JP2007118716A - Controller for drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動機の回転数に応じて内燃機関などの原動機の回転数を制御する動力分配機構と変速機とを備えた駆動装置に関し、特にその変速制御を行う制御装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device including a power distribution mechanism that controls the rotational speed of a prime mover such as an internal combustion engine in accordance with the rotational speed of an electric motor and a transmission, and more particularly to a control device that performs the shift control.
この種の駆動装置が特許文献1および特許文献2に記載されている。特許文献1に記載されたハイブリッド駆動装置は、エンジンが出力した動力を、発電機能のある第1電動機と出力側の部分とに分配する遊星歯車機構を主体とする動力分配機構を備え、さらにその出力側の部材に有段式の自動変速機などの変速機が連結され、また第1電動機によって発電された電力が供給されてモータとして機能することにより出力トルクにトルクを付加する第2電動機が設けられている。
This type of driving device is described in
また、特許文献2に記載されたハイブリッド駆動装置は、エンジンが出力した動力をそのまま出力する直結段と、減速して出力する低速段とに切り換えられる遊星歯車機構を備え、その遊星歯車機構から出力された動力を第1電動機と出力側の部材とに分配する遊星歯車機構を主体とする動力分配機構を更に備え、その第1電動機で発電した電力が供給されてモータとして機能することにより、出力トルクにトルクを付加する第2電動機が設けられている。そして、この特許文献2の発明では、電力変換を伴わない動力の伝達、すなわち直達トルクを多くするように制御される。
上記の特許文献1に記載されたハイブリッド駆動装置では、車速に応じて変速機の変速比が変化させられ、また特許文献2に記載されたハイブリッド駆動装置では、エンジンの出力側に配置されている遊星歯車機構が、車速に応じて直結段と低速段とに切り替えられるので、動力変換を伴う動力伝達すなわち電気パスによる動力伝達が抑制され、その結果、全体としての動力伝達効率の向上が図られる。しかしながら、車両の走行状態は多様であって、電気パスによる動力伝達がほぼゼロとなる走行状態以外に、エンジンが出力した動力の一部を、動力分配機構および変速機を介して出力軸に伝達する一方、エンジンが出力した動力の他の部分を電力に変換した後、モータで機械的な動力に再度変換して出力軸に伝達することにより走行する場合がある。
In the hybrid drive device described in
その場合、電力変換による損失があるので、全体としての動力伝達効率が低下し、特に前記変速機や遊星歯車機構で設定される変速段の中間の変速比で走行する場合に動力伝達効率が低下する。そして、エンジンが出力した動力を電力に変換し、再度機械的な動力に変換すれば、発電機として機能する電動機およびモータとして機能する電動機で不可避的に発熱が生じ、その結果、電動機の熱定格上の制限を受けて所期通りの制御を行えなくなったり、耐久性が低下したりする可能性があった。 In this case, there is a loss due to power conversion, so that the power transmission efficiency as a whole decreases, and particularly when the vehicle travels at a speed ratio intermediate between the gears set by the transmission and the planetary gear mechanism, the power transmission efficiency decreases. To do. Then, if the power output from the engine is converted into electric power and converted back into mechanical power again, heat is inevitably generated in the electric motor that functions as a generator and the electric motor that functions as a motor. Due to the above restrictions, there is a possibility that the intended control cannot be performed or the durability is lowered.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、変速制御に伴う電動機の温度上昇を抑制することのできる駆動装置の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a drive device that can suppress an increase in the temperature of an electric motor accompanying shift control.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、原動機が出力した動力を電動機と出力部材とに分配する動力分配機構と、前記出力部材から動力が伝達される変速機とを備え、前記原動機の回転数をほぼ一定に維持する無段的変速と前記原動機の回転数を変化させる多段的変速とが可能な駆動装置の制御装置において、前記電動機の温度を検出もしくは予測する温度判定手段と、その温度判定手段で検出もしくは予測された温度に基づいて、実行するべき変速の態様として前記無段的変速と多段的変速とのいずれかを選択する変速態様選択手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記変速態様選択手段は、前記温度判定手段で検出もしくは予測された温度が判断基準値より高い場合に多段的変速を選択する手段を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the shift mode selection means includes means for selecting a multi-stage shift when the temperature detected or predicted by the temperature determination means is higher than a determination reference value. A control device for a drive device characterized by the above.
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記変速態様選択手段は、前記温度判定手段で検出もしくは予測された温度が高いほど、変速前後での前記原動機の回転数の比が大きくなる多段的変速を選択する手段を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the speed change mode selecting means increases the ratio of the rotational speed of the prime mover before and after the speed change as the temperature detected or predicted by the temperature determining means increases. A control device for a drive device, comprising means for selecting a multi-stage gear shift that increases.
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、前記多段的変速は、前記電動機によって前記原動機の回転数を所定回転数に維持している状態で車速が上昇することによって原動機の回転数と出力軸回転数との比が所定値に達した後、該比を一定値に維持するように原動機の回転数を上昇させ、かつ前記原動機の回転数が所定値に上昇した時点に前記変速機の変速比をステップ的に変化させる変速であることを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the multi-stage shift is performed by increasing the vehicle speed while maintaining the rotational speed of the prime mover at a predetermined rotational speed by the electric motor. After the ratio between the rotational speed of the prime mover and the output shaft rotational speed reaches a predetermined value, the rotational speed of the prime mover is increased so as to maintain the ratio at a constant value, and the rotational speed of the prime mover increases to a predetermined value. The drive device control device is characterized in that the gear ratio of the transmission is changed stepwise at a time.
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記多段的変速は、前記電動機によって前記原動機の回転数を所定回転数に維持している状態で車速が低下することによって原動機の回転数と出力軸回転数との比が所定値に達した後、該比を一定値に維持するように原動機の回転数を低下させ、かつ前記原動機の回転数が所定値に低下した時点に前記変速機の変速比をステップ的に変化させる変速であることを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the multi-stage shift is performed by reducing the vehicle speed while maintaining the rotational speed of the prime mover at a predetermined rotational speed by the electric motor. After the ratio of the rotational speed of the prime mover and the output shaft rotational speed reaches a predetermined value, the rotational speed of the prime mover is decreased so that the ratio is maintained at a constant value, and the rotational speed of the prime mover is decreased to a predetermined value. The drive device control device is characterized in that the gear ratio of the transmission is changed stepwise at a time.
請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかの発明において、前記多段的変速の後の前記原動機の動作点を、その出力における最適燃費点より低回転数高トルク側の運転点とし、かつ車速の上昇に伴い原動機の回転数と出力軸回転数との比が一定となるように原動機の回転数を上昇させる原動機制御手段を更に備えていることを特徴する駆動装置の制御装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects of the present invention, the operating point of the prime mover after the multi-stage shifting is set as an operating point on the lower rotational speed and higher torque side than the optimum fuel consumption point in the output. And a drive control device further comprising prime mover control means for increasing the rotational speed of the prime mover so that the ratio between the rotational speed of the prime mover and the output shaft rotational speed becomes constant as the vehicle speed increases. is there.
