JP2006335195A - Power output device and vehicle mounted with the same, and method for controlling power output device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power output apparatus, a vehicle on which the power output apparatus is mounted, and a method for controlling the power output apparatus.
従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関と油圧駆動のトランスミッションの油圧を発生させるオイルポンプとして内燃機関の運転で駆動する機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを備え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、内燃機関の運転を停止しているときには電動オイルポンプからの油圧によりトランスミッションの作動を確保し、電動オイルポンプの累積負荷が所定以上となるなどの所定条件が成立したときには、内燃機関の運転の停止を禁止し、電動オイルポンプに不具合が生じても油圧を確保するようにしている。
このように複数のオイルポンプを備える動力出力装置では、エネルギ効率の向上と省スペース化の要請などから、十分な性能の機械式オイルポンプと必要最低限の性能の電動オイルポンプを搭載することが多い。さらにエネルギ効率の向上を図るために内燃機関とトランスミッションとの接続を解除可能な油圧駆動のクラッチを備えるものも考えられる。この場合、内燃機関の始動とトランスミッションの変速とクラッチの接続とを同時に行なう必要も生じるが、内燃機関を始動するために機械式オイルポンプの性能を用いることができず、電動オイルポンプからの油圧だけではトランスミッションの変速とクラッチの接続とを同時に行なうには油圧が不足する場合が生じる。 In this way, in a power output device having a plurality of oil pumps, a mechanical oil pump with sufficient performance and an electric oil pump with minimum performance can be mounted in order to improve energy efficiency and save space. Many. Further, in order to improve the energy efficiency, it may be possible to provide a hydraulically driven clutch capable of releasing the connection between the internal combustion engine and the transmission. In this case, it is necessary to simultaneously start the internal combustion engine, shift the transmission, and connect the clutch. However, the performance of the mechanical oil pump cannot be used to start the internal combustion engine, and the hydraulic pressure from the electric oil pump cannot be used. However, there may be a case where the hydraulic pressure is insufficient to simultaneously perform transmission shifting and clutch engagement.
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関を始動して変速装置に接続する際に、内燃機関により駆動する十分な能力の機械式圧送装置とこの機械式圧送装置より能力の低い電動圧送装置とを用いても内燃機関と変速装置とを迅速に接続することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、装置や車両全体のエネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関と変速装置とを滑らかに接続することを目的の一つとする。 A power output apparatus, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus according to the present invention include a mechanical pumping device having sufficient capacity to be driven by an internal combustion engine when the internal combustion engine is started and connected to a transmission. One of the objects is to quickly connect the internal combustion engine and the transmission even if an electric pressure feeder having a lower capacity than the mechanical pressure feeder is used. Another object of the power output apparatus, the vehicle equipped with the power output apparatus, and the control method for the power output apparatus of the present invention is to improve the energy efficiency of the apparatus and the entire vehicle. Furthermore, a power output apparatus, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus according to the present invention are intended to smoothly connect the internal combustion engine and the transmission.
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、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。 The power output apparatus of the present invention, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a method of controlling the power output apparatus employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の動力軸側に接続された入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し、動流体の圧力を用いた変速アクチュエータによる変速比の変更を伴って前記入力軸に入力される前記内燃機関からの動力を変速して前記出力軸側に伝達可能な変速伝達手段と、
作動流体の圧力を用いた接続解除アクチュエータによる前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
前記内燃機関の動力軸の回転に伴って駆動し、前記変速伝達手段の変速比の変更および前記接続解除手段による接続および接続の解除に必要な圧力を出力可能な第1の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する機械式圧送手段と、
前記第1の圧送能力より低い第2の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する電動圧送手段と、
前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続が解除され且つ前記内燃機関の運転が停止された状態で前記内燃機関を始動すると共に前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する始動接続指示がなされたとき、前記変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、前記内燃機関が始動されると共に前記設定した接続手法により前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう前記内燃機関と前記変速伝達手段と前記電動圧送手段と前記接続解除手段とを制御する始動接続時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
An input shaft connected to the power shaft side of the internal combustion engine and an output shaft connected to the drive shaft, and input to the input shaft with a change of a gear ratio by a speed change actuator using dynamic fluid pressure Shift transmission means capable of shifting the power from the internal combustion engine to be transmitted to the output shaft side;
A connection release means for connecting and releasing the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means by a connection release actuator using the pressure of the working fluid;
The operation with the first pumping ability capable of outputting the pressure necessary for changing the transmission gear ratio of the transmission transmission means and connecting and releasing the connection by the connection release means, driven with the rotation of the power shaft of the internal combustion engine Mechanical pumping means for pumping fluid;
Electric pumping means for pumping the working fluid with a second pumping capacity lower than the first pumping capacity;
The internal combustion engine is started in a state where the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means is released and the operation of the internal combustion engine is stopped, and the power shaft side of the internal combustion engine and the When a start connection instruction is made to connect the input shaft side of the speed change transmission means, the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means are connected based on the rotational speed of the input shaft of the speed change transmission means. The internal combustion engine is started so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means are connected by the set connection method. A starting connection control means for controlling the shift transmission means, the electric pressure feeding means and the connection release means;
It is a summary to provide.
この本発明の動力出力装置では、内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側との接続が解除され且つ内燃機関の運転が停止された状態で内燃機関を始動すると共に内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する始動接続指示がなされたときには、変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、内燃機関が始動されると共に設定した接続手法により内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう内燃機関と変速伝達手段と電動圧送手段と接続解除手段とを制御する。即ち、変速伝達手段の入力軸の回転数により内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側との接続手法を変更するのである。これは、変速伝達手段の入力軸の回転数によって内燃機関の動力軸側の回転数と入力軸側の回転数とを同期させるのに要する時間が異なることや機械式圧送手段の能力および電動圧送手段の能力に応じたものとする必要があることに基づく。これにより、電動圧送手段を機械式圧送手段より能力の低いものとしても内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを迅速に接続することができる。この結果、内燃機関からの動力を迅速に駆動軸に出力することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、「変速伝達手段」としては、無段変速機や有段変速機などを用いることができる。 In the power output device of the present invention, the internal combustion engine is started in a state where the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission unit is stopped and the operation of the internal combustion engine is stopped, and the power of the internal combustion engine When a start connection instruction is made to connect the shaft side and the input shaft side of the speed change transmission means, the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means based on the rotational speed of the input shaft of the speed change transmission means The internal combustion engine and the shift transmission means are connected so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means are connected by the set connection method when the internal combustion engine is started and the connection method is established. The electric pressure feeding means and the connection releasing means are controlled. That is, the connection method between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means is changed according to the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means. This is because the time required to synchronize the rotational speed on the power shaft side and the rotational speed on the input shaft side of the internal combustion engine differs depending on the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means, the capability of the mechanical pressure feeding means, and the electric pressure feeding. Based on the need to adapt to the capabilities of the means. As a result, even if the electric pressure feeding means has a lower capacity than the mechanical pressure feeding means, the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means can be quickly connected. As a result, the power from the internal combustion engine can be quickly output to the drive shaft, and the energy efficiency of the entire apparatus can be improved. Here, as the “transmission transmission means”, a continuously variable transmission, a stepped transmission, or the like can be used.
