JP2014124989A - Drive device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪がエンジンとモータによって駆動されるハイブリッド車両用の駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle in which wheels are driven by an engine and a motor.
車輪がエンジンとモータジェネレータによって駆動されるハイブリッド車両用の駆動装置に関する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に示されるハイブリッド車両用の駆動装置は、エンジン、フロントクラッチ、自動変速機、モータジェネレータが直列に接続され、エンジンとモータジェネレータとを併用した車両の走行を可能にしている。
There is a conventional technique related to a drive device for a hybrid vehicle in which wheels are driven by an engine and a motor generator (see, for example, Patent Document 1). In the drive device for a hybrid vehicle disclosed in
特許文献1に示される駆動装置においては、例えば、車両が停車状態から発進する際には、モータジェネレータによって駆動輪を駆動し、走行中に加速をする際には、フロントクラッチを接続して、エンジンの駆動力が駆動輪に加えられるようになっている。
In the driving device shown in
エンジンの始動時には、インテークマニホールドに存在する空気によって、エンジンの回転速度が急激に上昇してしまう。そこで、特許文献1には、車両がモータのみの駆動力で走行中に、エンジンを始動させて自動変速機に接続する場合において、始動時にエンジンの回転速度が急激に上昇する際に、自動変速機においてダウンシフトを実行することにより、自動変速機の入力軸の回転速度が所定値以下とならないようにして、入力軸とエンジンの差回転速度を低減して、早急にフロントクラッチを接続し、クラッチの接続遅れやショックによるドライバビリティの悪化を抑制することができる技術が開示されている。
When the engine is started, the rotational speed of the engine rapidly increases due to the air present in the intake manifold. Therefore,
しかしながら、上述したフロントクラッチを接続時に、変速要求が出力されて、自動変速機が変速してしまうと、当該自動変速機の変速によってモータジェネレータの回転速度とエンジンの出力軸の回転速度が乖離してしまう。すると、上記したフロントクラッチの同期が長時間となり、この結果フロントクラッチの接続時間が長時間となってしまうという問題が生じてしまう。また、フロントクラッチの接続時間が長時間となってしまうためにエンジンによって無駄に燃料を消費してしまい、結果としてハイブリッド車両の燃費が悪化してしまうという問題が生じてしまう。 However, if the shift request is output and the automatic transmission shifts when the front clutch described above is engaged, the rotation speed of the motor generator and the rotation speed of the output shaft of the engine deviate due to the shift of the automatic transmission. End up. Then, the synchronization of the front clutch described above takes a long time, and as a result, a problem occurs that the front clutch is connected for a long time. Further, since the front clutch is connected for a long time, the engine consumes fuel unnecessarily, resulting in a problem that the fuel efficiency of the hybrid vehicle is deteriorated.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両がモータのみで走行中に、エンジンを始動させて自動変速機に接続する場合において、フロントクラッチの接続時間を短縮することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to shorten the connection time of the front clutch when the engine is started and connected to the automatic transmission while the vehicle is traveling only by the motor. An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive device capable of achieving the above.
上述した課題を解決するためになされた本発明は、駆動輪に駆動力を付与するエンジンと、前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられ、前記駆動輪に駆動力を付与するモータと、前記エンジンと前記モータとの間に設けられ、前記エンジンに回転連結された入力部材と、前記モータに回転連結された出力部材とを有し、前記入力部材と前記出力部材を接続又は切断するフロントクラッチと、前記フロントクラッチと前記駆動輪との間に設けられ、前記出力部材と連動して回転する入力軸と、前記駆動輪と連動して回転する出力軸とを有し、前記入力軸の回転速度を前記出力軸の回転速度で除した変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を選択的に切り替えて変速を実行する自動変速機と、を有し、前記フロントクラッチは、前記入力部材と前記出力部材とを切断させて前記モータの駆動力のみで走行する電動走行モードと、前記入力部材と前記出力部材とを接続させて前記モータ及び前記エンジンの駆動力で走行するスプリット走行モードを切り替え可能であり、前記電動走行モードから前記スプリット走行モードへの移行条件を判断するモード判断部と、前記自動変速機の変速段を判断して、前記自動変速機を変速する変速要求を出力する変速段判断部と、前記自動変速機が前記変速要求による変速段に変速された状態の前記出力部材の回転速度である変速後出力部材回転速度を演算する出力部材回転速度演算部と、前記スプリット走行モードへの移行条件が成立し、且つ、前記自動変速機において前記変速要求による変速段への変速が完了していない場合に、前記入力部材の回転速度が前記変速後出力部材回転速度となるように前記エンジンの回転速度を制御するエンジン制御部と、を更に有する。 The present invention made in order to solve the above-described problems includes an engine that applies driving force to driving wheels, a motor that is provided between the engine and the driving wheels, and applies driving force to the driving wheels, A front side provided between the engine and the motor and having an input member that is rotationally connected to the engine and an output member that is rotationally connected to the motor, and connects or disconnects the input member and the output member A clutch, an input shaft that is provided between the front clutch and the drive wheel and rotates in conjunction with the output member; and an output shaft that rotates in conjunction with the drive wheel; An automatic transmission that selectively shifts a plurality of shift stages having different gear ratios obtained by dividing the rotation speed by the rotation speed of the output shaft, and the front clutch is connected to the input member and the front It is possible to switch between an electric travel mode in which the output member is disconnected and travels only with the driving force of the motor, and a split travel mode in which the input member and the output member are connected to travel with the drive force of the motor and the engine. A mode determination unit that determines a transition condition from the electric travel mode to the split travel mode, and a shift stage that determines a shift stage of the automatic transmission and outputs a shift request for shifting the automatic transmission A determination unit; an output member rotation speed calculation unit that calculates a post-shift output member rotation speed that is a rotation speed of the output member in a state in which the automatic transmission is shifted to a shift stage according to the shift request; and the split travel mode When the shift condition to the shift position is established, and the shift to the shift stage according to the shift request is not completed in the automatic transmission, the input member is rotated. Further comprising an engine control unit for speed controls the rotational speed of the engine so that the post-shift output member rotational speed, a.
