替えられるよう該変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、短時間の間に頻繁に変速段の変更が行なわれるのを抑制することができると共に駆動軸の回転数が小さくなったのに高速段側に切り替えられた状態を維持したり、駆動軸の回転数が大きくなったのに低速段側に切り替えられた状態を維持するのを回避することができる。 Further, in the driving apparatus of the present invention, the shift control means is detected after the detected rotation speed increases and reaches the first low-high switching rotation speed and the shift speed of the shift transmission means is switched. When the detected rotational speed decreases before reaching the first rotational speed equal to or higher than the first high / low switching rotational speed, the detected rotational speed reaches a second high / low switching rotational speed that is smaller than the first low / high switching rotational speed. The shift transmission means is controlled so that the gear position of the shift transmission means is switched to the low speed stage side, and the detected rotation speed decreases to reach the first high / low switching rotation speed, so that the shift speed of the shift transmission means is reached. When the detected rotational speed increases before reaching the second rotational speed equal to or lower than the first low-high switching rotational speed after the engine is switched, the detected rotational speed is larger than the first high-low switching rotational speed. 2 Low-high switching rotation Gear position of the transmission mechanism can also be assumed to be a means for controlling the speed change transmission means to be switched to the high speed stage side when reached. In this way, it is possible to suppress frequent changes in the gear position in a short time and maintain the state where the speed is switched to the high speed side even though the rotational speed of the drive shaft is reduced, Even when the rotational speed of the drive shaft is increased, it is possible to avoid maintaining the state of being switched to the low speed stage side.
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置、即ち、基本的には、駆動軸を駆動する駆動装置であって、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下する電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を少なくとも2段の変速段をもって変速して伝達する変速伝達手段と、前記変速伝達手段の変速段の切り替えの前後で前記電動機から前記変速伝達手段を介して前記駆動軸に出力される最大パワーが一致する前記駆動軸の回転数である一致回転数を基準として該変速伝達手段の変速段が切り替えられるよう該変速伝達手段を制御する変速制御手段と、を備える駆動装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。 The automobile of the present invention is the driving apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a driving apparatus that drives the driving shaft, and the maximum power that can be output as the rotational speed increases. A lowering motor, shift transmission means for shifting and transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with at least two shift stages, and before and after switching of the shift stage of the shift transmission means The shift transmission means so that the shift stage of the shift transmission means is switched on the basis of the coincidence rotation speed that is the rotation speed of the drive shaft with which the maximum power output from the electric motor to the drive shaft via the shift transmission means coincides. And a shift control means for controlling the vehicle. The gist is that the axle is connected to the drive shaft.
この本発明の自動車では、上述したいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、電動機から最大パワーを出力しながら変速伝達手段の変速段を切り替えても変速段を切り替える際に生じ得るトルクショックを抑制することができる効果や変速伝達手段の変速段の切り替えをスムーズに行なうことができる効果などと同様な効果を奏することができる。 In this automobile of the present invention, the drive device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted. Therefore, the effects exhibited by the drive device of the present invention, for example, the gear stage of the shift transmission means while outputting the maximum power from the electric motor. Even if the switching is performed, it is possible to achieve the same effects as the effect of suppressing the torque shock that may occur when switching the gear position and the effect of smoothly switching the gear position of the gear transmission means.
こうした本発明の自動車において、前記車軸または該車軸とは異なる車軸に走行用の動力を出力可能な動力出力装置を搭載するものとすることもできる。また、前記変速制御手段は、前記駆動軸の回転数に代えて車速を用いて制御する手段であるものとすることもできる。 In such an automobile of the present invention, a power output device capable of outputting traveling power to the axle or an axle different from the axle may be mounted. Further, the shift control means may be a means for controlling using the vehicle speed instead of the rotational speed of the drive shaft.
