JP4909134B2 - Powertrain control device, control method, program for realizing the method, and recording medium recording the program - Google Patents
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Description
本発明は、パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合にエンジンを停止する技術に関する。 The present invention relates to a power train control device, a control method, a program for realizing the method, and a recording medium on which the program is recorded. In particular, the engine is stopped when a shift operation from a non-travel position to a travel position is performed. Related to technology.
従来より、エンジンおよび回転電機を駆動源に有するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態に応じてエンジンおよび回転電機が使い分けられる。たとえば、高速走行時などにおいては主にエンジンを用いて走行し、中低速走行時などにおいては主に回転電機を用いて走行する。このようなハイブリッド車の一つに、回転電機を用いて無段変速機として機能する差動機構に加えて、多段自動変速機を備えたものがある。 Conventionally, a hybrid vehicle having an engine and a rotating electric machine as drive sources is known. In such a hybrid vehicle, an engine and a rotating electric machine are selectively used according to the traveling state of the vehicle. For example, the vehicle travels mainly using an engine when traveling at a high speed, and travels mainly using a rotating electrical machine when traveling at a medium or low speed. One such hybrid vehicle includes a multi-stage automatic transmission in addition to a differential mechanism that functions as a continuously variable transmission using a rotating electrical machine.
特開2005−337491号公報(特許文献1)は、エンジンに連結された第1要素、第1電動機(回転電機)に連結された第2要素、および第2電動機に連結された第3要素から構成される差動機構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、無段変速部と車輪との間に設けられた変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置を開示する。特許文献1に記載の制御装置は、変速部の変速の際には、無段変速部と変速部とで形成される変速比を連続させるように、変速に同期して無段変速部の変速を実行する無段変速制御部を含む。 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-337491 (Patent Document 1) includes a first element coupled to an engine, a second element coupled to a first electric motor (rotating electric machine), and a third element coupled to a second electric motor. Control of a vehicle drive device comprising a continuously variable transmission having a configured differential mechanism and functioning as an electric continuously variable transmission, and a transmission provided between the continuously variable transmission and the wheels An apparatus is disclosed. In the control device described in Patent Document 1, the gear of the continuously variable transmission unit is synchronized with the shift so that the gear ratio formed by the continuously variable transmission unit and the transmission unit is continuous when the transmission unit shifts. Including a continuously variable transmission control unit.
この公報に記載の制御装置によれば、無段変速部と変速部とで形成される変速比すなわち無段変速部の変速比と変速部の変速比とに基づいて形成される変速比である総合変速比が連続的に変化される。これにより、変速部の変速前後でエンジン回転速度(回転数)を連続的に変化させて変速ショックが低減される。
ところで、差動機構に多段自動変速機が連結される場合、多段自動変速機がニュートラル状態からギヤ段を形成する状態に切換わると、多段自動変速機の入力軸に連結された回転要素の回転数がステップ的に変化する。差動機構の特性から、3つの回転要素のうちの少なくともいずれか一つの回転数が変化すると、他の回転要素の回転数が変化する。したがって、多段自動変速機の入力軸に連結された回転要素の回転数がステップ的に変化すると、共線図においてエンジン回転数を支点として、エンジンに連結された回転要素とは異なる回転要素の回転数が大きく変化する。このとき、エンジン回転数次第では、回転要素の回転数が過剰に高くなり得る。しかしながら、特開2005−337491号公報においては、このような課題に関する記載は何等ない。 By the way, when a multi-stage automatic transmission is connected to the differential mechanism, when the multi-stage automatic transmission is switched from a neutral state to a state in which a gear stage is formed, the rotation of the rotary element connected to the input shaft of the multi-stage automatic transmission The number changes step by step. Due to the characteristics of the differential mechanism, when the rotational speed of at least one of the three rotational elements changes, the rotational speed of the other rotational elements changes. Therefore, when the rotational speed of the rotary element connected to the input shaft of the multi-stage automatic transmission changes stepwise, the rotational speed of the rotary element different from the rotary element connected to the engine is used with the engine speed as a fulcrum in the alignment chart. The number changes greatly. At this time, depending on the engine speed, the rotational speed of the rotating element may be excessively high. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-337491 has no description regarding such a problem.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転要素の回転数が過剰に高くならないようにすることができるパワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control a power train, a control method, and a method thereof that can prevent the rotational speed of a rotating element from becoming excessively high. And a recording medium on which the program is recorded.
第1の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第1の回転要素、第2の回転要素および第3の回転要素を有し、いずれか二つの回転要素の回転数に応じて残りの一つの回転要素の回転数が変化する差動機構と、第1の回転要素に連結される回転電機と、第2の回転要素に連結され、第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する状態および第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する状態を切換可能な切換機構と、第3の回転要素に連結されるエンジンとを備えたパワートレーンの制御装置である。この制御装置は、非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、エンジンを停止するか否かを判断するための判断手段と、エンジンを停止すると判断した場合、停止するようにエンジンを制御するための手段と、エンジンの停止後、第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを車輪に伝達する状態に切換わるように、切換機構を制御するための手段とを含む。第5の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第1の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。 The power train control device according to the first invention has a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element, and the remaining one according to the number of rotations of any two rotating elements. A differential mechanism that changes the number of rotations of the rotating element, a rotating electrical machine that is connected to the first rotating element, and a torque that is connected to the second rotating element and is input from the second rotating element to the wheels. A control apparatus for a power train, comprising: a switching mechanism capable of switching between a state and a state in which transmission of torque from a second rotating element to a wheel is cut off; and an engine coupled to the third rotating element. The control device is configured to determine whether to stop the engine when the shift operation from the non-travel position to the travel position is performed, and to stop when it is determined to stop the engine. Means for controlling the engine and for controlling the switching mechanism so as to switch from a state where the transmission of torque from the second rotating element to the wheel is interrupted to a state where torque is transmitted to the wheel after the engine is stopped Means. The power train control method according to the fifth invention has the same requirements as those of the power train control device according to the first invention.