こうした本発明の動力出力装置において、前記始動接続時制御手段は、前記変速伝達手段の入力軸の回転数が第1回転数未満のときには前記内燃機関の始動制御と並行して前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを迅速に接続する迅速接続手法を前記接続手法として設定し、前記変速伝達手段の入力軸の回転数が前記第1回転数以上のときには前記内燃機関の始動制御と並行して所定のシーケンスにより前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続するシーケンス接続手法を前記接続手法として設定する手段であるものとすることもできる。変速伝達手段の入力軸の回転数が第1回転数未満のときには、始動している内燃機関の動力軸側の回転数と入力軸側の回転数とを同期させるのに要する時間は変速伝達手段の変速比の変更に要する時間が短いことから比較的短いものとなる。このため内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを迅速に接続することが可能となる。したがって、できる限り迅速に接続する手法を用いることにより、迅速に内燃機関からの動力を駆動軸に出力することでき、装置のエネルギ効率を向上させることができるようになる。変速伝達手段の入力軸の回転数が第1回転数以上のときには、始動している内燃機関の動力軸側の回転数と入力軸側の回転数とを同期させるのに要する時間は変速伝達手段の変速比の変更に要する時間が長いことから比較的長いものとなる。このため、比較的ゆっくりと内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを接続すればよい。したがって、所定のシーケンスにより内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを接続する手法を用いることにより、滑らかに接続することができる。 In such a power output apparatus according to the present invention, the start connection control means is configured to control the power of the internal combustion engine in parallel with the start control of the internal combustion engine when the rotational speed of the input shaft of the shift transmission means is less than the first rotational speed. A quick connection method for quickly connecting the shaft side and the input shaft side of the shift transmission means is set as the connection method, and when the rotational speed of the input shaft of the shift transmission means is equal to or higher than the first rotational speed, the internal combustion engine A sequence connection method for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means in accordance with a predetermined sequence in parallel with the starting control may be a means for setting as the connection method. . When the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means is less than the first rotational speed, the time required to synchronize the rotational speed on the power shaft side and the rotational speed on the input shaft side of the internal combustion engine being started is Since the time required for changing the gear ratio is short, it is relatively short. For this reason, it becomes possible to quickly connect the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission unit. Therefore, by using the method of connecting as quickly as possible, the power from the internal combustion engine can be output to the drive shaft quickly, and the energy efficiency of the apparatus can be improved. When the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means is equal to or higher than the first rotational speed, the time required to synchronize the rotational speed on the power shaft side and the rotational speed on the input shaft side of the internal combustion engine being started is Since it takes a long time to change the gear ratio, it becomes relatively long. For this reason, it is only necessary to connect the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means relatively slowly. Therefore, the connection can be made smoothly by using a method of connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission unit according to a predetermined sequence.
この迅速接続手法かシーケンス接続手法かを選択的に接続手法に設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記始動接続時制御手段は、前記接続手法として前記迅速接続手法が設定されたときには、前記機械式圧送手段が前記第2の圧送能力以上の能力をもって前記作動流体を圧送できるようになるまでは前記電動圧送手段を最大能力をもって駆動して得られる作動流体の圧力を用いて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続され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、迅速に内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを接続することができる。 In the power output device of the present invention in which the quick connection method or the sequence connection method is selectively set as the connection method, the starting connection time control means, when the quick connection method is set as the connection method, The internal combustion engine is operated using the pressure of the working fluid obtained by driving the electric pumping means with the maximum capacity until the mechanical pumping means can pump the working fluid with a capacity higher than the second pumping capacity. The power shaft side and the input shaft side of the shift transmission means may be controlled to be connected. In this way, it is possible to quickly connect the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means.
また、迅速接続手法かシーケンス接続手法かを選択的に接続手法に設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記始動接続時制御手段は、前記接続手法として前記迅速接続手法が設定されたときには、前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続が完了した以降に前記内燃機関が始動されるよう制御する手段であるものとすることもできる。 Further, in the power output device of the present invention in which the quick connection method or the sequence connection method is selectively set as the connection method, the starting connection control means is configured such that the quick connection method is set as the connection method. Further, it may be a means for controlling the internal combustion engine to be started after the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means is completed.
さらに、迅速接続手法かシーケンス接続手法かを選択的に接続手法に設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記始動接続時制御手段は、前記変速伝達手段の入力軸の回転数が前記第1回転数以上で該第1回転数より大きな第2回転数未満のときには前記電動圧送手段を駆動して得られる作動流体の圧力を用いて前記所定のシーケンスにより前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう制御し、前記変速伝達手段の入力軸の回転数が前記第2回転数以上のときには前記電動圧送手段を駆動せずに前記所定のシーケンスにより前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう制御する手段であるものとすることもできる。変速伝達手段の入力軸の回転数が第2回転数以上のときには、始動している内燃機関の動力軸側の回転数と入力軸側の回転数とを同期させるのに要する時間は変速伝達手段の変速比の変更に要する時間が長いことから更に長いものとなるため、内燃機関の始動による動力軸の回転に伴って駆動する機械式圧送手段による作動流体の圧送を待つ余裕が生じるため、電動圧送手段の駆動を必要としないからである。このように電動圧送手段を駆動しないから、無駄な電力消費を抑制することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。 Further, in the power output device of the present invention in which the quick connection method or the sequence connection method is selectively set as the connection method, the start connection control means is configured such that the rotation speed of the input shaft of the shift transmission means is the first speed. When the rotational speed is greater than one revolution and less than the second revolution greater than the first revolution, the pressure of the working fluid obtained by driving the electric pumping means and the power shaft side of the internal combustion engine are The transmission shaft is controlled to be connected to the input shaft side of the speed change transmission means, and when the rotational speed of the input shaft of the speed change transmission means is equal to or higher than the second speed, the electric pumping means is not driven and the predetermined sequence is performed. The power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means may be controlled to be connected. When the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means is equal to or higher than the second rotational speed, the time required to synchronize the rotational speed on the power shaft side and the rotational speed on the input shaft side of the internal combustion engine being started is Since it takes a long time to change the gear ratio of the engine, there is a margin for waiting for the pumping of the working fluid by the mechanical pumping means driven by the rotation of the power shaft by the start of the internal combustion engine. This is because it is not necessary to drive the pumping means. Since the electric pumping means is not driven in this way, useless power consumption can be suppressed, and the energy efficiency of the entire apparatus can be improved.
