JP3456329B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents
車両用駆動装置の制御装置Info
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
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- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/18027—Drive off, accelerating from standstill
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
- F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
- F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/08—Electric propulsion units
- B60W2510/083—Torque
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- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/10—Change speed gearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
- F16H2200/0043—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/04—Smoothing ratio shift
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
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- Y10S903/909—Gearing
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- Y10S903/904—Component specially adapted for hev
- Y10S903/915—Specific drive or transmission adapted for hev
- Y10S903/917—Specific drive or transmission adapted for hev with transmission for changing gear ratio
- Y10S903/919—Stepped shift
-
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- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/946—Characterized by control of driveline clutch
Description
関し、特に、燃焼機関(本明細書を通じてエンジンとい
う)と電動・発電機(同じくモータジェネレータとい
う)とを組み合わせた車両用駆動装置の制御装置に関す
る。
向上と排ガスの浄化を図る種々の対策がなされており、
その一環として、エンジンとモータジェネレータを組み
合わせ、エンジン出力に対して車両走行負荷が大きい加
速時は、モータジェネレータをバッテリ電源で作動する
電動機として機能させてエンジン出力を補助し、車両走
行負荷に対してエンジン出力に余剰を生じる減速時に
は、モータジェネレータを発電機として機能させて、エ
ンジン出力の余剰分を電気エネルギとしてバッテリに蓄
えるようにするハイブリッドパワートランスミッション
がある。
ションの一形態として、エンジンとモータジェネレータ
をプラネタリギヤを介して出力軸に連結した構成の、特
開昭50−30223号公報に開示の技術がある。この
トランスミッションは、主として車両を発進加速させる
ための走行制御モードの一つとして、エンジンの出力ト
ルクの反力をモータジェネレータに出力させ、プラネタ
リギヤのトルクバランスで、反力に応じたトルクを出力
軸に出力させて車両を推進させる、スプリットモードを
実現可能としている。
術では、運転者のN→Dシフト操作により、車両を停止
状態からスプリット発進させるときに、アイドリング状
態にあるエンジンのトルクを発進クラッチの係合でプラ
ネタリギヤに伝達する作動が行われるが、この発進クラ
ッチ係合の際に、モータジェネレータの回転数は、停止
状態の0回転からトルクバランスする所定回転数まで一
気に上昇しなければならないことになる。しかしなが
ら、こうした急速な回転の立ち上がりは、モータジェネ
レータのロータ等に慣性質量があることから不可能であ
り、発進クラッチ係合に伴う回転数差分のイナーシャト
