JP5272721B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、電動機が設けられた車両の駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive apparatus provided with an electric motor.
車両の駆動装置として、内燃機関が動力分割機構を介して第1モータ・ジェネレータと車軸とに連結され、第2モータ・ジェネレータが車軸に連結されるとともに、車軸の途中に変速機構が設けられているものが知られている(特許文献1)。この駆動装置は、車両停止中における内燃機関の始動時に変速機構を高速側の変速段に設定する。また、同様の駆動装置として、アクセル開度の増加率が所定値以下の場合に高速側の変速段に設定して車両走行中に内燃機関を始動する駆動装置も知られている(特許文献2)。 As a vehicle drive device, an internal combustion engine is connected to a first motor / generator and an axle via a power split mechanism, a second motor / generator is connected to the axle, and a speed change mechanism is provided in the middle of the axle. Is known (Patent Document 1). This drive device sets the speed change mechanism to the high speed side gear stage when starting the internal combustion engine while the vehicle is stopped. Further, as a similar drive device, there is also known a drive device that starts an internal combustion engine while the vehicle is running by setting a high-speed shift stage when the increase rate of the accelerator opening is equal to or less than a predetermined value (Patent Document 2). ).
これらの駆動装置は、内燃機関の始動時に高速側の変速段を用いるため始動時のショックを低減できるが、運転者の加速要求に伴って内燃機関の始動後に低速側の変速段に切り替えることが予定されている場合等には、始動時に用いた変速段を低速側の変速段へ切り替える必要が生じるため、運転者の加速要求に対して車両の加速応答性が悪化するおそれがある。 Since these drive devices use a high-speed gear stage when starting the internal combustion engine, the shock at the time of start-up can be reduced, but switching to a low-speed gear stage can be performed after the internal combustion engine is started in response to a driver's acceleration request. In a case where the vehicle is scheduled, it is necessary to switch the gear used at the time of starting to a gear on the low speed side, so that the acceleration response of the vehicle may be deteriorated in response to the driver's acceleration request.
そこで、本発明は、運転者の加速要求に見合う加速応答性を損なうことなく、内燃機関の始動時のショックを低減できる車両の駆動装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can reduce a shock at the start of an internal combustion engine without impairing the acceleration response that meets the driver's acceleration request.
本発明の駆動装置は、内燃機関が動力分割機構を介して電動機と出力軸とに連結され、前記出力軸から車両の駆動輪までの動力伝達経路に、最低速段から最高速段までの多段階の変速段を設定可能に構成された変速機構が設けられ、前記内燃機関が停止した状態で前記電動機によって車両を走行させる電気走行モードと、前記内燃機関の出力を利用して車両を走行させる機関走行モードとを切り替え可能であり、かつ各走行モードにおいて前記変速機構が設定すべき変速段を車両の車速及び加速操作部材の操作量に基づいて決定する車両の駆動装置において、前記電気走行モードから前記機関走行モードへ切り替えるために前記内燃機関を始動すべき場合に、前記加速操作部材の操作量が所定値以下のときは前記機関走行モードへの切替後に前記変速機構が設定すべき変速段よりも高速側の変速段を、前記加速操作部材の操作量が前記所定値を超えているときは前記機関走行モードへの切替後に前記変速機構が設定すべき変速段と同一の変速段を、前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段としてそれぞれ決定する始動時変速段決定手段と、前記始動時変速段決定手段が決定した変速段で前記内燃機関の始動が行われるように前記変速機構を制御する変速制御手段と、を備え、前記変速機構は、相互に差動回転する複数の回転要素と、前記複数の回転要素間の連結関係を切り替えるクラッチ又はブレーキとして構成された複数の係合手段とを有し、前記複数の係合手段のそれぞれを操作することにより前記多段階の変速段を設定するものであり、前記始動時変速段決定手段は、前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段の候補として、前記内燃機関の始動時における変速段から前記機関走行モードへの切替後における変速段へ切り替える際に要する前記複数の係合手段に対する操作回数が異なる複数の候補が存在する場合、前記操作回数が最大回数よりも少なくなるように前記複数の候補のなかから一の変速段を前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段として決定するものである(請求項1)。
In the drive device according to the present invention, an internal combustion engine is connected to an electric motor and an output shaft via a power split mechanism, and a power transmission path from the output shaft to a drive wheel of the vehicle has many speeds from the lowest speed stage to the highest speed stage. A speed change mechanism configured to be capable of setting a speed step is provided, and the vehicle is caused to travel using an electric travel mode in which the motor is driven by the electric motor while the internal combustion engine is stopped, and an output of the internal combustion engine. In the vehicle drive device capable of switching between the engine travel mode and determining a gear position to be set by the speed change mechanism in each travel mode based on the vehicle speed of the vehicle and the operation amount of the acceleration