JP2014144659A - Control unit of vehicular transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、差動機構を有する電気式変速機構と機械式変速機構とを直列に備える車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、機械式変速機構の変速時にバッテリの電力収支が制限されたときでも、その機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックの発生を抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle power transmission device including an electric transmission mechanism having a differential mechanism and a mechanical transmission mechanism in series, and in particular, the power balance of a battery is limited when shifting the mechanical transmission mechanism. The present invention also relates to a technique for suppressing the delay of the shift of the mechanical transmission mechanism and the occurrence of a shift shock.
エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と第1電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と第2電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備える電気式変速機構と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを備える車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用駆動装置がそれである。このような車両用動力伝達装置では、機械式変速機構の変速時におけるエンジン出力トルク、第1電動機および第2電動機のトルクなどを制御することで、変速ショックと称される機械式変速機構の出力トルクの変動すなわち車両の駆動トルクの変化を抑制している。
A first rotating element to which the engine is connected to transmit power, a second rotating element to which the first motor is connected to transmit power, and a third rotating element that is an output rotating member to which the second motor is connected to transmit power An electric transmission mechanism having a differential mechanism having three rotating elements, and a mechanical transmission mechanism constituting a part of a power transmission path between an output rotating member of the electric transmission mechanism and a drive wheel. A vehicular power transmission device is known. For example, the vehicle drive device described in
ところで、第1電動機および第2電動機に電力を供給し或いは第1電動機および第2電動機から出力される回生電力を貯留するバッテリは、その温度上昇或いは温度低下等に起因してその電力充電量および電力放電量の最大値が小さくされてバッテリに対する充電電力および放電電力が通常時よりも制限される場合がある。このような場合には、機械式変速機構の変速時においてトルク制御される第1電動機および第2電動機のトルクに制約が生じて、狙い通りに機械式変速機構の出力トルクの変動すなわち車両の駆動トルクの変化を第1電動機および第2電動機のトルク制御で抑制することができず、変速時間が長くなったり変速ショックが発生したりすることを十分に抑制することができない場合があった。特に、機械式変速機構の変速時において第1電動機および第2電動機の回転速度が大きく変化する場合には、そのような不都合が顕著となる。 By the way, a battery that supplies electric power to the first electric motor and the second electric motor or stores regenerative electric power that is output from the first electric motor and the second electric motor, In some cases, the maximum value of the power discharge amount is reduced, and the charging power and discharging power for the battery are limited more than usual. In such a case, the torque of the first electric motor and the second electric motor that are torque-controlled at the time of shifting of the mechanical transmission mechanism is limited, and fluctuations in the output torque of the mechanical transmission mechanism, that is, driving of the vehicle as intended. The torque change cannot be suppressed by the torque control of the first motor and the second motor, and it may not be possible to sufficiently suppress the shift time from being increased or the shift shock from being generated. In particular, when the rotational speeds of the first electric motor and the second electric motor greatly change during the shift of the mechanical transmission mechanism, such inconvenience becomes significant.
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、電気式変速機構と機械式変速機構とを備える車両用動力伝達装置において、機械式変速機構の変速に際して、バッテリの充放電が制限されたときでも機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックが抑制され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 an object of the present invention is to provide a vehicular power transmission device including an electric transmission mechanism and a mechanical transmission mechanism when shifting the mechanical transmission mechanism. Another object of the present invention is to provide a control device capable of suppressing a shift delay and a shift shock of a mechanical transmission mechanism even when charging / discharging of a battery is restricted.
前記目的を達成する為の本発明の要旨とするところは、(a) エンジンが動力伝達可能に連結された第1回転要素と差動用電動機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と走行用電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素との3つの回転要素を有する差動機構を備えてその差動用電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式変速機構と、その電気式変速機構の出力回転部材と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構とを備え、前記機械式変速機構の変速中におけるバッテリの充放電電力収支を予め定められた変速中電力収支目標値に収束させるように前記第1電動機および第2電動機のトルク制御を行なう車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b) 前記変速中電力収支目標値を、前記バッテリの充放電電力の予め定められた上限値および下限値に基づいてそれらの間に設定することにある。 To achieve the above object, the gist of the present invention is that: (a) a first rotating element to which the engine is connected so that power can be transmitted; and a second rotating element to which the differential motor is connected so that power can be transmitted; The difference is obtained by providing a differential mechanism having three rotating elements with a third rotating element that is an output rotating member to which the driving motor is connected so as to be able to transmit power, and controlling the operating state of the differential motor. An electric transmission mechanism in which a differential state of the dynamic mechanism is controlled, and a mechanical transmission mechanism that constitutes a part of a power transmission path between an output rotating member of the electric transmission mechanism and a drive wheel, Control of a vehicle power transmission device that performs torque control of the first motor and the second motor so that the charge / discharge power balance of the battery during shifting of the mechanical transmission mechanism converges to a predetermined power balance target value during shifting. A device, (b) The serial shift in power balance target value is to set therebetween based on the upper limit value and a predetermined lower limit value of the charge-discharge electric power of the battery.
このようにすれば、前記変速中電力収支目標値が、前記バッテリの充放電電力の予め定められた上限値および下限値に基づいてそれらの間に設定されるので、バッテリの充放電が制限されたときでも、機械式変速機構の変速中におけるその機械式変速機構の出力トルク変動を抑制するための第1電動機および第2電動機のトルク制御作動に制限が少なくなり、機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックが抑制される。 In this way, since the power balance target value during shifting is set between the upper and lower limits of the charging / discharging power of the battery, charging / discharging of the battery is limited. Even when the mechanical transmission mechanism shifts, there is less restriction on the torque control operation of the first motor and the second motor for suppressing the output torque fluctuation of the mechanical transmission mechanism, and the shift of the mechanical transmission mechanism is reduced. Delay and shift shock are suppressed.
ここで、好適には、前記機械式変速機構の変速中の前記バッテリの充放電電力収支の変動が放電側よりも充電側に偏る場合は、前記変速中電力収支目標値を放電側の値となるように補正する。このようにすれば、前記機械式変速機構の変速中の前記バッテリの充放電電力収支の変動が放電側へずらされることから、変速期間内におけるバッテリの充放電電力収支の変動の、充電側および放電側へのバランスが改善されるので、バッテリの充放電が制限されたときでも、機械式変速機構の変速中におけるその機械式変速機構の出力トルク変動を抑制するための第1電動機および第2電動機のトルク制御作動に制限が一層少なくなり、機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックが一層抑制される。 Here, preferably, when fluctuations in the charge / discharge power balance of the battery during shifting of the mechanical transmission mechanism are biased toward the charging side rather than the discharging side, the power balance target value during shifting is set to the value on the discharging side. Correct so that In this way, the fluctuation in the charge / discharge power balance of the battery during the shift of the mechanical transmission mechanism is shifted to the discharge side. Since the balance to the discharge side is improved, even when charging / discharging of the battery is restricted, the first electric motor and the second electric motor for suppressing the output torque fluctuation of the mechanical transmission mechanism during the shift of the mechanical transmission mechanism The restriction on the torque control operation of the electric motor is further reduced, and the shift delay and shift shock of the mechanical transmission mechanism are further suppressed.
