JP2009190502A - Control device of transmission system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、差動作用が可能な差動機構および電動機を有する電気式差動部と、動力伝達経路に設けられた変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置に関する。特に、本発明は、車両用駆動装置の制御性悪化を防止するための対策に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle drive device that includes a differential mechanism capable of differential action and an electric differential unit having an electric motor, and a transmission unit provided in a power transmission path. In particular, the present invention relates to a measure for preventing deterioration in controllability of a vehicle drive device.
近年、環境保護等の観点から、車両に搭載されたエンジン(内燃機関)からの排気ガスの排出量低減および燃料消費率(燃費)の改善が望まれており、これらを満足する車両として、ハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両が実用化されている。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection and the like, it has been desired to reduce exhaust gas emissions from engines (internal combustion engines) mounted on vehicles and to improve fuel consumption rate (fuel consumption). Hybrid vehicles equipped with the system have been put into practical use.
このハイブリッド車両は、ガソリンエンジンなどの駆動源と、エンジンの出力により発電またはバッテリの電力により駆動する電動機(例えばモータジェネレータまたはモータ)とを備え、エンジンおよび電動機のいずれか一方または双方を走行駆動源としている。 This hybrid vehicle includes a drive source such as a gasoline engine and an electric motor (for example, a motor generator or a motor) that is driven by power generation or battery power according to the output of the engine, and either one or both of the engine and the electric motor is a travel drive source. It is said.
この種のハイブリッド車両においては、車速およびアクセル開度に基づいて、エンジンおよび電動機の運転領域(具体的には駆動または停止)が制御される。例えば、発進時や低速走行時のようにエンジン効率が低くなる領域では、エンジンを停止させて電動機のみの動力で駆動輪を駆動する。また、通常走行時には、エンジンを駆動して、そのエンジンの動力で駆動輪を駆動するという制御を行う。さらに、全開加速等の高負荷時には、エンジンの動力に加えて、バッテリから電動機に電力を供給して電動機による動力を補助動力として追加するという制御を行う。 In this type of hybrid vehicle, the operating range (specifically, driving or stopping) of the engine and the electric motor is controlled based on the vehicle speed and the accelerator opening. For example, in a region where the engine efficiency is low, such as when starting or running at a low speed, the engine is stopped and the drive wheels are driven by the power of only the electric motor. Further, during normal traveling, control is performed such that the engine is driven and the driving wheels are driven by the power of the engine. Further, at the time of high load such as full-open acceleration, in addition to engine power, control is performed such that power is supplied from the battery to the electric motor and the power from the electric motor is added as auxiliary power.
また、この種のハイブリッド車両に搭載されたハイブリッドシステムの駆動装置として、例えば下記の特許文献1および特許文献2に開示されているものが知られている。これら特許文献に開示されている駆動装置は、エンジンの出力を第1電動機および出力軸へ分配する動力分配機構と、その動力分配機構の出力軸に連結された第2電動機と、更に、その後段側に接続された変速機構(例えば有段式の変速機構)とを備えている。そして、前記動力分配機構は、差動機構として機能するように例えば遊星歯車装置で構成され、その差動作用により、エンジンからの動力の主部を駆動輪に向けて機械的に伝達し、そのエンジンからの動力の残部を第1電動機から第2電動機への電気パスを用いて電気的に伝達するようになっている。これにより、動力分配機構は、第1電動機の運転状態が制御されることに伴って電気的に変速比が変更される変速機(以下、電気式差動部と呼ぶ)として機能することになり、燃焼効率の高い領域でエンジンの運転を維持しながら車両を走行させることを可能にして、燃費の改善に寄与するようになっている。
ところで、この種の駆動装置において、前記第1電動機の出力が低下し、その運転可能領域が制限される状況になると、以下に述べるような不具合を招くことがある。以下の不具合は未公知の事項であって、本発明の発明者らが新たに見出したものである。 By the way, in this type of drive device, when the output of the first electric motor is reduced and its operable range is limited, the following problems may be caused. The following problems are undisclosed matters and have been newly found by the inventors of the present invention.
例えば、第1電動機に電力を供給する蓄電装置(例えばバッテリ)の充電状態SOC(State of Charge)において蓄電残量が少ない状況や、第1電動機の磁石温度が上昇することによって磁力が低下する状況や、第1電動機への供給電力量を制御しているインバータの温度が上昇することによりインバータ性能が低下する状況になると、第1電動機の出力が低下してしまう。つまり、第1電動機の運転可能領域が制限されることになる。例えば、第1電動機の正回転方向の最高回転数や負回転方向の最高回転数が制限されてしまうことになる。以下、このように運転可能領域が制限された場合における駆動装置の動作について具体的に説明する。 For example, in a state of charge (SOC) state of charge of a power storage device (for example, a battery) that supplies power to the first electric motor, a state where the remaining amount of power storage is low, or a situation where the magnetic force decreases due to an increase in the magnet temperature of the first motor In addition, when the temperature of the inverter that controls the amount of power supplied to the first electric motor rises and the inverter performance decreases, the output of the first electric motor decreases. That is, the operable region of the first motor is limited. For example, the maximum rotation speed in the positive rotation direction and the maximum rotation speed in the negative rotation direction of the first electric motor are limited. Hereinafter, the operation of the drive device when the operable region is limited as described above will be specifically described.
図16は、第1電動機の運転可能領域を示す図であって、横軸が第1電動機の回転数であり、縦軸が第1電動機のトルクである。また、図中の実線は、第1電動機に出力低下が生じていない状態(運転可能領域が制限されていない状態)での運転可能領域を示している。一方、図中の破線は、上述したように第1電動機に出力低下が生じていることに起因して制限された運転可能領域を示している。 FIG. 16 is a diagram illustrating the operable range of the first motor, in which the horizontal axis represents the rotation speed of the first motor and the vertical axis represents the torque of the first motor. In addition, the solid line in the figure indicates the drivable region in a state where the first motor has no output reduction (a state in which the drivable region is not limited). On the other hand, the broken line in the figure shows the operable region limited due to the output reduction in the first motor as described above.
以下の説明では、エンジン駆動状態であって、例えばスロットル開度が比較的大きく設定されたWOT(Wide Open Throttle)とした場合における車両発進時について、第1電動機の出力低下が生じていない場合と出力低下が生じている場合とを比較する。また、遊星歯車装置で構成されている動力分配機構の差動部サンギヤに第1電動機が連結され、差動部キャリヤにエンジンが連結され、差動部リングギヤに有段式変速機構の入力軸が連結された電気式差動部を例に挙げて説明する。 In the following description, the output of the first electric motor does not decrease when the vehicle starts when the engine is in a driving state, for example, when WOT (Wide Open Throttle) is set with a relatively large throttle opening. Compare with the case where the output drop occurs. The first motor is connected to the differential sun gear of the power distribution mechanism constituted by the planetary gear device, the engine is connected to the differential carrier, and the input shaft of the stepped transmission mechanism is connected to the differential ring gear. A description will be given by taking the connected electric differential section as an example.
−第1電動機の出力低下が生じていない場合の車両発進時−
先ず、第1電動機の出力低下が生じていない場合(運転可能領域が図16に実線で示す範囲にある場合)、第1電動機が正回転で且つ比較的高い回転数で駆動した状態(図16中の点Aの状態)で、電気式差動部の出力軸の回転(差動部リングギヤの回転)が開始されて車両が発進する。図17(a)は、この場合の共線図(電気式差動部を構成する各回転要素の回転数の相対関係を直線上で表す図であって、左側から順に、差動部サンギヤ(S1)、差動部キャリヤ(CA1)、差動部リングギヤ(R1)、有段式変速機構の出力軸(Output)の各回転数を表している)の一例を示す。本来、有段式変速機構の共線図は例えば後述する図3に示すように表されるが、ここでは理解を容易にするために、有段式変速機構部分の線図を簡略して表している。
-When the vehicle starts when there is no decrease in the output of the first motor-
First, when the output of the first motor is not reduced (when the operable region is within the range indicated by the solid line in FIG. 16), the first motor is driven at a normal rotation and a relatively high rotational speed (FIG. 16). In the middle point A), rotation of the output shaft of the electric differential section (rotation of the differential section ring gear) is started and the vehicle starts. FIG. 17 (a) is a collinear diagram (a diagram representing the relative relationship between the rotational speeds of the rotating elements constituting the electric differential portion on a straight line in this case, and the differential portion sun gear ( S1), an example of the differential part carrier (CA1), the differential part ring gear (R1), and the output shaft (Output) of the stepped transmission mechanism. Originally, the collinear diagram of the stepped transmission mechanism is represented, for example, as shown in FIG. 3, which will be described later. Here, for ease of understanding, the diagram of the stepped transmission mechanism is simplified. ing.
上述した車両発進後、第1電動機を正回転で且つ回転数が徐々に低下するように制御することに伴って、電気式差動部の出力軸の回転数および有段式変速機構の出力軸の回転数が上昇していき車両が加速される。尚、有段式変速機構の変速段は維持(例えば第1速段に維持)されている。図16中の点Bの状態における共線図の一例を図17(b)に示す。 After the vehicle starts, the rotational speed of the output shaft of the electric differential unit and the output shaft of the stepped transmission mechanism are controlled by controlling the first motor so that the first motor rotates in a normal direction and gradually decreases. The number of revolutions increases and the vehicle is accelerated. Note that the gear position of the stepped transmission mechanism is maintained (for example, maintained at the first speed). FIG. 17B shows an example of the alignment chart in the state of point B in FIG.
更に、その後、第1電動機を逆回転領域に移行させ且つ回転数を徐々に上昇(負側の回転数を上昇)させていくことに伴って、電気式差動部の出力軸の回転数および有段式変速機構の出力軸の回転数が上昇していき車両が更に加速される。図16中の点Cの状態における共線図の一例を図17(c)に示す。 Further, the rotational speed of the output shaft of the electric differential unit and the first motor are shifted to the reverse rotation region and the rotational speed is gradually increased (the negative rotational speed is increased). The rotational speed of the output shaft of the stepped transmission mechanism increases and the vehicle is further accelerated. An example of the alignment chart in the state of point C in FIG. 16 is shown in FIG.
このような車両加速動作を行いながら、車速およびアクセル開度に基づいて選択すべき変速段を判断する変速線図を参照し、シフトアップの実行判定がなされると、有段式変速機構のシフトアップ動作が実行される。例えば図17(c)において有段式変速機構の出力軸の回転数がN1となった時点で車速が変速線図のシフトアップ線(例えば第1速段から第2速段へのシフトアップ線)を超えるように規定されたものにあっては、この図17(c)に示す状態になったことで有段式変速機構のシフトアップ動作が実行される。また、この有段式変速機構のシフトアップ動作に連動して電気式差動部はシフトダウンされることになる。この場合の共線図の一例を図17(d)に示す。 While performing such a vehicle acceleration operation, referring to a shift diagram for determining a shift stage to be selected based on the vehicle speed and the accelerator opening, if the shift up execution determination is made, the shift of the stepped transmission mechanism is performed. Up operation is executed. For example, in FIG. 17C, when the rotational speed of the output shaft of the stepped transmission mechanism becomes N1, the vehicle speed is shifted up in the shift diagram (for example, the shift up line from the first speed to the second speed). ) Exceeding the above), the shift-up operation of the stepped transmission mechanism is executed when the state shown in FIG. In addition, the electric differential unit is shifted down in conjunction with the upshifting operation of the stepped transmission mechanism. An example of the alignment chart in this case is shown in FIG.
このように、第1電動機の出力低下が生じていない場合には、第1電動機の逆回転方向の回転数を高く得て充分に車速を高めることができるので(図17(c)の状態を参照)、有段式変速機構のシフトアップ動作への移行が円滑に行えることになる。 Thus, when the output reduction of the 1st electric motor has not arisen, since the rotation speed of the reverse rotation direction of the 1st electric motor can be obtained high and a vehicle speed can fully be raised (the state of Drawing 17 (c)) As a result, the shift to the shift-up operation of the stepped transmission mechanism can be smoothly performed.
