JP2011020503A - Hybrid power device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転出力軸に対してトルクを伝達する主動力源と、回転出力軸に対して変速機を介してトルクを伝達する電動機とを備えるハイブリッド動力装置に関する。 The present invention relates to a hybrid power unit including a main power source that transmits torque to a rotation output shaft and an electric motor that transmits torque to the rotation output shaft via a transmission.
従来、この種のハイブリッド動力装置としては、例えば車両用のハイブリッド動力装置として特許文献1に記載のものがある。特許文献1に記載のものも含めて従来一般のハイブリッド動力装置においては、例えば内燃機関を含む主動力源から伝達されるトルク及び電動機から変速機を介して伝達されるトルクの少なくとも一方により回転出力軸が駆動される。
Conventionally, as this kind of hybrid power unit, for example, there is one described in
こうしたハイブリッド動力装置においては、キックダウン変速のように回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速が行われると、電動機から回転出力軸に伝達されるトルクを大きくすることができる。 In such a hybrid power unit, when a shift to the low gear stage is performed by the transmission in a state where the motor is outputting torque to the rotation output shaft as in kick-down gear shifting, the motor rotates to the rotation output shaft. The torque transmitted to can be increased.
ところで、電動機が回転出力軸に対してトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速判断がなされてから同変速判断に基づく変速処理が実際に開始されるまでには時間遅れが生じることがある。こうした時間遅れの原因としては例えば、内燃機関の始動処理のための変速開始遅延要求等がある。すなわち、内燃機関の始動処理のための変速開始遅延要求は、上記変速判断がなされたときに内燃機関16の始動処理が実行されている場合に出されるものであり、同要求が出されていると、同始動処理の完了を変速処理に優先するために、同始動処理が完了するまでは上記変速判断に基づく変速処理の開始が保留されることとなる。しかしながら、このように変速判断がなされてから同変速判断に基づく変速処理が実際に開始されるまでに時間遅れが生じ、この時間遅れの間に、アクセル開度の増大等に基づいて電動機の出力トルクが増大して変速処理を開始する際に同電動機の出力トルクが大きい状態となると、このことに起因する種々の問題が生じることを回避することができない。すなわち、電動機の出力トルクが大きい状態のまま変速処理を開始すると、変速機を構成する複数の摩擦係合要素(クラッチやブレーキ)のうち、変速処理が開始されるまで係合状態とされている摩擦係合要素を解放する際のショックが大きなものとなる。
By the way, after the shift determination to the low shift stage side by the transmission in a state where the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft, the shift process based on the shift determination is actually started. There may be a time delay. As a cause of such a time delay, for example, there is a shift start delay request for starting processing of the internal combustion engine. That is, the shift start delay request for the start process of the internal combustion engine is issued when the start process of the
一方、こうした問題に対応すべく、変速処理を開始する際に、電動機の出力トルクを所定値以下まで低減することが考えられる。しかしながら、この場合、上記変速判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間に電動機の出力トルクが増大することとなれば、電動機の出力トルクが上記所定値以下となるまでに多くの時間を要することとなり、変速処理の開始が遅れるといった新たな問題が生じることとなる。 On the other hand, in order to cope with such a problem, it is conceivable to reduce the output torque of the motor to a predetermined value or less when starting the shift process. However, in this case, if the output torque of the motor increases during the period from the determination of the shift to the start of the shift process, it takes a long time until the output torque of the motor becomes equal to or less than the predetermined value. Therefore, there arises a new problem that the start of the shift process is delayed.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速処理を開始するに際して同電動機の出力トルクが大きい状態となることに起因する種々の問題の発生を抑制することのできるハイブリッド動力装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to start a shift process to the low gear stage by the transmission in a state where the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft. It is an object of the present invention to provide a hybrid power unit that can suppress the occurrence of various problems caused by the output torque of the electric motor becoming large.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、回転出力軸に対してトルクを伝達する主動力源と、前記回転出力軸に対して変速機を介してトルクを伝達する電動機とを備えるハイブリッド動力装置において、前記回転出力軸に対して前記電動機がトルクを出力している状態での前記変速機による低変速段側への変速判断がなされてから同変速判断に基づく変速処理が開始されるまでの期間に、前記電動機の出力トルクの増大を制限する出力トルク制限手段を備えることをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
(1) The invention according to
同構成によれば、回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速判断がなされてから同変速判断に基づく変速処理が開始されるまでの期間に、電動機の出力トルクの増大が制限されるようになることから、こうした制限がなされない場合に比べて、上記変速処理を開始するに際して電動機の出力トルクを小さく抑えることができる。従って、回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速処理を開始するに際して同電動機の出力トルクが大きい状態となることに起因する種々の問題の発生を抑制することができるようになる。 According to this configuration, the shift process based on the shift determination is started after the shift determination to the low gear stage by the transmission in a state where the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft. During this period, the increase in the output torque of the motor is restricted, so that the output torque of the motor can be kept small when starting the shift process as compared with the case where such restriction is not made. Therefore, when starting the shift process to the low gear stage by the transmission in a state where the motor is outputting torque to the rotation output shaft, there are various reasons resulting from the output torque of the motor becoming large. It becomes possible to suppress the occurrence of problems.