第1もしくは第5の発明によると、差動機構は、第1の回転要素、第2の回転要素および第3の回転要素を有する。いずれか二つの回転要素の回転数に応じて残りの一つの回転要素の回転数が変化する。第1の回転要素には、回転電機が連結される。第2の回転要素には、切換機構が連結される。この切換機構は、第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する状態および第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する状態を切換可能である。第3の回転要素には、エンジンが連結される。非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合、エンジンを停止するか否かが判断される。エンジンを停止すると判断した場合、エンジンが停止される。エンジンの停止後、第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを車輪に伝達する状態に切換わるように、切換機構が制御される。これにより、エンジンが停止した状態で、第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを車輪に伝達する状態に切換えることができる。そのため、第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを車輪に伝達する状態に切換えることにより第2の回転要素の回転数がステップ的に変化した場合であっても、第1の回転要素の回転数が過剰に高くならないようにすることができる。その結果、回転要素の回転数が過剰に高くならないようにすることができるパワートレーンの制御装置または制御方法を提供することができる。 According to the first or fifth invention, the differential mechanism has a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element. The rotation speed of the remaining one rotation element changes according to the rotation speed of any two rotation elements. A rotating electrical machine is coupled to the first rotating element. A switching mechanism is coupled to the second rotating element. The switching mechanism can switch between a state in which torque input from the second rotating element is transmitted to the wheel and a state in which transmission of torque from the second rotating element to the wheel is interrupted. An engine is connected to the third rotating element. When the shift operation from the non-travel position to the travel position is performed, it is determined whether or not to stop the engine. If it is determined to stop the engine, the engine is stopped. After the engine is stopped, the switching mechanism is controlled so as to switch from the state where the transmission of torque from the second rotating element to the wheel is interrupted to the state where torque is transmitted to the wheel. Thereby, in a state where the engine is stopped, it is possible to switch from a state where transmission of torque from the second rotating element to the wheel is interrupted to a state where torque is transmitted to the wheel. Therefore, even when the rotational speed of the second rotating element is changed stepwise by switching from the state of interrupting the transmission of torque to the wheel from the second rotating element to the state of transmitting the torque to the wheel, It is possible to prevent the rotation speed of the first rotation element from becoming excessively high. As a result, it is possible to provide a control apparatus or control method for a power train that can prevent the rotational speed of the rotating element from becoming excessively high.
第2の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第1の発明の構成に加え、判断手段は、切換機構の出力軸回転数に基づいて、エンジンを停止するか否かを判断するための手段を含む。第6の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第2の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。 In the control apparatus for the power train according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the judging means judges whether or not to stop the engine based on the output shaft rotational speed of the switching mechanism. Including means. The power train control method according to the sixth aspect has the same requirements as those of the power train control apparatus according to the second aspect.
第2もしくは第6の発明によると、切換機構の出力軸回転数に基づいて、エンジンを停止するか否かが判断される。これにより、第2の回転要素を介して第1の回転要素の回転数に影響を与え得る切換機構の出力軸回転数を用いて第1の回転要素の回転数が過剰に高くなる可能性があるか否かを考慮しつつ、エンジンを停止するか否かを判断することができる。そのため、第1の回転要素の回転数が適切である場合にエンジンを停止するということがないようにすることができる。その結果、エンジンを不必要に停止することがないようにすることができる。 According to the second or sixth invention, it is determined whether or not to stop the engine based on the output shaft rotational speed of the switching mechanism. Thereby, the rotation speed of the first rotation element may be excessively increased by using the output shaft rotation speed of the switching mechanism that can affect the rotation speed of the first rotation element via the second rotation element. It is possible to determine whether or not to stop the engine while considering whether or not there is. Therefore, it is possible to prevent the engine from being stopped when the rotation speed of the first rotation element is appropriate. As a result, the engine can be prevented from being stopped unnecessarily.
第3の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第2の発明の構成に加え、判断手段は、切換機構の出力軸回転数が、予め定められた領域内にある場合、エンジンを停止すると判断するための手段を含む。第7の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第3の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。 In the power train control device according to the third invention, in addition to the configuration of the second invention, the judging means stops the engine when the output shaft rotational speed of the switching mechanism is within a predetermined region. Means for determining. The power train control method according to the seventh invention has the same requirements as those of the power train control device according to the third invention.
第3もしくは第7の発明によると、切換機構の出力軸回転数が、予め定められた領域内にあるか否かにより、エンジンを停止するか否かを判断することができる。 According to the third or seventh invention, whether or not to stop the engine can be determined based on whether or not the output shaft rotational speed of the switching mechanism is within a predetermined region.
