KR20180060975A - 하이브리드 차량의 제어 장치 및 하이브리드 차량의 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 제어 장치 및 하이브리드 차량의 제어 방법 Download PDF

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KR20180060975A
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variable transmission
torque
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노부후사 고바야시
마사토 요시카와
겐타 구마자키
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

유단 변속기(20)의 변속시에 배터리 파워(Pbat)의 제한에 의해서 MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)가 제한되는 것이 억제되도록, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)에 기초하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 설정된다. 이에 의해, 각 파워의 수지 밸런스가 고려된 전달 토오크(Tcb)에 의해 유단 변속기(20)의 변속이 실행된다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치 및 하이브리드 차량의 제어 방법{CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은, 차동 기구와 유단 변속기를 직렬로 구비하는 하이브리드 차량의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
일본 공개특허 특개2014-223888호는 엔진, 차동 기구, 제 2 회전기, 유단(有段) 변속기, 축전 장치를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치를 개시한다. 일본 공개특허 특개2014-223888호에 있어서, 차동 기구는 상기 엔진과 제 1 회전기와 중간 전달 부재가 각각 연결된 3개의 회전 요소를 갖는다. 제 2 회전기는 상기 중간 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된다. 유단 변속기는, 상기 중간 전달 부재와 구동륜 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성함과 함께 복수의 계합(係合)(engaging) 장치 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서 복수의 기어 단 중 어느 기어 단을 형성한다. 축전 장치는, 상기 제 1 회전기 및 상기 제 2 회전기의 각각에 대하여 전력을 주고받는다. 일본 공개특허 특개2014-223888호에는, 유단 변속기의 변속시, 제 2 회전기의 회전 속도의 변화 속도와 엔진의 회전 속도의 변화 속도가 각각의 목표값이 되도록, 엔진의 토오크와 유단 변속기의 토오크 용량에 기초하여, 제 1 회전기의 토오크와 제 2 회전기의 토오크를 제어하는 것이 개시되어 있다.
그런데, 유단 변속기의 변속시에 축전 장치의 파워가 작으면, 축전 장치의 파워의 제한에 의해서 제 1 회전기의 출력 토오크나 제 2 회전기의 출력 토오크가 제한된다. 그러면, 유단 변속기의 변속시에 원하는 제 1 회전기의 출력 토오크나 제 2 회전기의 출력 토오크가 얻어지지 않아, 엔진의 회전 속도의 변화 속도를 목표값으로 하도록 적절히 제어할 수 없을 우려가 있다. 엔진의 회전 속도의 변화 속도는 차동 기구와 유단 변속기를 합한 변속기 전체의 변속의 진행 상태를 나타내고 있으므로, 엔진의 회전 속도의 변화 속도를 목표값으로 적절히 제어할 수 없다는 것은, 변속기 전체의 변속을 적절히 실행할 수 없다는 것이다.
본 발명은, 축전 장치의 파워의 제한에 관계없이, 차동 기구와 유단 변속기를 합한 변속기 전체의 변속을 적절히 실행할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치 및 하이브리드 차량의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 태양은 하이브리드 차량의 제어 장치이다. 상기 하이브리드 차량은 엔진, 차동 기구, 구동륜, 제 1 회전기, 제 2 회전기, 유단 변속기, 축전 장치를 포함한다. 상기 차동 기구는, 상기 엔진이 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 요소와 상기 제 1 회전기가 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 요소와 중간 전달 부재가 연결된 제 3 회전 요소를 갖는다. 상기 제 2 회전기는, 상기 중간 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된다. 상기 유단 변속기는 상기 중간 전달 부재와 상기 구동륜 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성하고, 상기 유단 변속기는 복수의 계합 장치 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서 복수의 기어 단 중 어느 기어 단을 성립시키도록 구성된다. 상기 축전 장치는, 상기 제 1 회전기 및 상기 제 2 회전기의 각각에 대하여 전력을 주고받도록 구성된다. 상기 제어 장치는 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 전자 제어 유닛은, 변속 전의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 해방측 계합 장치의 해방과 변속 후의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 계합측 계합 장치의 계합을 제어함으로써 상기 유단 변속기에 의해 성립되는 상기 기어 단을 전환하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 유단 변속기의 변속시, 상기 제 2 회전기의 회전 속도의 변화 속도와 상기 엔진의 회전 속도의 변화 속도가 각각의 목표값이 되도록, 상기 엔진의 출력 토오크와, 상기 해방측 계합 장치 및 상기 계합측 계합 장치 중 변속을 진행시키는 측의 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크에 기초하여, 상기 제 1 회전기의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기의 출력 토오크를 제어하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 유단 변속기의 변속시에 상기 축전 장치의 파워의 제한에 의해서 상기 제 1 회전기의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기의 출력 토오크가 제한되는 것이 억제되도록, 상기 엔진의 파워, 상기 차동 기구 및 상기 유단 변속기에 있어서의 변속의 진행에 필요한 파워, 및 상기 축전 장치의 파워에 기초하여, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하도록 구성된다.
