JP2010159036A - Controller of power transmission device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動力源と差動部と有段変速部と差動部の差動作用を制限する差動制限装置とを備える車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、有段変速部が変速されたときの制御に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle power transmission device including a driving force source, a differential unit, a stepped transmission unit, and a differential limiting device that limits a differential action of the differential unit, and in particular, a stepped transmission. This relates to control when the part is shifted.
駆動力源と、差動部と、有段変速部と、差動部の差動作用を制限する差動制限装置とを備える車両用動力伝達装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用動力伝達装置がそれである。この車両用動力伝達装置においては、エンジンに動力伝達可能に連結された差動機構と差動機構に動力伝達可能に連結された第1電動機とを有し第1電動機の運転状態が制御されることにより差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、電気式差動部から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する有段変速部と、変速部の入力側回転部材に動力伝達可能に連結された第2電動機とを備えている。また、この有段変速部は、摩擦係合装置の掴み替えにより変速段が切り替えられる遊星歯車式の多段変速機によって構成されている。
A vehicular power transmission device including a driving force source, a differential unit, a stepped transmission unit, and a differential limiting device that limits the differential action of the differential unit is well known. For example, the power transmission device for vehicles described in
ここで、このような有段変速部の変速過渡期は、その有段変速部の出力トルクが変化するトルク相と、入力側に回転速度変化が生じるイナーシャ相に大別される。そして、この有段変速部の変速過渡中のトルク相では、有段変速部の出力トルク変化(具体的には出力トルクの一時的な落ち込み)により変速ショックが発生する可能性がある。これに対して、特許文献1には、その出力トルクの一時的な落ち込みに基づく変速ショックを低減する為に、その出力トルクの落ち込み(すなわち出力トルクの低下分)を抑制したり緩やかにする方向に第2電動機の出力トルクによって(第2電動機によるトルクアシストにより)トルク補償するトルク相補償制御を行うことが開示されている。また、特許文献2には、トルク補償を行う電動機の出力が上限に達した後は、エンジントルクをゆっくり減少させ、出力トルクの変化を抑えることが開示されている。
Here, the shift transition period of the stepped transmission unit is roughly divided into a torque phase in which the output torque of the stepped transmission unit changes and an inertia phase in which a change in rotational speed occurs on the input side. In the torque phase during the shift transition of the stepped transmission unit, a shift shock may occur due to a change in output torque of the stepped transmission unit (specifically, a temporary drop in output torque). On the other hand, in
ところで、上記特許文献1に示されたように、トルク相補償制御を電動機を用いて実行する場合、特に高アクセル開度時、トルク相補償に必要な出力(パワー)が大きくなる為、予め許容出力が定められている電動機の出力可能なトルクが小さくなる高回転域ではトルク出力の能力の高い領域を多用することとなり、単独の電動機では必要な補償トルクを充分に発生できない可能性がある。これに対して、トルクアシスト可能な複数の電動機を備えると言うことも考えられる。一方で、差動部を差動及び非差動のうちの何れかに選択的に切換え可能に構成することも良く知られている。そして、この様に構成された車両用動力伝達装置において、トルク相補償制御を行う場合に、複数の電動機をどの様に使い分けるかについて、未だ提案されていない。従って、有段変速部の変速過渡中のトルク相における出力トルクの一時的な落ち込みが適切に小さくされず、変速ショックが増大する可能性がある。尚、単独の電動機にて補償トルクを充分に発生できないことを含め、これらの課題は未公知である。
By the way, as shown in
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、駆動力源と差動部と有段変速部と差動部の差動作用を制限する差動制限装置とを備える車両用動力伝達装置において、有段変速部の変速過渡中のトルク相における出力トルクの一時的な落ち込みを適切に小さくして変速ショックを低減することができる制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its object is to limit the differential action of the driving force source, the differential unit, the stepped transmission unit, and the differential unit. To provide a control device capable of reducing a shift shock by appropriately reducing a temporary drop in output torque in a torque phase during a shift transition of a stepped transmission unit. It is in.
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 駆動力源と、差動部と、有段変速部と、前記差動部の差動作用を制限する差動制限装置とを備える車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b) 前記車両用動力伝達装置の複数の回転部材にそれぞれ連結された複数の電動機を用いて、前記有段変速部の変速過渡中のトルク相におけるトルクの落ち込みをトルク補償するトルク相補償制御を行うトルク補償手段を含み、(c) 前記差動部が差動状態とされているか或いは非差動状態とされているかに基づいて、前記複数の電動機の中から前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定することにある。 To achieve the above object, the gist of the present invention is: (a) a driving force source, a differential unit, a stepped transmission unit, and a differential limiting device that limits the differential action of the differential unit. (B) using a plurality of electric motors respectively connected to a plurality of rotating members of the vehicle power transmission device, during the shifting transition of the stepped transmission unit Torque compensation means for performing torque phase compensation control for compensating for torque drop in the torque phase of the torque phase, and (c) based on whether the differential unit is in a differential state or a non-differential state An object is to determine a motor to be used for the torque phase compensation control from among the plurality of motors.
このようにすれば、駆動力源と差動部と有段変速部と差動部の差動作用を制限する差動制限装置とを備える車両用動力伝達装置の制御装置において、差動部が差動状態及び非差動状態のうちの何れの状態とされているかに基づいて複数の電動機の中からトルク補償手段によるトルク相補償制御に用いられる電動機が決定されるので、差動部の差動状態及び非差動状態に適した電動機を用いてトルク相補償制御が行われる。例えば、差動部の差動状態及び非差動状態の各状態においてトルク相補償制御に使用できる電動機やその使用できる電動機の電力効率などを考慮してトルク相補償制御時に必要な補償トルクを発生させる為の電動機を決定し、その決定した電動機を用いてトルク相補償制御が行われる。よって、有段変速部の変速過渡中のトルク相における出力トルクの一時的な落ち込みを適切に小さくし、変速ショックを低減することができる。 According to this configuration, in the control device for the vehicle power transmission device including the driving force source, the differential unit, the stepped transmission unit, and the differential limiting device that limits the differential action of the differential unit, the differential unit includes: Since the motor used for torque phase compensation control by the torque compensator is determined from the plurality of electric motors based on which of the differential state and the non-differential state, the difference between the differential units Torque phase compensation control is performed using an electric motor suitable for a dynamic state and a non-differential state. For example, the compensation torque required for torque phase compensation control is generated in consideration of the motor that can be used for torque phase compensation control and the power efficiency of the motor that can be used in the differential state and non-differential state of the differential unit. An electric motor to be used is determined, and torque phase compensation control is performed using the determined electric motor. Therefore, the temporary drop of the output torque in the torque phase during the shift transition of the stepped transmission unit can be appropriately reduced, and the shift shock can be reduced.
ここで、好適には、前記差動部が差動状態とされているときには、前記複数の電動機のうちで前記差動部の出力側回転部材に動力伝達可能に連結された電動機を優先的に用いて前記トルク相補償制御を行う一方で、前記差動部が非差動状態とされているときには、電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定する。このようにすれば、差動部の差動時には、差動部の出力回転部材に連結された電動機を使用することで、駆動力源の運転状態を変動させることなくトルク相補償制御を行うことができ、変速ショックを低減することができる。また、差動部の非差動時には、差動時に比べ、トルク相補償制御のために消費される電力を低減することができる。 Here, preferably, when the differential unit is in a differential state, among the plurality of electric motors, an electric motor connected to the output side rotation member of the differential unit so as to be able to transmit power is preferentially used. While using the torque phase compensation control, when the differential section is in a non-differential state, the motor used for the torque phase compensation control is determined so that the power efficiency is maximized. In this way, at the time of differential of the differential unit, the torque phase compensation control is performed without changing the operation state of the driving force source by using the electric motor connected to the output rotating member of the differential unit. Thus, the shift shock can be reduced. In addition, when the differential unit is not differential, the power consumed for torque phase compensation control can be reduced compared to the differential case.
また、好適には、前記差動部が差動状態とされているときに、前記トルクの落ち込みをトルク補償する為のトルク補償量に対して前記差動部の出力側回転部材に動力伝達可能に連結された電動機によるトルク補償量が不足する場合には、そのトルク不足分を前記複数の電動機のうちで前記駆動力源の出力側回転部材に動力伝達可能に連結された電動機を用いて補う。このようにすれば、駆動力源の出力側回転部材に連結された電動機によりトルク補償量を必要充分に確保することができる。そのため、必要なトルク補償量が不足することに起因して変速ショックが大きくなることが回避される。また、例えばより広範囲の運転状況下例えば車速範囲や電動機の使用温度範囲や要求出力範囲でトルク相補償制御を行うことができることから、変速ショックを低減することができる。 Preferably, when the differential portion is in a differential state, power can be transmitted to the output side rotating member of the differential portion with respect to a torque compensation amount for compensating the torque drop. When the torque compensation amount by the motor connected to the motor is insufficient, the torque shortage is compensated by using the motor connected to the output side rotation member of the driving force source among the plurality of motors so that power can be transmitted. . In this way, the torque compensation amount can be ensured sufficiently and sufficiently by the electric motor connected to the output side rotating member of the driving force source. Therefore, it is avoided that the shift shock is increased due to a lack of the necessary torque compensation amount. Further, for example, since the torque phase compensation control can be performed under a wider range of driving conditions, for example, in the vehicle speed range, the operating temperature range of the electric motor, or the required output range, the shift shock can be reduced.
また、好適には、前記差動部が差動状態とされているときには、前記駆動力源であるエンジンの回転速度を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前記差動部の差動作用により制御する。このようにすれば、例えばトルク相補償制御を行いつつ駆動力源の回転速度が略一定に維持されることから、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。 Preferably, when the differential section is in a differential state, the rotational speed of the engine that is the driving force source is substantially constant from the start to the end of the shift of the stepped transmission section. The control is performed by the differential action of the differential unit. In this way, for example, the rotational speed of the driving force source is maintained substantially constant while performing torque phase compensation control, so that shock due to fluctuations in the rotational speed of the driving force source can be suppressed.
また、好適には、前記差動制限装置は、前記差動部を非差動状態とするときに該差動部の変速比を段階的に変化させる複数の係合装置を有しており、前記差動部が非差動状態とされているときには、前記係合装置の係合状態に合わせて電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定する。このようにすれば、差動部の非差動時には、差動時に比べ、トルク相補償制御のために消費される電力を一層適切に低減することができる。 Preferably, the differential limiting device has a plurality of engagement devices that change the speed ratio of the differential portion in a stepwise manner when the differential portion is set to a non-differential state. When the differential portion is in a non-differential state, an electric motor used for the torque phase compensation control is determined so that the power efficiency is maximized in accordance with the engagement state of the engagement device. In this way, the power consumed for the torque phase compensation control can be more appropriately reduced when the differential unit is not differential than when the differential unit is differential.
また、好適には、前記差動部は、前記駆動力源に動力伝達可能に連結された差動機構と該差動機構に動力伝達可能に連結された第1電動機とを有し該第1電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式無段変速機であり、前記有段変速部は、前記差動部から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する有段式自動変速機であり、前記差動部から駆動輪への動力伝達経路に動力伝達可能に連結された第2電動機を備える。このようにすれば、駆動力源、電気的な無段変速機として機能する差動部、有段変速部、第2電動機を備えた実用的な車両用動力伝達装置において、有段変速部の変速過渡中のトルク相における出力トルクの一時的な落ち込みを適切に小さくし、変速ショックを低減することができる。また、差動部から出力される駆動トルクを滑らかに変化させることが可能である。尚、差動部は、その変速比を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させる他に変速比を段階的に変化させて有段変速機として作動させることも可能である。 Preferably, the differential section includes a differential mechanism coupled to the driving force source so as to transmit power and a first electric motor coupled to the differential mechanism so as to transmit power. An electric continuously variable transmission in which a differential state of the differential mechanism is controlled by controlling an operating state of an electric motor, wherein the stepped transmission unit is a power transmission path from the differential unit to drive wheels. And a second electric motor connected to a power transmission path from the differential portion to the drive wheel so as to be able to transmit power. According to this configuration, in the practical vehicle power transmission device including the driving force source, the differential unit that functions as an electric continuously variable transmission, the stepped transmission unit, and the second electric motor, Temporary drop in output torque in the torque phase during the shift transition can be appropriately reduced, and shift shock can be reduced. In addition, it is possible to smoothly change the drive torque output from the differential unit. The differential unit can be operated as a stepped transmission by changing the gear ratio stepwise, in addition to continuously changing the gear ratio to operate as an electric continuously variable transmission. .