第4の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加え、第1の回転要素はサンギヤである。第2の回転要素はリングギヤである。第3の回転要素は、サンギヤおよびリングギヤと噛合うピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアである。第8の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第4の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。 In the power train control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the first rotating element is a sun gear. The second rotating element is a ring gear. The third rotating element is a carrier that rotatably supports a pinion gear that meshes with the sun gear and the ring gear. The power train control method according to the eighth invention has the same requirements as those of the power train control device according to the fourth invention.
第4もしくは第8の発明によると、回転電機に連結されるサンギヤ、切換機構に連結されるリングギヤおよびエンジンに連結されるキャリアを有する差動機構において、サンギヤの回転数が過剰にならないようにすることができる。 According to the fourth or eighth aspect of the invention, in the differential mechanism having the sun gear connected to the rotating electrical machine, the ring gear connected to the switching mechanism, and the carrier connected to the engine, the rotational speed of the sun gear is prevented from becoming excessive. be able to.
第9の発明に係るプログラムは、第5〜8のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第10の発明に係る記録媒体は、第5〜8のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 A program according to a ninth aspect is a program for causing a computer to realize the control method according to any of the fifth to eighth aspects, and the recording medium according to the tenth aspect is any one of the fifth to eighth aspects. It is a computer-readable recording medium which recorded the program which makes a computer implement | achieve the control method which concerns on invention.
第9または第10の発明によると、コンピュータ(汎用でも専用でもよい)を用いて、第5〜8のいずれかの発明に係るパワートレーンの制御方法を実現することができる。 According to the ninth or tenth invention, the power train control method according to any one of the fifth to eighth inventions can be realized by using a computer (which may be general purpose or dedicated).
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車について説明する。このハイブリッド車は、FR(Front engine Rear drive)車両である。なお、FR以外の車両であってもよい。 A hybrid vehicle equipped with a control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This hybrid vehicle is an FR (Front engine Rear drive) vehicle. A vehicle other than FR may be used.
ハイブリッド車は、駆動源としてのハイブリッドシステム100と、オートマチックトランスミッション400と、プロペラシャフト500と、デファレンシャルギヤ600と、後輪700と、ECU(Electronic Control Unit)800とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばECU800のROM(Read Only Memory)802に記録されたプログラムを実行することにより実現される。なお、ECU800により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。また、ECU800は複数のECUに分割するようにしてもよい。
The hybrid vehicle includes a
このハイブリッド車のパワートレーンは、ハイブリッドシステム100とオートマチックトランスミッション400とを含む。ハイブリッドシステム100のエンジン200は、インジェクタ202から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
The hybrid vehicle power train includes a
オートマチックトランスミッション400は、ハイブリッドシステム100の出力軸に連結される。オートマチックトランスミッション400から出力された駆動力は、プロペラシャフト500およびデファレンシャルギヤ600を介して、左右の後輪700に伝達される。
ECU800には、シフトレバー804のポジションスイッチ806と、アクセルペダル808のアクセル開度センサ810と、ブレーキペダル812の踏力センサ814と、電子スロットルバルブ816のスロットル開度センサ818と、エンジン回転数センサ820と、入力軸回転数センサ822と、出力軸回転数センサ824と、油温センサ826とがハーネスなどを介して接続されている。
The
シフトレバー804の位置(ポジション)は、ポジションスイッチ806により検出され、検出結果を表す信号がECU800に送信される。シフトレバー804の位置に対応して、オートマチックトランスミッション400における変速が自動で行なわれる。シフトレバー804を操作することにより、運転者が所望のギヤ段(変速比)を選択可能であるようにしてもよい。
The position (position) of
アクセル開度センサ810は、アクセルペダル808の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。踏力センサ814は、ブレーキペダル812の踏力(運転者がブレーキペダル812を踏む力)を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。
スロットル開度センサ818は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ816の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。電子スロットルバルブ816により、エンジン200に吸入される空気量(エンジン200の出力)が調整される。
The
なお、電子スロットルバルブ816の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ(図示せず)や排気バルブ(図示せず)のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン200に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。
Instead of or in addition to the
エンジン回転数センサ820は、エンジン200の出力軸(クランクシャフト)の回転数(エンジン回転数NE)を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。入力軸回転数センサ822は、オートマチックトランスミッション400の入力軸回転数NIを検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。出力軸回転数センサ824は、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOを検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。