operation member, the electric travel mode When the internal combustion engine is to be started in order to switch to the engine travel mode, when the operation amount of the acceleration operation member is a predetermined value or less, after switching to the engine travel mode If the operation amount of the acceleration operating member exceeds the predetermined value, the speed change mechanism should be set after switching to the engine travel mode. The start speed stage determining means for determining the same speed stage as the speed stage to be set by the speed change mechanism when starting the internal combustion engine, and the speed stage determined by the start speed stage determining means Shift control means for controlling the speed change mechanism so that the internal combustion engine is started, and the speed change mechanism has a plurality of rotating elements that differentially rotate with each other and a connection relationship between the plurality of rotating elements. A plurality of engagement means configured as clutches or brakes to be switched, and each of the plurality of engagement means is operated to set the multi-stage shift speed, The means is a plurality of gears required for switching from a gear position at the start of the internal combustion engine to a gear position after switching from the engine travel mode as a gear position candidate to be set by the speed change mechanism when the internal combustion engine is started. When there are a plurality of candidates with different numbers of operations with respect to the engaging means, the speed change mechanism is selected from the plurality of candidates so that the number of operations is less than the maximum number of times when the internal combustion engine is started. Is determined as the gear position to be set (claim 1).
この駆動装置によれば、運転者の加速要求が反映される加速操作部材の操作量が小さい場合は高速側の変速段が、その操作量が大きい場合はその操作量に基づいた変速段と同一の変速段が内燃機関の始動時にそれぞれ用いられる。このため、運転者の加速要求が高い場合には内燃機関の始動時に用いた変速段から機関走行モードで用いる変速段へ切り替える必要がないため車両の加速応答性を損なうことがない。一方、運転者の加速要求が低い場合には高速側の変速段を用いて内燃機関の始動が行われるので、始動時のショックを低減することができる。また、係合手段に対する操作回数が最大回数となる候補を避けることができる。
According to this drive device, when the operation amount of the acceleration operation member reflecting the driver's acceleration request is small, the high-speed side gear position is the same as the gear position based on the operation amount when the operation amount is large. Are used when the internal combustion engine is started. For this reason, when the driver's acceleration request is high, it is not necessary to switch from the gear position used at the start of the internal combustion engine to the gear position used in the engine travel mode, so that the acceleration response of the vehicle is not impaired. On the other hand, when the driver's request for acceleration is low, the internal combustion engine is started using the high-speed gear, so that the shock at the start can be reduced. Further, it is possible to avoid a candidate in which the number of operations on the engaging means is the maximum number.
本発明の駆動装置の一態様において、前記始動時変速段決定手段は、前記車両の車速が所定値以下であることを条件として、前記最高速段を前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段として決定してもよい(請求項2)。加速要求及び車速がともに低い領域は始動時のショックに対する感度が高い。この態様によれば、ショックに対する感度が高い条件において、ショックの低減効果が最も得られる最高速段で内燃機関の始動を行うことができる。 In one aspect of the driving apparatus of the present invention, the start speed stage determining means sets the maximum speed stage when the internal combustion engine is started, on the condition that the vehicle speed of the vehicle is a predetermined value or less. You may determine as a gear stage which should be (Claim 2). In the region where both the acceleration demand and the vehicle speed are low, the sensitivity to the shock at the start is high. According to this aspect, the internal combustion engine can be started at the highest speed stage at which the effect of reducing the shock is most obtained under the condition that the sensitivity to the shock is high.