また、好適には、前記差動機構は、第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素との3つの回転要素を有する歯車機構であり、前記第1回転要素には前記駆動力源及び第3電動機が動力伝達可能に連結され、前記第2回転要素には前記第1電動機が動力伝達可能に連結され、前記第3回転要素には前記第2電動機及び前記有段変速部の入力側回転部材が動力伝達可能に連結されており、前記差動制限装置は、前記3つの回転要素を一体回転させて直結状態とする第1非差動状態と、前記第2回転要素を非回転状態として前記第3回転要素を前記第1回転要素よりも増速回転させる第2非差動状態との何れかとすることで前記差動部を非差動状態とするものであり、前記第1非差動状態においては、前記第1電動機、前記第2電動機、及び前記第3電動機の中から、電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定する一方で、前記第2非差動状態においては、前記第2電動機及び前記第3電動機の中から、電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定する。このようにすれば、差動部が差動状態であるときは、増速機として機能する差動機構を介して直達トルクが機械的に差動部の出力側回転部材に伝達される第3電動機を用いるよりも、トルクが直接的に差動部の出力側回転部材に出力される第2電動機を優先的に用いる方がトルク相補償制御を行う際には有利となる。よって、第3電動機はメインとせずに第2電動機による出力トルクで不足する分を補うときに用いるのが好ましい。また、差動部が第1非差動状態であるときは、第1電動機〜第3電動機の3つの電動機の何れもトルク相補償制御に用いることができ、このときの各回転速度は何れも同じであることから、各電動機の電力効率に基づいて使用分担を決定する。よって、差動時に比べ、トルク相補償制御のために消費される電力を適切に低減することができる。また、差動部が第2非差動状態であるときは、第2電動機と第3電動機とをトルク相補償制御に用いることができるが、上記差動状態と同様に、第2電動機の方が有利となるので、第2電動機を優先的に用いる方が好ましい。また、前記差動機構が簡単に構成される。 Preferably, the differential mechanism is a gear mechanism having three rotation elements of a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element, and the first rotation element includes the driving force source. And the third electric motor are connected so as to be able to transmit power, the first rotating motor is connected to the second rotating element so as to be able to transmit power, and the third rotating element is input to the second electric motor and the stepped transmission unit. Side rotation members are connected so as to be able to transmit power, and the differential limiting device includes a first non-differential state in which the three rotation elements are integrally rotated to be in a direct connection state, and the second rotation element is not rotated. The differential unit is set to a non-differential state by setting the third rotating element as a state to any one of a second non-differential state in which the third rotating element is rotated at a higher speed than the first rotating element. In the non-differential state, the first motor, the second motor, and the While determining the electric motor to be used for the torque phase compensation control from among the three electric motors so as to maximize the power efficiency, in the second non-differential state, from among the second electric motor and the third electric motor The electric motor used for the torque phase compensation control is determined so that the power efficiency is maximized. In this way, when the differential unit is in the differential state, the direct torque is mechanically transmitted to the output side rotating member of the differential unit via the differential mechanism that functions as a speed increaser. When the torque phase compensation control is performed, it is advantageous to preferentially use the second electric motor in which the torque is directly output to the output side rotating member of the differential unit, rather than using the electric motor. Therefore, it is preferable to use the third electric motor to make up for the shortage of the output torque of the second electric motor without using the main electric motor. In addition, when the differential unit is in the first non-differential state, any of the three electric motors of the first electric motor to the third electric motor can be used for the torque phase compensation control. Since it is the same, use share is determined based on the power efficiency of each electric motor. Therefore, the power consumed for the torque phase compensation control can be appropriately reduced as compared with the differential mode. Further, when the differential unit is in the second non-differential state, the second motor and the third motor can be used for torque phase compensation control. Therefore, it is preferable to use the second electric motor preferentially. In addition, the differential mechanism is simply configured.
また、好適には、前記有段変速部は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が摩擦係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段(変速段)が択一的に達成される例えば前進4段、前進5段、前進6段、更にはそれ以上の変速段を有する等の種々の遊星歯車式多段変速機により構成される。この遊星歯車式多段変速機における摩擦係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはベルト式のブレーキ等の油圧式摩擦係合装置が広く用いられる。この油圧式摩擦係合装置を係合させるための作動油を供給するオイルポンプは、例えば走行用駆動力源により駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、走行用駆動力源とは別に配設された専用の電動モータなどで駆動されるものでも良い。また、クラッチ或いはブレーキは、油圧式摩擦係合装置以外に電磁式係合装置例えば電磁クラッチや磁粉式クラッチ等であってもよい。 Preferably, the stepped transmission unit selectively achieves a plurality of gear stages (shift stages) by selectively connecting rotating elements of a plurality of sets of planetary gear devices by a friction engagement device. For example, it is composed of various planetary gear type multi-stage transmissions having four forward speeds, five forward speeds, six forward speeds, and more. As a friction engagement device in this planetary gear type multi-stage transmission, a hydraulic friction engagement device such as a multi-plate type, a single plate type clutch or brake engaged by a hydraulic actuator, or a belt type brake is widely used. The oil pump that supplies the hydraulic oil for engaging the hydraulic friction engagement device may be driven by a driving power source for driving and discharges the hydraulic oil, for example, but separately from the driving power source for driving. It may be driven by a dedicated electric motor provided. Further, the clutch or brake may be an electromagnetic engagement device such as an electromagnetic clutch or a magnetic powder clutch in addition to the hydraulic friction engagement device.
また、好適には、上記油圧式摩擦係合装置を含む油圧制御回路は、例えばリニアソレノイドバルブの出力油圧を直接油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)にそれぞれ供給することが応答性の点で望ましいが、そのリニアソレノイドバルブの出力油圧をパイロット油圧として用いることによりシフトコントロールバルブを制御して、そのコントロールバルブから油圧アクチュエータに作動油を供給するように構成することもできる。 Preferably, the hydraulic control circuit including the hydraulic friction engagement device is responsive to, for example, supplying output hydraulic pressure of a linear solenoid valve directly to a hydraulic actuator (hydraulic cylinder) of the hydraulic friction engagement device. However, it is also possible to control the shift control valve by using the output hydraulic pressure of the linear solenoid valve as a pilot hydraulic pressure, and to supply hydraulic oil from the control valve to the hydraulic actuator.
また、好適には、上記リニアソレノイドバルブは、例えば複数の油圧式摩擦係合装置の各々に対応して1つずつ設けられるが、同時に係合したり係合、解放制御したりすることがない複数の油圧式摩擦係合装置が存在する場合には、それ等に共通のリニアソレノイドバルブを設けることもできるなど、種々の態様が可能である。また、必ずしも全ての油圧式摩擦係合装置の油圧制御をリニアソレノイドバルブで行う必要はなく、一部乃至全ての油圧制御をON−OFFソレノイドバルブのデューティ制御など、リニアソレノイドバルブ以外の調圧手段で行っても良い。尚、この明細書で「油圧を供給する」という場合は、「油圧を作用させ」或いは「その油圧に制御された作動油を供給する」ことを意味する。 Preferably, one linear solenoid valve is provided, for example, corresponding to each of a plurality of hydraulic friction engagement devices. However, the linear solenoid valves are not engaged at the same time or controlled to be engaged or released. When there are a plurality of hydraulic friction engagement devices, various modes are possible, such as providing a common linear solenoid valve for them. In addition, it is not always necessary to control the hydraulic pressure of all the hydraulic friction engagement devices with the linear solenoid valve, and pressure control means other than the linear solenoid valve, such as duty control of the ON-OFF solenoid valve for part or all of the hydraulic control. You can go there. In this specification, “supplying hydraulic pressure” means “applying hydraulic pressure” or “supplying hydraulic oil controlled to the hydraulic pressure”.
また、好適には、前記駆動力源としては、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が広く用いられる。さらに、補助的な駆動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。或いは、駆動力源として電動機のみが用いられても良い。 Preferably, an engine that is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine is widely used as the driving force source. Further, an electric motor or the like may be used in addition to this engine as an auxiliary driving force source. Alternatively, only an electric motor may be used as the driving force source.
また、好適には、前記第3電動機は前記エンジンに付属し直結されている。このようにすれば、第3電動機を設置するための必要スペースを小さくできる。 Preferably, the third electric motor is attached to and directly connected to the engine. If it does in this way, the required space for installing the 3rd electric motor can be made small.
また、好適には、前記差動機構はシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第1回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第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。 Preferably, the differential mechanism is a single pinion type planetary gear device, 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 single pinion type planetary gear device.
また、好適には、前記差動部の差動状態と非差動状態とを選択的に切り換えるための変速状態手動選択装置が設けられており、その変速状態手動選択装置の切換えによって差動部は差動状態又は非差動状態に切り換わる。このようにすれば、差動部が運転者の要求に合わせて的確に差動状態又は非差動状態に切り換えられる。 Preferably, a shift state manual selection device for selectively switching between the differential state and the non-differential state of the differential unit is provided, and the differential unit is changed by switching the shift state manual selection device. Switches to a differential or non-differential state. In this way, the differential unit can be accurately switched to the differential state or the non-differential state according to the driver's request.
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.
図1は、本発明の制御装置が適用される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り、この動力伝達装置10はハイブリッド車両に好適に用いられる。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と表す)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)などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部11と、その差動部11と駆動輪34(図6参照)との間の動力伝達経路で差動部11の出力側回転部材である伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部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、例えば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34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)32(図6参照)及び一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪34へ伝達する。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a vehicle power transmission device 10 (hereinafter, referred to as a power transmission device 10) to which the control device of the present invention is applied. The
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。以下の各実施例についても同様である。
Thus, in the
本発明の電気式差動部に対応する差動部11は、動力分配機構16と、動力分配機構16に動力伝達可能に連結されて動力分配機構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と、伝達部材18と一体的に回転するように作動的に連結されている第2電動機M2とを備えている。また、動力伝達装置10には、エンジン連結電動機である第3電動機M3がエンジン8に動力伝達可能に連結されている。
The
本実施例の第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3は、何れも電力授受可能に構成されたものである。すなわち、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な駆動力から電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、動力伝達装置10において、電動機Mは何れも主動力源であるエンジン8の代替として、或いはそのエンジン8と共に走行用の駆動力を発生させる動力源(副動力源)として機能し得る。また、他の動力源により発生させられた駆動力から回生により電気エネルギを発生させ、インバータ54(図6参照)を介して他の電動機Mに供給したり、その電気エネルギを蓄電装置56(図6参照)に蓄積する等の作動を行う。尚、第3電動機M3は、主動力源であるエンジン8の補機であり、例えばスタータとしてそのエンジン8の出力側回転部材(例えば入力軸14)に直結される等して付属的に設けられたものである。
The first electric motor M1, the second electric motor M2, and the third electric motor M3 of the present embodiment are all configured to be able to exchange electric power. That is, it is a so-called motor generator having a function as a motor that generates mechanical driving force from electric energy and a function as a generator that generates electric energy from mechanical driving force. In other words, in the
第1電動機M1及び第3電動機M3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、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、第2電動機M2、及び第3電動機M3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。また、第3電動機M3は、第1電動機M1及び第2電動機M2とは別にケース12外に備えられて、図1のようにエンジン8に直結されている。尚、第3電動機M3は、エンジン8の出力軸に連結されているが、省スペース化のためエンジン8に付属し両者が一体的に構成されていてもよいし、両者が同軸に配置される必要はなく両者の連結関係はこれに限定されるものでもない。
The first electric motor M1 and the third electric motor M3 have at least a generator (power generation) function for generating a reaction force, and the second electric motor M2 functions as a traveling motor that outputs driving force as a driving power source for traveling. At least a motor (electric motor) function is provided. Preferably, all of the first electric motor M1, the second electric motor M2, and the third electric motor M3 are configured such that the amount of power generation as the generator can be continuously changed. The first electric motor M <b> 1 and the second electric motor M <b> 2 are provided in a
動力分配機構16は、エンジン8に動力伝達可能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及び切換ブレーキB0とを主体として構成されており、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を自転及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、回転部材)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及び第3電動機M3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。このように構成された動力分配機構16は、それら切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が解放されると、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可能状態(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とに分配されると共に、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NIN/伝達部材18の回転速度N18)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(差動部11)に動力伝達可能に連結された第1電動機M1及び第2電動機M2の一方又は両方の運転状態(動作点)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、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(差動制限状態)とされる。具体的には、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(直結状態)とされて前記差動作用が不能な非差動状態(第1非差動状態)とされることから、差動部11も非差動状態(第1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、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(第2非差動状態)とされることから、差動部11も非差動状態(第2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。尚、動力分配機構16は切換クラッチC0または切換ブレーキB0が滑らされるスリップ係合状態とされることもあり、切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられた動力分配機構16の非差動状態も上記スリップ係合状態も、差動部11(動力分配機構16)の予め定められた差動状態つまり差動部遊星歯車装置24の3要素S0,CA0,R0が自由に相対回転可能な差動状態が得られない差動制限状態であると言える。また本実施例では、動力分配機構16の差動可能状態は切換クラッチC0及び切換ブレーキB0が解放され差動部遊星歯車装置24の3要素が自由に相対回転可能な差動状態であるとして説明しているので、上記差動可能状態には差動制限状態は含まれない。
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、切換クラッチC0及び切換ブレーキ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。言い換えれば、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0は、差動部11(動力分配機構16)を非差動状態やスリップ係合状態を含む差動作用が制限された差動制限状態にすることができる差動制限装置として機能している。 As described above, in this embodiment, the switching clutch C0 and the switching brake B0 change the shift state of the differential unit 11 (power distribution mechanism 16) to 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 electrical differential device, for example, an electrical continuously variable transmission that can operate as a continuously variable transmission in which a gear ratio can be continuously changed is possible. A continuously variable transmission state and a shift 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 change state (non-differential state) in which an electric continuously variable transmission operation is not performed, that is, an electric continuously variable speed operation is disabled, that is, a gear ratio is constant. 1 of Or functions as a differential state switching device for selectively switching to a constant shifting state to operate as a transmission in a plurality of stages. In other words, the switching clutch C0 and the switching brake B0 can put the differential unit 11 (power distribution mechanism 16) in a differential limited state in which a differential action including a non-differential state and a slip engagement state is limited. It functions as a differential limiting device.