Engine
オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOからハイブリッド車の車速が算出される。なお、車速を算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
The vehicle speed of the hybrid vehicle is calculated from the output shaft rotational speed NO of
油温センサ826は、オートマチックトランスミッション400の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度(油温)を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。
Oil temperature sensor 826 detects the temperature (oil temperature) of oil (ATF: Automatic Transmission Fluid) used for the operation and lubrication of
ECU800は、ポジションスイッチ806、アクセル開度センサ810、踏力センサ814、スロットル開度センサ818、エンジン回転数センサ820、入力軸回転数センサ822、出力軸回転数センサ824、油温センサ826などから送られてきた信号、ROM802に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
図2を参照して、ハイブリッドシステム100およびオートマチックトランスミッション400についてさらに説明する。
The
ハイブリッドシステム100は、エンジン200と、動力分割機構310と、第1MG(Motor Generator)311と、第2MG312とを含む。動力分割機構310は、入力軸302に入力されたエンジン200の出力を第1MG311および出力軸304に分割する。動力分割機構310は、プラネタリギヤ320から構成される。
プラネタリギヤ320は、サンギヤ322、ピニオンギヤ324、ピニオンギヤ324を自転および公転可能に支持するキャリア326、ピニオンギヤ324を介してサンギヤ322と噛み合うリングギヤ328を含む。
動力分割機構310において、キャリア326は入力軸302すなわちエンジン200に連結される。サンギヤ322は第1MG311に連結される。リングギヤ328は出力軸304に連結される。
In
動力分割機構310は、サンギヤ322、キャリア326、リングギヤ328が相対的に回転することにより差動装置として機能する。動力分割機構310の差動機能により、エンジン200の出力が第1MG311と出力軸304とに分配される。
Power split
分配されたエンジン200の出力の一部を用いて第1MG311が発電したり、第1MG311が発電した電力を用いて第2MG312が回転駆動したりすることにより、動力分割機構310は、無段変速機として機能する。
The
第1MG311および第2MG312は、三相交流回転電機である。第1MG311は、動力分割機構310のサンギヤ322に連結される。第2MG312は、ロータが出力軸304と一体的に回転するように設けられる。
第1MG311および第2MG312は、たとえばアクセル開度および車速などから算出されるオートマチックトランスミッション400の目標出力トルクを満足し、かつエンジン200において最適な燃費を実現するように制御される。第2MG312の出力トルクは、目標出力トルクに対して、エンジン200の出力トルクと第2MG312の出力トルクとの割合を定めたマップにしたがって定められる。
第1MG311の回転数、第2MG312の回転数およびエンジン回転数NEは、図3に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。したがって、図3において一点鎖線で示すように、第2MG312の回転数が変化する際に、第1MG311の回転数が変化する。また、図3において2点鎖線で示すように、第1MG311の回転数は、エンジン回転数NEに応じて変化する。
As shown in FIG. 3, the rotational speed of
本実施の形態において、第1MG311、第2MG312およびエンジン200は、パワートレーンの保護のため、動力分割機構310のリングギヤ328の回転数NR(オートマチックトランスミッション400の入力軸回転数NI)およびエンジン回転数NE(キャリア326の回転数)が、図4において斜線で示す許容領域内にあるように制御される。
In the present embodiment,
許容領域は、第1MG311の回転数(サンギヤ322の回転数)の下限値NSL、上限値NSH、ピニオンギヤ324の回転数の下限値PINL、上限値PINHを考慮して定められる。すなわち、第1MG311の回転数が下限値NSL以上、上限値NSH以下になるように、かつ、ピニオンギヤ324の回転数が下限値PINL以上、上限値PINH以下になるように、第1MG311、第2MG312およびエンジン200が制御される。なお、ピニオンギヤ324の回転数は、リングギヤ328の回転数NRとキャリア326の回転数との相対回転数である。
The allowable range is determined in consideration of the lower limit value NSL, the upper limit value NSH, the lower limit value PINL and the upper limit value PINH of the rotation speed of the first MG 311 (the rotation speed of the sun gear 322) of the
なお、本実施の形態においては、オートマチックトランスミッション400において前進ギヤ段が形成されている状態においてハイブリッド車が前進している場合、もしくは後進ギヤ段が形成されている状態において後進している場合のリングギヤ回転数NRを正値として表わす。すなわち、オートマチックトランスミッション400において前進ギヤ段が形成されている状態においてハイブリッド車が前進している場合および後進ギヤ段が形成されている状態において後進している場合のリングギヤ328の回転方向は同じである。
In the present embodiment, the ring gear when the hybrid vehicle is moving forward in the state where the forward gear stage is formed in the
オートマチックトランスミッション400において前進ギヤ段が形成されている状態においてハイブリッド車が後進している場合、もしくは後進ギヤ段が形成されている状態において前進している場合、リングギヤ回転数NRは負値になる。
When the hybrid vehicle is moving backward in a state where the forward gear stage is formed in the
図2に戻って、オートマチックトランスミッション400は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース402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404と、出力回転部材としての出力軸406とを含む。
Returning to FIG. 2, the
入力軸404は、動力分割機構310の出力軸304に連結される。したがって、オートマチックトランスミッション400の入力軸回転数NIと動力分割機構310の出力軸回転数、すなわちリングギヤ328の回転数(第2MG312の回転数)NRとは同じである。
オートマチックトランスミッション400は、シングルピニオン型の3つのプラネタリギヤ411〜413と、C1クラッチ421、C2クラッチ422、B1ブレーキ431、B2ブレーキ432およびB3ブレーキ433の5つの摩擦係合要素を含む。
オートマチックトランスミッション400の摩擦係合要素を図5に示す作動表に示す組み合わせで係合することにより、パワートレーンにおいて、変速比が異なる1速ギヤ段〜5速ギヤ段の5つの前進ギヤ段および後進ギヤ段が形成される。
By engaging the friction engagement elements of the
オートマチックトランスミッション400においてギヤ段が形成された状態では、動力分割機構310のリングギヤ328からオートマチックトランスミッション400に入力されるトルク(ハイブリッドシステム100の出力トルク)が駆動輪である後輪700に伝達される。
In a state where the gear stage is formed in
シフトレバー804がD(ドライブ)ポジションもしくはR(リバース)ポジションなどの走行ポジションにあり、走行レンジが選択されている場合、パワートレーンにおいて、ギヤ段が形成される。
When the