本発明の動力出力装置において、前記駆動軸に要求される動力に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する同期回転数を設定する同期回転数設定手段を備え、前記始動接続時制御手段は、前記変速伝達手段の入力軸側の回転数が前記同期回転数に至るよう該変速伝達手段を制御すると共に前記内燃機関の動力軸側の回転数が前記同期回転数に至るよう該内燃機関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、駆動軸に要求される動力に応じた同期回転数とすることができ、内燃機関を接続した直後に円滑に内燃機関からの動力を駆動軸に出力することができる。 In the power output apparatus of the present invention, the synchronous rotational speed setting means for setting the synchronous rotational speed for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means based on the power required for the drive shaft. The start-up connection control means controls the transmission transmission means so that the rotational speed on the input shaft side of the transmission transmission means reaches the synchronous rotational speed, and the rotational speed on the power shaft side of the internal combustion engine is It may be a means for controlling the internal combustion engine to reach the synchronous rotational speed. If it carries out like this, it can be set as the synchronous rotation speed according to the motive power requested | required of a drive shaft, and can immediately output the motive power from an internal combustion engine to a drive shaft immediately after connecting an internal combustion engine.
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、前記内燃機関の動力軸側に接続された入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し動流体の圧力を用いた変速アクチュエータによる変速比の変更を伴って前記入力軸に入力される前記内燃機関からの動力を変速して前記出力軸側に伝達可能な変速伝達手段と、作動流体の圧力を用いた接続解除アクチュエータによる前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、前記内燃機関の動力軸の回転に伴って駆動し前記変速伝達手段の変速比の変更および前記接続解除手段による接続および接続の解除に必要な圧力を出力可能な第1の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する機械式圧送手段と、前記第1の圧送能力より低い第2の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する電動圧送手段と、前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続が解除され且つ前記内燃機関の運転が停止された状態で前記内燃機関を始動すると共に前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する始動接続指示がなされたとき、前記変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、前記内燃機関が始動されると共に前記設定した接続手法により前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう前記内燃機関と前記変速伝達手段と前記電動圧送手段と前記接続解除手段とを制御する始動接続時制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、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 vehicle of the present invention is a power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and power of the internal combustion engine. From the internal combustion engine having an input shaft connected to the shaft side and an output shaft connected to the drive shaft and being input to the input shaft with a change in speed ratio by a speed change actuator using the pressure of the dynamic fluid A transmission transmission means capable of shifting the power of the engine and transmitting it to the output shaft side, and a connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means by a connection release actuator using the pressure of the working fluid; Connection release means for releasing the connection, and driving as the power shaft of the internal combustion engine rotates, can output the pressure required for changing the gear ratio of the transmission transmission means and for connection and release of the connection by the connection release means First Mechanical pumping means for pumping the working fluid with a pumping capacity, electric pumping means for pumping the working fluid with a second pumping capacity lower than the first pumping capacity, the power shaft side of the internal combustion engine, and the speed change The internal combustion engine is started in a state where the connection with the input shaft side of the transmission means is released and the operation of the internal combustion engine is stopped, and the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means are connected When a start connection instruction is made, a connection method for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means based on the rotational speed of the input shaft of the shift transmission means is set, The internal combustion engine, the transmission transmission means, and the electric pressure feeding means are connected so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means are connected by the set connection method when the internal combustion engine is started. Equipped with a power output apparatus and a start-engagement control means for controlling said disconnect means, the axle is summarized in that made is connected to the drive shaft.
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、動圧送手段を機械式圧送手段より能力の低いものとしても内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを迅速に接続することができる効果や内燃機関からの動力を迅速に駆動軸に出力することができる効果、装置全体のエネルギ効率を向上させる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。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect of the power output device according to the present invention, for example, the capability of the dynamic pressure feeding means is lower than that of the mechanical pressure feeding means. However, the effect of being able to quickly connect the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means, the effect of being able to quickly output the power from the internal combustion engine to the drive shaft, and the energy efficiency of the entire device The effect similar to the effect etc. which can improve this can be show | played.
こうした本発明の車両において、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電動機を備えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側との接続が解除されているときでも走行用の動力を出力することができ、車両の動特性をより良好なものとすることができる。 Such a vehicle of the present invention may include an electric motor capable of outputting traveling power to the axle or an axle different from the axle. In this way, even when the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means is released, the driving power can be output, and the vehicle dynamic characteristics are improved. be able to.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の動力軸側に接続された入力軸と駆動軸に接続された出力軸とを有し動流体の圧力を用いた変速アクチュエータによる変速比の変更を伴って前記入力軸に入力される前記内燃機関からの動力を変速して前記出力軸側に伝達可能な変速伝達手段と、作動流体の圧力を用いた接続解除アクチュエータによる前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、前記内燃機関の動力軸の回転に伴って駆動し、前記変速伝達手段の変速比の変更および前記接続解除手段による接続および接続の解除に必要な圧力を出力可能な第1の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する機械式圧送手段と、前記第1の圧送能力より低い第2の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する電動圧送手段と、を備える動力出力装置において、前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続が解除され且つ前記内燃機関の運転が停止された状態から前記内燃機関を始動すると共に前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の該動力出力装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、
前記内燃機関が始動されると共に前記設定した接続手法により前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう前記内燃機関と前記変速伝達手段と前記電動圧送手段と前記接続解除手段とを制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
The input shaft having an internal combustion engine, an input shaft connected to the power shaft side of the internal combustion engine, and an output shaft connected to the drive shaft, and changing the speed ratio by a speed change actuator using the pressure of the dynamic fluid Shift transmission means capable of shifting and transmitting the power from the internal combustion engine input to the output shaft side, and the power shaft side of the internal combustion engine by the connection release actuator using the pressure of the working fluid and the shift transmission means Connection release means for connecting to and disconnecting from the input shaft side of the engine, and driving as the power shaft of the internal combustion engine rotates, changing the gear ratio of the transmission transmission means, and connection and connection by the connection release means A mechanical pumping means for pumping the working fluid with a first pumping capability capable of outputting a pressure required to release the pressure, and a pumping of the working fluid with a second pumping capability lower than the first pumping capability. In the power output device comprising the electric pressure feeding means, the internal combustion engine is removed from a state where the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means is released and the operation of the internal combustion engine is stopped. A control method of the power output device when starting and connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means,
Based on the number of rotations of the input shaft of the speed change transmission means, a connection method for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means is set,
The internal combustion engine, the transmission transmission means, and the electric pressure feeding means are connected so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means are connected by the set connection method when the internal combustion engine is started. The gist is to control the connection release means.