本発明の駆動装置の制御方法は、
回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下する電動機と、該電動機の回転軸と駆動軸との間で動力を少なくとも2段以上の変速段をもって変速して伝達する変速伝達手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段の変速段の切り替えの前後で前記電動機から前記変速伝達手段を介して前記駆動軸に出力される最大パワーが一致する前記駆動軸の回転数である一致回転数を基準として該変速伝達手段の変速段が切り替えられるよう該変速伝達手段を制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling the drive device of the present invention includes:
A motor in which the maximum power that can be output decreases as the number of rotations increases, and transmission transmission means that shifts and transmits power between the rotating shaft and the drive shaft of the motor with at least two or more shift stages; A method for controlling a drive device comprising:
The speed change is based on the coincidence rotation speed, which is the rotation speed of the drive shaft with which the maximum power output from the electric motor to the drive shaft through the shift transmission means before and after switching the shift speed of the shift transmission means. The gist is to control the transmission means so that the gear position of the transmission means can be switched.
この本発明の駆動装置の制御方法では、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下する電動機の回転軸と駆動軸との間で動力を少なくとも2段の変速段をもって変速して伝達する変速伝達手段の変速段の切り替えを変速段の切り替えの前後で電動機から変速伝達手段を介して駆動軸に出力される最大パワーが一致する駆動軸の回転数である一致回転数を基準として行なう。これにより、電動機から最大パワーを出力しながら変速伝達手段の変速段を切り替えても、変速段を切り替える際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。この結果、変速伝達手段の変速段の切り替えをスムーズに行なうことができる。ここで、電動機としては、例えばシンクロナスリラクタンスモータを用いることができる。 In the control method of the drive device of the present invention, the maximum power that can be output decreases as the rotational speed increases, and the power is shifted and transmitted between the rotation shaft of the motor and the drive shaft with at least two shift stages. The shift speed of the shift transmission means is switched based on the coincidence rotation speed, which is the rotation speed of the drive shaft that matches the maximum power output from the electric motor to the drive shaft before and after the shift speed switching. . Thereby, even if the shift stage of the shift transmission means is switched while outputting the maximum power from the electric motor, it is possible to suppress a torque shock that may occur when switching the shift stage. As a result, it is possible to smoothly switch the shift speed of the shift transmission means. Here, as the electric motor, for example, a synchronous reluctance motor can be used.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、前輪39a,39bを駆動する前輪駆動装置21と、後輪39c,39dを駆動する後輪駆動装置41と、前輪駆動装置21や後輪駆動装置41と電力のやりとりを行なうバッテリ50と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