一方、シフトレバー804がN(ニュートラル)ポジションなどの非走行ポジションにあり、非走行レンジが選択されている場合、オートマチックトランスミッション400がニュートラル状態にされる。
On the other hand, when
オートマチックトランスミッション400のニュートラル状態においては、全ての摩擦係合要素が解放状態にされる。ニュートラル状態では、動力分割機構310のリングギヤ328から後輪700へのトルクの伝達が遮断される。
In the neutral state of
図5に示すように、4速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素と5速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素とは同じである。すなわち、4速ギヤ段および5速ギヤ段では、オートマチックトランスミッション400における変速比は同じである。しかしながら、動力分割機構310における変速比が異なる。
As shown in FIG. 5, the friction engagement element that is engaged when forming the fourth speed gear stage and the friction engagement element that is engaged when forming the fifth speed gear stage are the same. That is, the gear ratio in
4速ギヤ段を形成する際には、動力分割機構310において第1MG311の回転が許容されて、エンジン回転数と出力軸304の回転数が同じにされ、変速比が「1」になる。一方、5速ギヤ段を形成する際には、第1MG311の回転数を「0」にすることにより、出力軸304の回転数がエンジン回転数よりも高くされて、変速比が「1」よりも小さくされる。
When the 4-speed gear stage is formed, the
パワートレーンにおける変速は、たとえば図6に示す変速線図に基づいて制御される。本実施の形態における変速線図は、アクセル開度および車速などから算出される目標出力トルクと、車速とをパラメータとして定められる。なお、変速線図のパラメータはこれらに限らない。 The shift in the power train is controlled based on, for example, a shift diagram shown in FIG. The shift map in the present embodiment is determined by using the target output torque calculated from the accelerator opening and the vehicle speed, and the vehicle speed as parameters. Note that the parameters of the shift map are not limited to these.
図6における実線がアップシフト線であって、破線がダウンシフト線である。図6において一点鎖線で囲まれる領域は、エンジン200の駆動力を用いずに、第2MG312の駆動力のみを用いて走行する領域を示す。
The solid line in FIG. 6 is an upshift line, and the broken line is a downshift line. In FIG. 6, a region surrounded by a one-dot chain line indicates a region that travels using only the driving force of the
オートマチックトランスミッション400のC1クラッチ421、C2クラッチ422、B1ブレーキ431、B2ブレーキ432およびB3ブレーキ433は、油圧により作動する。本実施の形態において、ハイブリッド車には、図7に示すように、各摩擦係合要素に対して油圧を給排してその係合・解放の制御を行なう油圧制御装置900が設けられる。
The C1 clutch 421, the C2 clutch 422, the
この油圧制御装置900は、機械式オイルポンプ910と電動オイルポンプ920と、これらのオイルポンプ910,920で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を各摩擦係合要素に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路930とを含む。
The
機械式オイルポンプ910は、エンジン200によって駆動されて油圧を発生するポンプである。機械式オイルポンプ910は、キャリア326と同軸上に配置され、エンジン200からトルクを受けて動作するようになっている。すなわち、キャリア326が回転することにより機械式オイルポンプ910が駆動せしめられて、油圧が発生する。
これに対して電動オイルポンプ920は、モータ(図示せず)によって駆動されるポンプである。電動オイルポンプ920は、トランスミッションケースの外部などの適宜の箇所に取り付けられる。電動オイルポンプ920は、所望の油圧を発生するように、ECU800により制御される。たとえば、電動オイルポンプ920の回転数等がフィードバック制御される。
On the other hand, the
電動オイルポンプ920の回転数は、回転数センサ830により検出され、検出結果を表す信号がECU800に送信される。また、電動オイルポンプ920からの吐出圧は、油圧センサ832により検出され、検出結果を表す信号がECU800に送信される。
The rotational speed of
電動オイルポンプ920は、DC/DCコンバータ940を介してバッテリ942から供給される電力により作動する。バッテリ942の電力は、電動オイルポンプ920の他、電動パワーステアリング950、第1MG312、第2MG312など、電力で作動する補機類に供給される。
The
バッテリ942からの充放電電流値は、電流センサ834により検出され、検出結果を表わす信号がECU800に送信される。本実施の形態においては、バッテリ942からの充放電電流値に基づいてバッテリ942のSOC(State Of Charge)が算出される。なお、SOCを算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。バッテリ942の温度は、温度センサ836により検出され、検出結果を表わす信号がECU800に送信される。
The charge / discharge current value from
油圧回路930は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ(それぞれ図示せず)を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、ECU800により行なわれる。
The
なお、各オイルポンプ910,920の吐出側には、それぞれのオイルポンプ910,920の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁912,922が設けられ、かつ油圧回路930に対してこれらのオイルポンプ910,920は互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ(図示せず)は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする二つの状態にライン圧を制御するように構成されている。
In addition,
図8を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU800の機能について説明する。なお、以下に説明するECU800の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
With reference to FIG. 8, the function of
ECU800は、シフト操作判断部840と、停止判断部842と、停止部844と、係合部846とを含む。
シフト操作判断部840は、ポジションスイッチ806から送信された信号に基づいて、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作(シフトレバー804の操作)がなされた否かを判断する。
Based on the signal transmitted from
停止判断部842は、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされた場合、パワートレーンの保護のためにエンジン200を停止するか否かを判断する。
Stop
エンジン200を停止するか否かは、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOに基づいて判断される。
Whether to stop the
NポジションからDポジションへのシフト操作がなされた場合、図9に示すように、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが、しきい値(A)以下の領域内にある場合、エンジン200を停止すると判断される。