なお、前記エンジン制御部は、前記入力部材の回転速度が前記変速後出力部材回転速度に調整回転速度を加算した回転速度となるように前記エンジンの回転速度を制御することが好ましい。 The engine control unit preferably controls the rotational speed of the engine so that the rotational speed of the input member becomes a rotational speed obtained by adding the adjusted rotational speed to the post-shift output member rotational speed.
また、前記エンジン制御部は、前記変速後出力部材回転速度又は前記変速後出力部材回転速度に前記調整回転速度を加算した回転速度が、前記エンジンのアイドリング回転速度を下回る場合には、前記入力部材の回転速度が前記アイドリング回転速度以上となるように前記エンジンの回転速度を制御することが好ましい。 In addition, the engine control unit, when a rotational speed obtained by adding the adjusted rotational speed to the post-shift output member rotational speed or the post-shift output member rotational speed is lower than the idling rotational speed of the engine, It is preferable to control the rotational speed of the engine so that the rotational speed of the engine becomes equal to or higher than the idling rotational speed.
本発明によれば、モード判断部は、電動走行モードからスプリット走行モードへの移行条件を判断し、変速段判断部は、自動変速機の変速段を判断して、自動変速機を変速する変速要求を出力し、出力部材回転速度演算部は、自動変速機が変速要求による変速段に変速された状態の出力部材の回転速度である変速後出力部材回転速度を演算する。そして、エンジン制御部は、スプリット走行モードへの移行条件が成立し、且つ、変速要求による変速段への変速が完了していないと判断した場合には、入力部材の回転速度が変速後出力部材回転速度となるようにエンジンの回転速度を制御する。 According to the present invention, the mode determination unit determines a transition condition from the electric travel mode to the split travel mode, and the shift speed determination unit determines a shift speed of the automatic transmission and shifts the automatic transmission. The output member rotation speed calculation unit calculates a post-shift output member rotation speed that is a rotation speed of the output member in a state where the automatic transmission has been shifted to a shift speed according to the shift request. When the engine control unit determines that the condition for shifting to the split travel mode is satisfied and the shift to the shift stage due to the shift request is not completed, the rotation speed of the input member is changed to the output member after the shift. The engine rotation speed is controlled so as to be the rotation speed.
これにより、入力部材の回転速度が変速後の変速段の出力部材の回転速度となるようにエンジンの回転速度が制御されるので、入力部材と出力部材の回転速度の同期を短縮することができる。このため、車両がモータのみで走行中に、エンジンを始動させて自動変速機に接続する場合において、フロントクラッチの接続時間を短縮することができる。また、フロントクラッチの接続時間を短縮することができるので、エンジンがフロントクラッチの同期のために消費する燃料を削減することができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。 As a result, the rotational speed of the engine is controlled so that the rotational speed of the input member becomes the rotational speed of the output member of the gear stage after the shift, and therefore the synchronization of the rotational speeds of the input member and the output member can be shortened. . For this reason, when the vehicle is running with only the motor and the engine is started and connected to the automatic transmission, the connection time of the front clutch can be shortened. Further, since the time for connecting the front clutch can be shortened, the fuel consumed by the engine for synchronizing the front clutch can be reduced, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
また、エンジン制御部は、入力部材の回転速度が変速後出力部材回転速度に調整回転速度を加算した回転速度となるようにエンジンの回転速度を制御する。これにより、フロントクラッチが接続される際に、入力部材の回転速度が出力部材の回転速度よりも低いことに起因する車両の減速を防止することができ、運転者が違和感を覚えることを防止することができる。 The engine control unit controls the rotational speed of the engine so that the rotational speed of the input member becomes a rotational speed obtained by adding the adjusted rotational speed to the post-shift output member rotational speed. Thereby, when the front clutch is connected, it is possible to prevent the vehicle from decelerating due to the rotational speed of the input member being lower than the rotational speed of the output member, and to prevent the driver from feeling uncomfortable. be able to.
また、エンジン制御部は、変速後出力部材回転速度又は変速後出力部材回転速度に調整回転速度を加算した回転速度が、エンジンのアイドリング回転速度を下回る場合には、入力部材の回転速度がアイドリング回転速度以上となるようにエンジンの回転速度を制御する。これにより、車両の発進時等において、エンジンの回転速度がアイドリング回転速度以下に制御されてしまうことが防止され、エンジンストールを防止することができる。 In addition, the engine control unit determines that the rotation speed of the input member is idling when the rotation speed of the output member after shifting or the rotation speed obtained by adding the adjusted rotation speed to the rotation speed of the output member after shifting is lower than the idling rotation speed of the engine. The engine speed is controlled so as to be equal to or higher than the speed. This prevents the engine speed from being controlled to be equal to or lower than the idling speed at the start of the vehicle or the like, thereby preventing engine stall.
