JP2010083199A - Control device of vehicle driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有段変速部を有する車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、有段変速部の変速ショック低減に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle drive device having a stepped transmission, and more particularly to reduction of shift shock of a stepped transmission.
エンジン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た第1電動機と、その差動機構から上記駆動輪までの動力伝達経路に有段変速機を介して連結された第2電動機とを備えた車両用駆動装置の制御装置が従来からよく知られている。例えば、特許文献1の車両用駆動装置の制御装置がそれである。この制御装置は、上記有段変速機の変速の際には、変速ショックとして現れ得る変速時の出力軸トルクの一時的な低下を補償するように上記第1電動機及び第2電動機の出力トルクを制御する。このとき、第1電動機及び第2電動機はバッテリとの間で電力授受を行うので、例えばそのバッテリの充電残量やバッテリ温度に基づく充放電制限よって上記第1電動機及び第2電動機の運転制御が制限されることがある。
特許文献1には、このような第1電動機及び第2電動機の運転制御に対する制限が生じた場合にはそうでない場合と比較して、前記有段変速機をより低負荷側で変速させるようにその有段変速機の変速点をずらす制御が開示されている。
In
しかし、有段変速機の変速点が低負荷側にずらされそれにより変速時の出力軸トルクの一時的な低下が緩和されるとしても、上記変速点が変更されたことを搭乗者に感じさせないようにし且つ走行性能をある程度確保する必要があるので、上記変速点の変更量をあまり大きくすることはできないと考えられる。従って、未公知のことではあるが、前記第1電動機及び第2電動機の運転制御に対する制限が軽微なものであればともかく、その制限の大きさによっては充分な変速ショック低減効果を得られない場合があるものと考えられる。そうすると、変速時の出力軸トルクの一時的な低下が充分に補償されたりされなかったりして、例えば、変速ショックが急に生じたように搭乗者に感じさせるおそれがあり、搭乗者に走行中の違和感を感じさせる可能性があった。なお、このような課題は未公知である。 However, even if the shift point of the stepped transmission is shifted to the low load side, thereby temporarily reducing the output shaft torque at the time of shifting, the passenger does not feel that the shift point has been changed. Thus, since it is necessary to ensure a certain level of running performance, it is considered that the change amount of the shift point cannot be increased too much. Therefore, although it is unknown, if the restriction on the operation control of the first motor and the second motor is slight, a sufficient shift shock reduction effect cannot be obtained depending on the size of the restriction. It is thought that there is. Then, the temporary decrease in output shaft torque at the time of shifting may not be sufficiently compensated, and for example, there is a risk of causing the passenger to feel that a shift shock has occurred suddenly. There was a possibility of feeling uncomfortable. Such a problem is not yet known.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、有段変速部を有する車両用駆動装置の制御装置において、変速ショックを低減し走行中の違和感を抑えることができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce a shift shock and suppress an uncomfortable feeling during traveling in a control device for a vehicle drive device having a stepped transmission unit. Another object is to provide a control device for a vehicle drive device.
かかる目的を達成するために、請求項1に係る発明では、(a)第1駆動力源と第2駆動力源と動力伝達経路の一部を構成する有段変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b)前記有段変速部の変速過渡期のトルク相においてその有段変速部の出力トルクの落込みを小さくするように前記第1駆動力源及び第2駆動力源の一方または両方の出力トルクである補償トルクを制御するトルク相補償制御を実行するトルク相補償制御手段と、(c)前記トルク相補償制御における前記補償トルクを所定の必要量確保できるように、前記第1駆動力源の出力トルクのアクセル開度に対する変化である第1駆動力源トルク特性を、前記第2駆動力源の出力トルク特性に応じて変更するトルク特性変更手段とを、含むことを特徴とする。
In order to achieve such an object, in the invention according to
請求項2に係る発明では、前記トルク特性変更手段は、前記第2駆動力源の出力トルク特性が低トルク側にずれるほど前記第1駆動力源トルク特性を低トルク側にずらすことを特徴とする。
The invention according to
請求項3に係る発明では、前記トルク特性変更手段は、前記アクセル開度の変化に対する前記第1駆動力源の出力トルクの変化方向がアクセル開度の変化範囲全体で変わることの無いように、前記第1駆動力源トルク特性を変更することを特徴とする。
In the invention according to
請求項4に係る発明では、前記補償トルクに対する所定の必要量は、複数種類の中から選択された運転志向を表す走行モードに基づいて決定されることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the predetermined required amount with respect to the compensation torque is determined based on a travel mode representing a driving orientation selected from a plurality of types.
請求項5に係る発明では、前記第1駆動力源はエンジンであり、前記第2駆動力源は電動機であることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the first driving force source is an engine and the second driving force source is an electric motor.
請求項6に係る発明では、前記トルク相補償制御手段は、前記第1駆動力源よりも第2駆動力源の出力トルクを優先して利用することにより前記トルク相補償制御を実行することを特徴とする。
In the invention according to
請求項7に係る発明では、(a)前記第2駆動力源に電力を供給することが可能な蓄電装置が設けられており、(b)前記第2駆動力源の出力トルクは、前記蓄電装置の充放電制限に応じて制限されることを特徴とする。 In the invention according to claim 7, (a) a power storage device capable of supplying electric power to the second driving force source is provided, and (b) the output torque of the second driving force source is the power storage device. It is limited according to the charging / discharging limitation of the apparatus.
請求項8に係る発明では、前記第2駆動力源の出力トルクは、前記第2駆動力源の温度が所定の上限温度を超えないように制限されることを特徴とする。
The invention according to
請求項9に係る発明では、前記第1駆動力源と駆動輪との間に連結された差動機構と前記第2駆動力源では無い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が設けられていることを特徴とする。 In the invention according to claim 9, the differential mechanism coupled between the first driving force source and the driving wheel and the differential mechanism coupled to the differential mechanism that is not the second driving force source so as to be able to transmit power. And an electric differential section that controls the differential state of the differential mechanism by controlling the operating state of the differential motor.
請求項10に係る発明では、前記第1駆動力源の回転速度は、前記有段変速部の変速開始から終了までの間において略一定となるように制御されることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、(a)前記第1駆動力源と第2駆動力源と有段変速部とを備えた車両用駆動装置において、(b)前記トルク相補償制御手段は、上記有段変速部の変速過渡期のトルク相においてその有段変速部の出力トルクの落込みを小さくするように上記第1駆動力源及び第2駆動力源の一方または両方の出力トルクである補償トルクを制御するトルク相補償制御を実行し、(c)前記トルク特性変更手段は、前記トルク相補償制御における前記補償トルクを所定の必要量確保できるように、前記第1駆動力源の出力トルクのアクセル開度に対する変化である第1駆動力源トルク特性を、前記第2駆動力源の出力トルク特性に応じて変更するので、前記第2駆動力源の作動だけでは上記補償トルクに対する所定の必要量を確保できない場合が生じたとしても、前記第2駆動力源と併せて又は単独で前記第1駆動力源を作動させることにより上記所定の必要量に対する補償トルクの不足分を補うことができる。特に、アクセル開度の最大時においても上記第1駆動力源を作動させることにより上記補償トルクの不足分を補うことができる点で有効である。その結果、前記トルク相補償制御の実行によって変速ショックを前記第2駆動力源の単独作動の場合と比較して一層低減することができ、例えばその変速ショックを搭乗者に感じさせたりさせなかったりして変速ショック低減効果がばらついて発揮されることが抑制されるので、走行中の違和感を抑えることが可能である。
According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to
請求項2に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記トルク特性変更手段は、前記第2駆動力源の出力トルク特性が低トルク側にずれるほど前記第1駆動力源トルク特性を低トルク側にずらす。そして、前記第1駆動力源トルク特性が低トルク側にずれるほど前記第1駆動力源の出力可能な最大トルクに対する余裕は大きくなり、その余裕に相当する第1駆動力源の出力トルクを前記トルク相補償制御に利用することができる。従って、前記第2駆動力源の出力トルクが定格値を下回って制限されるなどして前記第2駆動力源の作動だけでは前記所定の必要量を確保できない場合が生じたとしても、前記アクセル開度に拘わらず前記第1駆動力源の作動により前記補償トルクの不足分を補うことが可能である。
According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to
請求項3に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記トルク特性変更手段は、前記アクセル開度の変化に対する前記第1駆動力源の出力トルクの変化方向がアクセル開度の変化範囲全体で変わることの無いように、前記第1駆動力源トルク特性を変更するので、アクセルペダル操作に対する駆動力の変化傾向が変わることが無く、上記第1駆動力源トルク特性の変更に起因しては、アクセルペダルを踏む運転者に走行中の違和感を感じさせないようにすることが可能である。
According to the control apparatus for a vehicle drive device of the invention according to
前記トルク相補償制御における補償トルクを大きくすることは前記トルク相での有段変速部の出力トルクの落込みを小さくする一方で、第1駆動力源または第2駆動力源の出力すなわちエネルギ消費を増大させることである。この点、請求項4に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記補償トルクに対する所定の必要量は、複数種類の中から選択された運転志向を表す走行モードに基づいて決定されるので、上記運転志向に基づいて上記トルク相補償制御におけるエネルギ消費量が調整され、燃費向上とトルク相補償制御の変速ショック低減による快適性向上との両立を図ることが可能である。 Increasing the compensation torque in the torque phase compensation control reduces the drop in the output torque of the stepped transmission unit in the torque phase, while the output of the first driving force source or the second driving force source, that is, energy consumption. Is to increase. In this regard, according to the control device for a vehicle drive device of the invention according to claim 4, the predetermined required amount for the compensation torque is determined based on a travel mode representing a driving orientation selected from a plurality of types. Therefore, the energy consumption amount in the torque phase compensation control is adjusted based on the driving orientation, and it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency and improvement in comfort by reducing shift shock in the torque phase compensation control.
請求項5に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第1駆動力源はエンジンであり、前記第2駆動力源は電動機であるので、ハイブリッド車両において前記トルク相補償制御の実行により変速ショックを低減できる。 According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to claim 5, since the first drive force source is an engine and the second drive force source is an electric motor, the torque phase compensation control of the hybrid vehicle is performed. Execution can reduce shift shock.
請求項6に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記トルク相補償制御手段は、前記第1駆動力源よりも第2駆動力源の出力トルクを優先して利用することにより前記トルク相補償制御を実行するので、応答性の良い第2駆動力源(電動機)によって前記トルク相補償制御を実行し、前記有段変速部の出力トルクの落込みを過不足なく小さくすることが可能である。
According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to
請求項7に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第2駆動力源(電動機)の出力トルクは、前記蓄電装置の充放電制限に応じて制限されるので、前記トルク相補償制御が実行されてもその蓄電装置の充放電制限を超えないようにすることができ、その蓄電装置の耐久性を維持できる。 According to the control device for a vehicle drive device of the invention of claim 7, since the output torque of the second driving force source (electric motor) is limited according to the charge / discharge limitation of the power storage device, the torque phase Even if compensation control is executed, the charge / discharge limit of the power storage device can be prevented from exceeding, and the durability of the power storage device can be maintained.
