JP2009137365A - ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009137365A JP2009137365A JP2007314061A JP2007314061A JP2009137365A JP 2009137365 A JP2009137365 A JP 2009137365A JP 2007314061 A JP2007314061 A JP 2007314061A JP 2007314061 A JP2007314061 A JP 2007314061A JP 2009137365 A JP2009137365 A JP 2009137365A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- reaction force
- engine
- differential
- force control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】差動作用が作動可能な差動機構と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置において燃費低下を抑制する制御装置を提供する。
【解決手段】選択手段84は、車両の燃費低下を抑制するように、第1電動機によってエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させる電気的反力制御と切換ブレーキB0のスリップによって反力トルクTRを発生させる機械的反力制御とを比較してそれらの選択をし、その選択に従って、機械的反力制御手段86が上記機械的反力制御を実行し、或いは電気的反力制御手段88が上記電気的反力制御を実行するので、エンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させる場合において前記機械的反力制御を実行することが無い制御装置と比較して、燃費低下を抑制し得る選択肢をより多く有し、燃費低下を抑制できる。
【選択図】図6
【解決手段】選択手段84は、車両の燃費低下を抑制するように、第1電動機によってエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させる電気的反力制御と切換ブレーキB0のスリップによって反力トルクTRを発生させる機械的反力制御とを比較してそれらの選択をし、その選択に従って、機械的反力制御手段86が上記機械的反力制御を実行し、或いは電気的反力制御手段88が上記電気的反力制御を実行するので、エンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させる場合において前記機械的反力制御を実行することが無い制御装置と比較して、燃費低下を抑制し得る選択肢をより多く有し、燃費低下を抑制できる。
【選択図】図6
Description
本発明は、ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置に係り、ハイブリッド車両の燃費向上を図る技術に関するものである。
従来から、走行用駆動源である内燃機関と駆動輪との間に連結された差動機構と、その差動機構に連結されその差動機構の差動状態を制御するための差動用電動機である第1電動機と、上記差動機構を非差動状態にすることができる摩擦係合装置と、上記差動機構から上記駆動輪への動力伝達経路に連結された第2電動機とを備えたハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置が知られている。例えば、特許文献1に示されたハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置がそれである。その特許文献1の制御装置によれば、上記内燃機関と第1電動機と第2電動機との出力により走行するHV走行モードにおいて、上記第1電動機が発電機としてではなく電動機として機能しその第1電動機への電力供給のために上記第2電動機が発電機として機能する運転状態である動力循環状態になってしまう場合には、燃費低下を抑制するため、前記摩擦係合装置が係合すなわちロックされて前記差動機構が差動作用の不能な非差動状態とされ、前記内燃機関の回転が所定の変速比で変速されて前記駆動輪に伝達される。
特開2004−284550号公報
特開2007−1492号公報
前記特許文献1に示されたハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれれば、確かに、前記摩擦係合装置の係合により前記動力循環状態になってしまうことは回避され、前記第1電動機の電力消費による燃費低下に対して一定の抑制効果は期待できる。しかし、前記差動機構が非差動状態とされその差動機構の変速比が固定された場合には、前記内燃機関の回転速度は車速に拘束されるので、その内燃機関の回転速度及び出力トルクなどで示される内燃機関の動作状態を示す動作点、すなわち内燃機関の動作点が内燃機関の運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められた最適燃費率曲線から外れる場合があり、そのように上記最適燃費率曲線から上記内燃機関の動作点が外れれば、その分、燃費低下を生じさせることになっていた。
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、差動作用が作動可能な差動機構と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置において、燃費低下を抑制する制御装置を提供することにある。
かかる目的を達成するために、請求項1に係る発明は、(a)走行用駆動源と駆動輪との間に連結された差動機構とその差動機構に動力伝達可能に連結された差動用電動機とを有しその差動用電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部に備えられ前記差動機構を差動作用が不能な非差動状態とすることができる摩擦係合装置と、を備えたハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b)前記差動機構の差動作用が作動可能な差動可能状態において前記走行用駆動源の出力トルクに対する前記差動用電動機の反力トルクを制御することである電気的反力制御を実行する電気的反力制御手段と、(c)前記差動可能状態において前記摩擦係合装置をスリップさせるスリップ係合状態とすることにより前記走行用駆動源の出力トルクに対する反力トルクを制御することである機械的反力制御を実行する機械的反力制御手段と、(d)車両の燃費低下を抑制するように前記電気的反力制御と機械的反力制御の選択をする選択手段とを、備えたことを特徴とする。
請求項2に係る発明では、前記選択手段は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の出力の増減量である駆動源出力増減量とに基づき前記選択をすることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、前記選択手段は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の動作点の移動量とに基づき前記選択をすることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、前記選択手段は、前記電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の動作点の移動量と前記機械的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量であるスリップ損失増減量とに基づき前記選択をすることを特徴とする。
請求項5に係る発明では、前記選択手段は、前記摩擦係合装置のスリップが可能とされる予め定められた作動領域であるスリップ可能領域の範囲内で前記摩擦係合装置が作動するように前記機械的反力制御の選択をすることを特徴とする。
請求項6に係る発明では、前記選択手段は、前記電気的反力制御と前記機械的反力制御との併用制御を選択することが可能であることを特徴とする。
請求項7に係る発明は、前記機械的反力制御、電気的反力制御、又は併用制御では、予め設定された前記走行用駆動源の動作曲線にその走行用駆動源の動作点が沿うように前記反力トルクが制御されることを特徴とする。
請求項8に係る発明では、(a)前記電気式差動部から前記駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する変速部が設けられ、(b)前記選択手段は、前記変速部の変速比にかかわらず前記選択をすることができることを特徴とする。
請求項1に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、(a)前記差動可能状態において前記走行用駆動源の出力トルクに対する前記差動用電動機の反力トルクを制御することである電気的反力制御を実行する電気的反力制御手段と、(b)上記差動可能状態において前記摩擦係合装置をスリップさせるスリップ係合状態とすることにより前記走行用駆動源の出力トルクに対する反力トルクを制御することである機械的反力制御を実行する機械的反力制御手段と、(c)車両の燃費低下を抑制するように前記電気的反力制御と機械的反力制御の選択をする選択手段とを備えているので、前記機械的反力制御を実行することが無い制御装置と比較して、燃費低下を抑制し得る選択肢をより多く有し、燃費低下を抑制できる。
請求項2に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記選択手段は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の出力の増減量である駆動源出力増減量とに基づき前記選択をするので、前記差動用電動機及び上記走行用駆動源のそれぞれの運転状態の燃費低下に及ぼす影響が比較され車両全体として燃費低下を抑制する制御が選択される。
請求項3に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記選択手段は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の動作点の移動量とに基づき前記選択をするので、前記差動用電動機及び上記走行用駆動源のそれぞれの運転状態の燃費低下に及ぼす影響が比較され車両全体として燃費低下を抑制する制御が選択される。
請求項4に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記選択手段は、前記電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の動作点の移動量と前記機械的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量であるスリップ損失増減量とに基づき前記選択をするので、前記請求項3に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置と比較して、上記選択手段が考慮するパラメータが増え、より適切に燃費低下を抑制する制御が選択される。
請求項5に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記選択手段は、前記摩擦係合装置のスリップが可能とされる予め定められた作動領域であるスリップ可能領域の範囲内で前記摩擦係合装置が作動するように前記機械的反力制御の選択をするので、その摩擦係合装置の耐久性が維持される。
請求項6に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記選択手段は、前記電気的反力制御と前記機械的反力制御との併用制御を選択することが可能であるので、上記選択手段の選択肢が増え、一層、燃費低下を抑制できることがある。
請求項7に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記機械的反力制御、電気的反力制御、又は併用制御では、予め設定された前記走行用駆動源の動作曲線にその走行用駆動源の動作点が沿うように前記反力トルクが制御されるので、前記機械的反力制御、電気的反力制御、又は併用制御の実行により上記動作曲線に従った上記走行用駆動源の動作状態を車速に左右されずに維持できる。
請求項8に係る発明のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記選択手段は、前記変速部の変速比にかかわらず前記選択をすることができるので、幅広い走行状態において燃費低下を抑制することができる。
ここで好適には、前記走行用駆動源は内燃機関である。
また好適には、前記差動用電動機は発電機としても電動機としても機能することができ、上記差動用電動機が発電機として機能する場合には前記機械的反力制御手段は機械的反力制御を実行しない。
また好適には、上記差動用電動機が電動機として機能する場合には前記選択手段は上記機械的反力制御または前記併用制御を選択する。このようにした場合には、上記差動用電動機の電力消費による燃費低下を適切に抑制できる。ここで、上記差動用電動機は、その回転速度の絶対値を大きくする方向にトルクを出力する場合に電動機として機能する。
また好適には、前記選択手段は、前記摩擦係合装置を係合させることにより前記差動機構を非差動状態にすることを選択することが可能である。このようにした場合には、上記選択手段の選択肢が増え、一層、燃費低下を抑制できることがある。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の制御装置が適用されハイブリッド車両用動力伝達装置に対応する動力伝達装置10を説明する骨子図である。図1において、動力伝達装置10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、「ケース12」という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)を介して直接に連結された差動部11と、その差動部11と駆動輪38(図6参照)との間の動力伝達経路で伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この動力伝達装置10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源(走行用駆動源)として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と一対の駆動輪38(図6参照)との間に設けられて、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪38へ伝達する。
このように、本実施例の動力伝達装置10においてはエンジン(走行用駆動源)8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、動力伝達装置10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。
本発明の電気式差動部に対応する差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16と、伝達部材18と一体的に回転するように設けられている第2電動機M2とを備えている。なお、第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、動力分配機構16の差動状態を制御するための差動用電動機である第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、走行用電動機である第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