(ハイブリッド車両の説明)
図1に基づき、本発明の実施形態によるハイブリッド車両用駆動装置1について説明する。図1は、ハイブリッド車両用駆動装置1が搭載されたハイブリッド車両(以下、車両と略す)の概略を示している。図1において、太線は各装置間の機械的な接続を示し、破線による矢印は制御用の信号線を示し、一点鎖線による矢印は車両の電力の供給線を示している。
(Description of hybrid vehicle)
A hybrid
図1に示すように、ハイブリッド車両用駆動装置1は、エンジン2、フロントクラッチ5、クラッチアクチュエータ53、自動変速機8、シフトセレクツアクチュエータ85、モータジェネレータ6、インバータ装置15、バッテリ16、制御部10を有している。ハイブリッド車両用駆動装置1は、駆動輪18R、18Lに駆動力を付与するものである。
As shown in FIG. 1, the hybrid
車両は、エンジン2、フロントクラッチ5、自動変速機8、モータジェネレータ6、デファレンシャル17が、この順番に、直列に配設されている。また、デファレンシャル17には、車両の駆動輪18R、18Lが接続されている。なお、駆動輪18R、18Lは、車両の前輪又は後輪、或いは、前後輪である。
In the vehicle, an
エンジン2は、ガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を使用するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。エンジン2は、出力軸21、スロットルバルブ22、燃料噴射装置23、エンジン回転速度センサ24を有し、制御部10によって制御される。出力軸21は、ピストンにより回転駆動されるクランク軸と一体的に回転して駆動力を出力する。
The
スロットルバルブ22は、エンジン2の内部に空気を取り込む経路の途中に配設されている。燃料噴射装置23は、エンジン2の内部に空気を取り込む経路及び燃焼室の少なくとも一方に燃料を噴射するものである。なお、本実施形態では、エンジン2の出力軸21は、後述するフロントクラッチ5の入力部材51に接続している。なお、エンジン2がガソリンエンジンである場合には、エンジン2には、シリンダにある混合気を点火する点火装置(不図示)が設けられている。エンジン回転速度センサ24は、出力軸21の近傍に設けられ、出力軸21の回転速度、つまり、エンジン2の回転速度(以下、エンジン回転速度Neと略す)を検出し、その検出信号を制御部10に出力するセンサである。
The
フロントクラッチ5は、エンジン2の出力軸21と自動変速機8の入力軸81とを接続又は切断するものである。フロントクラッチ5は、エンジン2とモータジェネレータ6の間に設けられている。本実施形態では、フロントクラッチ5は、エンジン2と自動変速機8の間に設けられている。
The
フロントクラッチ5は、湿式多板摩擦クラッチや乾式単板摩擦クラッチ等である。フロントクラッチ5は、出力軸21に連結された入力部材51と、入力軸81に連結された出力部材52を備えている。なお、入力部材51は出力軸21に連結しているので、入力部材51の回転速度は、出力軸21の回転速度、つまり、エンジン回転速度Neと同一である。また、出力部材52は入力軸81に連結しているので、出力部材52の回転速度は、入力軸回転速度Niと同一である。
The
入力部材51と出力部材52は、クラッチアクチュエータ53によって、接続状態及び切断状態に切り替えられる。本実施形態では、フロントクラッチ5は、クラッチアクチュエータ53が作動していない時に、接続状態となるノーマルクローズクラッチである。
The
自動変速機8は、フロントクラッチ5と駆動輪18R、18Lの間に設けられている。本実施形態では、自動変速機8は、フロントクラッチ5とモータジェネレータ6の間に設けられている。自動変速機8は、出力部材52と連動して回転する入力軸81、駆動輪18R、18Lと連動して回転する出力軸82を有している。自動変速機8は、入力軸81の回転速度を出力軸82の回転速度で除した変速比がそれぞれ異なる複数のギヤ段(リバース含む)を選択的に切り替える変速機構を有している有段変速機である。
The
入力軸81には、エンジン2からの駆動力が入力される。自動変速機8は、制御部10からの指令に基づいて変速機構を作動させ、複数のギヤ段を選択的に切り替えて変速を実装するシフトセレクツアクチュエータ85を備えている。なお、本実施形態では、自動変速機8は、シンクロ機構を有するオートメイテッド・マニュアルトランスミッション(AMT)である。
A driving force from the
自動変速機8は、入力軸81の回転速度を検出し、検出信号を制御部10に出力する入力軸回転速度センサ83を有している。
The
モータジェネレータ6は、駆動輪18L、18Rに駆動力を付与するとともに減速時に発電する。モータジェネレータ6は、エンジン2と駆動輪18L、18Rとの間に設けられている。本実施形態では、モータジェネレータ6は、自動変速機8とデファレンシャル17の間に設けられている。
The
モータジェネレータ6は、円筒状のステータと、このステータの内周側に回転可能に配設されたロータとから構成されている。ステータは、ステータコアに巻線が巻回されて構成されている。ロータは、ロータコアに永久磁石が取り付けられて構成されている。本実施形態では、モータジェネレータ6は、三相同期機である。ロータは、出力軸82に連結されるとともに、デファレンシャル17に連結している。
The
車輪18R、18Lの近傍には、車輪18R、18Lの回転速度(以下車輪回転速度Nwr、Nwlと略す)を検出する車輪回転速度センサ88、89が設けられている。車輪回転速度センサ88、89でそれぞれ検出された車輪回転速度Nwr、Nwlは、制御部10に出力される。
In the vicinity of the
インバータ装置15は、バッテリ16から供給される直流電流を、交流電流に変換するとともに、交流電流の電圧の周波数及び実効値を可変してモータジェネレータ6に供給する。また、インバータ装置15は、モータジェネレータ6が発電した交流電流を直流電流に変換して、バッテリ16を充電する。
The
制御部10は、ハイブリッド車両用駆動装置1を制御するものである。制御部10は、スロットルバルブ22、燃料噴射装置23、エンジン回転速度センサ24、クラッチアクチュエータ53、入力軸回転速度センサ83、シフトセレクツアクチュエータ85と接続している。制御部10は、CPU、RAM、記憶部、及びこれらを接続するバスとから構成されたECUを有する。CPUは、図6に示すフローチャートに対応したプログラムを実行する。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものである。記憶部は、不揮発性メモリー等で構成され、前記プログラムを記憶するものである。
The