請求項7の発明は、請求項1ないし5のいずれかの発明において、前記多段的変速の後の前記原動機の動作点を、その出力における最適燃費点より高回転数低トルク側の運転点とし、かつ車速の低下に伴い原動機の回転数と出力軸回転数との比が一定となるように原動機回転数を低下させる他の原動機制御手段を更に備えていることを特徴する駆動装置の制御装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the operating point of the prime mover after the multi-stage shifting is set as an operating point on the high rotational speed and low torque side from the optimum fuel consumption point in the output. And a control device for the drive device, further comprising another prime mover control means for reducing the prime mover rotational speed so that the ratio of the prime mover rotational speed and the output shaft rotational speed becomes constant as the vehicle speed decreases It is.
請求項8の発明は、請求項6または7の発明において、前記原動機制御手段は、原動機の動作点を最適燃費点に変化させた場合の前記電動機による動力損失が小さい場合には、前記電動機によって原動機の回転数を連続的に変化させる無段的変速を実行する手段を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth or seventh aspect of the present invention, when the power loss due to the motor is small when the prime mover control means changes the operating point of the prime mover to the optimum fuel consumption point, A drive device control device comprising means for executing a stepless speed change that continuously changes the rotational speed of a prime mover.
請求項9の発明は、請求項1ないし8のいずれかの発明において、前記多段的変速は、アップシフト前における前記電動機による動力損失とダウンシフト前における前記電動機による動力損失とが等しくなるように設けられた変速点で実行される変速であることを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the multistage shift is such that the power loss due to the motor before the upshift is equal to the power loss due to the motor before the downshift. A control device for a drive device, characterized in that the speed change is executed at a provided shift point.
請求項10の発明は、請求項1ないし9のいずれかの発明において、前記原動機は、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a driving apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the prime mover includes an internal combustion engine that burns fuel and outputs power.
請求項11の発明は、請求項1ないし10のいずれかの発明において、前記電動機は、発電機能のある電動機を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。 An eleventh aspect of the invention is a drive device control apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the electric motor includes an electric motor having a power generation function.
請求項12の発明は、請求項11の発明において、前記駆動装置は、前記電動機で発電された電力が供給されて動作することにより、出力トルクにトルクを付加する他の電動機を備えたハイブリッド駆動装置を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the eleventh aspect, the drive device is provided with another electric motor that adds torque to the output torque when the electric power generated by the electric motor is supplied to operate. It is a control apparatus of the drive device characterized by including an apparatus.
請求項1の発明によれば、電動機の検出された温度もしくは予測された温度に応じて無段的変速と多段的変速とのいずれか変速態様が選択されるので、例えば前記温度が高い場合には、多段的変速が選択される。そのため、電動機を使用する動力の伝達状態、すなわちいわゆる電気パスによる動力の伝達量が抑制され、電動機の温度上昇を防止もしくは抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, either the stepless speed change or the multi-stage speed change is selected according to the detected temperature or the predicted temperature of the electric motor. For example, when the temperature is high The multi-stage shift is selected. Therefore, the transmission state of power using the electric motor, that is, the transmission amount of power by a so-called electric path is suppressed, and the temperature rise of the electric motor can be prevented or suppressed.
請求項2の発明によれば、前記温度が判断基準値より高い場合には、多段的変速が選択される。そのため、電動機を使用する動力の伝達状態、すなわちいわゆる電気パスによる動力の伝達量が抑制され、電動機の温度上昇を防止もしくは抑制することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、前記温度が高い場合には、低い場合に比べて、変速前後での原動機の回転数の比が大きくなるように多段的変速が実行される。そのため、変速の過渡状態での電気パスによる動力の伝達が相対的に少なくなり、その結果、電動機の温度上昇を防止もしくは抑制することができる。 According to the invention of claim 3, when the temperature is high, the multi-stage gear shift is executed so that the ratio of the rotational speed of the prime mover before and after the gear shift becomes larger than when the temperature is low. Therefore, the transmission of power by the electric path in the transition state of the shift is relatively reduced, and as a result, the temperature rise of the motor can be prevented or suppressed.
請求項4の発明によれば、車速の上昇に伴う変速(例えばアップシフト)の際に、電動機で維持していた原動機の回転数に対して出力軸回転数が増大することによりこれらの回転数の比が変化し、その比が所定値に達した時点にその値を維持するように原動機の回転数が変化させられ、その後、原動機の回転数が所定値に達したことにより変速機での変速比がステップ的に変化させられて多段的変速が実行される。その結果、電動機を動作させる割合が相対的に低下して効率の良い運転を行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the speed of the output shaft increases with respect to the speed of the prime mover maintained by the electric motor at the time of speed change (for example, upshift) accompanying the increase in the vehicle speed. When the ratio reaches a predetermined value, the rotational speed of the prime mover is changed so that the value is maintained. After that, the rotational speed of the prime mover reaches the predetermined value. The gear ratio is changed stepwise to execute multi-stage gear shifting. As a result, the rate at which the electric motor is operated is relatively reduced, and efficient operation can be performed.
請求項5の発明によれば、車速の低下に伴う変速(例えばダウンシフト)の際に、電動機で維持していた原動機の回転数に対して出力軸回転数が低下することによりこれらの回転数の比が変化し、その比が所定値に達した時点にその値を維持するように原動機の回転数が変化させられ、その後、原動機の回転数が所定値に達したことにより変速機での変速比がステップ的に変化させられて多段的変速が実行される。その結果、電動機を動作させる割合が相対的に低下して効率の良い運転を行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the output shaft rotational speed decreases with respect to the rotational speed of the prime mover maintained by the electric motor at the time of speed change (for example, downshift) accompanying the decrease in the vehicle speed. When the ratio reaches a predetermined value, the rotational speed of the prime mover is changed so that the value is maintained. After that, the rotational speed of the prime mover reaches the predetermined value. The gear ratio is changed stepwise to execute multi-stage gear shifting. As a result, the rate at which the electric motor is operated is relatively reduced, and efficient operation can be performed.
請求項6の発明によれば、車速の上昇に伴う変速の際に、原動機の回転数を最適燃費点に維持せずに、一時的に低回転数高トルク側に変化させ、車速の上昇に伴って原動機の回転数と出力軸回転数との比が一定となるように原動機の回転数を上昇させるので、電動機の回転数を低下させ、それに伴って電動機の出力や損失を低減することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the speed of the prime mover is temporarily changed to the low torque high torque side at the time of shifting accompanying the increase of the vehicle speed, without maintaining the optimum fuel consumption point, thereby increasing the vehicle speed. Along with this, the motor speed is increased so that the ratio between the motor speed and the output shaft speed is constant, so that the motor speed can be decreased and the output and loss of the motor can be reduced accordingly. it can.
請求項7の発明によれば、車速の低下に伴う変速の際に、原動機の回転数を最適燃費点に維持せずに、一時的に高回転数低トルク側に変化させ、車速の低下に伴って原動機の回転数と出力軸回転数との比が一定となるように原動機の回転数を低下させるので、電動機の回転数を低下させ、それに伴って電動機の出力や損失を低減することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the speed of the prime mover is temporarily changed to the high torque and low torque side without changing the rotational speed of the prime mover at the optimum fuel consumption point at the time of the shift accompanying the decrease in the vehicle speed, thereby reducing the vehicle speed. Along with this, the rotational speed of the prime mover is reduced so that the ratio between the rotational speed of the prime mover and the output shaft rotational speed is constant, so that the rotational speed of the motor can be reduced, and accordingly the output and loss of the motor can be reduced. it can.