また、好適には、前記機械式変速機構の変速中の前記バッテリの充放電電力収支の変動の偏りは、予め記憶された関係から実際の変速段、車速、アクセル開度の少なくとも1つに基づいて決定される。このようにすれば、前記機械式変速機構の変速に先立ってその変速中の前記バッテリの充放電電力収支の変動の偏りが決定される利点がある。 Preferably, the bias of fluctuation of the charge / discharge power balance of the battery during the shift of the mechanical transmission mechanism is based on at least one of an actual shift speed, a vehicle speed, and an accelerator opening from a previously stored relationship. Determined. In this way, there is an advantage that the bias of the fluctuation of the charge / discharge power balance of the battery during the shift is determined prior to the shift of the mechanical transmission mechanism.
また、好適には、前記変速中電力収支目標値は、前記バッテリの充放電電力の予め定められた上限値および下限値の中央値を基本値とするものである。このようにすれば、バッテリの充放電が制限されたときでも、機械式変速機構の変速中におけるその機械式変速機構の出力トルク変動を抑制するための第1電動機および第2電動機のトルク制御作動に制限が少なくなり、機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックが抑制される。 Preferably, the power balance target value during shifting is based on a median value of a predetermined upper limit value and lower limit value of charge / discharge power of the battery. In this way, even when the charging / discharging of the battery is restricted, the torque control operation of the first electric motor and the second electric motor for suppressing the output torque fluctuation of the mechanical transmission mechanism during the shift of the mechanical transmission mechanism. Thus, the delay of the shift of the mechanical transmission mechanism and the shift shock are suppressed.
また、好適には、前記変速中電力収支目標値は、前記バッテリの充放電電力の予め定められた上限値および下限値の中央値である基本値が、前記変速中の充放電電力収支の変動の偏りに基づいて補正される。このようにすれば、バッテリの充放電が制限されたときでも、機械式変速機構の変速中におけるその機械式変速機構の出力トルク変動を抑制するための第1電動機および第2電動機のトルク制御作動に制限が一層少なくなり、機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックが一層抑制される。 Preferably, the power balance target value during the shift is a basic value that is a median value of a predetermined upper limit value and a lower limit value of the charge / discharge power of the battery, and the fluctuation of the charge / discharge power balance during the shift. It is corrected based on the bias. In this way, even when the charging / discharging of the battery is restricted, the torque control operation of the first electric motor and the second electric motor for suppressing the output torque fluctuation of the mechanical transmission mechanism during the shift of the mechanical transmission mechanism. Therefore, the delay of the shift of the mechanical transmission mechanism and the shift shock are further suppressed.
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、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両(以下、車両)10を説明する図である。この図1に示す車両10は、主動力源としてのエンジン12から出力される動力を差動用電動機としての第1電動機MG1と出力回転部材としての伝達部材14とに分配する動力分配機構16と、伝達部材14に作動的に(動力伝達可能に)連結された走行用電動機としての第2電動機MG2と、動力分配機構16(伝達部材14)と駆動輪22との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構としての自動変速機18とを有する車両用動力伝達装置(以下、動力伝達装置)11を備えて構成されている。この動力伝達装置11は、FR(フロントエンジン・リアドライブ)車両等に好適に用いられるものであって、エンジン12や第2電動機MG2から出力されるトルクが伝達部材14に伝達され、その伝達部材14から自動変速機18や差動歯車装置20を介して左右一対の後輪(駆動輪)22にトルクが伝達されるようになっている。尚、動力伝達装置11は、その中心線に対して対称的に構成されている為、図1ではそれらの半分を省略して示している。また、上記伝達部材14は、自動変速機18の入力回転部材としてのAT入力軸14でもある。第1電動機MG1および第2電動機MG2は、たとえば、発電機および電動機として機能可能なモータジェネレータから構成される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a hybrid vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) 10 to which the present invention is preferably applied. A
また、車両10には、例えば動力伝達装置11の各種制御を実行する制御装置を含む電子制御装置50が備えられている。この電子制御装置50は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに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車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置50は、エンジン12の出力制御、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の回生制御を含む各出力制御、自動変速機18の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、モータジェネレータ制御用、変速制御用等に分けて構成される。
Further, the
エンジン12は、車両10の主動力源であり、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン12は、例えば電子制御装置50によってスロットル弁開度θth或いは吸入空気量QAIR、燃料供給量、点火時期等の運転状態が電気的に制御されることにより、エンジン12の出力トルク(エンジントルク)Te が制御されるようになっている。
The engine 12 is a main power source of the
第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能のうち少なくとも一方を備えた例えば同期電動機であって、好適には、発動機又は発電機として選択的に作動させられるモータジェネレータである。これら第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、例えばインバータ24を介して鉛バッテリ、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ等のバッテリ26に接続されており、電子制御装置50によってそのインバータ24が制御されることにより、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の各々の出力トルク或いは回生トルク(MG1トルクTg 、MG2トルクTm )が制御されるようになっている。
The first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 are, for example, synchronous motors having at least one of a function as an electric motor (motor) for generating a drive torque and a function as a generator (generator), and preferably A motor generator that is selectively operated as a motor or a generator. The first motor MG1 and the second motor MG2 are connected to a
動力分配機構16は、サンギヤS0と、そのサンギヤS0に対して同心円上に配置されたリングギヤR0と、それらサンギヤS0及びリングギヤR0に噛み合うピニオンギヤP0を自転且つ公転自在に支持するキャリアCA0とを三つの回転要素(回転部材)として備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置28から構成されており、差動作用を生じる差動機構として機能する。この遊星歯車装置28は、エンジン12及び自動変速機18と同心に設けられている。また、動力伝達装置11において、エンジン12のクランク軸30は、不図示のダンパ等を介して動力分配機構16のキャリアCA0に連結されている。これに対してサンギヤS0には第1電動機MG1が連結され、リングギヤR0には伝達部材14が連結されている。動力分配機構16において、キャリアCA0は入力要素として機能し、サンギヤS0は反力要素として機能し、リングギヤR0は出力要素として機能している。