制御部10は、アクセルペダル31の操作量を検出するアクセルセンサ32から、前記操作量の相対値を意味するアクセル開度Acの情報を取得する。制御部10は、アクセル開度Acに基づいて、「要求駆動力」を演算する。制御部10は、バッテリ16の充電状態や車速V等の情報に基づいて、「モータ駆動力」を演算する。制御部10は、「要求駆動力」及び「モータ駆動力」に基づいて「エンジン駆動力」を演算する。制御部10(エンジン制御部)は、「エンジン駆動力」に基づいて、スロットルバルブ22の開度及び燃料噴射装置23の燃料噴射量を制御し、エンジン2が出力する駆動力が「エンジン駆動力」となるように制御する。これら「エンジン駆動力」及び「モータ駆動力」の少なくとも一方によって、車両に「要求駆動力」が付与される。
The
制御部10は、インバータ装置15の動作を制御することで、モータジェネレータ6の駆動モードと発電モードの切り替え制御を行うとともに、モータジェネレータ6のモータジェネレータ回転速度Nm及び「モータ駆動力」の制御を行う。
The
制御部10(モード判断部)は、バッテリ16の充電状況やアクセル開度Acに基づいて、「電動走行モード」と「スプリット走行モード」とを切り替えるか否かを判断する。なお、「電動走行モード」は、モータジェネレータ6のみにより駆動輪18R、18Lを駆動する走行モードである。また「スプリット走行モード」は、エンジン2及びモータジェネレータ6により駆動輪18R、18Lを駆動し、又は、エンジン2の駆動力によって駆動輪18R、18Lを駆動するとともに、エンジン2の駆動力によってモータジェネレータ6で発電を行うモードである。
The control unit 10 (mode determination unit) determines whether to switch between the “electric travel mode” and the “split travel mode” based on the charging state of the
制御部10は、バッテリ16の充電量が少ないと判断した場合には、「スプリット走行モード」を選択して、エンジン2の駆動力によって駆動輪18R、18Lを駆動するとともに、エンジン2の駆動力によってモータジェネレータ6で発電を行う。また、アクセル開度Acが大きく、「モータ駆動力」だけでは「要求駆動力」に達しないと判断した場合には、「スプリット走行モード」を選択して、エンジン2及びモータジェネレータ6により駆動輪18R、18Lを駆動する。
When determining that the charge amount of the
制御部10は、クラッチアクチュエータ53を作動させて、フロントクラッチ5を接続状態又は切断状態にし、出力軸21と入力軸81とを接続又は切断する。このように、制御部10は、フロントクラッチ5を切断することにより、「電動走行モード」に切り替えるとともに、フロントクラッチ5を接続することにより「スプリット走行モード」に切り替える。
The
(変速マップデータの説明)
次に、図2を用いて「変速マップデータ」の説明をする。「変速マップデータ」は、制御部10が、自動変速機8における変速の実行の基準となるデータである。図2に示すように、「変速マップデータ」は、アクセル開度Acと車速Vとの関係を表した「変速線」を複数有している。増速方向に向かって(車速Vが低い方から高い方に向かって)順に、2速アップ変速線、3速アップ変速線(図2の実線で示す)が設定されている。また、減速方向に向かって(車速Vが高い方から低い方に向かって)順に、2速ダウン変速線、1速ダウン変速線(図2の破線で示す)が設定されている。これ以上の変速段についても、同様に、「変速線」が設定されている。
(Explanation of shift map data)
Next, the “shift map data” will be described with reference to FIG. The “shift map data” is data that serves as a reference for execution of shift in the
図2で、車両が、自動変速機8の変速段が1速で走行している状態(P0の状態)において、車速Vが徐々に増加等して、車両の走行状態が2速アップ変速線上の点P1に到達すると、制御部10(変速判断部)は、2速への「変速要求」を出力する。一方で、車両が、自動変速機8の変速段が2速で走行している状態(P2の状態)において、車速Vが徐々に減少等して、車両の走行状態が1速ダウン変速線上の点P3に到達すると、制御部10は、1速への「変速要求」を出力する。制御部10は、上述した「変速要求」の変速段となるように、制御信号をシフトセレクツアクチュエータ85に出力する。シフトセレクツアクチュエータ85は、「変速要求」の変速段に自動変速機8を変速する。なお、車速Vの代わりに、出力軸82の回転速度によって、変速段を判断する実施形態であっても差し支え無い。
In FIG. 2, when the vehicle is traveling at the first gear position of the automatic transmission 8 (P0 state), the vehicle speed V gradually increases and the vehicle traveling state is on the second speed up shift line. When the point P1 is reached, the control unit 10 (shift determination unit) outputs a “shift request” to the second speed. On the other hand, when the vehicle is traveling at the second speed of the automatic transmission 8 (the state of P2), the vehicle speed V gradually decreases, and the traveling state of the vehicle is on the first speed down shift line. When the point P3 is reached, the
制御部10は、車輪回転速度センサ88、89でそれぞれ検出された車輪回転速度Nwr、Nwlに基づいて、車速Vを演算する。
The
(目標エンジン回転速度設定処理)
以下に、図6のフローチャートを用いて、「目標エンジン回転速度設定処理」について説明する。イグニッションがONとされ車両が走行可能な状態となるとS11に進む。
(Target engine speed setting process)
The “target engine speed setting process” will be described below with reference to the flowchart of FIG. When the ignition is turned on and the vehicle is ready to travel, the process proceeds to S11.
