JP4114643B2 - Control device for vehicle drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用駆動装置の制御装置に係り、差動作用により変速機構として機能する差動機構と、その差動機構と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する動力伝達機構とを備える車両用駆動装置において、特に、その動力伝達機構への入力トルクの推定に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle drive device, and relates to a differential mechanism that functions as a speed change mechanism by a differential action, and a power transmission that constitutes a part of a power transmission path between the differential mechanism and a drive wheel. In particular, the present invention relates to estimation of input torque to the power transmission mechanism.
エンジンの出力を第1電動機および出力軸へ分配する差動機構と、その差動機構の出力軸と駆動輪との間に設けられた第2電動機とを、備えた車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献1に記載されたハイブリッド車両用駆動装置がそれである。このようなハイブリッド車両用駆動装置では差動機構が例えば遊星歯車装置で構成され、その差動作用によりエンジンからの動力の主部を駆動輪へ機械的に伝達し、そのエンジンからの動力の残部を第1電動機から第2電動機への電気パスを用いて電気的に伝達することにより電気的に変速比が変更される変速機例えば電気的な無段変速機として機能させられ、エンジンを最適な作動状態に維持しつつ車両を走行させるように制御装置により制御されて燃費が向上させられる。また、特許文献1の車両用駆動装置は、第2電動機の小型化等を目的として差動機構の出力軸と駆動輪との間の動力伝達経路に有段式自動変速機がさらに設けられて全体が構成されている。
2. Description of the Related Art A vehicle drive device including a differential mechanism that distributes engine output to a first motor and an output shaft, and a second motor provided between the output shaft of the differential mechanism and a drive wheel is known. ing. For example, this is a hybrid vehicle drive device described in
一般に、複数の係合装置を備えそれら係合装置の係合および/または解放によって変速段が切り換えられる有段変速機においては、その有段変速機への入力トルクに基づいて係合装置の変速過渡係合力を制御したり、係合および/または解放のタイミングを制御することで、適切に有段変速機の変速制御を実行して変速ショックが抑制されている。また、車両用駆動装置として良く知られているように有段変速機が機械的な伝達経路のみを介してエンジンに連結されている場合には、その有段変速機への入力トルクはエンジントルクから一元的に推定される。 Generally, in a stepped transmission that includes a plurality of engagement devices and whose gear stage is switched by engagement and / or release of the engagement devices, the shift of the engagement device is changed based on the input torque to the stepped transmission. By controlling the transient engagement force and controlling the engagement and / or release timing, the shift control of the stepped transmission is appropriately executed to suppress the shift shock. As is well known as a vehicle drive device, when a stepped transmission is connected to an engine only through a mechanical transmission path, the input torque to the stepped transmission is the engine torque. From the centralized estimation.
しかしながら、エンジントルクがスロットル開度やアクセル開度等をパラメータとして予め記憶されたエンジントルクマップから推定される場合には、エンジンや車両の個体差、その後の経時変化等によって必ずしも適切に推定されなかった。或いは、トルクセンサ等によりエンジントルク或いは有段変速機への入力トルクが直接検出される場合には、そのトルクセンサを配置するためのスペースが必要であり、コストアップにもなった。 However, when the engine torque is estimated from the engine torque map stored in advance using the throttle opening, the accelerator opening, etc. as parameters, it is not always estimated properly due to individual differences in the engine or vehicle, subsequent changes over time, etc. It was. Alternatively, when the engine torque or the input torque to the stepped transmission is directly detected by a torque sensor or the like, a space for arranging the torque sensor is necessary, which increases the cost.
また、上記特許文献1のような駆動装置における有段式自動変速機への入力トルクは、差動機構を介して機械的に伝達されるトルクと、電気パスを用いた第1電動機からの電気エネルギにより駆動される第2電動機の出力トルクとの和である。また、この電気パスによる伝達損失は、エンジン出力の一部を一旦電気エネルギに変換する電気伝達を含むため機械的な伝達損失に比較して大きい。従って、有段式自動変速機への入力トルクをエンジントルクから一元的に推定すると、その推定された入力トルクによっては変速ショックが大きくなる可能性があった。
Further, the input torque to the stepped automatic transmission in the drive device as in
また、差動機構の出力軸と駆動輪との間の動力伝達経路に動力伝達機構として例えば前後輪動力分配装置所謂トランスファーが設けられる場合もある。一般に、このトランスファーの係合装置の係合力もトランスファーへの入力トルクに基づいて制御されるため、エンジントルクから一元的に推定されるトランスファーへの入力トルクによっては上記有段式自動変速機と同様にトランスファー切換ショックが大きくなる可能性があった。 In some cases, a so-called transfer, for example, a front and rear wheel power distribution device may be provided as a power transmission mechanism in the power transmission path between the output shaft of the differential mechanism and the drive wheels. In general, the engagement force of the transfer engagement device is also controlled based on the input torque to the transfer. Therefore, depending on the input torque to the transfer that is estimated from the engine torque, it is the same as the stepped automatic transmission. There was a possibility that the transfer switching shock would increase.
このように、上記特許文献1のような駆動装置において動力伝達機構への入力トルクがエンジントルクに基づいて一元的に推定されるとその推定された動力伝達機構への入力トルクによっては、動力伝達機構が適切に制御されずショックが大きくなる可能性があった。
As described above, when the input torque to the power transmission mechanism is presumed based on the engine torque in the drive device as in
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、差動作用により変速機構として機能する差動機構と、その差動機構と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する動力伝達機構とを備える車両用駆動装置において、その動力伝達機構への入力トルクが適切に推定される制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and its object is to provide a differential mechanism that functions as a speed change mechanism by a differential action, and a power between the differential mechanism and a drive wheel. An object of the present invention is to provide a control device in which an input torque to a power transmission mechanism is appropriately estimated in a vehicle drive device including a power transmission mechanism that constitutes a part of a transmission path.
すなわち、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有し電気的な無段変速機として機能する無段変速部と、前記動力伝達経路の一部を構成する動力伝達機構とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(a) 前記第1電動機の発電による反力トルクと、前記第2電動機から出力される出力トルクと、に基づいて、前記動力伝達機構への入力トルクを推定する入力トルク推定手段と、(b)前記無段変速部の電気的な無段変速作動時に、前記第1電動機の反力トルクに基づいてエンジントルクマップを学習する差動時エンジントルクマップ学習手段と、(c) 前記第1電動機の反力トルクに基づくエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、その差動時エンジントルクマップ学習手段によって学習されたエンジントルクマップに基づいてエンジントルクを推定するエンジントルク推定手段とを、含むことにある。
That is, the gist of the invention according to
このようにすれば、無段変速部を電気的な無段変速作動可能とする差動機構を備える駆動装置において、動力伝達機構への入力トルクが、入力トルク推定手段により前記第1電動機の発電による反力トルクと、前記第2電動機から出力される出力トルクと、に基づいて推定されるので、精度の良い動力伝達機構への入力トルクが得られる。例えば、その推定された動力伝達機構への入力トルクに基づいて動力伝達機構が適切に制御されてその動力伝達機構の制御の際のショックが抑制される。また、第1電動機の反力トルクに基づくエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、作動時エンジントルクマップ学習手段により無段変速部の電気的な無段変速作動時に第1電動機の反力トルクに基づいて学習されたエンジントルクマップに基づいて、エンジントルク推定手段によりエンジントルクが推定されるので、動力伝達機構への入力トルクが適切に推定される。
According to this configuration, in the drive device including the differential mechanism that enables the continuously variable transmission unit to perform the electric continuously variable transmission, the input torque to the power transmission mechanism is generated by the input torque estimating unit. Therefore, the input torque to the power transmission mechanism can be obtained with high accuracy. For example, the power transmission mechanism is appropriately controlled based on the estimated input torque to the power transmission mechanism, and a shock during the control of the power transmission mechanism is suppressed. When the engine torque based on the reaction torque of the first motor is not used or cannot be used, the engine torque map learning means during operation causes the first motor to react when the continuously variable transmission is operated by the continuously variable transmission. Since the engine torque is estimated by the engine torque estimation means based on the engine torque map learned based on the force torque, the input torque to the power transmission mechanism is appropriately estimated.
また、請求項2にかかる発明では、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時は、前記無段変速部の電気的な無段変速非差動時である。このようにすれば、第1電動機の出力電流値に基づいてエンジントルクが推定できない無段変速部の電気的な無段変速非差動時であっても動力伝達機構への入力トルクが適切に推定される。
According to a second aspect of the present invention, when the engine torque based on the output current value of the first motor is not used or cannot be used, the continuously variable transmission portion is in an electrical continuously variable non-differential state. is there. In this way, the input torque to the power transmission mechanism can be appropriately set even when the continuously variable transmission portion of the continuously variable transmission portion where the engine torque cannot be estimated based on the output current value of the first electric motor is not differential. Presumed.
また、請求項3にかかる発明では、前記差動時エンジントルクマップ学習手段は、予め記憶されたアクセル開度関連値に対するエンジントルクとアクセル開度関連値に対するエンジントルクとの差をエンジントルク補正量として記憶するものである。このようにすれば、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、エンジントルク推定手段によりエンジントルクが適切に推定される。
In the invention according to claim 3, the differential engine torque map learning means calculates the difference between the engine torque with respect to the accelerator opening related value stored in advance and the engine torque with respect to the accelerator opening related value as an engine torque correction amount. It is something to remember as. In this way, when the engine torque based on the output current value of the first electric motor is not used or cannot be used, the engine torque is appropriately estimated by the engine torque estimating means.
また、請求項4にかかる発明では、前記差動時エンジントルクマップ学習手段は、アクセル開度関連値に対するエンジントルクを記憶するものである。このようにすれば、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、エンジントルク推定手段によりエンジントルクが適切に推定される。
In the invention according to claim 4, the differential engine torque map learning means stores the engine torque with respect to the accelerator opening related value. In this way, when the engine torque based on the output current value of the first electric motor is not used or cannot be used, the engine torque is appropriately estimated by the engine torque estimating means.