請求項8の発明によれば、原動機の動作点が最適燃費点になった場合、電動機による損失が少ない場合には、電動機によって原動機の回転数を連続的に変化させる無段的変速が実行されるので、燃費を向上させることができるとともに、電動機による動力損失を低減することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, when the operating point of the prime mover becomes the optimum fuel consumption point, and when the loss due to the motor is small, the stepless speed change that continuously changes the rotational speed of the prime mover is executed by the motor. Therefore, fuel consumption can be improved and power loss due to the electric motor can be reduced.
請求項9の発明によれば、多段的変速によるダウンシフトおよびアップシフトの場合、それらの変速を実行する変速点で電動機のよる損失が等しくなるように変速点が設定されるので、電動機のよる損失の最大値を小さくできる。
According to the invention of
請求項10の発明によれば、上述した各請求項の発明による効果と同様の効果が得られことに加えて、内燃機関を動力源とした駆動装置の燃費を向上させることができる。
According to the invention of
請求項11の発明によれば、上述した各請求項の発明による効果と同様の効果が得られることに加えて、原動機が出力した動力を有効利用してエネルギ効率を向上させることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the same effects as the effects of the above-mentioned respective inventions, the power output from the prime mover can be effectively used to improve the energy efficiency.
請求項12の発明によれば、上述した各請求項の発明による効果と同様の効果が得られることに加えて、原動機が出力した動力を電力に変化して出力側に伝達できるので、駆動装置の動力性能を向上させることができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, in addition to obtaining the same effects as the effects of the above-described respective inventions, the power output from the prime mover can be converted into electric power and transmitted to the output side. The power performance can be improved.
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明の制御装置で対象とすることのできるハイブリッド車用駆動装置の一例を説明する。図9に示す例は、F・R(フロントエンジン・リヤドライブ;エンジン前置き後輪駆動)形式のハイブリッド車(以下、「車両」と略記する)Veに搭載した例である。図9に示された駆動装置は、2種類の動力源を有している。2種類の動力源は、動力の発生原理が異なり、この実施例では、エンジン1およびモータ・ジェネレータ(MG2)2が動力源として搭載されているとともに、エンジン1およびモータ・ジェネレータ2から出力された動力が、共に同じ車輪(後輪)3に伝達されるように、パワートレーンおよび動力伝達経路が構成されている。車両Veの原動機であるエンジン1は、燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。このエンジン1としては、内燃機関または外燃機関を用いることが可能であるが、この実施例では、エンジン1として内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなどを用いる場合について説明する。このエンジン1は、電子スロットルバルブ(図示せず)、燃料噴射装置(図示せず)、点火時期制御装置(図示せず)などの出力制御装置を有しており、少なくとも1つの装置を制御することにより、エンジン出力を制御することが可能である。
Next, the present invention will be described based on specific examples. First, an example of a hybrid vehicle drive device that can be targeted by the control device of the present invention will be described. The example shown in FIG. 9 is an example of being mounted on a hybrid vehicle (hereinafter abbreviated as “vehicle”) Ve of FR type (front engine / rear drive; engine front and rear wheel drive) type. The drive device shown in FIG. 9 has two types of power sources. The two types of power sources have different power generation principles. In this embodiment, the
一方、他の動力源であるモータ・ジェネレータ2はケーシング4の内部に収納されており、モータ・ジェネレータ2は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備している。このモータ・ジェネレータ2は、ロータ5およびステータ6を有しており、ステータ6はケーシング4に固定されている。また、エンジン1およびモータ・ジェネレータ2から車輪3に至る動力伝達経路には変速機(AT部)7が設けられているとともに、エンジン1から変速機7に至る動力伝達経路には、動力分配装置8が設けられている。図9に示された動力分配装置8は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構を主体として構成されている。すなわち、動力分配装置8は、エンジン1の出力軸9と同軸上に配置されたサンギヤ10と、サンギヤ10と同軸上に配置されたリングギヤ11と、サンギヤ10およびリングギヤ11に噛合する複数のピニオンギヤ12を、自転かつ公転自在に保持したキャリヤ13とを有している。
On the other hand, the motor /
これらのサンギヤ10およびリングギヤ11およびキャリヤ13は、相互に差動回転可能に構成されている。そして、キャリヤ13と出力軸9とが動力伝達可能に連結され、具体的には一体回転するように連結されている。また、出力軸9の軸線方向において、エンジン1と動力分配装置8との間には、発電機能のある電動機としてモータ・ジェネレータ(MG1)14が配置されている。モータ・ジェネレータ14は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備している。このモータ・ジェネレータ14は、ロータ15およびステータ16を有しており、ステータ16はケーシング4に固定されている。そして、ロータ15とサンギヤ10とが動力伝達可能に連結され、具体的には一体回転するように連結されている。
The
一方、前記変速機7は、入力回転数を出力回転数で除した値である変速比を変更(制御)可能に構成されている。この実施例では、変速機7として有段変速機を用いた場合、より具体的には、遊星歯車機構を有する有段変速機を用いた場合について説明する。変速機7は、遊星歯車機構を構成する回転要素同士の動力伝達経路を切り替えたり、回転要素の回転・停止を制御するために、摩擦係合装置、具体的にはクラッチおよびブレーキを有している。ここで、摩擦係合装置としては、油圧制御式または電磁制御式のいずれを用いてもよいが、この実施例では、油圧制御式の摩擦係合装置を用いる場合について説明する。そして、これらの摩擦係合装置の係合・解放を制御することにより、例えば、ドライブポジションでは第1速ないし第6速を選択し、リバースポジションでは固定された変速比を選択可能に構成されている。そして、ドライブポジションが選択された場合は、第1速ないし第6速の変速段を、選択的に、かつ段階的に変更可能である。また、変速段を示す数字が大きくなるほど、変速機7の変速比が小さくなるように構成されている。 On the other hand, the transmission 7 is configured to be capable of changing (controlling) a transmission gear ratio that is a value obtained by dividing the input rotation speed by the output rotation speed. In this embodiment, a case where a stepped transmission is used as the transmission 7, more specifically, a case where a stepped transmission having a planetary gear mechanism is used will be described. The transmission 7 has a friction engagement device, specifically a clutch and a brake, for switching the power transmission path between the rotating elements constituting the planetary gear mechanism and controlling the rotation / stop of the rotating elements. Yes. Here, either a hydraulic control type or an electromagnetic control type may be used as the friction engagement device, but in this embodiment, a case where a hydraulic control type friction engagement device is used will be described. By controlling the engagement / release of these friction engagement devices, for example, the first to sixth speeds can be selected at the drive position, and the fixed gear ratio can be selected at the reverse position. Yes. When the drive position is selected, the first to sixth gears can be changed selectively and stepwise. Further, the gear ratio of the transmission 7 is configured to be smaller as the number indicating the gear stage is larger.