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のハイブリッド動力装置において、前記変速判断に基づく変速処理を開始する際に、前記電動機の出力トルクを所定値以下まで低減する出力トルク低減手段を更に備えることをその要旨としている。
(2) The invention according to
回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速処理を開始するに際して同電動機の出力トルクが比較的大きい場合には、変速機を構成する摩擦係合要素のうち変速処理の開始時において係合状態とされている摩擦係合要素を解放する際のショックが大きなものとなるといった問題が生じる。そこで、変速処理を開始する際に、電動機の出力トルクを所定値以下まで低減することとすれば、係合状態とされている摩擦係合要素を解放する際のショックを小さく抑えることができるようになる。ただし、こうした制御構成にあっては、変速判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間に電動機の出力トルクが増大している場合には、電動機の出力トルクが上記所定値以下となるまでに多くの時間を要することとなり、変速処理の開始が遅れるといった新たな問題が生じることとなる。 When the output torque of the electric motor is relatively large when starting the shift process to the low gear stage by the transmission while the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft, the transmission is configured. There is a problem that a shock when releasing the friction engagement element that is in an engaged state at the start of the shift process among the friction engagement elements becomes large. Therefore, if the output torque of the motor is reduced to a predetermined value or less when starting the shift process, the shock when releasing the friction engagement element in the engaged state can be reduced. become. However, in such a control configuration, when the output torque of the motor is increased during the period from when the shift determination is made until the shift process is started, the output torque of the motor becomes equal to or less than the predetermined value. A long time is required until the start of the shift process is delayed.
また、このように変速処理の開始が遅れることを抑制すべく、変速処理を開始するに際して電動機の出力トルクを急激に低減させて上記所定値以下とすることが考えられるが、この場合には、出力トルクの急激な低減に起因してショックが生じるといった新たな問題が生じることとなる。 Further, in order to suppress the delay of the start of the shift process in this way, it is conceivable that the output torque of the motor is suddenly reduced to the predetermined value or less when starting the shift process. There arises a new problem that a shock occurs due to the rapid reduction of the output torque.
このような制御構成を備える制御装置にあって、上記請求項1に係る発明を適用すれば、変速判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間に、電動機の出力トルクの増大が制限されることから、こうした制限がなされない場合に比べて、変速処理を開始するに際して電動機の出力トルクが小さく抑えられるようになる。従って、電動機の出力トルクが上記所定値以下となるまでに要する時間を短くすることができ、変速処理の開始の遅れや、電動機の出力トルクの急激な低減に起因するショックの発生を的確に抑制することができるようになる。
In the control device having such a control configuration, if the invention according to
(3)請求項1又は請求項2に記載の発明は、請求項3に記載の発明によるように、前記ハイブリッド動力装置は車両に搭載されるとともに、前記回転出力軸は前記車両の駆動輪に連結されるものであり、運転者要求及び車両の走行状態に基づいて前記駆動輪の要求駆動力を算出する要求駆動力算出手段と、前記駆動輪の要求駆動力と前記主動力源の出力トルクとに基づいて前記電動機の要求出力トルクを算出する要求出力トルク算出手段と、備え、前記出力トルク制限手段は、前記要求駆動力算出手段を通じて前記要求駆動力の増大を制限することにより前記電動機の出力トルクの増大を制限するといった態様をもって具体化することができる。 (3) According to the first or second aspect of the invention, as in the third aspect of the invention, the hybrid power unit is mounted on a vehicle, and the rotation output shaft is mounted on a drive wheel of the vehicle. The required driving force calculating means for calculating the required driving force of the driving wheel based on the driver's request and the running state of the vehicle, the required driving force of the driving wheel and the output torque of the main power source. Required output torque calculating means for calculating the required output torque of the electric motor based on the above, the output torque limiting means limiting the increase in the required driving force through the required driving force calculating means. It can be embodied in such a manner that the increase in output torque is limited.
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のハイブリッド動力装置において、前記主動力源は内燃機関を含むものであり、前記回転出力軸に対して前記電動機がトルクを出力している状態での前記変速機による低変速段側への変速判断がなされたとき、前記内燃機関の始動処理が完了していない場合には同始動処理が完了するまで同変速判断に基づく変速処理の開始を遅延する変速処理開始遅延手段を更に備えることをその要旨としている。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, in the hybrid power unit according to the third aspect, the main power source includes an internal combustion engine, and the electric motor outputs torque to the rotation output shaft. When the shift determination to the low gear stage is made by the transmission in a state where the engine is running, if the start process of the internal combustion engine is not completed, the shift process based on the shift determination is completed until the start process is completed The gist of the present invention is to further include a shift process start delay means for delaying the start of the shift.
電動機が回転出力軸に対してトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速判断がなされたとき、内燃機関の始動処理が完了していない場合には同始動処理が完了するまで同変速判断に基づく変速処理の開始を遅延するものがある。こうした制御構成にあっては、変速判断がなされてから内燃機関の始動処理が完了するまでの期間においては、内燃機関の出力トルクが増大しないことから、駆動輪の要求駆動力が増大すると、その増大量のうちの大部分が電動機の要求出力トルクの増大量に分配されることとなる。このため、回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速処理を開始するに際して同電動機の出力トルクが大きい状態となり、これに起因する問題が顕著なものとなる。 When the shift determination to the low gear stage is made by the transmission while the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft, the start process is performed if the start process of the internal combustion engine is not completed. There is one that delays the start of shift processing based on the shift determination until completion. In such a control configuration, the output torque of the internal combustion engine does not increase during the period from when the shift determination is made until the start processing of the internal combustion engine is completed. Most of the increase amount is distributed to the increase amount of the required output torque of the electric motor. For this reason, the output torque of the electric motor becomes large when starting the shift process to the low gear stage by the transmission in a state in which the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft. Becomes prominent.