また、請求項5にかかる発明の要旨とするところは、エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有し電気的な無段変速機として機能する無段変速部と、前記動力伝達経路の一部を構成する動力伝達機構とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(a) 前記差動機構に備えられ、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な差動状態とその電気的な無段変速作動不能な非差動状態とにその差動機構を選択的に切り換えるための差動状態切換装置と、(b) 前記無段変速部の電気的な無段変速作動時に、前記第1電動機の出力電流値に基づいてエンジントルクマップを学習する差動時エンジントルクマップ学習手段と、(c) 前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、その差動時エンジントルクマップ学習手段によって学習されたエンジントルクマップに基づいてエンジントルクを推定するエンジントルク推定手段とを、含むことにある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a differential mechanism that distributes engine output to the first electric motor and the transmission member, and a power transmission path provided between the transmission member and the drive wheel. A control device for a vehicle drive device, comprising: a continuously variable transmission unit having two electric motors and functioning as an electrical continuously variable transmission; and a power transmission mechanism that constitutes a part of the power transmission path, (a) The differential mechanism, which is provided in the differential mechanism, includes a differential state in which the continuously variable transmission unit can be electrically operated with an infinitely variable speed and a non-differential state in which the electrical continuously variable speed cannot be operated A differential state switching device for selectively switching between, and (b) a difference in which an engine torque map is learned based on an output current value of the first electric motor when the continuously variable transmission is electrically operated. A dynamic engine torque map learning means; and (c) an output power of the first motor. Engine torque estimating means for estimating the engine torque based on the engine torque map learned by the differential engine torque map learning means when the engine torque according to the value is not used or cannot be used. .
このようにすれば、差動状態切換装置により無段変速部を電気的な無段変速作動可能な差動状態とその電気的な無段変速作動不能な非差動状態とに選択的に切り換えられるように構成された差動機構を備える駆動装置において、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、差動時エンジントルクマップ学習手段により無段変速部の電気的な無段変速作動時に第1電動機の出力電流値に基づいて学習されたエンジントルクマップに基づいて、エンジントルク推定手段によりエンジントルクが推定されるので、動力伝達機構への入力トルクが適切に推定される。 In this way, the continuously variable transmission is selectively switched between the differential state in which the continuously variable transmission can be operated by the differential state switching device and the non-differential state in which the electrical continuously variable transmission cannot be operated. When the engine torque based on the output current value of the first electric motor is not used or cannot be used, the continuously variable transmission unit is controlled by the differential engine torque map learning means. Since the engine torque is estimated by the engine torque estimating means based on the engine torque map learned on the basis of the output current value of the first motor during the electric continuously variable transmission operation, the input torque to the power transmission mechanism is Estimated appropriately.
また、請求項6にかかる発明では、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時は、前記無段変速部の電気的な無段変速非差動時である。このようにすれば、第1電動機の出力電流値に基づいてエンジントルクが推定できない無段変速部の電気的な無段変速非差動時であっても動力伝達機構への入力トルクが適切に推定される。
Further, in the invention according to
また、請求項7にかかる発明では、前記差動時エンジントルクマップ学習手段は、予め記憶されたアクセル開度関連値に対するエンジントルクとアクセル開度関連値に対するエンジントルクとの差をエンジントルク補正量として記憶するものである。このようにすれば、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、エンジントルク推定手段によりエンジントルクが適切に推定される。
In the invention according to claim 7 , the differential engine torque map learning means calculates the difference between the engine torque with respect to the accelerator opening related value stored in advance and the engine torque with respect to the accelerator opening related value as an engine torque correction amount. As something to remember. In this way, when the engine torque based on the output current value of the first electric motor is not used or cannot be used, the engine torque is appropriately estimated by the engine torque estimating means.
また、請求項8にかかる発明では、前記差動時エンジントルクマップ学習手段は、アクセル開度関連値に対するエンジントルクを記憶するものである。このようにすれば、前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、エンジントルク推定手段によりエンジントルクが適切に推定される。
In the invention according to
また、請求項9にかかる発明では、前記差動機構は、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な差動状態とその電気的な無段変速作動不能な非差動状態とにその差動機構を選択的に切り換えるための差動状態切換装置を備えるものである。このようにすれば、差動機構が差動状態切換装置により差動状態と非差動状態とに切り換え可能に構成される。
In the invention according to claim 9 , the differential mechanism includes a differential state in which the continuously variable transmission portion can be electrically operated with a continuously variable speed and a non-differential state in which the electrical continuously variable speed cannot be operated. And a differential state switching device for selectively switching the differential mechanism. In this way, the differential mechanism can be switched between the differential state and the non-differential state by the differential state switching device.
また、請求項10にかかる発明では、前記差動機構は、前記エンジンに連結された第1要素と前記第1電動機に連結された第2要素と前記伝達部材に連結された第3要素とを有するものであり、前記差動状態切換装置は、前記差動状態とするためにその第1要素乃至第3要素を相互に相対回転可能とし、前記非差動状態とするためにその第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるか或いはその第2要素を非回転状態とするものである。このようにすれば、差動機構が差動状態と非差動状態とに切り換えられるように構成される。
In the invention according to
また、請求項11にかかる発明では、前記差動状態切換装置は、前記第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるために前記第1要素乃至第3要素のうちの少なくとも2つを相互に連結するクラッチおよび/または前記第2要素を非回転状態とするために前記第2要素を非回転部材に連結するブレーキを備えたものである。このようにすれば、差動機構がクラッチおよび/またはブレーキにより差動状態と非差動状態とに簡単に切り換えられるように構成される。
According to an eleventh aspect of the present invention, the differential state switching device causes at least two of the first to third elements to mutually rotate in order to rotate the first to third elements together. A clutch to be connected and / or a brake for connecting the second element to a non-rotating member to bring the second element into a non-rotating state are provided. In this way, the differential mechanism can be easily switched between the differential state and the non-differential state by the clutch and / or the brake.
また、請求項12にかかる発明では、前記動力伝達機構は、自動変速機である。このようにすれば、適切に推定された前後輪動力分配装置への入力トルクに基づいて自動変速機の係合装置の変速過渡係合力が制御されたり、係合装置の係合および/または解放タイミングが制御されるので、変速ショックが抑制される。
In the invention according to
また、請求項13にかかる発明では、前記動力伝達機構は、前後輪動力分配装置である。このようにすれば、適切に推定された前後輪動力分配装置への入力トルクに基づいて前後輪動力分配装置の係合装置の係合力が制御されので、トランスファー切換ショックが抑制される。 In the invention according to claim 13 , the power transmission mechanism is a front and rear wheel power distribution device. According to this configuration, the engagement force of the engagement device of the front and rear wheel power distribution device is controlled based on the appropriately estimated input torque to the front and rear wheel power distribution device, so that the transfer switching shock is suppressed.
ここで、好適には、前記差動機構は、前記クラッチおよび前記ブレーキの解放により前記第1回転要素乃至第3回転要素を相互に相対回転可能な差動状態とされて電気的な無段変速機とされ、前記クラッチの係合により変速比が1である変速機とされるか、或いは前記ブレーキの係合により変速比が1より小さい増速変速機とされるものである。このようにすれば、差動機構が差動状態と非差動状態とに切り換えられるように構成されるとともに、単段または複数段の定変速比を有する変速機としても構成され得る。 Here, it is preferable that the differential mechanism is an electric continuously variable transmission in which a differential state in which the first to third rotating elements can be rotated relative to each other is released by releasing the clutch and the brake. The transmission is a transmission having a gear ratio of 1 by the engagement of the clutch, or the speed increasing transmission having a transmission ratio of less than 1 by the engagement of the brake. In this way, the differential mechanism can be configured to be switched between the differential state and the non-differential state, and can also be configured as a transmission having a single gear ratio or a plurality of gear ratios.
また、好適には、前記差動機構動は遊星歯車装置であり、前記第1要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第3要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つの遊星歯車装置によって簡単に構成され得る。 Preferably, the differential mechanism movement is a planetary gear device, the first element is a carrier of the planetary gear device, the second element is a sun gear of the planetary gear device, and the third element. Is the ring gear of the planetary gear unit. In this way, the axial dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism can be easily constituted by one planetary gear device.
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。 Preferably, the planetary gear device is a single pinion type planetary gear device. In this way, the axial dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism is simply constituted by one single pinion type planetary gear device.
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、本発明の一実施例である制御装置が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結された無段変速部11と、その無段変速部11と駆動輪38との間の動力伝達経路の一部を構成する動力伝達機構として無段変速部11に伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている有段式の自動変速機である有段変速部20と、この有段変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この変速機構10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーなどを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と一対の駆動輪38との間に設けられて、図5に示すようにエンジン8からの動力を駆動装置の他の一部として動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪38へ伝達する。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の変速機構10を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。また、上述のように本実施例の変速機構10においてはエンジン8と無段変速部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結は直結的に含まれる。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a
無段変速部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16と、伝達部材18と一体的に回転するように設けられている第2電動機M2とを備えている。なお、この第2電動機M2は伝達部材18から駆動輪38までの間の動力伝達経路を構成するいずれの部分に設けられてもよい。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
The continuously
動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを主体的に備えている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
The
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は第1サンギヤS1とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、例えば所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が差動状態とされると無段変速部11がその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。
In the
この状態で、上記切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が係合させられると動力分配機構16は前記差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチC0が係合させられて第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが一体的に係合させられると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、無段変速部11は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられて第1サンギヤS1がケース12に連結させられると、動力分配機構16は第1サンギヤS1が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、第1リングギヤR1は第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、無段変速部11は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態とされる。このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、無段変速部11を、変速比が連続的変化可能な電気的な無段変速機として作動する無段変速状態と、電気的な無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する定変速状態、換言すれば変速比が一定の1段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。
In this state, when the switching clutch C0 or the switching brake B0 is engaged, the
有段変速部20は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備えている。第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
The stepped
有段変速部20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
In the stepped
前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3は従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。 The switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the switching brake B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 are hydraulic types that are often used in conventional automatic transmissions for vehicles. It is a friction engagement device, and a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or one end of one or two bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum It is configured by a band brake or the like tightened by a hydraulic actuator, and is for selectively connecting members on both sides on which the brake is interposed.