そして、変速機7の入力側には回転部材29が連結され、変速機7の出力側には出力回転部材(出力軸)30が連結されている。さらに、入力回転部材29と、動力分配装置8のリングギヤ11とが一体回転するように連結され、モータ・ジェネレータ2のロータ5が入力回転部材29に連結されている。前記出力回転部材30は、いわゆるプロペラシャフトであり、この出力回転部材30がデファレンシャル31のドライブピニオンシャフト(図示せず)に連結されている。また、デファレンシャル31のサイドギヤ(図示せず)にはドライブシャフト32が連結されており、ドライブシャフト32に車輪3が連結されている。
A rotating
さらに、モータ・ジェネレータ2との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置33が設けられているとともに、モータ・ジェネレータ2と蓄電装置33との間の回路にはインバータ34が設けられている。また、モータ・ジェネレータ14との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置35が設けられているとともに、モータ・ジェネレータ14と蓄電装置35との間の回路にはインバータ36が設けられている。これらの蓄電装置33,35としては、二次電池、具体的にはバッテリ、キャパシタなどを用いることが可能である。また、インバータ34とインバータ36とを接続する電気回路39が設けられており、蓄電装置33と蓄電装置35との間で電力の授受をおこなうことが可能に構成されているとともに、モータ・ジェネレータ2とモータ・ジェネレータ14との間で、蓄電装置33,35を経由することなく、電力の授受をおこなうことが可能に構成されている。
Further, a
一方、変速機7の制御、例えば、ドライブポジション、リバースポジション、ニュートラルポジション、マニュアルポジションなどのシフトポジションを切り換える制御、ドライブポジションが選択された場合における変速段の自動変速制御などを実行するために、油圧制御装置37が設けられている。この油圧制御装置37は、油圧回路、マニュアルバルブ、ソレノイドバルブ、圧力制御弁などにより構成された公知の構成を有しており、油圧制御装置37により、各シフトポジションの切り換え、前述した摩擦係合装置の係合・解放が制御されるように構成されている。
On the other hand, in order to execute control of the transmission 7, for example, control for switching a shift position such as a drive position, a reverse position, a neutral position, a manual position, an automatic shift control of a shift stage when the drive position is selected, A
つぎに、制御系統について説明する。まず、電子制御装置38が設けられており、電子制御装置38には、シフトポジションセンサの信号、車速センサの信号、加速要求検知センサの信号、制動要求検知センサの信号、エンジン回転数センサの信号、蓄電装置33,35の充電量を検知するセンサの信号、モータ・ジェネレータ2,14の回転数を検知するセンサの信号、モータ・ジェネレータ2,14の温度を検知するセンサの信号、入力回転部材29および出力回転部材30の回転数を検知するセンサの信号、車両Veが走行する道路の勾配を検知するセンサの信号、車両Veの加速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38からは、エンジン1を制御する信号、モータ・ジェネレータ2,14(インバータ34,36)を制御する信号、油圧制御装置37を制御する信号などが出力される。
Next, the control system will be described. First, an
図9に示す車両Veにおいて、エンジン1が運転されて、エンジントルクが動力分配装置10のキャリヤ13に伝達されると、モータ・ジェネレータ14により反力トルクが受け持たれて、エンジントルクがリングギヤ11に伝達される。そのリングギヤ11に伝達されたトルクが、入力回転部材29および変速機7および出力回転部材30およびデファレンシャル31を経由して車輪3に伝達されて、駆動力が発生する。前記動力分配装置8においては、サンギヤ10とキャリヤ13とリングギヤ11との差動作用により、入力要素であるキャリヤ13と、出力要素であるリングギヤ11との変速比を制御することが可能である。具体的には、反力トルクを受け持つモータ・ジェネレータ14の出力を制御することにより、エンジン回転数を無段階に(連続的に)制御することが可能である。つまり、動力分配装置8は無段変速機(電気CVT部)としての機能を有している。
In the vehicle Ve shown in FIG. 9, when the
このように、モータ・ジェネレータ14で反力トルクを受け持つ場合、各種の条件に基づいて、モータ・ジェネレータ14の回転方向が、正回転、停止、逆回転などに選択的に切り換えられる。例えば、モータ・ジェネレータ14が正回転して反力トルクを受け持つ場合、モータ・ジェネレータ14は回生制御され、モータ・ジェネレータ14で発生した電力を、蓄電装置35に充電したり、インバータ36,34を経由させてモータ・ジェネレータ2に供給し、モータ・ジェネレータ2を力行制御することが可能である。すなわち、モータ・ジェネレータ2が電動機として駆動され、そのトルクが入力回転部材29、変速機7、デファレンシャル31を経由して車輪3に伝達される。これに対して、モータ・ジェネレータ14が逆回転して反力トルクを受け持つ場合、モータ・ジェネレータ14は力行制御される。モータ・ジェネレータ14に供給する電力は、蓄電装置35またはモータ・ジェネレータ2から供給することが可能である。すなわち、モータ・ジェネレータ2を回生制御させて、その電力を、インバータ34,36を経由させてモータ・ジェネレータ14に供給することも可能である。
As described above, when the motor /
ここで、動力分配装置8の変速比を制御する概念について説明すると、エンジン1の燃費を向上させることを目的として、エンジン1の運転状態と、動力分配装置8の変速比とを協調制御するものである。例えば、加速要求(アクセル開度)および車速に基づいて、車両Veにおける要求駆動力が求められる。これは、例えば予め用意したマップから求められる。その要求駆動力と車速とからエンジン1の要求出力が算出され、その要求出力を最小の燃費で出力する目標エンジン回転数が、マップを使用して求められる。そして、実エンジン回転数を燃費の良好な目標エンジン回転数に近づけるように、モータ・ジェネレータ14の出力(トルク×回転数)が制御される。この制御と並行して、実エンジン出力を目標エンジン出力に近づけるように、エンジン1の電子スロットルバルブの開度などが制御される。このように、動力分配装置8の変速比を制御することにより、エンジン1の運転状態を最適燃費線に沿って制御することが可能である。
Here, the concept of controlling the speed ratio of the power distribution device 8 will be described. For the purpose of improving the fuel consumption of the
また、前述したように、モータ・ジェネレータ2を電動機として駆動させ、モータ・ジェネレータ2のトルクを、変速機7を経由させて車輪3に伝達する制御を実行可能である。つまり、車輪3にトルクを伝達して駆動力を発生させる場合、エンジン1またはモータ・ジェネレータ2の少なくとも一方のトルクを車輪3に伝達可能であり、いずれの動力源のトルクまたは両方の動力源のトルクを伝達するかが、電子制御装置38に入力される信号およびデータに基づいて判断される。
Further, as described above, it is possible to execute control in which the motor /
これに対して、車両Veが惰力走行する場合は、車両Veの運動エネルギが変速機7および動力分配装置8を経由してエンジン1に伝達され、エンジンブレーキ力が発生する。また、車両Veの惰力走行時に入力回転部材29に伝達された運動エネルギの一部をモータ・ジェネレータ2に伝達し、このモータ・ジェネレータ2で回生制動力を発生させ、発生した電力を蓄電装置33に充電することも可能である。このエンジンブレーキ(動力源ブレーキ状態)は、前述したマニュアルモードで変速比(総合変速比)を増大させて設定することも可能である。
On the other hand, when the vehicle Ve travels coastingly, the kinetic energy of the vehicle Ve is transmitted to the
上述したように変速機7での各変速段は、車両Veの車速や要求出力(アクセル開度)などで決まる走行状態に基づいて設定され、それらの各変速段で走行している際に、無段変速部に相当する動力分配装置8では、エンジン1の回転数が最適燃費回転数となる制御が実行される。これは具体的に第一のモータ・ジェネレータ14を発電機として機能させ、あるいはモータとして機能させてその回転数を制御することにより行われる。したがって、車速の変化などに基づいて変速機7の入力側の回転部材29の回転数が連続的に変化すると、エンジン回転数を一定に維持するように第一のモータ・ジェネレータ14の回転数が制御されるから、その回転数や負荷が大きい場合には、次第に温度が高くなる。この発明の制御装置はこのような事態を防止もしくは抑制するために、以下の制御を実行するように構成されている。
As described above, each shift stage in the transmission 7 is set based on the running state determined by the vehicle speed of the vehicle Ve, the required output (accelerator opening), and the like, and when traveling at each of these shift stages, In the power distribution device 8 corresponding to the continuously variable transmission unit, control is performed so that the rotational speed of the
図1はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、エンジン1の出力が一定の等パワー走行している際に車速が上昇してアップシフトを行う場合の制御例である。先ず、必要なデータの読み込みなどの入力信号の処理が行われる(ステップS1)。ついで、モータ・ジェネレータ14,2などの電動機(MG)の温度が検出され、また予測される(ステップS2)。例えば現在の電動機温度が求められ、その温度と電動機の出力とその時点のエンジン出力で達する将来の予測車速とから、電動機の到達温度が予測される。そして、現在の温度もしくは予測された温度が、判断基準として予め定めた所定値より高いか否かが判断される(ステップS3)。なお、この所定値は、電動機ごとに設計上、定められている熱定格温度でもよいが、耐久性や効率を考慮して定めた温度であってもよい。