この本発明の動力出力装置の制御方法では、変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、内燃機関が始動されると共に設定した接続手法により内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう内燃機関と変速伝達手段と電動圧送手段と接続解除手段とを制御する。即ち、変速伝達手段の入力軸の回転数により内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側との接続手法を変更するのである。これは、変速伝達手段の入力軸の回転数によって内燃機関の動力軸側の回転数と入力軸側の回転数とを同期させるのに要する時間が異なることや機械式圧送手段の能力および電動圧送手段の能力に応じたものとする必要があることに基づく。これにより、電動圧送手段を機械式圧送手段より能力の低いものとしても内燃機関の動力軸側と変速伝達手段の入力軸側とを迅速に接続することができる。この結果、内燃機関からの動力を迅速に駆動軸に出力することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。 In the control method of the power output device of the present invention, a connection method for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means based on the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means is set. The internal combustion engine, the transmission transmission means, the electric pressure feeding means, and the disconnection means are controlled so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means are connected by the connection method set when the internal combustion engine is started. . That is, the connection method between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means is changed according to the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means. This is because the time required to synchronize the rotational speed on the power shaft side and the rotational speed on the input shaft side of the internal combustion engine differs depending on the rotational speed of the input shaft of the transmission transmission means, the capability of the mechanical pressure feeding means, and the electric pressure feeding. Based on the need to adapt to the capabilities of the means. As a result, even if the electric pressure feeding means has a lower capacity than the mechanical pressure feeding means, the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means can be quickly connected. As a result, the power from the internal combustion engine can be quickly output to the drive shaft, and the energy efficiency of the entire apparatus can be improved.
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動力出力装置を搭載する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、4輪駆動により走行可能な自動車であり、エンジン22からの動力をトルクコンバータ25や無段変速機としてのCVT50,ギヤ機構65を介して前軸64に出力して前輪63a,63bを駆動する前輪駆動系と、モータ40からの動力をギヤ機構68を介して後軸67に出力して後輪66a,66bを駆動する後輪駆動系と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。トルクコンバータ25とCVT50との間にはクラッチC1が設けられており、エンジン22をCVT50側から切り離すことができるようになっている。ハイブリッド自動車20は、この他に、エンジン22からの動力を用いてCVT50やクラッチC1を駆動するためのライン油圧を発生させる機械式オイルポンプ26や低圧バッテリから電力により駆動する電動オイルポンプ36を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22のクランクシャフト23には、スタータモータ22aが取り付けられていると共にオルタネータ32や機械式オイルポンプ26がベルト24により取り付けられている。エンジン22の運転制御、例えば燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などは、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)29により行なわれる。エンジンECU29は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてクランクシャフト23に取り付けられエンジン22の回転数を検出する回転数センサ23aからの回転数Neなどエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
モータ40は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41を介して高圧バッテリ31と電力をやり取りしたりオルタネータ32から電力の供給を受ける。モータ40は、モータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)42により駆動制御されている。モータECU42には、モータ40を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ40の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ40に印加される相電流などが入力されている。モータECU42は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってインバータ41へのスイッチング制御信号を出力することによりモータ40を駆動制御すると共に必要に応じてモータ40の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
高圧バッテリ31は、定格電圧Vh(例えば42[V])の二次電池として構成されており、オルタネータ32から供給された電力を蓄電すると共にモータ40と電力をやり取りする。低圧バッテリ35は、定格電圧Vhよりも低い定格電圧Vl(例えば12[V]程度)の二次電池として構成されており、オルタネータ32からDC/DCコンバータ34を介して供給された電力を蓄電すると共に図示しない補機などの低電圧で作動する機器に電力を供給する。高圧バッテリ31や低圧バッテリ35,DC/DCコンバータ34は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)30によって管理されている。バッテリECU30には、高圧バッテリ31や低圧バッテリ35を管理するのに必要な信号、例えば、図示しないセンサによって検出された両バッテリの端子間電圧や,充放電電流,電池温度などが入力されており、必要に応じて両バッテリの状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU30では、高圧バッテリ31や低圧バッテリ35を管理するために充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The high voltage battery 31 is configured as a secondary battery having a rated voltage Vh (for example, 42 [V]), stores the power supplied from the
CVT50は、溝幅が変更可能でインプットシャフト51に接続されたプライマリープーリー53と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト52に接続されたセカンダリープーリー54と、プライマリープーリー53およびセカンダリープーリー54の溝に架けられたベルト55と、プライマリープーリー53およびセカンダリープーリー54の溝幅を変更する第1アクチュエータ56および第2アクチュエータ57とを備え、第1アクチュエータ56および第2アクチュエータ57を用いてプライマリープーリー53およびセカンダリープーリー54の溝幅を変更することによりインプットシャフト51の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト52に出力する。ここで、第1アクチュエータ56は変速比の制御に用いられ、第2アクチュエータ57はCVT50の伝達トルク容量を調節するためのベルト55の狭圧力の制御に用いられる油圧式のアクチュエータとして構成されている。
The
図2は第1アクチュエータ56としての変速制御機構90の構成の概略を示す構成図であり、図3は第2アクチュエータ57としてのベルト狭圧力制御機構95の構成の概略を示す構成図である。変速制御機構90は、図2に示すように、デューティソレノイド91,92と、変速用コントロールバルブ93,94とにより構成されており、デューティソレノイド91のデューティ比を制御して変速用コントロールバルブ93を開方向に調節すると共に変速用コントロールバルブ94を閉方向に調節することにより機械式オイルポンプ26または電動オイルポンプ36からのライン油圧をプライマリープーリー53に作用させてCVT50をアップシフトし、デューティソレノイド92のデューティ比を制御して変速用コントロールバルブ93を閉方向に調節すると共に変速用コントロール94を開方向に調節することによりプライマリープーリー53に作用しているライン油圧を抜いてCVT50をダウンシフトすることができるようになっている。ベルト狭圧力制御機構95は、図3に示すように、コントロールバルブ96と、レギュレータ97と、コントロールバルブ98と、リニアソレノイド99とにより構成されており、リニアソレノイド99を制御してコントロールバルブ96から入力された油圧をレギュレータ97とコントロールバルブ98とに供給してその開閉を調節することによりライン油圧を調節すると共にセカンダリープーリー54に供給する油圧を調節してベルト55の狭圧力を調節できるようになっている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the speed