このような制御構成を備える制御装置において、上記請求項1に係る発明を適用すれば、変速判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間に、電動機の出力トルクの増大が制限されることから、こうした制限がなされない場合に比べて、変速処理を開始するに際して電動機の出力トルクが小さく抑えられるようになる。従って、回転出力軸に対して電動機がトルクを出力している状態での変速機による低変速段側への変速処理を開始するに際して同電動機の出力トルクが大きい状態となることに起因する種々の問題の発生を抑制することができるようになる。
In the control device having such a control configuration, if the invention according to
(5)請求項3又は請求項4に記載の発明は、請求項5に記載の発明によるように、前記出力トルク制限手段は、前記電動機の出力トルクの増大を制限する前記期間において、前記電動機の要求出力トルクを、前記回転出力軸に対して前記電動機がトルクを出力している状態での前記変速機による低変速段側への変速判断がなされたときに前記出力トルク算出手段により算出される値以下に制限するといった態様をもって具体化することができる。 (5) According to a third or fourth aspect of the present invention, as in the fifth aspect of the present invention, the output torque limiting means limits the increase in the output torque of the motor during the period in which the electric motor is limited. The required output torque is calculated by the output torque calculation means when the shift to the low gear stage is determined by the transmission in a state where the motor is outputting torque to the rotation output shaft. It can be embodied in such a manner that it is limited to a certain value or less.
以下、図1〜図5を参照して、本発明を車両用ハイブリッド動力装置として具体化した一実施形態について説明する。
図1に、車両用ハイブリッド動力装置2の概略構成を示す。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied as a hybrid power unit for a vehicle will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
同図に示すように、車両用ハイブリッド動力装置2は車両に搭載されるものであって、主動力源4が出力するトルクは回転出力軸6に伝達され、回転出力軸6からデファレンシャル8を介して駆動輪10に駆動力として伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御、あるいはエネルギを回収する回生制御が可能なアシスト動力源であるモータジェネレータ12(以下、「MG2」)が設けられている。MG2は変速機14を介して回転出力軸6に連結され、MG2と回転出力軸6との間で伝達されるトルクは、変速機14にて設定される変速比に応じて増減される。
As shown in the figure, the vehicle
主動力源4は、内燃機関16と、モータジェネレータ18(以下、「MG1」)と、これら内燃機関16とMG1との間でトルクを合成或いは分配する遊星歯車機構20とを主体として構成されている。内燃機関16は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの動力装置であって、スロットル開度(吸気量)や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(E−ECU)22によって行われる。
The
MG1は、同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを併せ備えて構成され、インバータ24を介してバッテリー26に接続されている。マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(MG−ECU)28を通じてインバータ24を制御することにより、MG1のトルクTM1(出力トルク及び回生トルク)が設定される。
The
MG2は、インバータ29を介してバッテリー26に接続されている。MG−ECU28がインバータ29を制御することにより、力行および回生並びにそれぞれの場合におけるトルクTM2が制御される。
The
遊星歯車機構20は、サンギヤ20aと、サンギヤ20aに対して同心円上に配置されたリングギヤ20bと、これらサンギヤ20aとリングギヤ20bとに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ20cとを三つの回転要素として差動作用を生じる歯車機構である。内燃機関16の回転出力軸(ここではクランク軸)16aはダンパー16bを介してキャリヤ20cに連結され、このことによりキャリヤ20cが入力要素となっている。
The
サンギヤ20aにはMG1が連結されて、サンギヤ20aが反力要素となっている。このことによりリングギヤ20bが出力要素となり、回転出力軸6に連結されている。図2(A)に、上述したトルク分配機構(トルク合成機構としての機能も有する)としての遊星歯車機構20の共線図を示す。同図に示すように、内燃機関16の動力の一部を回転出力軸6に分配し、他部をMG1に分配することができる。
MG1 is connected to the
変速機14は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち第1サンギヤ14aと第2サンギヤ14bとが設けられており、第1サンギヤ14aにショートピニオン14cが噛合するとともに、そのショートピニオン14cと第2サンギヤ14bとがこれより軸長の長いロングピニオン14dに噛合している。そして、ロングピニオン14dが各サンギヤ14a,14bと同心円上に配置されたリングギヤ14eに噛合している。各ピニオン14c,14dは、キャリヤ14fによって自転かつ公転自在に保持されている。従って、第1サンギヤ14aとリングギヤ14eとは、各ピニオン14c,14dと共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第2サンギヤ14bとリングギヤ14eとは、ロングピニオン14dと共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
The
こうした構成を備える変速機14は、第2サンギヤ14bが入力要素、キャリヤ14fが出力要素であり、第1ブレーキB1を係合させることにより変速比が「1」より大きい高速段Highが設定され、第1ブレーキB1に替えて第2ブレーキB2を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段Lowが設定される。この各変速段の間での変速処理を行うための変速判断は、回転出力軸6の回転速度である車速Vや、アクセル開度ACCPに基づいて実行される。より具体的には、図3に示すマップ(変速線図)として変速段領域を予め定めておき、検出された車速Vやアクセル開度ACCPに応じていずれかの変速段を設定するように制御される。
In the
すなわち、車速V及びアクセル開度ACCPが、同図中において破線にて示すアップシフト線よりも図中左側或いは上側の領域にある状態から、同アップシフト線よりも図中右側或いは下側の領域に遷移したと判断(アップシフト判断)すると、低速段Lowから高速段Highに切り換える処理(アップシフト処理)が実行される。アップシフト処理では、それまで低速段Lowを成立させるために係合状態とされていた第2ブレーキB2を解放させるとともに、解放状態とされていた第1ブレーキB1を係合させる。 That is, from the state where the vehicle speed V and the accelerator opening ACCP are in the region on the left side or the upper side of the upshift line indicated by the broken line in the drawing, the region on the right side or the lower side in the drawing from the upshift line. When it is determined that the transition has been made (upshift determination), a process (upshift process) for switching from the low speed stage Low to the high speed stage High is executed. In the upshift process, the second brake B2 that has been engaged in order to establish the low speed stage Low until then is released, and the first brake B1 that has been released is engaged.