自動変速部20は、差動部11から駆動輪34への動力伝達経路の一部を構成しており、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、及びシングルピニオン型の第3遊星歯車装置30を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。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を自転及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を自転及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を自転及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。
The
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共に第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、伝達部材18は、自動変速部20の入力側回転部材として機能する。
In the
このように、自動変速部20内と差動部11(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又は第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及び第2クラッチC2は、動力分配機構16(差動部11)と駆動輪34との間の動力伝達経路の一部に設けられた動力伝達を選択的に遮断可能な係合装置であり、すなわち、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及び第2クラッチC2の少なくとの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及び第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 this way, 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、及び第3ブレーキB3(以下、特に区別しない場合はクラッチC、ブレーキBと表す)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係合装置すなわち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本又は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、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。 The switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the switching brake B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 (hereinafter referred to as the clutch C and the brake B unless otherwise specified) Is an engagement device, that is, a hydraulic friction engagement device that is often used in a conventional stepped automatic transmission for a vehicle, in which a plurality of wet friction plates are pressed against each other by a hydraulic actuator. A plate type or one or two bands wound around the outer peripheral surface of the rotating drum are configured by a band brake or the like in which one end of the band is tightened by a hydraulic actuator. It is for connecting.
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、及び第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)の何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及び切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0及び切換ブレーキ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。従って、動力伝達装置10では、切換クラッチC0及び切換ブレーキ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及び切換ブレーキ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及び切換ブレーキ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及び切換ブレーキ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、及び第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、及び第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、及び第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、及び第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、及び切換ブレーキ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及び第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。尚、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
一方、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及び切換ブレーキ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。従って、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置10全体としてのトータル変速比(総合変速比)γT(=エンジン回転速度NE/出力軸22の回転速度NOUT)が無段階に得られるようになる。
On the other hand, when the
図3は、無段変速部或いは第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及び第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及び第3電動機M3に連結されると共に切換クラッチ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に連結されると共に切換ブレーキ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及び第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、差動部11において上記切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動可能状態)に切換えられたときは、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が相互に相対回転可能とされる差動状態とされるので、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、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の回転速度が車速Vに拘束されて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
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共に第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XG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(1st)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(2nd)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(3rd)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(4th)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。一方、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、及び切換ブレーキ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(5th)の出力軸22の回転速度が示される。
In the
図4は、本実施例の動力伝達装置10を制御するための制御装置である電子制御装置80に入力される信号及びその電子制御装置80から出力される信号を例示している。この電子制御装置80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や各電動機Mに関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の各種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80には、図4に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン8の冷却流体の温度であるエンジン水温THWを表す信号、シフトレバー52(図5参照)のシフトポジションPSHや「M」ポジションにおける操作回数等を表す信号、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、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速V及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部20の作動油の作動油温THOILを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Gを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量(車重)を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第1電動機M1の回転速度NM1(以下、「第1電動機回転速度NM1」と表す)及びその回転方向を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、「第2電動機回転速度NM2」と表す)及びその回転方向を表す信号、第3電動機M3の回転速度NM3(以下、「第3電動機回転速度NM3」と表す)及びその回転方向を表す信号、各電動機M1,M2,M3との間でインバータ54を介して充放電を行う蓄電装置56(図6参照)の充電容量(充電状態)SOCを表す信号、第1電動機M1の温度THM1(以下、「第1電動機温度THM1」と表す)を表す信号、第2電動機M2の温度THM2(以下、「第2電動機温度THM2」と表す)を表す信号、動力伝達装置10(差動部11)の無段変速状態(差動状態)と有段変速状態(非差動状態)とを選択的に切り換えるための変速状態手動選択装置であって運転席近傍に設けられて搭乗者によって操作される有段/無段モードスイッチ40からのその切換状態を示す信号などが、それぞれ供給される。
The
また、上記電子制御装置80からは、エンジン8の出力PE(単位は例えば「kW」。以下、「エンジン出力PE」と表す。)を制御するエンジン出力制御装置58(図6参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管60に備えられた電子スロットル弁62のスロットル弁開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ64への駆動信号や燃料噴射装置66による吸気管60或いはエンジン8の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68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、M2、及びM3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70(図6参照)に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路70に設けられたレギュレータバルブ(調圧弁)によりライン油圧PLを調圧するための信号、そのライン油圧PLが調圧されるための元圧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。
From 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50の一例を示す図である。このシフト操作装置50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52を備えている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a
そのシフトレバー52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)」、又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52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70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」ポジション及び「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及び第2クラッチC2の何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及び第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」ポジション及び「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及び第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及び/又は第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 and 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52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52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52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52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及び第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
図6は、電子制御装置80による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図6において、有段変速制御手段82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82は、図7に示すような車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUT(或いはアクセル開度Acc等)とを変数として記憶手段84に予め記憶されたアップシフト線(実線)及びダウンシフト線(一点鎖線)を有する関係(変速線図、変速マップ)から実際の車速V及びアクセル開度Acc等に対応する自動変速部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の自動変速制御を実行する。
FIG. 6 is a functional block diagram for explaining the main part of the control function by the
このとき、有段変速制御手段82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及び切換ブレーキB0を除いた自動変速部20の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合及び/又は解放させる指令(変速出力指令、油圧指令)を、すなわち自動変速部20の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合することによりクラッチツウクラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路70へ出力する。油圧制御回路70は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部20の変速が実行されるように、油圧制御回路70内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
At this time, the stepped shift control means 82 is a hydraulic type involved in the shift of the
ハイブリッド制御手段86は、エンジン出力制御装置58を介してエンジン8の駆動を制御するエンジン駆動制御手段としての機能と、インバータ54を介して第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3による駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御手段としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン8、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3によるハイブリッド駆動制御等を実行する。
The hybrid control means 86 functions as engine drive control means for controlling the drive of the
また、ハイブリッド制御手段86は、動力伝達装置10の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Vにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その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(要求エンジン出力)PERを算出し、その目標エンジン出力PERが得られるエンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとなるようにエンジン8を制御すると共に各電動機Mの出力乃至発電を制御する。
Further, the hybrid control means 86 operates the
以上のように、動力伝達装置10全体としての変速比である総合変速比γTは、有段変速制御手段82によって制御される自動変速部20の変速比γATと、ハイブリッド制御手段86によって制御される差動部11の変速比γ0とによって決定される。すなわち、ハイブリッド制御手段86及び有段変速制御手段82は、シフトポジションPSHに対応するシフトレンジの範囲内において、油圧制御回路70、エンジン出力制御装置58、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3等を介して動力伝達装置10全体としての変速比である総合変速比γTを制御する変速制御手段として機能する。
Thus, overall speed ratio γT is the transmission ratio of the whole of the
例えば、ハイブリッド制御手段86は、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エンジン8及び各電動機Mの制御を実行する。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及び自動変速部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86は、例えばエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで構成され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求められた例えば図8の破線に示すようなエンジン8の動作曲線の一種である最適燃費率曲線LE(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LEにエンジン8の動作点(以下、「エンジン動作点」と表す)PEG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PE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自動変速部20の変速段を考慮して差動部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、本実施例では、燃費とは例えば単位燃料消費量当たりの走行距離であったり、車両全体としての燃料消費率(=燃料消費量/駆動輪出力)等である。また、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、その燃料消費率が小さくなることである。
For example, the hybrid control means 86 executes control of the
このとき、ハイブリッド制御手段86は、例えば第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54を通して蓄電装置56や第2電動機M2へ供給したり、第3電動機M3により発電された電気エネルギをインバータ54を通して蓄電装置56や第1電動機M1乃至第2電動機M2へ供給したりするので、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の動力の一部は電動機M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54を通してその電気エネルギが他の電動機Mへ供給され、電気エネルギによりその電動機Mから出力される駆動力が伝達部材18へ伝達される。この発電に係る電動機Mによる電気エネルギの発生から駆動に係る電動機Mで消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部が電気エネルギに変換され、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が構成される。
At this time, the hybrid control means 86 supplies, for example, the electric energy generated by the first electric motor M1 to the
ここで、有段変速制御手段82により自動変速部20の変速制御が実行される場合には、その自動変速部20の変速比が段階的に変化させられることに伴ってその変速前後で動力伝達装置10のトータル変速比γTが段階的に変化させられる。このような制御では、トータル変速比γTを段階的に変化させることにより、すなわち変速比が連続的ではなく飛び飛びの値をとることにより、連続的なトータル変速比γTの変化に比較して速やかに駆動トルクを変化させることが可能となる。その反面、変速ショックが発生したり、最適燃費率曲線に沿うようにエンジン回転速度NEを制御できず燃費が悪化する可能性がある。そこで、ハイブリッド制御手段86は、動力伝達装置10(差動部11)が無段変速状態(差動状態)とされているときには、そのトータル変速比γTの段階的変化が抑制されるように、自動変速部20の変速に同期してその自動変速部20の変速比の変化方向とは反対方向の変速比の変化となるように差動部11の変速を実行する。換言すれば、自動変速部20の変速前後で動力伝達装置10のトータル変速比γTが連続的に変化するように自動変速部20の変速制御に同期して差動部11の変速制御を実行する。例えば、自動変速部20の変速前後で過渡的に動力伝達装置10のトータル変速比γTが変化しないように(すなわちエンジン回転速度NEが略一定となるように)、自動変速部20の変速制御に同期して、その自動変速部20の変速比の段階的な変化に相当する変化分だけその変化方向とは反対方向に差動部11の変速比γ0を段階的に変化させる。
Here, in the case where the shift control of the
また、ハイブリッド制御手段86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及び/又は第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御する。言い換えれば、ハイブリッド制御手段86は、エンジン回転速度NEを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第1電動機回転速度NM1及び/又は第2電動機回転速度NM2を任意の回転速度に回転制御することができる。
Moreover, the hybrid control means 86 controls the first motor rotation speed N M1 and / or the second motor rotation speed N M2 by the electric CVT function of the
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86は車両走行中にエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速V(駆動輪34)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。このときハイブリッド制御手段86は、第1電動機回転速度NM1の引き上げに替えて又はこれと並行して、第3電動機回転速度NM3の引き上げを実行してエンジン回転速度NEを引き上げてもよい。また、ハイブリッド制御手段86は自動変速部20の変速中にエンジン回転速度NEを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度NEを略一定に維持しつつ自動変速部20の変速に伴う第2電動機回転速度NM2の変化とは反対方向に第1電動機回転速度NM1を変化させる。
For example, the hybrid control means 86 as can be seen from the diagram of FIG. 3 when raising the engine rotation speed N E during running of the vehicle, the second electric motor rotation speed N which depends on the vehicle speed V (driving wheels 34) The first motor rotation speed N M1 is increased while maintaining M2 substantially constant. In this case the hybrid control means 86, instead of the pulling of the first electric motor speed N M1 or in parallel with this, by performing the raising of the third electric motor rotation speed N M3 may pull the engine rotational speed N E . The hybrid control means 86 when maintaining the engine speed N E at the nearly fixed level during the shifting of the automatic shifting