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of the control, and is a control example when the vehicle speed increases and the upshift is performed when the
このステップS3で否定的に判断された場合には、無段的変速が実行される(ステップS4)。ここで、無段的変速とは、エンジン回転数と出力軸回転数(前記出力回転部材30の回転数)との比(総合変速比)を変化させる変速の前後のエンジン回転数をほぼ一定に維持する変速の態様であり、通常の変速制御の態様である。したがって動力分配装置8においては、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数を連続的に変化させることになる。その結果、動力分配装置8の出力要素であるリングギヤ11の回転数が変化するのに対して入力要素であるキャリヤ13に連結されているエンジン1の回転数が変化しないので、動力分配装置8の変速比が連続的に(すなわち無段階に)変化する。
If a negative determination is made in step S3, a stepless speed change is executed (step S4). Here, the stepless speed change means that the engine speed before and after the speed change that changes the ratio (total speed ratio) between the engine speed and the output shaft speed (the speed of the output rotating member 30) is substantially constant. This is a mode of shifting to be maintained, and is a mode of normal shift control. Therefore, in the power distribution device 8, the rotation speed of the first motor /
これを図によって説明すると、図2は、前記動力分配装置8についての共線図と変速機7についての共線図とを示している。なお、ここに示す例では、変速機7が四つの回転要素を備えた遊星歯車機構もしくは複合遊星歯車機構によって構成され、かつブレーキB1を係合させることにより第1速が設定され、ブレーキB2を係合させることにより第2速が設定される。また、図2には、動力分配装置8を電気CVT部と記し、変速機7をAT部と記してある。 This will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows an alignment chart for the power distribution device 8 and an alignment chart for the transmission 7. In the example shown here, the transmission 7 is constituted by a planetary gear mechanism or a compound planetary gear mechanism having four rotating elements, and the first speed is set by engaging the brake B1, and the brake B2 is operated. The second speed is set by engaging. In FIG. 2, the power distribution device 8 is described as an electric CVT unit, and the transmission 7 is described as an AT unit.
ブレーキB1を係合させることにより変速機7で第1速を設定している場合には、変速機7の入力回転数が大きくなっており、これに対してブレーキB2を係合させて第2速が設定されると、変速機7の入力側の部材の回転数が低下する。動力分配装置8では、エンジン回転数を変えることなく、出力回転数を変速機7の入力側の部材の回転数に合わせて変化させるために、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数が負の回転数から正の回転数に変化させられる。すなわち、第一のモータ・ジェネレータ14をモータとして機能させて逆回転させている状態でその回転数を次第に低下させ、さらに正回転させて発電機として機能させる。なお、この場合、発電に伴う発熱があるが、第一のモータ・ジェネレータ14の温度が相対的に低いので、特に支障が生じることはない。
When the first speed is set by the transmission 7 by engaging the brake B1, the input rotational speed of the transmission 7 is increased, and the second speed is applied by engaging the brake B2. When the speed is set, the rotational speed of the input side member of the transmission 7 decreases. In the power distribution device 8, in order to change the output rotational speed in accordance with the rotational speed of the input side member of the transmission 7 without changing the engine rotational speed, the rotational speed of the first motor /
一方、電動機の温度が所定値より高いことによりステップS3で肯定的に判断された場合には、変速制御の態様が通常の無段的変速から多段的変速に変更される(ステップS5)。ここで多段的変速とは、変速の前後でエンジン回転数が変化する変速であって、前記変速機7での変速に伴う前記回転部材29およびこれに連結されているリングギヤ11の回転数の変化に対してサンギヤ10およびこれと一体の第一のモータ・ジェネレータ14の回転数の変化量を少なくし、もしくは回転数を変化させないことにより、エンジン回転数を変化させる制御である。また、このような変速の態様の変更は、具体的には、変速制御プログラムの変更や変速線図を変更して実行される。
On the other hand, when the temperature of the motor is higher than the predetermined value and a positive determination is made in step S3, the shift control mode is changed from a normal continuously variable shift to a multistage shift (step S5). Here, the multi-stage shift is a shift in which the engine speed changes before and after the shift, and the change in the rotation speed of the rotating
多段的変速を図によって説明すると、図3のとおりである。図3は上述した図2と同様の共線図であって、変速機7においてブレーキB1を係合させて第1速を設定している状態から、ブレーキB2を係合させて第2速にアップシフトする例を示している。前述したように、変速機7でのこのような変速によってその入力側の部材の回転数が低下する。これに合わせて動力分配装置8の出力部材であるリングギヤ11の回転数を低下させる場合、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数を大きく変化させずに、そのトルクを大きくすることによりエンジン1の回転数を低下させる。言い換えれば、出力要素の回転数の変化に合わせた第一のモータ・ジェネレータ14の回転数を、エンジン1の回転数を変化させることにより小さくする。
The multi-stage gear shifting will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a collinear diagram similar to FIG. 2 described above. In the state where the brake B1 is engaged and the first speed is set in the transmission 7, the brake B2 is engaged and the second speed is set. An example of upshifting is shown. As described above, such a shift in the transmission 7 reduces the rotational speed of the input side member. Accordingly, when the rotational speed of the
さらに、電動機の検出された温度もしくは予測された温度に基づいて、変速ステップ(変速比をステップ的に変化させる際の変化幅)が設定される(ステップS6)。例えば、電動機についての前記温度が高いほど、変速ステップが大きく設定される。すなわち、第一のモータ・ジェネレータ14を停止させて設定される変速比では、電気パスによる動力の伝達が生じないので、動力伝達効率が最も高くなり、この状態は変速機7での各変速段ごとに生じる。これに対して動力伝達効率が最も良い変速比の間の変速比は、第一のモータ・ジェネレータ14を動作させて設定するから、電気パスに伴う損失が生じ、動力伝達効率が低下し、また第一のモータ・ジェネレータ14などの電動機が発熱する。このような状態は、変速機7で変速が生じる状態で最も顕著になる。そこで、電動機の温度が高い場合には、動力の伝達効率が大きく悪化して発熱量が増大する前に変速機7での変速を生じさせるべく、変速ステップを大きくしたのである。
Further, based on the detected temperature or the predicted temperature of the electric motor, a gear change step (a change width when changing the gear ratio stepwise) is set (step S6). For example, the higher the temperature for the electric motor, the larger the shift step is set. That is, at the gear ratio set by stopping the first motor /