一方、車速V及びアクセル開度ACCPが、同図中において一点鎖線にて示すダウンシフト線よりも図中右側或いは下側の領域にある状態から、同ダウンシフト線よりも図中左側或いは上側の領域に遷移したと判断(ダウンシフト判断)すると、高速段Highから低速段Lowに切り換える処理(ダウンシフト処理)が実行される。ダウンシフト処理では、高速段Highを成立させるために係合状態とされていた第1ブレーキB1を解放させるとともに、解放状態とされていた第2ブレーキB2を係合させる。 On the other hand, from the state where the vehicle speed V and the accelerator opening ACCP are in the region on the right side or the lower side in the drawing with respect to the downshift line indicated by the alternate long and short dash line in the drawing, When it is determined that the region has been changed (downshift determination), a process (downshift process) for switching from the high speed stage High to the low speed stage Low is executed. In the downshift process, the first brake B1 that has been engaged to establish the high-speed stage High is released, and the second brake B2 that has been released is engaged.
こうした変速判断及び変速処理を含む変速制御は、マイクロコンピュータを主体とした電子制御装置(HV−ECU)30により行われる。尚、HV−ECU30には、機関運転状態や車両の走行状態を検出するセンサからの検出結果が入力される。こうしたセンサとしては、例えば運転者要求であるアクセル開度ACCPを検出するアクセル開度センサ31、内燃機関16の回転出力軸16aの回転速度である機関回転速度NEを検出する機関回転速度センサ16c、及び回転出力軸6の回転速度、すなわち車速Vを検出する車速センサ6a等がある。尚、E−ECU22、MG−ECU28、及びHV−ECU30は相互通信可能に接続されている。
Shift control including such shift determination and shift processing is performed by an electronic control unit (HV-ECU) 30 having a microcomputer as a main component. The HV-
先の図2(B)に、変速機14の共線図を示す。同図に示すように、第2ブレーキB2によってリングギヤ14eを固定すれば、低速段Lowが設定され、MG2の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて回転出力軸6に付加される。第1ブレーキB1によって第1サンギヤ14aを固定すれば、低速段Lowより変速比の小さい高速段Highが設定される。この高速段Highにおける変速比も「1」より小さいので、MG2が出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて回転出力軸6に付加される。
FIG. 2B is a collinear diagram of the
各変速段Low,Highが定常的に設定されている状態では、回転出力軸6に付加されるトルクは、MG2の出力トルクTM2を変速比に応じて増大させたトルクとなる。
こうしたハイブリッド動力装置2においては、HV−ECU30を通じて、アクセル開度ACCPや、車速V等の車両の走行状態に基づいて車両の要求駆動力TVtrgを算出する。本実施形態では、主動力源4の要求出力トルクTRtrgとアシスト動力源であるMG2の要求出力トルクTM2trgとの和が、車両の要求駆動力TVtrgとなっており、車両の要求駆動力TVtrgから主動力源4の要求出力トルクTRtrgを減じることでMG2の要求出力トルクTM2trgを算出する。尚、本実施形態におけるHV−ECU30が、本発明に係る要求駆動力算出手段及び要求出力トルク算出手段に相当する。
In a state where the respective gear stages Low and High are set constantly, the torque applied to the rotation output shaft 6 is a torque obtained by increasing the output torque TM2 of the MG2 in accordance with the gear ratio.
