JP4054009B2 - Power output device, automobile equipped with the same, drive device, and shift control method in power output device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置、動力出力装置における変速制御方法に関する。 The present invention relates to a power output device, an automobile equipped with the power output device, a drive device, and a shift control method in the power output device.
従来、この種の動力出力装置としては、モータからの動力を自動変速装置を用いて変速して車軸に連結された駆動軸に出力するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、自動変速装置の変速段を変更する変速時には、モータの回転数に対するトルクの変化と変速時のイナーシャによる影響を考慮してモータから出力するトルクを制御することにより、変速ショックを低減している。
しかしながら、上述の動力出力装置では、自動変速装置の変速時に駆動軸に出力するトルクが目標としているトルクより小さくなる場合が生じる。自動変速装置ではクラッチの半係合を介して変速する場合が多く、こうした自動変速装置でダウンシフトする場合、出力パワーを同一に保つため、モータの回転数の上昇に伴ってモータから出力するトルクを小さくすると、トルクの低下によりクラッチの半係合を介して駆動軸側に伝達されるトルクも低下してしまう。この場合、更にイナーシャが負側に生じる影響もあるため、伝達されるトルクは更に低下してしまう。上述の動力出力装置のように、イナーシャによる影響を考慮してモータから出力するトルクを制御しても、イナーシャによる影響を打ち消すことができるものの、イナーシャによる影響以外に起因して生じるトルクの低下は抑制することができず、変速ショックを生じてしまう。 However, in the above-described power output device, there is a case where the torque output to the drive shaft during the shift of the automatic transmission is smaller than the target torque. Automatic transmissions often shift through half-engagement of the clutch. When downshifting with such automatic transmissions, the torque output from the motor as the motor speed increases in order to maintain the same output power. When the torque is reduced, the torque transmitted to the drive shaft side through the half-engagement of the clutch also decreases due to the decrease in torque. In this case, there is an influence that inertia further occurs on the negative side, so that the transmitted torque is further reduced. Even if the torque output from the motor is controlled in consideration of the influence of inertia as in the power output device described above, the influence of inertia can be canceled out, but the decrease in torque caused by other than the influence of inertia It cannot be suppressed and a shift shock occurs.
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置、動力出力装置における変速制御方法は、電動機からの動力を変更可能な変速段を有する変速機を介して駆動軸に出力する装置における変速機の変速段の変更の際の変速ショックを低減することを目的とする。 The power output device of the present invention, a vehicle equipped with the power output device, a drive device, and a shift control method in the power output device are a shift in a device that outputs to a drive shaft via a transmission having a shift stage capable of changing power from the electric motor. An object of the present invention is to reduce the shift shock at the time of changing the gear position of the machine.
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置、動力出力装置における変速制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The power output apparatus of the present invention, an automobile equipped with the power output apparatus, a drive apparatus, and a shift control method in the power output apparatus employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
動力を出力可能な電動機と、
前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An electric motor capable of outputting power;
Shifting with a plurality of shift stages capable of changing power from the electric motor and transmitting to the drive shaft, and at least changing the plurality of shift stages to the deceleration side, half-engage a clutch related to the change of the shift stage Shift transmission means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft by
When an instruction to change the shift stage of the shift transmission means to the deceleration side is made, a change precursor power and a post-change drive force to be output from the motor before and after the change of the shift stage are set, and from the motor Maintaining the state in which the set change precursor power is output and starting the change to the deceleration side of the shift stage, and the motor and the shift transmission means so that the half engagement by the clutch related to the change of the shift stage is executed The driving force output from the electric motor is changed from the set change precursor power to the set post-change drive force after the shift stage is changed to a predetermined level by half engagement by the clutch. Shift control means for controlling the electric motor and the shift transmission means,
It is a summary to provide.
この本発明の動力出力装置では、電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたときには、変速段の変更の前後において電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、電動機から設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に電動機から出力される駆動力が設定した変更前駆動力から設定した変更後駆動力に変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至るまでは電動機からは変更前駆動力が出力されるから、変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる。この結果、いわゆる変速ショックを低減することができる。ここで、「クラッチ」には、二つの回転系を接続する通常のクラッチが含まれる他、一つの回転系をケースなどの非回転系に固定するブレーキも含まれる。 In the power output apparatus according to the present invention, when an instruction is given to change the speed of the transmission speed transmission means to the speed reduction side to the drive shaft by shifting with a plurality of speeds capable of changing the power from the electric motor, Before and after the change, the change precursor power to be output from the motor and the changed driving force are set, the state where the change precursor power set from the motor is output is maintained, and the change to the deceleration side of the shift stage is started and the shift is performed. The motor and shift transmission means are controlled so that the half-engagement by the clutch relating to the change of the stage is executed, and the drive output from the motor after the change of the shift stage reaches a predetermined level by the half-engagement by the clutch The electric motor and the shift transmission means are controlled so that the force is changed from the set change precursor power to the set post-change driving force. That is, since the change precursor power is output from the motor until the change of the shift stage reaches a predetermined level due to the half-engagement by the clutch, the shift transmission of the driving force output from the motor when the shift stage is changed is transmitted. It can suppress that the driving force transmitted to a drive shaft via a means falls. As a result, so-called shift shock can be reduced. Here, the “clutch” includes a normal clutch that connects two rotating systems, and also includes a brake that fixes one rotating system to a non-rotating system such as a case.