ルクが出力軸に伝達され、シフトショックが発生してし
まう。更に、このイナーシャトルクがエンジンの出力ト
ルクを上回ると、エンジンストールに至ることになる。
を、従来の一般的な自動変速機についてみると、通常の
自動変速機では、イナーシャトルクによるクラッチ係合
ショックを低減するために、油圧回路中のアキュムレー
タ、オリフィス、ソレノイド弁等により係合圧を調圧
し、運転者に作動遅れを感じさせない許容されうる所定
時間内でクラッチを緩徐に係合させることで、イナーシ
ャトルクを抑え、発進時のシフトショックを低減させて
いる。しかしながら、こうした技術をそのままハイブリ
ッドパワートランスミッションに適用した場合、通常の
自動変速機のクラッチ周りの慣性質量に比して、モータ
ジェネレータのロータ周りの慣性質量はかなり大きいた
め、イナーシャトルクを同様の値に抑えるには、係合時
間をかなり長く設定しなけらばならないことになり、車
両の発進がもたついてしまう。
ネレータを備えた車両用駆動装置において、発進クラッ
チの係合ショックを、係合に要する時間を長くさせるこ
となく低減させることのできる制御装置を提供すること
を第1の目的とする。
発進クラッチの係合時間と係合ショックの低減を、作動
条件に係わりなく安定して達成させることを第2の目的
とする。
発進クラッチの係合ショックを実質的になくすことを第
3の目的とする。
するため、本発明は、モータジェネレータと、変速機
と、エンジンに発進クラッチを介して連結されるととも
に、前記モータジェネレータ及び変速機に連結されたプ
ラネタリギヤと、を備える車両用駆動装置の制御装置に
おいて、前記発進クラッチを係合させて前記エンジンと
モータジェネレータとを前記プラネタリギヤを介して駆
動連結し、エンジン出力トルクの反力をモータジェネレ
ータに出力させる車両のスプリット発進時に、前記発進
クラッチの係合に先行させて、前記モータジェネレータ
を所定方向に駆動させるモータ駆動手段を有する、こと
を特徴とする。
モータ駆動手段は、前記モータジェネレータのイナーシ
ャトルクに応じて該モータジェネレータの駆動力を変更
する構成とされる。
ータ駆動手段は、前記エンジンと連結されるプラネタリ
ギヤの回転要素の回転数が、エンジン回転数と同期する
ように、前記モータジェネレータの駆動力を変更する構
成とされる。
モータ駆動手段が、発進クラッチの係合に先立ち、モー
タジェネレータを予め所定方向(発進クラッチ係合後に
モータジェネレータが回転する方向、本実施形態では負
の方向)に駆動させることで、モータジェネレータの回
転の立ち上がりの遅れによるイナーシャトルクの発生を
本質的に低減させることができる。また、このようにイ
ナーシャトルクが低減されるので、従来の自動変速機の
係合圧の制御と同様の制御を行った場合でも、係合時間
が長くなることがない。
駆動手段が、発生するであろうイナーシャトルクに応じ
て、モータジェネレータの駆動力を変更するので、暖気
運転等によりエンジン回転数が上昇した状態にあり、イ
ナーシャトルクが大きくなる条件下での発進において
も、係合ショックが大きくなったり、係合時間が長くな
ることがない。
動手段が、発進クラッチの係合によりエンジンの出力軸
と連結するプラネタリギヤの回転要素の回転数と、エン
ジン回転数とが同期するように、モータジェネレータの
駆動力を変更するので、発進クラッチの係合時にはモー
タジェネレータの回転数も規定回転になるため、本質的
に係合ショックをなくすことができる。
形態を説明する。図1は、車両用駆動装置の制御装置の
システム構成の概略をブロックで示す。この駆動装置
は、エンジン(E/G)1と、永久磁石式同期モータ形
式のモータジェネレータ(M/G)2と、変速機(T/
M)4と、パワースプリット部3とから構成され、パワ
ースプリット部3は、プラネタリギヤ30と、それを制
御する2つのクラッチ31,36と、ブレーキ38とか
ら構成されている。
バータ20を介して、またパワースプリット部3及び変
速機4を図示しない油圧制御手段を介して制御するモー
タジェネレータ・トランスミッション制御コンピュータ
(M/G&T/M−ECU)70(以下、実施形態の説
明においてECUと略記する)を有し、更に制御のため
の情報検出手段として、エンジン回転数センサ71、ア
クセル開度センサ72、車速センサ73、モータジェネ
レータ(M/G)回転数センサ74、シフトポジション
センサ75等を備えている。なお、モータジェネレータ
2はバッテリ8を電源とし、インバータ20を介して制
御される。また、本発明の主題に係るモータ駆動手段
は、上記ECU70内のプログラムとして構成されてい
るが、その詳細については、後のフローチャートを用い
た説明で明らかにする。
をスケルトンで示す。前記パワースプリット部3のプラ
ネタリギヤ30は、リングギヤ32、サンギヤ33及び
両ギヤ32,33に噛み合うピニオンギヤ35のキャリ
ア34を回転要素とする最も単純なギヤ構成とされ、リ