また、ハイブリッド制御手段86は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62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66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68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58に出力して、必要なエンジン出力PEを発生するようにエンジン8の出力制御を実行する。すなわち、エンジン8の駆動を制御するエンジン駆動制御手段として機能する。
The hybrid control means 86 controls the opening and closing of the
例えば、ハイブリッド制御手段86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Accに基づいてスロットルアクチュエータ64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。また、エンジン出力制御装置58は、ハイブリッド制御手段86による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ64により電子スロットル弁62を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置68による点火時期を制御するなどしてエンジントルク制御を実行する。
For example, the
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって、例えばエンジン8を用いず第2電動機M2を走行用の駆動力源とするモータ走行(EVモード走行)をさせることができる。例えば、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と自動変速部20の出力トルクTOUTとを変数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中の実線及び一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶手段84に予め記憶されている。
Further, the hybrid control means 86 drives the second electric motor M2 for traveling without using the
そして、ハイブリッド制御手段86は、例えば図7の駆動力源切換線図から実際の車速V及び自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、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86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(比較的低アクセル開度Acc)域すなわち低エンジントルクTE域、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 86, for example, based on the actual vehicle speed V and the required output torque T OUT of the
また、ハイブリッド制御手段86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、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御して例えば第1電動機M1を無負荷状態とすることにより空転させて、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)により必要に応じてエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持する。
Further, the hybrid control means 86 controls the first motor rotation speed N M1 at a negative rotation speed so as to suppress dragging of the stopped
また、ハイブリッド制御手段86は、エンジン8を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行うエンジン走行領域であっても、前述した電気パスによる第1電動機M1や第3電動機M3からの電気エネルギ及び/又は蓄電装置56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を駆動して駆動輪34にトルクを付与することにより、エンジン8の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行にはエンジン8を走行用の駆動力源とする場合と、エンジン8及び第2電動機M2の両方を走行用の駆動力源とする場合とがある。そして、本実施例のモータ走行とはエンジン8を停止して第2電動機M2を走行用の駆動力源とする走行である。
In addition, the hybrid control means 86 is configured so that the electric energy from the first electric motor M1 and the third electric motor M3 by the electric path described above and So-called torque assist for assisting the power of the
また、ハイブリッド制御手段86は、第1電動機M1を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることにより、差動部11がトルクの伝達を不能な状態すなわち差動部11内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部11からの出力が発生されない状態とすることが可能である。すなわち、ハイブリッド制御手段86は、第1電動機M1を無負荷状態とすることにより差動部11をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態(ニュートラル状態)とすることが可能である。
Further, the hybrid control means 86 makes the first electric motor M1 in a no-load state and freely rotates, that is, idles, so that the
また、ハイブリッド制御手段86は、アクセルオフの惰性走行時(コースト走行時)やフットブレーキによる制動時などには、燃費を向上(燃料消費率を低減)させるためにエンジン8を非駆動状態にして、駆動輪34から伝達される車両の運動エネルギを差動部11で電気エネルギに変換する回生制御を実行する。具体的には、駆動輪34からエンジン8側へ伝達される逆駆動力により第2電動機M2を回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギすなわち第2電動機発電電流をインバータ54を介して蓄電装置56へ充電する回生制御を実行する。すなわち、ハイブリッド制御手段86は上記回生制御を実行する回生制御手段として機能する。
Further, the hybrid control means 86 puts the
増速側ギヤ段判定手段88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84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
切換制御手段90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に示すような有段制御領域と無段制御領域とから構成された関係(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90は、その切換線図(図7)から車速V及び要求出力トルク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 90 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, the relationship (switching diagram, switching map) composed of the stepped control region and the stepless control region as shown in FIG. 7 is stored in advance in the storage means 56, and the switching control means 90 Based on the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the required output torque T OUT from the switching diagram (FIG. 7), it is determined whether or not the shift state of the power transmission device 10 (differential unit 11) should be switched. The
具体的には、切換制御手段90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86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共に、有段変速制御手段82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82は、記憶手段84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84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及び自動変速部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
例えば、増速側ギヤ段判定手段88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90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70へ出力する。
For example, when the fifth speed gear stage is determined by the acceleration side gear stage determination means 88, the so-called overdrive gear stage in which the gear ratio is smaller than 1.0 is obtained for the entire
また、切換制御手段90は、有段/無段モードスイッチ40が無段位置に切り換えられておれば動力伝達装置10を無段変速状態とし、一方で、有段/無段モードスイッチ40が有段位置に切り換えられておれば動力伝達装置10を有段変速状態とする。切換制御手段90は、有段/無段モードスイッチ40の切換えにより動力伝達装置10を有段変速状態とする場合には、例えば、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ていれば、切換ブレーキB0を解放させ且つ切換クラッチC0を係合させることにより動力伝達装置10を有段変速状態(第1非差動状態)とする。一方で、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段であると判定されていれば、切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させることにより動力伝達装置10を有段変速状態(第2非差動状態)とする。
Further, the switching control means 90 puts the
また、増速側ギヤ段判定手段88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として、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、切換制御手段90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70へ出力するようにしてもよい。このように、切換制御手段90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共に、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。
Further, as a case where the
一方、切換制御手段90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及び切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路70へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段86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共に、有段変速制御手段82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84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82により、図2の係合表内において切換クラッチC0及び切換ブレーキ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90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。従って、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置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。
On the other hand, when the switching control means 90 determines that 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84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とを変数とする二次元座標で構成された変速線図の一例である。上記自動変速部20の変速判断とは、有段変速制御手段82が図7のような変速線図からその自動変速部20の変速を実行すべき旨の判断を行うことである。図7の実線はアップシフトを実行すべき旨の変速判断がなされる変速線(アップシフト線)であり、一点鎖線はダウンシフトを実行すべき旨の変速判断がなされる変速線(ダウンシフト線)である。この図7の変速線図における変速線は、例えば自動変速部20の要求出力トルクTOUTを示す横線上において実際の車速Vが線を横切ったか否か、また例えば車速Vを示す縦線上において自動変速部20の要求出力トルクTOUTが線を横切ったか否か、すなわち変速線上の変速を実行すべき値(変速点)を横切ったか否かを判断するためのものであり、この変速点の連なりとして予め記憶されている。
Now, FIG. 7 will be described in detail. FIG. 7 is a relationship (shift diagram, shift map) stored in advance in the storage means 84 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と要求出力トルクTOUTとをパラメータとして切換制御手段90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。尚、この切換線図を含めて変速マップとして記憶手段84に予め記憶されていてもよい。 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 includes a determining vehicle speed V1, the vehicle speed V required output torque T OUT with the parameter as switching the control means 90 step-variable control region and if a for determining areas which one of the continuously variable control region It is a switching diagram (switching map, relationship) stored in advance. In addition, it may be stored in advance in the storage means 84 as a shift map including this switching diagram.
また、判定車速V1は、例えば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, the determination vehicle speed V1 is set such that, for example, the
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例えば実際の車速Vと判定車速V1とを比較する判定式として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段90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 and the determination vehicle speed V1, for example, instead of as a map. In this case, the switching control means 90 puts 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54、蓄電装置56、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90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34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弁開度θTH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34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 includes not only the driving torque or driving force at the driving
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、切換制御手段90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86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。
Thus, the differential portion 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 the vehicle is controlled by the switching control means 90. The shift state to be switched by the
ところで、動力伝達装置10はクラッチツウクラッチ制御が実施される自動変速部20を備えているので、通常のエンジン車両の有段の自動変速機と同様に、その自動変速部20の変速過渡中ののトルク相では一時的な出力トルクTOUTの低下(落込み)Dが生じ、その出力トルクTOUTの落込みDが変速ショックとして感じられ運転者に違和感を感じさせる可能性がある。これに対し、本実施例では、このような出力トルクTOUTの落込みDを小さくするためのトルク相補償制御が実行される。そのため、図6に示すように、電子制御装置80は、更に、トルク相補償制御発生判定手段92と、有段無段判定手段94と、ハイブリッド制御手段86に含まれるトルク補償手段96とを備えている。尚、上記トルク相補償制御とは、自動変速部20の変速過渡中のトルク相においてその自動変速部20の出力トルクTOUTが一時的に落ち込む時期にトルクを補うことによりその出力トルクTOUTの落込みDを小さくするトルク制御である。例えば第2電動機M2を用いてその出力トルクTOUTの落込みDをトルク補償する。
By the way, since the
トルク相補償制御発生判定手段92は、トルク相補償制御が発生するか否か、すなわちトルク相補償制御が必要となる変速として予め設定された自動変速部20の所定の変速が発生するか否かを判断する。ここで、例えばシフトレバー52が「M(マニュアル)」へ手動操作されている手動変速走行モード時にはトルク相補償制御を実行しないようにしても良い。これは、ユーザの意思で自動変速部20の変速を実行するために変速ショックに対する許容範囲がシフトレバー52が「D(ドライブ)」とされている自動変速制御時よりも大きいと考えるからである。また、出力トルクTOUTの落込みDは、アクセル開度Accが小さい程小さくなる。従って、アクセル開度Accが小さい時にもトルク相補償制御を実行しないようにしても良い。よって、トルク相補償制御発生判定手段92は、自動変速部20の所定の変速(例えばアップシフト)が発生するか否かを判断することに加え、シフトレバー52が「D」ポジションであるか否か、更に所定の変速においてアクセル開度Accがトルク相補償制御が必要となる程のアクセル開度であるとして予め実験的に求められて記憶されたトルク相補償制御発生アクセル開度Acc’以上であるか否かに基づいて、トルク相補償制御が発生するか否かを判断しても良い。尚、トルク相補償制御発生判定手段92は、図7の変速線図に基づいて自動変速部20の変速を実行すべき旨の変速判断が有段変速制御手段82によりなされた場合に、その変速判断によりこれから開始される自動変速部20の変速が自動変速部20のアップシフトであるか否かを判断する。換言すれば、トルク相補償制御発生判定手段92は、前記変速判断から、自動変速部20のアップシフトが発生するか否かを判断する。トルク相補償制御発生判定手段92は、そのアップシフトが発生するか否かの判断を少なくとも前記変速出力(変速指示)がなされる前に行うことが望ましい。
The torque phase compensation control
有段無段判定手段94は、動力伝達装置10が、トータル変速比γTが連続的に変化する前記無段変速状態(差動状態)であるか或いはトータル変速比γTが段階的に変化する前記有段変速状態(非差動状態)であるかを判断する。本実施例では、有段/無段モードスイッチ40の切換えで動力伝達装置10は有段変速状態又は無段変速状態に切り換わるので、有段無段判定手段94は、有段/無段モードスイッチ40が無段位置に切り換えられておれば動力伝達装置10は無段変速状態であると判断する。一方で、有段/無段モードスイッチ40が有段位置に切り換えられておれば動力伝達装置10は有段変速状態であると判断する。尚、図1の骨子図から判るように、動力分配機構16が非差動状態に切り換えられると動力伝達装置10は有段変速状態になる一方で、動力分配機構16が差動状態に切り換えられると動力伝達装置10は無段変速状態になるので、有段無段判定手段94は、動力分配機構16が差動状態であるか非差動状態であるかを検出することによって、動力伝達装置10が無段変速状態であるか或いは有段変速状態であるかを判断してもよい。
The stepped and continuously variable determination means 94 is configured such that the
ハイブリッド制御手段86に含まれるトルク補償手段96は、トルク相補償制御発生判定手段92により自動変速部20の所定の変速が発生すると判断された場合には、その自動変速部20の所定の変速(アップシフト)にてトルク相補償制御を実行する。そのトルク相補償制御は自動変速部20の変速のトルク相において出力トルクTOUTの落込みDを小さくするものであるが、その出力トルクTOUTの落込みDを小さくすることとは例えば、その出力トルクTOUTの変動を抑制するということであり、更に言えば、その出力トルクTOUTの変動を無くすようにするということである。
The torque compensation means 96 included in the hybrid control means 86, when the torque phase compensation control generation determination means 92 determines that a predetermined shift of the
また、トルク補償手段96は、例えば電動機M1、M2、M3のうちの少なくとも1つの電動機Mの作動によって、すなわち電動機Mの出力トルクTM(以下、「電動機トルクTM」と表す)を制御することによって、トルク相補償制御を実行する。本実施例では、前記トルク相補償制御において、出力トルクTOUTの落込みDに対して補われるトルク、すなわちその落込みを打ち消すためのトルクをトルク相補償トルクTFLという。そして、トルク相補償制御の実行による電動機トルクTMの増大分が、トルク相補償トルクTFLに相当する。尚、どのような場合に、電動機M1、M2、M3のうちの少なくとも1つの電動機Mの作動によってトルク相補償制御が実行されるかについては後述する。 The torque compensation means 96 controls, for example, the operation of at least one of the motors M1, M2, and M3, that is, the output torque T M of the motor M (hereinafter referred to as “motor torque T M ”). Thus, torque phase compensation control is executed. In this embodiment, in the torque phase compensation control, the torque compensated for the drop D of the output torque T OUT , that is, the torque for canceling the drop is referred to as a torque phase compensation torque T FL . Then, the amount of increase in the motor torque T M by the execution of the torque phase compensation control is equivalent to torque phase compensation torque T FL. Note that in what case torque phase compensation control is executed by the operation of at least one of the motors M1, M2, and M3 will be described later.