CVT50の変速制御やベルト狭圧力制御は、CVT用電子制御ユニット(以下、CVTECUという)59により行なわれる。このCVTECU59には、インプットシャフト51に取り付けられた回転数センサ61からのインプットシャフト51の回転数Ninやアウトプットシャフト52に取り付けられた回転数センサ62からのアウトプットシャフト52の回転数Nout,トルクコンバータ25に取り付けられた回転数センサ25aからのタービン回転数Ntなどが入力されており、CVTECU59からは第1アクチュエータ56(デューティソレノイド91,92)および第2アクチュエータ57(リニアソレノイド99)および電動オイルポンプ36の図示しない電気モータへの駆動信号が出力されている。また、CVTECU59は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってCVT50の変速比を制御すると共に必要に応じてインプットシャフト51の回転数Ninやアウトプットシャフト52の回転数NoutなどCVT50の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Shift control and belt narrow pressure control of the
このCVTECU50は、クラッチC1の接続の制御も行っている。図4にクラッチC1のアクチュエータとしての油圧回路100の構成の一例を示す。油圧回路100は、デューティソレノイド102,104と、シフトコントロールバルブ106とにより構成されている。シフトコントロールバルブ106は、ライン油圧が生じているときにはデューティソレノイ104からの油圧によりライン油圧とクラッチC1とのラインを閉じ、デューティソレノイド102によるデューティ比を制御することによってクラッチC1への油圧を調節し、ライン油圧が生じていないときにはライン油圧を直接クラッチC1に供給する。したがって、ライン油圧が生じていないときに電動オイルポンプ36を駆動すると、電動オイルポンプ36からの作動オイルが直接クラッチC1に供給される。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット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。ハイブリッド用電子制御ユニット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。ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、オルタネータ32への制御信号や電動オイルポンプ36の図示しない電動モータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、エンジンECU29やバッテリECU30,モータECU42,CVTECU59と各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者のアクセル操作に応じて、主としてエンジン22からの動力を前輪に出力して走行し、必要に応じてモータ40からの動力を後輪に出力して4輪駆動により走行する。4輪駆動により走行する場合の例としては、例えばアクセルペダル83が大きく踏み込まれた急加速時や車輪がスリップしたときなどがあげられる。また、走行中にブレーキペダル85が踏み込まれたときなどの減速時には、クラッチC1の接続を解除しエンジン22をCVT50から切り離した状態でエンジン22を停止すると共にモータ40を回生制御して後輪66a,66bに制動力を付与すると共にその運動エネルギを電力に変換して高圧バッテリ31に回収する。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、クラッチC1の接続が解除され且つエンジン22の運転が停止された状態でエンジン22を始動すると共にクラッチC1を接続する際の動作(以下、「始動接続時動作」という)について説明する。この始動接続時動作は、例えば、減速時にはクラッチC1の接続を解除してエンジン22をCVT50から切り離して停止し、この状態でモータ40を回生制御して制動力を付与すると共に運動エネルギを回収している最中に運転者がアクセルペダル83を踏み込んだときや、こうした制動により車両が停止直前の状態となり次に発進する準備が必要と判断されたときに行なわれる。実施例では、始動接続時動作は、CVT50のインプットシャフト51の回転数Ninとエンジン22の回転数Neとの同期回転数Ntagを設定する同期回転数設定処理と、エンジン22を始動してその回転数Neを同期回転数Ntagに同期させるエンジン始動時制御と、CVT50のインプットシャフト51の回転数Ninを同期回転数Ntagに同期させる同期用変速制御と、クラッチC1を接続するクラッチ接続制御とを同時に並行して実行することにより行なわれる。図5はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される同期回転数設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図6は、エンジンECU29により実行されるエンジン始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図7はCVTECU59により実行される同期用変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図8はCVTECU59により実行されるクラッチ接続制御としてのクラッチ接続指示ルーチンの一例を示すフローチャートである。以下、各フローチャートを用いて同期回転数設定処理、エンジン始動時制御、同期用変速制御、クラッチ接続制御の順に説明する。
Next, the operation of the
図5に例示する同期回転数設定処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、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や車速センサ88からの車速Vを入力し(ステップS100)、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求される要求トルクTd*を設定すると共に設定した要求トルクTd*を用いて車両に要求される要求パワーP*を計算する(ステップS110)。ここで、要求トルクTd*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTd*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTd*を導出して設定するものとした。図9に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーP*は、設定した要求トルクTd*に車速Vと換算係数kを乗じることによって計算するものとした。
When the synchronous rotation speed setting process routine illustrated in FIG. 5 is executed, the
続いて、計算した要求パワーP*に基づいて同期回転数Ntagを設定し(ステップS120)、本ルーチンを終了する。ここで、同期回転数Ntagは、要求パワーP*を効率よく出力するエンジン22の運転ポイントにおけるエンジン22の回転数Neであり、実施例では、要求パワーP*と同期回転数Ntagとの関係を予め実験などにより求めて同期回転数設定用マップとしてROM74に記憶しておき、要求パワーP*が与えられるとマップから対応する同期回転数Ntagを導出して設定するものとした。このように、同期回転数Ntagを設定することにより、エンジン22を始動してクラッチC1により接続した直後から、エンジン22を効率よく運転して運転者が要求する要求トルクTd*を前輪63a,63bに出力することができる。
Subsequently, the synchronous rotation speed Ntag is set based on the calculated required power P * (step S120), and this routine is terminated. Here, the synchronous rotational speed Ntag is the rotational speed Ne of the
図6に例示するエンジン始動制御ルーチンが実行されると、エンジンECU29は、まず、スタータモータ22aによるクランキングを開始すると共に(ステップS200)、燃料噴射制御や点火制御を開始し(ステップS210)、完爆するのを確認する(ステップS220)。完爆を確認すると、回転数センサ23aからのエンジン22の回転数Neを入力し(ステップS230)、エンジン22の回転数Neが同期回転数Ntagに一致するようスロットル開度THを設定し(ステップS240)、設定したスロットル開度となるよう図示しないスロットルモータを駆動制御し、クラッチC1の接続完了を待って(ステップS250)、このルーチンを終了する。ここで、スロットル開度THの設定処理は、エンジン22の回転数Neと同期回転数Ntagとが一致するようフィードバック制御により行なうことができる。ただし、始動直後のエンジン22は、吸気マニホールドに空気が存在しているから、同期回転数Ntagによってはエンジン22の回転数Neが一時的に同期回転数Ntagを超える場合がある。
When the engine start control routine illustrated in FIG. 6 is executed, the
図7に例示する同期用変速制御ルーチンが実行されると、CVTECU59は、まず、エンジン22の回転数Neを入力し(ステップS300)、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上になるのを待つ(ステップS310)。ここで、エンジン22の回転数Neは、回転数センサ23aにより検出されたものを通信により入力するものとした。また、閾値Nrefは、機械式オイルポンプ26による作動オイルの圧送によりCVT50の変速が可能になるエンジン22の回転数Neとして設定されている。したがって、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上になるのを待つ処理は、作動オイルの油圧がCVT50の変速を行なうことができる油圧に至るのを待つ処理となる。
When the synchronous shift control routine illustrated in FIG. 7 is executed, the
エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上となると、クラッチC1による接続が完了するまで回転数センサ61からのインプットシャフト51の回転数Ninを入力すると共に入力した回転数Ninが同期回転数Ntagに一致する変速比となるよう油圧制御する処理を繰り返し(ステップS320〜S340)、クラッチC1による接続が完了すると、本ルーチンを終了する。ここで、変速制御を開始するときのインプットシャフト51の回転数Ninは、クラッチC1により接続が解除されたときの値、即ち運転者がブレーキペダル85を踏み込んだときの車速Vと変速比とによって定まる値であるから、比較的大きな値の場合も小さな値の場合もある。したがって、変速比を変更する油圧制御は、デューティソレノイド91のデューティ比を制御して変速用コントロールバルブ93を開方向に調節すると共に変速用コントロールバルブ94を閉方向に調節することにより機械式オイルポンプ26または電動オイルポンプ36からのライン油圧をプライマリープーリー53に作用させてCVT50をアップシフトしたり、デューティソレノイド92のデューティ比を制御して変速用コントロールバルブ93を閉方向に調節すると共に変速用コントロールバルブ94を開方向に調節することによりプライマリープーリー53に作用しているライン油圧を抜いてCVT50をダウンシフトしたりすることにより行なわれる。このようにインプットシャフト51の回転数Ninを同期回転数Ntagに一致させる制御は油圧制御により行なわれるから、モータの制御のように迅速には行なうことができない。
When the rotational speed Ne of the
図8に例示するクラッチ接続指示ルーチンが実行されると、CVTECU59は、まず、インプットシャフト51の回転数Ninを入力し(ステップS400)、入力した回転数Ninを閾値Nlおよび閾値Nhと比較する(ステップS410)。ここで、閾値Nlおよび閾値Nhは、クラッチC1の接続手法、即ち通常のシーケンスを用いずに迅速に接続するか通常のシーケンスを用いてできる限り迅速に接続するか通常のシーケンスを用いて比較的ゆっくり接続するかの接続手法を設定する閾値であり、閾値Nlとしては比較的小さな回転数が用いられ、閾値Nhとしては比較的大きな回転数が用いられる。
When the clutch connection instruction routine illustrated in FIG. 8 is executed, the
インプットシャフト51の回転数Ninが閾値Nl未満のときには、クラッチC1を通常のシーケンスを用いずに迅速に接続する迅速接続手法により接続すべきと判断し、電動オイルポンプ36を最大出力により駆動すると共に(ステップS420)、クラッチC1を迅速に接続するクラッチ迅速接続処理を開始し(ステップS430)、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上となるのを待って(ステップS440,S450)、電動オイルポンプ36を停止し(ステップS460)、本ルーチンを終了する。クラッチ迅速接続処理は、図10に例示するフローチャートを用いて行なわれる。この処理では、電動オイルポンプ36からの油圧を直接クラッチC1に供給する油圧供給を行なって(ステップS600)、クラッチC1が完全に接続されるのを待って(ステップS610)、接続完了を送信して(ステップS620)、処理を終了する。このように、始動接続時動作の指示がなされた直後に、エンジン22の回転数Neとインプットシャフト51の回転数Ninの同期を行なうことなく、クラッチC1の接続を直ちに開始するのは、インプットシャフト51の回転数Ninが比較的小さいため、直ちにクラッチC1を接続してもクラッチC1を接続する際に生じるフリクションを用いて比較的滑らかに接続することができるからである。クラッチ迅速接続処理によりクラッチC1を接続しているときのインプットシャフト51の回転数Ninやエンジン22の回転数Ne,クラッチC1への油圧の時間変化の模式的一例を図11に示す。図中、「回転数」の実線はインプットシャフト51の回転数Ninを示し、「回転数」の一点鎖線はエンジン22の回転数Neを示す。クラッチ迅速接続処理では、図示するように、始動接続時動作の指示がなされた時間T11から電動オイルポンプ36からの油圧をクラッチC1に供給するからクラッチC1の油圧はそのときから上昇する。クラッチC1に係合力が作用し始めるとインプットシャフト51の回転数Ninやエンジン22の回転数Neは変化し始めクラッチC1が完全に接続された時間T12でエンジン22の始動やクラッチC1の接続の総てを完了する。このように、迅速にクラッチC1を接続するから、エンジン22からの動力を迅速に前輪63a,63bに出力することができる。この結果、クラッチC1を接続するまでに消費されるエネルギを小さくすることができるから、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。なお、実施例では、こうしたクラッチC1の接続の最中であるか否かに拘わらず、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上に至ったときに電動オイルポンプ36を停止する。これは、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上となると、機械式オイルポンプ26による作動オイルの圧送が可能になり、電動オイルポンプ36を駆動する意味がなくなるからである。
When the rotational speed Nin of the
インプットシャフト51の回転数Ninが閾値Nl以上で閾値Nh未満のときには、クラッチC1を通常のシーケンスを用いてできる限り迅速に接続すべきと判断し、電動オイルポンプ36を駆動すると共に(ステップS470)、電動オイルポンプ36からの油圧を用いてクラッチ接続シーケンスによるクラッチC1の接続を開始し(ステップS480)、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上となるのを待って(ステップS490,S500)、電動オイルポンプ36を停止し(ステップS510)、本ルーチンを終了する。図12にクラッチ接続シーケンスの一例を示す。クラッチ接続シーケンスでは、まず高めの油圧としてクラッチC1のシリンダに作動オイルを詰め込むファストフィルを実行する(ステップS700)。ファストフィルは、エンジン22の回転数Neが閾値Nrefに至るまでは電動オイルポンプ36からの油圧を直接クラッチC1に供給することによって行ない、エンジン22の回転数Neが閾値Nrefに至った以降は機械式オイルポンプ26からの油圧をデューティソレノイド102のデューティ比を制御することにより行なう。次に、ファストフィルの完了を判定すると(ステップS710)、インプットシャフト51の回転数Ninとエンジン22の回転数Neの差が閾値Nst以下になるまで低圧で待機する(ステップS720〜S740)。そして、インプットシャフト51の回転数Ninとエンジン22の回転数Neの差が閾値Nst以下になると、クラッチC1の油圧を徐々に高くする昇圧制御を開始し(ステップS750)、昇圧制御の完了を判定すると(ステップS760)、接続完了を送信して(ステップS770)、シーケンスを終了する。電動オイルポンプ36の駆動を伴ってクラッチ接続シーケンスによりクラッチC1を接続しているときのインプットシャフト51の回転数Ninおよびエンジン22の回転数Ne,クラッチC1の油圧の時間変化の模式的一例を図13に示す。図11と同様に、図中、「回転数」の実線はインプットシャフト51の回転数Ninを示し、「回転数」の一点鎖線はエンジン22の回転数Neを示す。図示するように、始動接続時動作が指示された時間T21に電動オイルポンプ36を駆動してファストフィルを開始し、ファストフィルが完了した時間T22から低圧待機を実行する。エンジン22の回転数Neが閾値Nrefに至った時間T23からCVT50の変速比の変更制御を開始し、インプットシャフト51の回転数Ninとエンジン22の回転数Neとの差が閾値Nst以下となった時間T24に昇圧制御を開始する。そして、昇圧制御が完了した時間T25にエンジン22の始動やクラッチC1の接続の総てを完了する。このように、電動オイルポンプ36の駆動を伴って通常のクラッチ接続シーケンスによりできる限り迅速にクラッチC1を接続するから、クラッチC1を迅速に接続することができる。この結果、クラッチC1を接続するまでに消費されるエネルギを小さくすることができるから、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。しかも、通常のクラッチ接続シーケンスによりクラッチC1を接続するから、クラッチC1の接続の際に生じ得るショックを抑制して滑らかに接続することができる。
When the rotational speed Nin of the
インプットシャフト51の回転数Ninが閾値Nh以上のときには、クラッチC1を通常のシーケンスを用いて通常に接続すべきと判断し、電動オイルポンプ36を停止し(ステップS520)、エンジン22の回転数Neが閾値Nref以上に至るのを待って(ステップS530,S540)、図12に例示したクラッチ接続シーケンスによるクラッチC1の接続を開始して(ステップS550)、本ルーチンを終了する。電動オイルポンプ36の停止を伴ってクラッチ接続シーケンスによりクラッチC1を接続しているときのインプットシャフト51の回転数Ninおよびエンジン22の回転数Ne,クラッチC1の油圧の時間変化の模式的一例を図14に示す。図11と同様に、図中、「回転数」の実線はインプットシャフト51の回転数Ninを示し、「回転数」の一点鎖線はエンジン22の回転数Neを示す。図示するように、始動接続時動作が指示された時間T31では電動オイルポンプ36を停止するからクラッチC1の油圧は発生しない。エンジン22の回転数Neが閾値Nrefに至った時間T32にファストフィルを開始すると共にCVT50の変速比の変更制御を開始し、ファストフィルが完了した時間T33から低圧待機を実行する。インプットシャフト51の回転数Ninとエンジン22の回転数Neとの差が閾値Nst以下となった時間T34に昇圧制御を開始し、昇圧制御が完了した時間T35にエンジン22の始動やクラッチC1の接続の総てを完了する。このように、通常のクラッチ接続シーケンスによりクラッチC1を接続するから、クラッチC1の接続の際に生じ得るショックを抑制して滑らかに接続することができる。しかも、電動オイルポンプ36を停止するから電動オイルポンプ36により消費されるエネルギを抑制することができる。この結果、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。