こうした本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、クラッチによる半係合により電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至るまでに生じ得る駆動軸に出力する駆動力の低下を抑制することができる。 In such a power output apparatus of the present invention, the shift control means is configured such that when the rotation speed of the electric motor reaches a predetermined ratio with respect to the rotation speed assumed after the change of the gear position due to half-engagement by the clutch. It may be a means for controlling the electric motor and the shift transmission means so that the driving force output from the electric motor is changed from the set changed precursor power to the set post-change driving force. In this way, a reduction in the driving force output to the drive shaft, which may occur until the rotational speed of the motor reaches a predetermined ratio with respect to the rotational speed assumed after the change of the gear stage, is suppressed by half engagement by the clutch. Can do.
また、本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合を所定時間継続した以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、クラッチによる半係合を所定時間継続するまでに生じ得る駆動軸に出力する駆動力の低下を抑制することができる。 In the power output device of the present invention, the shift control means may be configured such that the driving force output from the electric motor after the half-engagement by the clutch continues for a predetermined time after the set change precursor power is changed from the set change precursor power. It may be a means for controlling the electric motor and the shift transmission means so as to be changed to a driving force. In this way, it is possible to suppress a decrease in the driving force output to the drive shaft that may occur until the half-engagement by the clutch is continued for a predetermined time.
さらに、本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記電動機から出力される駆動力を前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更する際には、前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至ったときに駆動力の変更が終了するよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機から出力すべき駆動力の変更をスムーズに行なうことができる。 Further, in the power output device of the present invention, the shift control means may rotate the motor when the driving force output from the motor is changed from the set changed precursor power to the set changed driving force. It may be a means for controlling the electric motor and the shift transmission means so that the change of the driving force is finished when the number reaches the assumed rotation speed after the change of the shift stage. By so doing, it is possible to smoothly change the driving force to be output from the electric motor.
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、クラッチによる半係合により電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至るまでに生じ得る駆動軸に出力する駆動力の低下を抑制することができる。 Alternatively, in the power output apparatus of the present invention, the shift control means is output from the electric motor when the rotational speed of the electric motor reaches an estimated rotational speed after changing the gear position by half-engagement of the clutch. It may be a means for controlling the electric motor and the shift transmission means so that the driving force is changed from the set change precursor power to the set post-change drive force. By so doing, it is possible to suppress a decrease in driving force output to the drive shaft that may occur until the rotational speed of the electric motor reaches the rotational speed assumed after the change of the gear position due to half-engagement by the clutch.
本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、該設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記変速伝達手段と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、を備え、前記変速制御手段は、前記変速段の変更の前後における前記駆動制御手段による前記変速伝達手段および前記電動機の制御に連動するよう前記変速段の変更を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に要求される動力を内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とからの動力により出力することができると共に変速伝達手段の変速段の変更をスムーズに行なうことができる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。 In the power output apparatus of the present invention, an internal combustion engine and at least a part of the power from the internal combustion engine connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft and input / output of power and power are supplied to the drive shaft. Electric power input / output means for outputting to the drive shaft, required drive force setting means for setting the required drive force to be output to the drive shaft, and the internal combustion engine so that a drive force based on the set required drive force is output. Drive control means for controlling the electric power drive input / output means, the shift transmission means, and the electric motor, wherein the shift control means includes the shift transmission means by the drive control means before and after the change of the shift stage, and It may be a means for changing the gear position so as to be interlocked with the control of the electric motor. In this way, the power required for the drive shaft can be output by the power from the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor, and the shift stage of the speed change transmission means can be changed smoothly. In this case, the electric power drive input / output means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotary shaft, and is based on the power input / output to any two of the three shafts. The power supply input / output unit may include a three-axis power input / output unit that inputs / outputs power to the remaining shaft and a generator that can input / output power to the rotating shaft. The means includes a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, the first rotor, the second rotor, It is also possible to be a counter-rotor electric motor that rotates by relative rotation of the motor.
本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるものとすることもできる。 The power output apparatus of the present invention includes an internal combustion engine, power generation means for generating power using power from the internal combustion engine, and power storage means capable of exchanging power with the motor and the power generation means. You can also.
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、動力を出力可能な電動機と、前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。 The automobile of the present invention is a power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, a power output apparatus that basically outputs power to a drive shaft, the electric motor capable of outputting power, Shifting with a plurality of shift stages capable of changing the power from the electric motor and transmitting to the drive shaft, at least when changing the plurality of shift stages to the deceleration side, the clutch relating to the change of the shift stage is half-engaged Thus, when an instruction to change the speed of the speed change transmission means to the deceleration side is given from the electric motor before and after the change of the speed change stage, when the transmission from the electric motor is transmitted to the drive shaft. The change precursor power to be output and the driving force after change are set, the state where the set change precursor power is output from the electric motor is maintained, the change to the deceleration side of the shift stage is started, and the shift stage is changed. Related class A driving force output from the electric motor after the change of the shift speed reaches a predetermined level by the half engagement by the clutch. And a shift control means for controlling the electric motor and the shift transmission means so that the set change precursor power is changed from the set change precursor power to the set post-change drive force, and an axle is the drive shaft. It is summarized that it is connected to.