トルク補償手段96は、自動変速部20の変速(アップシフト)に際しトルク相補償制御を実行するが、その実行に先立って、出力トルクTOUTの落込みDを小さくするためその落込みに対し補われるべきトルク補償量QTFLを決定する。その場合、トルク補償手段96は、動力伝達装置10が有段変速状態であるか無段変速状態であるかに応じてトルク補償量QTFLを決定する。その上で、決定したトルク補償量QTFLが実現されるようにトルク相補償トルクTFLを変化させることによりトルク相補償制御を実行する。ここで、トルク補償量QTFLとは、トルク相補償制御において出力トルクTOUTの落込みDを小さくするための機械的エネルギであり、本発明の予め定められたトルク補償量に対応する。
Torque compensation means 96, executes the torque phase compensation control upon shifting of the automatic shifting portion 20 (upshift), prior to its execution, complement for that dips to reduce the sagging D output torque T OUT The torque compensation amount Q TFL to be determined is determined. In that case, the torque compensation means 96 determines the torque compensation amount Q TFL according to whether the
具体的には、トルク補償手段96は、有段無段判定手段94によって動力伝達装置10が有段変速状態であると判断された場合には、有段変速時用のトルク補償量QTFLを決定する。一方で、有段無段判定手段94によって動力伝達装置10が無段変速状態であると判断された場合には、無段変速時用のトルク補償量QTFLを決定する。この場合において、上記有段変速時用のトルク補償量QTFL及び上記無段変速時用のトルク補償量QTFLは何れも、後述する図9に示すように、予め定められたものであり、有段変速時用のトルク補償量QTFLは、無段変速時用のトルク補償量QTFLと比較して小さくなるよう定められている。すなわち、トルク補償手段96は、有段無段判定手段94によって動力伝達装置10が有段変速状態であると判断された場合には、動力伝達装置10が無段変速状態であると判断された場合と比較して、図9に示すような予め定められた関係に基づいてトルク補償量QTFLを小さくする。このように動力伝達装置10が有段変速状態であるか無段変速状態であるかに応じてトルク補償量QTFLに差を設けるのは、自動変速部20の変速中のトルク相における出力トルクTOUTの落込みDが変わらなくても、動力伝達装置10が有段変速状態であるか無段変速状態であるかに応じて、その落込みによって生じる運転者の違和感が異なるからである。
Specifically, when the stepped variable
図9は、トルク相補償制御において出力トルクTOUTの落込みDを無くし平坦にするために必要とされる機械的エネルギである完全トルク相補償量FQTFLと、トルク補償量QTFLとの予め実験的に定められた関係を示している。また、トルク相での出力トルクTOUTの落込みDが大きいほど完全トルク相補償量FQTFLは大きくなるので、図9に示す完全トルク相補償量FQTFLとトルク補償量QTFLとの関係は、動力伝達装置10が有段変速状態である場合でも無段変速状態である場合でも、完全トルク相補償量FQTFLが大きいほどトルク補償量QTFLは大きくなる関係である。また、この図9に示す完全トルク相補償量FQTFLとトルク補償量QTFLとの関係は、有段変速時用のトルク補償量QTFLが無段変速時用のトルク補償量QTFLよりも小さくなるように、動力伝達装置10が有段変速状態である場合と無段変速状態である場合とのそれぞれについて設定されており、記憶手段84に予め記憶されている。更に、自動変速部20の変速のトルク相で出力トルクTOUTが落ち込むときのその出力トルクTOUTの時間変化が、その変速時のアクセル開度Accや自動変速部20の変速の種類や伝達部材回転速度N18などに応じて予め実験的に求められており、記憶手段84に予め記憶されている。従って、トルク補償手段96は、その予め記憶している出力トルクTOUTの落込み時の時間変化から、変速時のアクセル開度Accや自動変速部20の変速の種類や伝達部材回転速度N18などに基づいて完全トルク相補償量FQTFLを算出できる。
FIG. 9 shows in advance the complete torque phase compensation amount FQ TFL , which is mechanical energy required to eliminate the drop D of the output torque T OUT in the torque phase compensation control, and the torque compensation amount Q TFL in advance. The experimentally established relationship is shown. Further, since the complete torque phase compensation amount FQ TFL increases as the drop D of the output torque T OUT in the torque phase increases, the relationship between the complete torque phase compensation amount FQ TFL and the torque compensation amount Q TFL shown in FIG. The torque compensation amount Q TFL increases as the complete torque phase compensation amount FQ TFL increases, regardless of whether the
このようなことから、動力伝達装置10が有段変速状態である場合及び無段変速状態である場合の何れでも、トルク補償手段96は、トルク相補償制御発生判定手段92により自動変速部20の所定の変速が発生すると判断された場合に、トルク相補償制御の実行に先立って、変速時のアクセル開度Accや自動変速部20の変速の種類などに基づいて完全トルク相補償量FQTFLを算出し、その算出した完全トルク相補償量FQTFLから図9に示す関係を用いて、トルク補償量QTFLを決定する。言い換えれば、図9の横軸を構成する完全トルク相補償量FQTFLを基準として図9の縦軸を構成するトルク補償量QTFLを決定する。例えば、トルク補償量QTFLは、自動変速部20の変速時のアクセル開度Accが大きいほどトルク補償量QTFLは大きくされる。また、トルク補償量QTFLは、伝達部材回転速度N18が大きいほどトルク補償量QTFLは大きくされる。これは、自動変速部20の変速時のアクセル開度Accが大きいほど、また伝達部材回転速度N18が大きいほど、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Dは大きくなる傾向にあるからである。
For this reason, the
尚、本実施例では完全トルク相補償量FQTFLは、トルク相補償制御において出力トルクTOUTの落込みDを無くし平坦にするために必要とされる機械的エネルギとして定義されるが、具体的に表現すれば、その出力トルクTOUTの落込みDの全部を無くすために必要とされる機械的エネルギ、もしくは、その出力トルクTOUTの落込みDを完全に埋めるために必要とされる機械的エネルギであると言える。また、自動変速部20の変速の種類とは、例えば、自動変速部20の変速が第1速から第2速への変速であるのか、第3速から第4速への変速であるのかということである。
In the present embodiment, the complete torque phase compensation amount FQ TFL is defined as mechanical energy required to eliminate the drop D of the output torque T OUT and flatten it in the torque phase compensation control. expressed in, mechanical energy is required to eliminate all of the decline D of the output torque T OUT, or is required to fill the depressed D of the output torque T OUT completely mechanical Energy. The type of shift of the
ここで、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3のうちどの電動機を用いてトルク補償手段96によるトルク相補償制御を実行するかについて検討する。本実施例の動力伝達装置10(差動部11)は無段変速状態(差動状態)と有段変速状態(非差動状態)とに選択的に切り換えられることから、差動状態と非差動状態とに分けてトルク相補償制御に用いる電動機を検討する。
Here, it is examined which of the first electric motor M1, the second electric motor M2, and the third electric motor M3 is used to execute the torque phase compensation control by the
先ず、差動部11の差動状態では、第2電動機M2及び第3電動機M3をトルク相補償制御に用いることが可能である。第2電動機M2をトルク相補償制御に用いる場合、第2電動機トルクTM2の増大分がそのままトルク相補償トルクTFLとなる。これに対して、第3電動機M3をトルク相補償制御に用いる場合、第3電動機トルクTM3が動力分配機構16を介して伝達部材18に機械的に伝達された直達トルクの増大分がトルク相補償トルクTFLとなる。そのため、本実施例の動力分配機構16が増速機として機能することを考慮すると、例えば第3電動機トルクTM3の0.7程度しかトルク相補償制御に使えないことになる。従って、第2電動機トルクTM2を1.0分そのままトルク相補償制御に使える第2電動機M2の方がトルク相補償制御には有利となる。
First, in the differential state of the
但し、第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことができない可能性がある。例えば、アクセル全開のパワーオンアップシフトではトルク相補償トルクTFLが大きくなったり、また第2電動機回転速度NM2が高回転速度となる。そうすると、予め許容出力が定められている第2電動機M2の出力可能なトルクが小さくなる高回転域ではトルク出力の能力(トルク性能)の高い領域を多用することとなり、第2電動機M2のみでは必要なトルク相補償トルクTFLを充分に発生できない可能性がある。また、高出力域でなくても何らかの理由例えば第2電動機温度THM2が低温或いは高温である為に第2電動機トルクTM2の出力可能範囲が制限される(小さくされる)場合などにも、第2電動機M2のみでは必要なトルク相補償トルクTFLを充分に発生できない可能性がある。よって、差動部11の差動状態では、第2電動機M2を優先的にトルク相補償制御に用いる。第3電動機M3は、メインとせずに、必要なトルク相補償トルクTFLに対して第2電動機トルクTM2では不足する分を第3電動機トルクTM3により補う形でトルク相補償制御に用いる。尚、第3電動機トルクTM3が増加したときに第1電動機M1の反力トルクも増加するので、電気パスを介してこの発電エネルギを第2電動機M2に供給すれば良いとの考えもある。しかし、電気パスで効率が低下することと併せ、元々第2電動機M2がトルク性能の高い領域にあるときには使い難い。従って、第3電動機M3を用いる場合には、直達トルクの増大分で不足分をトルクアシストすることになる。
However, it may not be able to cover all of the torque phase compensation torque T FL with only the second motor torque T M2. For example, in the power-on upshift with the accelerator fully open, the torque phase compensation torque TFL increases, and the second motor rotation speed NM2 becomes a high rotation speed. In this case, a high torque output capacity (torque performance) is frequently used in a high rotation range where the outputable torque of the second electric motor M2 for which an allowable output is determined in advance is small, and is necessary only for the second electric motor M2. Torque phase compensation torque TFL may not be sufficiently generated. Even if it is not in the high output range, for some reason, for example, when the second motor temperature TH M2 is low or high, the output possible range of the second motor torque T M2 is limited (reduced). There is a possibility that the necessary torque phase compensation torque TFL cannot be sufficiently generated only by the second electric motor M2. Therefore, in the differential state of the
次いで、差動部11の非差動状態のうち第1非差動状態(C0係合の直結状態)では、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の何れの電動機Mもトルク相補償制御に用いることが可能である。そこで、トルク相補償トルクTFLを発生させる際に、総合の電力効率が最大となるように電動機を選択する。ここで、各電動機Mは、電力効率の良い動作点(例えば、回転速度と出力トルクとで表される運転点)が異なると考えられる。例えば、電動機Mは、電動機回転速度NMと電動機トルクTMとを変数とする二次元座標内において予め実験的に定められた例えば図10に示す電動機Mの等効率線(マップ、関係)において電動機Mの動作点が斜線(破線)部分に近くなる程効率が良くなる。そして、各電動機Mは、この効率が良くなる動作点が異なると考えられる。よって、第1非差動状態では何れの電動機Mも回転速度は同じであることから、トルク相補償制御時の電動機回転速度NMにおいて必要なトルク相補償トルクTFLをどのように各電動機Mで分担するかが選択事項となる。具体的には、効率が最も良くなる電動機トルクTMを発生する電動機Mを単独で用いることを基本とし、必要なトルク相補償トルクTFLに対してその電動機トルクTMでは不足する場合にはその不足するトルクを補う形で効率が良くなる他の電動機を用いる。このとき、差動部11の差動状態と同様に、電動機温度THMに基づく電動機トルクTMの出力可能範囲の制限を考慮して、トルク相補償制御に用いる電動機Mを選択しても良い。
Next, in the first non-differential state (directly connected state of C0 engagement) among the non-differential states of the
また、差動部11の非差動状態のうち第2非差動状態(B0係合の増速状態)では、第2電動機M2及び第3電動機M3をトルク相補償制御に用いることが可能である。ここでは、差動部11の第1非差動状態と同様に、総合の電力効率が最大となるように電動機を選択するが、差動部11の差動状態と同様の観点から、第2電動機トルクTM2を1.0分そのままトルク相補償制御に使える第2電動機M2の方がトルク相補償制御には有利となる。よって、差動部11の第2非差動状態では、第2電動機M2を優先的にトルク相補償制御に用いる。そして、第3電動機M3は、メインとせずに、必要なトルク相補償トルクTFLに対して第2電動機トルクTM2では不足する分を第3電動機トルクTM3により補う形でトルク相補償制御に用いる。
Further, in the second non-differential state (the acceleration state of B0 engagement) among the non-differential states of the
このように、本実施例では、差動部11が差動状態及び非差動状態のうちの何れの状態とされているかに基づいて、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の中からトルク補償手段96によるトルク相補償制御に用いる電動機Mを決定する。
Thus, in the present embodiment, the first electric motor M1, the second electric motor M2, and the third electric motor are based on whether the
より具体的には、図6に戻り、補償トルク出力可否判定手段98は、第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことが可能か否かを判断する。例えば、補償トルク出力可否判定手段98は、トルク相補償制御発生判定手段92によりトルク相補償制御が発生すると判断されたときの自動変速部20の変速においてトルク補償手段96により決定されたトルク補償量QTFLを実現する為のトルク相補償トルクTFLと、第2電動機M2の出力可能なトルクとを比較し、第2電動機M2の出力可能なトルクがトルク相補償トルクTFL以上である場合には第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことが可能であると判断する。反対に、補償トルク出力可否判定手段98は、第2電動機M2の出力可能なトルクがトルク相補償トルクTFL未満である場合には第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことが可能でないと判断する。上記第2電動機M2の出力可能なトルクは、補償トルク出力可否判定手段98により、例えば予め定められている許容出力から第2電動機回転速度NEに基づいて決定される。また、上記第2電動機M2の出力可能なトルクは、補償トルク出力可否判定手段98により、例えば予め定められている許容出力から第2電動機温度THM2に基づいて決定される。