本発明の駆動装置の一態様において、前記始動時変速段決定手段は、前記複数の候補のなかで前記操作回数が前記最大回数よりも少なくかつ最も低速側の変速段よりも高速側の変速段を、前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段として決定してもよい(請求項3)。機関走行モードにおける変速段よりも高速側の変速段を設定する際にはその候補が複数存在する場合がある。仮にそれらの候補のなかで係合手段に対する操作回数が異なっているにも拘わらず、その操作回数を考慮せずに高速側の変速段を決定した場合には、内燃機関の始動後における変速段から機関走行モードにおける変速段へ切り替えるまでの時間が長引いて加速応答性が悪化するおそれがある。この態様によれば、係合手段に対する操作回数が最大回数となる候補を避けつつできるだけ高速側の変速段が決定される。これにより、加速応答性の悪化を抑制しつつ始動時のショックを低減することができる。例えば、操作回数が最大回数よりも少ない3以上の変速段の候補が存在する場合、それらの候補のなかで最も低い変速段よりも高速側の変速段を決定すれば、候補のなかから最も低速側の変速段を避けることができるので、加速応答性を確保しつつ変速ショックの低減効果が得られる。もっとも、前記複数の候補のなかで前記操作回数が最大回数よりも少なくかつ最も高速側の変速段を、前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段として決定した場合(請求項4)には、始動時におけるショックの低減効果を最大限に得ることができる。 In one embodiment of the driving apparatus of the present invention, before Symbol starting-period shift-stage determination means before Symbol the number of operations among the plurality of candidates of the high-speed side than the small and the lowest speed side gear stage than the maximum number of times The shift speed may be determined as a shift speed to be set by the speed change mechanism when the internal combustion engine is started. There may be a plurality of candidates when setting a shift speed higher than the shift speed in the engine travel mode. Even if the number of operations with respect to the engaging means is different among these candidates, if the high speed side gear stage is determined without considering the number of operations, the gear stage after the start of the internal combustion engine is determined. There is a possibility that the acceleration response will deteriorate due to the prolonged time until the shift to the gear position in the engine travel mode. According to this aspect, the gear position on the high speed side is determined as much as possible while avoiding a candidate having the maximum number of operations on the engaging means. Thereby, the shock at the time of start-up can be reduced while suppressing deterioration of acceleration response. For example, if there are three or more gear speed candidates that are less than the maximum number of operations, if the gear speed on the higher speed side than the lowest gear speed is determined among those candidates, the slowest speed is selected from the candidates. Since the shift stage on the side can be avoided, an effect of reducing the shift shock can be obtained while ensuring acceleration response. However, when the number of operations among the plurality of candidates is less than the maximum number of times and the highest speed gear is determined as the gear to be set by the speed change mechanism when the internal combustion engine is started (Claim 4). ), The effect of reducing the shock at the start can be maximized.
以上説明したように、本発明の駆動装置によれば、運転者の加速要求が高い場合には内燃機関の始動時に用いた変速段から機関走行モードで用いる変速段へ切り替える必要がないため車両の加速応答性を損なうことがない。一方、運転者の加速要求が低い場合には高速側の変速段を用いて内燃機関の始動が行われるので始動時のショックを低減することができる。 As described above, according to the drive device of the present invention, when the driver's acceleration request is high, there is no need to switch from the shift stage used at the start of the internal combustion engine to the shift stage used in the engine travel mode. Acceleration response is not impaired. On the other hand, when the driver's acceleration request is low, the internal combustion engine is started using the high-speed side gear stage, so that the shock at the start can be reduced.