When the rotational speed Nin 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、始動接続時動作が指示されたときのインプットシャフト51の回転数Ninに応じた接続手法を用いてクラッチC1を接続することにより、クラッチC1を迅速に滑らかに接続することができ、これにより、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。即ち、始動接続時動作が指示されたときのインプットシャフト51の回転数Ninが閾値Nl未満のときには、電動オイルポンプ36をフル出力で駆動させてクラッチC1を通常のシーケンスを用いずに迅速に接続する迅速接続手法により接続するから、エンジン22からの動力を迅速に前輪63a,63bに出力することができ、クラッチC1を接続するまでに消費されるエネルギを小さくすることができる。また、始動接続時動作が指示されたときのインプットシャフト51の回転数Ninが閾値Nl以上で閾値Nh未満のときには、電動オイルポンプ36の駆動を伴って通常のクラッチ接続シーケンスによりできる限り迅速にクラッチC1を接続するから、クラッチC1を迅速に接続することができ、クラッチC1を接続するまでに消費されるエネルギを小さくすることができる。もとより、通常のクラッチ接続シーケンスによりクラッチC1を接続するから、クラッチC1の接続の際に生じ得るショックを抑制して滑らかに接続することができる。さらに、始動接続時動作が指示されたときのインプットシャフト51の回転数Ninが閾値Nh以上のときには、電動オイルポンプ36を停止して通常のクラッチ接続シーケンスによりクラッチC1を接続するから、クラッチC1を滑らかに接続の際に生じ得るショックを抑制して接続することができると共に電動オイルポンプ36を停止することによるエネルギ消費を抑制することができる。これらの結果、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、電動オイルポンプ36をフル出力で駆動させてクラッチC1を通常のシーケンスを用いずに迅速に接続する迅速接続手法により接続するときにも、エンジン始動時制御を実行してクラッチC1の接続処理と並行してエンジン22を始動するものとしたが、迅速接続手法によりクラッチC1を接続するときにはクラッチC1の接続を完了してからエンジン22を始動するものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、始動接続時動作が指示されたときのインプットシャフト51の回転数Ninに基づいて電動オイルポンプ36をフル出力で駆動してクラッチC1を迅速に接続する迅速接続手法と電動オイルポンプ36の駆動を伴ったクラッチ接続シーケンスによる接続手法と電動オイルポンプ36の停止を伴ったクラッチ接続シーケンスによる接続手法とから接続手法を選択してクラッチC1を接続するものとしたが、こうしたインプットシャフト51の回転数Ninに応じて4つ以上の接続手法から接続手法を選択してクラッチC1を接続するものとしてもよいし、インプットシャフト51の回転数Ninに応じて2つの接続手法から接続手法を選択してクラッチC1を接続す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、始動接続時動作が指示されたときには、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に出力すべき要求トルクTd*を設定し、この設定した要求トルクTd*に基づいて要求パワーP*を計算し、この計算した要求パワーP*に基づいて同期回転数Ntagを設定するものとしたが、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて直接同期回転数Ntagを設定するものとしてもよいし、アクセル開度Accや車速Vに基づくことなく同期回転数Ntagを設定するものとしてもよいし、予め固定値として設定された同期回転数Ntag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、始動接続時動作が指示されたときには、エンジン22の回転数Neと同期回転数Ntagとに基づいてこれらの回転数差が打ち消されるようスロットル開度THを設定してエンジン22を制御するものとしたが、エンジン22の回転数Neとインプットシャフト51の回転数Ninとに基づいてこれらの回転数差が打ち消されるようスロットル開度THを設定してエンジン22を制御するものとしてもよいし、同期回転数Ntagに対するスロットル開度THを予め実験などにより関係を求めてマップとして記憶しておき、同期回転数Ntagに対応するスロットル開度THをマップから導出してエンジン22を制御するものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、トルクコンバータ25とCVT50との間にクラッチC1を設けるものとしたが、トルクコンバータ25とエンジン22との間にクラッチを設け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、モータ40の動力を後軸67に出力するものとしたが、モータ40の動力を前軸64に出力するものとしてもよいし、モータ40を備えないものとしても差し支えない。また、モータ40を搭載しないものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機としてベルト式のCVT50を用いるものとしたが、トロイダル式などの他のタイプの無段変速機を用いるものとしてもよいし、有段変速機を用いるものとしても構わない。
In the
実施例では、動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20として説明したが、こうした動力出力装置を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、動力出力装置を建設設備などの移動しない設備に組み込むものとしても差し支えない。また、こうした動力出力装置やこれを搭載した車両の形態に限定されるものではなく、動力出力装置の制御方法やこうした動力出力装置を搭載する車両の制御方法の形態としてもよい。
In the embodiment, 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、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the power output apparatus and the vehicle manufacturing industry.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、22a スタータモータ、23 クランクシャフト、23a 回転数センサ、24 ベルト、25 トルクコンバータ、26 機械式オイルポンプ、27 出力軸、29 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、30 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、31 高圧バッテリ、32 オルタネータ、34 DC/DCコンバータ、35 低圧バッテリ、36 電動オイルポンプ、40 モータ、41 インバータ、42 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、43 回転位置検出センサ、50 CVT、51 インプットシャフト、52 アウトプットシャフト、53 プライマリープーリー、54 セカンダリープーリー、55 ベルト、56 第1アクチュエータ、57 第2アクチュエータ、59 CVT用電子制御ユニット(CVTECU)、61 回転数センサ、62 回転数センサ、63a,63b 前輪、64 前軸、65,68 ギヤ機構、66a,66b 後輪、67 後軸、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、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、90 変速制御機構、91,92 デューティソレノイド、93,94 変速用コントロールバルブ、96 コントロールバルブ、95 ベルト狭圧力制御機構、96 コントロールバルブ、97 レギュレータ、99 リニアソレノイド、98 コントロールバルブ、100 油圧回路、102,104 デューティソレノイド、106 シフトコントロールバルブ、C1 クラッチ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Hybrid vehicle, 22 Engine, 22a Starter motor, 23 Crankshaft, 23a Rotational speed sensor, 24 Belt, 25 Torque converter, 26 Mechanical oil pump, 27 Output shaft, 29 Engine electronic control unit (engine ECU), 30 Battery Electronic control unit (battery ECU), 31 high voltage battery, 32 alternator, 34 DC / DC converter, 35 low voltage battery, 36 electric oil pump, 40 motor, 41 inverter, 42 electronic control unit for motor (motor ECU), 43 rotations Position detection sensor, 50 CVT, 51 input shaft, 52 output shaft, 53 primary pulley, 54 secondary pulley, 55 belt, 56 first actuator, 57 second actuator, 5 9 CVT Electronic Control Unit (CVTECU), 61 Rotational Speed Sensor, 62 Rotational Speed Sensor, 63a, 63b Front Wheel, 64 Front Axle, 65, 68 Gear Mechanism, 66a, 66b Rear Wheel, 67 Rear Axle, 70 Hybrid 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, 90 shift Control mechanism 91, 92 Duty solenoid, 93, 94 Shift control valve, 96 control valve, 95 Belt narrow pressure control mechanism, 96 control valve, 97 regulator, 99 linear solenoid, 98 control Rubarubu, 100 a hydraulic circuit, 102 and 104 duty solenoid, 106 shift control valve, C1 clutch.
Claims (10)
内燃機関と、
前記内燃機関の動力軸側に接続された入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し、作動流体の圧力を用いた変速アクチュエータによる変速比の変更を伴って前記入力軸に入力される前記内燃機関からの動力を変速して前記出力軸側に伝達可能な変速伝達手段と、
作動流体の圧力を用いた接続解除アクチュエータによる前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
前記内燃機関の動力軸の回転に伴って駆動し、前記変速伝達手段の変速比の変更および前記接続解除手段による接続および接続の解除に必要な圧力を出力可能な第1の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する機械式圧送手段と、
前記第1の圧送能力より低い第2の圧送能力をもって前記作動流体を圧送する電動圧送手段と、
前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側との接続が解除され且つ前記内燃機関の運転が停止された状態で前記内燃機関を始動すると共に前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する始動接続指示がなされたとき、前記変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、前記内燃機関が始動されると共に前記設定した接続手法により前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう前記内燃機関と前記変速伝達手段と前記電動圧送手段と前記接続解除手段とを制御する始動接続時制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