In such a
ところで、キックダウン変速のようにMG2が回転出力軸6に対してトルクを出力している状態での変速機14によるダウンシフト判断がなされてから、同判断に基づく変速処理が実際に開始されるまでには時間遅れが生じることがある。こうした時間遅れの原因としては例えば、内燃機関16の始動処理のための変速開始遅延要求等がある。すなわち、内燃機関16の始動処理のための変速開始遅延要求は、上記ダウンシフト判断がなされたときに内燃機関16の始動処理が実行されている場合に出されるものであり、同要求が出されていると、同始動処理の完了を変速処理に優先するために、同始動処理が完了するまでは上記ダウンシフト判断に基づく変速処理の開始が保留されることとなる。
By the way, after the downshift determination is made by the
しかしながら、このようにダウンシフト判断がなされてから同判断に基づく変速処理が実際に開始されるまでに時間遅れが生じ、この時間遅れの間に、アクセル開度ACCPの増大に基づいてMG2の出力トルクTM2が増大して変速処理を開始する際にMG2の出力トルクTM2が大きい状態となると、このことに起因する種々の問題が生じることを回避することができない。すなわち、MG2の出力トルクTM2が大きい状態のまま変速処理を開始すると、変速機14を構成する複数のブレーキB1,B2のうち、変速処理が開始されるまで係合状態とされている第1ブレーキB1を解放する際のショックが大きなものとなる。
However, there is a time delay from the time when the downshift determination is made in this way until the gear shifting process based on the determination is actually started. During this time delay, the output of MG2 is based on the increase in the accelerator opening ACCP. If the output torque TM2 of the MG2 becomes large when the torque TM2 increases and the shift process is started, it is impossible to avoid various problems resulting from this. That is, when the shift process is started while the output torque TM2 of MG2 is large, the first brake that is engaged until the shift process is started among the plurality of brakes B1 and B2 constituting the
そこで、こうした問題に対応すべく、変速処理を開始する際に、MG2の出力トルクTM2を所定値T1以下まで低減することが考えられる。しかしながら、この場合、上記ダウンシフト判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間にMG2の出力トルクTM2が増大することとなれば、MG2の出力トルクTM2が上記所定値T1以下となるまでに多くの時間を要することとなり、変速処理の開始が遅れるといった新たな問題が生じることとなる。 Therefore, in order to cope with such a problem, it is conceivable to reduce the output torque TM2 of MG2 to a predetermined value T1 or less when the shift process is started. However, in this case, if the output torque TM2 of MG2 increases during the period from when the downshift determination is made until the shift process is started, until the output torque TM2 of MG2 becomes equal to or less than the predetermined value T1. Therefore, it takes a lot of time, and a new problem arises that the start of the shift process is delayed.
また、このように変速処理の開始が遅れることを抑制すべく、変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2を急激に低減させて上記所定値T1以下とすることが考えられるが、この場合には、出力トルクTM2の急激な低減に起因してショックが生じるといった新たな問題が生じることとなる。 In order to suppress the delay of the start of the shift process in this way, it is conceivable that the output torque TM2 of the MG2 is suddenly reduced to the predetermined value T1 or less when starting the shift process. This causes a new problem that a shock occurs due to a rapid decrease in the output torque TM2.
そこで、本実施形態では、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14によるダウンシフト判断がなされてから同判断に基づく変速処理が開始されるまでの期間に、MG2の出力トルクTM2の増大を制限するようにしている。これにより、上記変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2が大きい状態となることに起因する、上述した種々の問題の発生を抑制するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, during the period from when the downshift determination is made by the
具体的には、MG2の出力トルクTM2の増大を制限する上記期間において、MG2の要求出力トルクTM2trgを、上記ダウンシフトの判断がなされたときに算出される値以下に制限するようにしている。 Specifically, in the period in which the increase in the output torque TM2 of MG2 is limited, the required output torque TM2trg of MG2 is limited to a value calculated when the downshift is determined.
以下、図4を参照して、本実施形態に係るダウンシフト制御の処理手順について説明する。図4は、ダウンシフト制御の処理手順を示すフローチャートであり、HV−ECU30への通電中にHV−ECU30を通じて所定周期毎に繰り返し実行される。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the processing procedure of the downshift control according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the downshift control, and is repeatedly executed at predetermined intervals through the HV-
同図に示すように、この一連の処理では、まず、ダウンシフト判断があるか否かを判断する(ステップS1)。ダウンシフト判断については先の図3を参照して説明したとおりであるから、ここでは説明を割愛する。ここで、ダウンシフト判断がない場合には(ステップS1:「NO」)、この一連の処理を一旦終了する。 As shown in the figure, in this series of processing, it is first determined whether or not there is a downshift determination (step S1). Since the downshift determination is as described with reference to FIG. 3, the description is omitted here. Here, when there is no downshift determination (step S1: “NO”), this series of processing is temporarily ended.
一方、ダウンシフト判断がある場合には(ステップS1:「YES」)、次に、変速処理開始遅延要求があるか否かを判断する(ステップS2)。変速処理開始遅延要求は、例えば上述した内燃機関16の始動処理の実行中等のように変速処理の開始を遅延させる必要のあるときに出される。ここで、変速処理開始遅延要求がある場合には(ステップS2:「YES」)、次に、車両の要求駆動力TVtrgを変速処理開始遅延要求が出された直後の値に設定し(ステップS3)、この一連の処理を一旦終了する。これにより、例えばキックダウン変速のようにアクセル開度ACCPの増大にともない通常、車両の要求駆動力TVtrgが増大する状況下にあって、同要求駆動力TVtrgの増大が制限されるようになり、これにともないMG2の要求出力トルクTM2trgの増大が制限されるようになる。
On the other hand, if there is a downshift determination (step S1: “YES”), it is next determined whether there is a shift process start delay request (step S2). The shift process start delay request is issued when it is necessary to delay the start of the shift process, for example, during execution of the start process of the
一方、変速処理開始遅延要求がない場合には(ステップS2:「NO」)、次に、MG2の出力トルクTM2が所定値T1以下であるか否かを判断する(ステップS4)。ここでは、MG2の要求出力トルクTM2trgが上記所定値T1以下であることをもってMG2の出力トルクTM2が所定値T1以下である旨判断するようにしているが、これに代えて、MG2の出力トルクTM2を直接検出する検出手段を備えるとともに、その検出結果に基づいて上記判断をするようにしてもよい。そしてこの結果、MG2の出力トルクTM2が所定値T1以下ではない場合には(ステップS4:「NO」)、MG2の出力トルクTM2を低減するために、MG2のそのときの要求出力トルクTM2trgから所定値ΔTだけ減じた値を、新たな要求出力トルクTM2trgとして設定して、この一連の処理を一旦終了する。 On the other hand, when there is no shift process start delay request (step S2: “NO”), it is next determined whether or not the output torque TM2 of MG2 is equal to or less than a predetermined value T1 (step S4). Here, it is determined that the output torque TM2 of MG2 is equal to or lower than the predetermined value T1 when the required output torque TM2trg of MG2 is equal to or lower than the predetermined value T1, but instead, the output torque TM2 of MG2 is determined. It is also possible to provide detection means for directly detecting the above and to make the above determination based on the detection result. As a result, if the output torque TM2 of MG2 is not less than or equal to the predetermined value T1 (step S4: “NO”), in order to reduce the output torque TM2 of MG2, a predetermined output torque TM2trg at that time of MG2 is determined. A value reduced by the value ΔT is set as a new required output torque TM2trg, and this series of processes is temporarily terminated.