S11において、制御部10が、「スプリット走行モード」への移行条件が成立したと判断した場合には(S11:YES)、プログラムをS12に進め、「スプリット走行モード」への移行条件が成立していないと判断した場合には(S11:NO)、S11の処理を繰り返す。上述したように、車両がモータジェネレータ6のみの駆動力で走行している場合において、アクセルセンサ32で検出された「要求駆動力」が「モータ駆動力」を上回る場合や、バッテリ16の残量が低下した場合には、「スプリット走行モード」への移行条件が成立したと判断される。
In S11, when the
S12において、制御部10が、現在の自動変速機8の変速段(以下、「実変速段」と略す)と「変速要求」の変速段(以下、「要求変速段」)とが異なると判断した場合には(S12:YES)、プログラムをS13に進め、「実変速段」と「要求変速段」とが同一であると判断した場合には(S12:NO)、プログラムをS15に進める。
In S12, the
S13において、制御部10は、車輪回転速度センサ88、89から出力された車輪回転速度VWを下式(1)に代入することにより、「変速要求」の変速段(変速後)の入力軸回転速度Niを演算する。
Ni=Nw×A
Ni=入力軸回転速度(r.p.m.)
Nw=車輪回転速度(r.p.m.)
A=変速後のギヤ比
なお、車輪回転速度VWは、車輪回転速度センサ88、89でそれぞれ検出された車輪回転速度Nwr、Nwlの平均値である。また、変速後のギヤ比Aとは、変速後の入力軸回転速度Niを車輪回転速度Nwで除した値であり、デファレンシャル17のギヤ比及び自動変速機8の変速比によって設定されている固有の値である。そして、制御部10は、演算された変速後の入力軸回転速度Niに調整回転速度α(50〜100r.p.m.)を加算した回転速度を演算し、「目標回転速度」と設定する。なお、調整回転速度αとは、フロントクラッチ5を接続した際に、運転者に減速感を感じさせないために設定される回転速度である。S13が終了すると、プログラムはS17に進む。
In S13, the
Ni = Nw × A
Ni = input shaft rotation speed (r.p.m.)
Nw = wheel rotation speed (r.p.m.)
A = Gear ratio after shifting Note that the wheel rotation speed VW is an average value of the wheel rotation speeds Nwr and Nwl detected by the wheel
S15において、制御部10は、入力軸回転速度センサ83で検出された入力軸回転速度Niに上記調整回転速度αを加算した回転速度を、「目標回転速度」と設定する。S15が終了すると、プログラムはS17に進む。
In S <b> 15, the
S17において、制御部10は、S13又はS15で設定された「目標回転速度」とエンジン2の「アイドリング回転速度」(例えば、800〜1200r.p.m.)のうち速い回転速度を目標エンジン回転速度Naeとして設定する。S17が終了すると、プログラムは、S11に戻る。
In S <b> 17, the
目標エンジン回転速度Naeが設定されると、制御部10は、スロットルバルブ22の開度、燃料噴射装置23の燃料噴射量を制御して、エンジン2(出力軸21)の回転速度が目標エンジン回転速度Naeとなるようにエンジン制御を実行する。そして、制御部10は、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Naeとなったと判断した場合には、クラッチアクチュエータ53に制御信号を出力して、フロントクラッチ5を接続する。これにより、駆動輪18R、18Lにエンジン2の駆動力が伝達される。
When the target engine rotational speed Nae is set, the
(具体的なハイブリッド車両用駆動装置の動作の説明)
[フロントクラッチ接続時にアップ変速が実行される場合]
以下に、図3及び図6を用いて、フロントクラッチ5の接続時にアップ変速が実行される場合のハイブリッド車両用駆動装置1の動作の説明をする。図3に示す例では、フロントクラッチ5が切断状態にあり、車両がモータジェネレータ6のみの駆動力で走行している。このため、入力軸回転速度Niは、0では無い(図3の(1))。
(Description of specific hybrid vehicle drive device operation)
[Upshift is performed when the front clutch is engaged]
Hereinafter, the operation of the hybrid
t0において、アップシフトする「変速要求」が出力される(図3の(2))。図6のS11において「スプリット走行モード」への移行条件が成立したと判断されると、制御部10は、スロットルバルブ22の開度、燃料噴射装置23の燃料噴射量を制御して、エンジン2の始動させる制御を開始する(図3の(3))。この状態では、「実変速段」と「要求変速段」とが異なるので、S12においてYESと判断されて、S13及びS17において、変速後の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度が、目標エンジン回転速度Naeとして設定される(図3の(4))。
At t0, a “shift request” for upshifting is output ((2) in FIG. 3). When it is determined in S11 of FIG. 6 that the condition for shifting to the “split travel mode” is established, the
そして、エンジン2は、目標エンジン回転速度Naeとなるように制御される(図3の(5))。このため、従来のように、「実変速段」の入力軸回転速度Niとなるようにエンジン2を制御した場合(図3の(6))と比較して、エンジン回転速度Neが無駄に上昇してしまうことを防止することができる。
And the
また、従来では、アップ変速が実行されることにより入力軸回転速度Niが低下してしまうことにより(図3の(7))、エンジン回転速度Neと入力軸回転速度Niが乖離してしまい(図3の(8))、この結果、不要に回転が上昇したエンジン回転速度Neの低下を待つ必要があり(図3の(9))、入力軸回転速度Niとエンジン回転速度Neの同期に長時間要してしまい(図3の(10))、フロントクラッチ5の接続が長期化してしまう。このため、エンジン2の駆動力が駆動輪18R、18Lに伝達されない状態が長期化してしまうため、運転者の加速意思と車両の実際の加速が乖離し、車両のドライバビリティが悪化してしまう。
In addition, conventionally, when the upshift is executed, the input shaft rotational speed Ni decreases ((7) in FIG. 3), and therefore the engine rotational speed Ne and the input shaft rotational speed Ni deviate ( (8) in FIG. 3) As a result, it is necessary to wait for a decrease in the engine rotational speed Ne whose rotation has increased unnecessarily ((9) in FIG. 3), and in synchronization with the input shaft rotational speed Ni and the engine rotational speed Ne It takes a long time ((10) in FIG. 3), and the connection of the