以上のように構成された変速機構10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、無段変速部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた無段変速部11と有段変速部20とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた無段変速部11と有段変速部20とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構10は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、無段変速部11も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
In the
例えば、変速機構10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切換クラッチC0のみが係合される。
For example, when the
しかし、変速機構10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、無段変速部11が無段変速機として機能し、それに直列の有段変速部20が有段変速機として機能することにより、有段変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその有段変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体としてのトータル変速比(総合変速比)γTが無段階に得られるようになる。
However, when the
図3は、差動部或いは第1変速部として機能する無段変速部11と自動変速部或いは第2変速部として機能する有段変速部20とから構成される変速機構10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
FIG. 3 shows a
また、無段変速部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。さらに、有段変速部20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、無段変速部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ1に対応する間隔に設定される。また、有段変速部20では各第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
In addition, three vertical lines Y1, Y2, Y3 corresponding to the three elements of the
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(無段変速部11)において、第1遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されるとともに切換クラッチC0を介して第2回転要素(第1サンギヤS1)RE2と選択的に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1)RE3が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して有段変速部20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
If expressed using the collinear diagram of FIG. 3 described above, the
例えば、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動状態)に切換えられたときは、第1電動機M1の発電による反力を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が下降或いは上昇させられる。 For example, when switching to the continuously variable transmission state (differential state) by releasing the switching clutch C0 and the switching brake B0, the reaction force generated by the first motor M1 is controlled to control the straight line L0 and the vertical line Y1. When the rotation of the first sun gear S1 indicated by the intersection point is raised or lowered, the rotational speed of the first ring gear R1 indicated by the intersection point between the straight line L0 and the vertical line Y3 is lowered or raised.
また、切換クラッチC0の係合により第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが連結されると、動力分配機構16は上記3回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で伝達部材18が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合により第1サンギヤS1の回転が停止させられると動力分配機構16は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で有段変速部20へ入力される。
Further, when the first sun gear S1 and the first carrier CA1 are connected by the engagement of the switching clutch C0, the
また、有段変速部20において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
In the stepped
有段変速部20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第4速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第8回転要素RE8に無段変速部11すなわち動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、無段変速部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L5と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示される。
In the stepped
図4は、本実施例の変速機構10を制御するための電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め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エンジン8、電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、有段変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
FIG. 4 illustrates a signal input to the
電子制御装置40には、図4に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、M(モータ走行)モードを指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸22の回転速度に対応する車速信号、有段変速部20の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、アクセルペダル46の操作量を示すアクセル開度信号Acc、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各駆動輪の車輪速を示す車輪速信号、変速機構10を有段変速機として機能させるために無段変速部11を定変速状態(非差動状態)に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、変速機構10を無段変速機として機能させるために無段変速部11を無段変速状態(差動状態)に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第1電動機M1の回転速度NM1を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2を表す信号、第1電動機M1の発電電流IM1Gを表す信号、第2電動機M2の発電電流IM2Gを表す信号、第1電動機M1への駆動電流IM1Aを表す信号、第2電動機M2への駆動電流IM2Aを表す信号、第1電動機M1へ供給される制御電流IM1を表す信号、第2電動機M2へ供給される制御電流IM2を表す信号などが、それぞれ供給される。 The electronic control unit 40, from the sensors and switches shown in FIG. 4, a signal indicating the engine coolant temperature, a signal representing the shift position, a signal indicative of engine rotational speed N E is the rotational speed of the engine 8, the gear ratio sequence set value A signal indicating the M (motor running) mode, an air conditioner signal indicating the operation of the air conditioner, a vehicle speed signal corresponding to the rotational speed of the output shaft 22, an oil temperature signal indicating the operating oil temperature of the stepped transmission unit 20, A signal indicating a side brake operation, a signal indicating a foot brake operation, a catalyst temperature signal indicating a catalyst temperature, an accelerator opening signal Acc indicating an operation amount of an accelerator pedal 46, a cam angle signal, a snow mode setting signal indicating a snow mode setting, Acceleration signal indicating vehicle longitudinal acceleration, auto-cruise signal indicating auto-cruise driving, vehicle weight signal indicating vehicle weight, and wheel speed of each drive wheel A wheel speed signal, a signal indicating the presence or absence of a stepped switch for switching the continuously variable transmission unit 11 to a constant shift state (non-differential state) in order to cause the transmission mechanism 10 to function as a stepped transmission, A signal indicating the presence or absence of a continuously variable switch operation for switching the continuously variable transmission unit 11 to a continuously variable transmission state (differential state) in order to function as a continuously variable transmission, a signal indicating the rotational speed N M1 of the first electric motor M1 , a signal representative of the rotational speed N M2 of the second electric motor M2, so a signal representing the generated current I M1G of the first electric motor M1, a signal representing the generated current I M2G of the second electric motor M2, so the driving current I M1A to the first electric motor M1 , A signal representing the drive current I M2A to the second electric motor M2, a signal representing the control current I M1 supplied to the first electric motor M1 , a signal representing the control current I M2 supplied to the second electric motor M2, etc. But , Each supplied.
また、上記電子制御装置40からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、エンジン8の点火時期を指令する点火信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、無段変速部11や有段変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
Further, the
図5は、電子制御装置40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5において、有段変速制御手段54は、例えば変速線図記憶手段56に予め記憶された図6の実線および一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)から車速Vおよび有段変速部20の出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10の変速を実行すべきか否かを判断してすなわち変速機構10の変速すべき変速段を判断して有段変速部20の自動変速制御を実行する。例えば、有段変速制御手段54は、図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。
FIG. 5 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function by the
ハイブリッド制御手段52は、変速機構10の前記無段変速状態すなわち無段変速部11の差動状態においてエンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて無段変速部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速において、アクセルペダル操作量Accや車速Vから運転者の要求出力を算出し、運転者の要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出し、エンジン回転速度NEとトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転速度NEとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。
The hybrid control means 52 operates the
ハイブリッド制御手段52は、その制御を動力性能や燃費向上などのために有段変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NE例えば目標エンジン回転速度NE *と車速Vおよび有段変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、無段変速部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52は予め記憶されたエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に設定されたエンジン8の最適曲線(マップ、関係)を記憶しており、その最適曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば要求駆動力を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように変速機構10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように無段変速部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御する。
The hybrid control means 52 executes the control in consideration of the gear position of the stepped
このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のため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58を通して電気エネルギが第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、ハイブリッド制御手段52は、運転者による加速要求が大きい場合には、第1電動機M1からの電気エネルギ以外に蓄電装置60から第2電動機M2に電気エネルギを供給し第2電動機M2を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストが可能である。さらに、ハイブリッド制御手段52は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、無段変速部11の電気的CVT機能によって電動機のみ例えば第2電動機M2のみを駆動力源としてモータ走行させることができる。
At this time, the hybrid control means 52 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the
また、本実施例の無段変速部11は、機械的な動力伝達経路が構成される非差動状態(定変速状態)に切換え可能であり、その非差動状態では第1電動機M1を発電機として機能させて反力トルクを発生させる必要がないので、ハイブリッド制御手段52により電動機(モータ)として機能させられる。特に、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が一体回転となる無段変速部11の定変速状態においてハイブリッド制御手段52は、蓄電装置60からの電気エネルギにより第2電動機M2および/または第1電動機M1を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストが可能である。
Further, the continuously
増速側ギヤ段判定手段62は、変速機構10を有段変速状態とする際に或いは変速機構10の有段変速制御の際に切換クラッチC0および切換ブレーキB0のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて変速線図記憶手段56に予め記憶された図6に示す変速線図に従って変速機構10の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第5速ギヤ段であるか否かを判定する。
The speed-increasing gear
切換制御手段50は、例えば変速線図記憶手段56に予め記憶された前記図6の破線および二点鎖線に示す切換線図(切換マップ、関係)から車速Vおよび出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10の切り換えるべき変速状態を判断してすなわち変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは変速機構10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定して、変速機構10を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える。
The switching control means 50 is, for example, a vehicle indicated by the vehicle speed V and the output torque T OUT from the switching diagram (switching map, relationship) indicated by the broken line and the two-dot chain line in FIG. Based on the state, the shift state of the
具体的には、切換制御手段50は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。このときの有段変速制御手段54は、変速線図記憶手段56に予め記憶された例えば図6に示す変速線図に従って有段変速部20の自動変速制御を実行する。図2は、このときの変速制御において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちC0、C1、C2、B0、B1、B2、B3の作動の組み合わせを示している。すなわち、変速機構10全体すなわち無段変速部11および有段変速部20が所謂有段式自動変速機として機能し、図2に示す係合表に従って変速段が達成される。
Specifically, when it is determined that the switching control means 50 is within the stepped shift control region, the hybrid control means 52 outputs a signal that disables or prohibits the hybrid control or continuously variable shift control. The step-variable shift control means 54 is permitted to perform shift control at the time of a step-variable shift set in advance. At this time, the stepped
例えば、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段が判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段50は無段変速部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が0.7の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させる指令を油圧制御回路42へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段でないと判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段50は無段変速部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が1の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を係合させ且つ切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。このように、切換制御手段50によって変速機構10が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における2種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、無段変速部11が副変速機として機能させられ、それに直列の有段変速部20が有段変速機として機能することにより、変速機構10全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
For example, when the fifth gear is determined by the acceleration-side gear determination means 62, the so-called overdrive gear that has a gear ratio smaller than 1.0 is obtained for the
しかし、切換制御手段50は、変速機構10を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、変速機構10全体として無段変速状態が得られるために無段変速部11を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは変速線図記憶手段56に予め記憶された例えば図6に示す変速線図に従って有段変速部20を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段50により無段変速状態に切り換えられた無段変速部11が無段変速機として機能し、それに直列の有段変速部20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、有段変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその有段変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体として無段変速状態となりトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
However, when the switching control means 50 determines that it is within the continuously variable transmission control region for switching the
ここで前記図6について詳述すると、図6は有段変速部20の変速判断の基となる変速線図記憶手段56に予め記憶された変速線図(関係)であり、車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図(変速マップ)の一例である。図6の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。また、図6の破線は切換制御手段50による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速V1および判定出力トルクT1を示している。つまり、図6の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速V1の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば有段変速部20の出力トルクTOUTが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクT1の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図6の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図6は判定車速V1および判定出力トルクT1を含む、車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして変速線図記憶手段56に予め記憶されてもよい。また、この切換線図は判定車速V1および判定出力トルクT1の少なくとも1つを含むものであってもよいし、車速Vおよび出力トルクTOUTの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。
Here, FIG. 6 will be described in detail. FIG. 6 is a shift diagram (relationship) pre-stored in the shift diagram storage means 56 that is a basis for the shift determination of the stepped
上記変速線図や切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Vと判定車速V1とを比較する判定式、出力トルクTOUTと判定出力トルクT1とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段50は、車両状態例えば実際の車速が判定車速V1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。また、切換制御手段50は、車両状態例えば有段変速部20の出力トルクTOUTが判定出力トルクT1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。また、無段変速部11を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第1電動機M1における電気エネルギの発生から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に関連する機器の機能低下すなわち第1電動機M1、第2電動機M2、インバータ58、蓄電装置60、それらを接続する伝送路などの故障や、故障(フェイル)とか低温による機能低下或いは機能不全が発生した場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段50は変速機構10を優先的に有段変速状態としてもよい。
The shift diagram, the switching diagram, and the like are stored not as a map but as a judgment formula for comparing the actual vehicle speed V and the judgment vehicle speed V1, a judgment formula for comparing the output torque T OUT and the judgment output torque T1, and the like. Also good. In this case, the switching control means 50 sets the
上記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば有段変速部20の出力トルクTOUT、エンジントルクTE、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル開度(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとによって算出されるエンジントルクTEなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度に基づいて算出される要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTOUT等からデフ比、駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
The driving force-related value is a parameter corresponding to the driving force of the vehicle on a one-to-one basis, and includes not only the driving torque or driving force at the driving
また、例えば判定車速V1は、高速走行において変速機構10が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において変速機構10が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクT1は、車両の高出力走行において第1電動機M1の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第1電動機M1を小型化するために、例えば第1電動機M1からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第1電動機M1の特性に応じて設定されることになる。
Further, for example, the determination vehicle speed V1 is set so that the
図7は、エンジン回転速度NEとエンジントルクTEとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための境界線としてのエンジン出力線を有する例えば変速線図記憶手段56に予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。切換制御手段50は、図6の切換線図に替えてこの図7の切換線図からエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとに基づいて、それらのエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで表される車両状態が無段制御領域内であるか或いは有段制御領域内であるかを判定してもよい。また、この図7は図6の破線を作るための概念図でもある。言い換えれば、図6の破線は図7の関係図(マップ)に基づいて車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標上に置き直された切換線でもある。 7, the engine output as a boundary for the area determining which of the step-variable control region and the continuously variable control region by switching control means 50 and the engine rotational speed N E and engine torque T E as a parameter It is a switching diagram (switching map, relationship) stored in advance in, for example, the shift diagram storage means 56 having a line. Switching control means 50, based on the switching diagram of FIG. 7 with the engine rotational speed N E and engine torque T E in place of the switching diagram of Figure 6, those of the engine speed N E and engine torque T E It may be determined whether the vehicle state represented by is in the stepless control region or in the stepped control region. FIG. 7 is also a conceptual diagram for making a broken line in FIG. In other words, the broken line in FIG. 6 is also a switching line relocated on the two-dimensional coordinates using the vehicle speed V and the output torque T OUT as parameters based on the relationship diagram (map) in FIG.