상기 구성에 의하면, 유단 변속기의 변속시에 축전 장치의 파워의 제한에 의해서 제 1 회전기의 출력 토오크와 제 2 회전기의 출력 토오크가 제한되는 것이 억제되도록, 엔진의 파워, 차동 기구 및 유단 변속기에 있어서의 변속의 진행에 필요한 파워, 및 축전 장치의 파워에 기초하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크가 설정된다. 이에 의해, 각 파워의 수지(收支) 밸런스가 고려된 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크에 의해 유단 변속기의 변속이 실행된다. 그 결과, 유단 변속기의 변속시에 축전 장치의 파워가 제한되었다고 하더라도 원하는 제 1 회전기의 출력 토오크나 제 2 회전기의 출력 토오크가 얻어지기 쉬워, 엔진의 회전 속도의 변화 속도를 목표값으로 하도록 적절히 제어할 수 있다. 따라서, 축전 장치의 파워의 제한에 관계없이, 차동 기구와 유단 변속기를 합한 변속기 전체의 변속을 적절히 실행할 수 있다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 엔진의 파워와 상기 변속의 진행에 필요한 파워와 상기 축전 장치의 파워와 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워의 수지 밸런스에 있어서, 상기 수지 밸런스가 잡히는지 여부를 판정하도록 구성되어도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 수지 밸런스가 잡히지 않는다고 판단하였을 때에는, 상기 수지 밸런스가 잡히도록 상기 엔진의 파워를 변경하도록 구성되어도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정할 때의 기초가 되는 상기 엔진의 파워로서, 상기 변경된 엔진의 파워를 이용하도록 구성되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 각 파워의 수지 밸런스가 한층 고려된 유단 변속기의 변속이 실행된다. 이에 의해, 변속기 전체의 변속을 한층 적절히 실행할 수 있다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 엔진의 파워, 상기 변속의 진행에 필요한 파워, 및 상기 축전 장치의 파워의 각각의 크기에 따른 복수의 단계를 인수(引數)로 하고, 상기 인수에 따른 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 판독값으로 한 미리 정해진 관계에 기초하여, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하도록 구성되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 각 파워의 수치 자체에 기초하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하는 경우에는 미리 정해진 관계(맵)가 고차원화되어 버려 적합이 복잡한 것이 되는 것에 비하여, 각 파워의 크기에 따른 복수의 단계를 이용한 구분에 의해서 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정함으로써(즉, 인수를 저감함으로써), 미리 정해진 관계를 저차원화하여 적합을 간소화할 수 있다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 유단 변속기의 업시프트 시에, 상기 차동 기구와 상기 유단 변속기가 직렬로 배치된 변속기 전체의 업시프트를 실행하도록 구성되어도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 유단 변속기의 다운시프트 시에, 상기 변속기 전체의 다운시프트가 행해지도록 구성되어도 된다. 상기 유단 변속기의 파워 온 다운시프트에 있어서의 상기 단계의 수는, 상기 유단 변속기의 파워 온 업시프트에 있어서의 상기 단계의 수와 비교하여 많아도 된다.