−第1電動機の出力低下が生じている場合の車両発進時−
これに対し、第1電動機の出力低下が生じている場合(運転可能領域が図16に破線で示す範囲に制限されている場合)、第1電動機が正回転で且つ比較的高い回転数(制限された運転可能領域内の回転数)で駆動した状態(図16中の点A’の状態)で、電気式差動部の出力軸の回転が開始されて車両が発進する。この場合の共線図の一例を図18(a)に示す。その後、第1電動機を正回転で且つ回転数が徐々に低下するように制御することに伴って、電気式差動部の出力軸の回転数および有段式変速機構の出力軸の回転数が上昇していき車両が加速される。図16中の点B’の状態における共線図の一例を図18(b)に示す。
-When starting the vehicle when the output of the first motor has dropped-
On the other hand, when the output of the first motor is reduced (when the operable region is limited to the range indicated by the broken line in FIG. 16), the first motor is rotating forward and the rotation speed is relatively high (restriction). The rotation of the output shaft of the electric differential section is started and the vehicle is started in a state where it is driven at the rotational speed within the drivable range) (state at point A ′ in FIG. 16). An example of the alignment chart in this case is shown in FIG. Thereafter, the rotational speed of the output shaft of the electric differential unit and the rotational speed of the output shaft of the stepped transmission mechanism are controlled in accordance with the control of the first electric motor so that the rotational speed is gradually decreased. Ascending, the vehicle is accelerated. FIG. 18B shows an example of the alignment chart in the state of point B ′ in FIG.
更に、その後、第1電動機を逆回転領域に移行させ且つ回転数を、制限された運転可能領域内で徐々に上昇(負側の回転数を上昇)させていくことに伴って、電気式差動部の出力軸の回転数および有段式変速機構の出力軸の回転数が上昇していき車両が更に加速される。図16中の点C’の状態における共線図の一例を図18(c)に示す。 Further, after that, the first electric motor is shifted to the reverse rotation region and the rotational speed is gradually increased (the negative rotation speed is increased) within the limited operable region. The rotational speed of the output shaft of the moving part and the rotational speed of the output shaft of the stepped transmission mechanism increase, and the vehicle is further accelerated. FIG. 18C shows an example of the alignment chart in the state of the point C ′ in FIG.
ところが、このように第1電動機の運転可能領域が制限されていると、この第1電動機の回転数制御のみでは、変速線図におけるシフトアップ線を超える車速(有段式変速機構の出力軸の回転数として前記N1)が得られない可能性がある。この場合、有段式変速機構のシフトアップ動作が円滑に行えなくなったり、第1電動機を運転可能領域外で使用することが必要になってしまい、その制御性が悪化してしまう可能性がある。このような第1電動機の運転可能領域が制限されたことに伴う制御性の悪化は、車両発進時に限らず、車両の通常走行中においても生じる可能性がある。また、第1電動機の運転可能領域が制限されてその正回転側の回転数が制限される場合においても、同様に、制御性の悪化を招く可能性がある。上述した如く、このような課題は未公知の事項である。 However, when the operable range of the first motor is limited in this way, the vehicle speed exceeding the shift-up line in the shift diagram (the output shaft of the stepped transmission mechanism) can be obtained only by controlling the rotation speed of the first motor. N1) may not be obtained as the rotational speed. In this case, the upshifting operation of the stepped transmission mechanism cannot be performed smoothly, or it becomes necessary to use the first electric motor outside the operable region, and the controllability may be deteriorated. . Such a deterioration in controllability associated with the limitation of the drivable region of the first motor may occur not only when the vehicle starts but also during normal traveling of the vehicle. Further, even when the operable range of the first electric motor is limited and the rotation speed on the positive rotation side is limited, the controllability may be similarly deteriorated. As described above, such a problem is an unknown matter.
尚、前記特許文献3には、バッテリの蓄電量が少なく電動機の制御が制限される場合に、変速機の変速点を変更することで変速ショックを軽減することについて開示されてはいるものの、上述したように第1電動機を運転可能領域外で使用することが必要になって、その制御性が悪化してしまうことに着目した技術的思想については何ら開示されていない。
In addition, although
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気式差動部と変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置において、電動機の運転可能領域が制限される状況になっても、その制御性を良好に確保することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to limit a driveable region of an electric motor in a control device for a vehicle drive device including an electric differential unit and a transmission unit. Even in such a situation, it is to ensure good controllability.
−課題の解決原理−
前記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、電気式差動部の差動状態を制御するための電動機の運転可能領域が変化した場合(例えば運転可能領域が制限された場合)には、変速部の変速点(変速比を変更するための車速などの閾値)を変更するようにしている。これにより、電動機の駆動状態(例えば電動機の回転数)が運転可能領域外に達する状況となる前に変速部の変速動作が実行されるようにし、電動機を運転可能領域外で駆動させねばならないといった状況を回避することで、その制御性を良好に確保できるようにしている。
-Solving principle-
The solution principle of the present invention taken in order to achieve the above object is that when the operable range of the motor for controlling the differential state of the electric differential section changes (for example, the operable range is limited). In the case), the shift point of the transmission unit (a threshold value such as a vehicle speed for changing the transmission ratio) is changed. As a result, before the driving state of the motor (for example, the number of rotations of the motor) reaches a state outside the operable region, the speed change operation of the transmission unit is executed, and the motor must be driven outside the operable region. By avoiding the situation, the controllability can be secured well.
−解決手段−
具体的に、本発明は、差動機構の回転要素に対して動力伝達可能に連結された電動機の運転状態が制御されることにより入力軸回転数と出力軸回転数との差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置を前提とする。この車両用駆動装置の制御装置に対し、前記変速部の変速比を変更させる変速部制御手段と、前記電動機の運転可能領域が変化した場合、前記変速部の変速比を変更するための変速点を変更する変速点変更手段とを備えさせている。
-Solution-
Specifically, according to the present invention, the differential state between the input shaft rotational speed and the output shaft rotational speed is controlled by controlling the operating state of the electric motor connected to the rotating element of the differential mechanism so that power can be transmitted. And a control device for a vehicle drive device provided with an electric differential portion and a transmission portion that constitutes a part of a power transmission path. A speed change point control means for changing the speed ratio of the speed change portion and a speed change point for changing the speed ratio of the speed change portion when the drivable region of the motor changes. And shift point changing means for changing.
より具体的には、前記電動機の運転可能領域が電動機出力の低下側に変化した際、前記変速点変更手段が、前記変速部の変速比を変更するための変速点を車両の低車速側に変更するようにしている。 More specifically, when the operable region of the electric motor changes to a lower side of the electric motor output, the shift point changing means sets the shift point for changing the gear ratio of the transmission unit to the lower vehicle speed side of the vehicle. I am trying to change it.
これら特定事項により、電動機の運転可能領域が変化する前、例えば、電動機の運転可能領域が制限される状況とはなっていないときには、予め設定されている変速点(前記変速点変更手段によって変更される前の変速点)に従って前記変速部の変速動作が行われる。つまり、電動機の運転可能領域が制限されていない状況では、電動機の駆動状態(例えば回転数)の使用可能範囲は大きく確保されているので、この運転可能領域内での電動機の制御により車両の走行状態(例えば車速)が変速点を超えることになって変速部の変速動作が良好に行われ、この変速部に所定の変速比を得ながら車両を走行させることになる。 By these specific matters, before the motor operable region is changed, for example, when the motor operable region is not limited, a predetermined shift point (changed by the shift point changing unit) is set. The speed change operation of the speed change portion is performed according to the speed change point before the transmission. In other words, in a situation where the operable range of the electric motor is not limited, the usable range of the driving state (for example, the rotational speed) of the electric motor is secured widely, and therefore the vehicle travels by controlling the electric motor within this operable region. Since the state (for example, the vehicle speed) exceeds the shift point, the speed change operation of the speed change unit is performed satisfactorily, and the vehicle is caused to travel while obtaining a predetermined speed ratio in the speed change unit.
これに対し、電動機の運転可能領域が制限されるなど運転可能領域が変化する状況になると、電動機の駆動状態(例えば回転数)の使用可能範囲は縮小されることになり、予め設定されていた前記変速点(変更される前の変速点)に従って変速部の変速動作を行おうとしても、車両の走行状態(例えば車速)が変速点を超える状況が得られない可能性がある。この場合、電動機を運転可能領域外で駆動させねばならないといった状況を招いてしまう。本解決手段では、このように電動機の運転可能領域が変化する状況になった場合には、変速部の変速点を変更する(例えば低車速側に変更する)ことで、電動機の駆動状態(例えば電動機の回転数)が運転可能領域外に達する状況となる前に変速部の変速動作を実行させることを可能にしている。これにより、電動機の運転可能領域が制限されている状況であっても、その電動機を、その制限された運転可能領域内で制御しながら変速部の変速動作を実行させることができ、電動機の制御性を良好に確保することができる。 On the other hand, when the drivable range changes, such as when the drivable range of the motor is limited, the usable range of the drive state (for example, the number of revolutions) of the motor is reduced, and is set in advance. Even if the shifting operation of the transmission unit is performed in accordance with the shift point (the shift point before being changed), there is a possibility that the vehicle traveling state (for example, the vehicle speed) does not exceed the shift point. In this case, a situation occurs in which the electric motor must be driven outside the operable region. In the present solution, when the operable range of the electric motor changes as described above, the driving state of the electric motor (for example, by changing the shifting point of the transmission unit (for example, changing to the low vehicle speed side)) is changed. The speed change operation of the speed change unit can be executed before the rotation speed of the electric motor reaches the outside of the operable range. As a result, even in a situation where the operable range of the motor is limited, it is possible to execute the shift operation of the transmission unit while controlling the motor within the limited operable range. Good properties can be secured.
前記電動機の運転可能領域の変化として、具体的には以下の2タイプが挙げられる。先ず、電動機の運転可能領域の変化を、電動機における出力可能なトルクの変化または駆動可能な最高回転数の変化とするものである。また、電動機の運転可能領域の変化を、電動機における出力可能な出力変化とするものである。 Specifically, there are the following two types of changes in the operable range of the electric motor. First, the change in the operable region of the motor is a change in the torque that can be output from the motor or a change in the maximum rotational speed that can be driven. Further, the change in the operable region of the electric motor is defined as an output change that can be output from the electric motor.
前者の構成では、電動機における出力可能なトルクおよび駆動可能な最高回転数が制限される状況となった場合に、変更前の変速点を使用して変速部の変速動作を行おうとすると、電動機を運転可能領域外で駆動させねばならないといった状況を招く可能性がある際に、変速点を変更することにより、その制御性を良好に確保することができる。後者の構成においても同様に、電動機における出力可能なトルクが制限される状況となった場合に、変更前の変速点を使用して変速部の変速動作を行おうとすると、電動機を運転可能領域外で駆動せねばならないといった状況を招く可能性がある際に、変速点を変更することにより、その制御性を良好に確保することができる。 In the former configuration, when the torque that can be output from the motor and the maximum number of rotations that can be driven are limited, if the shift operation of the transmission unit is performed using the shift point before the change, When there is a possibility that the driving must be performed outside the drivable region, it is possible to ensure good controllability by changing the shift point. Similarly, in the latter configuration, when the torque that can be output from the motor is limited, if the shift operation of the transmission unit is performed using the shift point before the change, the motor is out of the operable range. When there is a possibility that the vehicle must be driven by the change of the shift point, the controllability can be ensured satisfactorily.
前記電動機の運転可能領域が、変化する前の領域に戻った場合や戻りつつある場合の動作としては以下のものが挙げられる。つまり、前記電動機の運転可能領域が変化したことに伴って変速点を変更した後に、前記電動機の運転可能領域が元の領域に戻った場合または元の領域に戻りつつある場合に、前記変速点変更手段が、変速点を前記変更前の変速点に戻していく変速点復帰動作を行う構成としている。 Examples of the operation when the operable region of the motor returns to the region before the change or when the motor is returning include the following. That is, after changing the shift point in accordance with the change in the operable region of the motor, the shift point when the operable region of the motor returns to the original region or is returning to the original region. The changing means is configured to perform a shift point return operation for returning the shift point to the shift point before the change.
この変速点復帰動作を実行する場合、変速部の変速動作が実行される毎に徐々に変速点を前記変更前の変速点に戻すようにしている。 When this shift point return operation is executed, the shift point is gradually returned to the shift point before the change every time the shift operation of the transmission unit is executed.
これらの構成により、変速部の変速比を変更するための変速点を初期の状態に戻すことが可能になり、燃費や動力伝達効率を考慮した適切なタイミングでの変速部の変速動作を復帰させることが可能になる。特に、この変速点復帰動作の実行時に、変速動作が実行される毎に徐々に変速点を戻すようにしていることで、変速点が急変することによる運転者の違和感(例えば変速点が急変することに起因して車両走行時の加速感が大きく変化する状況)を回避することができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。 With these configurations, it is possible to return the shift point for changing the transmission gear ratio of the transmission unit to the initial state, and to restore the transmission operation of the transmission unit at an appropriate timing considering fuel consumption and power transmission efficiency. It becomes possible. In particular, when the shift point returning operation is executed, the shift point is gradually returned every time the shift operation is executed, so that the driver feels strange (for example, the shift point changes suddenly). Therefore, it is possible to avoid a situation in which the acceleration feeling when the vehicle travels greatly changes) and to improve drivability.