When the shift operation from the N position to the D position is performed, as shown in FIG. 9, the
図9において斜線で示す領域は、前述した図4に示す許容領域においてパラメータとして用いられるリングギヤ328の回転数NRを、前進ギヤ段のギヤ比で除算することによりオートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOに変換した結果得られる許容領域である。したがって、リングギヤ328の回転数NRの代わりにオートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOを用いた許容領域は、ギヤ段毎に定められる。
In FIG. 9, the hatched area indicates the output shaft rotational speed NO of the
NポジションからRポジションへのシフト操作がなされた場合、図10に示すように、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが、しきい値(B)以上の領域内にある場合、エンジン200を停止すると判断される。
When the shift operation from the N position to the R position is performed, as shown in FIG. 10, the
図10において斜線で示す領域は、前述した図4に示す許容領域においてパラメータとして用いられるリングギヤ328の回転数NRを、後進ギヤ段のギヤ比で除算することによりオートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOに変換した結果得られる許容領域である。
In FIG. 10, the shaded area indicates the output shaft rotational speed NO of the
なお、本実施の形態においては、ハイブリッド車が前進している場合の出力軸回転数NOを正値として表わす。ハイブリッド車が後進している場合の出力軸回転数NOを負値として表わす。 In the present embodiment, output shaft speed NO when the hybrid vehicle is moving forward is represented as a positive value. The output shaft rotational speed NO when the hybrid vehicle is moving backward is expressed as a negative value.
図9および図10において二点鎖線で示す値は、エンジン回転数NEの下限値を示す。すなわち、エンジン回転数NEが下限値よりも小さい場合のように、エンジン200を停止しなければ、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが許容領域内の値になることができない場合、エンジン200を停止すると判断される。
9 and 10, the value indicated by the two-dot chain line indicates the lower limit value of the engine speed NE. That is, if the engine speed NE of the
逆に、エンジン回転数NEが下限値よりも大きい場合のように、エンジン200が運転中であっても、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが許容領域内の値になることができる場合、エンジン200を停止すると判断されない。
On the contrary, when the engine speed NE is larger than the lower limit value, even when the
停止部844は、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされ、かつエンジン200を停止するとの判断がなされた場合、停止するようにエンジン200を制御する。
係合部846は、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされた場合、エンジン200の停止後、ギヤ段の形成、すなわち摩擦係合要素であるクラッチおよびブレーキの係合を開始するように、オートマチックトランスミッション400を制御する。したがって、ニュートラル状態から、リングギヤ328のトルクを後輪700へ伝達する状態に切換えられる。
When the shift operation from the N position to the D position or from the N position to the R position is performed, the
図11を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU800が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは予め定められた周期で繰り返し実行される。
With reference to FIG. 11, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU800は、ポジションスイッチ806から送信された信号に基づいて、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされた否かを判断する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。 When a shift operation from the N position to the D position or from the N position to the R position is performed (YES in S100), the process proceeds to S102. Otherwise (NO in S100), this process ends.
S102にて、ECU800は、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOに基づいて、エンジン200を停止するか否かを判断する。NポジションからDポジションへのシフト操作がなされた場合、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが前述したしきい値(A)以下の領域内にあると、エンジン200を停止すると判断される。NポジションからRポジションへのシフト操作がなされた場合、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが前述したしきい値(B)以上の領域内にあると、エンジン200を停止すると判断される。
In S102,
エンジン200を停止するとの判断がなされると(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでないと(S102にてNO)、処理はS108に移される。S104にて、ECU800は、停止するようにエンジン200を制御する。
If it is determined that
S106にて、ECU800は、エンジン200が停止したか否かを判断する。たとえば、エンジン回転数NEがしきい値よりも低くなると、エンジン200が停止したと判断される。エンジン200が停止すると(S106にてYES)、処理はS108に移される。もしそうでないと(S106にてNO)、処理はS106に戻される。
In S106,
S108にて、ECU800は、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成、すなわち、摩擦係合要素の係合を開始するように、オートマチックトランスミッション400を制御する。すなわち、ニュートラル状態から、リングギヤ328のトルクを後輪700へ伝達する状態に切換えられる。NポジションからDポジションへのシフト操作がなされた場合、前進ギヤ段が形成される。NポジションからRポジションへのシフト操作がなされた場合、後進ギヤ段が形成される。
In S108,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU800の動作について説明する。
An operation of
ハイブリッド車の後進中にNポジションからDポジションへのシフト操作がなされて前進ギヤ段が形成されたり、前進中にNポジションからRポジションへのシフト操作がなされて後進ギヤ段が形成されたりすると、図12において破線で示すように、リングギヤ回転数NRが正値から負値に反転し得る。この場合、エンジン回転数NEが高いと、第1MG311の回転数が過剰に高くなり得る。