ングギヤ32が発進クラッチ31を介してエンジン(E
/G)1に、サンギヤ33がモータジェネレータ2のロ
ータ21に、そして、キャリア34が変速機4の入力軸
41にそれぞれ連結されている。更に、リングギヤ32
とサンギヤ33を相互に連結及び切離しさせるダイレク
トクラッチ36が設けられ、プラネタリギヤ30を直結
又は遊星回転可能としている。また、リングギヤ32
は、リバースブレーキ38により停止可能とされてい
る。更に、エンジン1に連結するパワートスプリット部
3の入力軸11には、油圧制御手段の圧源を構成するオ
イルポンプ51が駆動連結されている。
1,P2)を変速要素とし、複数のクラッチ及びブレー
キの係合・解放により制御される前進3段の変速機構
に、同じく複数のクラッチ及びブレーキの係合・解放に
より制御されるオーバドライブ機構を構成するプラネタ
リギヤ(P0)を組み合わせた4速構成の自動変速機と
されている。変速機4の入力軸41に連結したプラネタ
リギヤ(P0)のキャリアCr0とサンギヤS0は、並
列するクラッチC0とワンウェイクラッチF0を介して
連結され、サンギヤS0はブレーキB0で停止可能とさ
れている。プラネタリギヤ(P0)の出力要素を構成す
るリングギヤR0は、プラネタリギヤ(P1)のリング
ギヤR1に連結されるとともに、クラッチC2を介して
サンギヤS2に連結されている。プラネタリギヤ(P
2)のサンギヤS2とリングギヤR2は、それぞれプラ
ネタリギヤ(P1)のサンギヤS1とキャリアCr1に
連結され、リングギヤR2が自動変速機4の出力要素と
されている。そして上記両サンギヤS1,S2は、ブレ
ーキB1により停止可能とされ、プラネタリギヤ(P
2)のキャリアCr2は並列するワンウェイクラッチF
2とブレーキB3により停止可能とされている。
てわかるように、この実施形態に係る変速機4は、機構
簡素化のために変速機内において動力を遮断するニュー
トラルクラッチを備えていない。したがって、パワース
プリット部3から出力されるトルクは、発進時の1速ギ
ヤ段においても、ギヤ比分だけトルク増幅されてホイー
ル側に伝達されることになり、それがシフトショックに
つながるわけである。これと同様のことが、変速機を無
段変速機(例えば、CVTやトロイダル伝動装置等)と
した場合についてもいえる。
以下に述べるような制御動作を行う。以下、制御装置に
よる制御を各フローチャートを主とし参照しつつ詳細に
説明する。図4は車両制御メインルーチンを示してお
り、先ず、ステップS1でアクセル開度センサ72から
の情報に基づき、アクセルペダルが操作(ON)されて
いるか否かが判断される。この判断がノー(N)の場合
には、次のステップS2で車速センサ75からの情報に
より、車速が0か否かをみる。これがイエス(Y)の場
合には、車両停車状態と判断されるので、ステップS3
の停車制御サブルーチンに入る。
と、最初にステップS10でシフトポジションセンサ7
5の情報から“D”レンジが選択されているか否か、す
なわち運転者が走行を意図しているか否かがシフトポジ
ションから判断される。この判断がイエス(Y)の場
合、次のステップS11で、発進クラッチ31の係合
(ON)・非係合(N)を判断する。発進クラッチ31
が既に係合している場合は、ステップS13によりモー
タジェネレータ(M/G)によるトルク出力を行わない
で処理を終了する。そして、発進クラッチ31が非係合
(N)の場合のみ、本発明の主題に係るステップS12
のシフト制御サブルーチンに入る。なお、ステップS1
0で、“D”レンジが選択されていないと判断された場
合も、当然にモータジェネレータ(M/G)によるトル
ク出力を行わないで処理を終了する。
と、最初にステップS20で、エンジン回転数センサ7
1から実測されるエンジン回転数(Ne)とプラネタリ
ギヤ30のギヤ比(λ)からモータジェネレータ2の目
標回転数を算出する。次に、ステップS21で、前ステ
ップで得られたモータジェネレータの目標回転数、プラ
ネタリギヤ30のギヤ比、モータジェネレータのロータ
関連の慣性モーメント(Im)及び発進クラッチ係合時
間(ts)からイナーシャトルク(Im・ωドット)を
算出する。次のステップS22では、前ステップで算出
されたイナーシャトルク相当分のトルク(Tm)をモー
タジェネレータ(M/G)2に出力させるトルク指令を
インバータ20に発し、インバータ20による電流の制
御で所定のトルク出力がなされる。かくして、最後のス
テップS23で、発進クラッチ(CF)を係合(ON)
させる。
るシフト制御を行う場合のプラネタリギヤの挙動を該制
御を行わない場合の挙動と比較して説明する。図7に
「シフト制御なし」として示すトルクバランスの場合、
非回転状態のサンギヤ33に対して、発進クラッチ31
(図1参照)の係合によりエンジントルク(Te)が伝
達されてリングギヤ32が図示時計周り方向に回転した
場合、ピニオンギヤ35はリングギヤ接線力Frを受け