More specifically, returning to FIG. 6, the compensation torque output availability determination means 98 determines whether it is possible to cover all of the torque phase compensation torque T FL with only the second motor torque T M2 . For example, the compensation torque output availability determination means 98 is the torque compensation amount determined by the torque compensation means 96 in the shift of the
電動機選択手段100は、トルク相補償制御発生判定手段92によりトルク相補償制御が発生すると判断された場合には、動力伝達装置10が無段変速状態(差動状態)であるか或いは有段変速状態(非差動状態)であるかの有段無段判定手段94による判断結果に基づいて、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の中からトルク補償手段96によるトルク相補償制御に用いる電動機Mを決定する。
When the torque phase compensation control
例えば、電動機選択手段100は、トルク補償手段96により動力伝達装置10が無段変速状態であると判断されるときに、補償トルク出力可否判定手段98により第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことが可能であると判断される場合には、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3のうちで第2電動機M2を優先的に用いてトルク相補償制御が行われるように第2電動機M2のみでトルク相補償制御を設定する。すなわち、トルク相補償制御に用いる電動機として第2電動機M2を設定する。また、電動機選択手段100は、トルク補償手段96により動力伝達装置10が無段変速状態であると判断されるときに、補償トルク出力可否判定手段98により第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことが可能でないと判断される場合には、第2電動機M2を優先的に用いてトルク相補償制御が行われ且つトルク相補償トルクTFLに対して第2電動機トルクTM2だけでは不足するトルク不足分を第3電動機M3を用いて補うように第2電動機M2及び第3電動機M3でトルク相補償制御を設定する。すなわち、トルク相補償制御に主体的に用いる電動機として第2電動機M2を設定し、トルク相補償制御に補助的に用いる電動機として第3電動機M3を設定する。
For example, when the
また、電動機選択手段100は、トルク補償手段96により動力伝達装置10が有段変速状態であると判断されるときには、差動部11の第1非差動状態(C0係合の直結状態)及び差動部11の第2非差動状態(B0係合の増速状態)のうちの何れの状態であるかに合わせて設定されるトルク相補償制御に使用することが可能な電動機Mにおいて電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mを決定する。例えば、電動機選択手段100は、差動部11の第1非差動状態においては、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の中から、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mを決定する。また、電動機選択手段100は、差動部11の第2非差動状態においては、第2電動機M2及び第3電動機M3の中から、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mを決定する。但し、この差動部11の第2非差動状態においては、動力伝達装置10が無段変速状態と同様に、トルク相補償制御に主体的に用いる電動機として第2電動機M2を設定し、トルク相補償制御に補助的に用いる電動機として第3電動機M3を設定する。
In addition, when the
図11は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速過渡中のトルク相における出力トルクTOUTの一時的な落ち込みを適切に小さくして変速ショックを低減する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図12は、図11の制御作動に対応するタイムチャートであって、動力伝達装置10が無段変速状態である場合においてアクセルペダルが踏込まれた状態で自動変速部20が第2速ギヤ段から第3速ギヤ段へパワーオンアップシフトされる場合の一例である。図13は、図11の制御作動に対応するタイムチャートであって、動力伝達装置10が有段変速状態である場合においてアクセルペダルが踏込まれた状態で自動変速部20が第2速ギヤ段から第3速ギヤ段へパワーオンアップシフトされる場合の一例である。図14は、自動変速部20の出力トルクTOUT変化について、動力伝達装置10が無段変速状態である場合と有段変速状態である場合とを比較説明するための出力トルクTOUTのタイムチャートのイメージ図である。尚、図12〜図14のt1時点〜t7時点はそれぞれ各図で相互に共通の時点を示すものである。
FIG. 11 shows a control for reducing the shift shock by appropriately reducing the temporary drop of the output torque T OUT in the torque phase during the shift transition of the
図11において、先ず、トルク相補償制御発生判定手段92に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、トルク相補償制御が発生するか否か、すなわちトルク相補償制御が必要となる変速として予め設定された自動変速部20の所定の変速(アップシフト)が発生するか否かが判断される。このS10の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、S10の判断が肯定される場合は有段無段判定手段94に対応するS20において、動力伝達装置10が無段変速状態(差動状態)であるか或いは有段変速状態(非差動状態)であるかが判断される。例えば、有段/無段モードスイッチ40の切換え位置に基づいて動力伝達装置10が無段変速状態(差動状態)であるか否かが判断される。
In FIG. 11, first, in step (hereinafter, step is omitted) S10 corresponding to the torque phase compensation control generation determination means 92, whether or not torque phase compensation control is generated, that is, a shift that requires torque phase compensation control. It is determined whether or not a predetermined shift (upshift) of the
有段/無段モードスイッチ40が無段位置に切り換えられており上記S20の判断が肯定される場合は補償トルク出力可否判定手段98に対応するS30において、第2電動機トルクTM2だけでトルク相補償トルクTFLの全てを賄うことが可能か否かを判断する。例えば、アクセル全開のパワーオンアップシフトでは補う出力が大きく、高回転速度であるので、例えば第2電動機M2のトルク性能の限界を超える場合がある。このようなときを識別(判断)するのである。また、高出力でなくても例えば低温や高温で第2電動機トルクTM2の制限がある場合はこれに該当する。上記S30の判断が肯定される場合は電動機選択手段100に対応するS40において、第2電動機M2のみでトルク相補償制御(トルクアシスト)が設定される。すなわち、トルク相補償制御に用いる電動機として第2電動機M2が設定される。反対に、上記S30の判断が否定される場合は同じく電動機選択手段100に対応するS50において、第2電動機M2を優先的に用いてトルク相補償制御が行われるようにトルク相補償制御(トルクアシスト)が設定されるが、加えて、トルク相補償トルクTFLに対して第2電動機トルクTM2だけでは不足するトルク不足分を第3電動機M3を用いて補うようにトルク相補償制御が設定される。すなわち、第2電動機M2で不足する分を第3電動機トルクTM3で補う形でトルクアシストが設定される。
If the stepped /
一方、有段/無段モードスイッチ40が有段位置に切り換えられており上記S20の判断が否定される場合は同じく電動機選択手段100に対応するS60において、差動部11が第1非差動状態(C0係合の直結状態)の場合、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の3つの電動機Mは何れもトルク相補償制御に用いられ得る。そして、第1非差動状態における各電動機の回転速度は同じであるので、総合効率で3つの電動機Mの使用分担が決定される。つまり、3つの電動機Mの中から、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mが決定される。このとき、各電動機Mに熱的限界がある場合はそれが考慮される。特に、制約がない場合は、各電動機トルクをどのように組み合わせればエネルギ効率が最も有利かが判断されてトルク分担が決定される。例えば、第2電動機M2で単独でトルクアシストするのが有利なときは単独とされ、更に不足するトルクに対しては他の電動機M1、M3が使用される。また、例えば電動機M1、M2にそれぞれトルク分担が為されても良い。また、差動部11が第2非差動状態(B0係合の増速状態)の場合、第2電動機M2及び第3電動機M3がトルク相補償制御に用いられ得る。このとき、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mが決定されても良いが、差動部11の第2非差動状態においては、動力伝達装置10が無段変速状態と同様に、第3電動機M3の場合はトルクが小さくされて不利であるので、ここでは第2電動機M2が優先して使用される。
On the other hand, if the stepped /
上記S40、上記S50、及び上記S60の何れかに続いてハイブリッド制御手段86(トルク補償手段96)に対応するS70において、トルク相補償制御が実施される。ここでのトルク相補償制御では、上記S40、上記S50、及び上記S60の何れかにおいて設定された電動機Mが用いられる。 Following any of S40, S50, and S60, torque phase compensation control is performed in S70 corresponding to the hybrid control means 86 (torque compensation means 96). In the torque phase compensation control here, the electric motor M set in any of S40, S50, and S60 is used.
図12において、破線L_tdwnはトルク相補償制御が実行されない場合であり、実線はトルク相補償制御が実行される場合の目標となる状態である。従って、実線の状態となるようにトルク補償量QTFLが決定され、そのトルク補償量QTFLが実現されるようにトルク相補償トルクTFLが変化させられる。また、この図12の実施例では、トルク相補償制御に第2電動機M2が優先的に用いられるが、トルク相補償トルクTFLに対して第2電動機トルクTM2では不足する為にその不足分を補うように第3電動機M3からの直達トルクも合わせて使用されている。 In FIG. 12, a broken line L_tdwn is a case where the torque phase compensation control is not executed, and a solid line is a target state when the torque phase compensation control is executed. Accordingly, the torque compensation amount Q TFL so that the solid state is determined, the torque phase compensation torque T FL is changed so that the torque compensation amount Q TFL is realized. In the embodiment of FIG. 12, the second electric motor M2 is preferentially used for the torque phase compensation control. However, since the second electric motor torque T M2 is insufficient with respect to the torque phase compensation torque T FL , the shortage In order to compensate for this, the direct torque from the third electric motor M3 is also used.
図12のt1時点においては、図7の変速線図に基づいて自動変速部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判断が有段変速制御手段82によりなされる。そして、トルク相補償制御発生判定手段92は、その変速判断から、自動変速部20のアップシフトが発生すると判断する。トルク相補償制御発生判定手段92がその判断をすると、トルク補償手段96は、t1時点とt3時点との間、もしくは、t1時点とt2時点との間で、この変速中に実行されるトルク相補償制御におけるトルク補償量QTFLを決定する。尚、図12では、トルク相補償制御において自動変速部20の出力トルクTOUTの落込みDに対しトルクが補われるトルク補償期間の始期はトルク相開始時(t3時点)であり、その終期はトルク相終了時(t6時点)であるが、上記トルク補償期間の始期であるトルク補償開始時期は上記トルク相開始時(t3時点)よりも遅い時点であっても差し支えない。上記トルク補償期間は、トルク相補償制御においてトルク相補償トルクTFLが出力される期間であるとも定義できる。
At time t1 in FIG. 12, the stepped shift control means 82 makes a shift determination to upshift the
図12のt2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(変速出力指令、変速指示)が有段変速制御手段82から出力されると、所謂クラッチツウクラッチ変速制御が開始される。そのクラッチツウクラッチ変速制御では、解放側の油圧式摩擦係合装置に対応する第2ブレーキB2の係合油圧Pb2の低減制御と共に、係合側の油圧式摩擦係合装置に対応する第1ブレーキB1の係合油圧Pb1の増加制御が実行される。具体的には、図12のように、t2時点から係合油圧Pb2の低減制御が開始され、それと並行して、t3時点から係合油圧Pb1の増加制御が開始される。
When a shift output (shift output command, shift instruction) for upshifting the
そして、t2時点から、各油圧式摩擦係合装置(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装置の掴み換えに起因して、トルク相補償制御が実行されなければ、自動変速部20の変速過渡中のトルク相(t3時点〜t6時点)で、破線L_tdwnで示すように、自動変速部20の出力トルクTOUTが落ち込むこととなる。尚、変速出力時(t2時点)からトルク相開始時(t3時点)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である。
When the clutch-to-clutch control of each hydraulic friction engagement device (B1, B2) is started from time t2, the torque phase compensation control is performed due to the change of gripping of these hydraulic friction engagement devices. If it is not executed, the output torque T OUT of the
破線L_tdwnで示すような出力トルクTOUTの落込みDに対して、トルク補償手段96は、変速過渡中のトルク相が始まると、そのトルク相で自動変速部20の出力トルクTOUTが落ち込まず平坦に推移する理想的変化に近付くようにトルク相補償トルクTFL(第2電動機トルクTM2)を制御することによって、出力トルクTOUTの落込みDを低減する。すなわち、t3時点から、トルク補償手段96は、決定したトルク補償量QTFLでトルク相補償制御の実行を開始する。ここで、図12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の落込みDが無くなり平坦に推移しなかったとしても、出力トルクTOUTの変化が破線L_tdwnで示す変化から少しでも上記理想的変化に近づけば、その分、変速ショックは低減され快適性は向上する。一方で、トルク相補償トルクTFLが大きくされるほど、すなわち、トルク補償量QTFLが大きくされるほど、トルク相補償制御の実行によるエネルギ消費量が増すので燃費悪化につながる可能性が高くなる。この点を踏まえ、トルク補償手段96は、図12に示すように、出力トルクTOUTの落込みDが完全には無くならないが破線L_tdwnで示される落込みよりはその落込み量が小さくされるトルク補償量QTFLでトルク相補償制御を実行する。このとき、トルク補償手段96は、決定したトルク補償量QTFLが実現されるようにトルク相補償トルクTFL(第2電動機トルクTM2)を制御する。
Relative decline D of the output torque T OUT as shown by the broken line L_tdwn, torque compensation means 96, the torque phase during shifting transient starts, the output torque T OUT of the automatic shifting
また、トルク相中のt4時点〜t6時点において、第2電動機トルクTM2がトルク相補償トルクTFLに対して不足するトルク不足分が第3電動機トルクTM3により補われる。すなわち、トルク相中のt4時点〜t6時点において第3電動機M3からの直達トルクがその不足分だけ増大させられる。 Further, from the time t4 to the time t6 in the torque phase, the third motor torque T M3 compensates for the torque shortage that the second motor torque T M2 is insufficient with respect to the torque phase compensation torque T FL . That is, the direct torque from the third electric motor M3 is increased by the shortage from time t4 to time t6 in the torque phase.