本発明の差動機構に対応する動力分配機構16は、所定のギヤ比ρXを有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と、所定のギヤ比ρ0を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置25と、油圧式の摩擦係合装置である切換ブレーキB0および切換クラッチC0とを主体的に備えている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第2遊星歯車装置25は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρXはZS1/ZR1であり、第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2とすると、例えば「0.418」程度の上記ギヤ比ρ0はZS2/ZR2である。また、上記ギヤ比ρXとρ0との大きさを比較すると「ρX<ρ0」の関係にある。
この動力分配機構16においては、一体的に連結された第1キャリヤCA1と第2キャリヤCA2とは入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、一体的に連結された第1リングギヤR1と第2リングギヤR2とは伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は第2サンギヤS2とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は第2サンギヤS2と第2キャリヤCA2との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動可能状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構16)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が差動可能状態とされると差動部11も差動可能状態とされ、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0minから最大値γ0maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。このように動力分配機構16が差動可能状態とされると、動力分配機構16(差動部11)に動力伝達可能に連結された第1電動機M1、第2電動機M2、およびエンジン8の運転状態が制御されることにより、動力分配機構16の差動状態、すなわち入力軸14の回転速度と伝達部材18の回転速度の差動状態が制御される。
この状態で、上記切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が係合させられると動力分配機構16は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチC0が係合させられて第2サンギヤS2と第2キャリヤCA2とが一体的に係合させられると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1及び第2遊星歯車装置25の3要素である第2サンギヤS2、第2キャリヤCA2、第2リングギヤR2が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられて第2サンギヤS2がケース12に連結させられると、第2遊星歯車装置25は第1サンギヤS1が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11(動力分配機構16)も非差動状態とされる。また、第1リングギヤR1は第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、動力分配機構16は増速機構として機能するものであり、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、差動部11(動力分配機構16)の変速状態を差動可能状態すなわち非ロック状態と非差動状態すなわちロック状態とに、すなわち差動部11(動力分配機構16)を電気的な差動装置として作動可能な差動可能状態例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な無段変速作動しない変速状態例えば無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動をしないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態(非差動状態)、換言すれば変速比が一定の1段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。
本発明の変速部に対応する自動変速部20は、その変速比(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)を段階的に変化させることができる有段式の自動変速機として機能する変速部であり、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第4遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第5遊星歯車装置30を備えている。第3遊星歯車装置26は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第4遊星歯車装置28は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第5遊星歯車装置30は、第5サンギヤS5、第5遊星歯車P5、その第5遊星歯車P5を自転および公転可能に支持する第5キャリヤCA5、第5遊星歯車P5を介して第5サンギヤS5と噛み合う第5リングギヤR5を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4、第5サンギヤS5の歯数をZS5、第5リングギヤR5の歯数をZR5とすると、上記ギヤ比ρ1はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ2はZS4/ZR4、上記ギヤ比ρ3はZS5/ZR5である。
自動変速部20では、第3サンギヤS3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第3キャリヤCA3は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第5リングギヤR5は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第3リングギヤR3と第4キャリヤCA4と第5キャリヤCA5とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第4リングギヤR4と第5サンギヤS5とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。このように、自動変速部20と伝達部材18とは自動変速部20の変速段を成立させるために用いられる第1クラッチC1または第2クラッチC2を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第1クラッチC1および第2クラッチC2は、伝達部材18と自動変速部20との間すなわち差動部11(伝達部材18)と駆動輪38との間の動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくとも一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第1クラッチC1および第2クラッチC2が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3は従来の車両用有段式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された動力伝達装置10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、動力伝達装置10は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部11も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
例えば、動力伝達装置10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば全てのクラッチ及びブレーキC0,C1,C2,B0,B1,B2,B3が解放される。
しかし、動力伝達装置10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、自動変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置10全体としてのトータル変速比(総合変速比)γTが無段階に得られるようになる。
図3は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部20とから構成される動力伝達装置10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、25、26、28、30のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する動力分配機構16の4つの要素に対応する4本の縦線Y1、Y2、Y3、Y4は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第4回転要素(第4要素)RE4に対応する第2サンギヤS2、第1回転要素(第1要素)RE1に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2、第3回転要素(第3要素)RE3に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2リングギヤR2の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1、第2遊星歯車装置24、25のギヤ比ρX、ρ0に応じてそれぞれ定められている。さらに、自動変速部20の5本の縦線Y5、Y6、Y7、Y8、Y9は、左から順に、第5回転要素(第5要素)RE5に対応し且つ相互に連結された第3サンギヤS3および第4サンギヤS4を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第3キャリヤCA3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第5リングギヤR5を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4キャリヤCA4、第5キャリヤCA5を、第9回転要素(第9要素)RE9に対応し且つ相互に連結された第4リングギヤR4、第5サンギヤS5をそれぞれ表し、それらの間隔は第3、第4、第5遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ1、ρ2、ρ3に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y2とY3との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y3とY4との間隔はギヤ比ρ0に対応する間隔に設定される。また、自動変速部20では各第3、第4、第5遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置10は、動力分配機構16(差動部11)において、第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1、第2キャリヤCA2)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されるとともに切換クラッチC0を介して第4回転要素RE4(第2サンギヤS2)と選択的に連結され、第2回転要素RE2(第1サンギヤS1)が第1電動機M1に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1、第2リングギヤR2)RE3が伝達部材18および第2電動機M2に連結され、第4回転要素RE4が切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して自動変速部(有段変速部)20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y3とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
例えば、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動可能状態)に切換えられたときは、第1電動機M1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転が上昇或いは下降させられると、車速Vに拘束される第1リングギヤR1の回転速度が略一定である場合には、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1キャリヤCA1の回転速度が上昇或いは下降させられる。また、切換クラッチC0の係合により第2サンギヤS2と第2キャリヤCA2とが連結されると、動力分配機構16は第1〜第4回転要素RE1〜RE4が一体回転する非差動状態とされるので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で伝達部材18が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合によって第2サンギヤS2の回転が停止させられると動力分配機構16は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y4との交点で示される第1リングギヤR1すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で自動変速部20へ入力される。
また、自動変速部20において第5回転要素RE5は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第8回転要素RE8は出力軸22に連結され、第9回転要素RE9は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
自動変速部20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第9回転要素RE9の回転速度を示す縦線Y9と横線X2との交点と第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第4速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第9回転要素RE9に差動部11すなわち動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、差動部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L5と出力軸22と連結された第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示される。
図4は、本発明に係るハイブリッド車両用動力伝達装置に対応する動力伝達装置10を制御するための制御装置である電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン8、第1電動機M1、第2電動機M2に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