前輪駆動装置21は、ガソリンなどの炭化水素系の燃料により動力を出力するエンジン22と、エンジン22のクランクシャフトにキャリアが接続されると共に前輪39a,39bに連結された駆動軸28にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、このプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されインバータ25を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なうモータMG1と、インバータ26を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なうと共に駆動軸28に動力を出力可能なモータMG2と、前輪駆動装置21をコントロールする前輪駆動装置用電子制御ユニット(以下、前輪駆動ECUという)24とを備える。この前輪駆動装置21は、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30と二つのモータMG1,MG2とによりバッテリ50の充放電を伴ってトルク変換して駆動軸28に出力する。なお、前輪駆動ECU24は、電子制御ユニット70と通信しており、必要に応じて前輪駆動装置21に関する情報を電子制御ユニット70に送信する。
The front
後輪駆動装置41は、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下するシンクロナスリラクタンスモータ(以下、モータと略す)MG3と、モータMG3の動力を2段に変速して後輪39c,39dに連結された駆動軸46に伝達する変速機60と、インバータ42を介してモータMG3を駆動制御すると共に変速機60を変速制御する後輪駆動装置用電子制御ユニット(以下、後輪駆動ECUという)44とを備える。変速機60は、図示しない2つのプラネタリギヤとその回転要素の二つをケースに各々固定可能な2つのブレーキとから構成されており、2つのブレーキのオンオフを組み合わせることにより、比較的大きな減速比でモータMG3の動力を駆動軸46に伝達する状態(以下、Loギヤの状態という)と、それよりも小さな減速比で伝達する状態(以下、Hiギヤの状態という)と、モータMG3の駆動軸46からの切り離しの状態とを切り替える。なお、2つのブレーキを共にオンとすると、モータMG3の回転軸と駆動軸46とをケースに固定することもできる。後輪駆動ECU44は、電子制御ユニット70と通信しており、必要に応じて後輪駆動装置41に関する情報を電子制御ユニット70に送信する。
The rear
電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号やシフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット70は、前述したように、前輪駆動ECU24や後輪駆動ECU44と各種制御信号やデータを通信ポートを介して送受信している。
The
こうして構成されたハイブリッド自動車20は、運転者の操作や道路勾配などの環境状態に応じて、前輪駆動装置21のみからの動力により走行したり、後輪駆動装置41のみからの動力により走行したり、前輪駆動装置21と後輪駆動装置41の双方からの動力により4輪駆動走行したりする。なお、こうした走行モードの切り替えや4輪駆動走行時における前後輪への動力の配分については本発明の中核をなさないので、その詳細な説明を省略する。
The
次に、変速機60のギヤの状態の切り替えについて説明する。図2は、モータMG3から変速機60を介して駆動軸46に出力される最大トルクと変速機60のギヤの状態との関係の一例を示す説明図である。図中、折れ実線AがLoギヤの状態のときに駆動軸46に出力される最大トルクを示し、折れ実線BがHiギヤの状態のときに駆動軸46に出力される最大トルクを示し、破線Cは等パワー曲線を示す。モータMG3は、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下するシンクロナスリラクタンスモータであるため、折れ実線Aや折れ実線Bに示すように、車速Vの増加にしたがって最大パワーが小さくなるから、変速機60がLoギヤの状態のときの最大トルクと変速機60がHiギヤの状態のときの最大トルクとが一致する車速Vmより大きな車速では変速機60がLoギヤの状態のときの最大トルクの方が変速機60がHiギヤの状態のときの最大トルクより小さくなる。したがって、モータMG3から最大トルクを出力している状態で車速Vが車速Vmを超えてから変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えると、駆動軸46に出力されるトルクはHiギヤに切り替えられたときに急増し、運転者にトルクショックを与える。こうしたトルクショックを生じることなしに変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えるには、車速Vが車速Vmのときにギヤの状態の切り替えを行なえばよい。一般に、有段変速機は変速にある程度の時間を要するから、車速Vが車速Vmのときにギヤの状態の切り替えが終了するようにするには変速を開始する車速Vmより小さな車速Vl1で変速を開始すればよい。この車速Vl1としては、例えば、1名乗車で平坦路を最大加速で加速しているときに丁度車速Vmで変速機60のギヤの状態の切り替えが終了するように定めることができる。このようにLoギヤの状態からHiギヤの状態へ切り替える車速Vl1を定めると、Hiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えは、ハンチングを考慮すれば車速Vl1より小さな車速となるが、低中速における加速性能を考慮すればできる限りLoギヤの状態に早く切り替えを行なうのが好ましい。そこで、Hiギヤの状態からLoギヤの状態へ切り替える車速が車速Vmを挟んでLoギヤの状態からHiギヤの状態へ切り替える車速Vl1と対称となるよう車速Vh1を定める。いま、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだことによりモータMG3から最大トルクを出力しながら車速Vが車速Vl1を超えて変速機60がLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えられ、その直後に車速Vが車速Vh1に至る前にアクセルペダル83が戻されて車速Vが小さくなる場合を考える。