そして、t6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、トルク補償手段96はトルク相補償制御を終了する。尚、トルク相の終了時点でトルク相補償制御が完全に終了するように、トルク相の終了前にトルク相補償制御を終了しても良い。次に、t6時点からt7時点までのイナーシャ相では、イナーシャトルクを低減する為に第2電動機M2によるトルクダウン制御が実施される。尚、アップシフトの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の入力回転速度(伝達部材回転速度N18)が下降し始めたか否か、並びにその下降が終了したか否かに基づいて判定される。
Then, when the torque phase ends and the inertia phase starts at time t6, the torque compensation means 96 ends the torque phase compensation control. Note that the torque phase compensation control may be terminated before the torque phase is terminated so that the torque phase compensation control is completely terminated at the end of the torque phase. Next, in the inertia phase from the time t6 to the time t7, the torque reduction control by the second electric motor M2 is performed in order to reduce the inertia torque. The determination of the start of the upshift inertia phase and the end of the shift is made, for example, as to whether or not the input rotational speed (transmission member rotational speed N 18 ) 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を増大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、トルク補償手段96がトルク相補償制御を実行する場合には、例えば、そのトルク相補償制御を実行しない通常の変速よりも係合側の係合装置であるブレーキB1の係合油圧Pb1の立ち上がりを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上記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から出力されるトルク相補償トルクTFLが自動変速部20の出力軸22に有効に伝達されるので、t3時点〜t6時点における出力トルクTOUTの落込みDが低減される。
Here, in the torque phase of the
上記のように、トルク補償手段96が自動変速部20の変速過渡期(トルク相)において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Dが抑制されて変速ショックが抑制される。また、動力伝達装置10が無段変速状態である場合には、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12に示すように、ハイブリッド制御手段86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の変速中を含めて変速前後でエンジン回転速度NEを略一定となるように、換言すればエンジン回転速度NEをその変動量が零に近付くように制御する、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。
As described above, by the torque compensation means 96 executes a torque phase compensation control in the shift transient period of the automatic shifting portion 20 (torque phase), the decline D of the output torque T OUT of the torque phase is suppressed shift Shock is suppressed. Further, when the
次に、動力伝達装置10が有段変速状態である場合について、すなわち、図13について、図12とは異なる点を主として説明する。この図13の実施例では、トルク相補償制御に第2電動機M2が優先的に用いられるが、トルク相補償トルクTFLに対して第2電動機トルクTM2では不足する為にその不足分を補うように第1電動機M1のトルクも合わせて使用されている。
Next, a case where the
図13の自動変速部20の変速中のトルク相(t3時点〜t6時点)で、第2電動機トルクTM2がそのトルク相開始前に対して増大されてトルク相補償制御が実行されているのは図12と同様である。しかし、前述したように、トルク補償手段96は、動力伝達装置10が有段変速状態である場合には無段変速状態である場合と比較して、トルク相補償制御におけるトルク補償量QTFLを小さくするので、図13のトルク相(t3時点〜t6時点)の全体にわたって第2電動機トルクTM2は動力伝達装置10が無段変速状態である場合(図12参照)に対して低く抑えられている。従って、図14のt3時点〜t6時点に示すように、動力伝達装置10が有段変速状態である場合(図14に示す二点鎖線)には無段変速状態である場合(図14に示す実線)ほど出力トルクTOUTの落込みDは抑制されないが、トルク相補償制御が実行されない場合(図14の破線L_tdwn)との比較では、出力トルクTOUTの落込みDは抑制される。
In the torque phase during shifting of the automatic shifting
図13に戻り、トルク相中のt3時点〜t6時点において、第2電動機トルクTM2がトルク相補償トルクTFLに対して不足するトルク不足分が第1電動機トルクTM1により補われる。すなわち、トルク相中のt3時点〜t6時点において第1電動機トルクTM1がその不足分だけ増大させられる。 Returning to FIG. 13, from the time t3 to the time t6 in the torque phase, the first motor torque T M1 compensates for the torque shortage that the second motor torque T M2 is insufficient with respect to the torque phase compensation torque T FL . That is, the first electric motor torque T M1 is increased by the shortage in time t3 ~t6 time of the torque phase.
また、自動変速部20のイナーシャ相(t6時点〜t7時点)において、図12と同様に、第2電動機トルクTM2が低下させられるトルクダウン制御が実施される。この自動変速部20の変速のイナーシャ相では、動力伝達装置10は無段変速状態ではなく有段変速状態であり、自動変速部20のアップシフトであるので、エンジン回転速度NEは一定になるように制御されることは無く、変速の進行に連れて下降させられる。また、変速後の出力トルクTOUTはアップシフトにおける変速比γATの変化分に対応して変速前の出力トルクTOUTから低下させられる。この出力トルクTOUTの低下分が変速前後のトルク段差である。
Further, in the inertia phase of the automatic shifting portion 20 (t6 time ~t7 time), as in FIG. 12, the torque reduction control for the second electric motor torque T M2 is lowered is carried out. The inertia phase of the shift of the automatic shifting
上述のように、本実施例によれば、駆動力源としてのエンジン8と差動部11と自動変速部20と差動部11の差動作用を制限する差動制限装置としての切換クラッチC0及び切換ブレーキB0とを備える動力伝達装置10の電子制御装置80において、差動部11が差動状態及び非差動状態のうちの何れの状態とされているかに基づいて、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の中からトルク補償手段96によるトルク相補償制御に用いられる電動機Mが電動機選択手段100により決定されるので、差動部11の差動状態及び非差動状態に適した電動機Mを用いてトルク相補償制御が行われる。例えば、差動部11の差動状態及び非差動状態の各状態においてトルク相補償制御に使用できる電動機Mやその使用できる電動機Mの電力効率などを考慮してトルク相補償制御時に必要なトルク相補償トルクTFLを発生させる為の電動機Mを決定し、その決定した電動機Mを用いてトルク相補償制御が行われる。よって、自動変速部20の変速過渡中のトルク相における出力トルクTOUTの一時的な落ち込み(出力トルクTOUTの落込みD)を適切に小さくし、変速ショックを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the switching clutch C0 as the differential limiting device that limits the differential action of the
また、本実施例によれば、差動部11が差動状態とされているときには、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3のうちで第2電動機M2が優先的に用いられてトルク相補償制御が行われる一方で、差動部11が非差動状態とされているときには、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mが決定されるので、差動部11の差動時には、第2電動機M2を使用することで、エンジン8の運転状態を変動させることなくトルク相補償制御を行うことができ、変速ショックを低減することができる。また、差動部11の非差動時には、差動時に比べ、トルク相補償制御のために消費される電力を低減することができる。
According to the present embodiment, when the
また、本実施例によれば、差動部11が差動状態とされているときに、出力トルクTOUTの落込みDをトルク補償する為のトルク補償量QTFL(トルク相補償トルクTFL)に対して第2電動機M2によるトルク相補償トルクが不足する場合には、そのトルク不足分が第3電動機M3を用いて補われるので、エンジン8に動力伝達可能に連結された第3電動機M3によりトルク相補償トルクTFLを必要充分に確保することができる。そのため、必要なトルク相補償トルクTFLが不足することに起因して変速ショックが大きくなることが回避される。また、例えばより広範囲の運転状況下例えば車速範囲や電動機Mの使用温度範囲や要求出力範囲でトルク相補償制御を行うことができることから、変速ショックを低減することができる。
Further, according to the present embodiment, when the
また、本実施例によれば、差動部11が差動状態とされているときには、エンジン回転速度NEが自動変速部20の変速開始から終了までの間において略一定とされるように差動部11の差動作用により制御されるので、例えばトルク相補償制御を行いつつエンジン回転速度NEが略一定に維持されることから、エンジン回転速度変動によるショックを抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, when the
また、本実施例によれば、差動部が非差動状態とされているときには、差動制限装置(切換クラッチC0及び切換ブレーキB0)の係合状態に合わせて電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mが決定されるので、差動部11の非差動時には、差動時に比べ、トルク相補償制御のために消費される電力を一層適切に低減することができる。
Further, according to this embodiment, when the differential portion is in the non-differential state, the power efficiency is maximized in accordance with the engaged state of the differential limiting device (the switching clutch C0 and the switching brake B0). Since the electric motor M used for the torque phase compensation control is determined, the power consumed for the torque phase compensation control can be more appropriately reduced when the
また、本実施例によれば、差動部11は電気式無段変速機であり、自動変速部20は差動部11から駆動輪34への動力伝達経路の一部を構成する有段式自動変速機であり、差動部11から駆動輪34への動力伝達経路に動力伝達可能に連結された第2電動機M2が備えられるので、エンジン、差動部11、自動変速部20、及び第2電動機M2を備えた実用的な動力伝達装置10において、自動変速部20の変速過渡中のトルク相における出力トルクTOUTの落込みDを適切に小さくし、変速ショックを低減することができる。また、差動部11から出力される駆動トルクを滑らかに変化させることが可能である。尚、差動部11は、その変速比γ0を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させる他に変速比γ0を段階的に変化させて有段変速機として作動させることも可能である。
Further, according to this embodiment, the
また、本実施例によれば、差動部11の第1非差動状態においては、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の中から、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機Mが決定される一方で、差動部11の第2非差動状態においては、第2電動機M2及び第3電動機M3の中から、電力効率が最大となるようにトルク相補償制御に用いる電動機が決定される。このようにすれば、差動部11が差動状態であるときは、増速機として機能する動力分配機構16を介して直達トルクが機械的に差動部11の出力側回転部材である伝達部材18に伝達される第3電動機M3を用いるよりも、トルクが直接的に伝達部材18に出力される第2電動機M2を優先的に用いる方がトルク相補償制御を行う際には有利となる。よって、第3電動機M3はメインとせずに第2電動機トルクTM2で不足する分を補うときに用いるのが好ましい。また、差動部11が第1非差動状態であるときは、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3の3つの電動機Mの何れもトルク相補償制御に用いることができ、このときの電動機Mの各回転速度は何れも同じであることから、各電動機Mの電力効率に基づいて使用分担を決定する。よって、差動時に比べ、トルク相補償制御のために消費される電力を適切に低減することができる。また、差動部11が第2非差動状態であるときは、第2電動機M2と第3電動機M3とをトルク相補償制御に用いることができるが、上記差動状態と同様に、第2電動機M2の方が有利となるので、第2電動機M2を優先的に用いる方が好ましい。
Further, according to the present embodiment, in the first non-differential state of the
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, 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動力伝達装置110の構成を説明する骨子図、図16はその動力伝達装置110の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを示す係合表、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 the
動力伝達装置110は、前述の実施例と同様に第1電動機M1、動力分配機構16、及び第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120とを備えている。更に、動力伝達装置110には、エンジン連結電動機である第3電動機M3がエンジン8に動力伝達可能に連結されている。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及び切換ブレーキB0とを有している。自動変速部120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126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128とを備えている。第1遊星歯車装置126の第1サンギヤS1と第2遊星歯車装置128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共に第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126の第1キャリヤCA1と第2遊星歯車装置128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
このように、自動変速部120内と差動部11(伝達部材18)とは自動変速部120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又は第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及び第2クラッチC2は、伝達部材18と自動変速部120との間の動力伝達経路すなわち差動部11(伝達部材18)から駆動輪34への動力伝達経路を、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及び第2クラッチC2の少なくとの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及び第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 this way, 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、及び第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)の何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及び切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0及び切換ブレーキ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。従って、動力伝達装置110では、切換クラッチC0及び切換ブレーキ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120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及び切換ブレーキ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120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及び切換ブレーキ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及び切換ブレーキ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、及び第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、及び第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、及び第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、及び切換ブレーキ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及び第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。尚、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
一方、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及び切換ブレーキ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120が有段変速機として機能することにより、自動変速部120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120の入力回転速度NIN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。従って、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置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。
On the other hand, 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120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及び切換ブレーキB0が解放される場合、及び切換クラッチC0又は切換ブレーキB0が係合させられる場合の動力分配機構16(差動部11)の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
FIG. 17 illustrates a gear stage in a
図17における自動変速部120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及び第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及び第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120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共に第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120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120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の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速(1st)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(2nd)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(3rd)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。一方、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、及び切換ブレーキ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(4th)の出力軸22の回転速度が示される。
In the
本実施例においても、動力伝達装置110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120と、エンジン8に動力伝達可能に連結された第3電動機M3とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
Also in this embodiment, 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、本発明は実施例相互を組み合わせて実施可能であると共にその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention can be implemented combining an Example mutually and is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例では、図9に示すように、トルク相補償制御におけるトルク補償量QTFLは、動力伝達装置10,110が無段変速状態であるか或いは有段変速状態であるかによって異なるが、そのようにされないとしても差し支えない。
For example, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 9, the torque compensation amount Q TFL in the torque phase compensation control depends on whether the
また、前述の実施例において、トルク補償手段96によって実行されるトルク相補償制御を説明するための図12〜図14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20,120の他の変速段間での変速においてトルク相補償制御が実行されても差し支えない。