図6の関係に示されるように、出力トルクTOUTが予め設定された判定出力トルクT1以上の高トルク領域、或いは車速Vが予め設定された判定車速V1以上の高車速領域が、有段制御領域として設定されているので有段変速走行がエンジン8の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。同様に、図7の関係に示されるように、エンジントルクTEが予め設定された所定値TE1以上の高トルク領域、エンジン回転速度NEが予め設定された所定値NE1以上の高回転領域、或いはそれらエンジントルクTEおよびエンジン回転速度NEから算出されるエンジン出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン8の比較的高トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。図7における有段制御領域と無段制御領域との間の境界線は、高車速判定値の連なりである高車速判定線および高出力走行判定値の連なりである高出力走行判定線に対応している。
As shown in the relationship of FIG. 6, stepped control is performed in a high torque region where the output torque T OUT is equal to or higher than the predetermined determination output torque T1, or a high vehicle speed region where the vehicle speed V is equal to or higher than the determination vehicle speed V1. Since it is set as a region, the stepped variable speed travel is executed at the time of a high driving torque at which the
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、変速機構10が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Vが前記判定車速V1を越えるような高速走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上させられる。また、出力トルクTOUTなどの前記駆動力関連値が判定トルクT1を越えるような高出力走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第1電動機M1が発生すべき電気エネルギ換言すれば第1電動機M1が伝える電気エネルギの最大値を小さくできて第1電動機M1或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態(定変速状態)に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば図8に示すような有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度NEの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化が楽しめる。
As a result, for example, in low-medium speed traveling and low-medium power traveling of the vehicle, the
図9は手動変速操作装置であるシフト操作装置64の一例を示す図である。シフト操作装置64は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー66を備えている。そのシフトレバー66は、例えば図2の係合作動表に示されるようにクラッチC1およびクラッチC2のいずれもが係合されないような変速機構10内つまり有段変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ有段変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、変速機構10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「N(ニュートラル)」、前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションは、「P」ポジションおよび「N」ポジションは車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。また、「D」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「M」ポジションにおける例えば「4」レンジ乃至「L」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a
上記「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー66が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかがシフトレバー66の操作に応じて変更される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー66がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかへ切り換えられる。例えば、「M」ポジションにおける「D」レンジ乃至「L」レンジの5つの変速レンジは、変速機構10の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類の変速レンジであり、また有段変速部20の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段(ギヤ段)の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー66はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置64にはシフトレバー66の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー66のシフトポジションを表す信号PSHや「M」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置40へ出力する。
The “M” position is provided adjacent to the width direction of the vehicle at the same position as the “D” position in the longitudinal direction of the vehicle, for example, and when the
例えば、「D」ポジションがシフトレバー66の操作により選択された場合には、図6に示す予め記憶された切換マップに基づいて切換制御手段50により変速機構10の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段52により動力分配機構16の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段54により有段変速部20の自動変速制御が実行される。例えば、変速機構10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構10が例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第5速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは変速機構10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と有段変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御される。この「D」ポジションは変速機構10の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。
For example, when the “D” position is selected by operating the
或いは、「M」ポジションがシフトレバー66の操作により選択された場合には、変速レンジの最高速側変速段或いは変速比を越えないように、切換制御手段50、ハイブリッド制御手段52、および有段変速制御手段54により変速機構10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、変速機構10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構10が各変速レンジで変速機構10が変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御され、或いは変速機構10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた有段変速部20の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。この「M」ポジションは変速機構10の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。
Alternatively, when the “M” position is selected by operating the
図5に戻り、差動状態判定手段80は、動力分配機構16が差動状態すなわち無段変速部11が無段変速状態とされているか否かを判定する。例えば、差動状態判定手段80は、切換制御手段50により変速機構10が有段変速状態に切換制御されて車両が有段変速走行となる有段制御領域内か或いは変速機構10が無段変速状態に切換制御されて車両が無段変速走行となる無段制御領域内であるかの判定のための例えば図6に示す切換線図から車速Vおよび出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか否かに基づいて無段変速部11が無段変速状態となっているか否かを判定する。この差動状態判定手段80は、無段変速走行中であるか否かを、例えば図6に示す切換線図から車両状態に基づいて変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか否かに基づいて判定する無段変速走行判定手段としても機能している。
Returning to FIG. 5, the differential
有段走行時トルクアシスト判定手段82は、変速機構10が有段変速状態に切換制御されて車両が有段変速走行中の場合例えば差動状態判定手段80により無段変速走行中であることが否定される場合に、蓄電装置60からの電気エネルギにより第1電動機M1および/または第2電動機M2が駆動されてエンジン8の動力を補助するトルクアシスト中であるか否かを例えばハイブリッド制御手段52による第1電動機M1および/または第2電動機M2を駆動させるためのインバータ58への指令に基づいて判定する。
The stepped travel torque
入力トルク推定手段84は、無段変速部11の電気的な無段変速非作動時の動力伝達機構への入力トルクTINを推定する有段走行時入力トルク推定手段86と、無段変速部11の電気的な無段変速作動時の動力伝達機構への入力トルクTINを推定する無段走行時入力トルク推定手段88とを備え、動力伝達機構への入力トルクTIN例えば有段変速部20への入力トルクTINを精度良く推定する。
Input torque estimating means 84, the electrical stepped-travel input torque estimating means 86 for estimating the input torque T IN to the continuously variable transmission is not operated in the power transmission mechanism of the continuously
例えば、入力トルク推定手段84により推定された動力伝達機構への入力トルクTINはその動力伝達機構を適切に制御するために用いられる。例えば、有段変速制御手段による有段変速部20の変速制御に際して変速ショックを抑制するために、有段変速部20への入力トルクTINに基づいて変速に関与する油圧式摩擦係合装置の解放過渡油圧や係合過渡油圧またはその元圧であるライン圧が油圧制御回路42により適切に制御される。例えば、有段変速部20への入力トルクTINが大きいほど解放過渡油圧や係合過渡油圧またはライン圧が大きくされて入力トルクTINに応じた適切な油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されるとともに、一方の油圧式摩擦係合装置から他方の油圧式摩擦係合装置に速やかにトルクが受け渡される。従って、動力伝達機構への入力トルクTINは精度良く推定される必要がある。
For example, the input torque T IN to the estimated power transmission mechanism by the input torque estimating means 84 is used to appropriately control the power transmission mechanism. For example, in order to suppress the shift shock upon shift control of stepwise