請求項8に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第2駆動力源(電動機)の出力トルクは、前記第2駆動力源の温度が所定の上限温度を超えないように制限されるので、その第2駆動力源の高温化が抑えられて前記トルク相補償制御が実行され、そのため、その第2駆動力源の耐久性を維持できる。
According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to
請求項9に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第1駆動力源(エンジン)と駆動輪との間に連結された差動機構と前記第2駆動力源では無い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が設けられているので、前記有段変速部は段階的にその変速比を変更する変速機であるが、上記差動機構の差動状態が制御されることにより車両用駆動装置全体としてはその変速比を連続的に変更することができる無段変速機として機能させることが可能である。 According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to claim 9, the differential mechanism connected between the first drive force source (engine) and the drive wheels and not the second drive force source An electric differential unit having a differential motor coupled to the differential mechanism so as to be capable of transmitting power, and controlling a differential state of the differential mechanism by controlling an operation state of the differential motor. The stepped transmission unit is a transmission that changes its gear ratio step by step, but the vehicle drive device as a whole is controlled by controlling the differential state of the differential mechanism. It is possible to function as a continuously variable transmission capable of continuously changing the gear ratio.
請求項10に係る発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第1駆動力源(エンジン)の回転速度は、前記有段変速部の変速開始から終了までの間において略一定となるように制御されるので、その第1駆動力源の回転速度変動によるショックを抑制することができる。なお、第1駆動力源の回転速度は、例えば、前記電気式差動部(差動機構)の差動状態が制御されることによって略一定となるように制御される。
According to the control device for a vehicle drive device of the invention according to
ここで、好適には、前記車両用駆動装置の筐体内に前記差動用電動機及び前記第2駆動力源である電動機が備えられている。このようにすれば、例えば、上記車両用駆動装置内の作動流体の温度を測定することにより上記差動用電動機及び前記第2駆動力源である電動機の温度を検出できる。 Here, preferably, the differential electric motor and the electric motor as the second driving force source are provided in a housing of the vehicle drive device. In this way, for example, the temperature of the differential motor and the second driving force source can be detected by measuring the temperature of the working fluid in the vehicle drive device.
また、好適には、(a)前記第1駆動力源であるエンジンはその出力トルクを電気的信号に基づき制御するための電子スロットル弁を備えており、(b)前記トルク特性変更手段は、その電子スロットル弁の開度と前記アクセル開度との関係を変更することにより前記第1駆動力源トルク特性を変更する。 Preferably, (a) the engine as the first driving force source includes an electronic throttle valve for controlling the output torque based on an electrical signal, and (b) the torque characteristic changing means includes: The first driving force source torque characteristic is changed by changing the relationship between the opening of the electronic throttle valve and the accelerator opening.
また、好適には、前記走行モードは手動操作スイッチにより変更される。このようにすれば、運転者の運転志向に合わせて的確に走行モードが変更される。 Preferably, the travel mode is changed by a manual operation switch. In this way, the driving mode is accurately changed according to the driving orientation of the driver.
また、好適には、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路において、前記第1駆動力源であるエンジン、前記電気式差動部、前記有段変速部、駆動輪の順に連結されている。 Preferably, in the power transmission path between the engine and the drive wheel, the engine as the first driving force source, the electric differential unit, the stepped transmission unit, and the drive wheel are connected in this order. Yes.
また好適には、前記差動機構は、前記第1駆動力源に動力伝達可能に連結された第1回転要素と前記差動用電動機に動力伝達可能に連結された第2回転要素と前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第3回転要素とを有する遊星歯車装置であり、上記第1回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、上記第2回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、上記第3回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。 Preferably, the differential mechanism includes a first rotating element connected to the first driving force source so as to transmit power, a second rotating element connected to the differential motor so as to transmit power, and the drive. A planetary gear device having a third rotating element coupled to a wheel so as to be capable of transmitting power, wherein the first rotating element is a carrier of the planetary gear device, and the second rotating element is a sun gear of the planetary gear device. The third rotating element is a ring gear of the planetary gear device. In this way, the axial direction dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism is simply constituted by one planetary gear device.
また好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。 Also preferably, the planetary gear device is a single pinion type planetary gear device. In this way, the axial direction dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism is simply constituted by one single pinion type planetary gear device.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の制御装置は、例えばハイブリッド車両に用いられる。図1は、車両用動力伝達装置10(以下、「動力伝達装置10」と表す)を説明する骨子図である。本発明の制御装置が適用される車両用駆動装置6は、第1駆動力源としてのエンジン8と、第2駆動力源としての電動機である第2電動機M2及び有段変速部としての自動変速部20を含む動力伝達装置10とを備えている。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。
The control device of the present invention is used in, for example, a hybrid vehicle. FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a vehicle power transmission device 10 (hereinafter, referred to as “
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。
Thus, in the
本発明の電気式差動部に対応する差動部11は、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、その動力分配機構16に動力伝達可能に連結された第1電動機M1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として機能する第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る。そして、駆動輪38に動力伝達可能に連結された第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走行用電動機として機能するためモータ(電動機)機能を少なくとも備える。また、好適には、第1電動機M1及び第2電動機M2は、何れもその発電機としての発電量を連続的に変更可能に構成されたものである。また、第1電動機M1及び第2電動機M2は、動力伝達装置10の筐体であるケース12内に備えられ、動力伝達装置10の作動流体である自動変速部20の作動油により冷却される。
The
本発明の差動機構に対応する動力分配機構16は、エンジン8と駆動輪38との間に連結された差動機構であって、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ0を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを主体的に備えている。この差動部遊星歯車装置24は、差動部サンギヤS0、差動部遊星歯車P0、その差動部遊星歯車P0を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤCA0、差動部遊星歯車P0を介して差動部サンギヤS0と噛み合う差動部リングギヤR0を回転要素(要素)として備えている。差動部サンギヤS0の歯数をZS0、差動部リングギヤR0の歯数をZR0とすると、上記ギヤ比ρ0はZS0/ZR0である。
The
この動力分配機構16においては、差動部キャリヤCA0は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、差動部サンギヤS0は第1電動機M1に連結され、差動部リングギヤR0は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は差動部サンギヤS0とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0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は差動部遊星歯車装置24の3要素である差動部サンギヤS0、差動部キャリヤCA0、差動部リングギヤR0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が差動状態とされると差動部11も差動状態とされ、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が差動状態とされると、動力分配機構16に動力伝達可能に連結された第1電動機M1及び/又は第2電動機M2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。
In the
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が係合させられて差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0とが一体的に係合させられると、動力分配機構16は差動部遊星歯車装置24の3要素である差動部サンギヤS0、差動部キャリヤCA0、差動部リングギヤR0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が係合させられて差動部サンギヤS0がケース12に連結させられると、動力分配機構16は差動部サンギヤS0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も非差動状態とされる。また、差動部リングギヤR0は差動部キャリヤCA0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。
In this state, when the switching clutch C0 or the switching brake B0 is engaged, the
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。 Thus, in the present embodiment, the switching clutch C0 and the switching brake B0 change the shift state of the differential unit 11 (power distribution mechanism 16) between the differential state, that is, the non-locked state, and the non-differential state, that is, the locked state. That is, a differential state in which the differential unit 11 (power distribution mechanism 16) can be operated as an electric differential device, for example, an electric continuously variable transmission operation that operates as a continuously variable transmission whose speed ratio can be continuously changed is possible. A continuously variable transmission state and a gearless state in which an electric continuously variable transmission does not operate, for example, a lock state in which a continuously variable transmission operation is not operated without being operated as a continuously variable transmission, that is, one or more types are locked. A constant speed state (non-differential state) in which an electric continuously variable speed operation is not performed, that is, an electric continuously variable speed operation is not possible. one Functions as selectively switches the differential state switching device in the fixed-speed-ratio shifting state to operate as a transmission of one-stage or multi-stage.
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1遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置30を備えている。第1遊星歯車装置26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2遊星歯車装置28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「0.425」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置30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「0.421」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。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、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とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3である。
Automatic shifting
自動変速部20では、第1サンギヤS1と第2サンギヤS2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1キャリヤCA1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3リングギヤR3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1リングギヤR1と第2キャリヤCA2と第3キャリヤCA3とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2リングギヤR2と第3サンギヤS3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。
In the
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。 The switching clutch C0, first clutch C1, second clutch C2, switching brake B0, first brake B1, second brake B2, and third brake B3 are often used in conventional stepped automatic transmissions for vehicles. 1 or 2 bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum, or a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator One end of each is constituted by a band brake or the like that is tightened by a hydraulic actuator, and is for selectively connecting the members on both sides of the band brake.
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。
In the
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。
For example, when the
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。
However, when the
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、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。
FIG. 3 illustrates a gear stage in a
また、差動部11を構成する動力分配機構16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に対応する差動部サンギヤS0、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する差動部キャリヤCA0、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する差動部リングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置24のギヤ比ρ0に応じて定められている。さらに、自動変速部20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に対応し且つ相互に連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第1キャリヤCA1を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第3リングギヤR3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1、第2キャリヤCA2、第3キャリヤCA3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2リングギヤR2、第3サンギヤS3をそれぞれ表し、それらの間隔は第1、第2、第3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Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3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1、第2、第3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。
In addition, three vertical lines Y1, Y2, and Y3 corresponding to the three elements of the
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、差動部遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(差動部キャリヤCA0)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2回転要素(差動部サンギヤS0)RE2と選択的に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、第3回転要素(差動部リングギヤR0)RE3が伝達部材18および第2電動機M2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、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により差動部サンギヤS0の回転速度と差動部リングギヤR0の回転速度との関係が示される。
If expressed using the collinear diagram of FIG. 3 described above, the
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差動部サンギヤS0の回転が上昇或いは下降させられると、車速Vに拘束される差動部リングギヤR0の回転速度が略一定である場合には、直線L0と縦線Y2との交点で示される差動部キャリヤCA0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の係合により差動部サンギヤS0と差動部キャリヤCA0とが連結されると、動力分配機構16は上記3回転要素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の係合によって差動部サンギヤS0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Y3との交点で示される差動部リングギヤR0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。
For example, when the switching clutch C0 and the switching brake B0 are released to switch to a continuously variable transmission state (differential state), the intersection of the straight line L0 and the vertical line Y1 is controlled by controlling the rotational speed of the first electric motor M1. If the rotation speed of the differential portion ring gear R0 restrained by the vehicle speed V is substantially constant when the rotation of the differential portion sun gear S0 indicated by is increased or decreased, the intersection of the straight line L0 and the vertical line Y2 The rotational speed of the differential part carrier CA0 indicated by is increased or decreased. Further, when the differential part sun gear S0 and the differential part carrier CA0 are connected by the engagement of the switching clutch C0, the
また、自動変速部20において第4回転要素RE4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5回転要素RE5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6回転要素RE6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7回転要素RE7は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8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。
Further, in the
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8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6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8回転要素RE8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22の回転速度が示される。
In the
図4は、本発明に係る車両用駆動装置6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。
FIG. 4 illustrates a signal input to the
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、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)を表す信号、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)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、出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速Vを表す信号、自動変速部20の作動油温を示す油温信号、運転席近傍に設けられて搭乗者によって操作される手動操作スイッチであって走行モードを選択し変更するための走行モード切換スイッチ44からの信号、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、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41の操作量(アクセル開度)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。
The
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。
Further, the
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。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a shift operation device 48 as a switching device for switching a plurality of types of shift positions PSH by an artificial operation. The shift operation device 48 includes, for example, a
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。
The
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。
The reverse gear "R" shown in the engagement operation table of FIG 2 in conjunction with the manual operation of the various shift positions P SH of the
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。
In the shift positions P SH shown in the “P” to “M” positions, the “P” position and the “N” position are non-traveling positions that are selected when the vehicle is not traveling. As shown in the combined operation table, the first clutch C1 that disables driving of the vehicle in which the power transmission path in the
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。
Specifically, when the
本実施例では、運転者の運転志向を表す走行モードが複数種類設けられている。具体的には、動力性能を重視する走行モードであるパワーモードと、燃費性能などよりも快適性を重視する走行モードであるコンフォートモードと、そのパワーモードとコンフォートモードとの中間的な走行モードであるノーマルモードとからなる3つの走行モードが設けられている。運転者は、走行モード切換スイッチ44の切換えによって上記複数種類の中から一の走行モードを選択することができる。そして、運転者が走行モードを選択した場合にはその選択された走行モードに合わせて、例えば変速線図(図7参照)が変更される。なお、このように変速線図が変更されるのであれば、上記走行モードに合わせて自動変速部20のシフトパターンが切り換わると言えるので、上記走行モードを自動変速部20のシフトパターンと言い換えても差し支えない。
In this embodiment, a plurality of travel modes representing the driver's driving orientation are provided. Specifically, a power mode that is a driving mode that emphasizes power performance, a comfort mode that is a driving mode that emphasizes comfort rather than fuel efficiency, and an intermediate driving mode between the power mode and the comfort mode. There are three travel modes consisting of a normal mode. The driver can select one of the plurality of types of travel modes by switching the travel
図6は、電子制御装置40に備えられた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。なお、アクセル開度Accと自動変速部20の要求出力トルクTOUT(図7の縦軸)とはアクセル開度Accが大きくなるほどそれに応じて上記要求出力トルクTOUTも大きくなる対応関係にあることから、図7の変速線図の縦軸はアクセル開度Accであっても差し支えない。
FIG. 6 is a functional block diagram for explaining the main part of the control function provided in the
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(アクセル開度)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。
The hybrid control means 52 operates the
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、例えば図8に示すようなエンジン回転速度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予め実験的に定められたエンジン8の動作曲線の一種である最適燃費率曲線LEF(燃費マップ、関係)を予め記憶しており、その最適燃費率曲線LEFにエンジン8の動作点PEG(以下、「エンジン動作点PEG」と表す)が沿わされつつエンジン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。ここで、上記エンジン動作点PEGとは、エンジン回転速度NE及びエンジントルクTEなどで例示されるエンジン8の動作状態を示す状態量を座標軸とした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である。尚、本実施例で例えば、燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が大きくなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率(=燃料消費量/駆動輪出力)が小さくなることである。
The hybrid control means 52 executes the control in consideration of the gear position of the
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。前記蓄電装置60は、第1電動機M1および第2電動機M2に電力を供給し且つそれらの電動機M1,M2から電力の供給を受けることが可能な電気エネルギ源であって、例えば、鉛蓄電池などのバッテリ、又は、キャパシタなどである。
At this time, the hybrid control means 52 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the
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。
The hybrid control means 52 controls opening and closing of the
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。
The solid line A in FIG. 7 indicates that the driving force source for starting / running the vehicle (hereinafter referred to as running) is switched between the
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。 Then, the hybrid control means 52 determines whether the motor travel region or the engine travel region is based on the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the required output torque T OUT from the driving force source switching diagram of FIG. Judgment is made and motor running or engine running is executed. As described above, as shown in FIG. 7, the motor running by the hybrid control means 52 is generally performed at a relatively low output torque T OUT , that is, when the engine efficiency is low compared to the high torque range, that is, the low engine torque T. It is executed at E or when the vehicle speed V is relatively low, that is, in a low load range.