前記変速点としては、具体的には車速および運転負荷に基づいて設定される。また、この変速点を変更する際の変更幅は、運転負荷に応じて変化するようにしている。 Specifically, the shift point is set based on the vehicle speed and the driving load. Further, the change width when changing the shift point is changed in accordance with the driving load.
例えば、運転負荷が高い場合(例えば運転者のアクセル踏み込み量が大きい場合)、車両の加速度が高い状況となり、電気式差動部を差動させるための電動機の回転数の変化量(電気式差動部の差動により車速を高めるための電動機の回転数の変化量)も大きくなる。つまり、電動機の回転数が急激に変化するような制御動作が行われることになる。これに対し、車速等が変速点に達して変速動作の実行判定がなされた後に実際に変速部の変速動作が開始されるまでの時間は運転負荷に関わらず略一定である。つまり、電動機の回転数の変化量に関わらず、変速動作の実行判定がなされてから変速部の変速動作が開始されるまでの時間(タイムラグ)は一定である。このため、上述したような電動機の回転数が急激に変化するような状況(高運転負荷時)では、変速部の変速動作が開始されるまでに、電動機の回転数が運転可能領域外にまで達してしまうことが懸念される状況となる。この点を考慮し、本解決手段では、運転負荷に応じて変速点を変更する際の変更幅を変化させ、具体的には、運転負荷が高い場合には、変速点を変更する際の変更幅を大きくし、変速部の変速動作が遅れて電動機の回転数が運転可能領域外にまで達してしまうといった状況を回避できるようにしている。言い換えると、前記時間(変速動作の実行判定がなされてから変速部の変速動作が開始されるまでの時間)に前記電動機の回転数変化量を乗じた値に相関のある値を車速として予め変速点に確保しておく。これにより、電動機を、制限された運転可能領域内で制御しながら変速部の変速動作を実行させることができ、電動機の制御性を良好に確保することができる。 For example, when the driving load is high (for example, when the driver's accelerator depression amount is large), the vehicle acceleration is high, and the amount of change in the rotation speed of the motor for making the electric differential section differential (electrical difference The amount of change in the rotational speed of the electric motor for increasing the vehicle speed due to the differential of the moving part is also increased. That is, a control operation is performed in which the rotation speed of the electric motor changes abruptly. On the other hand, the time from when the vehicle speed or the like reaches the shift point and the execution of the shift operation is determined until the actual shift operation of the transmission unit is started is substantially constant regardless of the driving load. That is, the time (time lag) from when the shift operation is determined to be started until the shift operation of the transmission unit is started is constant regardless of the amount of change in the rotation speed of the electric motor. For this reason, in the situation where the rotational speed of the electric motor changes rapidly as described above (at the time of a high driving load), the rotational speed of the electric motor is out of the operable range before the shift operation of the transmission unit is started. It will be a situation to be worried about reaching. Considering this point, the present solution changes the change width when changing the shift point according to the driving load. Specifically, when the driving load is high, the change when changing the shift point is changed. The width is increased so that the situation where the speed change operation of the speed change portion is delayed and the rotation speed of the electric motor reaches beyond the operable range can be avoided. In other words, the vehicle speed is preliminarily changed with a value correlated with the value obtained by multiplying the time (the time from the determination of execution of the shift operation to the start of the shift operation of the transmission unit) by the amount of change in the rotation speed of the motor. Keep it on point. As a result, the speed change operation of the speed change portion can be executed while controlling the electric motor within the limited drivable region, and the controllability of the electric motor can be ensured satisfactorily.
また、前記変速部として、具体的には、変速比が段階的に変化する有段変速機構により構成されている。また、この変速部は、ベルト式やトロイダル式等の無段変速機構により構成されていてもよい。 Further, specifically, the speed change portion is constituted by a stepped speed change mechanism in which the speed change ratio changes stepwise. Moreover, this transmission part may be comprised by continuously variable transmission mechanisms, such as a belt type and a toroidal type.
本発明によれば、電気式差動部の差動状態を制御するための電動機の運転可能領域が変化した場合には、変速部の変速比を変更するための変速点を変更し、これにより、電動機の駆動状態が運転可能領域外に達する状況となる前に変速部の変速動作が実行されるようにしている。このため、電動機を、変化した後の運転可能領域内で制御しながら変速部の変速動作を実行させることができ、電動機の制御性を良好に確保することができる。 According to the present invention, when the operable region of the electric motor for controlling the differential state of the electric differential unit changes, the shift point for changing the transmission gear ratio of the transmission unit is changed, thereby The speed change operation of the speed change unit is executed before the driving state of the electric motor reaches a state outside the operable range. For this reason, it is possible to execute the shift operation of the transmission unit while controlling the electric motor in the operable range after the change, and to ensure good controllability of the electric motor.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
−車両用の駆動装置−
図1は、本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一例を示すスケルトン図である。
(First embodiment)
-Vehicle drive system-
FIG. 1 is a skeleton diagram showing an example of a drive device for a hybrid vehicle to which the control device of the present invention is applied.
この例の駆動装置1は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に用いられるものであって、走行用の駆動力源としてのエンジン(例えばガソリンエンジン)10、電気式差動部20および機械式変速部(変速部)30などを備え、動力を差動歯車装置(終減速機)2および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪3(図5参照)へ伝達する。なお、駆動装置1はその軸心に対して対称的に構成されているので、図1の駆動装置1を表す部分においてはその下側が省略されている。
The
駆動装置1は、トランスミッションケース1A(以下、ケース1Aともいう)内において共通の軸心上に配設された入力軸11と、この入力軸11に直接に連結もしくは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結された電気式差動部20と、その電気式差動部20と出力軸12との間に伝達軸(出力軸)22を介して直列に連結された機械式変速部30とを備えている。駆動装置1の入力軸11(電気式差動部20の駆動源軸)には、エンジン10の出力軸であるクランクシャフトが連結されている。
The
−電気式差動部−
電気式差動部20は、第1電動機MG1と、入力軸11に入力されたエンジン10の出力を機械的に分配/合成する機械的機構であって、エンジン10の出力を第1電動機MG1および伝達軸22に分配するか、もしくはエンジン10の出力と第1電動機MG1の出力とを合成して伝達軸22に出力する動力分配機構(差動機構)21と、伝達軸22と一体的に回転するように設けられた第2電動機MG2とを備えている。この例の第1電動機MG1および第2電動機MG2は、電動機(駆動源)として機能するとともに発電機としても機能するモータジェネレータである。
−Electric differential section−
The electric
動力分配機構21は、例えば「0.436」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置21と、切替クラッチC0および切替ブレーキB0とを備えている。この第1遊星歯車装置21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、前記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
The
この動力分配機構21において、第1キャリヤCA1は入力軸11すなわちエンジン10に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機MG1に連結されており、第1リングギヤR1は伝達軸22に連結されている。また、切替ブレーキB0は第1サンギヤS1とトランスミッションケース1Aとの間に設けられ、切替クラッチC0は第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1との間に設けられている。
In the
これら切替クラッチC0および切替ブレーキB0が解放されると、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な差動作用が働く差動状態となり、エンジン10の出力が第1電動機MG1と伝達軸22とに分配されるとともに、その分配されたエンジン10の出力の一部で第1電動機MG1から発生した電気エネルギで蓄電装置(例えばHVバッテリ)70(図5参照)が充電され、また、第2電動機MG2が回転駆動されるので、例えば無段変速状態とされて、エンジン10の所定回転に関わらず伝達軸22の回転が連続的に変化させられる。すなわち、電気式差動部20が電気的にその変速比γ0(入力軸11の回転数/伝達軸22の回転数)が最小値γ0minから最大値γ0maxまで変化させられる差動状態、例えば変速比γ0が最小値γ0minから最大値γ0max0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。
When the switching clutch C0 and the switching brake B0 are released, the first sun gear S1, the first carrier CA1, and the first ring gear R1 are in a differential state in which differential actions are possible so that they can rotate relative to each other. Is distributed to the first electric motor MG1 and the
そして、このような状態で、エンジン10の出力による車両走行中に切替クラッチC0が係合して第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが一体的に係合すると、第1遊星歯車装置21を構成する3つの要素S1、CA1、R1が一体回転する非差動状態となり、エンジン10の回転数Neと伝達軸22の回転数とが一致する状態となるので、電気式差動部20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とされる。
In such a state, when the switching clutch C0 is engaged and the first sun gear S1 and the first carrier CA1 are integrally engaged during traveling of the vehicle by the output of the
次に、切替クラッチC0に替えて切替ブレーキB0が係合すると、第1サンギヤS1が非回転状態(非差動状態)となって、第1リングギヤR1が第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、電気式差動部20は変速比γ0が「1」よりも小さい値、例えば「0.696」に固定された増速変速機として機能する定変速状態とされる。
Next, when the switching brake B0 is engaged instead of the switching clutch C0, the first sun gear S1 enters a non-rotating state (non-differential state), and the first ring gear R1 is rotated at a higher speed than the first carrier CA1. Therefore, the electric
以上のように、この例では、切替クラッチC0および切替ブレーキB0は、電気式差動部20を、変速比が連続的に変化可能な電気的な無段変速機として作動する無段変速状態と、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ロックするロック状態、すなわち、1種類または2種類の変速比の単段または複数段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切替える差動状態切替装置として機能している。
As described above, in this example, the switching clutch C0 and the switching brake B0 are in a continuously variable transmission state in which the electric
−機械式変速部−
機械式変速部30は、有段式の自動変速機であって、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置31、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置32、および、シングルピニオン型の第4遊星歯車装置33を備えている。
-Mechanical transmission-
The
第2遊星歯車装置31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を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
The second
第3遊星歯車装置32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「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。
The third
第4遊星歯車装置33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「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。
The fourth
以上の第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、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とすると、前記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、前記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、前記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。 The number of teeth of the second sun gear S2 is ZS2, the number of teeth of the second ring gear R2 is ZR2, the number of teeth of the third sun gear S3 is ZS3, the number of teeth of the third ring gear R3 is ZR3, and the number of teeth of the fourth sun gear S4 is If the number of teeth of ZS4 and the fourth ring gear R4 is ZR4, the gear ratio ρ2 is ZS2 / ZR2, the gear ratio ρ3 is ZS3 / ZR3, and the gear ratio ρ4 is ZS4 / ZR4.
この例の機械式変速部30では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達軸22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1Aに選択的に連結される。また、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース1Aに選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース1Aに選択的に連結される。さらに、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸12に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達軸22に選択的に連結される。
In the
切替クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切替ブレーキ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要素であって、例えば、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。 The switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the switching brake B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 are hydraulic types that are often used in conventional automatic transmissions for vehicles. A friction engagement element, for example, a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or one or two bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum One end is constituted by a band brake or the like that is tightened by a hydraulic actuator, and is for selectively connecting members on both sides on which the brake is interposed.
以上のように構成された駆動装置1においては、例えば、図2の係合作動表に示すように、切替クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切替ブレーキ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)〜第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか1つのギヤ段が選択的に成立させられ、後進ギヤ段(後進変速段)またはニュートラルが選択的に成立させられることによって、略等比的に変化する変速比γ(γ=入力軸回転数Nin/出力軸回転数Nout)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。
In the
特に、この例では、電気式差動部20に切替クラッチC0および切替ブレーキB0が設けられており、それら切替クラッチC0および切替ブレーキB0のいずれか一方が係合させられることによって、電気式差動部20は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動可能な定変速状態を構成することが可能である。従って、この例の駆動装置1では、切替クラッチC0および切替ブレーキB0のいずれか一方を係合させることで、定変速状態とされた電気式差動部20と機械式変速部30とで有段変速機が構成され、切替クラッチC0および切替ブレーキB0の双方を解放することで無段変速状態とされた電気式差動部20と機械式変速部30とで無段変速機が構成される。
In particular, in this example, the electric
例えば、駆動装置1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、切替クラッチ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(1st)が成立し、切替クラッチ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(2nd)が成立する。
For example, when the
また、切替クラッチ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(3rd)が成立し、切替クラッチ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(4th)が成立する。さらに、第1クラッチC1、第2クラッチC2および切替ブレーキ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(5th)が成立する。 Further, the third speed gear stage (3rd) in which the gear ratio γ3 is smaller than the second speed gear stage, for example, about “1.424” due to the engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the first brake B1. ) Is established, and the engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the second clutch C2 results in the fourth speed gear having a speed ratio γ4 that is smaller than the third speed gear stage, for example, about “1.000”. Stage (4th) is established. Further, by engagement of the first clutch C1, the second clutch C2, and the switching brake B0, the fifth speed gear stage (5th) in which the speed ratio γ5 is smaller than the fourth speed gear stage, for example, about “0.705”. ) Holds.