電子制御装置40には、図4に示す各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPWを示す信号、シフトポジションPSHを表す信号、レゾルバなどの回転速度センサにより検出される第1電動機M1の回転速度NM1(以下、「第1電動機回転速度NM1」という)及びその回転方向を表す信号、レゾルバなどの回転速度センサ44(図1参照)により検出される第2電動機M2の回転速度NM2(以下、「第2電動機回転速度NM2」という)及びその回転方向を表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、車速センサ46(図1参照)により検出される出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速V及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部20の作動油温を示す油温信号TEMPATF、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量Accを示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各車輪の車輪速を示す車輪速信号、エンジン8の空燃比A/Fを示す信号などが、それぞれ供給される。なお、上記回転速度センサ44及び車速センサ46は回転速度だけでなく回転方向をも検出できるセンサであり、車両走行中に自動変速部20が中立ポジションである場合には車速センサ46によって車両の進行方向が検出される。
また、上記電子制御装置40からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置43(図6参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管95に備えられた電子スロットル弁96の開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ97への駆動信号や燃料噴射装置98によるエンジン8の各気筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置99によるエンジン8の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、差動部11や自動変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42(図6参照)に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
図5は複数種類のシフトポジションPSHを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置48の一例を示す図である。このシフト操作装置48は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションPSHを選択するために操作されるシフトレバー49を備えている。
そのシフトレバー49は、動力伝達装置10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、動力伝達装置10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「N(ニュートラル)」、動力伝達装置10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または手動変速走行モード(手動モード)を成立させて上記自動変速制御における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。
上記シフトレバー49の各シフトポジションPSHへの手動操作に連動して図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「D」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路42が電気的に切り換えられる。
上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションPSHにおいて、「P」ポジションおよび「N」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2のいずれもが解放されるような自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第1クラッチC1および第2クラッチC2による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくとも一方が係合されるような自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第1クラッチC1および/または第2クラッチC2による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー49が「P」ポジション或いは「N」ポジションから「R」ポジションへ手動操作されることで、第2クラッチC2が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー49が「N」ポジションから「D」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第1クラッチC1が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、シフトレバー49が「R」ポジションから「P」ポジション或いは「N」ポジションへ手動操作されることで、第2クラッチC2が解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー49が「D」ポジションから「N」ポジションへ手動操作されることで、第1クラッチC1および第2クラッチC2が解放されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
図6は、電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図6において、有段変速制御手段54は、自動変速部20の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された図7の実線および一点鎖線に示す関係(変速線図、変速マップ)から車速Vおよび自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、自動変速部20の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部20の変速を実行する。このとき、有段変速制御手段54は、例えば図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令)を油圧制御回路42へ出力する。
ハイブリッド制御手段52は、動力伝達装置10の前記無段変速状態すなわち差動部11の差動可能状態においてエンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて差動部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとなるようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。
ハイブリッド制御手段52は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速Vおよび自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52は例えばエンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように図9に示すような予め実験的に定められたエンジン8の最適燃費率曲線LEF(燃費マップ、関係)を予め記憶しており、エンジン回転速度NE及びエンジントルクTEなどを座標軸とする二次元座標においてエンジン8の動作状態を示す動作点PEG(エンジン動作点PEG)が上記最適燃費率曲線LEFに沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように動力伝達装置10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御する。
このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通してその電気エネルギが第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。逆に、第1電動機M1が発電機としてではなく電動機とし電気エネルギを消費してエンジン8の出力トルクTEに対する反力トルクを発生し、その第1電動機M1への電力供給のために第2電動機が発電機として機能する運転状態である動力循環状態になった場合にも、第1電動機M1と第2電動機M2との間に上記電気パスは構成される。
ハイブリッド制御手段52は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ97により電子スロットル弁96を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置98による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置99による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置43に出力して必要なエンジン出力を発生するようにエンジン8の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。例えば、ハイブリッド制御手段52は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度信号Accに基づいてスロットルアクチュエータ97を駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。
前記図7の実線Aは、車両の発進/走行用(以下、走行用という)の駆動力源をエンジン8と電動機例えば第2電動機M2とで切り換えるための、言い換えればエンジン8を走行用の駆動力源として車両を発進/走行(以下、走行という)させる所謂エンジン走行と第2電動機M2を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図7に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線(実線A)を有する予め記憶された関係は、車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図(駆動力源マップ)の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図7中の実線および一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶手段56に予め記憶されている。
そして、ハイブリッド制御手段52は、例えば図7の駆動力源切換線図から車速Vと要求出力トルクTOUTとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行は、図7から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT時すなわち低エンジントルクTE時、或いは車速Vの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
ハイブリッド制御手段52は、このモータ走行時には、停止しているエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部11の差動作用によりエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持する。
ハイブリッド制御手段52は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン8の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン8の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段66を備えている。このエンジン始動停止制御手段66は、ハイブリッド制御手段52により例えば図7の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行と切換えが判断された場合に、エンジン8の始動または停止を実行する。
例えば、エンジン始動停止制御手段66は、図7の実線Bの点a→点bに示すように、アクセルペダルが踏込操作されて要求出力トルクTOUTが大きくなり車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第1電動機M1に通電して第1電動機回転速度NM1を引き上げることで、すなわち第1電動機M1をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度NEを引き上げ、所定のエンジン回転速度NE’例えば自律回転可能なエンジン回転速度NEで点火装置99により点火させるようにエンジン8の始動を行って、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行からエンジン走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段66は、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き上げることでエンジン回転速度NEを速やかに所定のエンジン回転速度NE’まで引き上げてもよい。これにより、良く知られたアイドル回転速度NEIDL以下のエンジン回転速度領域における共振領域を速やかに回避できて始動時の振動が抑制される。なお、正常動作では第2電動機M2は一方向にしか回転せず第1電動機M1は正逆両方向に回転し得るので、第2電動機M2の回転方向と同じ第1電動機M1の回転方向を第1電動機M1の正回転方向とする。従って、第1電動機M1が逆回転方向(負回転方向)に回転している場合にその回転速度NM1が零に近付けられることは回転方向(符号の正負)をも考慮すればその値は大きくなるので、第1電動機回転速度NM1が引き上げられるということである。
また、エンジン始動停止制御手段66は、図7の実線Bの点b→点aに示すように、アクセルペダルが戻されて要求出力トルクTOUTが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置98により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン8の停止を行って、ハイブリッド制御手段52によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段66は、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き下げることでエンジン回転速度NEを速やかに零乃至略零まで引き下げてもよい。これにより、上記共振領域を速やかに回避できて停止時の振動が抑制される。或いは、エンジン始動停止制御手段66は、フューエルカットより先に、第1電動機回転速度NM1を引き下げてエンジン回転速度NEを引き下げ、所定のエンジン回転速度NE’でフューエルカットするようにエンジン8の停止を行ってもよい。