In the above-described embodiment, the time charts of FIGS. 12 to 14 for explaining the torque phase compensation control executed by the torque compensating means 96 are the shifts from the second speed to the third speed of the
また、前述の実施例の図9には、完全トルク相補償量FQTFLとトルク補償量QTFLとの関係が示されているが、無段変速時用のトルク補償量QTFLも有段変速時用のトルク補償量QTFLも互いの大小関係が図9のように維持され、自動変速部20,120の変速時に搭乗者に対し違和感を生じさせないように実験的に設定されればよく、例えば、図9のような互いの大小関係が維持され無段変速時用のトルク補償量QTFLは完全トルク相補償量FQTFLの50%や80%程度であっても差し支えない。また、完全トルク相補償量FQTFLが求められた上でそれを基準にトルク補償量QTFLが決定されるが、その他の手順でそのトルク補償量QTFLが決定されても差し支えない。例えば、前述した有段変速時における変速前後のトルク段差が大きくなる程トルク補償量QTFLが大きくなる所定の関係からそのトルク段差に基づいてトルク補償量QTFLを決定しても良い。尚、このトルク段差は、変速前の出力トルクTOUTから変速時の自動変速部20の変速比γATの変化分から算出すれば良く、有段変速状態のみならず無段変速状態であっても算出可能である。
Further, FIG. 9 of the previous embodiment, complete but the relationship between the torque phase compensation amount FQ TFL and the torque compensation amount Q TFL is shown, the torque compensation amount Q TFL for at CVT also stepped shift The temporal torque compensation amount Q TFL may be set experimentally so that the magnitude relationship between the torque compensation amounts Q TFL is maintained as shown in FIG. 9 and the passenger does not feel uncomfortable when the
また、前述の実施例の動力伝達装置10、110は、動力分配機構16が差動状態と非差動状態とに切り換えられることで電気的な無段変速機として機能する無段変速状態と有段変速機として機能する有段変速状態とに切換可能に構成されたが、動力伝達装置10、110が有段変速状態に切換可能に構成されない変速機構すなわち差動部11が切換クラッチC0及び切換ブレーキB0を備えず電気的な無段変速機(電気的な差動装置)としての機能のみを有する電気式差動部(無段変速部)11であっても本実施例は適用され得る。この場合には例えば切換制御手段90や増速側ギヤ段判定手段88は備えられる必要はない。
Further, the
また、前述の実施例において、動力分配機構16が、差動制限装置として機能する切換クラッチC0及び切換ブレーキB0を備えているが、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0は動力分配機構16とは別個に動力伝達装置10、110に備えられていてもよい。また、切換クラッチC0及び切換ブレーキB0の何れか一方がない構成も考え得る。また、切換クラッチC0は、サンギヤS1とキャリヤCA1とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS1とリングギヤR1との間や、キャリヤCA1とリングギヤR1との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24、126の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、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。
Further, 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. 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とは直結されており、第3電動機M3と第1回転要素RE1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、第3電動機M3が第1回転要素RE1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34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、120が連結されているが、自動変速部20、120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、120は、エンジン8から駆動輪34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、13によれば、差動部11と自動変速部20、120は直列に連結されているが、動力伝達装置10、110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、120とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
Moreover, according to FIGS. 1 and 13 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、前述の実施例の差動機構として動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1及び伝達部材18(第2電動機M2)に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
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34への動力伝達経路が連結されているが、例えば、2以上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、前述の実施例では、差動部11すなわち動力分配機構16の出力部材である伝達部材18と駆動輪34との間の動力伝達経路に、自動変速部20、120が介挿されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機、手動操作により変速段が切り換えられる同期噛み合い式の手動変速機等の他の形式の動力伝達装置(変速機)が設けられていてもよい。その無段変速機(CVT)の場合には、動力分配機構16が定変速状態とされることで全体として有段変速状態とされる。有段変速状態とは、電気パスを用いないで専ら機械的伝達経路で動力伝達することである。或いは、上記無段変速機は有段変速機における変速段に対応するように予め複数の固定された変速比が記憶され、その複数の固定された変速比を用いて自動変速部20、120の変速が実行されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
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34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及び第3電動機M3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及び第3電動機M3、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のうちの何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、前述の実施例では、第1電動機M1、第2電動機M2、及び第3電動機M3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、第3電動機M3は差動部キャリヤCA0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、第3電動機M3は差動部キャリヤCA0又はエンジン8に連結されていてもよい。
In the above-described embodiment, the first electric motor M1, the second electric motor M2, and the third electric motor M3 are disposed concentrically with the
また、前述の実施例において、自動変速部20、120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、120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、120とは、例えば伝達部材18としてカウンタギヤ対、スプロケット及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34までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材18に連結されているが、第2電動機M2がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構16にも連結可能とされており、第1電動機M1の代わりに第2電動機M2によって動力分配機構16の差動状態を制御可能とする動力伝達装置10の構成であってもよい。
In addition, 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、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とはそれぞれ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
また、前述の実施例では、第1クラッチC1や切換クラッチC0や切換ブレーキB0などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁紛)クラッチ、電磁クラッチ、噛合型のドグクラッチなどの磁紛式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。例えば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路70は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
Further, in the above-described embodiment, the hydraulic friction engagement devices such as the first clutch C1, the switching clutch C0, and the switching brake B0 are a magnetic type such as a powder (magnetic) clutch, an electromagnetic clutch, and a meshing type dog clutch, You may be comprised from the electromagnetic type and the mechanical engagement apparatus. For example, in the case of an electromagnetic clutch, the
また、前述した複数の実施例はそれぞれ、例えば優先順位を設けるなどして、相互に組み合わせて実施することができる。 Each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other, for example, by providing a priority order.
なお、上述したの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。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
8:エンジン(駆動力源)
10、110:車両用動力伝達装置
11:差動部
14:入力軸(駆動力源の出力側回転部材)
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材(差動部の出力側回転部材、有段変速部の入力側回転部材)
20、120:自動変速部(有段変速部)
24:差動部遊星歯車装置(歯車機構)
34:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
B0:切換ブレーキ(差動制限装置)
C0:切換クラッチ(差動制限装置)
M1、M2、M3:第1電動機、第2電動機、第3電動機(複数の電動機)
RE1、RE2、RE3:第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素
8: Engine (drive power source)
10, 110: Power transmission device for vehicle 11: Differential unit 14: Input shaft (output side rotating member of driving force source)
16: Power distribution mechanism (differential mechanism)
18: Transmission member (output-side rotating member of differential section, input-side rotating member of stepped transmission section)
20, 120: Automatic transmission unit (stepped transmission unit)
24: Planetary gear device for differential section (gear mechanism)
34: Drive wheel 80: Electronic control device (control device)
B0: Switching brake (differential limiting device)
C0: Switching clutch (differential limiting device)
M1, M2, M3: first electric motor, second electric motor, third electric motor (a plurality of electric motors)
RE1, RE2, RE3: first rotation element, second rotation element, third rotation element
Claims (7)
前記車両用動力伝達装置の複数の回転部材にそれぞれ連結された複数の電動機を用いて、前記有段変速部の変速過渡中のトルク相におけるトルクの落ち込みをトルク補償するトルク相補償制御を行うトルク補償手段を含み、
前記差動部が差動状態及び非差動状態のうちの何れの状態とされているかに基づいて、前記複数の電動機の中から前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定することを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 A control device for a vehicle power transmission device comprising a driving force source, a differential unit, a stepped transmission unit, and a differential limiting device that limits a differential action of the differential unit,
Torque for performing torque phase compensation control for compensating for torque drop in the torque phase during the shift transition of the stepped transmission using a plurality of electric motors respectively connected to a plurality of rotating members of the vehicle power transmission device Including compensation means,
An electric motor to be used for the torque phase compensation control is determined from the plurality of electric motors based on whether the differential unit is in a differential state or a non-differential state. Control device for vehicle power transmission device.
前記差動部が非差動状態とされているときには、電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定することを特徴とする請求項1に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 When the differential unit is in a differential state, the torque phase compensation control is performed preferentially using an electric motor connected to an output-side rotating member of the differential unit so as to be capable of transmitting power among the plurality of electric motors. While doing
2. The vehicle power transmission device according to claim 1, wherein when the differential unit is in a non-differential state, an electric motor used for the torque phase compensation control is determined so that power efficiency is maximized. Control device.
前記差動部が非差動状態とされているときには、前記係合装置の係合状態に合わせて電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 The differential limiting device has a plurality of engagement devices that change the gear ratio of the differential portion stepwise when the differential portion is in a non-differential state,
When the differential portion is in a non-differential state, an electric motor used for the torque phase compensation control is determined so as to maximize power efficiency in accordance with an engagement state of the engagement device. The control device for a vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 4.
前記有段変速部は、前記差動部から駆動輪への動力伝達経路の一部を構成する有段式自動変速機であり、
前記差動部から前記駆動輪への動力伝達経路に動力伝達可能に連結された第2電動機を備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 The differential unit includes a differential mechanism connected to the driving force source so as to be able to transmit power, and a first motor connected to the differential mechanism so as to be able to transmit power. The operating state of the first motor is controlled. An electric continuously variable transmission in which the differential state of the differential mechanism is controlled by
The stepped transmission unit is a stepped automatic transmission that constitutes a part of a power transmission path from the differential unit to the drive wheels,
6. The vehicular power transmission device according to claim 1, further comprising a second electric motor coupled to a power transmission path from the differential unit to the drive wheel so as to be capable of transmitting power. Control device.
前記差動制限装置は、前記3つの回転要素を一体回転させて直結状態とする第1非差動状態と、前記第2回転要素を非回転状態として前記第3回転要素を前記第1回転要素よりも増速回転させる第2非差動状態との何れかとすることで前記差動部を非差動状態とするものであり、
前記第1非差動状態においては、前記第1電動機、前記第2電動機、及び前記第3電動機の中から、電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定する一方で、
前記第2非差動状態においては、前記第2電動機及び前記第3電動機の中から、電力効率が最大となるように前記トルク相補償制御に用いる電動機を決定することを特徴とする請求項6に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 The differential mechanism is a gear mechanism having three rotating elements of a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element, and the driving force source and the third motor are powered by the first rotating element. The first motor is connected to the second rotating element so as to be able to transmit power, and the second motor and the input side rotating member of the stepped transmission unit are connected to the third rotating element for power transmission. Are linked together,
The differential limiting device includes a first non-differential state in which the three rotating elements are integrally rotated to be in a directly connected state, and the third rotating element is set to the first rotating element with the second rotating element in a non-rotating state. The differential part is made to be in a non-differential state by being in any one of a second non-differential state that rotates at a higher speed than
In the first non-differential state, while determining the electric motor to be used for the torque phase compensation control so that the power efficiency is maximized from the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor. ,
The motor used for the torque phase compensation control is determined so as to maximize the power efficiency from the second motor and the third motor in the second non-differential state. The control apparatus of the power transmission device for vehicles described in 2.
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