一方、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(1st)と第2速ギヤ段(2nd)との間の値、例えば「3.209」程度である後進ギヤ段(R)が成立する。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切替クラッチC0のみが係合される。 On the other hand, due to the engagement of the second clutch C2 and the third brake B3, the gear ratio γR is a value between the first gear (1st) and the second gear (2nd), for example, about “3.209”. The reverse gear stage (R) is established. When the neutral “N” state is set, for example, only the switching clutch C0 is engaged.
一方、駆動装置1が無段変速機として機能する場合には、図2の係合表に示すように、切替クラッチC0および切替ブレーキB0がともに解放される。これにより、電気式差動部20が無段変速機として機能し、この電気式差動部20に直列に連結された機械式変速部30が有段変速機として機能することによって、機械式変速部30の第1速ギヤ段、第2速ギヤ段、第3速ギヤ段、第4速ギヤ段の各ギヤ段に対し、その機械式変速部30に入力される回転数すなわち伝達軸22の回転数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。これによって機械式変速部30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駆動装置1全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
On the other hand, when the
図3は、無段変速部または第1変速部として機能する電気式差動部20と、有段変速部または第2変速部として機能する機械式変速部30とを備えた駆動装置1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数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。
FIG. 3 shows a
この図3の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置21,31,32,33のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す2次元座標であり、3本の横軸のうちの下側の横線X1が回転速度「0」を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸11に連結されたエンジン10のエンジン回転数Neを示し、横軸XGが伝達軸22の回転速度を示している。
The collinear chart of FIG. 3 is a two-dimensional coordinate indicating the relative relationship of the gear ratio ρ of each
また、電気式差動部20を構成する動力分配機構21の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3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1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであって、それらの間隔は第1遊星歯車装置21のギヤ比ρ1に応じて定められている。すなわち、縦線Y1とY2との間隔を「1」に対応すると、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ1に対応するものとされる。
In addition, three vertical lines Y1, Y2, and Y3 corresponding to the three elements of the
さらに、機械式変速部30の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に第4回転要素(第4要素)RE4に対応し、かつ、相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を表し、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を表し、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を表し、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し、かつ、相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を表し、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し、かつ、相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4を表しており、それらの間隔は3つの遊星歯車装置(第2〜第4)31,32,33のギヤ比ρ2,ρ3,ρ4に応じてそれぞれ定められている。すなわち、図3に示すように、各遊星歯車装置(第2〜第4)31、32、33ごとに、そのサンギヤとキャリヤとの間が1に対応するものされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応するものとされる。
Further, the five vertical lines Y4, Y5, Y6, Y7, and Y8 of the
図3の共線図を用いて表現すれば、この例の駆動装置1は、電気式差動部(無段変速部)20において、第1遊星歯車装置21の3回転要素(要素)の1つである第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が入力軸11に連結されるとともに、切替クラッチC0を介して他の回転要素の1つである第1サンギヤS1と選択的に連結される。これ以外の回転要素の1つである第2回転要素RE2(第1サンギヤS1)が第1電動機MG1に連結されるとともに、切替ブレーキB0を介してトランスミッションケース1Aに選択的に連結される。また、残りの回転要素である第3回転要素RE3(第1リングギヤR1)が伝達軸22および第2電動機MG2に連結されて、入力軸11の回転を、前記伝達軸22を介して機械式変速部(有段変速機)30へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2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。
If expressed using the collinear diagram of FIG. 3, the driving
例えば、前記切替クラッチC0および切替ブレーキB0の解放により無段変速状態に切替えられたときは、第1電動機MG1の発電による反力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の回転が上昇または下降させられると、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が下降または上昇させられる。また、切替クラッチC0の係合により第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが連結されると、前記3つ回転要素が一体回転するロック状態となるので、直線L0は横線X2に一致し、エンジン回転数Neと同じ回転で伝達軸22が回転する。また、切替ブレーキB0の係合によって第1サンギヤS1の回転が停止させられると、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1すなわち伝達軸22の回転速度は、エンジン回転数Neよりも増速された回転で機械式変速部30へ入力される。
For example, when switching to the continuously variable transmission state by releasing the switching clutch C0 and the switching brake B0 is indicated by the intersection of the straight line L0 and the vertical line Y1 by controlling the reaction force generated by the power generation of the first electric motor MG1. When the rotation of the first sun gear S1 is increased or decreased, the rotation speed of the first ring gear R1 indicated by the intersection of the straight line L0 and the vertical line Y3 is decreased or increased. Further, when the first sun gear S1 and the first carrier CA1 are connected by the engagement of the switching clutch C0, the three rotary elements are in a locked state in which they rotate together, so that the straight line L0 coincides with the horizontal line X2, and the engine The
機械式変速部30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8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8および横線X2の交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6および横線X1の交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸12に連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速の出力軸12の回転速度が示される。
In the
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12に連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速の出力軸12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12に連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速の出力軸12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12に連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の出力軸12の回転速度が示される。
Similarly, at the intersection of an oblique straight line L2 determined by engaging the first clutch C1 and the second brake B2, and a vertical line Y7 indicating the rotational speed of the seventh rotating element RE7 connected to the
前記第1速〜第4速では、切替クラッチC0が係合させられているので、エンジン回転数Neと同じ回転数で第8回転要素RE8に電気式差動部20からの動力が入力される。一方、切替クラッチC0に替えて切替ブレーキB0が係合させられると、電気式差動部20からの動力がエンジン回転数Neよりも高い回転数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、切替ブレーキ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12に連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の出力軸12の回転速度が示される。また、第2クラッチC2と第3ブレーキB3とが係合させられることにより決まる斜めの直線LRと出力軸12に連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で後進Rの出力軸12の回転速度が示される。
In the first to fourth speeds, since the switching clutch C0 is engaged, the power from the electric
以上の駆動装置1はECU(Electronic Control Unit)100(図5参照)によって制御される。
The
−ECU−
ECU100は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMおよび入出力インターフェースなどを備えており、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10、第1電動機MG1、第2電動機MG2の各駆動制御、および、機械式変速部30の変速制御等の駆動制御を実行する。
-ECU-
The
ECU100には、図4に示す各種センサやスイッチから、エンジン10の冷却水温を表す信号、シフトポジションを表す信号、エンジン10の出力軸(クランクポジション)の回転数であるエンジン回転数Neを表す信号、第1電動機MG1の回転数を表す信号、第2電動機MG2の回転数を表す信号、M(EV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、出力軸12の回転数に対応する車速信号、機械式変速部30の作動油温を示す油温信号、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、蓄電装置(バッテリ)70の温度を示すバッテリ温度信号、アクセルペダルの操作量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、車両の重量を示す車重信号、駆動装置1を有段変速機として機能させるために電気式差動部20を定変速状態に切り替えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、駆動装置1を無段変速機として機能させるために電気式差動部20を無段変速状態に切り替えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号などが供給される。
The
また、前記ECU100からは、エンジン10のスロットルバルブの開度(スロットル開度)を操作するスロットルモータへの駆動信号、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、エンジン10の点火時期を指令する点火信号、第1電動機MG1および第2電動機MG2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、電気式差動部20や機械式変速部30の油圧式摩擦係合要素の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路200(図5参照)に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、油圧制御回路200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。
Further, from the
次に、ECU100の制御機能の要部を、図5を参照して説明する。
Next, the main part of the control function of the
ECU100は、切替制御部101、ハイブリッド制御部(HB制御部)102、変速制御部(変速部制御手段)103、増速側ギヤ段判定部104、変速線図記憶部105、および、エンジン制御部106などを備えている。
The
切替制御部101は、高車速判定部111、高出力走行判定部112、および、電気パス機能判定部113を備えており、車両状態に基づいて駆動装置1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替える。
The switching
高車速判定部111は、ハイブリッド車両の車両状態、例えば実際の車速Vが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以上の高車速となったか否かを判定する。
The high vehicle
高出力走行判定部112は、ハイブリッド車両の車両状態、例えば駆動力に関連する駆動力関連値、例えば機械式変速部30の出力トルクToutが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以上の高トルク(高駆動力)走行となったか否かを判定する。
The high output
電気パス機能判定部113は、駆動装置1を無段変速状態とするための車両状態、例えば制御機器の機能低下が判定される故障判定条件の判定を、例えば第1電動機MG1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MG1、第2電動機MG2、インバータ60、蓄電装置70、それらを接続する伝送路などの故障や、故障(フェイル)とか低温による機能低下あるいは機能不全の発生に基づいて判定する。
The electric path function
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、運転負荷、駆動輪3での駆動トルクや駆動力のみならず、例えば機械式変速部30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あるいはスロットル開度(または吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転数Neとによっ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またはスロットル開度に基づいて算出される要求駆動力等の推定値であってもよい。また、前記駆動トルクは、出力トルクTout等からデフ比、駆動輪3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。前記他の各トルク等も同様である。つまり、高出力走行判定部112では車両の駆動力を直接もしくは間接的に示す駆動力関連パラメータに基づいて車両の高出力走行が判定される。
The driving force-related value is a parameter corresponding to the driving force of the vehicle on a one-to-one basis, and includes not only the driving load and driving torque and driving force at the
増速側ギヤ段判定部104は、駆動装置1を有段変速状態とする際に切替クラッチC0および切替ブレーキ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下記の変速線図(図6)に従って駆動装置1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。これは、駆動装置1の全体が有段式自動変速機として機能する場合に、第1速〜第4速において切替クラッチC0を係合させたり、あるいは第5速とする際に切替ブレーキB0を係合させるようにするためである。尚、図6の変速線図では前記駆動力関連値(縦軸)として運転負荷を採用したものとなっている。
The speed-increasing side gear
次に、変速線図について図6を参照して説明する。図6に示す変速線図は、車速Vと運転負荷K(上述した駆動力関連値である出力トルクToutに相関のある値であって、具体的には運転者のアクセルペダル操作量に基づいて得られる値である)とをパラメータとして、目標ギヤ段等を求めるための2次元マップであって、ECU100の変速線図記憶部105(図5参照)に記憶されている。図6に示す変速線図において、「アップ」と記載している線はシフトアップ線(変速線)であり、「ダウン」と記載している線はシフトダウン線(変速線)である。また、シフトアップ/シフトダウンの各切り換え方向およびシフトポジション(変速段)を図中に数字と矢印とを用いて示している。また、太線内の領域は電動機走行領域(EV走行領域)を示している。
Next, a shift diagram will be described with reference to FIG. 6 is a value correlated with the vehicle speed V and the driving load K (the output torque Tout which is the driving force-related value described above, specifically based on the driver's accelerator pedal operation amount. Is a two-dimensional map for obtaining the target gear stage and the like, and is stored in the shift diagram storage unit 105 (see FIG. 5) of the
図6の変速線図において、一点鎖線は有段制御領域と無段制御領域とを判定するための所定条件を定める判定車速V1および判定運転負荷K1を示しており、高車速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、高負荷走行判定値(高出力走行判定値)である判定運転負荷K1の連なりである高運転負荷判定線とを示している。なお、図6に示す一点鎖線は、例えば図7に示すエンジン回転数NeおよびエンジントルクTeをパラメータとする無段制御領域と有段制御領域との関係(境界線)に基づいて設定されている。また、図6の変速線図には、一点鎖線に対して二点鎖線で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。 In the shift diagram of FIG. 6, the alternate long and short dash line indicates a determination vehicle speed V1 and a determination driving load K1 that define predetermined conditions for determining the stepped control region and the stepless control region, and is a determination that is a high vehicle speed determination value. A high vehicle speed determination line that is a series of vehicle speeds V1 and a high driving load determination line that is a series of determination driving loads K1 that are high load travel determination values (high output travel determination values) are shown. 6 is set based on the relationship (boundary line) between the stepless control region and the stepped control region using, for example, the engine speed Ne and the engine torque Te shown in FIG. 7 as parameters. . In the shift diagram of FIG. 6, hysteresis is provided for the determination of the stepped control region and the stepless control region as indicated by the two-dot chain line with respect to the one-dot chain line.
なお、無段制御領域と有段制御領域との判定は、実際のエンジン回転数NeとエンジントルクTeとに基づいて図7の関係図に基づいて判定するようにしてもよい。 The stepless control region and the stepped control region may be determined based on the relationship diagram of FIG. 7 based on the actual engine speed Ne and the engine torque Te.