また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第1電動機M1からの電気エネルギおよび/または蓄電装置60からの電気エネルギを第2電動機M2へ供給し、その第2電動機M2を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストが可能である。よって、本実施例ではエンジン8と第2電動機M2との両方を走行用の駆動力源とする車両の走行はモータ走行ではなくエンジン走行に含まれるものとする。
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によってエンジン8の運転状態を維持させることができる。例えば、車両停止時に蓄電装置60の充電残量SOCが低下して第1電動機M1による発電が必要となった場合には、エンジン8の動力により第1電動機M1が発電させられてその第1電動機M1の回転速度が引き上げられ、車速Vで一意的に決められる第2電動機回転速度NM2が車両停止状態により零(略零)となっても動力分配機構16の差動作用によってエンジン回転速度NEが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1および/または第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを任意の回転速度に維持させられる。例えば、図3の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段52はエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速Vに拘束される第2電動機回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機回転速度NM1の引き上げを実行する。
増速側ギヤ段判定手段62は、動力伝達装置10を有段変速状態とする際に切換クラッチC0および切換ブレーキB0のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて記憶手段56に予め記憶された前記図7に示す変速線図に従って動力伝達装置10の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第5速ギヤ段であるか否かを判定する。
切換制御手段50は、車両状態に基づいて前記差動状態切換装置(切換クラッチC0、切換ブレーキB0)の係合/解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動可能状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、切換制御手段50は、記憶手段56に予め記憶された前記図7の破線および二点鎖線に示す関係(切換線図、切換マップ)から車速Vおよび要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、動力伝達装置10(差動部11)の変速状態を切り換えるべきか否かを判断して、すなわち動力伝達装置10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは動力伝達装置10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより動力伝達装置10の切り換えるべき変速状態を判断して、動力伝達装置10を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。
具体的には、切換制御手段50は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された例えば図7に示す変速線図に従って自動変速部20の自動変速を実行する。例えば記憶手段56に予め記憶された図2は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちC0、C1、C2、B0、B1、B2、B3の作動の組み合わせを示している。すなわち、動力伝達装置10全体すなわち差動部11および自動変速部20が所謂有段式自動変速機として機能し、図2に示す係合表に従って変速段が達成される。
例えば、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段が判定される場合には、動力伝達装置10全体として変速比が1.0より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が0.7の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させる指令を油圧制御回路42へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段でないと判定される場合には、動力伝達装置10全体として変速比が1.0以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が1の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を係合させ且つ切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。このように、切換制御手段50によって動力伝達装置10が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における2種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部11が副変速機として機能させられ、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、動力伝達装置10全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
しかし、切換制御手段50は、動力伝達装置10を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、動力伝達装置10全体として無段変速状態が得られるために差動部11を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは記憶手段56に予め記憶された例えば図7に示す変速線図に従って自動変速部20を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段50により無段変速状態に切り換えられた差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置10全体として無段変速状態となりトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
ここで前記図7について詳述すると、図7は自動変速部20の変速判断の基となる記憶手段56に予め記憶された関係(変速線図、変速マップ)であり、車速Vと駆動力関連値である要求出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図7の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。
また、図7の破線は切換制御手段50による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速V1および判定出力トルクT1を示している。つまり、図7の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速V1の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクT1の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図7の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図7は判定車速V1および判定出力トルクT1を含む、車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして記憶手段56に予め記憶されてもよい。また、この切換線図は判定車速V1および判定出力トルクT1の少なくとも1つを含むものであってもよいし、車速Vおよび出力トルクTOUTの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Vと判定車速V1とを比較する判定式、出力トルクTOUTと判定出力トルクT1とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段50は、車両状態例えば実際の車速が判定車速V1を越えたときに動力伝達装置10を有段変速状態とする。また、切換制御手段50は、車両状態例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが判定出力トルクT1を越えたときに動力伝達装置10を有段変速状態とする。
また、差動部11を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第1電動機M1における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第1電動機M1、第2電動機M2、インバータ58、蓄電装置60、それらを接続する伝送路などの故障(フェイル)や、故障とか低温による機能低下が発生したような車両状態となる場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段50は動力伝達装置10を優先的に有段変速状態としてもよい。
前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部20の出力トルクTOUT、エンジントルクTE、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル弁開度θTH(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとに基づいて算出されるエンジントルクTEなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求(目標)エンジントルクTE、自動変速部20の要求(目標)出力トルクTOUT、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTOUT等からデフ比、駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
また、例えば判定車速V1は、高速走行において動力伝達装置10が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において動力伝達装置10が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクT1は、車両の高出力走行において第1電動機M1の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第1電動機M1を小型化するために、例えば第1電動機M1からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第1電動機M1の特性に応じて設定されている。
図8は、エンジン回転速度NEとエンジントルクTEとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための境界線としてのエンジン出力線を有し、記憶手段56に予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。切換制御手段50は、図7の切換線図に替えてこの図8の切換線図からエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとに基づいて、それらのエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで表される車両状態が無段制御領域内であるか或いは有段制御領域内であるかを判定してもよい。また、この図8は図7の破線を作るための概念図でもある。言い換えれば、図7の破線は図8の関係図(マップ)に基づいて車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標上に置き直された切換線でもある。
図7の関係に示されるように、出力トルクTOUTが予め設定された判定出力トルクT1以上の高トルク領域、或いは車速Vが予め設定された判定車速V1以上の高車速領域が有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン8の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。
同様に、図8の関係に示されるように、エンジントルクTEが予め設定された所定値TE1以上の高トルク領域、エンジン回転速度NEが予め設定された所定値NE1以上の高回転領域、或いはそれらエンジントルクTEおよびエンジン回転速度NEから算出されるエンジン出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン8の比較的高トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。図8における有段制御領域と無段制御領域との間の境界線は、高車速判定値の連なりである高車速判定線および高出力走行判定値の連なりである高出力走行判定線に対応している。
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、動力伝達装置10が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Vが前記判定車速V1を越えるような高速走行では動力伝達装置10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上する。また、出力トルクTOUTなどの前記駆動力関連値が判定トルクT1を越えるような高出力走行では動力伝達装置10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第1電動機M1が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第1電動機M1が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第1電動機M1或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態(定変速状態)に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度NEの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化が楽しめる。
このように、本実施例の差動部11(動力伝達装置10)は無段変速状態と有段変速状態(定変速状態)とに選択的に切換え可能であって、前記切換制御手段50により車両状態に基づいて差動部11の切り換えるべき変速状態が判断され、差動部11が無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。また、本実施例では、ハイブリッド制御手段52により車両状態に基づいてモータ走行或いはエンジン走行が実行されるが、このエンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン始動停止制御手段66によりエンジン8の始動または停止が行われる。
図10は、図3の共線図から差動部11に相当する部分を抜き出した共線図であって、走行中のエンジントルクTEとそれに対抗する反力トルクTRとの関係を説明するための図である。なお、図10の縦線Y1乃至Y4は図3のそれらと同じである。