一方で、本実施形態では、エンジン回転速度Neを変速後の変速段の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した目標エンジン回転速度Naeに制御されるので、入力軸回転速度Niとエンジン回転速度Neの同期を短時間で行うことができ、フロントクラッチ5の接続を短時間で行うことができる。
On the other hand, in the present embodiment, the engine rotational speed Ne is controlled to the target engine rotational speed Nae obtained by adding the adjusted rotational speed α to the input shaft rotational speed Ni of the gear stage after the shift, so that the input shaft rotational speed Ni and the engine The rotation speed Ne can be synchronized in a short time, and the
[フロントクラッチ接続時にダウン変速が実行される場合]
以下に、図4及び図6を用いて、フロントクラッチ5の接続時にダウン変速が実行される場合のハイブリッド車両用駆動装置1の動作の説明をする。図4に示す例では、フロントクラッチ5が切断状態にあり、モータジェネレータ6のみの駆動力で走行している。このため、入力軸回転速度Niは、0では無い(図4の(1))。
[When downshift is executed when the front clutch is engaged]
Hereinafter, the operation of the hybrid
t0において、アップシフトする「変速要求」が出力される(図4の(2))。図6のS11において「スプリット走行モード」への移行条件が成立したと判断されると、制御部10は、スロットルバルブ22の開度、燃料噴射装置23の燃料噴射量を制御して、エンジン2の始動させる制御を開始する(図4の(3))。この状態では、「実変速段」と「要求変速段」とが異なるので、S12においてYESと判断され、S13及びS17において、変速後の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度が、目標エンジン回転速度Naeとして設定される(図4の(4))。
At t0, a “shift request” for upshifting is output ((2) in FIG. 4). When it is determined in S11 of FIG. 6 that the condition for shifting to the “split travel mode” is established, the
そして、エンジン2は、目標エンジン回転速度Naeとなるように制御される(図4の(5))。このため、エンジン回転速度Neを早急に上昇させることができる。
And the
つまり、従来では、「実変速段」の入力軸回転速度Niとなるようにエンジン2を制御していたので(図3の(6))、ダウン変速が実行されて入力軸回転速度Niが上昇すると(図4の(7))、エンジン回転速度Neと入力軸回転速度Niが乖離し、改めてダウン変速完了後の入力軸回転速度Niとなるようにエンジン2が制御される(図4の(8))。このため、入力軸回転速度Niとエンジン回転速度Neの同期に長時間要してしまい(図4の(9))、フロントクラッチ5の接続が長期化してしまう。このため、エンジン2の駆動力が駆動輪18R、18Lに伝達されない状態が長期化してしまうため、運転者の加速意思と車両の実際の加速が乖離し、車両のドライバビリティが悪化してしまう。
In other words, conventionally, the
[停止状態の車両がモータジェネレータの駆動力で発進しフロントクラッチを接続する場合]
以下に、図5及び図6を用いて、停止状態の車両がモータジェネレータ6の駆動力で発進し、エンジン2を始動させたうえで、フロントクラッチ5を接続し、エンジン2の駆動力を駆動輪18r、18L加える場合の車両制御の説明をする。図5に示す例では、t0において、フロントクラッチ5は切断状態であり、車両は停止している。このため、入力軸回転速度Niは、0である(図5の(1))。
[When a stopped vehicle starts with the driving force of the motor generator and connects the front clutch]
In the following, referring to FIG. 5 and FIG. 6, the stopped vehicle starts with the driving force of the
t1において、アクセルペダル31が大きく踏まれ、図6の11において「スプリット走行モード」への移行条件が成立したと判断されると(S11:YES)、制御部10はモータジェネレータ6を駆動制御するとともに(図5の(2))、スロットルバルブ22の開度、燃料噴射装置23の燃料噴射量を制御して、エンジン2の始動させる制御を開始する(図5の(3))。
When the
この状態では、「実変速段」と「要求変速段」とが同一であるので、S12においてNOと判断され、S15において、現在の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度が、「目標回転速度」と演算される。しかし、S17において、制御部10が、「目標回転速度」がエンジン2の「アイドリング回転速度」よりも低いと判断した場合には、エンジン2の「アイドリング回転速度」を目標エンジン回転速度Naeとして設定する(図5の(4))。そして、S17において、制御部10が、「目標回転速度」がエンジン2の「アイドリング回転速度」よりも高いと判断した場合には、「目標回転速度」を目標エンジン回転速度Naeとして設定する(図5の(5))。その後、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Naeと同一となると(図5の(6))、フロントクラッチ5が接続されて(図5の(7))、エンジン2の駆動力が駆動輪18R、18Lに伝達される。
In this state, since the “actual shift speed” and the “required shift speed” are the same, it is determined NO in S12, and in S15, the rotation speed obtained by adding the adjustment rotation speed α to the current input shaft rotation speed Ni is obtained. , “Target rotational speed” is calculated. However, when the
このように、「目標回転速度」がエンジン2の「アイドリング回転速度」よりも低いと判断された場合には、エンジン2の「アイドリング回転速度」を目標エンジン回転速度Naeとして設定されるので、エンジン2が「アイドリング回転速度」よりも低い回転速度に制御されることが防止され、エンジンストールを防止することができる。
As described above, when it is determined that the “target rotational speed” is lower than the “idling rotational speed” of the
(本実施形態の効果)