図5に示す切替制御部101は、所定条件としての高車速判定部111による高車速判定、高出力走行判定部112による高出力走行判定すなわち高トルク判定(高負荷判定)、電気パス機能判定部113による電気パス機能不全の判定のうち、少なくとも1つが発生したことに基づいて、駆動装置1を有段変速状態に切り替える有段変速制御領域であると判定して、ハイブリッド制御部102に対してハイブリッド制御または無段変速制御を不許可つまり禁止とする信号を出力するとともに、変速制御部103に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。
The switching
このときの変速制御部103は、変速線図記憶部105に記憶された図6に示す変速線図に従って機械式変速部30の自動変速制御を実行する。図2は、このときの変速制御において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちクラッチC0,C1,C2、ブレーキB0,B1,B2,B3の作動の組み合わせを示しており、駆動装置1の全体つまり動力分配機構21および機械式変速部30が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。
At this time, the
例えば、高車速判定部111による高車速判定、増速側ギヤ段判定部104による第5速ギヤ段判定、あるいは高出力走行判定部112による高出力走行判定であっても、増速側ギヤ段判定部104によって第5速ギヤ段が判定される場合には、駆動装置1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替制御部101は電気式差動部20が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が「0.696」の副変速機として機能させられるように切替クラッチC0を解放させ、かつ切替ブレーキB0を係合させる指令を油圧制御回路200へ出力する。
For example, even if the high vehicle speed determination by the high vehicle
また、高出力走行判定部112による高出力走行判定または増速側ギヤ段判定部104により第5速ギヤ段でないと判定される場合には、駆動装置1全体として変速比が1.0以上の減速側ギヤ段を得るために、切替制御部101は、電気式差動部20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替クラッチC0を係合させ、かつ切替ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路200へ出力する。
In addition, when the high output
このように、切替制御部101によって所定条件に基づいて駆動装置1が有段変速状態に切り替えられるとともに、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替えられる。これによって、電気式差動部20が副変速機として機能し、それに直列の機械式変速部30が有段変速機として機能することにより、駆動装置1の全体が有段式自動変速機として機能する。
As described above, the switching
例えば、判定車速V1は、高速走行において駆動装置1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駆動装置1が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定運転負荷K1は、車両の高出力走行において第1電動機MG1の反力トルクをエンジン10の高出力域まで対応させないで第1電動機MG1を小型化するために、例えば第1電動機MG1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MG1の特性に応じて設定されることになる。
For example, the determination vehicle speed V1 is set so that when the
一方、切替制御部101は、前記高車速判定部111による高車速判定、高出力走行判定部112による高出力走行判定、電気パス機能判定部113による電気パス機能不全の判定のいずれも発生しないときは、駆動装置1を無段変速状態に切り替える無段変速制御領域であると判定して、駆動装置1の全体として無段変速状態が得られるために前記電気式差動部20を無段変速状態として無段変速可能とするように切替クラッチC0および切替ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路200へ出力する。同時に、ハイブリッド制御部102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、変速制御部103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、あるいは、変速線図記憶部105に予め記憶された変速線図(図6)に従って機械式変速部30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、変速制御部103により、図2の係合表内において切替クラッチC0および切替ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。
On the other hand, the switching
このように、切替制御部101により所定条件に基づいて無段変速状態に切り替えられた電気式差動部20が無段変速機として機能し、それに直列の機械式変速部30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、機械式変速部30の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対し、その機械式変速部30に入力される回転数すなわち伝達軸22の回転数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。従って、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駆動装置1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。
Thus, the electric
ハイブリッド制御部102は、エンジン10を効率の良い運転域で作動させる一方で、エンジン10と第1電動機MG1および/または第2電動機MG2との駆動力の配分を最適になるように変化させる。例えば、そのときの走行車速において、アクセルペダル操作量や車速から運転者の要求出力を算出し、その要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出する。さらに、エンジン回転数Neとトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転数Neとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン10を制御するとともに、第1電動機MG1の発電量を制御する。
The
また、ハイブリッド制御部102は、機械式変速部30の変速段を考慮して制御を実行したり、あるいは燃費向上などのために機械式変速部30に変速指令を行う。このようなハイブリッド制御では、エンジン10を効率の良い運転域で作動させるエンジン回転数Neと、車速および機械式変速部30の変速段で定まる伝達軸22の回転数とを整合させるために、動力分配機構21を電気的な無段変速機として機能させる。すなわち、ハイブリッド制御部102は無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立した最適燃費率曲線に基づいてエンジン10が作動するように駆動装置1のトータル変速比γTの目標値を求め、その目標値が得られるように動力分配機構21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。
Further, the
このとき、ハイブリッド制御部102は、第1電動機MG1により発電された電気エネルギを、インバータ60を通して蓄電装置70や第2電動機MG2へ供給するので、エンジン10の動力の主要部は機械的に伝達軸22へ伝達されるが、エンジン10の動力の一部は第1電動機MG1の発電のために消費され電気エネルギに変換される。この電気エネルギはインバータ60を介して第2電動機MG2または第1電動機MG1へ供給され、第2電動機MG2または第1電動機MG1から電気式差動部20の伝達軸22へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機MG2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン10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。
At this time, since the
また、ハイブリッド制御部102は、エンジン10の停止またはアイドル状態に関わらず、電気式差動部20の電気的CVT機能によってモータ走行させることができる。さらに、ハイブリッド制御部102は、エンジン10の停止状態で電気式差動部20が有段変速状態(定変速状態)であっても第1電動機MG1および/または第2電動機MG2を作動させてモータ走行させることもできる。
Further, the
エンジン制御部106は、エンジン10のスロットルバルブの開度制御(吸入空気量制御)、燃料噴射量制御、点火時期制御などを含むエンジン10の各種制御を実行する。
The
また、ECU100は、以上説明した種々の制御に加えて、後述する「変速点変更制御」を実行する。
In addition to the various controls described above, the
−シフト操作装置−
次に、手動変速操作装置であるシフト操作装置について図8を参照して説明する。
-Shift operation device-
Next, a shift operation device which is a manual transmission operation device will be described with reference to FIG.
この例のシフト操作装置80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を選択するために操作されるシフトレバー81を備えている。
The
シフトレバー81は、例えば図2の係合作動表に示すように、クラッチC1およびクラッチC2がともに解放され、機械式変速部30内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態(中立状態)とするとともに、機械式変速部30の出力軸12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)」、駆動装置1内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「N(ニュートラル)」、前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または、前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」のいずれかのポジションに手動操作されるように設けられている。
For example, as shown in the engagement operation table of FIG. 2, the
「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り、「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る。また、「D」ポジションは、最高速走行ポジションでもあり、「M」ポジションにおける例えば「4」レンジ乃至「L」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。 The “P” position and the “N” position are non-traveling positions that are selected when the vehicle is not traveling, and the “R” position, “D” position, and “M” position are selected when the vehicle is traveling. It is a running position. Further, the “D” position is also the highest speed traveling position, and the “M” position, for example, the “4” range to the “L” range is also an engine brake range in which an engine braking effect can be obtained.
「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において前記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー81が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ〜「L」レンジのいずれかのレンジがシフトレバー81の操作に応じて変更される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー81がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジのいずれかに切り替えられる。
The “M” position is provided adjacent to the width direction of the vehicle at the same position as the “D” position in the longitudinal direction of the vehicle, for example, and when the
例えば、「M」ポジションにおける「D」レンジ〜「L」レンジの5つの変速レンジは、駆動装置1の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類の変速レンジであり、また、機械式変速部30の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段(ギヤ段)の変速範囲を制限するものである。
For example, the five shift ranges from the “D” range to the “L” range at the “M” position are the high speed side (the gear ratio is the minimum side) in the change range of the total gear ratio γT in which the automatic shift control of the
また、シフトレバー81はスプリング等の付勢手段により前記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置80にはシフトレバー81の各シフトポジションを検出するためのシフトポジションセンサ(図4参照)が備えられており、そのシフトレバー81のシフトポジションや「M」ポジションにおける操作回数等をECU100へ出力する。
The
例えば、シフトレバー81の操作により「D」ポジションが選択された場合には、図6の変速線図に基づいて切替制御部101により駆動装置1の変速状態の自動切替制御が実行され、ハイブリッド制御部102により電気式差動部20の無段変速制御が実行され、変速制御部103により機械式変速部30の自動変速制御が実行される。例えば、駆動装置1が有段変速状態に切り替えられる有段変速走行時には駆動装置1が、例えば図2に示すような第1速ギヤ段〜第5速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、あるいは、駆動装置1が無段変速状態に切り替えられる無段変速走行時には駆動装置1が電気式差動部20の無段的な変速比幅と機械式変速部30の第1速ギヤ段〜第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる駆動装置1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される。この「D」ポジションは駆動装置1の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。
For example, when the “D” position is selected by operating the
一方、シフトレバー81の操作により「M」ポジションが選択された場合には、変速レンジの最高速側変速段または変速比を超えないように、切替制御部101、ハイブリッド制御部102、および、変速制御部103により駆動装置1の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、駆動装置1が有段変速状態に切り替えられる有段変速走行時には駆動装置1が各変速レンジで駆動装置1が変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御され、あるいは、駆動装置1が無段変速状態に切り替えられる無段変速走行時には駆動装置1が電気式差動部20の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた機械式変速部30の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる駆動装置1の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。この「M」ポジションは駆動装置1の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。
On the other hand, when the “M” position is selected by operating the
−変速点変更制御−
次に、本実施形態の特徴とする制御動作である変速点変更制御について説明する。この変速点変更制御は、前記第1電動機MG1の運転可能領域が変化した場合に、前記機械式変速部30の変速点を変更するものである(変速点変更手段による変速点変更制御)。言い換えると、この変速点の集合である前記変速線を変更するものである。具体的には、図6で示した変速線図におけるシフトアップ線およびシフトダウン線を変更する。また、これに代えて、シフトアップ線およびシフトダウン線が互いに異なる変速線図を備えた複数のマップを、前記変速線図記憶部105に記憶させておき、前記第1電動機MG1の運転可能領域が変化した場合には、機械式変速部30の変速制御に使用する変速線図を切り換えるようにマップ切り換えを行うようにしてもよい。以下、具体的に説明する。
-Shift point change control-
Next, shift point change control, which is a control operation characteristic of the present embodiment, will be described. This shift point change control is to change the shift point of the
例えば、前記蓄電装置70における蓄電残量が少ない状況となったり、電気式差動部20に供給されている作動油の温度上昇に伴って第1電動機MG1の磁石温度が上昇して磁力が低下する状況となったり、前記インバータ60の温度が上昇することによりインバータ性能が低下する状況になったりした場合、第1電動機MG1の出力が低下し、その運転可能領域が制限される状況になる。例えば、上述した図16に示す如く、実線で示している第1電動機MG1の運転可能領域が、破線で示すように制限される状況になる。これにより、制御可能な第1電動機MG1の回転数の上限値(正側の回転の上限値および負側の回転の上限値)が制限されることになる。
For example, the remaining power in the
そして、このように第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況(第1電動機MG1の運転可能領域が電動機出力の低下側に変化する状況)になった場合、本実施形態では、機械式変速部30のシフトアップを行うための変速点の集合であるシフトアップ線およびシフトダウンを行うための変速点の集合であるシフトダウン線を共に低車速側に切り換えるようにしている。つまり、図6で示した変速線図において、実線で示しているシフトアップ線およびシフトダウン線(第1電動機MG1の運転可能領域が制限されていない場合の変速線)を、破線で示すシフトアップ線およびシフトダウン線とするように低車速側に変更(図6に破線で示す矢印を参照)、または、マップ切り換えを行うようにしている。
In this embodiment, when the operation possible region of the first electric motor MG1 is restricted (the operation possible region of the first electric motor MG1 changes to a decrease side of the electric motor output) in this embodiment, Both the upshift line, which is a set of shift points for shifting up the
より具体的には、蓄電装置70の電圧値を検出するセンサ、電気式差動部20に供給されている作動油の温度を検出する油温センサ、インバータ60の温度を検出する温度センサ等の出力から第1電動機MG1の出力が低下する状況、つまり、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況にあるか否かを判定し、運転可能領域が制限される状況であると判定(肯定的に判定)された場合には、図6で示した変速線図において、実線で示すシフトアップ線およびシフトダウン線を、破線で示すシフトアップ線およびシフトダウン線とするように低車速側に変更する。これにより、機械式変速部30の変速タイミングとしては低車速側に移行されることになる。つまり、車両の加速時などにおいて機械式変速部30のシフトアップを行っていく場合には、シフトアップの実行タイミングが早くなる(低車速側になる)ようにし、逆に、車両の減速時などにおいて機械式変速部30のシフトダウンを行っていく場合には、シフトダウンの実行タイミングが遅くなる(低車速側になる)ようにしている。
More specifically, a sensor that detects the voltage value of the
前記変速点変更制御の具体的な制御手順について図9のフローチャートに沿って説明する。この変速点変更制御は、例えば数msec〜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。 A specific control procedure of the shift point change control will be described with reference to the flowchart of FIG. This shift point change control is repeatedly executed with an extremely short cycle time of, for example, about several milliseconds to several tens of milliseconds.