The
動力分配機構16における各回転要素の回転速度の相対的関係は、図2の共線図により示される。この共線図において、縦軸S(ジェネレータ軸;g軸)、縦軸CA(エンジン軸;e軸)、及び縦軸R(モータ軸;m軸)は、サンギヤS0の回転速度、キャリアCA0の回転速度、及びリングギヤR0の回転速度をそれぞれ表す軸であり、縦軸S、縦軸CA、及び縦軸Rの相互の間隔は、縦軸Sと縦軸CAとの間隔を1としたとき、縦軸CAと縦軸Rとの間隔がρ0(すなわち遊星歯車装置28の歯車比(プラネタリギヤ比)ρ0=サンギヤS0の歯数Zs /リングギヤR0の歯数Zr )となるように設定されたものである。斯かる動力分配機構16において、キャリアCA0に入力されるエンジントルクTe に対して、第1電動機MG1による負トルクである反力トルクが正回転にてサンギヤS0に入力されると、出力要素となっているリングギヤR0には正回転にて正トルクとなるエンジン直達トルクTd (=Te /(1+ρ0)=(1/ρ0)×Tg )が現れる。このとき、正回転にて負トルクを発生する第1電動機MG1は発電機として機能する。すなわち、エンジン12が動力伝達可能に連結された第1回転要素RE1としてのキャリアCA0と第1電動機MG1が動力伝達可能に連結された第2回転要素RE2としてのサンギヤS0と第2電動機MG2が動力伝達可能に連結された出力回転部材である第3回転要素RE3としてのリングギヤR0との3つの回転要素を有する動力分配機構16を備えてその第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより動力分配機構16の差動状態が制御される電気式変速機構(電気式差動機構)としての電気式無段変速機17(図1参照)が構成される。つまり、エンジン12が動力伝達可能に連結された差動機構としての動力分配機構16と動力分配機構16に動力伝達可能に連結された第1電動機MG1とを有して、第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより動力分配機構16の差動状態が制御される電気式無段変速機17が構成される。従って、電気式無段変速機17は、その変速比γ0(=エンジン12の回転速度(以下、エンジン回転速度)Ne /AT入力軸14の回転速度(以下、AT入力回転速度)Nat)を無段階に連続的に変化させる電気式変速機構として機能する。
The relative relationship between the rotational speeds of the rotating elements in the
また、この電気式無段変速機17では、動力分配機構16の差動状態が制御されることにより、リングギヤR0の回転速度(第2電動機MG2の回転速度(以下、MG2回転速度)Nm )が一定であるとき、第1電動機MG1の回転速度(以下、MG1回転速度)Ng を上昇或いは下降させることで、エンジン回転速度Ne を連続的に(無段階に)変化させることができる。また、第1電動機MG1を制御することで動力分配機構16が無段変速機として機能させられることにより、例えば燃費が最もよいエンジン12の動作点(例えばエンジン回転速度Ne とエンジントルクTe とで定められるエンジン12の運転点;以下、エンジン動作点という)に沿ってエンジン12を作動させることができる。また、このとき、車両10では、例えば第1電動機MG1により発電された電気エネルギをインバータ24を通してバッテリ26や第2電動機MG2へ供給するので、エンジン12の動力の主要部はエンジン直達トルクTd として機械的にAT入力軸14へ伝達される。一方で、エンジン12の動力の一部は第1電動機MG1の発電の為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24を通してその電気エネルギの一部乃至全部がバッテリ26や第2電動機MG2へ供給され、第1電動機MG1の発電電力やバッテリ26の電力等の電気エネルギによりその第2電動機MG2から出力される駆動力がAT入力軸14へ伝達される。この発電に係る第1電動機MG1による電気エネルギの発生から駆動に係る第2電動機MG2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン12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。
In the electric continuously
図1に戻り、自動変速機18は、非回転部材であるハウジング32内において、電気式無段変速機17の出力回転部材である伝達部材14に直列に設けられたものであり、複数の遊星歯車装置を備えて機械的に複数の変速比(ギヤ比)が段階的に設定される有段式の自動変速機として機能する公知の遊星歯車式多段変速機である。自動変速機18は、例えばクラッチC1,C2及びブレーキB1,B2,B3のそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速V等に応じて、図3の係合作動表に示すように前進4段、後進1段の各ギヤ段(各変速段)が成立させられる。これらクラッチC1,C2及びブレーキB1,B2,B3は、例えば油圧アクチュエータにより作動させられる油圧式摩擦係合装置などにより構成されている。そして、図2の共線図にも示すように、自動変速機18では、油圧式摩擦係合装置の係合解放制御により各変速段の何れかが形成されると、m軸上のトルクすなわち自動変速機18の入力トルク(AT入力トルク)Tatがそのときの変速比γat(=Nat/AT出力軸34の回転速度(以下、AT出力回転速度)Nout )に応じて増減されて自動変速機18の出力回転部材であるAT出力軸34に自動変速機18の出力トルクすなわち動力伝達装置11の出力トルクTout として伝達される。尚、このAT入力トルクTatは、機械的に伝達されるエンジン直達トルクTd 分と電気パスを介して伝達される電力により駆動されるMG2トルクTm 分との合算トルクである。
Returning to FIG. 1, the
図1に戻り、電子制御装置50には、例えば、エンジン回転速度センサ52により検出されたエンジン回転速度Ne (rpm)を表す信号、第1電動機回転速度センサ54により検出されたMG1回転速度Ng (rpm)を表す信号、第2電動機回転速度センサ56により検出されたMG2回転速度Nm (rpm)すなわちAT入力回転速度Nat(rpm)を表す信号、出力軸回転速度センサ58により検出された車速Vに対応するAT出力回転速度Nout (rpm)を表す信号、アクセル開度センサ60により検出された運転者による車両10に対する駆動力要求量(ドライバ要求出力)としての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、図示しないスロットルアクチュエータによりアクセル開度Accに応じた開度に制御されスロットルセンサ62により検出された電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth(%)を表す信号、吸入空気量センサ64により検出されたエンジン12の吸入空気量Q/Nを表す信号、フットブレーキセンサ66により検出された運転者による車両10に対する制動力要求量(ドライバ要求減速度)としてのブレーキペダルの操作量であるブレーキ操作量Braを表す信号、バッテリセンサ68により検出されたバッテリ26のバッテリ温度Thb(℃)やバッテリ入出力電流(バッテリ充放電電流)Ib (A)やバッテリ電圧Vb (V)を表す信号、操作位置センサ70により検出されたシフトレバー72の操作位置Ps (P、R、N、D)を表わす信号などが、それぞれ供給される。尚、電子制御装置50は、例えば上記バッテリ温度Thb、バッテリ充放電電流Ib 、及びバッテリ電圧Vb などに基づいてバッテリ26の充電状態(充電容量)SOCを逐次算出する。
Returning to FIG. 1, the
また、電子制御装置50からは、例えばエンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Se 、第1,第2電動機MG1,MG2の各作動を制御する為の電動機制御指令信号Sm 、自動変速機18のクラッチC1,C2及びブレーキB1,B2,B3の各油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路74に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させる為の油圧指令信号Sp などが、それぞれ出力される。
The
図4は、電子制御装置50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4において、ハイブリッド制御部76は、エンジン12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24を介して第1電動機MG1及び第2電動機MG2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12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2によるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部76は、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10の目標(要求)出力Pout *を算出し、その目標出力Pout *と充電要求値から必要なトータル目標出力Pout *A を算出し、そのトータル目標出力Pout *A が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機MG2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)Pe *を算出する。そして、ハイブリッド制御部76は、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予め記憶されたエンジン最適燃費線(燃費マップ、関係)にエンジン動作点を沿わせつつ、目標エンジン出力Pe *を発生する為の目標エンジントルクTe *と目標エンジン回転速度Ne *となるように、エンジントルク制御及びエンジン回転速度制御を実行する。具体的には、ハイブリッド制御部76は、スロットル制御の為にスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射制御の為に燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御の為にイグナイタ等の点火装置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。また、ハイブリッド制御部76は、エンジン回転速度Ne が目標エンジン回転速度Ne *となるようにエンジントルクTe に対抗する反力トルクであるMG1トルクTg をフィードバック制御するなどしてエンジン回転速度制御を実行する。
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function by the