An input shaft connected to the power shaft side of the internal combustion engine and an output shaft connected to the drive shaft, and input to the input shaft with a change in speed ratio by a speed change actuator using the pressure of the working fluid Shift transmission means capable of shifting the power from the internal combustion engine to be transmitted to the output shaft side;
A connection release means for connecting and releasing the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means by a connection release actuator using the pressure of the working fluid;
The operation with the first pumping ability capable of outputting the pressure necessary for changing the transmission gear ratio of the transmission transmission means and connecting and releasing the connection by the connection release means, driven with the rotation of the power shaft of the internal combustion engine Mechanical pumping means for pumping fluid;
Electric pumping means for pumping the working fluid with a second pumping capacity lower than the first pumping capacity;
The internal combustion engine is started in a state where the connection between the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means is released and the operation of the internal combustion engine is stopped, and the power shaft side of the internal combustion engine and the When a start connection instruction is made to connect the input shaft side of the speed change transmission means, the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means are connected based on the rotational speed of the input shaft of the speed change transmission means. The internal combustion engine is started so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means are connected by the set connection method. A starting connection control means for controlling the shift transmission means, the electric pressure feeding means and the connection release means;
A power output device comprising:
前記駆動軸に要求される動力に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する同期回転数を設定する同期回転数設定手段を備え、
前記始動接続時制御手段は、前記変速伝達手段の入力軸側の回転数が前記同期回転数に至るよう該変速伝達手段を制御すると共に前記内燃機関の動力軸側の回転数が前記同期回転数に至るよう該内燃機関を制御する手段である
動力出力装置。 The power output device according to any one of claims 1 to 5,
A synchronous rotational speed setting means for setting a synchronous rotational speed for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the shift transmission means based on the power required for the drive shaft;
The start connection control means controls the speed change transmission means so that the speed on the input shaft side of the speed change transmission means reaches the synchronous speed, and the speed on the power shaft side of the internal combustion engine is set to the synchronous speed. A power output device which is means for controlling the internal combustion engine to reach
前記変速伝達手段の入力軸の回転数に基づいて前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とを接続する際の接続手法を設定し、
前記内燃機関が始動されると共に前記設定した接続手法により前記内燃機関の動力軸側と前記変速伝達手段の入力軸側とが接続されるよう前記内燃機関と前記変速伝達手段と前記電動圧送手段と前記接続解除手段とを制御する
動力出力装置の制御方法。
The input shaft having an internal combustion engine, an input shaft connected to the power shaft side of the internal combustion engine, and an output shaft connected to the drive shaft, and changing the speed ratio by a speed change actuator using the pressure of the dynamic fluid Shift transmission means capable of shifting and transmitting the power from the internal combustion engine input to the output shaft side, and the power shaft side of the internal combustion engine by the connection release actuator using the pressure of the working fluid and the shift transmission means A connection release means for connecting to and releasing from the input shaft side, a mechanical pumping means for driving the hydraulic fluid with a first pumping capacity driven by rotation of the power shaft of the internal combustion engine, And an electric pumping means for pumping the working fluid with a second pumping capacity lower than the first pumping capacity. A power output apparatus comprising: a power shaft side of the internal combustion engine; and an input shaft side of the shift transmission means. Control of the power output device when starting the internal combustion engine from the state where the engine is released and the operation of the internal combustion engine is stopped, and connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means A method,
Based on the number of revolutions of the input shaft of the speed change transmission means, a connection method for connecting the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the speed change transmission means is set,
The internal combustion engine, the transmission transmission means, and the electric pressure feeding means are connected so that the power shaft side of the internal combustion engine and the input shaft side of the transmission transmission means are connected by the set connection method when the internal combustion engine is started. A control method of a power output device for controlling the connection release means.
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