このとき、車速Vが車速Vl1未満になっても変速機60はHiギヤの状態のまま保持されるから、変速機60のギヤの状態をLoギヤの状態に切り替える必要が生じる。Loギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えと逆にHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えとが頻繁に生じないようにするためには、Hiギヤの状態からLoギヤの状態へ切り替える車速Vを車速Vl1より小さな車速Vl2とすればよい。このとき、モータMG3から最大トルクに近いトルクを出力していればHiギヤの状態からLoギヤの状態へ切り替える際にトルクショックが生じるが、このように車速Vが小さくなるときにはアクセルペダル83は大きく踏み込まれていないから、モータMG3からは比較的小さなトルクが出力されているにすぎず、Hiギヤの状態からLoギヤの状態へ切り替える際にトルクショックは生じない。次に、変速機60をHiギヤの状態として高速運転している最中に運転者がアクセルペダル83を戻したりブレーキペダル85を踏み込んだりして車速Vが車速Vh1を下回って変速機60がHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替えられ、その直後に車速Vが車速Vl1に至る前にアクセルペダル83が踏み込まれて車速Vが大きくなる場合を考える。このとき、車速Vが車速Vh1以上になっても変速機60はLoギヤの状態のまま保持されるから、変速機60のギヤの状態をHiギヤの状態に切り替える必要が生じる。Hiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えと逆にLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えとが頻繁に生じないようにするためには、Loギヤの状態からHiギヤの状態へ切り替える車速Vを車速Vh1より大きな車速Vh2とすればよい。このとき、運転者がアクセルペダル83を踏み込んでいるから、モータMG3からは比較的大きなトルクが出力されており、Loギヤの状態からHiギヤの状態へ切り替える際にトルクショックが生じる。しかし、このトルクショックは、車両の減速状態から加速状態への移行に伴う挙動にマスクされるから、運転者に大きな違和感を生じさせない。
Next, switching of the gear state of the
以上の説明から解るように、変速機60のギヤの状態の切り替えは、加速時には車速Vl1でLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えを行ない、減速時には車速Vh1でHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えを行なえばよい。また、車速Vl1でLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vh1に至る前に小さくなったときには車速Vl1より小さな車速Vl2でHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えを行ない、車速Vh1でHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vl1に至る前に大きくなったときには車速Vh1より大きな車速Vh2でLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えを行なえばよい。ここで、車速Vl1でLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vl2から車速Vh2の範囲内となる状態をLoギヤの状態からHiギヤの状態への遷移状態(以下Lo−Hi遷移状態という。)にあると定義し、逆に車速Vh1でHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vl2から車速Vh2の範囲内となる状態をHiギヤの状態からLoギヤの状態への遷移状態(以下Hi−Lo遷移状態という。)にあると定義すれば、変速機60は、Lo−Hi遷移状態を通ってLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えられ、Hi−Lo遷移状態を通ってHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替えられると言うことができる。これを後輪駆動ECU44が実行する変速処理ルーチンとしてその一例をフローチャートに示せば図3となる。以下、簡単に変速処理ルーチンについて説明する。
As can be understood from the above description, the gear state of the
変速処理ルーチンが実行されると、後輪駆動ECU44は、まず、車速センサ88からの車速Vや状態フラグFh,Fl,変速機60のギヤの状態Gsなど制御に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、状態フラグFhは、車速Vl1でLoギヤの状態からHiギヤの状態へ切り替えられた後にまだ車速Vが車速Vh1に至る前の状態(実施例では、車速Vが車速Vh2に至っていない状態)、即ち、Lo−Hi遷移状態にあるか否かを示すフラグであり、Lo−Hi遷移状態にあるときに値1が、Lo−Hi遷移状態にないときに値0が、このルーチンによって設定される。また、状態フラグFlは、車速Vh1でHiギヤの状態からLoギヤの状態へ切り替えられた後にまだ車速Vが車速Vl1に至る前の状態(実施例では、車速Vが車速Vl2に至っていない状態)、即ち、
Hi−Lo遷移状態にあるか否かを示すフラグであり、Hi−Lo遷移状態にあるときに値1が、Hi−Lo遷移状態にないときに値0が、このルーチンによって設定される。また、変速機60のギヤの状態Gsは、このルーチンより変速機60のギヤの状態が切り替えられる際に設定される。
When the shift process routine is executed, the rear
This is a flag indicating whether or not it is in the Hi-Lo transition state. The