変速制御部80は、例えば、車速Vとアクセル開度Acc(或いは出力トルクTout 等)とを変数として予め記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係(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に基づいて、自動変速機18の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速機18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機18の自動変速制御を実行する。或いは、ハイブリッド制御部76からの変速指令に従って、要求駆動力を得るために決定された変速段が得られるように自動変速機18の自動変速制御を実行する。有段変速制御部80は、例えば図3に示す係合作動表に従って変速段が達成されるように、自動変速機18の変速に関与する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)Sp を油圧制御回路74へ出力する。油圧制御回路74は、その指令Sp 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機18の変速が実行されるように、油圧制御回路74内のソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
The
ここで、本実施例の変速制御部80は、必要に応じて電気式無段変速機17及び自動変速機18による変速制御を同時に実行する。すなわち、変速制御部80は、予め定められた関係から車両10の走行状態に応じて、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御することにより電気式無段変速機17の変速比γ0を無段階に変化させる無段変速制御及び自動変速機18において変速段を選択的に成立させる有段変速制御を併行して実行する。つまり、変速制御部80は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に実行する。そのようなエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う制御に関して、変速制御部80は、回転勾配比算出部82、エンジントルク値取得部84、クラッチトルク値取得部86、パワー収支目標値取得部88、回転勾配目標値算出部90、及びMG必要トルク算出部92を含んでいる。
Here, the
図5の3→2ダウン変速に示すように、動力伝達装置11におけるエンジン動作点の移動に際しては、予め定められたエンジン12の燃費効率(最適燃費率)に基づいてそのエンジン12から必要なパワーが出力されるようにエンジントルクTe 及びエンジン回転速度Ne が変更される。この際、例えば比較的高いエンジントルクTe を必要とする走行条件においてエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御が同時に行われる場合、比較的大きな動力を伝達しながらの変速になるので、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の動力もそれに応じて大きくなり、単にエンジントルクアップによる発電量で辻褄を合わせようとするとエンジン動作点がトルク方向に大きくずれることになる。更に、そのエンジン動作点のずれは、パワー収支(充放電電力収支)の動きに応じて成り行き任せで動いてしまうおそれがある。従って、このような変速においては、電気式無段変速機17及び自動変速機18から成る変速機構(動力伝達装置11)全体でのエネルギ収支等を予め見込んで、全体でのバランスを考えた変速制御を行うことが望まれる。本実施例の変速制御部80は、回転勾配比算出部82、エンジントルク値取得部84、クラッチトルク値取得部86、パワー収支目標値取得部88、回転勾配目標値算出部90、及びMG必要トルク算出部92によって上記の変速制御を実現する。尚、図5に示す3→2ダウンの同時変速制御は、例えばアクセル踏増しによる自動変速機18のキックダウンと、アクセル踏増しに伴う目標パワーの増大に対応してエンジンパワーを引き上げる為のエンジン最適燃費線(燃費最適線)に沿ったエンジン動作点の移動とが並行して実行される変速制御が想定される。また、その逆の2→3アップの同時変速制御は、たとえば加速走行中の車速の増加に対応してエンジンパワーを引き下げる為のエンジン最適燃費線(燃費最適線)に沿ったエンジン動作点の移動とが並行して実行される変速制御が想定される。
As shown in the 3 → 2 downshift in FIG. 5, when the engine operating point is moved in the
図6は、変速制御部80によるエンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う過程(例えばイナーシャ相中の回転変化を伴う変速過渡期)で実行する本実施例の第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の回転速度制御の一例を示すタイムチャートであり、自動変速機18の変速段が高速側の3速段から低速側の2速段へ切り替えられるダウン変速制御に対応する。尚、この図6に示すブレーキB1のクラッチトルク(係合トルク)Tb1及びブレーキB2のクラッチトルク(係合トルク)Tb2は、m軸上に換算した値である。
FIG. 6 shows the first rotation of this embodiment executed in the process of simultaneously shifting the engine operating point and the shift control of the
図6に示す制御においては、先ず、時点t1において、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う制御の開始が判定される。そして、変速制御部80による変速制御が実行され、エンジントルクTe が漸増させられると共にMG1トルクTg 及びMG2トルクTm が所定値(図6においては略零)まで増加させられる。また、解放側のブレーキB1のクラッチトルクTb1が所定値まで減少させられてその所定値にて低圧待機させられ、その後零に向かって漸減させられる。また、ブレーキB1のクラッチトルクTb1が零に向かって漸減させられるときに合わせて、係合側のブレーキB2のクラッチトルクTb2の増加が開始され、ブレーキB2の係合が開始される。また、このようなエンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2、及びブレーキB1の制御に伴い、第2回転要素RE2であるサンギヤS0(MG1)に対応するm軸、第1回転要素RE1であるキャリアC0(エンジン12)に対応するe軸、及び第3回転要素RE3であるリングギヤR0(MG2)に対応するg軸の回転速度が漸増させられる。
In the control shown in FIG. 6, first, at the time t1, it is determined that the start of the control that simultaneously performs the movement of the engine operating point and the shift control of the
続いて、ブレーキB1のクラッチトルクTb1が零まで漸減させられると共に、ブレーキB2のクラッチトルクTb2が所定値まで増加させられる。また、MG1トルクTg が所定値まで減少させられると共に、MG2トルクTm が所定値まで増加させられる。このような第1電動機MG1、第2電動機MG2、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2の制御に伴い、m軸、e軸、及びg軸の回転速度がそれぞれの目標値(変速後の目標回転速度)に到達する。そして、ブレーキB2のクラッチトルクTb2が所定値まで減少させられて変速後の目標クラッチトルク値とされる。また、MG1トルクTg が所定値まで増加させられると共に、MG2トルクTm が所定値まで低下させられて共に変速後の目標トルクとされ、時点t2にて一連の同時変速制御が終了させられる。尚、図6に示す制御においては、m軸、e軸、及びg軸の各回転速度が吹き上がった後に目標値(変速後の目標回転速度)に収束させられる。また、図6に示す制御においてはパワー収支値の目標値を例えば零としているが、実際の制御においては多少のずれを生じるため、狙いである零を中心としてパワー収支が変動する。 Subsequently, the clutch torque Tb1 of the brake B1 is gradually reduced to zero, and the clutch torque Tb2 of the brake B2 is increased to a predetermined value. Further, the MG1 torque Tg is decreased to a predetermined value, and the MG2 torque Tm is increased to a predetermined value. With such control of the first electric motor MG1, the second electric motor MG2, the first brake B1, and the second brake B2, the rotational speeds of the m-axis, e-axis, and g-axis are the respective target values (targets after the shift). (Rotational speed) is reached. Then, the clutch torque Tb2 of the brake B2 is reduced to a predetermined value to obtain the target clutch torque value after the shift. In addition, the MG1 torque Tg is increased to a predetermined value, and the MG2 torque Tm is decreased to a predetermined value and both are set as target torques after shifting, and a series of simultaneous shift control is terminated at time t2. In the control shown in FIG. 6, after the rotational speeds of the m-axis, e-axis, and g-axis are blown up, they are converged to a target value (target rotational speed after shifting). Further, in the control shown in FIG. 6, the target value of the power balance value is set to, for example, zero. However, in actual control, a slight deviation occurs, so that the power balance varies around the target zero.