前記有段走行時入力トルク推定手段86は、エンジントルクTEを推定するエンジントルク推定手段90を備え、無段変速部11の電気的な無段変速非作動時すなわち動力分配機構16が非差動状態となる車両の有段変速走行時には、エンジントルク推定手段90により推定されたエンジントルクTEと定変速状態における無段変速部11の変速比とに基づいて動力伝達機構への入力トルクTIN例えば有段変速部20への入力トルクTINを推定する。すなわち、有段走行時入力トルク推定手段86は、切換クラッチC0が係合させられて無段変速部11の変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち無段変速部11の直結状態とされる場合には、エンジントルク推定手段90により推定されたエンジントルクTEに「1」を掛けることで入力トルクTINを推定する。また、有段走行時入力トルク推定手段86は、切換ブレーキB0が係合させられて無段変速部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば「0.7」程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態とされる場合には、上記エンジントルクTEに例えば「0.7」を掛けることで入力トルクTINを推定する。なお、無段変速部11の直結状態の場合には、上記エンジントルクTEをそのまま入力トルクTINとして推定してもよい。
The stepped-travel input torque estimating means 86 includes an engine
また、有段走行時入力トルク推定手段86は、車両の有段変速走行時において蓄電装置60からの電気エネルギにより第1電動機M1および/または第2電動機M2が駆動されてエンジン8の動力を補助するトルクアシスト中である場合、例えば有段走行時トルクアシスト判定手段82によりトルクアシスト中であると判定された場合には、第1電動機M1によるアシストトルク(第1電動機アシストトルク)TM1Aおよび/または第2電動機M2によるアシストトルク(第2電動機アシストトルク)TM2Aを上記エンジントルク推定手段90により推定されたエンジントルクTEと無段変速部11の変速比とに基づいて推定した動力伝達機構への入力トルクTINに加えることで、新たに動力伝達機構への入力トルクTIN+として推定する。第1電動機アシストトルクTM1Aおよび/または第2電動機アシストトルクTM2Aは、例えば予め実験等により求められて記憶された蓄電装置60からインバータ58を通して供給される第1電動機M1への駆動電流(第1電動機駆動電流)IM1Aに対する第1電動機アシストトルクTM1Aおよび/または蓄電装置60からインバータ58を通して供給される第2電動機M2への駆動電流(第2電動機駆動電流)IM2Aに対する第2電動機アシストトルクTM2Aから実際の第1電動機駆動電流IM1Aおよび/または第2電動機駆動電流IM2Aに基づいて求められる。
Further, the stepped travel time input torque estimating means 86 assists the power of the
前記エンジントルク推定手段90は、エンジントルクTEを推定する。例えば、エンジントルク推定手段90は、エンジン回転速度NEとアクセル開度関連値例えばスロットル開度とをパラメータとして予め実験的に求められて記憶されたスロットル開度に対するエンジントルク特性(エンジントルクマップ、関係)から実際のエンジン回転速度NEおよびスロットル開度に基づいてエンジントルクTEを推定する。
The engine
上記アクセル開度関連値はエンジン8に対する要求出力値であり、上記スロットル開度に替えて例えばアクセル開度(アクセル操作量)、吸入空気量、燃料噴射量などが用いられてもよい。
The accelerator opening related value is a required output value for the
前記無段走行時入力トルク推定手段88は、第1電動機M1の発電による反力トルク(第1電動機反力トルク)TM1と、第2電動機M2から出力される出力トルク(第2電動機出力トルク)TM2と、に基づいて、動力伝達機構への入力トルク例えば有段変速部20への入力トルクTINを推定する。具体的には、無段走行時入力トルク推定手段88は、第1電動機反力トルクTM1に基づいてエンジン8から動力分配機構16を介して機械的に伝達されるトルクを推定する機械的伝達トルク推定手段92と、第2電動機出力トルクTM2を推定する電気的伝達トルク推定手段94とを備え、無段変速部11の電気的な無段変速作動時すなわち動力分配機構16が差動状態となる車両の無段変速走行時には、上記機械的伝達トルク推定手段92により推定されたトルクと上記電気的伝達トルク推定手段94により推定された第2電動機出力トルクTM2とに基づいて有段変速部20への入力トルクTINを推定する。
The continuously-running input torque estimating means 88 is a reaction torque (T1 motor reaction force torque) T M1 generated by power generation of the first motor M1, and an output torque (second motor output torque) output from the second motor M2. ) Based on T M2 , the input torque to the power transmission mechanism, for example, the input torque T IN to the stepped
機械的伝達トルク推定手段92は、車両の無段変速走行時における第1電動機反力トルクTM1に基づいて、エンジン8の動力が機械的に伝達されたトルクとしての第1リングギヤR1のトルク(第1リングギヤトルク)TR1を推定する。ここで、第1遊星歯車装置24のギヤ比をρ1とすると、 第1電動機反力トルクTM1:エンジントルクTE:第1リングギヤトルクTR1=ρ1:(1+ρ1):1 である。この関係式からもわかるように、第1電動機反力トルクTM1に基づいて第1リングギヤトルクTR1(=第1電動機反力トルクTM1/ρ1)が推定される。また、機械的伝達トルク推定手段92は、予め実験的に求められて記憶された第1電動機反力トルクTM1と第1電動機M1の発電による出力電流値(第1電動機発電電流)IM1Gとの関係から実際の第1電動機発電電流IM1Gに基づいて上記第1電動機反力トルクTM1を推定(算出)する。つまり、機械的伝達トルク推定手段92は、予め記憶された図10の関係から車両の無段変速走行時における実際の第1電動機発電電流IM1Gに基づいて第1リングギヤトルクTR1を推定する。上記図10は予め実験的に求められて記憶された第1電動機発電電流IM1Gに対する第1リングギヤトルクTR1の関係を示す図であり、第1電動機発電電流IM1Gが増加するに伴って第1リングギヤトルクTR1が増加するように決定されている。なお、本明細書においてこの第1リングギヤトルクTR1は、エンジン8から電気的に伝達されるトルクすなわち第2電動機出力トルクTM2と明確に区別するためにエンジン8から機械的に伝達されるトルクのみを表すものとする。
The mechanical transmission torque estimating means 92 is based on the first motor reaction force torque T M1 when the vehicle is running at a continuously variable speed, and the torque of the first ring gear R1 as the torque to which the power of the
電気的伝達トルク推定手段94は、車両の無段変速走行時において第2電動機M2に供給される制御電流(第2電動機制御電流)IM2に基づいて第2電動機出力トルクTM2を推定(算出)する。第2電動機出力トルクTM2とインバータ58を通して供給される第2電動機制御電流IM2との関係が予め定められており、第2電動機出力トルクTM2は第2電動機制御電流IM2に基づいて推定される。車両の通常の無段変速走行においては第1電動機M1で発電した電力が第2電動機M2に供給されて、第2電動機M2は力行作動させられ第2電動機出力トルクTM2を出力する。このとき、特に、第1電動機発電電流IM1Gが全て第2電動機M2に供給されて第2電動機制御電流IM2が第1電動機発電電流IM1Gと略同一とされる場合には、電気的伝達トルク推定手段94により第2電動機出力トルクTM2が第1電動機発電電流IM1Gに基づいて推定され得る。また、蓄電装置60の充電量低下の場合には第1電動機発電電流IM1Gの一部が蓄電装置60の充電に用いられる。このような場合には、蓄電装置60の充電に用いられる充電電流分だけ少なくされた第2電動機制御電流IM2が第2電動機M2に供給される。
The electric transmission torque estimating means 94 estimates (calculates) the second motor output torque T M2 based on the control current (second motor control current) I M2 supplied to the second motor M2 when the vehicle is continuously variable. ) The relationship between the second motor output torque T M2 and the second motor control current I M2 supplied through the
或いは、第2電動機M2の回生作動時には、第2電動機M2の発電による出力電流値(第2電動機発電電流)IM2Gが第2電動機制御電流IM2とされる。従って、機械的伝達トルク推定手段92により推定された第1リングギヤトルクTR1を正トルクとするならば、第2電動機M2の回生作動時の第2電動機出力トルクTM2は負トルクとなる。 Alternatively, during the regenerative operation of the second motor M2, the output current value (second motor generated current) I M2G generated by the power generation of the second motor M2 is set as the second motor control current I M2 . Therefore, if the first ring gear torque T R1 estimated by the mechanical transmission torque estimating means 92 is a positive torque, the second motor output torque T M2 during the regenerative operation of the second motor M2 is a negative torque.
そして、無段走行時入力トルク推定手段88は、機械的伝達トルク推定手段92により推定された第1リングギヤトルクTR1と電気的伝達トルク推定手段94により推定された第2電動機出力トルクTM2とを合算して動力伝達機構への入力トルクTINを推定する。但し、第2電動機M2の回生作動時には、無段走行時入力トルク推定手段88は、その第1リングギヤトルクTR1と負トルクとなる第2電動機出力トルクTM2とを合算するか、或いはその第1リングギヤトルクTR1から負トルクとなる第2電動機出力トルクTM2の絶対値を差し引いて動力伝達機構への入力トルクTINを推定する。 Then, the continuously running travel time input torque estimating means 88 includes a first ring gear torque T R1 estimated by the mechanical transmission torque estimating means 92 and a second motor output torque T M2 estimated by the electrical transmission torque estimating means 94. Are combined to estimate the input torque T IN to the power transmission mechanism. However, during regenerative operation of the second electric motor M2, so stepless-travel input torque estimating means 88, or sums and the second electric motor output torque T M2 to be a first ring gear torque T R1 a negative torque, or the first The input torque T IN to the power transmission mechanism is estimated by subtracting the absolute value of the second motor output torque T M2 that is a negative torque from the 1 ring gear torque T R1 .