図1は本発明の一形態に係る駆動装置が組み込まれた車両の全体構成を概略的に示した図であり、図2は図1に示した駆動装置の制御系を示した説明図である。車両1はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。車両1は駆動輪と内燃機関とが車両前部に位置するFFレイアウトの車両として構成されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a vehicle in which a drive device according to an embodiment of the present invention is incorporated, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a control system of the drive device shown in FIG. . The
駆動装置2は、内燃機関3と、第1モータ・ジェネレータ4と、内燃機関3及び第1モータ・ジェネレータ4がそれぞれ連結された動力分割機構5と、動力分割機構5からの動力が伝達される出力軸6と、出力軸6の回転を変速する変速機構7と、第2モータ・ジェネレータ8と、変速機構7及び第2モータ・ジェネレータ8から出力された動力を駆動輪10に伝達するための出力部9とを備えている。即ち、駆動装置2は、内燃機関3が動力分割機構5を介して第1モータ・ジェネレータ4と出力軸6とに連結されており、出力軸6から車両の駆動輪10までの動力伝達経路には変速機構7が設けられている。
The
第1モータ・ジェネレータ4、動力分割機構5及び変速機構7は共通の第1軸線Ax上に配置されている。第2モータ・ジェネレータ8は、第1軸線Ax1と平行な第2軸線Ax2上に変速機構7と軸線方向に関してオーバーラップした状態で配置されている。つまり、第1モータ・ジェネレータ4と第2モータ・ジェネレータ8とは別軸に配置されていて、第2モータ・ジェネレータ8は第1モータジェネレータ4の反対側において変速機構7の半径方向の外側に配置されている。第2モータ・ジェネレータ8は第1モータ・ジェネレータ4と別軸に配置されているが、第1モータ・ジェネレータ4と軸線方向に関してオーバーラップしていない。
The first motor /
内燃機関3は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸15を介して動力分割機構5に伝達される。入力軸15は出力軸6と同軸に配置されていて、入力軸15及び出力軸6は軸線Ax1の回りに回転する。入力軸15と内燃機関3との間には不図示のダンパが介在しており、内燃機関3のトルク変動はダンパにて吸収される。
The
第1モータ・ジェネレータ4と第2モータ・ジェネレータ8とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えている。第1モータ・ジェネレータ4は、ケース17に固定されたステータ18と、そのステータ18の内周側に同軸に配置されたロータ19とを備えている。また、第2モータ・ジェネレータ8も同様に、ケース17に固定されたステータ20と、そのステータ20の内周側に同軸に配置されたロータ21とを備えている。第1モータ・ジェネレータ4は本発明に係る電動機に相当する。
The first motor /
動力分割機構5は、相互に差動回転可能な3つの回転要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアSu1と、そのサンギアSu1に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアRi1と、これらのギアSu1、Ri1に噛み合うピニオン25を自転かつ公転自在に保持するキャリアCr1とを備えている。この形態では、入力軸15がキャリアCr1に、第1モータ・ジェネレータ4がサンギアSu1に、出力軸6がリングギアRi1にそれぞれ連結されている。
The
変速機構7は、いわゆるラビニヨ型の遊星歯車機構として構成された変速用差動機構30と、変速用差動機構30の回転要素間の連結関係を切り替える2つのクラッチC1、C2及び2つのブレーキB1、B2とを備えている。これら2つのクラッチC1、C2及び2つのブレーキB1、B2は本発明に係る複数の係合手段に相当する。
The speed change mechanism 7 includes a speed change
変速用差動機構30は大径サンギアSu2と、大径サンギアSu2と同一軸線上に隣接して配置された小径の小径サンギアSu3と、大径サンギアSu2と同心円上に配置されたリングギアRi2と、これらのサンギアSu2、Su3とリングギアRi2との間に配置されて軸線方向の長さが相違するロングピニオン31及びショートピニオン32を自転かつ公転自在に保持するキャリアCr2とを備える。ロングピニオン31は大径サンギアSu2及びショートピニオン32のそれぞれに噛み合っており、ショートピニオン32は小径サンギアSu3に噛み合っている。
The
第1クラッチC1は出力軸6とサンギアSu3とを結合する係合状態とその結合を解放する解放状態との間で動作し、第2クラッチC2は出力軸6とキャリアCr2とを結合する係合状態とその結合を解放する解放状態との間で動作する。なお、キャリアCr2には一方向の回転のみを許容するワンウエイクラッチ35が設けられている。第1ブレーキB1はサンギアSu2とケース17とを結合する係合状態とその結合を解放する解放状態との間で動作し、第2ブレーキB2はキャリアCr2とケース17とを結合する係合状態とその結合を解放する解放状態との間で動作する。第2ブレーキB2は変速用作動機構30の外周側に配置されている。このため、ブレーキを変速用差動機構30の軸線方向の隣に配置する場合と比べて軸線方向の寸法を短くすることができる。
The first clutch C1 operates between an engagement state for coupling the
変速機構7は、これらクラッチC1、C2及びブレーキB1、B2のそれぞれを操作することにより、最低速段である第1速(1st)から最高速段である第4速(4th)までの4段階の変速段を設定することができる。図3は、変速機構7が設定する変速段(1st〜4th)と、クラッチC1、C2及びブレーキB1、B2の作動状態とが対応付けられた作動係合表を示している。この図において、「○」印は係合状態を、「−」印は解放状態をそれぞれ示している。図4は変速機構7の共線図を示している。図3に示す通りにに各クラッチC1、C2及び各ブレーキB1、B2が操作されることにより段階的に変速比が異なる4つの変速段が成立する。各変速段の変速比の内訳は図4に視覚的に示された通りである。 The speed change mechanism 7 operates the clutches C1 and C2 and the brakes B1 and B2, respectively, so that four stages from the first speed (1st) which is the lowest speed stage to the fourth speed (4th) which is the highest speed stage are performed. Can be set. FIG. 3 shows an operation engagement table in which the shift speeds (1st to 4th) set by the transmission mechanism 7 are associated with the operation states of the clutches C1 and C2 and the brakes B1 and B2. In this figure, “◯” indicates an engaged state, and “−” indicates a released state. FIG. 4 shows an alignment chart of the speed change mechanism 7. As shown in FIG. 3, when the clutches C1 and C2 and the brakes B1 and B2 are operated, four shift stages having different gear ratios are established in stages. The breakdown of the gear ratio of each gear stage is as visually shown in FIG.