図1に示す例は、アップシフトの例であり、したがって上記のステップS6に続けて、変速比が予め定めた第一所定値α以下になったか否かが判断される(ステップS7)。この変速比は、前述した総合変速比であって、エンジン回転数と出力軸回転数との比である。また、第一所定値αは、変速機7の各変速段ごとに定めた判断基準値であって、動力伝達効率が最高の変速比から第一のモータ・ジェネレータ14を動作させて無段的変速により変速比を変化させ、それに伴って動力伝達効率が許容できる範囲の限界になる変速比である。したがって、このステップS7で否定的に判断された場合には、動力伝達効率が許容範囲を超えるほどにまで変速比が変化していないことになるので、前述したステップS4に進んで、無段的変速が継続される。
The example shown in FIG. 1 is an example of upshifting, and therefore, following the above step S6, it is determined whether or not the gear ratio has become equal to or smaller than a predetermined first predetermined value α (step S7). This speed change ratio is the above-described total speed change ratio and is a ratio between the engine speed and the output shaft speed. The first predetermined value α is a determination reference value determined for each gear position of the transmission 7, and is continuously variable by operating the first motor /
これとは反対にステップS7で否定的に判断された場合には、変速比がほぼ一定となるように車速の上昇に応じてエンジン回転数が上昇させられる(ステップS8)。すなわち、それまでの無段的変速は、エンジン回転数が変化しないように第一のモータ・ジェネレータ14の回転数を変化させる制御であるから、車速の上昇に応じて出力軸回転数が増大しているのに対してエンジン回転数が変化しないことにより連続的な変速が生じているが、ステップS8では、これとは反対にエンジン回転数が車速に応じて上昇するように第一のモータ・ジェネレータ14の回転数が制御され、それに伴って変速比がほぼ一定に維持される。なお、その場合の第一のモータ・ジェネレータ14の制御量は、無段的変速の場合より少なくなる。
On the other hand, if a negative determination is made in step S7, the engine speed is increased in accordance with the increase in vehicle speed so that the gear ratio is substantially constant (step S8). In other words, the continuously variable transmission until then is a control for changing the rotation speed of the first motor /
このステップS8での制御は、変速比固定的変速と称することのできる制御であって、その例を図4に共線図で示してある。図4は変速機7で第1速を設定している状態で車速が上昇する例を示してあり、変速機7では、ブレーキB1が係合している状態で出力軸回転数が上昇するので、その入力側の部材の回転数が次第に上昇する。変速比をほぼ一定に維持する変速制御では、変速機7の入力側の部材の回転数の上昇に合わせて動力分配装置8の出力要素であるリングギヤ11の回転数を上昇させる場合、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数を僅かに変化させるとともに、エンジン1の回転数を上昇させる。その結果、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数や出力は小さくなる。
The control in step S8 is control that can be called a gear ratio fixed shift, and an example thereof is shown in a collinear diagram in FIG. FIG. 4 shows an example in which the vehicle speed increases when the first speed is set in the transmission 7. In the transmission 7, the output shaft speed increases with the brake B1 engaged. The rotational speed of the input side member gradually increases. In the shift control for maintaining the transmission ratio substantially constant, when the rotation speed of the
また、エンジン1の出力をほぼ一定に維持するために(等パワー運転とするために)、上述したエンジン回転数の上昇に合わせて出力トルクが低減される(ステップS9)。その結果、エンジン1の運転点は、最適燃費線上の点から高回転数低トルク側にずれることになる。こうして上昇させられたエンジン回転数が第一基準回転数に達したか否か、すなわちその第一基準回転数以上か否かが判断される(ステップS10)。この第一基準回転数は、変速機7で変速を実行した後における変速比が予め定めた第二所定値βとなる値である。この第二所定値βは、変速後の変速比で動力の伝達効率が変速前より低下しない変速比として予め定めることができる。したがってステップS10での第一基準回転数は、車速(出力軸回転数)とその第二所定値βとから算出することができる。
Further, in order to keep the output of the
このステップS10で否定的に判断された場合には、エンジン回転数の上昇を待つために、ステップS8に戻る。これとは反対に肯定的に判断された場合には、変速後のエンジントルクがWOTトルクとなる運転点(もしくは最適燃費線より低回転数高トルク側の運転点)で、変速比が上記の第二所定値βとなるように変速が実行される(ステップS11)。なおここで、変速比についての上記の第一所定値αと第二所定値βとは、車速などでヒステリシスを設けた場合、変速の前後での電動機による損失がほぼ等しくなる値に設定する。 If a negative determination is made in step S10, the process returns to step S8 in order to wait for the engine speed to rise. On the other hand, if an affirmative determination is made, the engine speed after the shift is the operating point at which the engine torque becomes the WOT torque (or the operating point on the lower rotational speed and higher torque side than the optimum fuel consumption line), and the transmission ratio is Shifting is performed so as to be the second predetermined value β (step S11). Here, the first predetermined value α and the second predetermined value β for the gear ratio are set to values at which the loss due to the electric motor before and after the shift is substantially equal when hysteresis is provided for the vehicle speed or the like.
そして、変速比がほぼ一定になるように車速の上昇に応じてエンジン回転数が上昇させられる(ステップS12)。ついで、エンジン回転数が第二基準回転数に達したか否か、すなわち第二基準回転数以上か否かが判断される(ステップS13)。この第二基準回転数は、その時点のエンジン出力で最適燃費となる回転数であり、図式的にエンジン動作点が最適燃費線上となる値である。このステップS13で否定的に判断された場合には、エンジン回転数の上昇を待つために、ステップS12に戻り、これとは反対に固定的に判断された場合には、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数や出力を大きくする必要が無くなるので、ステップS4に進んで無段的変速が実行される。すなわち、多段的変速から無段的変速に復帰させられる。 Then, the engine speed is increased in accordance with the increase in the vehicle speed so that the gear ratio becomes substantially constant (step S12). Next, it is determined whether or not the engine speed has reached the second reference speed, that is, whether or not it is equal to or higher than the second reference speed (step S13). The second reference rotational speed is a rotational speed that provides optimum fuel consumption at the engine output at that time, and is a value that schematically shows the engine operating point on the optimal fuel consumption line. If a negative determination is made in step S13, the process returns to step S12 in order to wait for an increase in the engine speed. If it is fixedly determined in the opposite direction, the first motor / generator is determined. Since there is no need to increase the rotational speed or the output of 14, the process proceeds to step S4 where a continuously variable transmission is executed. That is, the multistage shift is returned to the continuously variable shift.