こうしてデータを入力すると、変速機60のギヤの状態Gsを判定し(ステップS110)、Loギヤの状態であるときには、状態フラグFlを調べる(ステップS200)。状態フラグFlが値0のときには、前回このルーチンが実行されたときにはHi−Lo遷移状態の状態になく車速Vは車速Vl2より小さい状態から車速Vl1に至っていない状態にあったと判断し、今回入力した車速Vと車速Vl1とを比較する(ステップS210)。車速Vが車速Vl1に至っていないときには、ギヤの状態の切り替えは必要ないと判断して、本ルーチンを終了する。車速Vが車速Vl1に至っているときにはLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えると共に変速機60のギヤの状態GsにHiギヤの状態を設定し(ステップS220)、Lo−Hi遷移状態に至ったために状態フラグFhに値1を設定して(ステップS230)、本ルーチンを終了する。
When the data is input in this way, the gear state Gs of the
変速機60のギヤの状態GsにHiギヤの状態が設定されると共に状態フラグFhに値1が設定されると、ステップS110ではHiギヤの状態と判定され、ステップS300では状態フラグFhが値1でありLo−Hi遷移状態にあると判定される。このとき、車速Vが車速Vl2と車速Vh2との範囲にあるか否かが判定される(ステップS340)。車速Vが車速Vl2と車速Vh2との範囲にあるときには、まだLo−Hi遷移状態にありギヤの状態の切り替えは必要ないと判断して、本ルーチンを終了する。車速Vが車速Vh2以上であるときには、Lo−Hi遷移状態を超えたと判断し、状態フラグFhに値0を設定して(ステップS350)、本ルーチンを終了する。車速Vが車速Vl2以下であるときには、Lo−Hi遷移状態からLoギヤの状態に戻ったと判断し、変速機60をHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替えると共に変速機60のギヤの状態GsにLoギヤの状態を設定し(ステップS360)、状態フラグFhに値0を設定して(ステップS370)、本ルーチンを終了する。
When the Hi gear state is set in the gear state Gs of the
変速機60がHiギヤの状態に切り替えられLo−Hi遷移状態を超えると、ステップS300では状態フラグFhは値0と判定される。このとき、車速Vが車速Vh1と比較され(ステップS310)、車速Vが車速Vh1より大きいときにはギヤの状態の切り替えは必要ないと判断して、本ルーチンを終了する。車速Vが車速Vh1以下に至ると、変速機60をHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替えると共に変速機60のギヤの状態GsにLoギヤの状態を設定し(ステップS320)、Hi−Lo遷移状態に至ったために状態フラグFlに値1を設定して(ステップS330)、本ルーチンを終了する。
When the
変速機60のギヤの状態GsにLoギヤの状態が設定されると共に状態フラグFlに値1が設定されると、ステップS110ではLoギヤの状態と判定され、ステップS200では状態フラグFlが値1でありHi−Lo遷移状態にあると判定される。このとき、車速Vが車速Vl2と車速Vh2との範囲にあるか否かが判定される(ステップS240)。車速Vが車速Vl2と車速Vh2との範囲にあるときには、まだHi−Lo遷移状態にありギヤの状態の切り替えは必要ないと判断して、本ルーチンを終了する。車速Vが車速Vl2以下であるときには、Hi−Lo遷移状態を超えたと判断し、状態フラグFlに値0を設定して(ステップS250)、本ルーチンを終了する。車速Vが車速Vh2以上であるときには、Hi−Lo遷移状態からHiギヤの状態に戻ったと判断し、変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えると共に変速機60のギヤの状態GsにHiギヤの状態を設定し(ステップS260)、状態フラグFlに値0を設定して(ステップS270)、本ルーチンを終了する。
When the Lo gear state is set in the gear state Gs of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、変速機60がLoギヤの状態のときの最大トルクと変速機60がHiギヤの状態のときの最大トルクとが一致する車速Vmを基準として変速機60のギヤの状態を切り替えるから、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下するモータMG3から最大トルクを出力しながら変速機60のギヤの状態を切り替えても、変速機60のギヤの状態の切り替えの際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。しかも、変速機60のギヤの状態の切り替えが車速Vmで終了するように車速Vl1や車速Vh2で変速機60のギヤの状態の切り替えを開始するから、変速機60のギヤの状態の切り替えの際に生じ得るトルクショックを更に抑制することができる。加えて、変速機60のギヤの状態の切り替えをLo−Hi遷移状態やHi−Lo遷移状態を考慮して行なうから、変速機60のギヤの状態が頻繁に切り替えられるのを抑制することができると共に車速Vが小さくなったのに変速機60がHiギヤの状態で維持されたり、車速Vが大きくなったのに変速機60がLoギヤの状態で維持されるのを回避することができる。
According to the