一方、ステップS4において、MG2の出力トルクTM2が所定値T1以下である場合には(ステップS4:「YES」)、次に、変速処理を開始して(ステップS6)、この一連の処理を一旦終了する。ここで、変速処理が開始されると、高速段Highを成立させるために係合状態とされていた第1ブレーキB1が解放される一方、解放状態とされていた第2ブレーキB2が係合されることは上述したとおりである。 On the other hand, if the output torque TM2 of MG2 is equal to or less than the predetermined value T1 in step S4 (step S4: “YES”), then a shift process is started (step S6), and this series of processes is temporarily performed. finish. Here, when the shift process is started, the first brake B1 that has been engaged in order to establish the high-speed stage High is released, while the second brake B2 that has been released is engaged. This is as described above.
次に、図5のタイミングチャートを参照して、本実施形態の作用について説明する。尚、同図において、タイミングt2以前においては、内燃機関16が停止された状態を想定している。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. In the figure, it is assumed that the
同図に示すように、タイミングt1において、運転者要求に応じてアクセル開度ACCPが「0」から増大し始めると(a)、その後のタイミングt2において、アクセル開度ACCPが所定開度以上となることによって内燃機関16を始動するための始動処理が開始される(c)。そして、その後のタイミングt3において、アクセル開度ACCPが増大してダウンシフト線(先の図3参照)を超えることによってダウンシフト判断がなされる(b)。ただしこのとき、内燃機関16の始動処理の実行中であり、変速処理開始遅延要求が出されていることから、少なくとも同始動処理が完了するタイミングt4までは変速処理の開始が保留されることとなる(f)。
As shown in the figure, when the accelerator opening ACCP starts to increase from “0” in response to the driver's request at timing t1 (a), at the subsequent timing t2, the accelerator opening ACCP is greater than or equal to the predetermined opening. As a result, a starting process for starting the
上記ダウンシフト判断が行われてから、内燃機関16の始動処理が完了するまで、すなわち変速処理開始遅延要求がなくなるまでの期間(タイミングt3〜t4)において、従来のハイブリッド動力装置であれば、図中破線にて示すように、アクセル開度ACCPの増大にともない車両の要求駆動力TVtrgが増大することとなる(d)。またこのとき、内燃機関16は始動途中であり内燃機関16の出力トルクTRは無視できるほど小さいことから、車両の要求駆動力TVtrgの増大量の大部分は、MG2の要求出力トルクTM2trgの増大に分配されることとなる(e)。このため、タイミングt4において内燃機関16の始動処理が完了したときに、MG2の要求出力トルクTM2trgが所定値T1を大きく超えた状態となり、MG2の要求出力トルクTM2trgが低下して所定値T1以下となるタイミングt6までは、変速処理を実行することができない(f)。
In the period (timing t3 to t4) from when the downshift determination is made until the start process of the
これに対して、本実施形態に係るハイブリッド動力装置によれば、図中実線にて示すように、ダウンシフト判断がなされたタイミングt3から変速処理開始遅延要求がなくなるタイミングt4までの期間において、車両の要求駆動力TVtrgがタイミングt3における値に維持されることとなる(d)。これにより、MG2の要求出力トルクTM2trgも略タイミングt3における値に維持されることとなる(e)。このため、タイミングt4において内燃機関16の始動処理が完了したときに、MG2の要求出力トルクTM2trgは所定値T1を超えてはいるものの、その差が小さなものとなる。その結果、MG2の要求出力トルクTM2trgが低下して所定値T1以下となるタイミングt5、すなわち変速処理を実行するタイミングt6を上記タイミング6に比べて早めることができるようになる(f)。
On the other hand, according to the hybrid power plant according to the present embodiment, as shown by the solid line in the figure, in the period from the timing t3 when the downshift determination is made to the timing t4 when the shift process start delay request is eliminated, The required driving force TVtrg is maintained at the value at the timing t3 (d). As a result, the required output torque TM2trg of MG2 is also maintained at a value substantially at the timing t3 (e). For this reason, when the starting process of the
以上説明した本実施形態に係るハイブリッド動力装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)車両用ハイブリッド動力装置2は、回転出力軸6に対してトルクを伝達する主動力源4と、回転出力軸6に対して変速機14を介してトルクを伝達するMG2とを備えるものとした。HV−ECU30は、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14による低変速段側への変速判断がなされてから同変速判断に基づく変速処理が開始されるまでの期間に、MG2の出力トルクTM2の増大を制限するものとした。これにより、こうした制限がなされない場合に比べて、上記変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2を小さく抑えることができる。従って、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14による低変速段側への変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2が大きい状態となることに起因する種々の問題の発生を抑制することができるようになる。
According to the hybrid power unit according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The vehicle
(2)変速判断に基づく変速処理が開始される際に、MG2の出力トルクTM2を所定値T1以下まで低減するものとした。こうした制御構成を備えるものにあって、変速判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間に、MG2の出力トルクTM2の増大が制限されることから、こうした制限がなされない場合に比べて、変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2が小さく抑えられるようになる。従って、MG2の出力トルクTM2が上記所定値T1以下となるまでに要する時間を短くすることができ、変速処理の開始の遅れや、MG2の出力トルクTM2の急激な低減に起因するショックの発生を的確に抑制することができるようになる。 (2) When the shift process based on the shift determination is started, the output torque TM2 of MG2 is reduced to a predetermined value T1 or less. With such a control configuration, since the increase in the output torque TM2 of MG2 is limited during the period from when the shift determination is made until the shift process is started, compared to the case where such a limitation is not made. When starting the shift process, the output torque TM2 of the MG2 can be kept small. Accordingly, the time required for the output torque TM2 of the MG2 to become equal to or less than the predetermined value T1 can be shortened, and the occurrence of a shock due to a delay in the start of the shift process or a sudden decrease in the output torque TM2 of the MG2 can be prevented. It becomes possible to suppress accurately.