図5は、エンジン回転数と出力軸回転数との比である変速比iと動力の伝達効率との関係を、変速機7での変速比をパラメータとして示す線図であり、太い実線は各変速段で無段的変速を行う通常の場合を示し、細い矢印の付いた実線は、この発明に係る制御装置による制御の例を示している。変速機7では車速の上昇に伴って順次アップシフトされ、また各変速段では動力分配装置8で無段的変速が実行され、その結果、各変速段では車速の上昇に伴って伝達効率が上昇し、電気パスがゼロの最高効率点を超えると伝達効率が次第に低下し、その後、つぎの変速段にアップシフトされる。この発明に係る制御装置では、電動機の温度に応じて上述した多段的変速を実行するので、伝達効率の変化が通常の変速の場合より向上し、それに伴って電動機の温度上昇が防止され、あるいは温度が抑制される。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the speed ratio i, which is the ratio between the engine speed and the output shaft speed, and the power transmission efficiency, with the speed ratio in the transmission 7 as a parameter. A normal case in which a continuously variable transmission is performed at a gear stage is shown, and a solid line with a thin arrow indicates an example of control by the control device according to the present invention. The transmission 7 is sequentially upshifted as the vehicle speed increases, and a stepless shift is executed by the power distribution device 8 at each shift stage. As a result, the transmission efficiency increases at each shift stage as the vehicle speed increases. However, when the electric path exceeds the maximum efficiency point of zero, the transmission efficiency gradually decreases, and then upshifted to the next shift stage. In the control device according to the present invention, since the multi-stage shift described above is executed according to the temperature of the motor, the change in transmission efficiency is improved as compared with the normal shift, and accordingly, the temperature rise of the motor is prevented, or Temperature is suppressed.
これを第1速から第2速へのアップシフトの場合を例にとって説明する。変速機7の変速段が第1速の状態で走行し、かつエンジン回転数を最適燃費点に維持するように無段的変速が実施されており、車速が電気パスゼロの最高効率点を超えて上昇し、その過程で第一のモータ・ジェネレータ14などの電動機の検出温度もしくは予測温度が所定値を超えることが判断されると、無段的変速から多段的変速に変速の態様が変更される。併せて変速ステップが温度に応じて設定される。ここまでが上述した図1のステップS6までの制御である。
This will be described by taking as an example an upshift from the first speed to the second speed. The speed change step of the transmission 7 is in the state of the first speed, and the stepless speed change is performed so that the engine speed is maintained at the optimum fuel consumption point, and the vehicle speed exceeds the maximum efficiency point of zero electric path. If the detected temperature or the predicted temperature of the electric motor such as the first motor /
そして、車速の上昇に伴って変速比iが前述した第一所定値αに達すると、変速比iがほぼ一定となるようにエンジン回転数が上昇させられる。この多段的変速におけるエンジン回転数とエンジントルクとの変化を図6および図7に示してある。エンジン1は等パワー運転されているので、多段的変速により変速比がほぼ一定となるように回転数が上昇させられると(t1時点)、エンジントルクは図7に示すように低下する。また、このようなエンジン1の動作点の変化を示せば、図8のとおりであり、無段的変速で最適燃費線上にあった動作点が、高回転数低トルク側に変化させられる。図8にはこれを「t1〜t2」の矢印の付いた曲線で示してある。
When the speed ratio i reaches the above-mentioned first predetermined value α as the vehicle speed increases, the engine speed is increased so that the speed ratio i becomes substantially constant. Changes in engine speed and engine torque in this multi-stage shift are shown in FIGS. Since the
こうしてエンジン回転数が第一基準回転数に達すると(t2時点)、変速機7の変速比が第1速から第2速にステップ的に切り替えられる。すなわち、変速比iが第二所定値βとなるように変速させられる。またエンジン1の動作点が、WOT線上の動作点もしくは低回転数高トルク側の動作点に等パワー線上で変更される(t3時点)。図8には、これを「t2〜t3」の矢印の付いた曲線で示してある。また、この過程での変速比iの変化を、図5に左向きの矢印の付いた線で示してある。
Thus, when the engine speed reaches the first reference speed (at time t2), the gear ratio of the transmission 7 is switched stepwise from the first speed to the second speed. That is, the gear ratio i is changed so as to be the second predetermined value β. Also, the operating point of the
その後、図6および図7にt3時点からt4時点までの変化として示してあるように、変速比iがほぼ一定となるように車速の上昇に応じてエンジン回転数を上昇させる。この過程においてもエンジン1は等パワー運転しているので、回転数の上昇に伴ってトルクが次第に低下する。したがってエンジン1の動作点は、図8に破線で示す等パワー線上を、WOT線上の動作点から最適燃費線上の動作点に向けて移動し、図8には「t3〜t4」の矢印の付いた曲線で示してある。そして、エンジン回転数が最適燃費線上の動作点の回転数すなわち図1のステップS13に示す第二基準回転数に達すると、変速の態様が無段的変速に切り替えられ、エンジン回転数を最適燃費線上の動作点となる回転数に維持するように第一のモータ・ジェネレータ14の回転数が制御される。
Thereafter, as shown in FIGS. 6 and 7 as a change from the time point t3 to the time point t4, the engine speed is increased in accordance with the increase in the vehicle speed so that the transmission ratio i becomes substantially constant. In this process as well, the
すなわち、この発明に係る制御装置では、変速機7での変速前の変速比と変速後の変速比とが一致する前に、変速機7での変速を実行することになり、これは、図5に示す第一所定値αから第二所定値βへのステップ的な変速である。したがって、第一のモータ・ジェネレータ14を動作させる無段的変速を中断して変速機7の変速比をステップ的に変化させるので、第一のモータ・ジェネレータ14の回転数や出力が増大して伝達効率が低下する前に変速が完了するので、動力の伝達効率の悪化を防止もしくは抑制することができる。換言すれば、第一のモータ・ジェネレータ14などの電動機の出力の低減量Dpが大きく改善されるので、各モータ・ジェネレータ14,2での発熱を防止もしくは抑制でき、ひいてはその耐久性の悪化を抑制することができる。また、この発明に係る上記の制御装置によれば、変速比がステップ的に変化するように変速機7での変速を実行するとしても、その変速の過程でエンジン回転数およびトルクを等出力状態で変化させるので、変速ショックや駆動力の変化などを抑制してドライバビリティの悪化を防止もしくは抑制することができる。
That is, in the control device according to the present invention, before the transmission gear ratio before the transmission in the transmission 7 coincides with the transmission gear ratio after the shift, the transmission in the transmission 7 is executed. 5 is a stepwise shift from the first predetermined value α to the second predetermined value β. Accordingly, the stepless speed change for operating the first motor /
上述した多段的変速はアップシフトの場合に限らず、ダウンシフトの場合にも同様に実行することができる。そして、アップシフトの場合に多段的変速を実行する動作点とダウンシフトの場合に多段的変速を実行する動作点とは、共に動力損失がほぼ等しい動作点とすることが好ましい。図5には変速機7の変速比を第2速から第1速に切り替える場合に多段的変速を実行する点をα’で示してある。こうすることにより、電動機の温度もしくは予測された温度が高い場合、アップシフトおよびダウンシフトのいずれであっても、いわゆる電気パスによる動力伝達の増大やそれに伴う動力損失を低減し、同時に電動機の温度上昇を防止もしくは抑制することができる。 The multi-stage shift described above can be executed not only in the case of an upshift but also in the case of a downshift. It is preferable that the operating point for executing multi-stage shifting in the case of an upshift and the operating point for executing multi-stage shifting in the case of a downshift are both operating points having substantially the same power loss. In FIG. 5, α ′ indicates a point at which the multi-stage shift is executed when the transmission ratio of the transmission 7 is switched from the second speed to the first speed. By doing this, if the temperature of the motor or the predicted temperature is high, the increase in power transmission by the so-called electric path and the accompanying power loss can be reduced at the same time, regardless of whether the shift is upshift or downshift. The rise can be prevented or suppressed.