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。
The hybrid control means 52 rotates the first electric motor by the electric CVT function (differential action) of the
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。
The hybrid control means 52 switches an engine start / stop control means 66 for switching the operation state of the
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41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。
For example, the engine start / stop control means 66, as indicated by the point a → the point b of the solid line B in FIG. 7, the
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41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。
Further, the engine start / stop control means 66, as indicated by the point b → point a of the solid line B in FIG. 7, the
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。
Further, even in the engine travel region, the hybrid control means 52 supplies the second motor M2 with the electric energy from the first electric motor M1 and / or the electric energy from the
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。
Further, the hybrid control means 52 can maintain the operating state of the
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。
Further, the hybrid control means 52 controls the first motor rotation speed N M1 and / or the second motor rotation speed N M2 by the electric CVT function of the
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ブレーキB0を係合させるか否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。
The speed-increasing gear stage determining means 62 preliminarily stores in the storage means 56 based on the vehicle state, for example, in order to determine whether or not to engage the switching brake B0 when the
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、すなわち前記差動状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、前記図7に示す有段制御領域と無段制御領域とから構成された切換線図(切換マップ)が記憶手段56に予め記憶されており、切換制御手段50は、その切換線図(図7)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。
The switching control means 50 switches between the continuously variable transmission state and the stepped transmission state by switching engagement / release of the differential state switching device (switching clutch C0, switching brake B0) based on the vehicle state. That is, the differential state and the lock state are selectively switched. For example, a switching diagram (switching map) composed of a stepped control region and a stepless control region shown in FIG. 7 is stored in advance in the storage means 56, and the switching control means 50 is provided with the switching diagram ( From FIG. 7), based on the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the required output torque T OUT , it is determined whether or not the speed change state of the power transmission device 10 (differential unit 11) should be switched, that is, the
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。
Specifically, when it is determined that the switching control means 50 is within the stepped shift control region, the hybrid control means 52 outputs a signal that disables or prohibits the hybrid control or continuously variable shift control. The step-variable shift control means 54 is allowed to shift at a preset step-change. At this time, the stepped shift control means 54 executes the automatic shift of the
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おいて動力伝達装置10が有段変速状態に切り換えられるべき場合、例えば、第1電動機M1が故障し動力分配機構16の差動状態が適切に制御されない場合などには、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。
For example, when the fifth speed gear stage is determined by the acceleration side gear stage determination means 62, the so-called overdrive gear stage in which the speed ratio is smaller than 1.0 is obtained for the entire
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。
However, if the switching control means 50 determines that it is within the continuously variable transmission control region for switching the
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。
Here, FIG. 7 will be described in detail. FIG. 7 is a relationship (shift diagram, shift map) stored in advance in the storage means 56 that is the basis of the shift determination of the
また、図7に示すように本実施例では、第4速ギヤ段から第5速ギヤ段へのアップシフト線が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を示している。つまり、そのアップシフト線と、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は同じである。更に、図7のアップシフト線とダウンシフト線との間に設けられたヒステリシスと同様に、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。 Further, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the upshift line from the fourth gear to the fifth gear indicates the determination vehicle speed V1 for determining the stepped control region and the stepless control region. ing. That is, the upshift line is the same as the high vehicle speed determination line that is a series of determination vehicle speeds V1 that are preset high-speed travel determination values for determining high-speed travel of the hybrid vehicle. Further, similarly to the hysteresis provided between the upshift line and the downshift line in FIG. 7, hysteresis is provided for the determination of the stepped control region and the stepless control region. That is, FIG. 7 is determining vehicle speed including V1, the vehicle speed V and the output torque T OUT and the step-variable control region and the continuously variable control region of whether advance for judging area is between the switching control means 50 as a parameter It is a stored switching diagram (switching map, relationship). In addition, you may memorize | store in the memory | storage means 56 previously as a shift map including this switching diagram.
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。
The shift diagram, the switching diagram, the driving force source switching diagram, or the like may be stored as a determination formula for comparing the actual vehicle speed V with the determination vehicle speed V1 instead of a map. In this case, the switching control means 50 sets the
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。
In addition, when the control unit of an electric system such as an electric motor for operating the
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。
The driving force-related value is a parameter corresponding to the driving force of the vehicle on a one-to-one basis, and is not only the driving torque or driving force at the driving
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。
Further, for example, the determination vehicle speed V1 is set so that the
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。
Thus, the differential section 11 (power transmission device 10) of this embodiment can be selectively switched between the continuously variable transmission state and the stepped transmission state (constant transmission state), and is controlled by the switching control means 50. A shift state to be switched by the
トルク相補償制御手段72は、自動変速部20の変速過渡期のトルク相において自動変速部20の出力トルクTOUTの落込みを小さくするようにエンジン8及び第2電動機M2の一方または両方の出力トルクである補償トルクを制御するトルク相補償制御を実行する。このとき、そのトルク相補償制御において前記出力トルクTOUTの落込みを小さくするために必要とされる補償トルクとして所定の必要量が実験的に求められており、上記補償トルクは上記所定の必要量に達するように制御される。また、トルク相補償制御手段72は、エンジン8よりも第2電動機M2の出力トルクTM2(以下、「第2電動機トルクTM2」と表す)を優先して利用することにより上記トルク相補償制御を実行する。例えば、蓄電装置60の充電残量SOC不足などに起因して第2電動機M2の作動が制限されない限り、基本的にはエンジン8ではなく第2電動機M2によって上記トルク相補償制御を実行するということである。具体的には、トルク相補償制御手段72が上記トルク相補償制御を実行する際に、前記所定の必要量(以下、「補償トルク必要量」と表す)をエンジン8を利用せずに第2電動機M2の作動で充分に確保できるか否かが後述のトルク相補償制御判定手段74により判断され、第2電動機M2の作動で充分に上記補償トルク必要量を確保できる場合には、トルク相補償制御手段72はエンジン8ではなく第2電動機M2によるトルク相補償制御を実行する。そして、上記補償トルク必要量に対し第2電動機トルクTM2だけでは不足すると判断された場合には第2電動機M2及びエンジン8によるトルク相補償制御を実行し、第2電動機M2を作動させられない場合にはエンジン8によるトルク相補償制御を実行する。前記トルク相補償制御での前記補償トルク必要量は、走行モード切換スイッチ44の切換えによって選択される走行モードに基づいて変更されるが、この点については後述する。
The torque phase compensation control means 72 outputs the output of one or both of the
トルク相補償制御手段72が実行する前記トルク相補償制御について図9を用いて説明する。図9は、上記トルク相補償制御手段72による自動変速部20の変速時の出力トルクTOUTの落込みの抑制すなわち前記トルク相補償制御を説明するためのタイムチャートである。なお、図9においては、差動部11が無段変速状態(切換ブレーキB0および切換クラッチC0の解放状態)で、自動変速部20が第2速ギヤ段から第3速ギヤ段へアップシフトされた場合に、トルク相補償制御手段72が第2電動機M2による前記トルク相補償制御を実行する例を示している。
The torque phase compensation control executed by the torque phase compensation control means 72 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a time chart for explaining the suppression of the drop in the output torque T OUT when the