ここで、動力分配機構16の差動可能状態(無段変速状態)において通常は、走行用駆動源であるエンジン8の出力トルクTEに対する反力トルクTRが差動用電動機である第1電動機M1から出力されるが、その第1電動機の出力トルクTM1(以下、「第1電動機トルクTM1」という)に替えて又はそれと併せて摩擦係合装置である切換ブレーキB0をスリップさせる(滑らせる)スリップ係合状態としてエンジントルクTEに対する反力トルクTRが発生させられた方が燃費低下を抑制することに資する場合がある。
そこで、動力分配機構16の差動可能状態において、予め設定されたエンジン8の動作曲線、具体的には図9の最適燃費率曲線LEFにエンジン動作点PEGが近付くように望ましくは沿うようにエンジントルクTEに対する反力トルクTRである第1電動機トルクTM1を制御することである電気的反力制御と、予め設定されたエンジン8の動作曲線、具体的には図9の最適燃費率曲線LEFにエンジン動作点PEGが近付くように望ましくは沿うように切換ブレーキB0をスリップ係合状態とすることによってエンジントルクTEに対する反力トルクTRを制御することである機械的反力制御とが選択的に実行される。以下に、その制御機能の要部について説明する。
前記機械的反力制御は、切換ブレーキB0をスリップ係合状態としてその係合圧PB0に応じて前記反力トルクTRを発生させる制御であるので、予め設定されたエンジン8の動作曲線、具体的には図9の最適燃費率曲線LEFにエンジン動作点PEGが近付くように望ましくは沿うように切換ブレーキB0をスリップ係合状態にするスリップ制御と言うことができる。図10の共線図において、例えば直線LS1に示す各回転要素RE1〜RE4の回転速度の関係である場合には図10の縦線Y2に対応する第4回転要素RE4(第2サンギヤS2)は正回転しているので、切換ブレーキB0のスリップ制御が実行されればそのスリップにより生じるスリップトルクはエンジントルクTE(図10中の矢印参照)に対抗する反力トルクTRとなるが、直線LS2に示す回転速度の関係である場合には第4回転要素RE4(第2サンギヤS2)は負回転しているので、上記正回転の場合に対し上記スリップトルクは反転してしまいエンジントルクTE(図10中の矢印参照)に対抗する反力トルクTRとはならなくなる。そこで、図6のスリップ制御可否判定手段80は、前記切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)によりエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させ得るか否か、言い換えれば、切換ブレーキB0のスリップトルクが上記反力トルクTRとなり得るか否か、すなわち、第4回転要素RE4が正回転方向に回転しているか否かを判定する。
切換ブレーキB0のスリップ(スリップ制御)が可能とされる作動領域であるスリップ可能領域が、摩擦係合装置としての耐久性、コントロール性等の観点から実験等により求められ予め定められている。例えば、上記スリップ可能領域は、切換ブレーキB0の係合圧PB0、切換ブレーキB0が選択的に連結するケース12と第4回転要素RE4との間の相対回転速度差、切換ブレーキB0の作動油温である自動変速部20の作動油温TEMPATFなどの切換ブレーキB0の係合動作に関わる物理値を変数(パラメータ)として与えられる。また、上記スリップ可能領域は、例えば、上記相対回転速度差が所定の範囲を外れて大きいもしくは小さい場合、或いは、作動油温TEMPATFが所定の温度範囲を外れて高温もしくは低温である場合にはそうで無い場合と比較して狭くなるか或いは零になる。スリップ制御制限判定手段82は、図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEF沿ってエンジン8の運転がなされるために必要なエンジントルクTEに対抗する反力トルクTR(以下、「最適燃費反力トルクTREF」という)を切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)の実行だけで発生させたとした場合に切換ブレーキB0が上記スリップ可能領域の範囲内で作動するか否か、換言すれば、前記機械的反力制御において切換ブレーキB0のスリップトルクを最適燃費反力トルクTREFに達するまで上昇させることができないという制約又は制限は生じないか否かを判定する。更に言えば、スリップ制御制限判定手段82は、切換ブレーキB0の耐久性、コントロール性等を考慮して、最適燃費反力トルクTREFを切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)の実行だけで発生させることが可能であるか否かを判定する。このとき例えば、スリップ制御制限判定手段82は、自動変速部20の変速段、車速V、エンジントルクTE、ケース12と第4回転要素RE4との間の相対回転速度差、作動油温TEMPATFなどの車両の運転状態から切換ブレーキB0の作動状態を推定する。
選択手段84は、車両の燃費低下を抑制するように、望ましくは車両全体としてエネルギ損失が最も低くなるように、前記電気的反力制御と機械的反力制御とを比較しそれらの選択をする。具体的に選択手段84は、上記電気的反力制御が実行された場合と、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動させられて上記機械的反力制御が実行された場合との何れがエネルギ損失をより低くできるか、つまり燃費低下の抑制に有利かを比較判断し、上記電気的反力制御または機械的反力制御のエネルギ損失をより低くできる方を選択する。このとき、車両の燃費低下を抑制するためにはその車両は機械的或いは電気的なエネルギ損失が最も低くなる運転状態とされる必要があるので、選択手段84は、前記エンジントルクTEに対する反力トルクTRを発生させるための、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量、具体的には第1電動機M1によりエンジントルクTEに対する反力トルクTRを発生させた場合のエネルギ損失の増減量、言い換えれば第1電動機M1と第2電動機M2との間に構成された前記電気パスにおけるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と、図9のエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量と、前記機械的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量、具体的には切換ブレーキB0のスリップ制御によるエネルギ損失の増減量であるスリップ損失増減量とに基づき前記比較及び選択をする。従って、端的に表現すると選択手段84は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失とエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動(ずれ)によるエネルギ損失と前記機械的反力制御(スリップ制御)の実行によるエネルギ損失とを比較した上で、上記電気的反力制御または機械的反力制御のエネルギ損失をより低くできる方を選択する。更に、切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0の係合を選択肢に含めて前記比較及び選択してもよい。なお、選択手段84は、自動変速部20の変速比もしくは変速段にかかわらず前記比較及び選択をする。
上記電気的反力制御と機械的反力制御との何れも図9の最適燃費率曲線LEFにエンジン動作点PEGが近付くように望ましくは沿うように前記反力トルクTRを調整する制御であるにもかかわらず上記エンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量をも考慮されるのは、例えば、切換ブレーキB0のスリップ制御が制約されつつ実行された場合、或いは切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0が係合され動力分配機構16は非差動状態とされた場合には、図9の燃費マップ上でエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFから移動すなわち外れることがあり、エンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量が大きい程すなわちエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから離れる程、エネルギ損失が増大するからである。例えばエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿ってエンジン8が運転されるためには図11の共線図ではエンジン8が点PE1で示す回転速度で運転される必要があるとした場合において、上記スリップ制御で切換ブレーキB0は本来SLP1のスリップ量(図11参照)が要求されるところ、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約がある場合には切換ブレーキB0はSLP2のスリップ量(図11参照)しか実現できず、そのため図11でのエンジン回転速度NEの点PE1から点PE2へ移動量に応じて図9の燃費マップでエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから外れることになる。また切換ブレーキB0の係合により動力分配機構16が非差動状態とされた場合には第2サンギヤS2の回転速度は零になるので、図11でのエンジン回転速度NEの点PE1から点PE3へ移動量に応じて図9の燃費マップでエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから外れることになる。
ここで、エンジントルクTEはエンジン回転速度NEとスロットル弁開度θTHとから求めることができ、前記電気パス損失増減量は、例えば、エンジントルクTEとエンジン回転速度NEと伝達部材18の回転速度N18とから第1電動機M1及び第2電動機M2の運転状態を推定しその運転状態から予め実験的に求められた関係に基づき算出される。上記エンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量とエネルギ損失との関係は予め実験的に設定された図9の燃費マップに基づいて求められる。前記スリップ損失増減量は、エンジン8の出力の一部が切換ブレーキB0のスリップで熱になり第1電動機M1によって回生されないことであるので、例えば、エンジントルクTE、エンジン回転速度NE、動力分配機構16の変速比γ0等から予め設定された関係に基づき算出される。
なお、エンジン8の出力(単位は例えば「W」)は図9の座標軸であるエンジン回転速度NE(単位は例えば「rpm」)とエンジントルクTE(単位は例えば「N・m」)と比例定数との積であるので、エンジン(走行用駆動源)8の出力の増減量であるエンジン出力増減量(駆動源出力増減量)と前記図9のエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量とは対応関係にある。従って、選択手段84は上記図9のエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量に替えて上記エンジン出力増減量を採用してもよい。
また、選択手段84は、前記電気パス損失増減量と前記エンジン動作点PEGの移動量と前記スリップ損失増減量との3つのパラメータに基づき前記比較及び選択をするのが望ましいが、制御負荷軽減のため一つのパラメータを一定値とみなして例えば上記スリップ損失増減量を一定値とみなして、前記電気パス損失増減量と前記エンジン動作点PEGの移動量とに基づき前記比較及び選択をしてもよい。
また、スリップ制御可否判定手段80によって切換ブレーキB0のスリップトルクがエンジントルクTEの反力トルクTRとなり得ないと判定された場合には、制御負荷軽減のため、選択手段84は前記比較及び選択をしなくてもよい。
選択手段84は、上述のように前記電気的反力制御と機械的反力制御とを比較しそれらの選択をするが、切換ブレーキB0のスリップ制御を実行したとした場合にその制御に制約が生じる場合にはそれを考慮する必要がある。従って、スリップ制御制限判定手段82が否定的な判定をした場合、すなわち、最適燃費反力トルクTREFを切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)の実行だけで発生させたとした場合に切換ブレーキB0が前記スリップ可能領域の範囲内では作動しない場合、つまり、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約又は制限がある場合には、前記機械的反力制御(スリップ制御)が実行されてもエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿ってエンジン8の運転はなされずエンジン動作点PEGは最適燃費率曲線LEFから移動する(ずれる)ので、選択手段84は、その場合のエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量から燃費低下量すなわちエネルギ損失を算出し求める。その上で選択手段84は、上記電気的反力制御と機械的反力制御とを比較しそれらの選択をする。要するに選択手段84は、上記機械的反力制御を選択するとしても、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動するように前記機械的反力制御の選択をする。
一方、スリップ制御制限判定手段82が肯定的な判定をした場合、すなわち、前記機械的反力制御において制約又は制限は生じない場合には、前記機械的反力制御(スリップ制御)と電気的反力制御の何れが実行されてもエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うようにエンジン8を運転することができるので、選択手段84は上記エンジン動作点PEGの移動量に基づくエネルギ損失を求める必要はない。上記エンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うように運転される場合において、例えば、図10の共線図で直線LS3と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が正回転方向に回転する場合には第1電動機M1に分配されたエンジン8の出力は第1電動機M1が発電機として機能し回生されるので、選択手段84はエネルギ損失がより低い前記電気的反力制御を選択し、また、直線LS1と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が負回転方向に回転する場合には、第1電動機M1により反力トルクTRを発生させるために第1電動機M1が電動機として機能し電気エネルギを消費する動力循環状態になるので、選択手段84はエネルギ損失がより低い前記機械的反力制御を選択する。
動力分配機構16の差動可能状態において機械的反力制御手段86は、スリップ制御可否判定手段80により切換ブレーキB0のスリップトルクが上記反力トルクTRとなり得ると判定され、選択手段84が前記機械的反力制御を選択した場合には、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0を作動させて上記機械的反力制御を実行する。すなわち機械的反力制御手段86は切換ブレーキB0のスリップ制御を実行しエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させる。機械的反力制御手段86はこの反力トルクTRを切換ブレーキB0の係合圧PB0すなわちその係合圧PB0を決定する電磁弁の駆動電流により調整する。また前述のように、選択手段84は上記機械的反力制御を選択するにしても、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動するように前記機械的反力制御の選択をするので、その選択手段84の選択に基づき上記機械的反力制御を実行する機械的反力制御手段86は、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動するように上記機械的反力制御を実行することになる。上記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動するように上記機械的反力制御を実行するということは、例えば、スリップ制御制限判定手段82が肯定的な判定をした場合、すなわち、前記機械的反力制御において制約又は制限は生じない場合には、図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEF沿うようにエンジン8を運転することは可能であるが、スリップ制御制限判定手段82が否定的な判定をした場合にはエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFからある程度外れて運転されるということである。