上述したように、図6のS11において制御部10(モード判断部)は、「電動走行モード」から「スプリット走行モード」への移行条件を判断する。そして、制御部10(変速段判断部)は、車速V、アクセル開度Ac、図2に示す「変速マップデータ」に基づき、自動変速機8の変速段を判断して、自動変速機8を変速する「変速要求」をシフトセレクツアクチュエータ85に出力する。そして、図6のS13において、制御部10(出力部材回転速度演算部)は、自動変速機8が「変速要求」による変速段に変速された後の入力軸回転速度Ni(変速後出力部材回転速度)を演算する。そして、制御部10(エンジン制御部)は、「スプリット走行モード」への移行条件が成立し(図6のS11でYESと判断)、且つ、「変速要求」による変速段への変速が完了していないと判断した場合には(S12でYESと判断)、入力部材51の回転速度が出力部材52の回転速度となるように、つまり、エンジン回転速度Neが入力軸回転速度Niとなるように、エンジン2の回転速度を制御する。
(Effect of this embodiment)
As described above, in S <b> 11 of FIG. 6, the control unit 10 (mode determination unit) determines the transition condition from the “electric travel mode” to the “split travel mode”. Then, the control unit 10 (shift speed determination unit) determines the shift speed of the
これにより、入力部材51の回転速度が変速後の変速段の出力部材52の回転速度となるようにエンジン回転速度Neが制御されるので、入力部材51と出力部材52の回転速度の同期時間を短縮することができる。このため、車両がモータジェネレータ6のみで走行中に、エンジン2を始動させて自動変速機8に接続する場合において、フロントクラッチ5の接続時間を短縮することができる。また、フロントクラッチ5の接続時間を短縮することができるので、エンジン2がフロントクラッチ5sの同期のために消費する燃料を削減することができ、車両の燃費を向上させることができる。
As a result, the engine rotation speed Ne is controlled so that the rotation speed of the
また、特許文献1に記載の発明のように、エンジン2の始動条件を満たす際のエンジン回転速度Neと入力軸回転速度Niとの比に対応する始動マップを必要としないため、始動マップの設定作業が不要となる。
Further, unlike the invention described in
また、制御部10(エンジン制御部)は、入力部材51の回転速度が出力部材52の回転速度に調整回転速度αを加算した回転速度となるようにエンジン2の回転速度を制御する。言い換えると、図6のS13において、制御部10は、変速後の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度を目標エンジン回転速度Naeと設定し、目標エンジン回転速度Naeとなるようにエンジン2を制御する。そこで本実施形態では、フロントクラッチ5が接続される際に、入力部材51の回転速度が出力部材52の回転速度よりも低いことに起因する車両の減速を防止することができる。
Further, the control unit 10 (engine control unit) controls the rotation speed of the
つまり、制御部10がエンジン2の回転制御を行ったとしても、エンジン回転速度Neは、必ずしも、目標エンジン回転速度Naeと同一とならない。このため、変速後の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度を目標エンジン回転速度Naeと設定することにより、実際のエンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Naeよりも低い回転速度に制御されてしまったとしても、入力部材51の回転速度が出力部材52の回転速度よりも低くなってしまうことを防止し、車両が減速してしまうことを防止している。これにより、運転者が違和感を覚えることを防止することができる。
That is, even if the
また、図6のS17において、制御部10(エンジン制御部)は、S13、S15で設定された「目標回転速度」が、エンジン2の「アイドリング回転速度」を下回ると判断した場合には、「アイドリング回転速度」を目標エンジン回転速度Naeと設定する。これにより、「アイドリング回転速度以上」となるようにエンジン2の回転速度が制御される。このため、図5に示すような状況、つまり、車両の発進時等において、エンジン2の回転速度が「アイドリング回転速度」以下に制御されてしまうことが防止され、エンジンストールを防止することができる。
In S17 of FIG. 6, when the control unit 10 (engine control unit) determines that the “target rotation speed” set in S13 and S15 is lower than the “idling rotation speed” of the
(別の実施形態)
以上説明した実施形態では、モータジェネレータ6は、自動変速機8とデファレンシャル17の間に設けられている。しかし、モータジェネレータ6が、フロントクラッチ5と自動変速機8の間に設けられている実施形態にも本発明の技術的思想が適用可能なことは言うまでもない。
(Another embodiment)
In the embodiment described above, the
以上説明した実施形態では、車輪回転速度センサ88、89によって、車速Vや出力軸82の回転速度を検出している。しかし、出力軸82の近傍に配設され、出力軸82の回転速度を直接検出する出力軸回転速度センサによって、車速Vや出力軸82の回転速度を検出する実施形態であっても差し支え無い。
In the embodiment described above, the vehicle speed V and the rotational speed of the
以上説明した実施形態では、図6のS13において、変速後の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度を「目標回転速度」と設定し、S15において、現在の入力軸回転速度Niに調整回転速度αを加算した回転速度を「目標回転速度」と設定している。しかし、変速後の入力軸回転速度Niや現在の入力軸回転速度Niを「目標回転速度」とする実施形態であっても差し支え無い。 In the embodiment described above, the rotation speed obtained by adding the adjusted rotation speed α to the input shaft rotation speed Ni after the shift is set as the “target rotation speed” in S13 of FIG. 6, and the current input shaft rotation speed is set in S15. A rotation speed obtained by adding the adjustment rotation speed α to Ni is set as a “target rotation speed”. However, the input shaft rotation speed Ni after the shift and the current input shaft rotation speed Ni may be the “target rotation speed”.