t0時点において、自動変速部20を第2速ギヤ段から第3速ギヤ段へアップシフトさせる変速出力指令が有段変速制御手段54から出力されると、解放側の油圧式摩擦係合要素に対応する第2ブレーキB2の係合油圧の低減制御が開始されると共に、係合側の油圧式摩擦係合要素に対応する第1ブレーキB1の係合油圧の増加制御が開始される所謂クラッチツウクラッチ変速制御が開始される。そして、t0時点において、各油圧式摩擦係合要素(B1、B2)のクラッチツウクラッチ制御が開始されると、それらの油圧式摩擦係合要素の掴み換えに起因して、従来では、破線L_tdwnで示すようにトルク相中において出力トルクTOUTが落ち込むこととなる。なお、実際には、t0時点の油圧制御開始直後において、係合側の摩擦係合要素(B1)の機械的なクリアランスを詰めるためのファーストフィルや解放側の摩擦係合要素(B2)の定圧待機などが実施されるまでの間は、出力トルクTOUTが変化しない、すなわちトルク相に該当しない変速準備処理期間が存在する。
At time t0, when a shift output command for upshifting the
これに対して、トルク相補償制御手段72は、変速中のトルク相が始まると、第2電動機トルクTM2を増加させることで、理想的には実線L_tfltに示すように出力トルクTOUTの落ち込みを低減する。さらに、t3時点においてトルク相が終了しイナーシャ相が開始されると、上記トルク相補償制御を終了し、第2電動機M2またはエンジン8によるトルクダウン制御が実施される。上記制御について、以下にてさらに詳しく説明する。なお、確認的に述べるが、図9のタイムチャートにおいて自動変速部20の出力トルクTOUTが理想的に上記実線L_tfltに示すように変化しなかったとしても、出力トルクTOUTの変化が前記破線L_tdwnで示す変化から少しでも理想的な変化である上記実線L_tfltで示す変化に近づけば、その分、変速ショックは低減され快適性は向上する。
On the other hand, the torque phase compensation control means 72 increases the second motor torque T M2 when the torque phase during the shift starts, so that the output torque T OUT drops ideally as shown by the solid line L_tflt. Reduce. Further, when the torque phase is ended and the inertia phase is started at time t3, the torque phase compensation control is ended, and torque down control by the second electric motor M2 or the
先ず、t0時点において、第2速ギヤ段から第3速ギヤ段へのアップシフトの変速出力指令がなされると、トルク相補償制御手段72は、自動変速部20の変速開始時(t0時点)での出力トルクTOUT1を検出する。なお、出力トルクTOUT1の検出は、例えば車速Vやスロットル弁開度θTHなどの車両の走行状態、並びに予め設定された駆動力マップなどに基づいて検出される。
First, when a shift output command for an upshift from the second speed gear stage to the third speed gear stage is issued at time t0, the torque phase
そして、t0時点より所定時間経過後にトルク相の開始が検出されると、トルク相補償制御手段72は、第2電動機M2による前記トルク相補償制御を開始する。ここで、厳密なトルク相の開始時期判定は、例えば予め実験や解析的に求められたトルク相が開始される所定時間が前記変速出力指令時から経過したか否かに基づいて判定される。或いは、トルク相の厳密な開始時期判定は、上記時間経過に基づく判定だけでなく、トルク相開始後に発生する図示しない自動変速部20の入力回転速度(伝達部材18の回転速度N18)の吹きが発生したか否かに基づいて判定することもできる。さらには、係合側の油圧式摩擦係合要素に対応するブレーキB1並びに解放側の油圧式摩擦係合要素に対応するブレーキB2の係合油圧が、予め実験並びに解析的に求められたトルク相が開始される所定の油圧値に達したか否かに基づいて、トルク相の厳密な開始時期を判定することもできる。 Then, when the start of the torque phase is detected after a lapse of a predetermined time from the time t0, the torque phase compensation control means 72 starts the torque phase compensation control by the second electric motor M2. Here, the exact start timing of the torque phase is determined based on, for example, whether or not a predetermined time for starting the torque phase, which has been obtained experimentally or analytically in advance, has elapsed since the time of the shift output command. Alternatively, the strict start timing determination of the torque phase is not limited to the determination based on the passage of time, but the blowing of the input rotational speed (the rotational speed N 18 of the transmission member 18 ) of the automatic transmission 20 (not shown) that occurs after the torque phase starts. It can also be determined on the basis of whether or not the occurrence has occurred. Furthermore, the engagement hydraulic pressures of the brake B1 corresponding to the hydraulic friction engagement element on the engagement side and the brake B2 corresponding to the hydraulic friction engagement element on the release side are determined in advance through experimental and analytical torque phases. It is also possible to determine the exact start time of the torque phase based on whether or not a predetermined hydraulic pressure value at which is started is reached.
そして、自動変速部20のトルク相の開始が判定されると、自動変速部20の出力トルクTOUTの落ち込みを抑制する前記トルク相補償制御が開始される。具体的には、トルク相補償制御手段72は、例えば自動変速部20の変速開始時に検出された出力トルクTOUT1を基準とし、トルク相中の出力トルクTOUTがTOUT1となるように第2電動機M2のトルク制御(フィードバック制御)を実行する。或いは、上記出力トルクTOUTの落ち込みを抑制するように、自動変速部20のトルク相の開始時を基準として経過時間と第2電動機トルクTM2との関係を予め実験的に設定しておき、トルク相補償制御手段72は、その経過時間と第2電動機トルクTM2との関係を用いて上記第2電動機M2のトルク制御を実行してもよい。
When the start of the torque phase of the
ここで、自動変速部20のトルク相中においては、第2電動機トルクTM2を増加させても自動変速部20の伝達可能なトルク容量が小さいと、第2電動機トルクTM2が好適に出力軸22に伝達されない。そこで、トルク相補償制御手段72が前記トルク相補償制御を実行する場合、例えば係合側の摩擦係合装置であるブレーキB1の係合油圧の立ち上がりを通常よりも早くするなどの制御を併せて実行することで、自動変速部20の伝達可能なトルク容量を通常の変速よりも早い時期に増大させる。これにより、第2電動機M2によるトルク補償分が自動変速部20の出力軸22に有効に伝達されるので、t1時点〜t3時点における出力トルクTOUTの落ち込みが低減される。なお、上記トルク相補償制御時の油圧値は、例えば第2電動機トルクTM2に応じてフィードバック制御されるなどして、第2電動機トルクTM2が出力軸22に有効に伝達されるように制御される。
Here, in the torque phase of the
そして、t2時点において、トルク相の終了直前であると判定されると、トルク相補償制御手段72は、上記トルク相補償制御を速やかに中止する。これにより、t2時点〜t3時点の間に第2電動機トルクTM2が低下する。なお、トルク相の終了直前判定は、例えばt0時点を基準として、予め実験や解析的に求められたトルク相終了直前となる所定時間経過したか否かに基づいて判定される。もしくは、第1ブレーキB1および第2ブレーキB2の係合油圧が、予め実験や解析的に求められたトルク相終了直前となる所定油圧に達したか否かに基づいて判定することもできる。 When it is determined that the torque phase is just before the end at the time t2, the torque phase compensation control means 72 promptly stops the torque phase compensation control. Thus, second-motor torque T M2 is reduced between the time point t2 ~t3 time. Note that the determination immediately before the end of the torque phase is determined based on whether or not a predetermined time, which is immediately before the end of the torque phase, obtained in advance through experiments or analytically, has elapsed with reference to the time point t0, for example. Alternatively, the determination can also be made based on whether or not the engagement hydraulic pressures of the first brake B1 and the second brake B2 have reached a predetermined hydraulic pressure that is obtained in advance through experiments or analytically and immediately before the end of the torque phase.
そして、t3時点において、イナーシャ相の開始が判定されると、第2電動機M2またはエンジン8によるトルクダウン制御が開始され、t4時点において自動変速部20の変速が終了する。なお、イナーシャ相の開始および変速終了の判定は、例えば、自動変速部20の入力軸としても機能する伝達部材18の回転速度N18が変化したか否か、並びに変化が終了したが否かに基づいて判定される。上記のように、トルク相補償制御手段72が自動変速部20の変速過渡期(トルク相)において前記トルク相補償制御を実行することで、トルク相中の出力トルクTOUTの落込みが抑制されて変速ショックが抑制される。また、本実施例のように無段変速機として機能する差動部11を有する構成では、差動部11の差動作用を利用することによりエンジン回転速度NEを車速Vに拘束されないようにすることができるので、例えば、図9に示すように、ハイブリッド制御手段52が自動変速部20の変速中のエンジン回転速度NEを制御するエンジン回転速度制御手段として機能して、自動変速部20の変速開始(t0時点)から終了(t4時点)までの間においてエンジン回転速度NEを略一定となるように制御する、望ましくはエンジン回転速度NEを一定となるように制御する。これにより、エンジン回転速度NE変動に伴う変速ショックを低減することができる。
When the start of the inertia phase is determined at time t3, torque reduction control by the second electric motor M2 or the
なお、トルク相補償制御手段72が自動変速部20のトルク相において第2電動機M2の出力トルクTM2を制御する前記トルク相補償制御、すなわち、第2電動機M2によるトルク相補償制御を一例として説明したが、エンジン8によるトルク相補償制御、並びに第2電動機M2およびエンジン8によるトルク相補償制御は、基本的には第2電動機M2によるトルク相補償制御と同様であるため、その説明を省略する。
Incidentally, the torque phase compensation control torque phase
ところで、自動変速部20の変速過渡期のトルク相において自動変速部20の出力トルクTOUTの落込みがトルク相補償制御の実行により小さくされれば、確かに変速ショックが抑えられ、それにより快適性が向上するが、そのトルク相補償制御の実行によって上記出力トルクTOUTの落込みを小さくする度合いにばらつきが生じた場合、例えば出力トルクTOUTの落込みに対する補償トルクが十分であったり不十分であったりした場合には、変速ショックにばらつきが生じ却って走行時の快適性を損なうことが考えられる。例えば、トルク相補償制御手段72が前記トルク相補償制御を実行する際に、蓄電装置60の充電残量SOCが少ないために第2電動機M2の作動だけでは充分な補償トルクを得られず補償トルクが不足し、且つ、エンジン8が既に最大トルクTEMAXを発揮している場合には、エンジントルクTEを更に上昇させて上記補償トルクの不足分を補うことができないため、上記トルク相補償制御における補償トルクが不足し、その補償トルクが前記補償トルク必要量(所定の必要量)確保される場合と比較して変速ショックが大きくなるおそれがある。このような車両状態は不連続に生じる可能性があり、そうなれば変速ショックにばらつきが生じると考えられる。そこで、本実施例では、前記トルク相補償制御の実行に伴って変速ショックにばらつきが生じることを抑える制御が実行される。以下に、その制御機能の要部について説明する。
By the way, if the drop of the output torque T OUT of the
図6に戻り、トルク相補償制御判定手段74は、第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行可能か否かを判断する。例えば、第2電動機M2が故障しているか否かを判定し第2電動機M2が故障していると判定した場合には、第2電動機M2によるトルク補償制御の実行が不可能であると判断する。一方で、第2電動機M2が作動可能であれば、第2電動機M2によるトルク補償制御が実行可能であると判断する。なお、トルク相補償制御判定手段74は、第2電動機M2自体だけでなく、第2電動機M2を制御する電気パスの故障判定も行う。 Returning to FIG. 6, the torque phase compensation control determination means 74 determines whether or not the torque phase compensation control by the second electric motor M2 can be executed. For example, when it is determined whether or not the second electric motor M2 has failed and it is determined that the second electric motor M2 has failed, it is determined that the torque compensation control by the second electric motor M2 is impossible. . On the other hand, if the second electric motor M2 is operable, it is determined that the torque compensation control by the second electric motor M2 can be executed. The torque phase compensation control determination means 74 determines not only the second electric motor M2 itself but also a failure of an electric path that controls the second electric motor M2.