図1に示すように、出力部9は、変速機構7から出力された動力が伝達される第1ドライブギア41と、第2モータ・ジェネレータ8から出力された動力が伝達される第2ドライブギア42と、これらのドライブギア41、42が共通に噛み合うカウンタドリブンギア43と、カウンタドリブンギア43を経由した動力を左右の駆動輪10に伝達する差動装置44とを有している。カウンタドリブンギア43と差動装置44との間にはカウンタドリブンギア43と同軸かつ一体回転する中間ギア45が介在しており、この中間ギア45は差動装置44のケースに設けられたドリブンギア46と噛み合っている。第1ドライブギア41は変速用差動機構30のリングギアRi2と一体回転するように設けられており、第2ドライブギア42は第2モータ・ジェネレータ8のロータ21と一体回転する。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、駆動装置2の制御は、コンピュータとして構成された制御ユニット50にて制御される。図示を省略したが、制御ユニット50はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なROM、RAM等の記憶装置や入出力インタフェース等の周辺装置を含んでいる。制御ユニット50は内燃機関3の運転状態を適正に制御する一方で、車両1の走行状態を適正に維持するため、内燃機関3に対する制御と、変速機構7に対する制御と、各モータ・ジェネレータ4、8に対する制御とが互いに連係するように内部に保持した所定の制御プログラムに従って動作する。ここでは、本発明の要旨に関連する制御について説明し、本発明の要旨と関連性が低い制御の説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the control of the
制御ユニット50は、内燃機関3が停止した状態で第1モータ・ジェネレータ4及び/又は第2モータ・ジェネレータ8によって車両1を走行させる電気走行モードと、内燃機関3の出力を利用して車両を走行させる機関走行モードとの間で車両1の走行モードが切り替えられるように駆動装置2を制御する。なお、機関走行モードにおいては、通常、第2モータ・ジェネレータ8の動力が付加される。走行モードの切り替えは不図示のバッテリの充電状態や車速等の諸要因に基づいて行われるが、切替条件の詳細に関しては本発明の要旨ではないので説明を省略する。
The
変速機構7が設定する変速段の制御は制御ユニット50にて行われる。周知のように、制御ユニット50は車両1の車速と、加速操作部材としてのアクセルペダル51の操作量とに基づいて各走行モードにおいて変速機構7が設定すべき変速段を決定する。車速は制御ユニット50に入力される車速センサ53の信号に基づいて、アクセルペダル51の操作量は制御ユニット50に入力されるアクセル開度センサ54の信号に基づいてそれぞれ検出される。
Control of the gear position set by the transmission mechanism 7 is performed by the
電気走行モードから機関走行モードへ切り替える際には停止している内燃機関3を始動させる必要がある。内燃機関3の始動時においては第1モータ・ジェネレータ4を利用してクランキングするが、始動時の変速段を高速側に設定するほど始動時のショックが低減することが知られている。本形態は内燃機関3の始動時に用いる変速段を運転者の加速要求の程度に応じて決定する点に特徴を有している。以下、図5〜図7を参照しながら制御ユニット50が行う始動時の変速制御について説明する。
When switching from the electric travel mode to the engine travel mode, it is necessary to start the stopped
図5は、制御ユニット50が実行する始動時変速制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御ユニット50の記憶装置に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a control routine of the start time shift control executed by the
ステップS1では、内燃機関3を始動させる始動要求の有無を判定する。この始動要求は制御ユニット50が別ルーチンで実行する始動制御の処理結果に基づいて発せられるものであり、その始動要求には停車中の車両1を発進させる準備段階としての内燃機関3の始動要求の他に、電気走行モードから機関走行モードへ切り替える際の内燃機関3の始動要求が含まれる。内燃機関3の始動要求がある場合はステップS2に進み、始動要求がない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
In step S1, it is determined whether or not there is a start request for starting the
ステップS2では、車両1が走行中であるか否かを判定する。走行中であるか否かは車両1に搭載される不図示のシフトポジションセンサの信号に基づいて、ドライブレンジに設定されているか否かにより判定できる。パーキングレンジやニュートラルレンジ及びリバースレンジに設定されている場合には車両走行中に該当しないと判定できる。また、この判定には車速センサ53からの情報を考慮に入れてもよい。車両1が走行中である場合は電気走行モードから機関走行モードへの切り替えに必要な始動要求であるため、車速等を考慮して始動時の変速段を設定するためステップS3以降の処理に進む。一方、車両走行中でない場合はステップS7に進む。
In step S2, it is determined whether or not the
ステップS3では、車速と、アクセルペダル51の操作量としてのアクセル開度とをそれぞれ取得する。これらの物理量の取得のため制御ユニット50は車速センサ53及びアクセル開度センサ54からの出力信号を参照する。
In step S3, the vehicle speed and the accelerator opening as the operation amount of the
ステップS4ではステップS3で取得した情報に基づいて機関走行モードへ切り替えた後に使用予定の変速段を決定する。この変速段の決定は、予め制御ユニット50に記憶された変速マップに従って行われる。変速マップは車両の車速とアクセル開度とで定義された周知のものであり、変速段の切替パターン毎に変速線(アップシフト線、ダウンシフト線)が設定されている。変速マップの車速とアクセル開度とが変速線を横切ることによって、その変速線で定義された切替後の変速段を知ることができる。
In step S4, the gear stage to be used is determined after switching to the engine travel mode based on the information acquired in step S3. The determination of the shift speed is performed according to a shift map stored in the