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、変速伝達手段の変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができる。 In the automobile of the present invention, since the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, the effect exerted by the power output device of the present invention, for example, from the electric motor when changing the gear stage of the shift transmission means. Of the output driving force, it is possible to achieve the same effect as the effect of suppressing the driving force transmitted to the drive shaft via the transmission transmission means.
本発明の駆動装置は、
駆動軸と電動機の回転軸とに接続される駆動装置であって、
前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A drive device connected to the drive shaft and the rotating shaft of the electric motor,
Shifting with a plurality of shift stages capable of changing power from the electric motor and transmitting to the drive shaft, and at least changing the plurality of shift stages to the deceleration side, half-engage a clutch related to the change of the shift stage Shift transmission means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft by
When an instruction to change the shift stage of the shift transmission means to the deceleration side is made, a change precursor power and a post-change drive force to be output from the motor before and after the change of the shift stage are set, and the motor Maintaining the state in which the set change precursor power is output and starting the change to the deceleration side of the shift stage, and the motor and the shift transmission means so that the half engagement by the clutch related to the change of the shift stage is executed The driving force output from the electric motor is changed from the set change precursor power to the set post-change drive force after the shift stage is changed to a predetermined level by half engagement by the clutch. Shift control means for controlling the electric motor and the shift transmission means,
It is a summary to provide.
この本発明の駆動装置では、電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたときには、変速段の変更の前後において電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、電動機から設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に電動機から出力される駆動力が設定した変更前駆動力から設定した変更後駆動力に変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至るまでは電動機からは変更前駆動力が出力されるから、変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる。この結果、いわゆる変速ショックを低減することができる。 In the drive device according to the present invention, when an instruction is given to change the speed of the transmission speed transmission means to the speed reduction side to the drive shaft by shifting with a plurality of speeds capable of changing the power from the electric motor, the change of the speed is changed. The change precursor power to be output from the motor before and after the motor and the driving force after the change are set, the state where the change precursor power set from the motor is output is maintained, and the shift to the deceleration side is started and the shift stage is started. The driving force output from the motor after the change of the shift speed reaches a predetermined level by the half-engagement by the clutch is controlled so that the half-engagement by the clutch is executed. The electric motor and the shift transmission means are controlled so as to be changed from the changed precursor power set to the changed driving force set. That is, since the change precursor power is output from the motor until the change of the shift stage reaches a predetermined level due to the half-engagement by the clutch, the shift transmission of the driving force output from the motor when the shift stage is changed is transmitted. It can suppress that the driving force transmitted to a drive shaft via a means falls. As a result, so-called shift shock can be reduced.
こうした本発明の駆動装置において、前記駆動装置は内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とに接続されてなり、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を備えるものとすることもできる。 In such a driving device of the present invention, the driving device is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the generator, and is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the driving shaft, and the rotating shaft. Three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shafts based on power input / output to / from any two of the three shafts may be provided.
本発明の動力出力装置における変速制御方法は、
動力を出力可能な電動機と、前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達可能で少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、を備える動力出力装置において、前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する際の制御方法であって、
前記変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、
前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、
前記クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。
The speed change control method in the power output apparatus of the present invention includes:
An electric motor capable of outputting power and a plurality of shift stages capable of changing the power from the motor can be shifted and transmitted to the drive shaft, and at least when changing the plurality of shift stages to the deceleration side, the shift stage can be changed. In a power output device comprising: a shift transmission means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft by half-engaging the clutch, control when changing the shift stage of the shift transmission means to the deceleration side A method,
Before and after the change of the shift stage, set the change precursor power and the changed drive force to be output from the electric motor,
The electric motor and the gear shift are performed such that the state in which the set change precursor power is output from the electric motor is started and the shift to the deceleration side is started, and the half-engagement by the clutch related to the gear shift is executed. Control the transmission means,
The electric motor is configured such that the driving force output from the electric motor after the shift stage reaches a predetermined level due to the half-engagement of the clutch is changed from the set changed precursor power to the set changed driving force. And controlling the shift transmission means.