また、無段走行時入力トルク推定手段88は、車両の無段変速走行時において蓄電装置60からの電気エネルギにより第2電動機M2が駆動されてエンジン8の動力を補助するトルクアシスト中である場合には、前記第2電動機アシストトルクTM2Aを上記第1リングギヤトルクTR1と第2電動機出力トルクTM2との合成トルクに合算して動力伝達機構への入力トルクTIN+として推定する。上記トルクアシスト中において実質的には、第1電動機M1で発電された電力により第2電動機M2に供給される電流と第2電動機アシストトルクTM2Aのための第2電動機駆動電流IM2Aとの合成電流が第2電動機制御電流IM2となる。よって、無段走行時入力トルク推定手段88は、機械的伝達トルク推定手段92により推定された第1リングギヤトルクTR1と、電気的伝達トルク推定手段94により第2電動機駆動電流IM2Aが含まれた第2電動機制御電流IM2に基づいて推定されたトルクアシスト中の第2電動機出力トルクTM2とを、合算してトルクアシスト中の動力伝達機構への入力トルクTIN+を推定する。
Further, the continuously-running input torque estimating means 88 is in a torque assist state in which the second electric motor M2 is driven by the electric energy from the
図11は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち動力伝達機構例えば有段変速部20への入力トルクTINを推定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ものである。
Figure 11 is a flowchart illustrating a control operation for estimating the input torque T IN into main part or power transmission mechanism for example geared
先ず、差動状態判定手段80に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、動力分配機構16が差動状態すなわち車両が無段変速走行中であるか否かが、例えば図6に示す切換線図から車両状態に基づいて変速機構10を無段変速状態として車両が無段変速走行となる無段制御領域内であるか否かに基づいて判定される。このS1の判断が否定される場合は有段走行時トルクアシスト判定手段82に対応するS2において、第1電動機M1および/または第2電動機M2によるエンジン8の動力を補助するトルクアシスト中であるか否かが例えばハイブリッド制御手段52による第1電動機M1および/または第2電動機M2を駆動させるためのインバータ58への指令に基づいて判定される。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S1 corresponding to the differential state determination means 80, whether or not the
上記S2の判断が否定される場合は有段走行時入力トルク推定手段86に対応するS6において、エンジン回転速度NEとスロットル開度とをパラメータとして予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクマップから実際のエンジン回転速度NEおよびスロットル開度に基づいてエンジントルクTEが推定される。さらに、その推定されたエンジントルクTEと定変速状態における無段変速部11の変速比とに基づいて有段変速部20への入力トルクTINが推定される。例えば、切換クラッチC0が係合させられて無段変速部11の変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する場合には、その推定されたエンジントルクTEに「1」を掛けることで入力トルクTINが推定され、また切換ブレーキB0が係合させられて無段変速部11の変速比γ0が「1」より小さい値例えば「0.7」程度に固定された増速変速機として機能する場合には、その推定されたエンジントルクTEに例えば「0.7」を掛けることで入力トルクTINが推定される。
If the determination in S2 is negative, in S6 corresponding to the stepped travel time input torque estimating means 86, the engine torque that is experimentally obtained and stored in advance using the engine speed NE and the throttle opening as parameters. From the map, the engine torque TE is estimated based on the actual engine speed NE and the throttle opening. Furthermore, the input torque T IN to the geared
前記S2の判断が肯定される場合は有段走行時入力トルク推定手段86に対応するS3において、上記S6と同様に有段変速部20への入力トルクTINが推定される。続く、有段走行時入力トルク推定手段86に対応するS4において、第1電動機アシストトルクTM1Aおよび/または第2電動機アシストトルクTM2Aが上記S3にて推定された入力トルクTINに加えられて、新たに有段変速部20への入力トルクTIN+として推定される。
In S3 corresponding to the stepped-travel input torque estimating means 86 if the determination in S2 is YES, the input torque T IN to the step-
前記S1の判断が肯定される場合は無段走行時入力トルク推定手段88(機械的伝達トルク推定手段92)に対応するS7において、第1電動機発電電流IM1Gに基づいてエンジン8の動力が機械的に伝達されたトルクとしての第1リングギヤR1のトルクTR1が推定される。例えば、図10に示す予め実験的に求められて記憶された第1電動機発電電流IM1Gに対する第1リングギヤトルクTR1の関係から実際の第1電動機発電電流IM1Gに基づいて第1リングギヤR1のトルクTR1が推定される。
If the determination in S1 is affirmative, in S7 corresponding to the continuously-running input torque estimating means 88 (mechanical transmission torque estimating means 92), the power of the
続く、無段走行時入力トルク推定手段88に対応するS8において、第2電動機制御電流IM2に基づいて第2電動機出力トルクTM2が推定される。さらに、その推定された第2電動機出力トルクTM2とS7にて推定された第1リングギヤトルクTR1とが合算されて有段変速部20への入力トルクTINが推定される。また、蓄電装置60からの電気エネルギにより第2電動機M2が駆動されてエンジン8の動力を補助するトルクアシスト中である場合には、このS8において第2電動機アシストトルクTM2Aが上記第2電動機出力トルクTM2と第1リングギヤトルクTR1とに加えられて入力トルクTIN+が推定される。
Subsequently, in S8 corresponding to the continuously variable travel time input torque estimating means 88, the second motor output torque T M2 is estimated based on the second motor control current I M2 . Furthermore, the input torque T IN of summed with the first ring gear torque T R1 estimated by the second electric motor output torque T M2 and S7, which are the estimated by the geared
そして、油圧制御回路42や有段変速制御手段54に対応するS5において、前記S4、S6、或いはS8にて推定された有段変速部20への入力トルクTINに基づいて変速に関与する油圧式摩擦係合装置の解放過渡油圧や係合過渡油圧またはその元圧であるライン圧が制御される。また、推定された有段変速部20への入力トルクTINは変速に関与する油圧式摩擦係合装置の解放と係合との切換タイミング制御等に用いられてもよい。
Then, in S5 corresponding to the
上述のように、本実施例によれば、無段変速部11を電気的な無段変速作動可能とする動力分配機構16を備える変速機構10において、第2電動機M2に供給される電気エネルギに基づいて第2電動機M2から出力される第2電動機出力トルクTM2と、エンジン8から動力分配機構16を介して機械的に伝達されるトルクTR1との合成トルクである有段変速部20への入力トルクTINが、入力トルク推定手段84により各種電流値に基づいて推定されるので、精度の良い入力トルクTINが得られる。例えば、その推定された有段変速部20への入力トルクTINに基づいて有段変速部20の変速に関与する油圧式摩擦係合装置の解放過渡油圧や係合過渡油圧またはその元圧であるライン圧が適切に制御されて変速ショックが抑制される。また、エンジントルクTE或いは有段変速部20への入力トルクTINを直接検出するためのトルクセンサ等が不要になる利点がある。
As described above, according to the present embodiment, in the
また、本実施例によれば、入力トルク推定手段84により第2電動機制御電流IM2に基づいて第2電動機出力トルクTM2が推定され、第1電動機発電電流IM1Gに基づいて第1リングギヤトルクTR1が推定されるので、精度の良い入力トルクTINが得られる。 Further, according to the present embodiment, the input torque estimating means 84 estimates the second motor output torque T M2 based on the second motor control current I M2 , and the first ring gear torque based on the first motor generated current I M1G. Since TR1 is estimated, an accurate input torque TIN can be obtained.
また、本実施例によれば、トルクアシスト時に第2電動機M2に電気エネルギを供給するための蓄電装置60を備え、入力トルク推定手段84は、蓄電装置60からの電流値に基づいて第2電動機M2によるアシストトルクTM2Aを求め、そのアシストトルクTM2Aを前記推定された有段変速部20への入力トルクTINに加えて有段変速部20への入力トルクTIN+として推定するので、有段変速部20への入力トルクTINが一層適切に推定される。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、動力分配機構16は切換クラッチC0および切換ブレーキB0を備えることで無段変速部11を電気的な無段変速作動可能な差動状態とその電気的な無段変速作動不能な非差動状態とに選択的に切り換えられるように構成され、無段変速部11の電気的な無段変速非作動時には、入力トルク推定手段84は、予め記憶されたスロットル開度に対するエンジントルクTEと無段変速部11の変速比とに基づいて有段変速部20への入力トルクTINを推定するので、機械的な動力伝達経路が構成されて第1電動機発電電流IM1Gに基づいて有段変速部20への入力トルクTINが推定できない場合でも有段変速部20への入力トルクTINが推定され得る。
Further, according to the present embodiment, the
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図12は、電子制御装置40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り、図5の機能ブロック線図に相当する図である。この図12は図5に示す有段走行時入力トルク推定手段86においてさらに差動時エンジントルクマップ学習手段96が備えられていることを除けばその他は同じである。
FIG. 12 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function by the
差動時エンジントルクマップ学習手段96は、無段変速部11の電気的な無段変速作動時すなわち動力分配機構16が差動状態となる車両の無段変速走行時に、第1電動機発電電流IM1Gに基づいてエンジントルクマップを学習する。
The differential engine torque map learning means 96 is configured to output the first motor generator current I when the continuously
具体的には、差動時エンジントルクマップ学習手段96は、車両の無段変速走行時において第1電動機発電電流IM1Gに基づいてアクセル開度関連値例えばスロットル開度に対するエンジントルクTEを推定する。このエンジントルクTEは前記機械的伝達トルク推定手段92による第1電動機発電電流IM1Gに基づく第1リングギヤトルクTR1の推定と同様に 第1電動機反力トルクTM1:エンジントルクTE:第1リングギヤトルクTR1=ρ1:(1+ρ1):1 の関係から第1電動機発電電流IM1Gに基づいて推定される。次いで、差動時エンジントルクマップ学習手段96は、エンジントルクデフォルト値として予め記憶されたスロットル開度に対するエンジントルクTE0と上記第1電動機発電電流IM1Gに基づいて推定されたスロットル開度に対するエンジントルクTEとの差をエンジントルクマップを学習(修正)するためのエンジントルク補正量ΔTMとして学習記憶する。
Specifically, the differential time of the engine torque
或いは、差動時エンジントルクマップ学習手段96は、車両の無段変速走行時において推定した第1電動機発電電流IM1Gに基づくエンジントルクTEをそのままエンジントルクTEの学習値として記憶してもよい。つまり、差動時エンジントルクマップ学習手段96は、第1電動機発電電流IM1Gに基づくスロットル開度に対するエンジントルクTEを記憶することで、新たなエンジントルクマップを記憶する。
Alternatively, the differential-time engine torque map learning means 96 may store the engine torque T E based on the first motor generator current I M1G estimated during the continuously variable speed travel of the vehicle as a learned value of the engine torque T E as it is. Good. In other words, the differential time of the engine torque
図13(a)に示す関係はスロットル開度に対するエンジントルクTEの一例を表す図であって、実線が予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクデフォルト値TE0であり、一点鎖線が上記第1電動機発電電流IM1Gに基づいて推定されたエンジントルクTEである。また、図13(b)はエンジントルクデフォルト値TE0とエンジントルク補正量ΔTMとの関係を示すものであり、実線に示すエンジントルクデフォルト値TE0にエンジントルク補正量ΔTMが加えられると、破線に示すようにエンジンルクTE(エンジントルクマップ)が修正される。なお、図13は、前述の実施例において前記エンジントルク推定手段90によるエンジントルクTEの推定に用いた予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクマップにおけるある特定のエンジン回転速度NEの場合を示しているともいえる。
Relationship shown in FIG. 13 (a) is a diagram showing an example of an engine torque T E to the throttle opening degree, the solid line is an engine torque default value T E0 stored previously obtained experimentally, is dashed line an engine torque T E that is estimated based on the first motor generator current I M1G. Further, FIG. 13 (b) shows the relation between the engine torque default value T E0 and the engine torque correction amount [Delta] T M, the engine torque correction amount [Delta] T M to the engine torque default value T E0 shown in solid line is added The engine torque T E (engine torque map) is corrected as indicated by the broken line. Incidentally, FIG. 13, the specific engine speed N E which is in advance experimentally sought stored engine torque map used in the estimation of the engine torque T E by the engine
前記エンジントルク推定手段90は、前述の実施例では予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクマップからエンジントルクTEを推定したが、本実施例では、それに替えて、車両の無段変速走行時において差動時エンジントルクマップ学習手段96の学習によって修正されたエンジントルクマップに基づいて、上記第1電動機発電電流IM1Gに基づいて算出されるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時、例えば無段変速走行時であっても常時第1電動機発電電流IM1Gに基づいてエンジントルクを推定しないときや無段変速部11の電気的な無段変速非差動時のエンジントルクTEを推定する。例えば、エンジントルク推定手段90は、差動時エンジントルクマップ学習手段96により記憶されたエンジントルク補正量ΔTMに基づいてエンジントルクマップを修正しその修正したエンジントルクマップから、或いは差動時エンジントルクマップ学習手段96により記憶された第1電動機発電電流IM1Gに基づくエンジントルクマップから、実際のスロットル開度に基づいて車両の有段変速走行時のエンジントルクTEを推定する。
The engine
たとえば、図11に示すフローチャートの有段走行時入力トルク推定手段86に対応するS3或いはS6において、エンジン回転速度NEとスロットル開度とをパラメータとして予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクマップから実際のエンジン回転速度NEおよびスロットル開度に基づいて推定されたエンジントルクTEを用いて入力トルクTINが推定されたが、それに替えて、車両の無段変速走行時において差動時エンジントルクマップ学習手段96により学習されたエンジントルクマップから推定されたエンジントルクTEを用いて入力トルクTINが推定される。 For example, in S3 or S6 corresponding to the stepped travel time input torque estimating means 86 in the flowchart shown in FIG. 11, the engine torque previously obtained experimentally and stored using the engine speed NE and the throttle opening as parameters. The input torque T IN was estimated from the map using the engine torque T E estimated based on the actual engine speed N E and the throttle opening. the input torque T iN is estimated using the engine torque T E that is estimated from an engine torque map which is learned by the time the engine torque map learning means 96.