ここで、蓄電装置60の耐久性維持等のためハイブリッド制御手段52は、前述の機能に加え、第2電動機M2の消費電力及び回生電力すなわち第2電動機トルクTM2を蓄電装置60の充放電制限に応じて制限する。すなわち、ハイブリッド制御手段52は所定の条件に基づき第2電動機M2の作動を制限する電動機作動制限手段として機能する。具体的には、ハイブリッド制御手段52は、蓄電装置60の充電残量SOCが予め設定された下限値Wlowから上限値Whiの範囲を外れることの無いように、言い換えれば、充電残量SOCが下限値Wlowから上限値Whiの範囲内に収まるように、第2電動機M2の消費電力及び回生電力すなわち第2電動機トルクTM2を制限する。そこで、前記トルク相補償制御判定手段74は、前記第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行可能であると判断した場合において更に、トルク相補償制御手段72が前記第2電動機M2によるトルク相補償制御を実行したとした場合に、そのトルク相補償制御において必要とされる補償トルクである前記所定の必要量(補償トルク必要量)に対して第2電動機トルクTM2が不足するか否かを判断する。具体的には、トルク相補償制御判定手段74は、蓄電装置60の充電残量SOCを検出し、トルク相補償制御手段72が前記第2電動機M2によるトルク相補償制御を実行したとした場合の蓄電装置60の放電量Woutを算出する。そして、その放電量Woutの放電により蓄電装置60の充電残量SOCがその下限値Wlowを下回ることが無いと判断すれば、前記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断を否定する。一方で、充電残量SOCがその下限値Wlowを下回ると判断すれば、上記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断を肯定する。なお、ハイブリッド制御手段52は前記充電残量SOCに関する充放電制限以外に例えば、蓄電装置60が極低温であるときにはその充放電能力が低下するので、その蓄電装置60の温度に起因した充放電制限に応じても第2電動機トルクTM2を制限するが、その場合にもトルク相補償制御判定手段74は、上記と同様に、前記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足するか否かを判断する。
Here, in order to maintain the durability of the
また、前記電動機作動制限手段として機能するハイブリッド制御手段52は、第2電動機M2の温度TEMPM2(以下「第2電動機温度TEMPM2」と表す)が第2電動機M2の耐久性維持などのために実験的に予め定められた上限温度LTEMPM2を超えないように、第2電動機M2の消費電力及び回生電力すなわち第2電動機トルクTM2を制限する。その制限に対しても前記蓄電装置60の充放電制限の場合と同様に、トルク相補償制御判定手段74は、トルク相補償制御手段72が前記第2電動機M2によるトルク相補償制御を実行したとした場合に、前記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足するか否かを判断する。具体的には、トルク相補償制御判定手段74は、予め実験的に求められた前記第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行されるときの第2電動機温度TEMPM2の上昇幅を記憶しており、第2電動機温度TEMPM2を検出する。そして、その第2電動機温度TEMPM2と上記実験的に求められた上昇幅とから、トルク相補償制御手段72が前記第2電動機M2によるトルク相補償制御を実行したとした場合の第2電動機温度TEMPM2を予測する。そして、その予測されたトルク相補償制御実行後の第2電動機温度TEMPM2が前記上限温度LTEMPM2を超えることが無いと判断すれば、前記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断を否定する。一方で、上記予測されたトルク相補償制御実行後の第2電動機温度TEMPM2が前記上限温度LTEMPM2を超えると判断すれば、上記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断を肯定する。
Further, the hybrid control means 52 functioning as the motor operation restricting means is for the temperature TEMP M2 of the second electric motor M2 (hereinafter referred to as “second electric motor temperature TEMP M2 ”) to maintain the durability of the second electric motor M2. The power consumption and regenerative power of the second electric motor M2, that is, the second electric motor torque T M2 are limited so that the upper limit temperature LTEMP M2 predetermined experimentally is not exceeded. The torque phase compensation
トルク特性変更手段76は、前記トルク相補償制御における補償トルクを前記補償トルク必要量(所定の必要量)確保できるように、エンジントルクTEのアクセル開度Accに対する変化であるエンジントルク特性を第2電動機トルク特性に応じて変更する。ここで、上記エンジントルク特性は本発明の第1駆動力源トルク特性に対応し、アクセル開度Accが増大するほどエンジントルクTEは増大するエンジントルクTEとアクセル開度Accとの関係であって、基本的には、アクセル開度Accの最大値(100%)でエンジントルクTEがエンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXになる基本エンジントルク特性が上記エンジントルク特性として設定されている。トルク特性変更手段76は、例えば、スロットル弁開度θTHとアクセル開度Accとの関係を変更することにより前記エンジントルク特性を変更することができる。また、上記第2電動機トルク特性は本発明の第2駆動力源の出力トルク特性に対応し、第2電動機トルクTM2とその他の状態量例えば第2電動機回転速度NM2との関係である。例えば、上記第2電動機トルク特性は、蓄電装置60の充放電制限や第2電動機温度TEMPM2によって第2電動機トルクTM2が制限されるとその制限量に応じて低トルク側にずれることになる。そして、図10に示す基本トルク特性は、前記エンジントルク特性が基本エンジントルク特性とされており且つ第2電動機トルクTM2が制限されていない場合、すなわち、通常のエンジン走行が行われている場合の、アクセル開度Accと自動変速部20の入力トルクTINAとの関係(自動変速部入力トルク特性)である。その自動変速部20の入力トルクTINAは、エンジン8から動力分配機構16を介して伝達部材18へ機械的に伝達されるトルク(以下、「エンジン直達トルクTED」という)と第2電動機トルクTM2との和である。
Torque characteristic changing means 76, wherein the compensation torque requirement of the compensation torque in the torque phase compensation control (predetermined required amount) so as to ensure the engine torque characteristic is a change with respect to the accelerator opening Acc in the engine torque T E No. 2 Change according to the motor torque characteristics. Here, in relation to the first corresponds to the drive power source torque characteristic, engine torque T E and the accelerator opening Acc engine torque T E increases as the accelerator opening Acc is increased in the engine torque characteristic to the present invention there, basically, the basic engine torque characteristics that the maximum value of the accelerator opening Acc is the engine torque T E with (100%) becomes the output maximum possible torque T EMAX of the
具体的に、前記エンジントルク特性を第2電動機トルク特性に応じて変更するトルク特性変更手段76は、前記補償トルク必要量(所定の必要量)に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断をトルク相補償制御判定手段74が肯定した場合には、前記エンジントルク特性(第1駆動力源トルク特性)における最大トルクT1EMAXを、エンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXよりも第2電動機トルクTM2の不足分に応じたトルク値TELK以上小さくなるように設定する。詳細には、トルク特性変更手段76は、アクセル開度Accが最大値(100%)であっても、自動変速部20の入力側においてエンジン直達トルクTEDに上記第2電動機トルクTM2の不足分を補うことができる余裕を生じさせるために、上記エンジントルク特性を低トルク側にずらすことにより、図10に示すように、前記自動変速部入力トルク特性を前記基本トルク特性からそれよりも低トルク側にずれた修正トルク特性に設定変更する。つまり、トルク特性変更手段76は、トルク相補償制御判定手段74が上記判断を肯定した場合には、前記トルク相補償制御の補償トルク必要量に対する第2電動機トルクTM2の不足分すなわちその補償トルク必要量から出力可能な第2電動機トルクTM2を差し引いたトルクを算出しその不足分としてのトルクをエンジントルクTEに換算する。この換算されたエンジントルクTEが第2電動機トルクTM2の不足分に応じたトルク値TELKである。そのトルク値TELKを求める際、例えば、エンジントルクTEはエンジン直達トルクTEDとして伝達部材18に伝達される以外に一定割合が第1電動機M1の発電に費やされるとみなす。次に、トルク特性変更手段76は、エンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXよりも上記トルク値TELK以上小さいエンジントルクTEがアクセル開度Acc最大時のエンジントルクT1EMAXとなる修正エンジントルク特性を前記エンジントルク特性として設定する。そのエンジントルク特性が修正エンジントルク特性とされた場合の前記自動変速部入力トルク特性が、図10に示す修正トルク特性である。このように上記エンジントルク特性が低トルク側にずらされることにより、エンジン8は、アクセル開度Accが最大値(100%)であっても更にエンジントルクTEを前記出力可能な最大トルクTEMAXまで増大させることができる余裕を有して制御される。
Specifically, the torque characteristic changing means 76 for changing the engine torque characteristic in accordance with the second motor torque characteristic is that the second motor torque T M2 is insufficient with respect to the compensation torque required amount (predetermined required amount). when the torque phase compensation control determination unit 74 a determination is affirmative, the maximum torque T1 EMAX in the engine torque characteristics (first driving force source torque characteristic), the second than the maximum torque T EMAX printable of the
要するに、トルク特性変更手段76は、前記トルク相補償制御での第2電動機トルクTM2の不足分に応じたトルク値TELK以上、例えば、蓄電装置60の充放電制限に応じて制限された第2電動機M2によるトルクアシストの目減り相当分以上、前記エンジントルク特性を基本エンジントルク特性から修正エンジントルク特性へと低トルク側にずらす。すなわち、第2電動機トルクTM2が蓄電装置60の充放電制限や第2電動機M2の温度によって制限される等して前記第2電動機トルク特性が低トルク側にずれるほど前記エンジントルク特性を低トルク側にずらす。例えば、アクセル開度Accが最大値(100%)なってもスロットル弁開度θTHが最大値(100%)に到達しないようにすれば上記エンジントルク特性は前記基本エンジントルク特性に対して低トルク側にずれる。このように前記エンジントルク特性が基本エンジントルク特性から低トルク側にずらされることにより前記自動変速部入力トルク特性は図10の基本トルク特性から低トルク側にずらされるが、図10の自動変速部20の入力トルク最大値TINAMAXに着目すれば、図11に示す実線L01のように、第2電動機M2に対するアシストトルク制限量が大きくなるほど、すなわち、第2電動機トルクTM2に対する制限が大きくなるほど、前記補償トルク必要量に対する第2電動機トルクTM2の不足分が大きくなるので、前記自動変速部入力トルク特性における前記入力トルク最大値TINAMAXであるアクセル開度Acc最大時の自動変速部20の入力トルクTINAMAXが小さくなるように自動変速部入力トルク特性は変更される。トルク特性変更手段76は前記エンジントルク特性を低トルク側にずらす際に、アクセル開度Accの低開度側のエンジントルク特性は変更せずに単にエンジントルク特性における最大トルクを制限するだけでもよいが、例えば自動変速部入力トルク特性が図10の基本トルク特性から修正トルク特性へと全体的に低トルク側にずれるように、エンジントルク特性の全体を低トルク側にずらす。すなわち、アクセル開度Accの変化に対するエンジントルクTEの変化方向がアクセル開度Accの変化範囲全体で変わることの無いように、上記エンジントルク特性を変更する。
In short, the torque
また、トルク特性変更手段76は、第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行可能ではないとトルク相補償制御判定手段74により判断された場合には、前記トルク相補償制御ために利用できる第2電動機トルクTM2を零とみなして、第2電動機M2を利用せずエンジン8の作動により前記トルク相補償制御における前記補償トルク必要量(所定の必要量)がアクセル開度Accに拘わらず確保されるように、前記エンジントルク特性を基本エンジントルク特性から変更する。具体的には、エンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXからアクセル開度Acc最大時のエンジントルクT1EMAXを差し引いた大きさのエンジントルクTEが出力されたとすれば上記補償トルク必要量以上の補償トルクが確保される修正エンジントルク特性を、前記エンジントルク特性として設定する。
Further, the torque characteristic changing means 76 can be used for the torque phase compensation control when the torque phase compensation control judging means 74 determines that the torque phase compensation control by the second electric motor M2 is not executable. Assuming that the motor torque TM2 is zero, the compensation torque required amount (predetermined required amount) in the torque phase compensation control is ensured regardless of the accelerator opening Acc by operating the
また、トルク特性変更手段76は、前記補償トルク必要量(所定の必要量)に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断をトルク相補償制御判定手段74が否定した場合には、前記トルク相補償制御の実行に際しエンジン8を利用する必要は無いので、前記エンジントルク特性を基本エンジントルク特性のまま変更しない。すなわち、アクセル開度Acc最大時にはエンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXが発生させられる。この場合、上記エンジントルク特性は基本エンジントルク特性に設定されるので、図10において前記自動変速部入力トルク特性は修正トルク特性では無く基本トルク特性とされる。
When the torque phase compensation
図12は、車両走行中の車速Vに対する自動変速部20の出力トルク(アウトプットトルク)TOUTの変化について、図10の基本トルク特性が前記自動変速部入力トルク特性として設定されている場合と上記基本トルク特性よりも低トルク側にずらされた修正トルク特性が上記自動変速部入力トルク特性として設定されている場合とを対比して説明するための図である。図12に示すように、図10の基本トルク特性よりも低トルク側にずらされた修正トルク特性が前記自動変速部入力トルク特性として設定されると、全体的に自動変速部20の出力トルクTOUTは低下する。しかし、自動変速部入力トルク特性が基本トルク特性のままであれば図11の実線L02に示すように、車速V上昇に伴い自動変速部20の変速が行われた場合に一時的な上記出力トルクTOUTの変化(変速ショック)を生じてしまう車両状態であっても、自動変速部入力トルク特性が基本トルク特性よりも低トルク側にずらされた修正トルク特性とされていれば、その低トルク側にずれた分だけエンジン直達トルクTEDに余裕があるので、換言すればエンジントルクTEに余裕があるので、実線L02に示すような一時的な出力トルクTOUTの変化(変速ショック)を生じさせないようにすることができる。