この本発明の動力出力装置における変速制御方法では、電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達変速伝達手段の変速段を減速側に変更するときには、変速段の変更の前後において電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、電動機から設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に電動機から出力される駆動力が設定した変更前駆動力から設定した変更後駆動力に変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至るまでは電動機からは変更前駆動力が出力されるから、変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる。この結果、いわゆる変速ショックを低減することができる。 In this speed change control method in the power output apparatus of the present invention, when changing the speed of the transmission speed transmission means to the drive shaft to a speed reduction side with a plurality of speeds capable of changing the power from the motor, Before and after the change, the change precursor power to be output from the motor and the changed driving force are set, the state where the change precursor power set from the motor is output is maintained, and the change to the deceleration side of the shift stage is started and the shift is performed. The motor and shift transmission means are controlled so that the half-engagement by the clutch relating to the change of the stage is executed, and the drive output from the motor after the change of the shift stage reaches a predetermined level by the half-engagement by the clutch The electric motor and the shift transmission means are controlled so that the force is changed from the set change precursor power to the set post-change driving force. That is, since the change precursor power is output from the motor until the change of the shift stage reaches a predetermined level due to the half-engagement by the clutch, the shift transmission of the driving force output from the motor when the shift stage is changed is transmitted. It can suppress that the driving force transmitted to a drive shaft via a means falls. As a result, so-called shift shock can be reduced.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施形態としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、変速機60を介して動力分配統合機構30に接続されたモータMG2と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して変速機60がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。モータMG1,MG2は、共にモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
変速機60は、モータMG2の回転軸48とリングギヤ軸32aとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータMG2の回転軸48の回転数を2段に減速してリングギヤ軸32aに伝達できるよう構成されている。変速機60の構成の一例を図2に示す。この図2に示す変速機60は、ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bと二つのブレーキB1,B2とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aは、外歯歯車のサンギヤ61と、このサンギヤ61と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ62と、サンギヤ61に噛合する複数の第1ピニオンギヤ63aと、この第1ピニオンギヤ63aに噛合すると共にリングギヤ62に噛合する複数の第2ピニオンギヤ63bと、複数の第1ピニオンギヤ63aおよび複数の第2ピニオンギヤ63bを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア64とを備えており、サンギヤ61はブレーキB1のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構60bは、外歯歯車のサンギヤ65と、このサンギヤ65と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ66と、サンギヤ65に噛合すると共にリングギヤ66に噛合する複数のピニオンギヤ67と、複数のピニオンギヤ67を自転かつ公転自在に保持するキャリア68とを備えており、サンギヤ65はモータMG2の回転軸48に、キャリア68はリングギヤ軸32aにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ66はブレーキB2のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bとは、リングギヤ62とリングギヤ66、キャリア64とキャリア68とによりそれぞれ連結されている。変速機60は、ブレーキB1,B2を共にオフとすることによりモータMG2の回転軸48をリングギヤ軸32aから切り離すことができ、ブレーキB1をオフとすると共にブレーキB2をオンとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達し(以下、この状態をLoギヤの状態という)、ブレーキB1をオンとすると共にブレーキB2をオフとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達する(以下、この状態をHiギヤの状態という)。ブレーキB1,B2を共にオンとする状態は回転軸48やリングギヤ軸32aの回転を禁止するものとなる。
The
ブレーキB1,B2は、図3に例示する油圧回路100からの油圧によりオンオフされるようになっている。油圧回路100は、図示するように、エンジン22の回転により駆動する機械式ポンプ102と、図示しない電気モータを内蔵する電動ポンプ104と、機械式ポンプ102または電動ポンプ104からのライン油圧PLを調整する3ウェイソレノイド106およびプレッシャーコントロールバルブ108と、ライン油圧PLを用いてブレーキB1,B2の係合力を調整するリニアソレノイド110,111やコントロールバルブ112,113,アキュムレータ114,115とから構成されている。油圧回路100では、ライン油圧PLは、3ウェイソレノイド106を駆動してプレッシャーコントロールバルブ108の開閉を制御することにより調整することができ、ブレーキB1,B2の係合力は、リニアソレノイド110,111に印加する電流を制御することによりライン油圧PLをブレーキB1,B2に伝達させるコントロールバルブ112,113の開閉を制御することにより調節することができる。