(3)回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14による低変速段側への変速判断がなされたとき、内燃機関16の始動処理が完了していない場合には同始動処理が完了するまで同変速判断に基づく変速処理の開始を遅延するものとした。こうした制御構成を備えるものにあって、変速判断がなされてから変速処理が開始されるまでの期間に、MG2の出力トルクTM2の増大が制限されることから、こうした制限がなされない場合に比べて、変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2が小さく抑えられるようになる。従って、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14による低変速段側への変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2が大きい状態となることに起因する種々の問題の発生を抑制することができるようになる。
(3) When the start-up process of the
尚、本発明にかかるハイブリッド動力装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。 Note that the hybrid power plant according to the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment, and can be implemented as, for example, the following modes appropriately modified.
・上記実施形態では、MG2の出力トルクTM2の増大を制限する期間(タイミングt3〜t4)において、MG2の要求出力トルクTM2trgを、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14によるダウンシフト判断がなされたとき(タイミングt3)の値に維持するようにしているが、本発明に係る出力トルク制限手段によるMG2の出力トルクTM2の制限態様はこれに限られるものではない。他に例えば、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14によるダウンシフト判断がなされたとき(タイミングt3)の値よりも小さな値に設定するようにしてもよい。また、上述した出力トルクの制限がなされない場合に算出される値、すなわち図5中において破線にて示した値よりも小さい値(図5(e))であれば、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14によるダウンシフト判断がなされたとき(タイミングt3)の値よりも大きな値に設定するようにしてもよい。
In the above embodiment, in the period (timing t3 to t4) in which the increase in the output torque TM2 of MG2 is restricted, the required output torque TM2trg of MG2 is output in a state where MG2 outputs torque to the rotary output shaft 6. However, the output torque TM2 limiting mode of the MG2 by the output torque limiting means according to the present invention is limited to this. is not. In addition, for example, it may be set to a value smaller than the value when the downshift determination is made by the
・上記実施形態では、ダウンシフト判断がなされたとき、内燃機関16の始動処理が完了していない場合には同始動処理が完了するまで同ダウンシフト判断に基づく変速処理を遅延するようにしている。しかしながら、本発明に係るハイブリッド動力装置は、こうした変速処理開始遅延手段を備えるものに限られるものではない。すなわち、こうした変速処理開始遅延手段を備えない制御構成にあっても、本発明に係る出力トルクの制限を行うこととすれば、こうした制限がなされない場合に比べて、上記変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2を小さく抑えることができることによって、回転出力軸6に対してMG2がトルクを出力している状態での変速機14による低変速段側への変速処理を開始するに際してMG2の出力トルクTM2が大きい状態となることに起因する種々の問題の発生を抑制することができるようになる。
In the above embodiment, when the downshift determination is made, if the start process of the
・上記実施形態では、車両に搭載されるハイブリッド動力装置について例示したが、本発明に係るハイブリッド動力装置はこれに限られるものではなく、車載以外のものに対して本発明を適用するようにしてもよい。 -In the above-mentioned embodiment, although illustrated about the hybrid power unit mounted in vehicles, the hybrid power unit concerning the present invention is not restricted to this, and it is made to apply the present invention to things other than vehicles. Also good.
・上記実施形態によるように、ダウンシフト判断に基づく変速処理を開始する際に、MG2の出力トルクTM2を所定値T1以下まで低減する出力トルク低減処理を実行することが、変速処理を開始する際に、係合状態とされている摩擦係合要素を解放する際のショックを小さく抑える上では望ましい。しかしながら、本発明に係るハイブリッド動力装置は、こうした出力トルク低減手段を備えるものに限られるものではなく、出力トルク制限手段を通じてMG2の出力トルクTM2を比較的小さく抑えることができる場合には、こうした処理を割愛することもできる。 As in the above embodiment, when starting the shift process based on the downshift determination, executing the output torque reduction process that reduces the output torque TM2 of the MG2 to a predetermined value T1 or less is when starting the shift process. In addition, it is desirable to suppress a shock when releasing the frictional engagement element in the engaged state. However, the hybrid power plant according to the present invention is not limited to the one provided with such output torque reducing means. Such processing is performed when the output torque TM2 of MG2 can be kept relatively small through the output torque limiting means. Can be omitted.