て時計周り方向に自転しようとするが、非回転状態のサ
ンギヤ33のイナーシャトルク(Ti)による反力Fs
を受けて自転を妨げられる。そのため、ピニオンギヤは
2Fsの力で公転させられようとする。この力がピニオ
ンギヤ35を支持するキャリア34に出力されて、シフ
トショックが生じる。また、反力Fsが接線力Frより
大きいと、エンジンストールに至る。
して示すトルクバランスの場合、予めサンギヤ33がモ
ータジェネレータ2の出力トルク(Tm)により反時計
回り方向に回転させられ、それによりリングギヤ32も
キャリア固定のピニオンギヤ35の時計回り方向の自転
により時計回り方向に回転しているため、発進クラッチ
31の係合によりリングギヤ32にエンジントルク(T
e)が伝達されても、両トルク(Te,Tm)の過渡的
なアンバランス分は、ピニオンギヤ35を自転させる力
となるだけで、キャリアからトルクが出力されることは
ない。
らシフトショックが生じる理由を速度線図で示すと図8
に示すようになる。図に示すN→Dシフトの場合、当初
のニュートラル“N”の状態では、図に一点鎖線で示す
ようにプラネタリギヤの各回転要素、すなわちリングギ
ヤR、キャリアC、サンギヤSとも停止状態にある。こ
こで、エンジン回転数Neの状態で発進クラッチを係合
すると、エンジン回転数Neと同期するリングギヤRの
回転数にバランスするためには、サンギヤ回転は、瞬間
的に、逆回転のNmとなって、図に実線で示すドライブ
“D”の状態にならなければならないが、慣性モーメン
トによる回転の立ち上がりの遅れで、図に点線で示す回
転数差を生じる。この回転数差分がキャリアCを回転さ
せようとする力となるわけである。参考までに、図にN
→Rシフトの場合の速度線図を併せて示してあるが、こ
の場合は、発進クラッチ解放、ダイレクトクラッチ係合
状態でモータジェネレータを逆転させる操作となるの
で、サンギヤ回転の上昇につれてキャリア回転が立ち上
がるだけで、イナーシャトルクの問題は生じない。
この例では、イナーシャトルクによりホイールに出力さ
れる出力トルク(Tout)の計算を、エンジン回転数
Ne=650rpm、プラネタリギヤ30をリングギヤ
入力、サンギヤ反力支持、キャリア出力とした場合のギ
ヤ比λ=0.5、サンギヤを含むモータジェネレータ
(M/G)周りの慣性モーメントIm=0.04kgm
2 、変速機(T/M)の1速ギヤ比i=3.1、ディフ
ァレンシャルギヤのギヤ比id=4.3として行ってい
る。なお、パワートレインの下に示す計算式において、
角加速度を表すωドットの計算値は、シフト時間tsを
通常の自動変速機に倣い0.3秒に設定した場合の値で
ある。この結果からわかるように、出力トルク(Tou
t)の値は726Nm(72.6kgm)となり、通常
の自動変速機の値250Nm程度に比べて明らかに過大
であり、エンジンストールの可能性が大きい。そこで、
上記計算式中のイナーシャトルクIm・ωドットをキャ
ンセルする分の駆動トルクTm=18Nm(1.8kg
m)でモータジェネレータ(M/G)を駆動する制御を
行うわけである。
について簡単に説明すると、ステップS1のアクセルオ
ン(ON)判断がイエス(Y)の場合、ステップS5の
走行制御ルーチンが実行される。この制御では、エンジ
ン1、モータジェネレータ2及びパワースプリット部3
は、例えばスプリットモード、パラレルハイブリッドモ
ード、モータモード及びエンジンモードで作動させるこ
とができる。すなわち、本発明の主題に係るシフト制御
に続けて実行されるスプリットモードでの走行時は、発
進クラッチ31は係合、ダイレクトクラッチ36は解放
とされ、エンジン1は所定回転に維持され、モータジェ
ネレータ(M/G)2は車速の上昇に合わせて発電から
電動制御に移行させられる。このとき、エンジン出力ト
ルクは、発進クラッチ31を経てプラネタリギヤ30の
リングギヤ32に入力され、モータジェネレータ2によ
るサンギヤ33の反力トルク支持に応じた出力トルクが
キャリア34から変速機4に出力される。
行時は、発進クラッチ31、ダイレクトクラッチ36と
も係合とされ、モータジェネレータ(M/G)2は、エ
ンジン出力に対する車両走行負荷に応じて発電又は電動
制御される。このとき、エンジン出力トルクは、発進ク
ラッチ31及び直結とされたプラネタリギヤ30を経て
変速機4に、また、モータジェネレータ2の出力トルク
は、直結状態のプラネタリギヤ30を経て変速機4に出
力される。
チ31は解放、ダイレクトクラッチ36は係合とされ、
エンジン(E/G)1はアイドリング回転、モータジェ
ネレータ(M/G)2は電動制御される。このとき、図
2に示すパワートレインにおいて、モータジェネレータ
2の出力トルクが直結状態のプラネタリギヤ30を経て
変速機4に伝達される。
クラッチ31、ダイレクトクラッチ36とも係合とされ
る。このとき、エンジン1の出力トルクは、発進クラッ
チ31及び直結状態のプラネタリギヤ30を経て変速機