The brakes B1 and B2 are turned on and off by the hydraulic pressure from the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量に対応したアクセル開度Accを検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、電動ポンプ104を駆動する電気モータへの駆動信号や3ウェイソレノイド106への駆動信号,リニアソレノイド110,111への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にアクセルオンされて変速機60をダウンシフトする際の動作について説明する。図4は、変速機60をダウンシフトする際に実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V、モータECU40からのモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、バッテリECU52からのバッテリ50の充放電要求パワーPb*など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量(SOC)が基準値より大きいときには大きいほど放電用のパワーが大きくなるように、且つ、残容量(SOC)が基準値より小さいときには小さいほど充電用のパワーが大きくなるように予め設定されたマップを用いてバッテリECU52により設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と要求パワーPr*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPr*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとして計算することができる。リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることにより求めることができる。
When the data is thus input, the required torque Tr * and the required power Pr * to be output to the
要求トルクTr*と要求パワーPr*とを設定すると、要求パワーPr*と充放電要求パワーPb*とロスLossとを合算することによりエンジン22から出力すべきエンジン要求パワーPe*を計算し(ステップS120)、このエンジン要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS130)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定することにより行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例および目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図6に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインとエンジン要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
When the required torque Tr * and the required power Pr * are set, the engine required power Pe * to be output from the
次に、目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nrと動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて次式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS140)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はリングギヤ32(リングギヤ軸32a)の回転数Nrを示す。モータMG1の目標回転数Nm1*は、この共線図における回転数の関係を用いることにより容易に導くことができる。したがって、モータMG1が目標回転数Nm1*で回転するようトルク指令Tm1*を設定してモータMG1を駆動制御することによりエンジン22を目標回転数Ne*で回転させることができる。式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。なお、図7におけるR軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに直接伝達されるトルク(以下、このトルクを直達トルクTerと呼ぶ)と、モータMG2から出力されるトルクTm2*が変速機60を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。
Next, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated and calculated by the following equation (1) using the target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ−Nr/ρ (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*−Nm1)+k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ−Nr / ρ (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * −Nm1) + k2∫ (Nm1 * −Nm1) dt (2)
モータMG1のトルク指令Tm1*を計算すると、要求トルクTr*から直達トルクTer(=−Tm1*/ρ)を減じたものを変速機60の現在のギヤ比Grで割ってモータMG2から出力すべきトルク指令Tm2*を計算する(ステップS150)。
When the torque command Tm1 * of the motor MG1 is calculated, a value obtained by subtracting the direct torque Ter (= −Tm1 * / ρ) from the required torque Tr * should be divided by the current gear ratio Gr of the
そして、変速機60をダウンシフトするよう変速段を変速している最中であるか否かを判定する(ステップS160)。いま、変速機60をダウンシフトする直前の状態を考えれば、変速中ではないと判定される。このときには、車速Vと要求トルクTr*とに基づいて変速機60のダウンシフトによる変速段の変速要求がなされているか否かを判定する(ステップS170)。ここで、変速機60の変速段の変速要求は、実施例では、車速Vと要求トルクTr*とギヤ状態との関係を予め定めて変速状態設定用マップとしてROM74に記憶しておき、車速Vと要求トルクTr*とが与えられると、マップから対応するギヤ状態を導出し、この導出したギヤ状態と現在のギヤ状態とを比較することにより行なうものとした。変速状態設定用マップの一例を図8に示す。実施例では、モータMG2がその上限回転数以下で駆動する必要から、車速Vがこの上限回転数より若干低い回転数に相当する車速Vhi以上のときには、要求トルクTr*に拘わらず、変速機60はHiギヤ状態とするものとした。いま、変速機60をダウンシフトする直前の状態を考えているから、例えば図中AポイントのHiギヤの状態で変速機60の変速段の変速要求はされないものとなる。
Then, it is determined whether or not the gear stage is being shifted so as to downshift the transmission 60 (step S160). Now, considering the state immediately before the
ステップS170で変速機60のダウンシフトによる変速段の変速要求がなされていないと判定されたときには、設定したエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とについてはモータECU40に送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるように燃料噴射制御や点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
If it is determined in step S170 that a shift speed change request due to a downshift of the
一方、運転者によりアクセルペダル83が踏み込まれて大きな要求トルクTr*が設定され、例えば図8中AポイントであったものがBポイントに変更されたことにより、ステップS170で変速機60のダウンシフトによる変速段の変速要求がなされていると判定されたときには、変速後の変速機60のギヤ比Gendにリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じて得られる変速段の変更後(Loギヤの状態)のモータMG2の回転数である変更後回転数Nendに係数kを乗じてモータMG2のトルクの変更を開始する変更開始回転数Nstを計算する(ステップS180)。ここで、係数kは、モータMG2のトルクの変更を開始する際の変速段の変更の程度を設定するものであり、値1未満の値(例えば、値0.9や値0.8など)を用いる。このように、モータMG2のトルクの変更を変速段の変更がある程度進んだ後に開始する理由については後述する。こうして変更開始回転数Nstを計算すると、変速機60の変速段変更処理の開始を指示して(ステップS190)、設定した目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*を送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。
On the other hand, the