ステップS5では、内燃機関3の始動時に用いる変速段を決定する。この変速段の決定は図6に示した始動時変速段決定マップに基づいて行われる。図6に示すように、このマップは車速とアクセル開度とで定義されており、その定義平面は第1領域I〜第3領域IIIの3つの領域に分けられている。
In step S <b> 5, the gear position used when starting the
第1領域Iは始動時変速段として、ステップS4で決定した機関走行モード用の変速段と同一の変速段を設定する。第1領域Iは、アクセル開度が相対的に高い第1所定値Ath1を超えている領域であるため、運転者の加速要求が高い場合と言える。従って、始動時のショック低減よりも加速応答性を優先するため、機関走行モードへの切替後に予定された変速段をそのまま使って始動する。アクセル開度が第1所定値Ath1以下である第2領域II及び第3領域IIIにおいては、運転者の加速要求がそれほど高くなく加速応答性よりもショックの低減を優先するため、機関走行モードへの切替後に予定された変速段よりも高速側の変速段を始動時変速段として決定する。 In the first region I, the same shift speed as that for the engine travel mode determined in step S4 is set as the start speed. Since the first region I is a region where the accelerator opening exceeds the first predetermined value Ath1 that is relatively high, it can be said that the driver's acceleration request is high. Therefore, in order to give priority to acceleration response over shock reduction at the time of starting, the engine is started using the gear position planned after switching to the engine running mode as it is. In the second region II and the third region III where the accelerator opening is equal to or less than the first predetermined value Ath1, the driver's acceleration request is not so high and priority is given to reduction of shock over acceleration responsiveness. A gear position on the higher speed side than the gear position planned after the switching is determined as the starting gear position.
第2領域IIは、アクセル開度及び車速の少なくとも一方が低い場合、即ち、車速が所定値Vth以下でかつアクセル開度が第1所定値Ath1以下であるか、又はアクセル開度が第1所定値Ath1よりも小さい第2所定値Ath2以下の場合に相当する。このような条件では、始動時のショックに対する感度が大きくなるため、始動時変速段として、ショック低減効果が最も高い最高速段(第4速)を決定する。 In the second region II, when at least one of the accelerator opening and the vehicle speed is low, that is, the vehicle speed is not more than a predetermined value Vth and the accelerator opening is not more than a first predetermined value Ath1, or the accelerator opening is a first predetermined value. This corresponds to a case where the value is equal to or smaller than a second predetermined value Ath2 smaller than the value Ath1. Under such conditions, the sensitivity to shock at the time of starting increases, so the maximum speed stage (fourth speed) having the highest shock reduction effect is determined as the starting speed stage.
第3領域IIIは車速及びアクセル開度の中間領域に相当する。この場合には第1領域Iの場合ほど加速応答性が要求されないがある程度の加速応答性を担保するため、変速段の切り替えに要する時間を短縮できるように内燃機関の始動後から機関走行モードへ移行する間のクラッチC1、C2及びブレーキB1、B2の掴み換え回数、換言すればこれらの係合手段の操作回数を考慮してできるだけ高速側の変速段に設定する。 The third region III corresponds to an intermediate region between the vehicle speed and the accelerator opening. In this case, acceleration responsiveness is not required as in the case of the first region I, but in order to ensure a certain degree of acceleration responsiveness, the engine travel mode is entered after the start of the internal combustion engine so as to shorten the time required for shifting the gear position. Considering the number of times the clutches C1 and C2 and the brakes B1 and B2 have been changed during the transition, in other words, the number of operations of these engaging means, the speed is set as high as possible.