実施例では、Lo−Hi遷移状態を車速Vl1でLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vl2から車速Vh2の範囲内となる状態として定義したが、車速Vl1でLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vh1を超えるまでの範囲内であればよいから、この範囲の上限は車速Vh1より大きな車速であれば如何なる車速を用いるものとしてもよい。また、Hi−Lo遷移状態を車速Vh1でHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vl2から車速Vh2の範囲内となる状態として定義したが、車速Vh1でHiギヤの状態からLoギヤの状態への切り替えを行なった後に車速Vが車速Vl1を下回るまでの範囲内であればよいから、この範囲の下限は車速Vl1より小さな車速であれば如何なる車速を用いるものとしてもよい。 In the embodiment, the Lo-Hi transition state is defined as a state in which the vehicle speed V falls within the range from the vehicle speed Vl2 to the vehicle speed Vh2 after switching from the Lo gear state to the Hi gear state at the vehicle speed Vl1, but the vehicle speed Vl1. Therefore, the upper limit of this range may be any vehicle speed that is greater than the vehicle speed Vh1 after the vehicle speed V exceeds the vehicle speed Vh1 after switching from the Lo gear state to the Hi gear state. It may be used. Further, although the Hi-Lo transition state is defined as a state in which the vehicle speed V falls within the range of the vehicle speed Vl2 to the vehicle speed Vh2 after switching from the Hi gear state to the Lo gear state at the vehicle speed Vh1, the Hi-Lo transition state is defined as Hi. Since the vehicle speed V should be within the range until the vehicle speed V falls below the vehicle speed Vl1 after switching from the gear state to the Lo gear state, the lower limit of this range is any vehicle speed that is less than the vehicle speed Vl1. It is good.
実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vl1としては1名乗車で平坦路を最大加速で加速しているときに丁度車速Vmで変速機60のギヤの状態の切り替えが終了するように定めるものとしたが、車速や加速度を検出し、車速や加速度に基づいて丁度車速Vmで変速機60のギヤの状態の切り替えが終了する車速を車速Vl1として求め、車速Vが求めた車速Vl1に至ったときに変速機60のギヤの状態の切り替えを開始するものとしてもよい。こうすれば、変速機60のギヤの状態の切り替えの際に生じ得るトルクショックを更に抑制することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG3としてシンクロナスリラクタンスモータを用いたが、回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下するモータであればモータMG3として如何なるモータを用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、Loギヤの状態とHiギヤの状態の2段の有段変速機として変速機60を構成したが、変速機60に3段以上の有段変速機を用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22とプラネタリギヤ30と二つのモータMG1,MG2とを備える前輪駆動装置21を搭載するものとしたが、前輪駆動装置21としては前輪側に動力を出力することができるものであれば如何なる駆動装置や動力出力装置を用いるものとしてもよい。また、後輪駆動装置41を搭載すればよいから、前輪駆動装置21を搭載しない自動車としても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22とプラネタリギヤ30と二つのモータMG1,MG2とを備える前輪駆動装置21を前輪39a,39bに連結すると共にモータMG3と変速機60とを備える後輪駆動装置41を後輪39c,39dに連結するものとしたが、前輪駆動装置21の構成を後輪39c,39dに連結すると共に後輪駆動装置41の構成を前輪39a,39bに連結するものとしても構わない。
In the
実施例では、モータMG3と変速機60とを備える駆動装置を自動車に搭載するものとしたが、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載するものとしてもよいし、設備などに組み込むものとしてもよい。この場合、車速Vに代えて駆動軸46の回転数を用いて変速機60のギヤの状態の切り替えを行なえばよい。即ち、車速Vl1,Vl2,Vh1,Vh2に相当する駆動軸46の回転数Nl1,Nl2,Nh1,Nh2を用いて変速機60のギヤの状態を切り替えるのである。
In the embodiment, the driving device including the motor MG3 and the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、駆動装置やこれを搭載する自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of driving devices and automobiles equipped with the same.