以上説明した実施形態では、出力軸21と入力部材51は接続し、入力軸81と出力部材52は接続している。しかし、出力軸21と入力部材51との間や入力軸81と出力部材52の間にギヤ等の機械要素が設けられている実施形態であっても差し支え無い。
In the embodiment described above, the
また、以上説明した実施形態では、自動変速機8は、シンクロ機構を有するAMTである。しかし、自動変速機8が、ドグクラッチを有するAMT、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)、トルクコンバータやプラネタリギヤ機構、摩擦係合要素を用いたトルクコンバータ式自動変速機等であるハイブリッド車両用駆動装置にも、本発明の技術思想が適用可能なことは言うまでもない。
In the embodiment described above, the
以上の説明では、駆動輪18L、18Rに駆動力を付与するモータとして作動するとともに、発電機としても作動するモータジェネレータ6を用いた実施形態について本発明を説明した。しかし、モータと発電機が別体の実施形態であっても差し支え無い。
In the above description, the present invention has been described with respect to the embodiment using the
なお、制御部10は、単一のECUに限定されず、複数のECUから構成されている実施形態であっても差し支え無い。
The
1…ハイブリッド車両用駆動装置、2…エンジン、5…フロントクラッチ、8…自動変速機、6…モータジェネレータ(モータ)、10…制御部(モード判断部、変速判断部、出力部材回転速度演算部、エンジン制御部)、18R、18L…駆動輪、51…入力部材、52…出力部材、81…入力軸、82…出力軸
Nae…目標エンジン回転速度
Ne…エンジン回転速度
Ni…入力軸回転速度
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられ、前記駆動輪に駆動力を付与するモータと、
前記エンジンと前記モータとの間に設けられ、前記エンジンに回転連結された入力部材と、前記モータに回転連結された出力部材とを有し、前記入力部材と前記出力部材を接続又は切断するフロントクラッチと、
前記フロントクラッチと前記駆動輪との間に設けられ、前記出力部材と連動して回転する入力軸と、前記駆動輪と連動して回転する出力軸とを有し、前記入力軸の回転速度を前記出力軸の回転速度で除した変速比がそれぞれ異なる複数の変速段を選択的に切り替えて変速を実行する自動変速機と、を有し、
前記フロントクラッチは、前記入力部材と前記出力部材とを切断させて前記モータの駆動力のみで走行する電動走行モードと、前記入力部材と前記出力部材とを接続させて前記モータ及び前記エンジンの駆動力で走行するスプリット走行モードを切り替え可能であり、
前記電動走行モードから前記スプリット走行モードへの移行条件を判断するモード判断部と、
前記前記自動変速機の変速段を判断して、前記自動変速機を変速する変速要求を出力する変速段判断部と、
前記変速要求による変速段に変速された状態の前記出力部材の回転速度である変速後出力部材回転速度を演算する出力部材回転速度演算部と、
前記モード判断部が前記スプリット走行モードへの移行条件が成立し、且つ、前記自動変速機において前記変速要求による変速段への変速が完了していない場合に、前記入力部材の回転速度が前記変速後出力部材回転速度となるように前記エンジンの回転速度を制御するエンジン制御部と、を更に有するハイブリッド車両用駆動装置。 An engine that applies driving force to the drive wheels;
A motor that is provided between the engine and the driving wheel and applies a driving force to the driving wheel;
A front side provided between the engine and the motor and having an input member that is rotationally connected to the engine and an output member that is rotationally connected to the motor, and connects or disconnects the input member and the output member Clutch,
An input shaft that is provided between the front clutch and the drive wheel and rotates in conjunction with the output member; and an output shaft that rotates in conjunction with the drive wheel; An automatic transmission that selectively shifts a plurality of shift stages having different gear ratios divided by the rotation speed of the output shaft to perform a shift,
The front clutch connects the input member and the output member to drive the motor and the engine by connecting the input member and the output member to an electric travel mode in which the input member and the output member are disconnected and traveled only by the driving force of the motor. It is possible to switch the split running mode that runs with power,
A mode determination unit for determining a transition condition from the electric driving mode to the split driving mode;
A shift speed determination unit for determining a shift speed of the automatic transmission and outputting a shift request for shifting the automatic transmission;
An output member rotation speed calculation unit that calculates a post-shift output member rotation speed that is a rotation speed of the output member in a state of being shifted to a shift stage according to the shift request;
The rotation speed of the input member is set to the shift speed when the mode determination unit satisfies the condition for shifting to the split travel mode and the automatic transmission does not complete the shift to the shift stage according to the shift request. A hybrid vehicle drive device further comprising: an engine control unit that controls a rotational speed of the engine so as to be a rear output member rotational speed.
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