先ず、ステップST1で、前記各センサの出力に基づいて第1電動機MG1の出力が低下する状況、つまり、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況にあるか否かを判定する。第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況にはなく、ステップST1でNo判定された場合には、本ルーチンを終了する。 First, in step ST1, it is determined whether or not the output of the first electric motor MG1 is reduced based on the output of each sensor, that is, whether or not the operable range of the first electric motor MG1 is limited. If the operable region of the first electric motor MG1 is not limited and the determination is NO in step ST1, this routine is terminated.
一方、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況にあって、ステップST1でYes判定された場合には、ステップST2に移り、シフトアップ線およびシフトダウン線(変速線)の変更を行う。つまり、図6で示した変速線図において、実線で示しているシフトアップ線およびシフトダウン線を、破線で示すシフトアップ線およびシフトダウン線とするように低車速側に変更する。これにより、機械式変速部30の変速タイミングとしては低車速側に移行されることになる。
On the other hand, in a situation where the operable region of the first electric motor MG1 is limited, and when a Yes determination is made in step ST1, the process proceeds to step ST2 to change the upshift line and the downshift line (shift line). . That is, in the shift diagram shown in FIG. 6, the upshift line and the downshift line indicated by the solid line are changed to the low vehicle speed side so as to be the upshift line and the downshift line indicated by the broken line. As a result, the shift timing of the
このようにして変更されたシフトアップ線およびシフトダウン線に従って機械式変速部30の変速動作を行っている状態で、ステップST3では、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況が解除された否かを判定しており、この状況が解除されるまでは、上述した如く変更された(低車速側に移行された)シフトアップ線およびシフトダウン線による機械式変速部30の変速動作を行う。この低車速側に移行された変速線を使用した機械式変速部30の変速動作の詳細については後述する。
In a state where the shift operation of the
そして、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況が解除され、ステップST3でYes判定された場合には、ステップST4に移り、シフトアップ線およびシフトダウン線を元の状態に戻すための変速点復帰動作を実行する。この変速点復帰動作の詳細についても後述する。 Then, the situation where the operable region of the first electric motor MG1 is restricted is canceled, and if the determination is YES in step ST3, the process proceeds to step ST4 to return the upshift line and the downshift line to the original state. The shift point return operation is executed. Details of this shift point return operation will also be described later.
そして、この変速点復帰動作が完了してシフトアップ線およびシフトダウン線が元の状態(図6において実線で示す状態)まで戻った後に本ルーチンを終了する。 Then, after this shift point return operation is completed and the up-shift line and the down-shift line return to the original state (the state indicated by the solid line in FIG. 6), this routine is finished.
次に、前記ステップST2において低車速側に移行された変速線を使用した機械式変速部30の変速動作について説明する。
Next, the shift operation of the
上述したように第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況となった場合、シフトアップ線およびシフトダウン線を低車速側に変更する。これにより、機械式変速部30の変速タイミングが低車速側に移行することになり、以下の動作が行われることになる。尚、以下の説明では機械式変速部30のシフトアップ動作時について主に説明する。
As described above, when the operable range of the first electric motor MG1 is limited, the shift-up line and the shift-down line are changed to the low vehicle speed side. As a result, the shift timing of the
第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になると、第1電動機MG1の回転数の使用可能範囲は縮小されることになり(図16に破線で示す運転可能領域を参照)、予め設定されていたシフトアップ線(図6において実線で示すもの)に従って機械式変速部30の変速動作を行おうとしても、車速がシフトアップ線を超える状況が得られない可能性がある。つまり、上述した図18(c)で説明したように、機械式変速部30の出力軸12の回転数としてN1(図6に実線で示すシフトアップ線を超える車速に相当する回転数)が得られない可能性がある。この場合、従来の制御動作では、第1電動機MG1を運転可能領域外で駆動させねばならないといった状況を招き、その制御性が悪化してしまう。本実施形態では、このように第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になった場合には、機械式変速部30の変速点(変速線)を低車速側に変更することで、第1電動機MG1の回転数が運転可能領域外に達する状況となる前に機械式変速部30の変速動作を実行させることを可能にしている。例えば図18(c)において、変速点を図中のN2まで移行させる(低車速側に移行させる)ことで、この図18(c)に示す状態になったタイミングで機械式変速部30のシフトアップ動作を実行させることが可能になる。これにより、第1電動機MG1の運転可能領域が制限されている状況であっても、その第1電動機MG1を、その制限された運転可能領域内で制御しながら機械式変速部30の変速動作を実行させることができ、第1電動機MG1の制御性を良好に確保することができる。
When the operable range of the first electric motor MG1 is limited, the usable range of the rotation speed of the first electric motor MG1 is reduced (refer to the operable range indicated by a broken line in FIG. 16) and set in advance. Even if the shift operation of the
また、本実施形態においては、変更前の変速線(シフトアップ線およびシフトダウン線)から、変更後の変速線への変更幅(変速タイミングを決定する車速値の変更幅)は、運転負荷に応じて変化するように設定されている。具体的には、図6に示すように、運転負荷が高いほど、変更前の変速線(実線)から、変更後の変速線(破線)への変更幅(図6における左方向への変更幅)が大きくなるように変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線は設定されている。その理由について以下に説明する。 Further, in the present embodiment, the change width (change width of the vehicle speed value that determines the shift timing) from the shift line before the change (shift up line and shift down line) to the shift line after change is the driving load. It is set to change accordingly. Specifically, as shown in FIG. 6, as the driving load is higher, the change width from the shift line before change (solid line) to the shift line after change (broken line) (change width to the left in FIG. 6). ) Is set so that the upshift line and the downshift line after the change are set to be large. The reason will be described below.
運転負荷が高い場合(例えば運転者のアクセル踏み込み量が大きい場合)、車両の加速度が高い状況となり、電気式差動部20を差動させるための第1電動機MG1の回転数の変化量(電気式差動部20の差動により車速を高めるための第1電動機MG1の回転数の変化量)も大きくなる。つまり、第1電動機MG1の回転数が急激に変化するような制御動作が行われることになる。これに対し、車速がシフトアップ線に達して変速動作の実行判定がなされた後に実際に機械式変速部30の変速動作が開始されるまでの時間は運転負荷に関わらず略一定である(メカ的に決定された時間である)。つまり、第1電動機MG1の回転数の変化量に関わらず、変速動作の実行判定がなされてから機械式変速部30の変速動作が開始されるまでの時間(タイムラグ)は一定である。このため、上述したような第1電動機MG1の回転数が急激に変化するような状況(高運転負荷時)では、機械式変速部30の変速動作が開始されるまでに、第1電動機MG1の回転数が運転可能領域外にまで達してしまうことが懸念される状況となる。そこで、本実施形態では、運転負荷が高い場合には、シフトアップ線およびシフトダウン線を変更する際の変更幅(低車速側への変更幅)を大きくし、機械式変速部30の変速動作が遅れてしまって第1電動機MG1の回転数が運転可能領域外にまで達するといった状況を回避できるようにしている。
When the driving load is high (for example, when the driver's accelerator depression amount is large), the vehicle acceleration is high, and the amount of change in the rotational speed of the first electric motor MG1 for making the electric
次に、前記ステップST4において実行される変速点復帰動作について説明する。第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況が解除されると、変更していたシフトアップ線およびシフトダウン線(図6に破線で示す状態)を、元の状態(図6に実線で示す状態)に戻すための変速点復帰動作を実施する。そして、この変速点復帰動作では、機械式変速部30の変速動作が実行される毎に徐々に変速点(シフトアップ線およびシフトダウン線)を前記変更前の変速点(実線で示すシフトアップ線およびシフトダウン線)に戻すようにしている。つまり、徐々にシフトアップ線およびシフトダウン線を元の状態に戻すようにしている。具体的には、図6に破線で示している変速線(第1電動機MG1の運転可能領域が制限されたことに伴って変更された変速線)と、実線で示している変速線(第1電動機MG1の運転可能領域が制限されていない場合の変速線)との間に例えば2段階の中間的な変速線を規定しておき、機械式変速部30の変速動作が実行される毎に実線で示す変速線に向けて1段階ずつ戻すような制御が行われる。尚、この変速線を戻す制御は全ての変速線に対して略同時に実行される。これにより、変速線が急変することによる運転者の違和感(例えば変速線が急変することに起因して車両走行時の加速感が大きく変化する状況)を回避することができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。
Next, the shift point return operation executed in step ST4 will be described. When the situation in which the operable range of the first electric motor MG1 is restricted is released, the changed shift-up line and shift-down line (the state indicated by the broken line in FIG. 6) are changed to the original state (the solid line in FIG. 6). The shift point returning operation for returning to the state shown in FIG. In this shift point return operation, each time the shift operation of the
図10は、車両発進時における、車速、エンジン回転数、第1電動機MG1の回転数、第2電動機MG2の回転数それぞれの変化状態を示すタイミングチャートであって、図10(a)は、第1電動機MG1の運転可能領域が制限されていない状況での各変化を示し、図10(b)は、第1電動機MG1の運転可能領域が制限されている状況での各変化、つまり、機械式変速部30の変速制御に使用する変速線が低車速側に変更されたことに伴う各変化を示している。
FIG. 10 is a timing chart showing changes in vehicle speed, engine speed, first motor MG1, and second motor MG2 when the vehicle starts. FIG. FIG. 10B shows changes in a situation where the operable range of the first electric motor MG1 is not restricted, that is, changes in a situation where the operable area of the first electric motor MG1 is restricted, that is, mechanical type. Each change according to the shift line used for the shift control of the
先ず、図10(a)に示すように、第1電動機MG1の運転可能領域が制限されていない状況では、第1電動機MG1における負側の回転数を充分に高めることができ、それに伴って機械式変速部30の変速動作を伴うことなく車速を変速線(シフトアップ線)まで上昇させることができる。
First, as shown in FIG. 10 (a), in a situation where the operable region of the first electric motor MG1 is not limited, the negative rotation speed of the first electric motor MG1 can be sufficiently increased, and accordingly the machine The vehicle speed can be increased up to the shift line (shift-up line) without the shift operation of the
具体的には、図10(a)におけるタイミングT1から、第1電動機MG1の正側の回転数を低下させていき、その後、その回転数を負側に移行させて回転数上昇させることで、車速を上昇させていく。そして、タイミングT2で、車速が図中のV2となり変速線図上のシフトアップ線(図6において実線で示すシフトアップ線)を超えて、機械式変速部30のシフトアップ動作が行われる。これに伴い、第1電動機MG1の回転数は正側に反転すると共に、正側に回転している第2電動機MG2の回転数は低下することになる(電気式差動部20のシフトダウン動作)。また、タイミングT3で機械式変速部30の変速動作が終了し、その後、再び、第1電動機MG1の正側の回転数を低下させていくことで車速を上昇させることになる。
Specifically, from the timing T1 in FIG. 10 (a), the rotational speed on the positive side of the first electric motor MG1 is decreased, and then the rotational speed is shifted to the negative side to increase the rotational speed. Increase the vehicle speed. At timing T2, the vehicle speed becomes V2 in the figure, and the shift-up operation of the
一方、図10(b)に示すように、第1電動機MG1の運転可能領域が制限されている状況(例えば、図10(a)で示した回転数Ng1まで第1電動機MG1の回転数を上昇(負側に上昇)させることができない状況)では、機械式変速部30の変速点を低車速側に変更しているため、図中の車速V3(タイミングT4:V3<V2)において車速がシフトアップ線(図6において破線で示すシフトアップ線)を超えることになり、機械式変速部30のシフトアップ動作が行われることになる。このため、第1電動機MG1の負側の回転数が比較的低い(図10(a)で示したように第1電動機MG1の運転可能領域が制限されていない状況での負側の回転数Ng1よりも低い)回転数Ng1’で機械式変速部30の変速動作を実行することができる。その結果、第1電動機MG1の回転数が運転可能領域外にまで達してしまうといった状況は回避され、制限された運転可能領域内で第1電動機MG1を制御しながら機械式変速部30の変速動作を実行させることができる。このため、第1電動機MG1の制御性を良好に確保することができる。また、この場合、タイミングT5で機械式変速部30の変速動作が終了する。
On the other hand, as shown in FIG. 10 (b), the operating range of the first electric motor MG1 is limited (for example, the rotational speed of the first electric motor MG1 is increased to the rotational speed Ng1 shown in FIG. 10 (a)). (Situation where it cannot be increased to the negative side), the shift point of the
ここでは、車両発進時の動作について説明したが、これに限らず、車両の通常走行中においても同様に、第1電動機MG1の運転可能領域が制限されている状況になった際に機械式変速部30の変速制御に使用する変速線を低車速側に変更ことで同様の効果を奏することができる。
Here, the operation at the time of starting the vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this. Similarly, during normal driving of the vehicle, the mechanical shift is performed when the operable range of the first electric motor MG1 is limited. The same effect can be obtained by changing the shift line used for the shift control of the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になった場合に低車速側に切り換えられるシフトアップ線およびシフトダウン線が上述した第1実施形態のものと異なっている。その他、駆動装置1の構成や制御動作は前記第1実施形態のものと同様であるので、ここでは、この変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is different from that of the first embodiment described above in the shift-up line and the shift-down line that are switched to the low vehicle speed side when the operable range of the first electric motor MG1 is limited. In addition, since the configuration and control operation of the
図11は、本実施形態における運転負荷と、機械式変速部30の変速段と、変速線変更幅(変速線の低車速側への変更幅)との関係を示す図である。このように、運転負荷が高いほど、また、変速段数が低速段であるほど、前記変速線変更幅が大きくなるようになっている。
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship among the driving load, the gear position of the
図12は、図11で示した運転負荷と、機械式変速部30の変速段と、変速線変更幅との関係に基づいて設定された変速線図を示している。このように、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になった場合には、図中に実線で示しているシフトアップ線およびシフトダウン線を、破線で示すシフトアップ線およびシフトダウン線とするように低車速側に変更するようにしている。そして、変更前のシフトアップ線およびシフトダウン線(実線)から、変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線(破線)への変更幅(変速タイミングを決定する車速値の変更幅)は、運転負荷および機械式変速部30の変速段に応じて変化するように設定されている。具体的には、運転負荷が高いほど、変更前のシフトアップ線およびシフトダウン線から、変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線への変更幅が大きくなるように変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線は設定されている。それに加えて、本実施形態では、変速段数が低速段であるほど(機械式変速部30における変速比が大きいほど)、変更前のシフトアップ線およびシフトダウン線から、変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線への変更幅が大きくなるように変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線は設定されている。
FIG. 12 shows a shift diagram that is set based on the relationship between the driving load shown in FIG. 11, the gear position of the
運転負荷が高いほど、変更前のシフトアップ線およびシフトダウン線から、変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線への変更幅が大きくなるように変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線を設定している理由は、前記第1実施形態において説明したので、ここでの説明は省略する。 Set the upshift line and downshift line after the change so that the range of change from the upshift line and downshift line before the change to the upshift line and downshift line after the change increases as the operating load increases. The reason for this is explained in the first embodiment, and the explanation is omitted here.