ここで、選択手段84が切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0の係合を選択する場合もあり、その場合には、機械的反力制御手段86は上記機械的反力制御ではなく選択手段84により選択された切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0を係合し、動力分配機構16を非差動状態にする。
動力分配機構16の差動可能状態において電気的反力制御手段88は、スリップ制御可否判定手段80により切換ブレーキB0のスリップトルクが上記反力トルクTRとなり得ないと判定された場合には、前記電気的反力制御を実行する。その反力トルクTRである第1電動機トルクTM1は具体的には第1電動機の駆動電流により制御される。
更に、電気的反力制御手段88は、選択手段84が上記電気的反力制御を選択した場合にも上記電気的反力制御を実行する。
図12は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち動力分配機構16の差動可能状態においてエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させるために前記電気的反力制御と機械的反力制御とが選択的に実行される場合の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、図12のフローチャートは動力分配機構16が差動可能状態である場合に実行される。
先ず、スリップ制御可否判定手段80に対応するステップ(以下、「ステップ」を省略する)SA1においては、前記切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)によりエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させ得るか否か、具体的には、第4回転要素RE4が正回転方向に回転しているか否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、上記切換ブレーキB0のスリップ制御によりエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させ得る場合にはSA2に移る。一方、この判定が否定的である場合にはSA7に移る。
スリップ制御制限判定手段82に対応するSA2においては、最適燃費反力トルクTREFを切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)の実行だけで発生させたとした場合に切換ブレーキB0が上記スリップ可能領域から外れて作動するか否か、換言すれば、前記機械的反力制御において制約又は制限が生じるか否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、上記機械的反力制御において制約又は制限が生じる場合にはSA3に移る。一方、この判定が否定的である場合にはSA6に移る。
上記機械的反力制御(スリップ制御)において制約又は制限が生じる場合には、切換ブレーキB0の上記スリップ制御が実行されてもエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿ってエンジン8の運転はなされずエンジン動作点PEGは最適燃費率曲線LEFから外れることになる。そこで、SA3においては、上記制約又は制限を受けつつ切換ブレーキB0のスリップ制御が実行されたとした場合のエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量から、燃費低下量すなわちエネルギ損失が算出され求められる。
SA3に続くSA4においては、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失とエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動(ずれ)による前記SA3の処理結果を取り入れたエネルギ損失と前記機械的反力制御(スリップ制御)の実行によるエネルギ損失とが比較される。その上で、上記電気的反力制御の実行と前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動させられる上記機械的反力制御の実行との何れがエネルギ損失をより低くできるか否か、つまり、上記電気的反力制御の実行よりも機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利か否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、上記機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利である場合には前記反力トルクTRを発生させるため上記機械的反力制御が選択されSA5に移る。一方、この判定が否定的である場合には上記電気的反力制御が選択されSA7に移る。
機械的反力制御手段86に対応するSA5においては、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動させられて前記機械的反力制御が実行される。すなわち、切換ブレーキB0のスリップ制御の実行によりエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRが発生させられる。ここで、切換ブレーキB0は上記スリップ可能領域の範囲内で作動するので、SA2の判定が肯定的であった場合、すなわち、上記機械的反力制御において制約又は制限が生じている場合にはエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFからある程度外れて運転されることになる。なお、切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0の係合の方が上記機械的反力制御の実行よりもエネルギ損失をより低くできる場合には、上記機械的反力制御ではなくエネルギ損失をより低くできる切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0の係合が実施され、動力分配機構16が非差動状態とされてもよい。
SA6においては、前記SA4と同様にエネルギ損失が比較され、その上で、上記電気的反力制御の実行よりも機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利か否かが判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、上記機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利である場合には前記反力トルクTRを発生させるため上記機械的反力制御が選択されSA5に移る。一方、この判定が否定的である場合には上記電気的反力制御が選択されSA7に移る。ここで、前記SA2にて否定的な判定がなされた場合にSA6が実行されるので、上記機械的反力制御の実行時においてエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから外れることが考慮される必要はない。従ってSA6では、例えば、図10の共線図で直線LS1と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が負回転方向に回転する場合には、第1電動機M1により反力トルクTRを発生させるために第1電動機M1が電動機として機能し電気エネルギを消費する動力循環状態になるので、上記機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利であると判定され、上記機械的反力制御が選択されてSA5に移る。一方、直線LS3と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が正回転方向に回転する場合には第1電動機M1に分配されたエンジン8の出力は第1電動機M1が発電機として機能し回生されるので、上記電気的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利であると判定され、上記電気的反力制御が選択されてSA7に移る。なお、上記SA3、SA4及びSA6は選択手段84に対応する。
電気的反力制御手段88に対応するSA7においては、前記電気的反力制御が実行され、第1電動機M1によりエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRが発生させられる。
本実施例の電子制御装置40には次のような効果(A1)乃至(A7)がある。(A1)選択手段84は、車両の燃費低下を抑制するように前記電気的反力制御と機械的反力制御とを比較しそれらの選択をし、その選択に従って、機械的反力制御手段86が上記機械的反力制御を実行し、或いは電気的反力制御手段88が上記電気的反力制御を実行するので、エンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させる場合において前記機械的反力制御を実行することが無い制御装置と比較して、燃費低下を抑制し得る選択肢をより多く有し、燃費低下を抑制できる。
(A2)選択手段84は、前記電気パス損失増減量と図9の前記エンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量とに基づき、言い換えると、上記電気パス損失増減量と前記エンジン出力増減量とに基づき、前記電気的反力制御と機械的反力制御とを比較しそれらの選択をしてもよく、そのようにした場合には、第1電動機M1及びエンジン8のそれぞれの運転状態の燃費低下に及ぼす影響が比較され車両全体として燃費低下を抑制する制御が選択される。
(A3)選択手段84は、上記電気パス損失増減量と図9の上記エンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量と前記スリップ損失増減量とに基づき前記選択をするので、選択手段84が考慮するパラメータが多く、より適切に燃費低下を抑制する制御が選択される。
(A4)選択手段84は、前記機械的反力制御を選択するとしても、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0が作動するように前記機械的反力制御の選択をするので、切換ブレーキB0の耐久性が維持される。
(A5)選択手段84は、自動変速部20の変速比もしくは変速段にかかわらず前記電気的反力制御と機械的反力制御とを比較しそれらの選択をするので、幅広い走行状態において燃費低下を抑制することができる。
(A6)選択手段84は、上記電気的反力制御と機械的反力制御との比較及び選択をするが、更に、切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0の係合を選択肢に含めて上記比較及び選択してもよく、そのようにした場合には、選択手段84の選択肢が増え、一層、燃費低下を抑制できることがある。例えば、(a)切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0が係合され動力分配機構16が非差動状態になった場合には、図9の燃費マップにてエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動量は大きくなるが前記電気パスにおけるエネルギ損失及び切換ブレーキB0のスリップ制御によるエネルギ損失は零になるからである。なお、(b)上記機械的反力制御が実行された場合には、切換ブレーキB0のスリップ制御によるエネルギ損失は大きくなるが上記電気パスにおけるエネルギ損失は零になり且つ上記エンジン動作点PEGの移動量は小さく或いは零になり、(c)上記電気的反力制御が実行された場合には、上記電気パスにおけるエネルギ損失は大きくなるが切換ブレーキB0のスリップ制御によるエネルギ損失が零になりエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うようにエンジン8の運転をすることができる。
(A7)動力伝達装置10では、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路において差動部11の後段に自動変速部20が設けられており、高車速である場合には自動変速部20はその変速比が小さくなるように変速される。従って、車速Vが高いほど動力分配機構16を非差動状態にしたときにエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから外れる移動量を小さくすることが可能であるので、差動部11の後段に自動変速部20が設けられていない場合と比較して燃費低下を一層抑制することが可能である。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施例は第1実施例の電子制御装置14を電子制御装置200に置き換えたものであり、図6の機能ブロック線図は共通である。そして、第2実施例は第1実施例に係る選択手段84を選択手段202に置き換えたものであって、その他は第1実施例と同じである。以下、その相違点について主に説明する。
本実施例の選択手段202と第1実施例の選択手段84との相違点の概要を説明すると、動力分配機構16が差動可能状態である場合においてエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させるため、選択手段84は前記機械的反力制御または電気的反力制御を選択するが、選択手段202は上記機械的反力制御と電気的反力制御との何れか一方または両方を選択する。すなわち、選択手段202は上記電気的反力制御と機械的反力制御との併用制御を選択することがあるという点が選択手段84と相違する。その他の点については、選択手段84と選択手段202とは同じである。