상기 구성에 의하면, 유단 변속기의 파워 온 업시프트와 비교하여 변속 제어가 어려운 유단 변속기의 파워 온 다운시프트를 적절히 실행할 수 있다. 이와 같이, 변속의 종류에 따라서(예를 들면, 변속 제어의 난이도에 맞추어) 인수를 변경할 수 있으므로, 변속 제어가 용이한 만큼, 보다 적합을 간소화할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양은 하이브리드 차량의 제어 방법이다. 상기 하이브리드 차량은 엔진, 차동 기구, 구동륜, 제 1 회전기, 제 2 회전기, 유단 변속기, 축전 장치, 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 차동 기구는, 상기 엔진이 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 요소와 상기 제 1 회전기가 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 요소와 중간 전달 부재가 연결된 제 3 회전 요소를 갖는다. 상기 제 2 회전기는, 상기 중간 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된다. 상기 유단 변속기는 상기 중간 전달 부재와 상기 구동륜 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성하고, 상기 유단 변속기는 복수의 계합 장치 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서 복수의 기어 단 중 어느 기어 단을 성립시키도록 구성된다. 상기 축전 장치는, 상기 제 1 회전기 및 상기 제 2 회전기의 각각에 대하여 전력을 주고받도록 구성된다. 상기 제어 방법은: 변속 전의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 해방측 계합 장치의 해방과 변속 후의 상기 기어 단을 형성하는 상기 소정의 계합 장치 중 계합측 계합 장치의 계합을 제어함으로써 상기 유단 변속기에 의해 성립되는 상기 기어 단을, 상기 전자 제어 유닛에 의해서 전환하는 것과; 상기 유단 변속기의 변속시, 상기 제 2 회전기의 회전 속도의 변화 속도와 상기 엔진의 회전 속도의 변화 속도가 각각의 목표값이 되도록, 상기 엔진의 출력 토오크와, 상기 해방측 계합 장치 및 상기 계합측 계합 장치 중 변속을 진행시키는 측의 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크에 기초하여, 상기 제 1 회전기의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기의 출력 토오크를, 상기 전자 제어 유닛에 의해서 제어하는 것과; 상기 유단 변속기의 변속시에 상기 축전 장치의 파워의 제한에 의해서 상기 제 1 회전기의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기의 출력 토오크가 제한되는 것이 억제되도록, 상기 엔진의 파워, 상기 차동 기구 및 상기 유단 변속기에 있어서의 변속의 진행에 필요한 파워, 및 상기 축전 장치의 파워에 기초하여, 상기 전자 제어 유닛에 의해서, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하는 것을 포함한다.
상기 구성에 의하면, 전술의 제어 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이고, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차량에 구비된 차량용 구동 장치의 개략 구성을 설명하는 도면임과 함께, 차량에 있어서의 각종 제어를 위한 제어 기능 및 제어 계통의 요부를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에서 예시한 기계식 유단 변속기의 변속 작동과 그것에 이용되는 계합 장치의 작동의 조합과의 관계를 설명하는 작동 도표이다.
도 3은 전기식 무단 변속기와 기계식 유단 변속기에 있어서의 각 회전 요소의 회전 속도의 상대적 관계를 나타내는 공선도이다.
도 4는 복수의 AT 기어 단에 복수의 모의 기어 단을 할당한 기어 단 할당 테이블의 일례를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 3과 동일한 공선도 상에 유단 변속기의 AT 기어 단과 변속기의 모의 기어 단을 예시한 도면이다.
도 6은 복수의 모의 기어 단의 변속 제어에 이용하는 모의 기어 단 변속 맵의 일례를 설명하는 도면이다.
도 7은 유단 변속기의 변속을 동반할 때의 변속기의 모의 유단 변속 제어에 있어서의 파워의 수지의 개념도이다.
도 8은 전자 제어 유닛의 제어 작동의 요부, 즉, 배터리 파워의 제한에 관계없이 변속기 전체의 변속을 적절히 실행하기 위한 제어 작동을 설명하는 플로우차트이다.
회전 부재(예를 들면, 전술의 엔진, 제 1 회전기, 제 2 회전기, 차동 기구의 각 회전 요소, 중간 전달 부재, 유단 변속기의 각 회전 요소 등)의 회전 속도(ω)는 회전 부재의 각(角)속도에 대응하는 것이어도 되고, 또한, 회전 속도(ω)의 변화 속도는 회전 속도(ω)의 시간 변화율, 즉, 시간 미분으로서 회전 부재의 각(角) 가속도(dω/dt)이며, 수학식 중에 있어서는 각 가속도(dω/dt)를
Figure pat00001
로 나타내는 경우도 있다.