・ハイブリッド動力装置の構成は上記実施形態にて例示したものに限られるものではない。要するに、回転出力軸に対してトルクを伝達する主動力源と、回転出力軸に対して変速機を介してトルクを伝達する電動機とを備えるものであれば、その構成を任意のものへと適宜変更することができる。 -The structure of a hybrid power unit is not restricted to what was illustrated in the said embodiment. In short, as long as it has a main power source that transmits torque to the rotation output shaft and an electric motor that transmits torque to the rotation output shaft via a transmission, the configuration is appropriately changed to an arbitrary one. Can be changed.
2…車両用ハイブリッド動力装置、4…主動力源、6…回転出力軸、6a…出力軸回転速度センサ、8…デファレンシャル、10…駆動輪、12…モータジェネレータ、14…変速機、14a…第1サンギヤ、14b…第2サンギヤ、14c…ショートピニオンギヤ、14d…ロングピニオンギヤ、14e…リングギヤ、14f…キャリヤ、16…内燃機関、16a…クランク軸、16b…ダンパー、16c…機関回転速度センサ、18…モータジェネレータ、20…遊星歯車機構、20a…サンギヤ、20b…リングギヤ、20c…キャリヤ、22…電子制御装置(E−ECU)、24…インバータ、26…バッテリー、28…電子制御装置(MG−ECU)、29…インバータ、30…電子制御装置(HV−ECU)、B1…第1ブレーキ、B2…第2ブレーキ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転出力軸に対して前記電動機がトルクを出力している状態での前記変速機による低変速段側への変速判断がなされてから同変速判断に基づく変速処理が開始されるまでの期間に、前記電動機の出力トルクの増大を制限する出力トルク制限手段を備える
ことを特徴とするハイブリッド動力装置。 In a hybrid power unit comprising a main power source that transmits torque to a rotation output shaft, and an electric motor that transmits torque to the rotation output shaft via a transmission,
In a period from when the shift determination to the low shift stage by the transmission is made in a state where the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft until the shift process based on the shift determination is started. A hybrid power plant comprising output torque limiting means for limiting an increase in output torque of the electric motor.
前記変速判断に基づく変速処理を開始する際に、前記電動機の出力トルクを所定値以下まで低減する出力トルク低減手段を更に備える
ことを特徴とするハイブリッド動力装置。 The hybrid power plant according to claim 1, wherein
The hybrid power plant further comprising: output torque reduction means for reducing the output torque of the electric motor to a predetermined value or less when the shift process based on the shift determination is started.
前記ハイブリッド動力装置は車両に搭載されるとともに、前記回転出力軸は前記車両の駆動輪に連結されるものであり、
運転者要求及び車両の走行状態に基づいて前記駆動輪の要求駆動力を算出する要求駆動力算出手段と、
前記駆動輪の要求駆動力と前記主動力源の出力トルクとに基づいて前記電動機の要求出力トルクを算出する要求出力トルク算出手段と、備え、
前記出力トルク制限手段は、前記要求駆動力算出手段を通じて前記要求駆動力の増大を制限することにより前記電動機の出力トルクの増大を制限する
ことを特徴とするハイブリッド動力装置。 The hybrid power plant according to claim 1 or 2,
The hybrid power unit is mounted on a vehicle, and the rotation output shaft is connected to drive wheels of the vehicle,
Requested driving force calculating means for calculating a required driving force of the driving wheel based on a driver request and a running state of the vehicle;
A required output torque calculating means for calculating a required output torque of the electric motor based on a required driving force of the driving wheel and an output torque of the main power source; and
The output torque limiting means limits an increase in the output torque of the electric motor by limiting an increase in the required driving force through the required driving force calculating means.
前記主動力源は内燃機関を含むものであり、
前記回転出力軸に対して前記電動機がトルクを出力している状態での前記変速機による低変速段側への変速判断がなされたとき、前記内燃機関の始動処理が完了していない場合には同始動処理が完了するまで同変速判断に基づく変速処理の開始を遅延する変速処理開始遅延手段を更に備える
ことを特徴とするハイブリッド動力装置。 The hybrid power plant according to claim 3,
The main power source includes an internal combustion engine;
If the internal combustion engine start process is not completed when the shift determination to the low gear stage is made by the transmission while the electric motor is outputting torque to the rotation output shaft. A hybrid power plant further comprising a shift process start delay means for delaying the start of the shift process based on the shift determination until the start process is completed.
前記出力トルク制限手段は、前記電動機の出力トルクの増大を制限する前記期間において、前記電動機の要求出力トルクを、前記回転出力軸に対して前記電動機がトルクを出力している状態での前記変速機による低変速段側への変速判断がなされたときに前記出力トルク算出手段により算出される値以下に制限する
ことを特徴とするハイブリッド動力装置。 In the hybrid power plant according to claim 3 or 4,
The output torque limiting means is configured to change the required output torque of the motor during the period in which the increase in the output torque of the motor is limited, while the motor is outputting torque to the rotation output shaft. A hybrid power plant characterized in that when the shift to the low gear stage is determined by the machine, the value is limited to a value calculated by the output torque calculation means.
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