アップシフトおよびダウンシフトの際に多段的変速を実行する動作点を動力損失の等しい点とすることに伴って、多段的変速から無段的変速に移行する動作点(変速比i)を、多段的変速を開始する動作点(変速比i)に対して、動力伝達効率の高い方にずらして設定する。これを図5にβ’で示してある。このようにすることにより、前記温度が高い状態でのアップシフトの場合とダウンシフトの場合との変速点にヒステリシスHsを設定していわゆるビジーシフトを防止することができる。なお、このような動作点の設定は、例えば図1に示す第二所定値βを、第一所定値αより動力伝達効率の高い値にすることにより行うことができる。 An operating point (speed ratio i) for shifting from a multi-stage shift to a continuously variable shift is set in accordance with the fact that the operating point at which the multi-stage shift is executed at the time of upshifting and downshift is made equal to the point of power loss. The operating point (speed ratio i) for starting the automatic shift is set so as to be shifted to the higher power transmission efficiency. This is indicated by β 'in FIG. By doing so, it is possible to prevent the so-called busy shift by setting the hysteresis Hs at the shift points between the upshift and the downshift in the state where the temperature is high. Such an operating point can be set, for example, by setting the second predetermined value β shown in FIG. 1 to a value with higher power transmission efficiency than the first predetermined value α.
また、多段的変速を伴うダウンシフトの際のエンジン回転数およびエンジントルクの変化を、図6および図7に破線で模式的に示してある。したがって、ダウンシフトの場合は、図1におけるステップS7の判断を、変速比が第一所定値α’以上か否かの判断とし、ステップS8の制御内容をエンジン回転数の低下に置き換え、ステップS9トルクの低減をトルクの増大に変更する。さらに、ステップS10の判断を、エンジン回転数がダウンシフトでの第一基準回転数以下か否かの判断とし、ステップS11の制御内容を、高回転低トルク側の運転点への変更および変速比を第二所定値β’にする変速に置き換え、さらにステップS12では車速の低下に応じてエンジン回転数を低下させることとし、そしてステップS13の判断内容を、エンジン回転数がダウンシフトについての第二基準回転数以下になったか否かの判断に置き換える。 In addition, changes in engine speed and engine torque during a downshift involving multi-stage shifting are schematically shown by broken lines in FIGS. 6 and 7. Therefore, in the case of a downshift, the determination in step S7 in FIG. 1 is a determination as to whether or not the gear ratio is equal to or greater than the first predetermined value α ′, and the control content in step S8 is replaced with a decrease in engine speed. Change torque reduction to torque increase. Further, the determination in step S10 is a determination as to whether or not the engine speed is equal to or lower than the first reference speed in the downshift. Is replaced with a shift to a second predetermined value β ′, and in step S12, the engine speed is decreased in accordance with the decrease in the vehicle speed. Replace with the judgment of whether or not it is below the reference speed.
ここで上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図1のステップS2の機能的手段が、この発明の温度判定手段に相当し、またステップS3ないしステップS6の機能的手段が、この発明の変速態様選択手段に相当する。さらに、ステップS4およびステップS8の機能的手段が、この発明の原動機制御手段および他の原動機制御手段に相当する。 Here, the relationship between the above-described specific example and the present invention will be briefly described. The functional means in step S2 in FIG. 1 corresponds to the temperature determining means in the present invention, and the functional means in steps S3 to S6. This corresponds to the shift mode selection means of the present invention. Furthermore, the functional means of step S4 and step S8 correspond to the prime mover control means and other prime mover control means of the present invention.
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、原動機の動力を分配する機構は、差動作用によって動力の分配を行うものであればよく、シングルピニオン型遊星歯車機構以外の機構によって構成されていてもよい。また、変速機は、遊星歯車機構を主体に構成したものに限らず、複数の歯車対とトルク伝達する歯車対を選択する切換機構とを備えた構成など、要は変速比をステップ的に変化させ得る構成であればよい。さらに、この発明は、ハイブリッド駆動装置以外の駆動装置を対象とする制御装置にも適用することができる。 The present invention is not limited to the specific examples described above, and the mechanism for distributing the power of the prime mover may be any mechanism that distributes the power by differential action, and may be a mechanism other than the single pinion type planetary gear mechanism. It may be configured. In addition, the transmission is not limited to a planetary gear mechanism as a main component, but includes a switching mechanism that selects a plurality of gear pairs and a gear pair that transmits torque. Any configuration can be used. Furthermore, the present invention can also be applied to a control device that targets a drive device other than a hybrid drive device.
1…エンジン、 2,14…モータ・ジェネレータ、 7…変速機(有段変速部、AT部)、 8…動力分配機構(無段変速部、電気CVT部)、 33…蓄電装置、 38…電子制御装置(制御装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記電動機の温度を検出もしくは予測する温度判定手段と、
その温度判定手段で検出もしくは予測された温度に基づいて、実行するべき変速の態様として前記無段的変速と多段的変速とのいずれかを選択する変速態様選択手段と
を備えていることを特徴とする駆動装置の制御装置。 A continuously variable transmission that includes a power distribution mechanism that distributes the power output by the prime mover to an electric motor and an output member, and a transmission that transmits power from the output member, and that maintains the rotational speed of the prime mover substantially constant; In the control device of the driving device capable of multi-stage speed change that changes the rotational speed of the prime mover,
Temperature determining means for detecting or predicting the temperature of the electric motor;
A shift mode selection unit that selects either the stepless shift or the multi-step shift as a mode of shift to be executed based on the temperature detected or predicted by the temperature determination unit is provided. A control device for the drive device.
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