이하에, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차량(10)에 구비된 차량용 구동 장치(12)의 개략 구성을 설명하는 도면임과 함께, 차량(10)에 있어서의 각종 제어를 위한 제어 계통의 요부를 설명하는 도면이다. 도 1에 있어서, 차량용 구동 장치(12)는 엔진(14), 전기식 무단 변속기(18)(이하, 무단 변속기(18)라고 함), 기계식 유단 변속기(20)(이하, 유단 변속기(20)라고 함)를 직렬로 구비하고 있다. 무단 변속기(18)는, 차체에 장착되는 비회전 부재로서의 트랜스미션 케이스(16)(이하, 케이스(16)라고 함) 내에 있어서 공통의 축심 상에 배치되어 있고, 엔진(14)에 직접 또는 도시하지 않은 댐퍼 등을 개재하여 간접적으로 연결되어 있다. 유단 변속기(20)는 무단 변속기(18)의 출력측에 연결되어 있다. 또, 차량용 구동 장치(12)는, 유단 변속기(20)의 출력 회전 부재인 출력축(22)에 연결된 차동 기어 장치(24), 차동 기어 장치(24)에 연결된 한 쌍의 차축(26) 등을 구비하고 있다. 차량용 구동 장치(12)에 있어서, 엔진(14)이나 후술하는 제 2 회전기(MG2)로부터 출력되는 동력( 특별히 구별하지 않는 경우에는 토오크나 힘도 동일한 의미)은, 유단 변속기(20)에 전달되고, 그 유단 변속기(20)로부터 차동 기어 장치(24) 등을 거쳐 차량(10)이 구비하는 구동륜(28)에 전달된다. 차량용 구동 장치(12)는, 예를 들면, 차량(10)에 있어서 세로로 놓여지는 FR(프런트 엔진·리어 드라이브)형 차량에 적합하게 이용되는 것이다. 또한, 무단 변속기(18)나 유단 변속기(20) 등은 엔진(14) 등의 회전 축심(상기 공통의 축심)에 대하여 대략 대칭적으로 구성되어 있고, 도 1에서는 그 회전 축심의 아래쪽 절반이 생략되어 있다.
엔진(14)은, 차량(10)의 주행용의 동력원이며, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 내연 기관이다. 이 엔진(14)은, 후술하는 전자 제어 유닛(80)에 의해서 스로틀 밸브 개방도 또는 흡입 공기량, 연료 공급량, 점화 시기 등의 운전 상태가 제어된다. 이에 의해 엔진(14)의 출력 토오크인 엔진 토오크(Te)가 제어된다. 본 실시예에서는, 엔진(14)은 토오크 컨버터나 플루이드 커플링 등의 유체식 전동 장치를 개재하지 않고 무단 변속기(18)에 연결되어 있다.
무단 변속기(18)는, 제 1 회전기(MG1)와, 엔진(14)의 동력을 제 1 회전기(MG1) 및 무단 변속기(18)의 출력 회전 부재인 중간 전달 부재(30)에 기계적으로 분할하는 동력 분할 기구로서의 차동 기구(32)와, 중간 전달 부재(30)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전기(MG2)를 구비하고 있다. 무단 변속기(18)는, 제 1 회전기(MG1)의 운전 상태가 제어됨으로써 차동 기구(32)의 차동 상태가 제어되는 전기식 무단 변속기이다. 제 1 회전기(MG1)는 차동용 회전기(차동용 전동기)에 상당하고, 또한, 제 2 회전기(MG2)는, 동력원으로서 기능하는 전동기로서, 주행 구동용 회전기(주행 구동용 전동기)에 상당한다. 차량(10)은, 주행용의 동력원으로서, 엔진(14) 및 제 2 회전기(MG2)를 구비한 하이브리드 차량이다.
제 1 회전기(MG1) 및 제 2 회전기(MG2)는, 전동기(모터)로서의 기능 및 발전기(제네레이터)로서의 기능을 갖는 회전 전기 기계로서, 소위 모터 제네레이터이다. 제 1 회전기(MG1) 및 제 2 회전기(MG2)는, 각각, 차량(10)에 구비된 인버터(50)를 개재하여, 차량(10)에 구비된 배터리(52)에 접속되어 있고, 후술하는 전자 제어 유닛(80)에 의해서 인버터(50)가 제어됨으로써, 제 1 회전기(MG1) 및 제 2 회전기(MG2)의 각각의 출력 토오크(역행 토오크 또는 회생 토오크)인 MG1 토오크(Tg) 및 MG2 토오크(Tm)가 제어된다. 배터리(52)는, 제 1 회전기(MG1) 및 제 2 회전기(MG2)의 각각에 대하여 전력을 주고받는 축전 장치이다.