変速機60の変速段を変更する処理は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により図9に例示する変速段変更処理を実行することにより行なわれる。変速段変更処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、ファストフィルを実行する(ステップS310)。ここで、ファストフィルは、摩擦部材が当接するまでの隙間を埋めるためにパックにオイルを急速充填させる処理である。具体的には、LoギヤからHiギヤへの変更(アップシフト)であるときにはブレーキB1側のリニアソレノイド110を,HiギヤからLoギヤへの変更(ダウンシフト)であるときにはブレーキB2側のリニアソレノイド111を100%かそれに近いデューティ比で駆動する処理となる。なお、このファストフィルの実行と併せて、ファストフィルによりオイルが充填されるブレーキとは反対のブレーキに作用しているオイルを抜く動作も行なわれる。ファストフィルの実行が終了すると(ステップS320)、次に、リニアソレノイド110,111を100%からそれに近いデューティ比から低いデューティ比として低圧待機し(ステップS330)、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至ったかを待つ(ステップS340)。モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至ると、低圧待機の状態から油圧が昇圧されるようリニアソレノイド110,111をデューティ比を調節する昇圧制御を行なって(ステップS350)、本ルーチンを終了する。なお、こうした変速段変更処理を行なっている最中も図4に例示した駆動制御ルーチンは繰り返し実行される。
The process of changing the gear stage of the
こうした変速段変更処理の実行が開始されると、駆動制御ルーチンでは、ステップS160で変速機60の変速段を変速中であると判定し、リングギヤ軸32aの回転数Nrに変速段の変更後の変速機60のギヤ比Gendを乗じて変更後回転数Nendを計算すると共に要求トルクTr*から直達トルクTer(=−Tm1*/ρ)を減じたものを変速段の変更後の変速機60のギヤ比Gendで割って変速段の変更後にモータMG2から出力すべきトルク(変更後トルク)Tendを計算する(ステップS200)。そして、モータMG2の回転数Nm2が変更後回転数Nend近傍に至っているか否か、即ち、回転数Nm2が変更後回転数Nendより若干小さな回転数以上に至っているか否かを判定する(ステップS210)。この判定は、図9に例示した変速段変更処理では変速段の変更処理は終了していないものの、駆動制御ルーチンとしては変速段の変更を終了するものとして取り扱うために行なうものである。変速機60の変速段の変更を開始した直後では、モータMG2の回転数Nm2は変速段の変更前の回転数に近いため、変更後回転数Nend近傍に至っていないと判定される。
When the execution of such speed change processing is started, in the drive control routine, it is determined in step S160 that the speed of the
続いて、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至った以降であるか否か、即ち、回転数Nm2が変更開始回転数Nstより若干大きな回転数以上に至った以降であるか否かを判定する(ステップS220)。この判定は、変速段の変更に伴ってモータMG2のトルクを変更するか否かを決定するために行なわれる。モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至っていないときには、まだモータMG2のトルク変更は不要と判断し、設定した目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*を送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。一方、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至った以降であるときには、モータMG2から出力するトルクが変更後トルクTendに滑らかに変更されるようステップS150で設定したトルク指令Tm2*を用いて次式(3)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を再設定し(ステップS250)、設定した目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*を送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。 Subsequently, whether or not the rotation speed Nm2 of the motor MG2 has reached the vicinity of the change start rotation speed Nst, that is, whether or not the rotation speed Nm2 has reached a rotation speed slightly higher than the change start rotation speed Nst. It is determined whether or not (step S220). This determination is performed to determine whether or not to change the torque of the motor MG2 in accordance with the change of the gear position. When the rotation speed Nm2 of the motor MG2 has not reached the vicinity of the change start rotation speed Nst, it is determined that the torque change of the motor MG2 is not yet required, and the set target rotation speed Ne *, target torque Te *, torque commands Tm1 *, Tm2 * Is transmitted (step S260), and this routine is terminated. On the other hand, when the rotation speed Nm2 of the motor MG2 has reached the vicinity of the change start rotation speed Nst, the torque command Tm2 * set in step S150 so that the torque output from the motor MG2 is smoothly changed to the changed torque Tend. Is used to reset the torque command Tm2 * of the motor MG2 by the following equation (3) (step S250), and the set target rotational speed Ne *, target torque Te *, and torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted ( Step S260), this routine is finished.
Tm2*=Tm2*+(Tend-Tm2*)・(Nm2-Nst)/(Nend-Nst) (3) Tm2 * = Tm2 * + (Tend-Tm2 *) ・ (Nm2-Nst) / (Nend-Nst) (3)
なお、ステップS210でモータMG2の回転数Nm2が変更後回転数Nend近傍に至っていると判定されると、変速機60のギヤ比Grに変更後のギヤ比Gendを設定すると共に(ステップS230)、変速段の変速中を解除し(ステップS240)、式(3)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を再設定し(ステップS250)、設定した目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*を送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。 If it is determined in step S210 that the rotation speed Nm2 of the motor MG2 is close to the changed rotation speed Nend, the changed gear ratio Gend is set as the gear ratio Gr of the transmission 60 (step S230). The shifting of the gear stage is canceled (step S240), the torque command Tm2 * of the motor MG2 is reset by equation (3) (step S250), and the set target rotational speed Ne *, target torque Te *, and torque command Tm1 are set. *, Tm2 * are transmitted (step S260), and this routine is terminated.