If a shift operation from the N position to the D position is performed during the reverse travel of the hybrid vehicle and a forward gear stage is formed, or a shift operation from the N position to the R position is performed during the forward travel, a reverse gear stage is formed. As indicated by a broken line in FIG. 12, the ring gear rotation speed NR can be reversed from a positive value to a negative value. In this case, if the engine speed NE is high, the speed of the
すなわち、図13において黒点で示すように、NポジションからDポジションへのシフト操作がなされた際、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOがしきい値(A)より小さく、かつエンジン回転数NEが高いと、前進ギヤ段が形成されることにより、第1MG311の回転数が過剰に高くなり得る。
That is, as indicated by the black dots in FIG. 13, when the shift operation from the N position to the D position is performed, the output shaft rotational speed NO of the
同様に、図14において黒点で示すように、NポジションからRポジションへのシフト操作がなされた際、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOがしきい値(B)より大きく、かつエンジン回転数NEが高いと、後進ギヤ段が形成されることにより、第1MG311の回転数が過剰に高くなり得る。
Similarly, as indicated by the black dots in FIG. 14, when the shift operation from the N position to the R position is performed, the output shaft rotational speed NO of the
そこで、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされると(S100にてYES)、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOに基づいて、エンジン200を停止するか否かが判断される(S102)。
Therefore, when a shift operation from the N position to the D position or from the N position to the R position is performed (YES in S100), whether
NポジションからDポジションへのシフト操作がなされ、かつオートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOが前述したしきい値(A)以下の領域内にある場合、もしくは、NポジションからRポジションへのシフト操作がなされ、かつ出力軸回転数NOが前述したしきい値(B)以上の領域内にある場合、第1MG311の回転数が過剰に高くなり得る。これらの場合、エンジン200を停止するとの判断がなされる(S102にてYES)。
When the shift operation from the N position to the D position is performed and the output shaft rotational speed NO of the
エンジン200を停止するとの判断がなされると(S102にてYES)、停止するようにエンジン200が制御される(S104)。エンジン200が停止すると(S106にてYES)、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成を開始するようにオートマチックトランスミッション400が制御される(S108)。すなわち、ニュートラル状態から、リングギヤ328のトルクを後輪700へ伝達する状態に切換えられる。
If it is determined that
これにより、エンジン200の停止後に、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段を形成することができる。すなわち、エンジン200が停止した状態で、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段を形成することができる。そのため、図15において一点鎖線で示すように、第1MG311の回転数、すなわち動力分割機構310のサンギヤ322の回転数が過剰に高くならないようにすることができる。
Thereby, after the
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECUによれば、NポジションからDポジション、もしくはNポジションからRポジションへのシフト操作がなされると、エンジンを停止するか否かが判断される。エンジンを停止するとの判断がなされると、エンジンが停止される。エンジンの停止後、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成を開始するようにオートマチックトランスミッションが制御される。これにより、エンジンを停止した状態で、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段を形成することができる。そのため、リングギヤの回転数およびエンジン回転数NE、すなわちキャリアの回転数に応じて回転数が変化する動力分割機構のサンギヤの回転数が過剰に高くならないようにすることができる。 As described above, according to the ECU that is the control device according to the present embodiment, it is determined whether or not to stop the engine when a shift operation from the N position to the D position or from the N position to the R position is performed. Is done. When it is determined that the engine is to be stopped, the engine is stopped. After the engine is stopped, the automatic transmission is controlled to start the formation of the forward gear or the reverse gear. Thus, the forward gear or the reverse gear can be formed with the engine stopped. Therefore, it is possible to prevent the rotation speed of the sun gear of the power split mechanism from changing excessively according to the rotation speed of the ring gear and the engine rotation speed NE, that is, the rotation speed of the carrier.
なお、パワートレーンにおいて5つの前進ギヤ段を形成可能にする代わりに、1速ギヤ段〜4速ギヤ段の4つの前進ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。4つの前進ギヤ段を形成可能であるようにパワートレーンを構成する場合、図16に示すように、オートマチックトランスミッション400は、シングルピニオン型の2つのプラネタリギヤ441,442と、C1クラッチ451、C2クラッチ452、B1ブレーキ461およびB2ブレーキ462の4つの摩擦係合要素とを含む。
In addition, instead of making it possible to form five forward gears in the power train, four forward gears from the first gear to the fourth gear may be formed. When the power train is configured so that four forward gears can be formed, as shown in FIG. 16, the
図17に示す作動表に示す組み合わせで摩擦係合要素を係合することにより、1速ギヤ段〜4速ギヤ段の4つの前進ギヤ段が形成される。 By engaging the friction engagement elements in the combinations shown in the operation table shown in FIG. 17, four forward gears from the first gear to the fourth gear are formed.