上記併用制御は、スリップ制御制限判定手段82が否定的な判定をした場合、すなわち、最適燃費反力トルクTREFを切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)の実行だけで発生させたとした場合に切換ブレーキB0が前記スリップ可能領域の範囲内では作動しない場合、つまり、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約又は制限がある場合に実行されることがある制御である。具体的にこの併用制御は、切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)を上記制約を受けつつ実行しエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを切換ブレーキB0のスリップトルクによって発生させ、上記スリップトルクが最適燃費反力トルクTREFに対して不足しているトルク不足分を第1電動機M1により補う制御である。要するに上記併用制御は、前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0を作動させる前記機械的反力制御と前記電気的反力制御とを、予め設定されたエンジン8の動作曲線、具体的には図9の最適燃費率曲線LEFにエンジン動作点PEGが近付くように望ましくは沿うように並行して実行する制御である。従って、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約又は制限が生じると判定された場合にも、上記反力トルクTRの不足分を第1電動機M1で補う上記併用制御が実行されれば図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うようにエンジン8を運転することができる。この併用制御について図13を用いて説明すると、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約(制限)が無ければ切換ブレーキB0はトルクTB2を発生して必要トルクである最適燃費反力トルクTREFが得られるところ、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約(制限)が生じた場合には切換ブレーキB0はトルクTB1しか発生できないので、上記併用制御では切換ブレーキB0がトルクTB1を発生し、トルクTB1とトルクTB2との差分に相当する上記反力トルクTRの不足分が第1電動機M1により補われる。
選択手段202は、選択手段84と同様に各制御が実行された場合のエネルギ損失等を考慮して、前記電気的反力制御、機械的反力制御、又はその両者の併用制御から最もエネルギ損失を低くできる制御、すなわち燃費低下の抑制に最も有利な制御を選択する。具体的に選択手段202は、燃費低下の抑制に最も有利な制御が上記電気的反力制御であると判断した場合には電気的反力制御を選択する。一方、選択手段202は、燃費低下の抑制に最も有利な制御が上記機械的反力制御であると判断した場合には基本的には機械的反力制御を選択するが、その場合において、スリップ制御制限判定手段82が否定的な判定をした場合、すなわち、最適燃費反力トルクTREFを切換ブレーキB0のスリップ制御(機械的反力制御)の実行だけで発生させたとした場合に切換ブレーキB0が前記スリップ可能領域の範囲内では作動しない場合、つまり、切換ブレーキB0のスリップ制御に制約もしくは制限がある場合には上記機械的反力制御ではなく前記併用制御を選択する。但し、スリップ制御制限判定手段82が否定的な判定をした場合において、上記併用制御であっても上記機械的反力制御の実行が不可能である場合、例えば、自動変速部20の作動油温TEMPATFが極端に高温あるいは低温であるため切換ブレーキB0のスリップにより前記反力トルクTRを発生させるべきでは無い場合には、選択手段202は上記併用制御でも機械的反力制御でもなく上記電気的反力制御を選択する。上記機械的反力制御の実行が不可能であるか否かを判断するための判断基準は例えば予め実験的に定められている。
上述のように切換ブレーキB0のスリップ制御に制約もしくは制限がある場合には、選択手段202は上記併用制御又は上記電気的反力制御を選択することになるので、選択手段202は図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから外れてエンジン8の運転がなされることを考慮する必要はない。
本実施例の機械的反力制御手段86及び電気的反力制御手段88は、第1実施例の場合と同様である。但し本実施例では選択手段202が上記併用制御を選択する場合がある。従って、選択手段202が上記併用制御を選択した場合には、機械的反力制御手段86は前記スリップ可能領域の範囲内で切換ブレーキB0を作動させて機械的反力制御を実行し、電気的反力制御手段88は、エンジントルクTEに対抗する反力トルクTRの不足分を第1電動機M1で補うように前記電気的反力制御を実行し、両者により上記併用制御を実現する。
図14は、電子制御装置200の制御作動の要部すなわち動力分配機構16の差動可能状態においてエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRを発生させるために前記電気的反力制御と機械的反力制御とが選択的に実行される場合の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、図14のフローチャートは動力分配機構16が差動可能状態である場合に実行される。
図14のSB1、SB3、SB4、SB7はそれぞれ第1実施例のフローチャートである図12のSA1、SA2、SA5、SA7と同じである。以下、第1実施例との相違点について主に説明する。
SB1の判定が否定的である場合にはSB7に移り、SB1の判定が肯定的である場合にはSB2に移る。SB2においては、図12のSA4と同様に、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失とエンジン動作点PEGの最適燃費率曲線LEFからの移動(ずれ)によるエネルギ損失と前記機械的反力制御(スリップ制御)の実行によるエネルギ損失とが比較され、その上で、上記電気的反力制御の実行と機械的反力制御の実行との何れがエネルギ損失をより低くできるか否か、つまり、上記電気的反力制御の実行よりも機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利か否かが判定される。但し、図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFから外れてエンジン8の運転がなされることは、切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0が係合され動力分配機構16が非差動状態とされる場合にだけ考慮され、上記機械的反力制御が実行されるときは考慮される必要が無いという点が、図12のSA4と異なる。この判定が肯定的である場合、すなわち、上記機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利である場合にはSB3に移る。一方、この判定が否定的である場合には上記電気的反力制御が選択されSB7に移る。例えば、図10の共線図で直線LS1と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が負回転方向に回転し電動機として機能する場合には、第1電動機M1と第2電動機M2との間の電気パスが前記動力循環状態になるので、上記機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利であると判定されてSB3に移る。一方、直線LS3と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が正回転方向に回転する場合には第1電動機M1に分配されたエンジン8の出力は第1電動機M1が発電機として機能し回生されるので、上記電気的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利であると判定され、上記電気的反力制御が選択されてSB7に移る。
図12のSA2と同じ内容であるSB3の判定が肯定的である場合、すなわち、切換ブレーキB0のスリップ制御が実行されたとした場合にその制御に制約もしくは制限が生じる場合にはSB5に移る。一方、この判定が否定的である場合には前記併用制御がなされなくても前記機械的反力制御の実行によって図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うようにしてエンジン8の運転を行うことができるので、上記機械的反力制御が選択されSB4が実行される。
SB5においては、上記電気的反力制御と機械的反力制御との併用制御が実行可能であるか否かが判定される。例えば、自動変速部20の作動油温TEMPATFが極端に高温あるいは低温であるため切換ブレーキB0のスリップにより前記反力トルクTRを発生させるべきでは無い場合には、上記併用制御の実行は不可能であると判定される。この判定が肯定的である場合、すなわち、上記併用制御が実行可能である場合にはその併用制御が選択されてSB6に移る。一方、この判定が否定的である場合には上記電気的反力制御が選択されてSB7が実行される。なお、前記SB2及びSB5は選択手段202に対応する。
機械的反力制御手段86及び電気的反力制御手段88に対応するSB6においては、前記併用制御が実行される。例えば、図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うようにしてエンジン8を運転するために図10の共線図において各回転要素が直線LS1で示す相対回転速度とされる必要がある場合には、上記併用制御の実行により、エンジントルクTEに対抗する反力トルクTRとして切換ブレーキB0のスリップにより反力トルクTR(B0)が発生させられ、第1電動機M1により反力トルクTR(M1)が発生させられる。その結果、図9のエンジン動作点PEGが最適燃費率曲線LEFに沿うようにして、すなわち最適燃費点でエンジン8が運転される。
第1実施例の効果(A1)乃至(A7)に加え、本実施例の電子制御装置200は次のような効果(B1)乃至(B2)がある。(B1)選択手段202は、前記電気的反力制御又は前記機械的反力制御を選択することに加え前記併用制御をも選択し得るので、上記選択手段202の選択肢が多く、一層、燃費低下を抑制できることがある。具体的に言うと、切換ブレーキB0のスリップ制御を実行したとした場合にその制御に制約が生じると判定された場合には、選択手段202は、前記機械的反力制御の実行における前記反力トルクTRの不足分を第1電動機M1で補う前記併用制御を選択し、その併用制御が実行されるので、図9のエンジン動作点PEGは最適燃費率曲線LEFに沿って運転される。その結果、切換ブレーキB0のスリップ制御だけでは充分に上記反力トルクTRが得られない場合においてもエンジン8の動作状態に起因する燃費低下を抑制できる。要するに、前記機械的反力制御、電気的反力制御、又は併用制御の何れが選択されても、最適燃費率曲線LEFにエンジン動作点PEGが沿うように前記反力トルクTRが制御されるので、最適燃費率曲線LEFに従ったエンジン8の動作状態が車速Vに左右されずに維持され、エンジン8の動作状態に起因する燃費低下を抑制できる。
(B2)図14のフローチャートのSB2では、例えば、図10の共線図で直線LS1と縦線Y1との交点で示されるように第1電動機M1が負回転方向に回転し電動機として機能する場合には、第1電動機M1と第2電動機M2との間の電気パスが前記動力循環状態になるので、前記機械的反力制御の実行の方が燃費低下の抑制に有利であると判定されてSB3に移る。その後SB5にて前記併用制御の実行が不可能であると判定されない限り、上記機械的反力制御または上記併用制御が選択され実行される。従って、上記動力循環状態になるような場合にそれが回避され第1電動機M1の電力消費による燃費低下を適切に抑制できる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
例えば、前述の第1実施例及び第2実施例の前記機械的反力制御では、切換ブレーキB0を滑らせることによりエンジントルクTEに対抗する反力トルクTRが発生させられ、切換ブレーキB0はそれが連結された回転要素の回転を停止することができる摩擦係合装置であるブレーキであるが、一の回転要素を他の回転要素に固定することができる摩擦係合装置であるクラッチを滑らせることにより上記反力トルクTRが発生させられる機械的反力制御も考え得る。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、選択手段84,202が比較し選択する選択肢に、切換ブレーキB0もしくは切換クラッチC0が係合され動力分配機構16が非差動状態とされることが含まれていてもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において自動変速部20が無い動力伝達装置10も考え得る。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、動力分配機構16では第1遊星歯車装置24と第2遊星歯車装置25という2つの遊星歯車装置の一部回転要素が互いに連結されているが、本発明ではそのような構成に限定されるわけではない。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、切換ブレーキB0、切換クラッチC0、第1クラッチC1などは油圧式の摩擦係合装置であるが、パウダー(磁紛)クラッチ、電磁クラッチなどの磁紛式、電磁式の摩擦係合装置から構成されていてもよい。たとえば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路70は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、第1電動機M1の運転状態が制御されることにより、差動部11(動力分配機構16)はその変速比γ0が最小値γ0minから最大値γ0maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであったが、例えば差動部11の変速比γ0を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであってもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例の動力伝達装置10においてエンジン8と差動部11とは直結されているが、エンジン8が差動部11にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例の動力伝達装置10において第1電動機M1と第2回転要素RE2とは直結されており、第2電動機M2と第3回転要素RE3とは直結されているが、第1電動機M1が第2回転要素RE2にクラッチ等の係合要素を介して連結され、第2電動機M2が第3回転要素RE3にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例では、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路において、差動部11の次に自動変速部20が連結されているが、自動変速部20の次に差動部11が連結されている順番でもよい。要するに、自動変速部20は、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路の一部を構成するように設けられておればよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、図1によれば、差動部11と自動変速部20は直列に連結されているが、動力伝達装置10全体として電気的に差動状態を変更し得る電気式差動機能とその電気式差動機能による変速とは異なる原理で変速する機能とが備わっていれば、差動部11と自動変速部20とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、第1遊星歯車装置24を構成する回転要素である第1キャリヤCA1にはエンジン8が動力伝達可能に連結され、第1サンギヤS1には第1電動機M1が動力伝達可能に連結され、第1リングギヤR1には駆動輪38への動力伝達経路が連結されているが、例えば、2つの遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン8、第1電動機M1、駆動輪38が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により有段変速と無段変速とに切換可能な構成にも本発明は適用される。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、動力分配機構16の第1、第2遊星歯車装置24、25は何れもシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであってもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、自動変速部20は有段の自動変速機として機能する変速部であるが、無段のCVTであってもよいし、手動変速機として機能する変速部であってもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、第2電動機M2は伝達部材18に直接連結されているが、第2電動機M2の連結位置はそれに限定されず、エンジン8又は伝達部材18から駆動輪38までの間の動力伝達経路に直接的或いは変速機、遊星歯車装置、係合装置等を介して間接的に連結されていてもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、動力分配機構16の第1遊星歯車装置24では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではない。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されていてもよい。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、自動変速部20は伝達部材18を介して差動部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部20が配列されていてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20とは、たとえば伝達部材18としてカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の第1実施例及び第2実施例において、第2電動機M2はエンジン8から駆動輪38までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材18に連結されているが、第2電動機M2がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構16にも連結可能とされており、第1電動機M1の代わりに第2電動機M2によって動力分配機構16の差動状態を制御可能とする動力伝達装置10の構成であってもよい。