FIG. 12 shows a case where the basic torque characteristic of FIG. 10 is set as the automatic transmission unit input torque characteristic with respect to a change in the output torque (output torque) T OUT of the
ここで、本実施例の車両には前記走行モード切換スイッチ44が設けられており、走行モードとしてパワーモード、ノーマルモード、コンフォートモードのうち何れかが選択される。そして、走行モードがパワーモードである場合には運転者の運転志向としては動力性能が重視されるので、前記自動変速部入力トルク特性は図10の基本トルク特性から出来るだけ低トルク側へはずらされないことが望ましい。一方で、走行モードがコンフォートモードである場合には上記運転志向としては燃費性能などよりも快適性が重視されるので、出来るだけ変速ショックが抑えられることが望ましい。そこで、補償トルク必要量決定手段78は、前記トルク相補償制御での補償トルクに対する所定の必要量である前記補償トルク必要量を、パワーモード、ノーマルモード、コンフォートモードという複数種類の中から選択された走行モードに基づいて決定する。具体的に補償トルク必要量決定手段78は、前記コンフォートモードが選択された場合には、自動変速部20の変速のトルク相での出力トルクTOUTの落込み(図9の破線L_tdwn参照)を各走行モードの中で最も小さくできるように前記補償トルク必要量を各走行モードの中で最も大きくする。また、前記ノーマルモードが選択された場合にはコンフォートモード選択時と比較して、上記補償トルク必要量を小さくする。また、前記パワーモードが選択された場合にはノーマルモード選択時と比較して、更に、上記補償トルク必要量を小さくする。また、補償トルク必要量決定手段78は、決定した上記補償トルク必要量をトルク相補償制御手段72とトルク相補償制御判定手段74とトルク特性変更手段76とに対して出力する。
Here, the vehicle according to the present embodiment is provided with the travel
図13は、電子制御装置40の制御作動の要部、すなわち、前記トルク相補償制御での補償トルク必要量を確保するために前記エンジントルク特性を変更する制御作動を説明するための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。
FIG. 13 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
先ず、トルク相補償制御判定手段74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、第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行可能か否かが判断される。このSA1の判断が肯定された場合、すなわち、上記第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行可能である場合には、SA2に移る。一方、このSA1の判断が否定された場合には、SA7に移る。 First, in a step (hereinafter, “step” is omitted) SA1 corresponding to the torque phase compensation control determination means 74, it is determined whether or not the torque phase compensation control by the second electric motor M2 can be executed. If the determination of SA1 is affirmative, that is, if the torque phase compensation control by the second electric motor M2 can be executed, the process proceeds to SA2. On the other hand, when the determination of SA1 is negative, the process proceeds to SA7.
トルク相補償制御判定手段74に対応するSA2においては、前記第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行されたとした場合に、そのトルク相補償制御において必要とされる補償トルクに対して第2電動機トルクTM2が不足するか否かが判断される。すなわち、そのトルク相補償制御で必要とされる第2電動機M2のトルクアシストが可能ではないか否かが判断される。このSA2の判断が肯定された場合、すなわち、上記トルク相補償制御において必要とされる補償トルクに対して第2電動機トルクTM2が不足する場合には、SA5に移る。一方、このSA2の判断が否定された場合には、SA3に移る。 In SA2 corresponding to the torque phase compensation control determination means 74, when the torque phase compensation control by the second motor M2 is executed, the second motor is used for the compensation torque required in the torque phase compensation control. It is determined whether or not the torque T M2 is insufficient. That is, it is determined whether torque assist of the second electric motor M2 required for the torque phase compensation control is not possible. If the determination of SA2 is affirmative, that is, if the second motor torque TM2 is insufficient with respect to the compensation torque required in the torque phase compensation control, the process proceeds to SA5. On the other hand, if the determination at SA2 is negative, the operation goes to SA3.
トルク特性変更手段76に対応するSA3においては、前記トルク相補償制御の実行に際しエンジン8を利用する必要は無いので、前記エンジントルク特性は基本エンジントルク特性のまま変更されない。従って、前記自動変速部入力トルク特性は図10の基本トルク特性のまま変更されない。SA3の次はSA4に移る。
In SA3 corresponding to the torque characteristic changing means 76, since it is not necessary to use the
トルク相補償制御手段72に対応するSA4においては、自動変速部20の変速が行われる場合にそのトルク相において、エンジン8ではなく第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行される。なお、本実施例では第2電動機M2を利用することによって前記補償トルクが不足せずに上記トルク相補償制御を実行できる限りエンジン8は利用されないので、第2電動機M2によるトルク相補償制御はトルク相補償制御の基本設定であると言える。
In SA4 corresponding to the torque phase compensation control means 72, when the shift of the
トルク特性変更手段76に対応するSA5においては、前記エンジントルク特性が前記基本エンジントルク特性から変更される。具体的には、上記基本エンジントルク特性から低トルク側へと、前記トルク相補償制御での第2電動機トルクTM2の不足分に応じたトルク値TELK以上ずらされた修正エンジントルク特性が、前記エンジントルク特性として設定される。これにより、前記自動変速部入力トルク特性は、前記基本エンジントルク特性に対応する図10の基本トルク特性から上記修正エンジントルク特性に対応する修正トルク特性に変更される。SA5の次はSA6に移る。 In SA5 corresponding to the torque characteristic changing means 76, the engine torque characteristic is changed from the basic engine torque characteristic. Specifically, to the low torque side from the basic engine torque characteristic, the torque value T ELK more staggered corrected engine torque characteristic corresponding to the shortage of the second electric motor torque T M2 for the torque phase compensation control, It is set as the engine torque characteristic. As a result, the automatic transmission unit input torque characteristic is changed from the basic torque characteristic of FIG. 10 corresponding to the basic engine torque characteristic to a corrected torque characteristic corresponding to the corrected engine torque characteristic. After SA5, the process proceeds to SA6.
トルク相補償制御手段72に対応するSA6においては、自動変速部20の変速が行われる場合にそのトルク相において、エンジン8及び第2電動機M2によるトルク相補償制御が実行される。すなわち、自動変速部20の変速のトルク相での出力トルクTOUTの落込みの補償に対してエンジン8によるトルク相補償制御が寄与する度合が、SA2の否定時と比較して拡大する。
In SA6 corresponding to the torque phase compensation control means 72, when the shift of the
トルク特性変更手段76に対応するSA7においては、第2電動機M2を利用せずエンジン8の作動により前記トルク相補償制御における前記補償トルク必要量(所定の必要量)がアクセル開度Accに拘わらず確保されるように、前記エンジントルク特性が基本エンジントルク特性から変更される。このSA7で設定される修正エンジントルク特性は前記SA5で設定される修正エンジントルク特性よりも低トルク側にずらされたものとなる。SA7の次はSA8に移る。
In SA7 corresponding to the torque characteristic changing means 76, the compensation torque required amount (predetermined required amount) in the torque phase compensation control by the operation of the
トルク相補償制御手段72に対応するSA8においては、自動変速部20の変速が行われる場合にそのトルク相において、第2電動機M2ではなくエンジン8によるトルク相補償制御が実行される。
In SA8 corresponding to the torque phase compensation control means 72, when the shift of the
図13のフローチャートは前記SA1からSA8のステップで構成されているが、SA1の前に図14のSB1が追加されてもよい。そのSB1は補償トルク必要量決定手段78に対応しており、SB1においては、前記トルク相補償制御での前記補償トルク必要量が、パワーモード、ノーマルモード、コンフォートモードという複数種類の中から選択された走行モードに基づいて決定される。そして、SB1の次は図13のSA1に移る。
Although the flowchart of FIG. 13 includes the steps SA1 to SA8, SB1 of FIG. 14 may be added before SA1. The SB1 corresponds to the compensation torque
本実施例には次のような効果(A1)乃至(A13)がある。(A1)本実施例によれば、トルク相補償制御手段72は、自動変速部20の変速過渡期のトルク相において自動変速部20の出力トルクTOUTの落込みを小さくするようにエンジン8及び第2電動機M2の一方または両方の出力トルクである補償トルクを制御するトルク相補償制御を実行する。そして、トルク特性変更手段76は、そのトルク相補償制御における補償トルクを前記補償トルク必要量(所定の必要量)確保できるように、エンジントルクTEのアクセル開度Accに対する変化であるエンジントルク特性を第2電動機トルク特性に応じて変更する。従って、第2電動機M2の作動だけでは上記補償トルク必要量を確保できない場合が生じたとしても、第2電動機M2と併せて又は単独でエンジン8を作動させることにより上記補償トルク必要量に対する第2電動機トルクTM2の不足分を補うことができる。特に、アクセル開度Accの最大時においてもエンジン8を作動させることにより上記第2電動機トルクTM2の不足分を補うことができる点で有効である。その結果、前記トルク相補償制御の実行によって変速ショックを第2電動機M2の単独作動の場合と比較して一層低減することができ、例えばその変速ショックを搭乗者に感じさせたりさせなかったりして変速ショック低減効果がばらついて発揮されることが抑制されるので、走行中の違和感を抑えることが可能である。
This embodiment has the following effects (A1) to (A13). (A1) According to the present embodiment, the torque phase compensation control means 72 causes the
(A2)本実施例によれば、トルク特性変更手段76は、前記第2電動機トルク特性が低トルク側にずれるほど前記エンジントルク特性を低トルク側にずらす。そして、上記エンジントルク特性が低トルク側にずれるほどエンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXに対するエンジントルクTEの余裕は大きくなり、その余裕分であるエンジントルクTEを前記トルク相補償制御に利用することができる。例えば、上記エンジントルク特性が基本エンジントルク特性に対して低トルク側にずれて修正エンジントルク特性とされている場合、アクセル開度Accの最大時でもエンジントルクTEを上記トルク相補償制御に利用することができる。従って、第2電動機トルクTM2が定格値を下回って制限されるなどして第2電動機M2の作動だけでは前記補償トルク必要量を確保できない場合が生じたとしても、アクセル開度Accに拘わらずエンジン8の作動により前記第2電動機トルクTM2の不足分を補うことが可能である。
(A2) According to this embodiment, the torque characteristic changing means 76 shifts the engine torque characteristic toward the low torque side as the second motor torque characteristic shifts toward the low torque side. The margin of the engine torque T E to the output maximum possible torque T EMAX of as the
(A3)本実施例によれば、トルク特性変更手段76は、前記補償トルク必要量(所定の必要量)に対して第2電動機トルクTM2が不足するとの判断をトルク相補償制御判定手段74が肯定した場合には、前記エンジントルク特性(第1駆動力源トルク特性)における最大トルクT1EMAXを、エンジン8の出力可能な最大トルクTEMAXよりも第2電動機トルクTM2の不足分に応じたトルク値TELK以上小さくなるように設定する。そのようにした場合、アクセル開度Accの大きさに拘わらず第2電動機トルクTM2不足分を補うのに必要充分なエンジン直達トルクTEDつまりエンジントルクTEが確保される。すなわち、トルク特性変更手段76は、前記補償トルク必要量に対して第2電動機トルクTM2が不足する場合にその不足分をアクセル開度Accの大きさに拘わらずエンジン8によって補うことができるように、前記エンジントルク特性を設定することとなり、前記トルク相補償制御において変速ショックを低減するのに充分な補償トルクを確保できる。
(A3) According to this embodiment, the torque
(A4)本実施例によれば、トルク特性変更手段76は、アクセル開度Accの変化に対するエンジントルクTEの変化方向がアクセル開度Accの変化範囲全体で変わることの無いように、前記エンジントルク特性を変更するので、アクセルペダル41の操作に対する駆動力の変化傾向が変わることが無く、エンジントルク特性の変更に起因しては、アクセルペダル41を踏む運転者に走行中の違和感を感じさせないようにすることが可能である。
According to (A4) embodiment, the torque
(A5)前記トルク相補償制御における補償トルクを大きくすること、すなわち、前記補償トルク必要量を大きくすることは自動変速部20のトルク相での出力トルクTOUTの落込みを小さくする一方で、エンジン8または第2電動機M2の出力すなわちエネルギ消費を増大させることである。この点、本実施例によれば、補償トルク必要量決定手段78は、上記トルク相補償制御での補償トルクに対する所定の必要量である上記補償トルク必要量を、パワーモード、ノーマルモード、コンフォートモードという複数種類の中から選択された走行モードに基づいて決定するので、上記運転志向に基づいて上記トルク相補償制御におけるエネルギ消費量が調整され、燃費向上とトルク相補償制御の変速ショック低減による快適性向上との両立を図ることが可能である。また、動力性能が重視されるパワーモードが選択された場合には上記3つの走行モードの中で上記補償トルク必要量が最も小さくされるので、前記自動変速部入力トルク特性が図10の基本トルク特性から低トルク側へずれる量が最も小さくなり、動力性能を重視する運転志向に合った自動変速部入力トルク特性が設定される。