4に出力される。
(N)で、アクセルがオフであるにもかかわらず走行中
と判断される場合は、ステップS4の回生モードの制御
を行う。この回生モードでの走行時は、発進クラッチ3
1は解放、ダイレクトクラッチ36は係合とされ、モー
タジェネレータ(M/G)2は発電制御される。このと
き、ホイール側から変速機4を経て直結状態のプラネタ
リギヤ30に伝達される逆駆動トルクは、発電制御状態
のモータジェネレータ2のトルク制御に応じて車両の制
動力に利用される。
ラネタリギヤ30から変速機4に伝達されるトルクは、
通常の自動変速機の場合と同様に変速されて、ホイール
に伝達されて車両を推進させる。各レンジ位置とギヤ段
での各摩擦係合要素の作動を図3に図表で示し、自動変
速機4の作動説明に代える。図表中の○印はクラッチ及
びブレーキについては係合、ワンウェイクラッチについ
てはロックを表し、×印はクラッチ及びブレーキについ
ては解放、ワンウェイクラッチについてはフリーを表
し、括弧付の○印は、エンジンブレーキ作動のための係
合を表す。なお、この変速機は、リバース達成用のギヤ
段を有していないため、リバース(“R”)ギヤ段は、
変速機を“D”レンジでの1速ギヤ段として、モータジ
ェネレータ(M/G)を逆転駆動することで達成される
ようにしている。
モータ駆動手段が、発進クラッチ31の係合に先立ち、
モータジェネレータ2を予め発進クラッチ係合後にモー
タジェネレータ2が回転する方向、すなわち逆回転方向
に駆動させることで、モータジェネレータ2の回転の立
ち上がりの遅れによるイナーシャトルクの発生を本質的
に低減させることができる。また、イナーシャトルクが
かなり低減されるので、従来の自動変速機の係合圧の制
御を行った場合でも、係合時間が長くなることがない。
また、モータ駆動手段が、発生するであろうイナーシャ
トルクに応じて、目標回転数を算出してモータジェネレ
ータ2の駆動力を変更するので、暖気運転等によりエン
ジン回転数が上昇した状態にあり、イナーシャトルクが
大きくなる条件下での発進においても、係合ショックが
大きくなったり、係合時間が長くなることがない。更
に、モータ駆動手段が、発進クラッチ31の係合により
エンジン1に連結するプラネタリギヤ30のリングギヤ
32の回転数と、エンジン回転数とが同期するように、
モータジェネレータ2の駆動力を変更するので、発進ク
ラッチ31の係合時にはモータジェネレータ2の回転数
も規定の値になるため、本質的に係合ショックをなくす
ことができる。
たが、本発明はこの実施形態に限るものではなく、特許
請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体的構成を
変更して実施することができる。例えば、図6を参照し
て説明した前記シフト制御のステップS22とステップ
S23との間で、モータジェネレータ2の回転数をモー
タジェネレータ回転数センサ74で監視して、目標回転
数になったことを確認してから発進クラッチ31を係合
させる処理を行う制御も可能であり、そのようにした場
合、制御精度上の誤差を無視すれば完全にシフトショッ
クをなくすことができる。
装置をブロックで示すシステム構成図である。
ケルトン図である。
る。
示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
ルーチンを示すフローチャートである。
両発進時における作動を示す作動説明図である。
両発進時における作動を示す速度線図である。
実施例をパワートレインと共に示す説明図である。
ン制御コンピュータ) S20〜S22 モータ駆動手段
Claims (3)
- 【請求項1】 モータジェネレータと、 変速機と、 エ ンジンに発進クラッチを介して連結されるとともに、
前記モータジェネレータ及び変速機に連結されたプラネ
タリギヤと、を備える車両用駆動装置の制御装置におい
て、 前記発進クラッチを係合させて前記エンジンとモータジ
ェネレータとを前記プラネタリギヤを介して駆動連結
し、エンジン出力トルクの反力をモータジェネレータに
出力させる車両のスプリット発進時に、 前記発進クラッチの係合に先行させて、前記モータジェ
ネレータを所定方向に駆動させるモータ駆動手段を有す
る、ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 - 【請求項2】 前記モータ駆動手段は、前記モータジェ
ネレータのイナーシャトルクに応じて該モータジェネレ
ータの駆動力を変更する、請求項1記載の車両用駆動装
置の制御装置。 - 【請求項3】 前記モータ駆動手段は、前記エンジンと
連結されるプラネタリギヤの回転要素の回転数が、エン
ジン回転数と同期するように、前記モータジェネレータ
の駆動力を変更する、請求項1又は2記載の車両用駆動
装置の制御装置。
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