変速段数が低速段であるほど、変更前のシフトアップ線およびシフトダウン線から、変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線への変更幅が大きくなるように変更後のシフトアップ線およびシフトダウン線を設定する理由について以下に説明する。 Shift-up line and shift-down line after change so that the width of change from the shift-up line and shift-down line before change to the shift-up line and shift-down line after change becomes larger as the number of gears is lower. The reason for setting is described below.
変速段数が低速段である場合、運転者のアクセル踏み込み量に対する車両の加速度が高い状況となり、電気式差動部20を差動させるための第1電動機MG1の回転数の変化量(電気式差動部20の差動により車速を高めるための第1電動機MG1の回転数の変化量)も大きくなる。つまり、第1電動機MG1の回転数が急激に変化するような制御動作が行われることになる。これに対し、上述した如く車速がシフトアップ線に達して変速動作の実行判定がなされた後に実際に機械式変速部30の変速動作が開始されるまでの時間は運転負荷に関わらず略一定である。このため、上述したような第1電動機MG1の回転数が急激に変化するような状況(変速段数が低速段である状況)では、機械式変速部30の変速動作が開始されるまでに、第1電動機MG1の回転数が運転可能領域外にまで達してしまうことが懸念される状況となる。そこで、本実施形態では、変速段数が低速段である場合には、シフトアップ線およびシフトダウン線を変更する際の変更幅(低車速側への変更幅)を大きくし、機械式変速部30の変速動作が遅れてしまって第1電動機MG1の回転数が運転可能領域外にまで達するといった状況を回避できるようにしている。
When the number of gears is low, the vehicle acceleration is high with respect to the driver's accelerator depression amount, and the amount of change in the rotation speed of the first electric motor MG1 for making the electric
尚、本実施形態においても上述した第1実施形態の場合と同様に変速点復帰動作が実行されるが、この場合、図12に破線で示している変速線(第1電動機MG1の運転可能領域が制限されたことに伴って変更された変速線)と、実線で示している変速線(第1電動機MG1の運転可能領域が制限されていない場合の変速線)との間に規定される中間的な変速線の本数は、高速段に比べて低速段の方が多くなるように設定される。例えば、第4速ギヤ段と第5速ギヤ段との間では1本、第3速ギヤ段と第4速ギヤ段との間では2本、第2速ギヤ段と第3速ギヤ段との間では3本、第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間では4本といったように、変速点復帰動作時に使用する中間的な変速線が規定されることになる。 In this embodiment, the shift point return operation is executed in the same manner as in the first embodiment described above. In this case, the shift line indicated by the broken line in FIG. 12 (operable range of the first electric motor MG1). Is defined as a middle line defined between a shift line indicated by a solid line and a shift line indicated by a solid line (a shift line when the operable range of the first electric motor MG1 is not limited). The number of typical shift lines is set so that the number of low speed stages is greater than that of high speed stages. For example, one gear between the fourth gear and the fifth gear, two between the third gear and the fourth gear, the second gear and the third gear, Intermediate shift lines used during the shift point return operation are defined such that there are three gears between the first gear and four gears between the first gear and the second gear.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態は、機械式変速部の構成が前記第1実施形態のものと異なっている。具体的には、機械式変速部としてベルト式無段変速機(ベルト式CVT)を適用したものであって、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に適用したものである。その他、駆動装置1の構成や制御動作は前記第1実施形態のものと同様であるので、ここでは、このベルト式無段変速機の構成についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the present embodiment, the structure of the mechanical transmission unit is different from that of the first embodiment. Specifically, a belt type continuously variable transmission (belt type CVT) is applied as the mechanical transmission unit, and is applied to an FF (front engine / front drive) type vehicle. In addition, since the configuration and control operation of the
図13は、本実施形態の駆動装置1を示すスケルトン図である。伝達部材22の後段側に連結されているベルト式無段変速部130は、その変速比γCVT(=伝達部材22の回転速度N22/出力軸12の回転速度NOUT)を機械的作用により連続的に変化させることができる無段の自動変速機として機能するものである。そして、第1軸心RC1上に設けられ且つ伝達部材22に連結された入力側プーリ40と、第2軸心RC2上に入力側プーリ40と並列に設けられ且つ出力軸12に連結された出力側プーリ42と、これら一対のプーリ40,42の間に巻き付けられ、その一対のプーリ40,42間を摩擦力により動力伝達可能に連結するベルト44とを備えている。尚、図13における符号13は、ベルト式無段変速部130の出力側に出力軸12を介して連結されたデフドライブギヤであり、符号14は、デフドライブギヤ13に噛み合うデフリングギヤである。このデフリングギヤ14は前記差動歯車装置2に連結されている。
FIG. 13 is a skeleton diagram showing the
前記入力側プーリ40は、回転軸方向にスライド可能な円錐状の入力側スライドプーリ46とスライド不能に固定された円錐状の入力側フィックスプーリ48とから構成されており、入力側スライドプーリ46と入力側フィックスプーリ48が頂点を向けて相対向して組み合わされて、ベルト44が接触するV字状の入力側プーリ溝50が形成されている。また出力側プーリ42も入力側プーリ40と同様の構成であり、出力側プーリ42は出力側スライドプーリ52と出力側フィックスプーリ54とから構成されており、両者の間にベルト44が接触するV字状の出力側プーリ溝56が形成されている。
The
このベルト式無段変速部130では、入力側プーリ40および出力側プーリ42のそれぞれとベルト44との間で動力伝達のための摩擦力を得るためにベルト44に張力が与えられており、入力側プーリ溝50と出力側プーリ溝56との何れでも各プーリ46,48,52,54の円錐面でベルト44と接触している。そのため、入力側プーリ40において入力側スライドプーリ46を入力側フィックスプーリ48側に近付け、それと同期して出力側プーリ42において出力側スライドプーリ52を出力側フィックスプーリ54側から離すほど、入力側プーリ40のベルト44との接触径(有効径)は大きくなり出力側プーリ42のベルト44との接触径(有効径)は小さくなって無段変速部20の変速比γCVTは小さくなる。すなわち、油圧制御などによって入力側スライドプーリ46と出力側スライドプーリ52とが互いに同期してスライドされることにより無段変速部20の変速比γCVTは連続的に変化する。
In the belt-type continuously
この無段変速部20を作動させるためのより具体的な構成として、前記入力側プーリ40の入力側スライドプーリ46および出力側プーリ42の出力側スライドプーリ52には、油圧アクチュエータ47,53がそれぞれ備えられている。つまり、これら油圧アクチュエータ47,53内に形成された作動油圧室に所定油圧を作用させることで各スライドプーリ46,52をフィックスプーリ48,54に対して進退移動させる構成となっている。
As a more specific configuration for operating the continuously
また、入力側スライドプーリ46の油圧アクチュエータ47および出力側スライドプーリ52の油圧アクチュエータ53には、油圧制御回路200(図5参照)を介して油圧がそれぞれ制御されて供給されるようになっている。つまり、入力側スライドプーリ46に備えられた油圧アクチュエータ47にはプライマリ制御油圧Ppriが供給され、出力側スライドプーリ52に備えられた油圧アクチュエータ53にはセカンダリ制御油圧Psecが供給されるようになっている。
The hydraulic pressure is controlled and supplied to the
より詳しくは、図示しないオイルパンから吸引されオイルポンプから吐出された作動油が、デューティ制御される調圧バルブにより調圧され、ライン圧PLとして制御される。このライン圧PLを有する作動油は、デューティ制御されるプライマリ側減圧バルブにより前記プライマリ制御油圧Ppriとされ、入力側(プライマリ側)の油圧アクチュエータ47に供給される。更に、ライン圧PLを有する作動油は、同じくデューティ制御され、セカンダリ側減圧バルブにより制御されて前記セカンダリ制御油圧Psecとされ、出力側(セカンダリ側)の油圧アクチュエータ53に供給される。
More specifically, hydraulic oil sucked from an oil pan (not shown) and discharged from an oil pump is regulated by a pressure-regulating valve that is duty-controlled and controlled as a line pressure PL. The hydraulic oil having the line pressure PL is made the primary control hydraulic pressure P pri by the primary-side pressure reducing valve that is duty-controlled, and is supplied to the
前記変速制御部103には、前記伝達部材(プライマリシャフト)22の回転数N22および出力軸(セカンダリシャフト)12の回転数NOUT等、更には車速Vやアクセル開度Acc等の情報が入力され、予め実験等により求められているマップ等に基づいて、所要の変速比γCVT(=N22/NOUT)やベルト挟圧力を得るべく、上述のプライマリ制御油圧Ppriおよびセカンダリ制御油圧Psecが形成される。
The speed
そして、入力側の油圧アクチュエータ47の作動油圧室に作用するプライマリ制御油圧Ppriを制御することにより、入力側プーリ溝50の幅が調整される。その結果、入力側プーリ40におけるベルト44の巻き掛け半径が変化し、ベルト式無段変速部130の入力回転数N18と出力回転数NOUTとの比、すなわち変速比γCVTが無段階(連続的)に制御されることになる。
Then, the width of the input
更に、出力側の油圧アクチュエータ53の作動油圧室に作用するセカンダリ制御油圧Psecを制御することにより、出力側プーリ溝56の幅が変化する。つまり、ベルト44に対する出力側プーリ42の軸線方向のベルト挟圧(言い換えれば推力)が制御される。このベルト挟圧によりベルト44の張力が制御され、入力側プーリ40および出力側プーリ42とベルト44との接触面圧が制御される。このセカンダリ制御油圧Psecは、無段変速部20の入力側プーリ40に接続される伝達部材18に入力されるトルクおよび変速比などに基づいて制御される。
Further, by controlling the secondary control oil pressure P sec acting on the working hydraulic chamber of the output-side
このように構成されたベルト式無段変速機で成る機械式変速部130を備えた駆動装置1においても、上述した第1実施形態の場合と同様に、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になった場合、変速点を低車速側に切り換える変速点変更制御が実行されるようになっている。
Also in the
図14は、本実施形態における自動変速マップを示している。一般に、ベルト式無段変速機の変速比制御は、図中に実線で示すように、運転者の出力要求量を表すアクセル操作量θACCおよび車速V(出力軸12の回転数に対応)をパラメータとして予め定められた自動変速マップから入力側の目標回転速度NINTを算出し、実際の入力軸回転速度Ninが目標回転速度NINTと一致するように、それらの偏差に応じてベルト式無段変速機の変速制御、具体的には油圧制御回路200の電磁開閉弁などをフィードバック制御して、上記プライマリ制御油圧Ppriを制御する。また、車速Vが低くアクセル操作量θACCが大きい程、大きな変速比γになる目標回転速度NINTが設定されるようになっている。また、車速Vは出力軸12の回転数に対応するため、入力軸回転速度Ninの目標値である目標回転速度NINTは目標変速比に対応し、ベルト式無段変速部130の最小変速比γminと最大変速比γmaxの範囲内で定められている。
FIG. 14 shows an automatic shift map in the present embodiment. In general, the speed ratio control of the belt type continuously variable transmission is performed by setting the accelerator operation amount θACC representing the driver's required output amount and the vehicle speed V (corresponding to the rotation speed of the output shaft 12) as indicated by the solid line in the figure. The belt-type continuously variable transmission is calculated in accordance with the deviation of the input rotational speed NINT from the predetermined automatic shift map so that the actual input shaft rotational speed Nin matches the target rotational speed NINT. The primary control oil pressure P pri is controlled by feedback control of the gear shift control, specifically, the electromagnetic on-off valve of the
このような自動変速マップに対し、本実施形態では、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になった場合、図14に破線で示すように、変速点を切り換える変速点変更制御が実行される。つまり、目標回転速度を低い側に設定するようにしている。これにより、本実施形態の場合にも上述した第1実施形態の場合と同様の効果を奏することができ、第1電動機MG1の制御性を良好に確保することができる。尚、上述した第1実施形態の場合と同様に、変速点の異なる自動変速マップを、前記変速線図記憶部105に記憶させておき、前記第1電動機MG1の運転可能領域が変化した場合には、ベルト式無段変速部130の変速制御に使用する自動変速マップを切り換えるようにしてもよい。
With respect to such an automatic shift map, in the present embodiment, when the operable range of the first electric motor MG1 is limited, as shown by a broken line in FIG. Executed. That is, the target rotation speed is set to the lower side. Thereby, also in the case of this embodiment, the effect similar to the case of 1st Embodiment mentioned above can be show | played, and the controllability of 1st electric motor MG1 can be ensured favorable. As in the case of the first embodiment described above, automatic shift maps having different shift points are stored in the shift