図3、図6に示すように、自動変速機18において第3速段ら第2速段へのダウン変速が行われる場合には、ブレーキB1が解放されると共にブレーキB2が係合される。また、第2速段から第3速段へのアップ変速が行われる場合には、ブレーキB2が解放されると共にブレーキB1が係合される。すなわち、自動変速機18においては、高速段から低速段への変速、及び低速段から高速段への変速の何れにおいても、解放側係合装置を解放させると共に係合側係合装置を係合させる所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる。このようなクラッチ・ツウ・クラッチ変速においては、変速ショックを抑制する為、係合装置の掴み替えは各回転要素の回転速度が同期回転速度(目標回転速度)を過ぎているタイミングで実行される場合が考えられ、図6に示す制御においてもそのようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 6, when the downshift from the third speed to the second speed is performed in the
以下、図6に示す変速制御について詳しく説明する。変速制御部80による変速制御において、回転勾配比算出部82は、動力分配機構16における3つの回転要素すなわち第2回転要素RE2であるサンギヤS0(MG1)、第1回転要素RE1であるキャリアC0(エンジン12)、及び第3回転要素RE3であるリングギヤR0(MG2)の各回転勾配の相互間の比(回転勾配比)、すなわち第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの実際の回転数時間変化率すなわち回転速度時間変化率d ω/dt (図面乃至数式においては時間微分すなわち時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ)の相互間の比(回転速度時間変化率比)をそれぞれ算出する。具体的には、回転勾配比算出部82は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合において、変速後の第2回転要素RE2の目標回転速度(同期回転速度)すなわち第1電動機MG1の目標回転速度ωgaimと現時点における実際の回転速度(以下、実回転速度)ωg との差分値Δωg (=ωgaim−ωg )、変速後の第1回転要素RE1の目標回転速度(同期回転速度)すなわちエンジン12の目標回転速度ωeaimと現時点における実回転速度ωe との差分値Δωe (=ωeaim−ωe )、及び変速後の第3回転要素RE3の目標回転速度(同期回転速度)すなわち第2電動機MG2の目標回転速度ωmaimと現時点における実回転速度ωm との差分値Δωm (=ωmaim−ωm )を、それぞれ算出する。そして、それら各差分値Δωg ,Δωe ,Δωm の相互間の比すなわち差分値比Δωg :Δωe :Δωm を算出する。また、回転勾配比算出部82は、第2回転要素RE2の回転勾配としての回転速度時間変化率d ωg/dt、第1回転要素RE1の回転速度時間変化率d ωe/dt、及び第3回転要素RE3の回転速度時間変化率d ωm/dtを算出し、それら各回転速度時間変化率d ωg/dt,d ωe/dt,d ωm/dtの相互間の比すなわち回転速度時間変化率比d ωg/dt:d ωe/dt:d ωm/dtを算出する。
Hereinafter, the shift control shown in FIG. 6 will be described in detail. In the shift control by the
エンジントルク値取得部84は、現時点におけるエンジントルクTe を取得する。例えば、エンジントルク値取得部84は、予め記憶された関係(エンジントルクマップ)から、実際のエンジン回転速度Ne 及び図示しない電子スロットル弁のスロットル弁開度θth等の値に基づいてエンジントルクTe を算出する。尚、例えばトルクセンサ等により実際のエンジントルクTe を検出するものであっても良い。
The engine torque
クラッチトルク値取得部86は、自動変速機18に備えられた各摩擦係合装置すなわちブレーキB1及びブレーキB2の現時点における各クラッチトルクTb1,Tb2を取得する。例えば、予め記憶された関係(係合トルク特性)から、現時点におけるブレーキB1及びブレーキB2の各油圧指令値(例えば図示しない油圧制御回路における電磁制御弁の出力圧指令値)に基づいて各クラッチトルク値Tb1,Tb2を算出する。そして、クラッチトルク値取得部86は、各クラッチトルクTb1,Tb2の合算値としてm軸上に換算したクラッチトルク値Tb を取得する。尚、例えば上記油圧制御回路に備えられた油圧センサにより第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2にそれぞれ供給される作動油の実際の油圧を検出するものであっても良い。
The clutch torque
変速線近傍判定手段87は、まもなく変速が開始される変速線近傍であるか否かを、たとえば予め記憶された変速線図と、その変速線図を示す二次元座標の座標軸で表わされる変数たとえば車速Vおよびアクセル開度Accで示される車両状態とに基づいて、車両状態を示す位置が変速線に対して所定値以内となったか否かに基づいて判定する。 The shift line vicinity determining means 87 indicates whether or not it is in the vicinity of a shift line that will soon start a shift, for example, a shift map that is stored in advance and a variable represented by a coordinate axis of a two-dimensional coordinate indicating the shift map, for example, A determination is made based on whether or not the position indicating the vehicle state is within a predetermined value with respect to the shift line, based on the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the accelerator opening Acc.