(A5) Increasing the compensation torque in the torque phase compensation control, that is, increasing the required amount of compensation torque reduces the drop in the output torque T OUT in the torque phase of the
(A6)本実施例によれば、前記トルク相補償制御に利用される駆動力源としてエンジン8と第2電動機M2とが設けられているので、ハイブリッド車両において上記トルク相補償制御の実行により変速ショックを低減できる。
(A6) According to this embodiment, since the
(A7)本実施例によれば、トルク相補償制御手段72は、エンジン8よりも第2電動機M2の出力トルクTM2を優先して利用することにより前記トルク相補償制御を実行する。そして、一般的にはエンジンよりも電動機の方が応答性がよい。従って、自動変速部20の変速のトルク相において応答性よく前記トルク相補償制御が実行され、自動変速部20の出力トルクTOUTの落込みを過不足なく小さくすることが可能である。
(A7) According to the present embodiment, the torque phase compensation control means 72 executes the torque phase compensation control by using the output torque T M2 of the second electric motor M2 with priority over the
(A8)本実施例によれば、電動機作動制限手段として機能するハイブリッド制御手段52は、第2電動機M2の消費電力及び回生電力すなわち第2電動機トルクTM2を蓄電装置60の充放電制限に応じて制限するので、前記トルク相補償制御が実行されても蓄電装置60の充放電制限を超えないようにすることができ、蓄電装置60の耐久性を維持できる。
(A8) According to the present embodiment, the hybrid control means 52 functioning as the motor operation restriction means uses the power consumption and regenerative power of the second motor M2, that is, the second motor torque T M2 according to the charge / discharge restriction of the
(A9)本実施例によれば、ハイブリッド制御手段52は、第2電動機温度TEMPM2が前記上限温度LTEMPM2を超えないように、第2電動機M2の消費電力及び回生電力すなわち第2電動機トルクTM2を制限するので、第2電動機M2の高温化が抑えられて前記トルク相補償制御が実行され、そのため、第2電動機M2の耐久性を維持できる。 (A9) According to this embodiment, the hybrid control means 52 uses the power consumption and regenerative power of the second motor M2, that is, the second motor torque T, so that the second motor temperature TEMP M2 does not exceed the upper limit temperature LTEMP M2. Since M2 is limited, the high temperature of the second electric motor M2 is suppressed, and the torque phase compensation control is executed. Therefore, the durability of the second electric motor M2 can be maintained.
(A10)本実施例によれば、差動部11は、エンジン8と駆動輪38との間に連結された動力分配機構16と第1電動機M1とを有し第1電動機M1の運転状態が制御されることにより動力分配機構16の差動状態が制御される電気式差動部であるので、自動変速部20はその変速比を段階的に変更する有段変速機であるが、動力分配機構16の差動状態が制御されることにより車両用駆動装置6全体としてはそのトータル変速比γTを連続的に変更することができる無段変速機として機能させることが可能である。
(A10) According to the present embodiment, the
(A11)本実施例によれば、エンジン回転速度制御手段として機能するハイブリッド制御手段52は、自動変速部20の変速開始(t0時点)から終了(t4時点)までの間においてエンジン回転速度NEを略一定となるように制御するので、エンジン回転速度NEの変動によるショックを抑制することができる。なお、エンジン回転速度NEは、例えば、差動部11(動力分配機構16)の差動状態が制御されることによって略一定となるように制御される。 According to (A11) present example, the hybrid control means 52 functions as an engine rotational speed control means, the engine rotational speed N E during the period from the shift start of the automatic shifting portion 20 (t0 time) until the end (t4 time) the so controlled to be substantially constant, it is possible to suppress the shock due to fluctuations in the engine rotational speed N E. The engine rotational speed N E, for example, is controlled to be substantially constant by the differential state of the differential portion 11 (power distributing mechanism 16) is controlled.
(A12)本実施例によれば、第1電動機M1及び第2電動機M2は、動力伝達装置10の筐体であるケース12内に備えられ、動力伝達装置10の作動流体である自動変速部20の作動油により冷却されるので、例えば、その作動油の温度を測定することにより第1電動機M1及び第2電動機M2の温度を検出できる。
(A12) According to the present embodiment, the first electric motor M1 and the second electric motor M2 are provided in the
(A13)本実施例によれば、前記走行モードを選択するための走行モード切換スイッチ44は運転者によって操作される手動操作スイッチであるので、運転者の運転志向に合わせて的確に走行モードが変更される。
(A13) According to this embodiment, since the travel
続いて、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。 Subsequently, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図15は本発明の他の実施例における車両用動力伝達装置110(以下、「動力伝達装置110」と表す)の構成を説明する骨子図であり、図16はその動力伝達装置110の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表であり、図17はその動力伝達装置110の変速作動を説明する共線図である。
FIG. 15 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a vehicle power transmission device 110 (hereinafter referred to as “
本発明の制御装置が適用される車両用駆動装置106は、前述の第1実施例と同様に、第1駆動力源としてのエンジン8と、第2駆動力源としての電動機である第2電動機M2及び有段変速部としての自動変速部112を含む動力伝達装置110とを備えている。図15において、動力伝達装置110は、第1電動機M1、動力分配機構16、および第2電動機M2を備えている差動部11と、その差動部11と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている前進3段の自動変速部112とを備えている。動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ0を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置24と切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを有している。自動変速部112は、例えば「0.532」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26と、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ2を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置28とを備えている。第1遊星歯車装置26の第1サンギヤS1と第2遊星歯車装置28の第2サンギヤS2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1遊星歯車装置26の第1キャリヤCA1と第2遊星歯車装置28の第2リングギヤR2とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第1リングギヤR1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、第2キャリヤCA2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ている。
The
以上のように構成された動力伝達装置110では、例えば、図16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、および第2ブレーキB2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4速ギヤ段(第4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110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112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112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110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。
In the
例えば、動力伝達装置110が有段変速機として機能する場合には、図16に示すように、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γ1が最大値例えば「2.804」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1ブレーキB1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「1.531」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2クラッチC2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「1.000」程度である第3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γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第4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2ブレーキB2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「2.393」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が解放される。
For example, when the
しかし、動力伝達装置110が無段変速機として機能する場合には、図16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112が有段変速機として機能することにより、自動変速部112の第1速、第2速、第3速の各ギヤ段に対しその自動変速部112の入力回転速度N18すなわち伝達部材回転速度N18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110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。
However, when
図17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と変速部(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112とから構成される動力伝達装置110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。切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放される場合、および切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられる場合の動力分配機構16の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
FIG. 17 shows a
図17における自動変速部112の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6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リングギヤR2を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第1リングギヤR1をそれぞれ表している。また、自動変速部112において第4回転要素RE4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5回転要素RE5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6回転要素RE6は自動変速部112の出力軸22に連結され、第7回転要素RE7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。
The four vertical lines Y4, Y5, Y6, Y7 of the
自動変速部112では、図17に示すように、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、第7回転要素RE7(R1)の回転速度を示す縦線Y7と横線X2との交点と第5回転要素RE5(CA2)の回転速度を示す縦線Y5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6回転要素RE6(CA1,R2)の回転速度を示す縦線Y6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L2と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6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L3と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第3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7回転要素RE7に差動部11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L4と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。
In the
本実施例の車両用駆動装置106においても、エンジン8と第2電動機M2と自動変速部112とを備えており、図6を用いて前述したような制御機能が適用されるので、前述の第1実施例と同様の効果が得られる。
The
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。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention is implemented in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
例えば、前述の実施例において、トルク特性変更手段76が前記エンジントルク特性を変更する時期に特段の制限は無いが、コースト走行時などに上記エンジントルク特性を変更することが望ましい。
For example, in the above-described embodiment, there is no particular limitation on the timing when the torque
また、前述の実施例においては、走行モード切換スイッチ44の切換えによって選択された走行モードに合わせて、例えば変速線図(図7参照)が変更されるが、変速線図は変更されずに或いはその変速線図の変更と併せてそれ以外の特性など、例えば、アクセル開度Accの変化に対するスロットル弁開度θTHの変化勾配などが変更されてもよい。
In the above-described embodiment, for example, the shift diagram (see FIG. 7) is changed according to the travel mode selected by switching the travel
また、前述の実施例においては、前記トルク相補償制御での補償トルク必要量は前記走行モードに基づいて決定されるが、そのように走行モードに基づいて決定されなくても差し支えない。 In the above-described embodiment, the required amount of compensation torque in the torque phase compensation control is determined based on the travel mode. However, it may not be determined based on the travel mode.