また、図11に示すフローチャートの無段走行時入力トルク推定手段88に対応するS7において、第1電動機発電電流IM1Gに基づいて第1リングギヤR1のトルクTR1が推定されたが、それに替えて、車両の無段変速走行時において差動時エンジントルクマップ学習手段96により学習されたエンジントルクマップから推定されたエンジントルクTEを用いて第1リングギヤトルクTR1が推定されてもよい。つまり、エンジントルク推定手段90による差動時エンジントルクマップ学習手段96により学習されたエンジントルクマップに基づくエンジントルクTEの推定は、車両の有段変速走行時に限定されることなく車両の無段変速走行時において実行されてもよい。
Further, in step S7 corresponding to the stepless-travel input torque estimating means 88 in the flowchart shown in FIG. 11, the torque T R1 of the first ring gear R1 on the basis of the first motor generator current I M1G is estimated, instead it , the first ring gear torque T R1 using the engine torque T E that is estimated from an engine torque map which is learned by the differential when the engine torque
上述のように、本実施例によれば、切換クラッチC0および切換ブレーキB0を備えることで無段変速部11を電気的な無段変速作動可能な差動状態とその電気的な無段変速作動不能な非差動状態とに選択的に切り換えられるように構成された動力分配機構16備える変速機構10において、第1電動機発電電流IM1Gに基づいて算出されるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、差動時エンジントルクマップ学習手段96により無段変速部11の電気的な無段変速作動時に第1電動機発電電流IM1Gに基づいて学習されたエンジントルクマップに基づいて、エンジントルク推定手段90によりエンジントルクTEが推定されるので、例えば機械的な動力伝達経路が構成されて第1電動機発電電流IM1Gに基づいて有段変速部20への入力トルクTINが推定できない場合でも有段変速部20への入力トルクTINが推定され得る。また、予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクマップから推定されたエンジントルクTEを用いることに比較して精度良く入力トルクTINが推定され得る。また、エンジンや車両の個体差、その後の経時変化等による予め実験的に求められて記憶されたエンジントルクマップと実際のエンジントルクTEとの差が抑制されるので、精度良く入力トルクTINが推定され得る。
As described above, according to the present embodiment, by providing the switching clutch C0 and the switching brake B0, the differential state in which the continuously
また、本実施例によれば、差動時エンジントルクマップ学習手段96は、予め記憶されたスロットル開度に対するエンジントルクデフォルト値TE0と第1電動機発電電流IM1Gに基づくスロットル開度に対するエンジントルクTEとの差をエンジントルク補正量ΔTMとして記憶するので、無段変速部11の電気的な無段変速非作動時にも、エンジントルク推定手段90によりスロットル開度に対するエンジントルクTEが適切に推定される。
Further, according to the present embodiment, the differential engine torque map learning means 96 performs engine torque with respect to the throttle opening based on the engine torque default value T E0 and the first motor generator current I M1G with respect to the throttle opening stored in advance. Since the difference from T E is stored as the engine torque correction amount ΔT M , the engine torque T E with respect to the throttle opening is appropriately set by the engine torque estimating means 90 even when the continuously
また、本実施例によれば、差動時エンジントルクマップ学習手段96は、車両の無段変速走行時において推定した第1電動機発電電流IM1Gに基づくエンジントルクTEをそのままエンジントルクTEの学習値として記憶するので、無段変速部11の電気的な無段変速非作動時にも、エンジントルク推定手段90によりスロットル開度に対するエンジントルクTEが適切に推定される。
Further, according to the present embodiment, the differential engine torque map learning means 96 directly uses the engine torque T E based on the first motor generator current I M1G estimated during the continuously variable speed travel of the vehicle as the engine torque T E. since stored as the learned value, to electrically controlled continuously variable transmission is not operated in the continuously-
図14は本発明の他の実施例における変速機構70の構成を説明する骨子図、図15はその変速機構70の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図16はその変速機構70の変速作動を説明する共線図である。
FIG. 14 is a skeleton diagram illustrating the configuration of the
変速機構70は、前述の実施例と同様に第1電動機M1、動力分配機構16、および第2電動機M2を備えている無段変速部11と、その無段変速部11と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている前進3段の有段変速部72とを備えている。動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを有している。有段変速部72は、例えば「0.532」程度の所定のギヤ比ρ2を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置26と例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ3を有するシングルピニオン型の第3遊星歯車装置28とを備えている。第2遊星歯車装置26の第2サンギヤS2と第3遊星歯車装置28の第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2遊星歯車装置26の第2キャリヤCA2と第3遊星歯車装置28の第3リングギヤR3とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2リングギヤR2は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結され、第3キャリヤCA3は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結されている。
As in the above-described embodiment, the
以上のように構成された変速機構70では、例えば、図15の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、および第2ブレーキB2が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第4速ギヤ段(第4変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、無段変速部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構70では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた無段変速部11と有段変速部72とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた無段変速部11と有段変速部72とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構70は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。
In the
例えば、変速機構70が有段変速機として機能する場合には、図15に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ1が最大値例えば「2.804」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.531」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第2ブレーキB2の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「2.393」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切換クラッチC0のみが係合される。
For example, when the
しかし、変速機構70が無段変速機として機能する場合には、図15に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、無段変速部11が無段変速機として機能し、それに直列の有段変速部72が有段変速機として機能することにより、有段変速部72の第1速、第2速、第3速の各ギヤ段に対しその有段変速部72に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構70全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
However, when
図16は、差動部或いは第1変速部として機能する無段変速部11と自動変速部或いは第2変速部として機能する有段変速部72から構成される変速機構70において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放される場合、および切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられる場合の動力分配機構16の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
FIG. 16 shows a
図16における有段変速部72の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第3キャリヤCA3を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応し且つ相互に連結された第2キャリヤCA2および第3リングギヤR3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表している。また、有段変速部72において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は有段変速部72の出力軸22に連結され、第7回転要素RE7は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
Four vertical lines Y4, Y5, Y6, Y7 of the stepped
有段変速部72では、図16に示すように、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより、第7回転要素RE7(R2)の回転速度を示す縦線Y7と横線X2との交点と第5回転要素RE5(CA3)の回転速度を示す縦線Y5と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第6回転要素RE6(CA2,R3)の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L3と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第3速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第7回転要素RE7に無段変速部11からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、無段変速部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。
In the stepped
本実施例の変速機構70においても、差動部或いは第1変速部として機能する無段変速部11と、自動変速部或いは第2変速部として機能する有段変速部72とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
The
図17は、手動操作によって動力分配機構16の差動状態と非差動状態すなわち変速機構10の無段変速状態と有段変速状態との切換えを選択するための変速状態手動選択装置としてのシーソー型スイッチ44(以下、スイッチ44と表す)の一例でありユーザにより手動操作可能に車両に備えられている。このスイッチ44は、ユーザが所望する変速状態での車両走行を択一的に選択可能とするものであり、無段変速走行に対応するスイッチ44の無段と表示された位置(部分)或いは有段変速走行に対応する有段と表示された位置(部分)をユーザにより押されることで、それぞれ無段変速走行すなわち変速機構10を電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態とするか、或いは有段変速走行すなわち変速機構10を有段変速機として作動可能な有段変速状態とするかが選択可能とされる。前述の実施例では、例えば図6の関係図から車両状態の変化に基づく変速機構10の変速状態の自動切換制御作動を説明したが、その自動切換制御作動に替えて或いは加えて例えばスイッチ44が手動操作されたことにより変速機構10の変速状態が手動切換制御されてもよい。つまり、切換制御手段50は、スイッチ44の無段変速状態とするか或いは有段変速状態とするかの選択操作に従って優先的に変速機構10を無段変速状態と有段変速状態とに切り換える。例えば、ユーザは無段変速機のフィーリングや燃費改善効果が得られる走行を所望すれば変速機構10が無段変速状態とされるように手動操作により選択すればよいし、また有段変速機の変速に伴うエンジン回転速度の変化によるフィーリング向上を所望すれば変速機構10が有段変速状態とされるように手動操作により選択すればよい。また、スイッチ44に無段変速走行或いは有段変速走行の何れも選択されない状態である中立位置が設けられる場合には、スイッチ44がその中立位置の状態であるときすなわちユーザによって所望する変速状態が選択されていないときや所望する変速状態が自動切換のときには、変速機構10の変速状態の自動切換制御作動が実行されればよい。
FIG. 17 shows a seesaw as a shift state manual selection device for selecting switching between a differential state and a non-differential state of 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、前述の実施例では動力伝達機構として自動変速機の一種である有段変速部20、72が備えられていたが、例えば無段変速機(CVT)等の他の形式の自動変速機が設けられていてもよい。或いは、必ずしもその自動変速機は備えられてなくともよく、他の形式の動力伝達機構が備えられておれば本発明は適用され得る。例えば、有段変速部20、72に替えて或いは加えて動力伝達機構として前後輪動力分配装置所謂トランスファーが備えられる場合には、入力トルク推定手段84により推定されたトランスファーへの入力トルクに基づいてトランスファーの係合装置の係合力が適切に制御されて、トランスファー切換ショックが抑制される。
For example, in the above-described embodiment, the stepped
また、前述の実施例の図11のフローチャートのステップS8では、インバータ58を通して第2電動機M2に供給される第2電動機制御電流IM2に基づいて推定された第2電動機出力トルクTM2とステップS7にて推定された第1リングギヤトルクTR1とが合算されて有段変速部20への入力トルクTINが推定されたが、例えば、第2電動機M2が発電機として機能する場合にはその発電による発電電流IM2Gに基づいて推定された第2電動機出力トルクTM2がステップS7にて推定された第1リングギヤトルクTR1から差し引かれて有段変速部20への入力トルクTINが推定される。
Further, in step S8 of the flowchart of FIG. 11 of the above-described embodiment, the second motor output torque T M2 estimated based on the second motor control current I M2 supplied to the second motor M2 through the