パワー収支目標値取得部88は、変速線近傍判定手段87により変速線近傍に至ったことが判定されると、変速中の第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値(すなわちバッテリ26の変速中電力収支目標値)ΔPaim [kW]を、変速開始前に取得し設定する。例えば、図7に示す予め記憶された関係からバッテリ温度Thbに基づいて入力側制限値Winおよび出力側制限値Wout を決定し、式(1)から入力側制限値Winおよび出力側制限値Wout に基づいて算出する。式(1)において、αは、基本値[(Wout +Win) /2] を補正する補正値であり、車両10の走行状態や動力伝達装置11に備えられたバッテリ26の充電容量SOC等に基づいて設定される。たとえば入力側制限値Win(下限値)が−30[kW]、出力側制限値Wout (上限値)が30[kW]であるとすると、補正値αが零であれば、パワー収支目標値ΔPaim は、それらとの中央値(平均値)である零値(±0[kW])となる。しかし、バッテリ26に対する充電要求があった場合には補正値αは予め設定された値たとえば5[kW]に設定され、パワー収支目標値ΔPaim が5[kW]として算出される。また、バッテリ26に対する放電要求があった場合には補正値αは予め設定された値たとえば−5[kW]に設定され、パワー収支目標値ΔPaim が−5[kW]として算出される。
When it is determined by the shift line vicinity determining means 87 that the power balance target
また、一般に、変速中の実際のパワー収支の変動は、図9の2→3アップ変速のタイムチャートに示すように、+側或いは−側の変動幅があり、いずれかへ偏る特性がある。このため、上記パワー収支目標値取得部88では、補正値αが、変速中特にイナーシャ相中に予想されるパワー収支の変動の偏りに応じて適宜決定される。このパワー収支の変動幅の偏り特性は、実際の変速段、車速V、アクセル開度Acc、路面勾配に関連する性質があるので、予め実験的に求められて記憶された関係から実際の変速段、車速V、アクセル開度Acc、路面勾配に基づいて上記補正値αが決定される。この関係は、パワー収支の変動幅の偏りが大きいほど補正値αを大きくし、且つその補正値αを偏り側とは反対側の値となるように、たとえば偏りが充電(+)側であれば放電(−)側の値となるように決定されている。なお、上記補正値αは、[(Wout +Win) /2] に乗算される1以下の係数であってもよい。
In general, the actual power balance fluctuation during a shift has a fluctuation range on the + side or the − side as shown in the time chart of the 2 → 3 upshift in FIG. For this reason, in the power balance target
ΔPaim [kW]=[(Wout +Win) /2] +α ・・・ (1) ΔPaim [kW] = [(Wout + Win) / 2] + α (1)
回転勾配目標値算出部90は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を逐次算出する。すなわち、回転勾配目標値算出部90は、サンギヤS0(MG1)の回転速度時間変化率d ωg/dt、キャリアC0(エンジン12)の回転速度時間変化率d ωe/dt、及びリングギヤR0(MG2)の回転速度時間変化率d ωm/dtそれぞれの制御の狙い値となる各目標値を算出する。具体的には、回転勾配目標値算出部90は、エンジン動作点の移動及び自動変速機18の変速制御を同時に行う場合において、変速中の少なくとも一定期間、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度変化勾配の相互間の比が、現時点における実回転速度から目標回転速度までの各差分値(回転速度変化量)の相互間の比、若しくはそれに準じて算出される値と等しくなるように制御する。すなわち、回転勾配比算出部82により算出される回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg :Δωe :Δωm と、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比d ωg/dt:d ωe/dt:d ωm/dtとが等しくなるように、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の各回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を算出する。
The rotational gradient target
より具体的には、回転勾配目標値算出部90は、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比が次式(2)で表される場合、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比が次式(3)を満たすように制御する。すなわち、回転勾配目標値算出部90は、次式(4)を満たすように各回転要素RE1,RE2,RE3それぞれの回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を逐次算出する。
More specifically, the rotational gradient target
加えて、回転勾配目標値算出部90は、式(2)〜(4)に基づく回転速度時間変化率d ω/dt の目標値の算出は、変速中のエンジン12の出力パワー(エンジンパワー)、クラッチ伝達パワー(クラッチパワー)、狙いとするパワー収支値、及び慣性仕事率の釣合計算に基づいて行う。すなわち、回転勾配目標値算出部90は、予め定められた関係から、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg :Δωe :Δωm に対応する(すなわちその比に等しい)回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比d ωg/dt:d ωe/dt:d ωm/dt、変速中におけるエンジンパワー、自動変速機18に備えられた係合装置(すなわち第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)のクラッチパワーすなわちブレーキB1,B2による駆動伝達パワー、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支値の目標値ΔPaim 、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を逐次算出する。
In addition, the rotational gradient target
回転勾配目標値算出部90は、例えば式(3)を満たすと共に次式(5)を満たす第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を逐次算出する。この式(5)の下段左辺において、第1項に係るTe ・ωe はエンジンパワーに、第2項に係るTb ・ωm はブレーキB1,B2による駆動伝達パワー(換言すれば駆動系が消費するパワー)に、第3項に係るIg ・d ωg/dt・ωg +Ie ・d ωe/dt・ωe +Im ・d ωm/dt・ωm は各回転要素RE1,RE2,RE3のイナーシャの引き上げに使用されるパワーにそれぞれ対応する。尚、上記クラッチトルクTb は、例えば自動変速機18の変速に係る係合装置のクラッチトルクに対応するものであり、m軸上に換算した変速過渡中のブレーキB1のクラッチトルクTb1とブレーキB2のクラッチトルクTb2との合算トルク(=Tb1+Tb2)である。従って、ブレーキB1,B2による駆動伝達パワーは、ブレーキB1,B2のクラッチトルク(上記合算トルク)により自動変速機18において駆動輪22側へ伝達されるクラッチパワーであって、自動変速機18が駆動輪22側へ伝達する出力パワーすなわち自動変速機18を介して駆動輪22側へ伝達されるパワーに相当する自動変速機18における駆動伝達パワーである。式(5)の下段右辺はパワー収支目標値ΔPaim であるから、回転勾配目標値算出部90は、そのパワー収支目標値ΔPaim を得るための第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を逐次算出する。
The rotational gradient target
MG必要トルク算出部92は、回転勾配目標値算出部90により算出された第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3それぞれの回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を実現する第1電動機MG1及び第2電動機MG2のトルクを逐次算出する。例えば、MG必要トルク算出部92は、回転勾配目標値算出部90により算出された第2回転要素(MG1)の回転速度時間変化率d ωg/dtの目標値、第1回転要素(エンジン12)の回転速度時間変化率d ωe/dtの目標値、第3回転要素(MG2)の回転速度時間変化率d ωm/dtの目標値、エンジントルク値取得部84により取得されたエンジントルク値Te 、及びクラッチトルク値取得部86により取得されたクラッチトルク値Tb (m軸上換算値)に対して、次式(6)に示す運動方程式を満たすMG1トルクTg 及びMG2トルクTm を求める。また、変速制御部80は、上記のようにして算出されたMG1トルクTg 及びMG2トルクTm が実現されるように第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を制御する。
The MG required
以上のように、変速制御部80による変速制御では、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg :Δωe :Δωm を算出すると共に、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比d ωg/dt:d ωe/dt:d ωm/dtを算出し(回転勾配比算出部82)、現時点におけるエンジントルク値Te を取得し(エンジントルク値取得部84)、ブレーキB1及びブレーキB2の現時点におけるクラッチトルク値Tb を取得し(クラッチトルク値取得部86)、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaim を取得し(パワー収支目標値取得部88)、上記において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率d ωg/dt、d ωe/dt、d ωm/dtの目標値を算出し(回転勾配目標値算出部90)、それら算出された各回転要素の回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を達成するMG1トルクTg 及びMG2トルクTm を算出し(MG必要トルク算出部92)、それら算出されたMG1トルクTg 及びMG2トルクTm を達成する作動指令を第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力する(変速制御部80)。すなわち、上記の一連の処理に対応するアルゴリズムにより第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度(変化具合)を同一とするように、各回転要素の回転を制御する。この結果、実際のパワー収支が、パワー収支目標値ΔPaim に収束される。