図7は車両1の走行例を変速マップ上に示した説明図である。図中の線はダウンシフト線であり、同線上端に配置された矢印で結ばれた一対の数字はダウンシフトの切替パターンを示す。矢印Fで示したように車両1が電気走行モードから機関走行モードに切り替えて第4速から第1速へ切り替える場合を考える。このとき、始動用の変速段として第4速を選んだ場合には、内燃機関3の始動後から機関走行モードの際に使用予定の第1速へ切り替えるまでに以下の操作が必要となる。即ち、図3を参照すれば明らかなように、内燃機関3の始動後、第4速から第1速へ切り替えるには、(1)第2クラッチC2を解放状態に操作する、(2)第1ブレーキB1を解放状態に操作する、(3)第1クラッチC1を係合状態に操作する、(4)第2ブレーキB2を係合状態に操作する、という合計4回の操作が必要になる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of traveling of the
これに対して、始動用の変速段として第3速を選ぶと、内燃機関3の始動後、第3速から第1速へ切り替える場合に、(1)第2クラッチC2を解放状態に操作する、(2)第2ブレーキB2を係合状態に操作する、という合計2回の操作が必要である。また、始動用の変速段として第2速を選ぶと、内燃機関3の始動後、第2速から第1速へ切り替える場合に、(1)第1ブレーキB1を解放状態に操作する、(2)第2ブレーキを係合状態に操作する、という合計2回の操作が必要となる。制御ユニット50は、図7の走行例のように始動時に用いる変速段の候補としてクラッチ等の操作回数が異なる複数候補が存在する場合、最大の操作回数4回よりも少ない候補で、かつ最も変速段が高速側の第3速を始動用の変速段として決定することにしている。これにより、始動後の係合手段の操作回数が少ないため加速応答性を大きく損なうことなく始動時のショック低減効果も併せて得ることができる。
On the other hand, when the third speed is selected as the start gear, when the
図5に戻り、ステップS6では、制御ユニット50はステップ5で決定した始動用変速段が設定されるように変速機構7を制御する。ステップS7では、車両1の停止中の始動であるため加速応答性を考慮する必要がないから、制御ユニット50は最高速段である第4速が設定されるように変速機構7を制御する。
Returning to FIG. 5, in step S <b> 6, the
ステップS8では、第1モータ・ジェネレータ4をスタータとして機能させるため、第1モータ・ジェネレータ4の出力制御を行いながら内燃機関3をクランキングしつつ、所定時期に不図示の点火プラグをスパークさせることにより内燃機関3の始動制御を実行する。
In step S8, in order to cause the first motor /
ステップS9では、内燃機関3の始動が完了したか否か、つまり完爆したか否かを判定し、始動完了した場合はステップS10に進み、そうでない場合は処理をステップS1に戻す。ステップS10では、始動完了後の走行モード移行に備えて制御ユニット50はステップS4で設定した変速段が設定されるように変速機構7を制御し、その後今回のルーチンを終える。
In step S9, it is determined whether or not the start of the
制御ユニット50は、図5の制御ルーチンを実行することにより本発明に係る変速制御手段として、同図のステップS5を実行することにより本発明に係る始動時変速段決定手段としてそれぞれ機能する。但し、本発明は上記の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上述した各形態の差動機構は一例にすぎず、これらを機構学上等価な別形態に変更することも可能である。また差動機構を遊星歯車機構により実現することは一例にすぎない。例えば、上述した各形態の遊星歯車機構の全部又は一部を、歯車ではない摩擦車(ローラ)を回転要素として持つ遊星ローラ機構に置き換えて実施することも可能である。
The
また、変速機構の変速段の数にも制限がなく、多段階の変速段を設定できる限りにおいて例えば、2段、3段又は5段変速の変速機構を備えた駆動装置として本発明を実施することも可能である。このように本発明の適用対象は変速段の数を問わないため、変速段の数が5以上に増えると、始動用の変速段を決定する際に複数の係合手段に対する操作回数が最大回数よりも少ない変速段の候補が3つ以上存在する場合がある。例えば、7段変速の変速機構を持つ駆動装置において、それらの候補として第4速、第5速及び第6速の3つの変速段が存在する場合、上記形態のように最も高速側の変速段である第6速を始動用の変速段の候補とせずに、最も低速側の変速段である第4速よりも高速側の変速段である第5速をその候補とすることも可能である。この場合でも、3つの候補のなかから最も低速側の変速段である第4速を避けることができるので、加速応答性の悪化を抑制しつつショックの低減効果を得ることができる。 Further, the number of shift stages of the speed change mechanism is not limited, and the present invention is implemented as a drive device including, for example, a 2-speed, 3-speed, or 5-speed speed change mechanism as long as a multi-speed stage can be set. It is also possible. Thus, since the number of shift stages does not matter, the number of operations for a plurality of engagement means is maximized when determining the start shift stage when the number of shift stages increases to 5 or more. There may be three or more candidates for lower speed stages. For example, in a drive device having a seven-speed gear change mechanism, when there are three gear speeds of the fourth speed, the fifth speed, and the sixth speed as candidates, the fastest gear position as in the above embodiment. It is also possible to set the fifth speed, which is the higher speed shift stage than the fourth speed, which is the lowest speed shift stage, as the candidate instead of setting the sixth speed, which is . Even in this case, it is possible to avoid the fourth speed which is the lowest speed among the three candidates, so that it is possible to obtain a shock reduction effect while suppressing deterioration in acceleration response.