また、前述の実施例においては、前記走行モードは走行モード切換スイッチ44の操作によって選択されるが、手動操作である必要はなく、例えば、車速Vやアクセル開度Accなどに基づき自動的に選択されてもよい。
In the above-described embodiment, the travel mode is selected by operating the travel
また、前述の実施例において、前記走行モードはパワーモード、ノーマルモード、コンフォートモードの3段階で切り換えられるが、これが4段階以上の切換えであっても2段階の切換えであっても差し支えない。また、前記走行モード及びそれに応じて決定される前記トルク相補償制御の補償トルク必要量は段階的に変更される必要は無く、連続的に変更されてもよい。 In the above-described embodiment, the driving mode is switched in three stages of the power mode, the normal mode, and the comfort mode. However, this may be switching in four stages or more or switching in two stages. Further, the travel mode and the required amount of compensation torque of the torque phase compensation control determined accordingly do not need to be changed in stages, and may be changed continuously.
また、前述の実施例においては、第2電動機トルクTM2は蓄電装置60の充放電制限や第2電動機温度TEMPM2に応じて制限されるが、このような制限が前記トルク相補償制御の実行において考慮されないことも考え得る。
In the above-described embodiment, the second motor torque T M2 is limited in accordance with the charge / discharge limit of the
また、前述の実施例の図9に示すように、ハイブリッド制御手段52は、自動変速部20の変速開始(t0時点)から終了(t4時点)までの間においてエンジン回転速度NEを一定となるように制御するが、そのようなエンジン回転速度NEの制御を実行しないことも考え得る。 Further, as shown in Figure 9 in the illustrated example, the hybrid control means 52 is a constant engine rotational speed N E during the period from the shift start of the automatic shifting portion 20 (t0 time) until the end (t4 time) to control such but also conceivable not to execute the control of such engine speed N E.
また、前述の実施例の図13のフローチャートにおいて、SA5では、図10に示される基本エンジントルク特性から低トルク側へと、前記トルク相補償制御での第2電動機トルクTM2の不足分に応じたトルク値TELK以上ずらされた修正エンジントルク特性が、前記エンジントルク特性として設定されるが、そのエンジントルク特性の低トルク側へとずらされる量が上記不足分に応じたトルク値TELK未満である制御も考え得る。 In the flowchart of FIG. 13 of the above-described embodiment, in SA5, from the basic engine torque characteristic shown in FIG. 10 to the low torque side, according to the shortage of the second electric motor torque T M2 in the torque phase compensation control. The corrected engine torque characteristic shifted by more than the torque value T ELK is set as the engine torque characteristic, but the amount shifted to the low torque side of the engine torque characteristic is less than the torque value T ELK corresponding to the shortage The control which is is also conceivable.
また、前述の実施例において、動力伝達装置10,110は差動機構としての動力分配機構16と第1電動機M1とを備えているがこれらは必須ではなく、例えば、第1電動機M1及び動力分配機構16を備えてはおらず、エンジン8とクラッチと第2電動機M2と自動変速部20,112と駆動輪38とが直列に連結された所謂パラレルハイブリッド車両であってもよい。なお、エンジン8と第2電動機M2との間の上記クラッチは必要に応じて設けられるものであるので、上記パラレルハイブリッド車両がそのクラッチを備えていない構成も考え得る。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例ではハイブリッド車両について説明されているが、電気自動車であっても、通常のエンジン車両であっても構わない。また、前記トルク相補償制御で利用される駆動力源はエンジンと電動機とであるが、その駆動力源が2つ以上であればそれ以外の組合せであってもよい。 Further, although the hybrid vehicle has been described in the above-described embodiment, it may be an electric vehicle or a normal engine vehicle. The driving force source used in the torque phase compensation control is an engine and an electric motor, but other combinations may be used as long as there are two or more driving force sources.
また、前述の実施例において、第2電動機トルクTM2は蓄電装置60の充放電制限に応じて制限されるが、蓄電装置60の放電制限のみに応じて制限されてもよい。
In the above-described embodiment, the second motor torque T M2 is limited according to the charge / discharge limitation of the
また、前述の実施例において、トルク相補償制御手段72によって実行される前記トルク相補償制御を説明するための図9のタイムチャートは自動変速部20の第2速から第3速への変速を例としているが、これは理解を容易にするために第2速から第3速への変速を例としただけであり、自動変速部20の他の変速段間での変速において上記トルク相補償制御が実行されても差し支えない。
Further, in the above-described embodiment, the time chart of FIG. 9 for explaining the torque phase compensation control executed by the torque phase compensation control means 72 shows the shift of the
また、前述の実施例において、トルク相補償制御判定手段74が前記トルク相補償制御において第2電動機トルクTM2が不足するか否かを判断する際、及び、トルク特性変更手段76が前記エンジントルク特性を変更する際には、前記トルク相補償制御における補償トルク必要量は有段変速制御手段54の変速判断に基づいて決定されてもよいし、自動変速部20の変速段や車速Vなどをパラメータとして実験的に予め定められた想定値とされてもよい。
In the above-described embodiment, when the torque phase compensation
また前述の実施例においては、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。
In the above-described embodiment, by controlling the operating state of the first electric motor M1, the differential unit 11 (power distribution mechanism 16) continuously changes its speed ratio γ0 from the minimum value γ0min to the maximum value γ0max. However, for example, the gear ratio γ0 of the
また、前述の実施例の動力伝達装置10,110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。
In the
また、前述の実施例の動力伝達装置10,110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。
In the
また前述の実施例では、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20,112が連結されているが、自動変速部20,112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20,112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。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例の図1によれば、差動部11と自動変速部20,112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20,112とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
Further, according to FIG. 1 of the above-described embodiment, the
また、前述の実施例において動力分配機構16は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。
In the above-described embodiment, the
また前述の実施例においては、差動部遊星歯車装置24を構成する第1回転要素RE1にはエンジン8が動力伝達可能に連結され、第2回転要素RE2には第1電動機M1が動力伝達可能に連結され、第3回転要素RE3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、電動機、駆動輪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。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例における切換クラッチC0及び切換ブレーキB0等の油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチ等の磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。 Further, the hydraulic friction engagement devices such as the switching clutch C0 and the switching brake B0 in the above-described embodiment are magnetic powder, electromagnetic, and mechanical engagement devices such as a powder (magnetic powder) clutch, an electromagnetic clutch, and a meshing dog clutch. You may be comprised from.
また前述の実施例においては、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。
In the above-described embodiment, the second electric motor M2 is directly connected to the
また、前述の実施例の動力分配機構16では、差動部キャリヤCA0がエンジン8に連結され、差動部サンギヤS0が第1電動機M1に連結され、差動部リングギヤR0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く、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、差動部遊星歯車装置24の3要素CA0、S0、R0のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
In the
また、前述の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。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例の第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は差動部サンギヤS0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は差動部サンギヤS0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。
Further, the first motor M1 and the second motor M2 of the above-described embodiment are disposed concentrically with the
また、前述の実施例において自動変速部20,112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20,112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20,112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。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例の動力分配機構16は1組の差動部遊星歯車装置24から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。
Further, the
また、前述の実施例の第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10,110の構成であってもよい。
Further, the second electric motor M2 of the above-described embodiment is connected to the
また前述の実施例において、動力分配機構16が切換クラッチC0および切換ブレーキB0を備えているが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0は動力分配機構16とは別個に動力伝達装置10に備えられていてもよい。また、切換クラッチC0と切換ブレーキB0との何れか一方または両方がない構成も考え得る。
In the above-described embodiment, the
また前述の実施例において、差動部11が、第1電動機M1及び第2電動機M2を備えているが、第1電動機M1及び第2電動機M2は差動部11とは別個に動力伝達装置10,110に備えられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
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。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
6,106:車両用駆動装置
8:エンジン(第1駆動力源)
11:差動部(電気式差動部)
16:動力分配機構(差動機構)
20,112:自動変速部(有段変速部)
38:駆動輪
40:電子制御装置(制御装置)
72:トルク相補償制御手段
76:トルク特性変更手段
60:蓄電装置
M1:第1電動機(差動用電動機)
M2:第2電動機(電動機、第2駆動力源)
6, 106: Vehicle drive device 8: Engine (first driving force source)
11: Differential part (electrical differential part)
16: Power distribution mechanism (differential mechanism)
20, 112: Automatic transmission (stepped transmission)
38: Drive wheel 40: Electronic control device (control device)
72: Torque phase compensation control means 76: Torque characteristic changing means 60: Power storage device M1: First electric motor (differential electric motor)
M2: second electric motor (electric motor, second driving force source)
Claims (10)
前記有段変速部の変速過渡期のトルク相において該有段変速部の出力トルクの落込みを小さくするように前記第1駆動力源及び第2駆動力源の一方または両方の出力トルクである補償トルクを制御するトルク相補償制御を実行するトルク相補償制御手段と、
前記トルク相補償制御における前記補償トルクを所定の必要量確保できるように、前記第1駆動力源の出力トルクのアクセル開度に対する変化である第1駆動力源トルク特性を、前記第2駆動力源の出力トルク特性に応じて変更するトルク特性変更手段と
を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 A control device for a vehicle drive device comprising a first drive force source, a second drive force source, and a stepped transmission that forms part of a power transmission path,
The output torque of one or both of the first driving force source and the second driving force source so as to reduce the drop in the output torque of the stepped transmission unit in the torque phase of the stepped transmission unit during the shift transition period. Torque phase compensation control means for executing torque phase compensation control for controlling compensation torque;
The first driving force source torque characteristic, which is a change with respect to the accelerator opening of the output torque of the first driving force source, is set to the second driving force so that a predetermined required amount of the compensation torque in the torque phase compensation control can be secured. And a torque characteristic changing means that changes the output torque characteristic of the power source in accordance with the output torque characteristic of the power source.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。 2. The vehicle according to claim 1, wherein the torque characteristic changing unit shifts the first driving force source torque characteristic toward a low torque side as the output torque characteristic of the second driving force source shifts toward a low torque side. Drive device controller.
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。 The torque characteristic changing means is configured to change the first driving force source torque characteristic so that the change direction of the output torque of the first driving force source with respect to the change in the accelerator opening does not change in the entire change range of the accelerator opening. The control device for a vehicle drive device according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用駆動装置の制御装置。 The control device for a vehicle drive device according to claim 2 or 3, wherein the predetermined required amount for the compensation torque is determined based on a driving mode representing a driving orientation selected from a plurality of types. .
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。 5. The control device for a vehicle drive device according to claim 1, wherein the first driving force source is an engine, and the second driving force source is an electric motor. 6.
ことを特徴とする請求項5に記載の車両用駆動装置の制御装置。 The torque phase compensation control means executes the torque phase compensation control by using the output torque of the second driving force source with priority over the first driving force source. Control device for vehicle drive apparatus.
前記第2駆動力源の出力トルクは、前記蓄電装置の充放電制限に応じて制限される
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の車両用駆動装置の制御装置。 A power storage device capable of supplying power to the second driving force source is provided;
The control device for a vehicle drive device according to claim 5 or 6, wherein the output torque of the second drive power source is limited in accordance with charge / discharge limitation of the power storage device.
ことを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。 8. The output torque of the second driving force source is limited so that the temperature of the second driving force source does not exceed a predetermined upper limit temperature. 9. A control device for a vehicle drive device.
ことを特徴とする請求項5乃至8の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。 A differential mechanism connected between the first driving force source and the driving wheel, and a differential motor connected to the differential mechanism that is not the second driving force source so as to transmit power. 9. The electric differential unit according to claim 5, further comprising an electric differential unit configured to control a differential state of the differential mechanism by controlling an operation state of the driving motor. 10. The control apparatus of the vehicle drive device of description.
ことを特徴とする請求項9に記載の車両用駆動装置の制御装置。 10. The vehicle drive device according to claim 9, wherein the rotation speed of the first driving force source is controlled to be substantially constant from the start to the end of the shift of the stepped transmission unit. Control device.
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2008
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