20 ハイブリッド自動車、21 前輪駆動装置、22 エンジン、24 エンジンECU、25 駆動軸、30 動力分配統合機構、39a,39b 前輪、39c,39d 後輪、41 後輪駆動装置、42 インバータ、43 回転位置検出センサ、44 後輪駆動ECU、46 駆動軸、50 バッテリ、70 電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ,MG3 シンクロナスリラクタンスモータ(モータ)。
20 hybrid vehicle, 21 front wheel drive device, 22 engine, 24 engine ECU, 25 drive shaft, 30 power distribution and integration mechanism, 39a, 39b front wheel, 39c, 39d rear wheel, 41 rear wheel drive device, 42 inverter, 43 rotational position detection Sensor, 44 Rear wheel drive ECU, 46 Drive shaft, 50 Battery, 70 Electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position Sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor, MG3 synchronous reluctance motor (motor).
Claims (10)
回転数が大きくなるにしたがって出力可能な最大パワーが低下する電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を少なくとも2段の変速段をもって変速して伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段の切り替えの前後で前記電動機から前記変速伝達手段を介して前記駆動軸に出力される最大パワーが一致する前記駆動軸の回転数である一致回転数を基準として該変速伝達手段の変速段が切り替えられるよう該変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
を備える駆動装置。 A drive device for driving a drive shaft,
An electric motor in which the maximum power that can be output decreases as the rotational speed increases;
Shift transmission means for shifting and transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with at least two shift stages;
The speed change is based on the coincidence rotation speed, which is the rotation speed of the drive shaft with which the maximum power output from the electric motor to the drive shaft through the shift transmission means before and after the shift stage of the shift transmission means is switched. Shift control means for controlling the shift transmission means so that the gear position of the transmission means is switched;
A drive device comprising:
前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記変速制御手段は、前記変速伝達手段の変速段を低速段側から高速段側に切り替えるときには前記検出された回転数が増加して前記一致回転数より小さい第1低高切替回転数に至ったときに変速段の切り替えを開始して変速段が切り替えられるよう前記変速伝達手段を制御し、前記変速伝達手段の変速段を高速段側から低速段側に切り替えるときには前記検出された回転数が減少して前記一致回転数より大きい第1高低切替回転数に至ったときに変速段の切り替えを開始して変速段が切り替えられるよう前記変速伝達手段を制御する手段である
駆動装置。 The drive device according to claim 1 or 2,
A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the drive shaft;
When the shift control means switches the shift speed of the shift transmission means from the low speed side to the high speed side, the detected rotational speed increases and reaches a first low-high switching rotational speed smaller than the coincident rotational speed. The shift transmission means is controlled so that the shift stage is switched when the shift stage is started, and the detected rotational speed decreases when the shift stage of the shift transmission means is switched from the high speed stage side to the low speed stage side. Then, when the first high / low switching speed greater than the coincidence rotational speed is reached, the shift transmission means is controlled so that the shift stage is switched and the shift stage is switched.
前記変速伝達手段の変速段の切り替えの前後で前記電動機から前記変速伝達手段を介して前記駆動軸に出力される最大パワーが一致する前記駆動軸の回転数である一致回転数を基準として該変速伝達手段の変速段が切り替えられるよう該変速伝達手段を制御する
駆動装置の制御方法。
An electric motor whose maximum power that can be output decreases as the number of rotations increases, and a transmission transmission means that shifts and transmits power between the rotating shaft and the drive shaft of the electric motor with at least two speeds. A drive device control method comprising:
The speed change is based on the coincidence rotation speed, which is the rotation speed of the drive shaft with which the maximum power output from the electric motor to the drive shaft through the shift transmission means before and after switching the shift speed of the shift transmission means. A control method for a driving device, wherein the transmission means is controlled so that the gear position of the transmission means is switched.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005016627A JP2006211740A (en) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | Drive unit and automobile mounted with the same, and control method of drive unit |
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JP2010506775A (en) * | 2006-10-13 | 2010-03-04 | ジ オハイオ ステート ユニバーシティ リサーチ ファウンデーション | Powertrain, vehicle, and method |
-
2005
- 2005-01-25 JP JP2005016627A patent/JP2006211740A/en active Pending
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