また、前述の実施例の変速機構10、70は、無段変速部11(動力分配機構16)が電気的な無段変速機として作動可能な差動状態とそれを非作動とする非差動状態とに切り換えられることで無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成され、この無段変速状態と有段変速状態との切換えは無段変速部11が差動状態と非差動状態とに切換えられることによって行われていたが、例えば無段変速部11が差動状態のままであっても無段変速部11の変速比を連続的ではなく段階的に変化させることにより有段変速機として機能させられ得る。言い換えれば、無段変速部11の差動状態/非差動状態と、変速機構10、70の無段変速状態/有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、無段変速部11は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切換可能に構成される必要はなく、変速機構10、70(無段変速部11、動力分配機構16)が差動状態と非差動状態とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。また、変速機構10、70が有段変速状態に切換可能に構成されない変速機構すなわち無段変速部11が切換クラッチC0および切換ブレーキB0を備えず電気的な無段変速機としての機能のみを有する無段変速部11であっても本実施例は適用され得る。
Further, the
また、前述の実施例の動力分配機構16では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA1、S1、R1のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
In the
また、前述の実施例では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されてもよい。
In the above-described embodiment, the first motor M1 and the second motor M2 are disposed concentrically with the
また、前述の動力分配機構16には切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられていたが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0は必ずしも両方備えられる必要はない。また、上記切換クラッチC0は、サンギヤS1とキャリヤCA1とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS1とリングギヤR1との間や、キャリヤCA1とリングギヤR1との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。
In addition, although the
また、前述の実施例の変速機構10、70では、ニュートラル「N」とする場合には切換クラッチC0が係合されていたが、必ずしも係合される必要はない。
Further, in the
また、前述の実施例では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。例えば、電磁クラッチが用いられる場合には有段変速部20の変速の際して、有段変速部20への入力トルクTINに基づいて変速に関与する係合装置の電流がが制御される。
In the above-described embodiments, the hydraulic friction engagement devices such as the switching clutch C0 and the switching brake B0 are magnetic powder type, electromagnetic type, mechanical type engagement such as powder (magnetic powder) clutch, electromagnetic clutch, and meshing type dog clutch. You may be comprised from the apparatus. For example, the current of the engaging device is a control involved in the transmission based on to the process of shifting of the step-
また、前述の実施例では、第2電動機M2が伝達部材18に連結されていたが、出力軸22に連結されていてもよいし、有段変速部20、72内の回転部材に連結されていてもよい。
In the above-described embodiment, the second electric motor M2 is connected to the
また、前述の実施例では、有段変速部20、72は伝達部材18を介して無段変速部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられそのカウンタ軸上に同心に有段変速部20、72が配設されてもよい。この場合には、無段変速部11と有段変速部20、72とは、例えば伝達部材18としてのカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
In the above-described embodiment, the stepped
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および第2電動機M2に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
Further, the
また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。
In addition, the
また、前述の実施例ではシフトレバー66が「M」ポジションへ操作されることにより、変速レンジが設定されるものであったが変速段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速変速段が変速段として設定されてもよい。この場合、有段変速部20、72では変速段が切り換えられて変速が実行される。例えば、シフトレバー66が「M」ポジションにおけるアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、有段変速部20では第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の何れかがシフトレバー66の操作に応じて設定される。
In the above-described embodiment, the shift range is set by operating the
また、前述の実施例のスイッチ44はシーソー型のスイッチであったが、例えば押しボタン式のスイッチ、択一的にのみ押した状態が保持可能な2つの押しボタン式のスイッチ、レバー式スイッチ、スライド式スイッチ等の少なくとも無段変速走行(差動状態)と有段変速走行(非差動状態)とが択一的に切り換えられるスイッチであればよい。また、スイッチ44に中立位置が設けられる場合にその中立位置に替えて、スイッチ44の選択状態を有効或いは無効すなわち中立位置相当が選択可能なスイッチがスイッチ44とは別に設けられてもよい。
In addition, the
なお、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.
8:エンジン
10、70:変速機構(駆動装置)
11:無段変速部
12:トランスミッションケース(非回転部材)
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材
20、72:有段変速部(動力伝達機構、自動変速機)
38:駆動輪
60:蓄電装置
84:入力トルク推定手段
90:エンジントルク推定手段
96:差動時エンジントルクマップ学習手段
M1:第1電動機
M2:第2電動機
C0:切換クラッチ(差動状態切換装置)
B0:切換ブレーキ(差動状態切換装置)
8:
11: continuously variable transmission 12: transmission case (non-rotating member)
16: Power distribution mechanism (differential mechanism)
18:
38: drive wheel 60: power storage device 84: input torque estimating means 90: engine torque estimating means 96: differential engine torque map learning means M1: first electric motor M2: second electric motor C0: switching clutch (differential state switching device) )
B0: Switching brake (Differential state switching device)
Claims (13)
前記第1電動機の発電による反力トルクと、前記第2電動機から出力される出力トルクと、に基づいて、前記動力伝達機構への入力トルクを推定する入力トルク推定手段と、
前記無段変速部の電気的な無段変速作動時に、前記第1電動機の反力トルクに基づいてエンジントルクマップを学習する差動時エンジントルクマップ学習手段と、
前記第1電動機の反力トルクに基づくエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、前記差動時エンジントルクマップ学習手段によって学習されたエンジントルクマップに基づいてエンジントルクを推定するエンジントルク推定手段と
を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 A differential mechanism that distributes engine output to the first motor and the transmission member, and a second motor provided in a power transmission path between the transmission member and the drive wheels, and functions as an electric continuously variable transmission A vehicular drive device control device comprising: a continuously variable transmission unit; and a power transmission mechanism that forms part of the power transmission path,
Input torque estimating means for estimating an input torque to the power transmission mechanism based on a reaction force torque generated by power generation of the first motor and an output torque output from the second motor ;
A differential engine torque map learning means for learning an engine torque map based on a reaction torque of the first electric motor when the continuously variable transmission is electrically driven by the continuously variable transmission;
When the engine torque based on the reaction torque of the first electric motor is not used or cannot be used, engine torque estimation is performed to estimate the engine torque based on the engine torque map learned by the differential engine torque map learning means. Means for controlling a vehicle drive device.
前記差動機構に備えられ、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な差動状態と該電気的な無段変速作動不能な非差動状態とに該差動機構を選択的に切り換えるための差動状態切換装置と、
前記無段変速部の電気的な無段変速作動時に、前記第1電動機の出力電流値に基づいてエンジントルクマップを学習する差動時エンジントルクマップ学習手段と、
前記第1電動機の出力電流値によるエンジントルクを使用しない時乃至使用不可能な時には、該差動時エンジントルクマップ学習手段によって学習されたエンジントルクマップに基づいてエンジントルクを推定するエンジントルク推定手段と
を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 A differential mechanism that distributes engine output to the first motor and the transmission member, and a second motor provided in a power transmission path between the transmission member and the drive wheels, and functions as an electric continuously variable transmission A vehicular drive device control device comprising: a continuously variable transmission unit; and a power transmission mechanism that forms part of the power transmission path,
The differential mechanism is provided in the differential mechanism, and selectively selects the differential mechanism between a differential state in which the continuously variable transmission unit can be operated with an electrical continuously variable transmission and a non-differential state where the electrical continuously variable transmission cannot be operated. A differential state switching device for switching to,
A differential-time engine torque map learning means for learning an engine torque map based on an output current value of the first electric motor when the continuously variable transmission is electrically driven by the continuously variable transmission;
Engine torque estimating means for estimating the engine torque based on the engine torque map learned by the differential engine torque map learning means when the engine torque based on the output current value of the first motor is not used or cannot be used. And a control device for a vehicle drive device.
前記差動状態切換装置は、前記差動状態とするために該第1要素乃至第3要素を相互に相対回転可能とし、前記非差動状態とするために該第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるか或いは該第2要素を非回転状態とするものである請求項5乃至9のいずれか1の車両用駆動装置の制御装置。 The differential mechanism includes a first element coupled to the engine, a second element coupled to the first electric motor, and a third element coupled to the transmission member,
The differential state switching device allows the first to third elements to rotate relative to each other in order to enter the differential state, and the first to third elements to enter the non-differential state. The control device for a vehicle drive device according to any one of claims 5 to 9 , wherein both are integrally rotated or the second element is in a non-rotating state.
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