図10に変速機60をダウンシフトしている際のモータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とブレーキB1,B2油圧の時間変化の一例を示す。変速機60の変速段の変速要求がなされた時刻t1以降にブレーキB2側のファストフィルが実行されると共にブレーキB1の半係合が行なわれる(ステップS310)。そしてファストフィルが終了した時刻t2から低圧待機が行なわれ(ステップS330)、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至った時刻t3に昇圧制御が開始される(ステップS350)。モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至る時刻t3までは、モータMG2のトルク指令Tm2*には変速機60の変速段の変更を開始する前のトルクが設定される(ステップS150)。ダウンシフトによる変速機60の変速段の変更は、ブレーキB1の半係合によりモータMG2のトルクをリングギヤ軸32aに伝達しながら行なわれるから、変更前のトルク指令Tm2*を維持しながらブレーキB1の半係合によりモータMG2の回転数Nm2を変更後回転数Nendに変更することにより、モータMG2の回転数Nm2の変化に伴ってトルク指令Tm2*を変更する際に生じ得るトルクの落ち込みを抑止することができる。モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至った時刻t3以降は、モータMG2の回転数Nmが変更開始回転数Nstから変更後回転数Nendに至る間に滑らかにトルク指令Tm2*が変更後トルクTendに移行するようトルク指令Tm2*が設定される(ステップS250)。このように、トルク指令Tm2*を滑らかに変速段の変更後のトルク(変更後トルクTend)に移行するから、変速ショックを抑制することができる。したがって、変速ショックを抑制することができる程度にトルク指令Tm2*を変更後トルクTendに移行できればよいから、その範囲で変更開始回転数Nstはできる限り変更後回転数Nendに近い方が好ましい。そして、モータMG2の回転数Nm2が変更後回転数Nend近傍に至ったときに変速機60のギヤ比Grに変更後のギヤ比Gendが設定されるから、その後は変速後のギヤ比によりモータMG2のトルク指令Tm2*が設定される。
FIG. 10 shows an example of changes over time in the rotational speed Nm2 of the motor MG2, the torque command Tm2 *, and the brake B1, B2 hydraulic pressure when the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、変速機60をダウンシフトするよう変速段を変更する際には、モータMG2の回転数Nm2が変速段の変更後のモータMG2の回転数である変更後回転数Nendに近い変更開始回転数Nstに至るまでは変速段の変更前のモータMG2のトルク指令Tm2*を用いてモータMG2を駆動制御することにより、モータMG2の回転数Nm2の変化に伴ってトルク指令Tm2*を変更する際に生じ得るトルクの落ち込みを抑止することができる。この結果、変速ショックを抑制することができる。しかも、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nstに至った以降はモータMG2のトルク指令Tm2*が変速段の変更後のトルク(変更後トルクTend)に滑らかに移行するようトルク指令Tm2*を設定するから、トルクの変更に伴う変速ショックを抑制することができる。この結果、変速機60の変速段の変更をスムーズに行なうことができる。もとより、変速機60の変速段の変更の際でも運転者の要求する要求トルクTr*を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60の変速段を変更する際には、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至るまでは変速段の変更前のモータMG2のトルク指令Tm2*を用いてモータMG2を駆動制御するものとしたが、変速段の変更の程度が予め定めた程度(例えば、終盤に近い程度)に至るまでは変速段の変更前のモータMG2のトルク指令Tm2*を用いてモータMG2を駆動制御すればよいから、変速段の変更の程度については、ファストフィルからの経過時間によって求めてもよいし、その他により求めてもよい。また、トルク指令Tm2*の変更を開始する変速段の変更の程度は、変速段の変更を開始した後であって変速段の変更が終了するまでであれば如何なる程度としてもよい。この場合、変速段の変更が終了したとき、即ちモータMG2の回転数Nm2が変更後回転数Nendに至ったときにトルク指令Tm2*の変更を開始するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60の変速段を変更する際には、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nstに至るまでは変速段の変更前のモータMG2のトルク指令Tm2*を用いてモータMG2を駆動制御し、その後、モータMG2のトルク指令Tm2*が変速段の変更後のトルク(変更後トルクTend)に滑らかに移行するようモータMG2の回転数Nm2の変化に伴ってトルク指令Tm2*を変化させるものとしたが、モータMG2の回転数Nm2の変化とは無関係にトルク指令Tm2*を変化させるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60をダウンシフトするよう変速段を変更する際には、モータMG2の回転数Nm2が変更開始回転数Nst近傍に至るまでは変速段の変更前のモータMG2のトルク指令Tm2*を用いてモータMG2を駆動制御し、その後、モータMG2の回転数Nm2の変化に伴ってトルク指令Tm2*を変化させてモータMG2を駆動制御する実施例の制御を行なうものとしたが、ブレーキB1やブレーキB2の半係合を伴って変速段の変更が行なわれるときであれば、例えばアップシフトのときにも実施例の制御を適用するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を変速機60により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力を変速機60により変速してリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪39a,39bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、駆動軸に動力を出力可能なエンジン22とモータMG2とを備えるいわゆるパラレル型のハイブリッド自動車としたが、モータからの動力を変速機を介して駆動軸に出力するものであればよいから、エンジンからの動力により発電する発電機と、駆動用のモータと、発電機により充電されると共に駆動用のモータに電力を供給するバッテリとを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や単純な電気自動車などに適用しても差し支えない。
In the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、動力出力装置や自動車の製造産業に利用可能である。 The present invention can be used in the power output device and automobile manufacturing industries.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、48 回転軸、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 変速機、60a ダブルピニオンの遊星歯車機構、60b シングルピニオンの遊星歯車機構、61 サンギヤ、62 リングギヤ、63a 第1ピニオンギヤ、63b 第2ピニオンギヤ、64キャリア、65 サンギヤ、66 リングギヤ、67 ピニオンギヤ、68 キャリア、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、100 油圧回路、102 機械式ポンプ、104 電動ポンプ、106 3ウェイソレノイド、108 プレッシャーコントロールバルブ、110,111 リニアソレノイド、112,113 コントロールバルブ、114,115 アキュムレータ。230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ、B1,B2 ブレーキ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b driving wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 48 rotating shaft, 50 battery, 52 battery electronics Control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a planetary gear mechanism of double pinion, 60b planetary gear mechanism of single pinion, 61 sun gear, 62 ring gear, 63a first pinion gear, 63b second pini On gear, 64 carrier, 65 sun gear, 66 ring gear, 67 pinion gear, 68 carrier, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 100 Hydraulic circuit, 102 Mechanical pump, 104 Electric pump, 106 Three-way solenoid, 108 Pressure control valve, 110, 111 Linear solenoid, 112 , 113 Control valve, 114, 115 Accumulator. 230 pair rotor motor, 232 inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor, B1, B2 brake.