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態は、機械式変速部の構成が前記各実施形態のものと異なっている。具体的には、機械式変速部としてトロイダル式無段変速機(トロイダル式CVT)を適用したものであって、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に適用したものである。その他、駆動装置1の構成や制御動作は前記第1実施形態のものと同様であるので、ここでは、このトロイダル式無段変速機の構成についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, the structure of the mechanical transmission unit is different from those of the above-described embodiments. Specifically, a toroidal continuously variable transmission (toroidal CVT) is applied as a mechanical transmission, and is applied to an FR (front engine / rear drive) type vehicle. In addition, since the configuration and control operation of the
図15は、本実施形態の駆動装置1を示すスケルトン図である。伝達部材22の後段側に連結されているトロイダル式無段変速部140は、その変速比γCVTを機械的作用により連続的に変化させることができる無段の自動変速機として機能するものである。そして、このトロイダル式無段変速部140は、伝達部材22に連結されその回転軸上で相対向する2つの入力ディスク142a,142b(以下、特に区別しない場合には「入力ディスク142」という)と、その2つ入力ディスク142a,142bの間において入力ディスク142a,142bのそれぞれに相対向して同軸上に設けられ出力軸12に連結された2つの出力ディスク144a,144b(以下、特に区別しない場合には「出力ディスク144」という)と、相対向するそれぞれの入力ディスク142a,142bと出力ディスク144a,144bとの間にその回転軸を対称軸として2つずつ合計4つ設けられたパワーローラ146a,146b,146c,146d(以下、特に区別しない場合には「パワーローラ146」という)とを備えている。そして、相対向する入力ディスク142と出力ディスク144とは互いが近付く方向に押圧され、それらの対向面はその間に設けられ伝達部材22の回転軸と交差する回転軸を有する2つのパワーローラ146の外周面と摩擦力を発生して接触し、その接触を維持しつつパワーローラ146の回転軸が揺動可能となるように入力ディスク142および出力ディスク144の相対向するパワーローラ146との接触面は円弧状断面を有している。このように構成されたトロイダル式無段変速部140では、第1の動力伝達経路をなす一組の入力ディスク142a、パワーローラ146a,146b、出力ディスク144aと、第2の動力伝達経路をなす一組の入力ディスク142b、パワーローラ146c,146d、出力ディスク144bとが機械的配置としては伝達部材22の回転軸上に直列に、動力伝達経路としては並列に設けられており、伝達部材22から入力された駆動トルクはトロイダル式無段変速部140内の並列な2つの動流伝達経路でそれぞれ入力ディスク142、パワーローラ146、出力ディスク144の順に伝達され出力ディスク144に連結された出力軸12を経て駆動輪3へ伝達される。
FIG. 15 is a skeleton diagram showing the
トロイダル式無段変速部140では、入力ディスク142と出力ディスク144とのそれぞれと外周面で摩擦接触するパワーローラ146の回転軸と伝達部材22の回転軸とのなす角度θPRを4つのパワーローラ146で同時に同じ角度に変化させることによって、入力ディスク142におけるパワーローラ146との接触点の半径(有効径)と出力ディスク144におけるパワーローラ146との接触点の半径(有効径)との比が変化しトロイダル式無段変速部140の変速比γCVTが連続的に変化する。具体的には、前記角度θPRが小さくされるほど、入力ディスク142における前記接触点の半径は大きくなり出力ディスク144における前記接触点の半径は小さくなって、トロイダル式無段変速部140の変速比γCVTは小さくなる。
In the toroidal-type continuously
このように構成されたトロイダル式無段変速機で成る機械式変速部140を備えた駆動装置1においても、上述した第1実施形態の場合と同様に、第1電動機MG1の運転可能領域が制限される状況になった場合、シフトアップ線およびシフトダウン線を低車速側に切り換える変速点変更制御が実行されるようになっている。
Also in the
これにより、本実施形態の場合にも上述した第1実施形態の場合と同様の効果を奏することができ、第1電動機MG1の制御性を良好に確保することができる。 Thereby, also in the case of this embodiment, the effect similar to the case of 1st Embodiment mentioned above can be show | played, and the controllability of 1st electric motor MG1 can be ensured favorable.
−他の実施形態−
上述した第1実施形態および第2実施形態では、機械式変速部30として、前進4段変速の遊星歯車式自動変速機を用いているが、本発明はこれに限られることなく、他の任意の変速段の遊星歯車式自動変速機を機械式変速部30に適用してもよい。
-Other embodiments-
In the first and second embodiments described above, a planetary gear type automatic transmission with four forward speeds is used as the
以上の実施形態では、電気式差動部20の動力分配機構21を1組の遊星歯車装置によって構成しているが、本発明はこれに限られることなく、電気式差動部の動力分配機構を2組以上の遊星歯車装置で構成し、定速状態で動力分配機構が3段以上の変速機として機能するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
以上の例では、駆動源としてガソリンエンジンを搭載した車両用駆動装置の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両用駆動装置の制御にも適用可能である。また、本発明は、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型車両やFF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に限られることなく、4輪駆動車の制御にも適用できる。 In the above example, the example in which the present invention is applied to the control of a vehicle drive device equipped with a gasoline engine as a drive source is shown. However, the present invention is not limited to this, and another engine such as a diesel engine is installed. The present invention can also be applied to control of a vehicle drive device. Further, the present invention is not limited to an FR (front engine / rear drive) type vehicle or an FF (front engine / front drive) type vehicle, and can also be applied to control of a four-wheel drive vehicle.
また、上記各実施形態では、第1電動機MG1の最高回転数が制限された場合に変速線を変更する場合について説明したが、第1電動機MG1の出力可能なトルクが制限された場合にも同様に変速線を変更するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the case where the shift line is changed when the maximum rotation speed of the first electric motor MG1 is limited has been described, but the same applies when the torque that can be output by the first electric motor MG1 is limited. Alternatively, the shift line may be changed.
1 駆動装置
2 差動歯車装置
3 駆動輪
10 エンジン
11 入力軸(電気式差動部の入力軸)
12 出力軸(駆動装置の出力軸)
20 電気式差動部
21 動力分配機構(差動機構)
22 伝達軸(電気式差動部の出力軸)
30 機械式変速部(変速部)
103 変速制御部(変速部制御手段)
130 ベルト式無段変速部
140 トロイダル式無段変速部
MG1 第1電動機
MG2 第2電動機
S1 第1サンギヤ(回転要素)
CA1 第1キャリヤ(回転要素)
R1 第1リングギヤ(回転要素)
DESCRIPTION OF
12 Output shaft (Output shaft of drive unit)
20 Electric
22 Transmission shaft (Electric differential output shaft)
30 Mechanical transmission (transmission)
103 Transmission control unit (transmission unit control means)
130 belt type continuously
CA1 first carrier (rotating element)
R1 1st ring gear (rotating element)
Claims (9)
前記変速部の変速比を変更させる変速部制御手段と、
前記電動機の運転可能領域が変化した場合、前記変速部の変速比を変更するための変速点を変更する変速点変更手段とを備えていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 An electric differential unit that controls a differential state between an input shaft rotational speed and an output shaft rotational speed by controlling an operating state of an electric motor coupled to a rotating element of the differential mechanism so as to be capable of transmitting power; In the control device for a vehicle drive device comprising a speed change part that constitutes a part of the power transmission path,
Transmission unit control means for changing a transmission ratio of the transmission unit;
A control device for a vehicle drive device, comprising: a shift point changing means for changing a shift point for changing a gear ratio of the transmission portion when the operable region of the electric motor changes.
前記変速点変更手段は、前記電動機の運転可能領域が電動機出力の低下側に変化した際、前記変速部の変速比を変更するための変速点を車両の低車速側に変更するよう構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 The control device for a vehicle drive device according to claim 1,
The shift point changing means is configured to change a shift point for changing a gear ratio of the transmission unit to a low vehicle speed side when the operable region of the motor changes to a lower side of the motor output. A control device for a vehicle drive device.
前記電動機の運転可能領域の変化とは、電動機における出力可能なトルクの変化または駆動可能な最高回転数の変化であることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to claim 1 or 2,
The change in the operable region of the electric motor is a change in torque that can be output from the electric motor or a change in the maximum rotation speed that can be driven.
前記電動機の運転可能領域の変化とは、電動機における出力可能な出力変化であることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to claim 1 or 2,
The change in the operable region of the electric motor is an output change that can be output from the electric motor.
前記変速点変更手段は、前記電動機の運転可能領域が変化したことに伴って変速点を変更した後に、前記電動機の運転可能領域が元の領域に戻った場合または元の領域に戻りつつある場合には、変速点を前記変更前の変速点に戻していく変速点復帰動作を行うよう構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4,
The shift point changing means changes the shift point in accordance with a change in the operable region of the electric motor, and then when the operable region of the motor returns to the original region or is returning to the original region. The control device for a vehicle drive device is configured to perform a shift point return operation for returning the shift point to the shift point before the change.
前記変速点変更手段は、前記変速点復帰動作の実行時、変速部の変速動作が実行される毎に徐々に変速点を前記変更前の変速点に戻すよう構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to claim 5,
The shift point changing means is configured to gradually return the shift point to the shift point before the change every time the shift operation of the transmission unit is executed when the shift point return operation is executed. A control device for a vehicle drive device.
前記変速点は、車速および運転負荷に基づいて設定されるよう構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to any one of claims 1 to 6,
The control device for a vehicle drive device, wherein the shift point is configured to be set based on a vehicle speed and a driving load.
前記変速点を変更する際の変更幅は、運転負荷に応じて変化するよう構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to any one of claims 1 to 7,
A control device for a vehicular drive device, wherein a change width when changing the shift point is configured to change according to a driving load.
前記変速部は、変速比が段階的に変化する有段変速機構により構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 In the control device for a vehicle drive device according to any one of claims 1 to 8,
The control unit for a vehicle drive device, wherein the transmission unit is constituted by a stepped transmission mechanism in which a transmission ratio changes stepwise.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008031686A JP2009190502A (en) | 2008-02-13 | 2008-02-13 | Control device of transmission system for vehicle |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013520632A (en) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | ディーティーアイ グループ ビー.ブイ. | Vehicle transmission system |
CN112983654A (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-18 | 丰田自动车株式会社 | Control system |
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2008
- 2008-02-13 JP JP2008031686A patent/JP2009190502A/en active Pending
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