また、上記形態の駆動装置には、2つのモータ・ジェネレータ4、8が設けられているが、出力部9に動力を伝達する第2モータ・ジェネレータ8についてはこれを省略して本発明を実施することも可能である。また、2つのモータ・ジェネレータ4、9を別軸に配置していることも一例にすぎず、これらを共通の軸線上に配置した形態で本発明を実施することもできる。
Further, although the two motor /
1 車両
2 駆動装置
3 内燃機関
4 第1モータ・ジェネレータ(電動機)
5 動力分割機構
6 出力軸
7 変速機構
10 駆動輪
50 制御ユニット(始動時変速段決定手段、変速制御手段)
51 アクセルペダル(加速操作部材)
C1、C2 クラッチ(係合手段)
B1、B2 ブレーキ(係合手段)
DESCRIPTION OF
5
51 Accelerator pedal (acceleration operation member)
C1, C2 clutch (engagement means)
B1, B2 Brake (engagement means)
Claims (4)
前記電気走行モードから前記機関走行モードへ切り替えるために前記内燃機関を始動すべき場合に、前記加速操作部材の操作量が所定値以下のときは前記機関走行モードへの切替後に前記変速機構が設定すべき変速段よりも高速側の変速段を、前記加速操作部材の操作量が前記所定値を超えているときは前記機関走行モードへの切替後に前記変速機構が設定すべき変速段と同一の変速段を、前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段としてそれぞれ決定する始動時変速段決定手段と、前記始動時変速段決定手段が決定した変速段で前記内燃機関の始動が行われるように前記変速機構を制御する変速制御手段と、を備え、
前記変速機構は、相互に差動回転する複数の回転要素と、前記複数の回転要素間の連結関係を切り替えるクラッチ又はブレーキとして構成された複数の係合手段とを有し、前記複数の係合手段のそれぞれを操作することにより前記多段階の変速段を設定するものであり、
前記始動時変速段決定手段は、前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段の候補として、前記内燃機関の始動時における変速段から前記機関走行モードへの切替後における変速段へ切り替える際に要する前記複数の係合手段に対する操作回数が異なる複数の候補が存在する場合、前記操作回数が最大回数よりも少なくなるように前記複数の候補のなかから一の変速段を前記内燃機関の始動時に前記変速機構が設定すべき変速段として決定することを特徴とする車両の駆動装置。 The internal combustion engine is connected to the electric motor and the output shaft via a power split mechanism, and multiple speed stages from the lowest speed stage to the highest speed stage can be set in the power transmission path from the output shaft to the drive wheels of the vehicle. The speed change mechanism configured as described above is provided, and can be switched between an electric travel mode in which the vehicle is driven by the electric motor while the internal combustion engine is stopped, and an engine travel mode in which the vehicle is driven using the output of the internal combustion engine And a vehicle drive device that determines a gear position to be set by the speed change mechanism in each travel mode based on the vehicle speed of the vehicle and the operation amount of the acceleration operation member.
When the internal combustion engine is to be started in order to switch from the electric travel mode to the engine travel mode, the speed change mechanism is set after switching to the engine travel mode when the operation amount of the acceleration operation member is a predetermined value or less. When the operating amount of the acceleration operating member exceeds the predetermined value, the same speed as that to be set by the speed change mechanism after switching to the engine travel mode is set. Starting speed stage determining means for determining the speed stage as a speed stage to be set by the speed change mechanism when starting the internal combustion engine, and starting the internal combustion engine at the speed stage determined by the starting speed stage determining means. Shift control means for controlling the transmission mechanism to be performed ,
The transmission mechanism includes a plurality of rotating elements that differentially rotate with each other, and a plurality of engagement means configured as clutches or brakes that switch a connection relationship between the plurality of rotating elements, and the plurality of engagements. The multi-stage gears are set by operating each of the means;
The starting speed stage determining means is a speed stage candidate to be set by the speed change mechanism when starting the internal combustion engine, to a speed stage after switching from the speed stage when starting the internal combustion engine to the engine travel mode. When there are a plurality of candidates having different numbers of operations with respect to the plurality of engaging means required for switching, the internal combustion engine selects one shift stage from the plurality of candidates so that the number of operations is less than the maximum number. A vehicle drive apparatus characterized in that the speed change mechanism is determined as a gear position to be set when the vehicle is started.
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