As described above, in the shift control by the
尚、上記の説明では、自動変速機18のダウンシフトとエンジン動作点の移動とが並行して実行される変速制御に、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度が同一となるように変速制御することを適用したが、自動変速機18のアップシフトとエンジン動作点の移動とが並行して実行される変速制御にも適用されることは言うまでもないことである。
In the above description, the first rotation element RE1, the second rotation element RE2, and the third rotation element RE3 are used for the shift control in which the downshift of the
図8は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわち自動変速機18の変速を実行する際に変速全体におけるエネルギ収支をパワー収支目標値ΔPaim への収束させるとともに、変速中のパワー収支の変動幅の偏りなどに応じてパワー収支目標値ΔPaim を補正する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。また、図9は、図8のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。尚、この図8のフローチャートにおけるスタート時点は、例えば自動変速機18の2→3アップシフトを実行する変速制御の開始時点である。
FIG. 8 shows the main part of the control operation of the
図8において、ステップS1(以下、ステップを省略する)では、バッテリ26に充電および放電の電力制限があるか否かが、たとえば図7に示す予め記憶された関係からバッテリ温度Thbに基づいて判断される。たとえばバッテリ温度Thbがバッテリ26の充電および放電電力の最大値を用いることができる予め設定された常用(定常)温度範囲Thbβ乃至Thbαの範囲内であれば温度による電力制限がないと判断されるが、定常温度範囲Thbβ乃至Thbαを越えると温度による電力制限ありと判断される。このS1の判断が肯定される場合は、変速制御部80に対応するS2において、通常の変速制御が実行される。この通常の変速制御では、回転要素RE1,RE2,RE3における差分値比Δωg :Δωe :Δωm が算出され、回転要素RE1,RE2,RE3における回転速度時間変化率比d ωg/dt:d ωe/dt:d ωm/dtが算出され、現時点におけるエンジントルク値Te が取得され、ブレーキB1及びブレーキB2の現時点におけるクラッチトルク値Tb が取得され、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に係るパワー収支目標値ΔPaim が(1)式および図7に示す関係を用いないで取得され、上記において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率d ωg/dt、d ωe/dt、d ωm/dtの目標値が算出され、それら算出された各回転要素の回転速度時間変化率d ω/dt の目標値を達成するMG1トルクTg 及びMG2トルクTm が算出され、それら算出されたMG1トルクTg 及びMG2トルクTm を達成する作動指令が第1電動機MG1及び第2電動機MG2へ出力される。これにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度(変化具合)を同一とするように、各回転要素の回転が制御され、実際のパワー収支が、パワー収支目標値ΔPaim に収束される。
In FIG. 8, in step S <b> 1 (hereinafter, step is omitted), it is determined based on the battery temperature Thb from the relationship stored in advance as shown in FIG. 7, for example, whether or not the
一方、前記S1の判断が否定される場合は、変速線近傍判定部87に対応するS3において、たとえば車速Vおよびアクセル開度Accで示される車両状態が変速線の近傍に到達したか否か、すなわちまもなく変速が開始されるか否かが判断される。このS3の判断が否定された場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定された場合は、パワー収支目標値取得部88に対応するS4において、定常のバッテリの充電放電電力の制限がある状態において、(1)式および図7に示す関係から、パワー収支目標値ΔPaim が算出される。図9のt1時点はこの状態を示している。次いで、変速制御部80に対応するS5において、バッテリの充電および放電の電力制限がある状態で決定されたそのパワー収支目標値ΔPaim を用いた変速制御が実行される。図9の下段におけるt1乃至t3の変速区間に示される破線は、この変速制御によるパワー収支の変化を示している。
On the other hand, if the determination in S1 is negative, in S3 corresponding to the shift line vicinity determination unit 87, for example, whether or not the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the accelerator opening Acc has reached the vicinity of the shift line, That is, it is determined whether or not the gear shift will be started soon. If the determination in S3 is negative, this routine is terminated. If the determination is affirmative, in S4 corresponding to the power balance target
すなわち、S5では、バッテリの充電および放電の電力制限がある状態で(1)式および図7に示す関係を用いて決定されたそのパワー収支目標値ΔPaim が用いられるので、S2の通常の変速制御に対して、式(5)の下段の右辺が変更される。この結果、式(5)の下段左辺の第1項に係るTe ・ωe (エンジンパワー)と、第2項に係るTb ・ωm (ブレーキB1,B2による駆動伝達パワー、換言すれば駆動系が消費するパワー)および第3項に係るIg ・d ωg/dt・ωg +Ie ・d ωe/dt・ωe +Im ・d ωm/dt・ωm (各回転要素RE1,RE2,RE3のイナーシャの引き上げに用いられるパワー)に関連するバッテリパワーとの配分が、(5)式が成立するように変更される。このエンジンパワーとバッテリパワーとの配分が変更された状態で、S2と同様の変速制御が実行される。図9の下段におけるt1乃至t3の変速区間に示される実線は、この変速制御によるパワー収支の変化を示している。この実線は、パワー収支目標値ΔPaim が−10KWに設定された結果、放電側へのパワー収支の変動が−10KWだけ少なくされている。 That is, in S5, the power balance target value ΔPaim determined by using the relationship shown in the equation (1) and FIG. 7 in a state where there is a power limit for charging and discharging the battery, the normal shift control in S2 is performed. On the other hand, the lower right side of Expression (5) is changed. As a result, Te · ωe (engine power) according to the first term on the lower left side of the equation (5) and Tb · ωm according to the second term (drive transmission power by the brakes B1 and B2, in other words, the drive system is consumed) ) And the third term Ig · d ωg / dt · ωg + Ie · d ωe / dt · ωe + Im · d ωm / dt · ωm (power used for raising the inertia of each rotating element RE1, RE2, RE3) ) Is changed so that the expression (5) is established. With the distribution of the engine power and the battery power changed, the shift control similar to S2 is executed. The solid line shown in the shift section from t1 to t3 in the lower part of FIG. 9 indicates the change in the power balance due to this shift control. In this solid line, as a result of setting the power balance target value ΔPaim to −10 KW, the fluctuation of the power balance to the discharge side is reduced by −10 KW.