また前述した複数の実施例はそれぞれ、例えば優先順位を設けるなどして、相互に組み合わせて実施することができる。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
8:エンジン(走行用駆動源)
10:動力伝達装置(ハイブリッド車両用動力伝達装置)
11:差動部(電気式差動部)
16:動力分配機構(差動機構)
20:自動変速部(変速部)
38:駆動輪
40,202:電子制御装置(制御装置)
84,202:選択手段
86:機械的反力制御手段
88:電気的反力制御手段
M1:第1電動機(差動用電動機)
B0:切換ブレーキ(摩擦係合装置)
10:動力伝達装置(ハイブリッド車両用動力伝達装置)
11:差動部(電気式差動部)
16:動力分配機構(差動機構)
20:自動変速部(変速部)
38:駆動輪
40,202:電子制御装置(制御装置)
84,202:選択手段
86:機械的反力制御手段
88:電気的反力制御手段
M1:第1電動機(差動用電動機)
B0:切換ブレーキ(摩擦係合装置)
Claims (8)
- 走行用駆動源と駆動輪との間に連結された差動機構と該差動機構に動力伝達可能に連結された差動用電動機とを有し該差動用電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、該電気式差動部に備えられ前記差動機構を差動作用が不能な非差動状態とすることができる摩擦係合装置と、を備えたハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置であって、
前記差動機構の差動作用が作動可能な差動可能状態において前記走行用駆動源の出力トルクに対する前記差動用電動機の反力トルクを制御することである電気的反力制御を実行する電気的反力制御手段と、
前記差動可能状態において前記摩擦係合装置をスリップさせるスリップ係合状態とすることにより前記走行用駆動源の出力トルクに対する反力トルクを制御することである機械的反力制御を実行する機械的反力制御手段と、
車両の燃費低下を抑制するように前記電気的反力制御と機械的反力制御の選択をする選択手段と
を、備えたことを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記選択手段は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の出力の増減量である駆動源出力増減量とに基づき前記選択をする
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記選択手段は、前記電気的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量である電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の動作点の移動量とに基づき前記選択をする
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記選択手段は、前記電気パス損失増減量と前記走行用駆動源の動作点の移動量と前記機械的反力制御の実行によるエネルギ損失の増減量であるスリップ損失増減量とに基づき前記選択をする
ことを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記選択手段は、前記摩擦係合装置のスリップが可能とされる予め定められた作動領域であるスリップ可能領域の範囲内で前記摩擦係合装置が作動するように前記機械的反力制御の選択をする
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記選択手段は、前記電気的反力制御と前記機械的反力制御との併用制御を選択することが可能である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記機械的反力制御、電気的反力制御、又は併用制御では、予め設定された前記走行用駆動源の動作曲線に該走行用駆動源の動作点が沿うように前記反力トルクが制御される
ことを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記電気式差動部から前記駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する変速部が設けられ、
前記選択手段は、前記変速部の変速比にかかわらず前記選択をすることができる
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007314061A JP2009137365A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007314061A JP2009137365A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009137365A true JP2009137365A (ja) | 2009-06-25 |
Family
ID=40868460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007314061A Pending JP2009137365A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009137365A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102050003A (zh) * | 2009-11-09 | 2011-05-11 | 现代自动车株式会社 | 用于混合动力车的传动装置 |
WO2014097401A1 (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
WO2014184853A1 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
JP2015211534A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 株式会社デンソー | 電力変換回路の冷却装置 |
CN105143007A (zh) * | 2013-04-25 | 2015-12-09 | 爱信精机株式会社 | 车辆控制装置 |
US9634542B2 (en) | 2013-01-25 | 2017-04-25 | Li-Ho Yao | Electric device for a bicycle |
JP2018001868A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
JP2018001869A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
US10672207B2 (en) | 2017-01-20 | 2020-06-02 | Polaris Industries Inc. | Diagnostic systems and methods of a continuously variable transmission |
-
2007
- 2007-12-04 JP JP2007314061A patent/JP2009137365A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102050003A (zh) * | 2009-11-09 | 2011-05-11 | 现代自动车株式会社 | 用于混合动力车的传动装置 |
JP2011098712A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Hyundai Motor Co Ltd | ハイブリッド車両の変速機 |
WO2014097401A1 (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP5637320B1 (ja) * | 2012-12-18 | 2014-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
US9634542B2 (en) | 2013-01-25 | 2017-04-25 | Li-Ho Yao | Electric device for a bicycle |
CN105143007A (zh) * | 2013-04-25 | 2015-12-09 | 爱信精机株式会社 | 车辆控制装置 |
CN105209279A (zh) * | 2013-05-13 | 2015-12-30 | 丰田自动车株式会社 | 混合动力车辆用驱动装置 |
JP5994934B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2016-09-21 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
WO2014184853A1 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
JP2015211534A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 株式会社デンソー | 電力変換回路の冷却装置 |
JP2018001868A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
JP2018001869A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
US10672207B2 (en) | 2017-01-20 | 2020-06-02 | Polaris Industries Inc. | Diagnostic systems and methods of a continuously variable transmission |
US11430272B2 (en) | 2017-01-20 | 2022-08-30 | Polaris Industries Inc. | Diagnostic systems and methods of a continuously variable transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5003314B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP4957475B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4600549B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4998164B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP5092622B2 (ja) | ハイブリッド車の動力伝達装置の制御装置 | |
JP4591472B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP4998098B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP4591471B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP4207920B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP5104169B2 (ja) | 車両の動力伝達装置の制御装置 | |
JP5298573B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4600421B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009023398A (ja) | ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2008265576A (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2009035053A (ja) | ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2007001390A (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2009137365A (ja) | ハイブリッド車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009166643A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP5330669B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009006829A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP4225247B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置 | |
JP4483892B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 | |
JP2009179204A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP5131328B2 (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 | |
JP2009227097A (ja) | 車両用動力伝達装置の制御装置 |