Claims (11)
動力を出力可能な電動機と、
前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力を出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An electric motor capable of outputting power;
Shifting with a plurality of shift stages capable of changing power from the electric motor and transmitting to the drive shaft, and at least changing the plurality of shift stages to the deceleration side, half-engage a clutch related to the change of the shift stage Shift transmission means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft by
When an instruction to change the shift stage of the shift transmission means to the deceleration side is made, a change precursor power and a post-change drive force to be output from the motor before and after the change of the shift stage are set, and from the motor Maintaining the state where the set change precursor power is output and starting the change to the deceleration side of the shift stage, and the motor and the shift transmission means so that the half engagement by the clutch related to the change of the shift stage is executed Control, and the driving force output from the electric motor when the rotational speed of the electric motor reaches a predetermined ratio with respect to the rotational speed assumed after the change of the gear position due to the half-engagement by the clutch. Shift control means for controlling the electric motor and the shift transmission means so as to be changed from the precursor power to the set post-change drive force;
A power output device comprising:
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
該設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記変速伝達手段と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記変速制御手段は、前記変速段の変更の前後における前記駆動制御手段による前記変速伝達手段および前記電動機の制御に連動するよう前記変速段の変更を行なう手段である 動力出力装置。 The power output device according to any one of claims 1 to 3 ,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
Required driving force setting means for setting required driving force to be output to the driving shaft;
Drive control means for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, the shift transmission means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output;
With
The shift control means is a means for changing the shift stage so as to interlock with control of the shift transmission means and the electric motor by the drive control means before and after the change of the shift stage.
内燃機関と、
該内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
を備える動力出力装置。 The power output device according to any one of claims 1 to 3 ,
An internal combustion engine;
Power generation means for generating power using power from the internal combustion engine;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor and the power generation means;
A power output device comprising:
前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力を出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
を備える駆動装置。 A drive device connected to the drive shaft and the rotating shaft of the electric motor,
Shifting with a plurality of shift stages capable of changing power from the electric motor and transmitting to the drive shaft, and at least changing the plurality of shift stages to the deceleration side, half-engage a clutch related to the change of the shift stage Shift transmission means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft by
When an instruction to change the shift stage of the shift transmission means to the deceleration side is made, a change precursor power and a post-change drive force to be output from the motor before and after the change of the shift stage are set, and the motor Maintaining the state where the set change precursor power is output and starting the change to the deceleration side of the shift stage, and the motor and the shift transmission means so that the half engagement by the clutch related to the change of the shift stage is executed Control, and the driving force output from the electric motor when the rotational speed of the electric motor reaches a predetermined ratio with respect to the rotational speed assumed after the change of the gear position due to the half-engagement by the clutch. Shift control means for controlling the electric motor and the shift transmission means so as to be changed from the precursor power to the set post-change drive force;
A drive device comprising:
前記駆動装置は、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とに接続されてなり、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を備える
駆動装置。 The drive device according to claim 9 ,
The driving device is connected to an output shaft of an internal combustion engine and a rotating shaft of a generator,
Three shafts connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotating shaft, and for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two of the three shafts A drive device comprising a power input / output means.
前記変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、
前記電動機から前記設定した変更前駆動力を出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、
前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
変速制御方法。
An electric motor capable of outputting power and a plurality of shift stages capable of changing the power from the motor can be shifted and transmitted to the drive shaft, and at least when changing the plurality of shift stages to the deceleration side, the shift stage can be changed. In a power output device comprising: a shift transmission means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft by half-engaging the clutch, control when changing the shift stage of the shift transmission means to the deceleration side A method,
Before and after the change of the shift stage, set the change precursor power and the changed drive force to be output from the electric motor,
Maintaining the state where the set change precursor power is output from the electric motor to start the shift to the deceleration side of the shift stage and to perform the half-engagement by the clutch related to the shift stage change. Control the transmission means,
The driving force output from the motor when the rotational speed of the electric motor reaches a predetermined ratio with respect to the rotational speed assumed after changing the gear position due to the half-engagement by the clutch is based on the set change precursor power. A shift control method for controlling the electric motor and the shift transmission means so as to be changed to the set changed driving force.
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