上述のように、本実施例の電子制御装置50によれば、パワー収支目標値ΔPaim (変速中電力収支目標値)が、バッテリ26の充放電電力の予め定められた上限値および下限値に基づいてそれらの間に設定されるので、バッテリ26の充放電が制限されたときでも、自動変速機(機械式変速機構)18の変速中におけるその自動変速機18の出力トルク変動を抑制するための第1電動機MG1および第2電動機MG2のトルク制御作動に制限が少なくなり、自動変速機18の変速の遅れや変速ショックが抑制される。
As described above, according to the
また、本実施例の電子制御装置50によれば、自動変速機18の変速中のバッテリ26の充放電電力収支の変動が放電側よりも充電側に偏る場合は、パワー収支目標値ΔPaim (変速中電力収支目標値)が放電側の値となるように補正される。このため、自動変速機18の変速中のバッテリ26の充放電電力収支の変動が放電側へずらされることから、変速期間内におけるバッテリ26の充放電電力収支の変動の、充電側および放電側へのバランスが改善されるので、バッテリ26の充放電が制限されたときでも、自動変速機18の変速中におけるその自動変速機18の出力トルク変動を抑制するための第1電動機MG1および第2電動機MG2のトルク制御作動に制限が一層少なくなり、自動変速機18の変速の遅れや変速ショックが一層抑制される。
Further, according to the
また、本実施例の電子制御装置50によれば、自動変速機18の変速中の前記バッテリの充放電電力収支の変動の偏りは、予め記憶された関係から実際の変速段、車速、アクセル開度の少なくとも1つに基づいて決定される。このため、自動変速機18の変速に先立ってその変速中のバッテリ26の充放電電力収支の変動の偏りが決定される利点がある。
In addition, according to the
また、本実施例の電子制御装置50によれば、パワー収支目標値ΔPaim (変速中電力収支目標値)は、前記バッテリの充放電電力の予め定められた上限値および下限値の中央値を基本値とするものである。このようにすれば、バッテリ26の充放電が制限されたときでも、機械式変速機構の変速中におけるその機械式変速機構の出力トルク変動を抑制するための第1電動機および第2電動機のトルク制御作動に制限が少なくなり、機械式変速機構の変速の遅れや変速ショックが抑制される。
Further, according to the
また、本実施例の電子制御装置50によれば、パワー収支目標値ΔPaim (変速中電力収支目標値)は、バッテリ26の充放電電力の予め定められた上限値および下限値の中央値である基本値が、変速中の充放電電力収支の変動の偏りに基づいて補正される。このため、バッテリ26の充放電が制限されたときでも、自動変速機18の変速中におけるその自動変速機18の出力トルク変動を抑制するための第1電動機MG1および第2電動機MG2のトルク制御作動に制限が一層少なくなり、自動変速機18の変速の遅れや変速ショックが一層抑制される。
Further, according to 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 is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例では、変速中のエンジン出力トルクは一定であった。しかし、変速途中のトルク相では、エンジン回転速度Ne を一次的に上昇させることでエンジンパワーPe を一時的に増加させることでそのトルク相の変速機出力トルクTout の落ち込みを減少させ(トルク相補償制御)た後、イナーシャ相では、トルク相で消費され或いは蓄電された電力量(トルク相補償時エネルギ収支)Wtとアップシフト中において消費或いは蓄電する目標の電力量(変速時目標エネルギ収支)Ws*との差分エネルギΔW(=Ws*−Wt)を、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3における各変速進行度が同一となるように変速制御を行って充足させ、トルク相で消費或いは蓄電したエネルギをイナーシャ相で回収或いは消費するようにしてもよい。このようにすれば、パワー収支を維持しつつ、自動変速機18の出力トルクの振幅が減少して変速ショックが一層緩和される。
For example, in the above-described embodiment, the engine output torque during shifting is constant. However, in the torque phase during shifting, the engine power Pe is temporarily increased by temporarily increasing the engine rotational speed Ne to reduce the drop in the transmission output torque Tout of the torque phase (torque phase compensation). After the control, in the inertia phase, the amount of power consumed or stored in the torque phase (torque phase compensation energy balance) Wt and the target amount of power consumed or stored during the upshift (target energy balance during shift) Ws The difference energy ΔW (= Ws * −Wt) with respect to * is satisfied by performing the shift control so that the shift progresses in the first rotating element RE1, the second rotating element RE2, and the third rotating element RE3 are the same. The energy consumed or stored in the torque phase may be recovered or consumed in the inertia phase. In this way, while maintaining the power balance, the amplitude of the output torque of the
また、本実施例の電子制御装置50によれば、自動変速機18の変速中の前記バッテリの充放電電力収支の変動の偏りは、予め記憶された関係から実際の変速段、車速、アクセル開度の少なくとも1つに基づいて決定されるが、実際の変速時の偏りに基づいて次回の変速時のその関係に学習補正が行なわれてもよい。
In addition, according to the
また、前述の自動変速機18は、例えば1組或いは複数組の遊星歯車装置の回転部材が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2段、前進3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であってもよい。
Further, in the
また、前述の遊星歯車装置28は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、複数組の遊星歯車装置から構成されていてもよい。また、前述の遊星歯車装置28は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されていたが、ダブルピニオン型の遊星歯車装置から構成されていてもよい。また、遊星歯車装置28の3つの回転要素のいずれが、エンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2に連結されていてもよい。
Further, the
また、前述の動力伝達装置11は、駆動装置の軸線が車両の前後方向となるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)であったが、駆動装置の軸線が車両の幅方向となるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両などの横置き型でも良い。
Further, the
また、エンジン12と動力分配機構16とは作動的に連結されればよく、例えばエンジンと動力分配機構16との間には、脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)、直結クラッチ、ダンパー付直結クラッチ、或いはトルクコンバータやフルードカップリングなど流体伝動装置などが介在させられるものであっても良いし、エンジン12と動力分配機構16とが常時連結されたものであっても良い。また、動力分配機構16に代えてトルクコンバータが第1電動機MG1と第2電動機MG2との間に用いられ得る。
The engine 12 and the
また、前述のエンジン12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が広く用いられる。更に、補助的な走行用の駆動力源として、電動機等がこのエンジン12に加えて用いられても良い。 As the engine 12, the internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine is widely used. Furthermore, an electric motor or the like may be used in addition to the engine 12 as an auxiliary driving force source for traveling.
尚、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.
10:ハイブリッド車両
11:車両用動力伝達装置
12:エンジン
16:動力分配機構(差動機構)
17:電気式無段変速機(電気式変速機構)
18:自動変速機(機械式変速機構)
22:駆動輪
26:バッテリ
50:電子制御装置(制御装置)
RE1、RE2、RE3:第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素
MG1:第1電動機
MG2:第2電動機
B1,B2:第1ブレーキ,第2ブレーキ(摩擦係合装置)
ΔPaim :パワー収支目標値(変速中電力収支目標値)
10: Hybrid vehicle 11: Vehicle power transmission device 12: Engine 16: Power distribution mechanism (differential mechanism)
17: Electric continuously variable transmission (electric transmission mechanism)
18: Automatic transmission (mechanical transmission mechanism)
22: Drive wheel 26: Battery 50: Electronic control device (control device)
RE1, RE2, RE3: first rotation element, second rotation element, third rotation element MG1: first electric motor MG2: second electric motor B1, B2: first brake, second brake (friction engagement device)
ΔPaim: Power balance target value (power balance target value during shifting)
Claims (5)
前記変速中電力収支目標値は、前記バッテリの充放電電力の予め定められた上限値および下限値に基づいてそれらの間に設定されることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 A third rotation which is an output rotating member in which a first rotating element to which the engine is connected to transmit power, a second rotating element to which the differential motor is connected to transmit power, and a traveling motor are connected to transmit power An electric transmission mechanism including a differential mechanism having three rotating elements and an operation state of the differential motor by controlling the operation state of the differential motor, and the electric transmission mechanism A mechanical transmission mechanism that constitutes a part of a power transmission path between the output rotating member of the transmission mechanism and the drive wheel, and a charge / discharge power balance of the battery during the shift of the mechanical transmission mechanism is predetermined. A control device for a vehicle power transmission device that performs torque control of the first motor and the second motor so as to converge to an electric power balance target value during shifting,
The control device for a vehicle power transmission device, wherein the shift power balance target value is set between predetermined upper and lower limits of charge / discharge power of the battery.
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