3速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素と4速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素とは同じである。すなわち、3速ギヤ段および4速ギヤ段では、オートマチックトランスミッション400における変速比は同じである。しかしながら、動力分割機構310における変速比が異なる。
The friction engagement element that is engaged when forming the third speed gear stage is the same as the friction engagement element that is engaged when forming the fourth speed gear stage. That is, the gear ratio in
3速ギヤ段を形成する際には、動力分割機構310において第1MG311の回転が許容されて、エンジン回転数と出力軸304の回転数が同じにされ、変速比が「1」になる。一方、4速ギヤ段を形成する際には、第1MG311の回転数を「0」にすることにより、出力軸304の回転数がエンジン回転数よりも高くされて、変速比が「1」よりも小さくされる。パワートレーンにおける変速は、たとえば図18に示す変速線図に基づいて制御される。
When the third speed gear stage is formed, the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 ハイブリッドシステム、200 エンジン、310 動力分割機構、311 第1MG、312 第2MG、320 プラネタリギヤ、322 サンギヤ、324 ピニオンギヤ、326 キャリア、328 リングギヤ、400 オートマチックトランスミッション、500 プロペラシャフト、600 デファレンシャルギヤ、700 後輪、800 ECU、802 ROM、804 シフトレバー、806 ポジションスイッチ、808 アクセルペダル、810 アクセル開度センサ、812 ブレーキペダル、814 踏力センサ、816 電子スロットルバルブ、818 スロットル開度センサ、820 エンジン回転数センサ、822 入力軸回転数センサ、824 出力軸回転数センサ、840 シフト操作判断部、842 停止判断部、844 停止部、846 係合部。 100 hybrid system, 200 engine, 310 power split mechanism, 311 1st MG, 312 2nd MG, 320 planetary gear, 322 sun gear, 324 pinion gear, 326 carrier, 328 ring gear, 400 automatic transmission, 500 propeller shaft, 600 differential gear, 700 rear wheel , 800 ECU, 802 ROM, 804 shift lever, 806 position switch, 808 accelerator pedal, 810 accelerator opening sensor, 812 brake pedal, 814 pedal force sensor, 816 electronic throttle valve, 818 throttle opening sensor, 820 engine speed sensor, 822 Input shaft rotational speed sensor, 824 Output shaft rotational speed sensor, 840 Shift operation determination unit, 842 Stop determination Part, 844 stop part, 846 engaging part.
Claims (8)
非走行ポジションから前進走行ポジションへのシフト操作が行なわれ、かつ前記変速機の出力軸回転数が、零より小さい第1のしきい値以下の領域内にある場合、または、非走行ポジションから後進走行ポジションへのシフト操作が行なわれ、かつ前記変速機の出力軸回転数が、零より大きい第2のしきい値以上の領域内にある場合に、前記エンジンを停止すると判断するための判断手段と、
前記エンジンを停止すると判断した場合、停止するように前記エンジンを制御するための手段と、
前記エンジンの停止後、前記リングギヤから前記車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを前記車輪に伝達する状態に切換わるように、前記変速機を制御するための手段とを含む、パワートレーンの制御装置。 Sun, ring gear, and a differential mechanism that having a carrier which rotatably supports the meshed pinion gear and the said sun gear, a rotary electric machine coupled to the sun gear is connected to the ring gear, the ring gear A power train control device comprising: a transmission capable of switching between a state in which torque input from a wheel is transmitted to a wheel and a state in which transmission of torque from the ring gear to the wheel is interrupted; and an engine coupled to the carrier Because
When the shift operation from the non-travel position to the forward travel position is performed and the output shaft rotational speed of the transmission is within the first threshold value that is less than the first threshold value less than zero, or the reverse travel from the non-travel position shifting operation to the drive position is performed, and the rotational speed of the output shaft of the transmission, if a zero is greater than a second threshold value or more in the region, determining for determining to stop the engine Means,
Means for controlling the engine to stop if it is determined to stop the engine;
Means for controlling the transmission so as to switch from a state in which transmission of torque from the ring gear to the wheels is interrupted to a state in which torque is transmitted to the wheels after the engine is stopped. Control device.
非走行ポジションから前進走行ポジションへのシフト操作が行なわれ、かつ前記変速機の出力軸回転数が、零より小さい第1のしきい値以下の領域内にある場合、または、非走行ポジションから後進走行ポジションへのシフト操作が行なわれ、かつ前記変速機の出力軸回転数が、零より大きい第2のしきい値以上の領域内にある場合に、前記エンジンを停止すると判断するステップと、
前記エンジンを停止すると判断した場合、停止するように前記エンジンを制御するステップと、
前記エンジンの停止後、前記リングギヤから前記車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを前記車輪に伝達する状態に切換わるように、前記変速機を制御するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。 Sun, ring gear, and a differential mechanism that having a carrier which rotatably supports the meshed pinion gear and the said sun gear, a rotary electric machine coupled to the sun gear is connected to the ring gear, the ring gear Power train control method comprising: a transmission capable of switching between a state of transmitting torque input from a wheel to a wheel and a state of interrupting transmission of torque from the ring gear to the wheel; and an engine coupled to the carrier Because
When the shift operation from the non-travel position to the forward travel position is performed and the output shaft rotational speed of the transmission is within the first threshold value that is less than the first threshold value less than zero, or the reverse travel from the non-travel position a step of shifting operation to drive position is performed, and the rotational speed of the output shaft of the transmission, if a zero is greater than a second threshold value or more in the region, it is determined to stop the engine,
If it is determined to stop the engine, controlling the engine to stop;
Controlling the transmission so as to switch from a state in which transmission of torque from the ring gear to the wheel is interrupted to a state in which torque is transmitted to the wheel after the engine is stopped. Method.
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