차동 기구(32)는, 싱글 피니언형의 유성 기어 장치로 구성되어 있고, 선 기어(S0), 캐리어(CA0) 및 링 기어(R0)를 구비하고 있다. 캐리어(CA0)에는 연결축(34)을 거쳐 엔진(14)이 동력 전달 가능하게 연결되고, 선 기어(S0)에는 제 1 회전기(MG1)가 동력 전달 가능하게 연결되고, 링 기어(R0)에는 제 2 회전기(MG2)가 동력 전달 가능하게 연결되어 있다. 차동 기구(32)에 있어서, 캐리어(CA0)는 입력 요소로서 기능하고, 선 기어(S0)는 반력(反力) 요소로서 기능하고, 링 기어(R0)는 출력 요소로서 기능한다.
유단 변속기(20)는, 중간 전달 부재(30)와 구동륜(28) 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성하는 유단 변속기이다. 중간 전달 부재(30)는, 유단 변속기(20)의 입력 회전 부재로서도 기능한다. 중간 전달 부재(30)에는 제 2 회전기(MG2)가 일체 회전하도록 연결되어 있으므로, 유단 변속기(20)는, 제 2 회전기(MG2)와 구동륜(28) 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성하는 유단 변속기이다. 유단 변속기(20)는, 예를 들면, 제 1 유성 기어 장치(36) 및 제 2 유성 기어 장치(38)의 복수 세트의 유성 기어 장치와, 클러치(C1), 클러치(C2), 브레이크(B1), 브레이크(B2)의 복수의 계합 장치(이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 간단하게 계합 장치(CB)라고 함)를 구비하고 있는, 공지의 유성 기어식의 자동변속기이다.
계합 장치(CB)는, 유압 액추에이터에 의해 가압되는 다판식 또는 단판식의 클러치나 브레이크, 유압 액추에이터에 의해서 조여지는 밴드 브레이크 등에 의해 구성되는, 유압식의 마찰 계합 장치이다. 계합 장치(CB)는, 차량(10)에 구비된 유압 제어 회로(54) 내의 솔레노이드 밸브(SL1-SL4) 등으로부터 각각 출력되는 압력조절된 각 계합 유압(PRcb)에 의해 각각의 토오크 용량(계합 토오크, 클러치 토오크라고도 함)(Tcb)이 변화시켜짐으로써, 각각 작동 상태(계합이나 해방 등의 상태)가 변경된다. 계합 장치(CB)를 미끄러지게 하지 않고(즉, 계합 장치(CB)에 차(差) 회전 속도를 생기게 하지 않고) 중간 전달 부재(30)와 출력축(22) 사이에서 토오크(예를 들면, 유단 변속기(20)에 입력되는 입력 토오크인 AT 입력 토오크(Ti))를 전달하기 위해서는, 그 토오크에 대하여 계합 장치(CB)의 각각에서 담당할 필요가 있는 전달 토오크(계합 전달 토오크, 클러치 전달 토오크라고도 함)분(즉, 계합 장치(CB)의 분담 토오크)이 얻어지는 계합 토오크(Tcb)가 필요하게 된다. 단, 전달 토오크분이 얻어지는 계합 토오크(Tcb)에 있어서는, 계합 토오크(Tcb)를 증가시키더라도 전달 토오크는 증가하지 않는다. 즉, 계합 토오크(Tcb)는, 계합 장치(CB)가 전달할 수 있는 최대의 토오크에 상당하고, 전달 토오크는, 계합 장치(CB)가 실제로 전달하는 토오크에 상당한다. 따라서, 계합 장치(CB)에 차 회전 속도가 생겨 있는 상태에서는, 계합 토오크(Tcb)와 전달 토오크는 동일한 의미이다. 본 실시예에서는, 유단 변속기(20)의 변속 과도(過渡)중에 있어서 차 회전 속도가 생겨 있는 상태(예를 들면, 이너샤 상(相) 중)의 계합 장치(CB)의 전달 토오크를 계합 토오크(Tcb)에 의해 나타낸다(즉, 전달 토오크(Tcb)에 의해 나타낸다). 또한, 계합 토오크(Tcb)(또는 전달 토오크)와 계합 유압(PRcb)은, 예를 들면, 계합 장치(CB)의 패킹(packing)에 필요한 계합 유압(PRcb)을 공급하는 영역을 제외하면, 대략 비례 관계에 있다.
유단 변속기(20)는, 제 1 유성 기어 장치(36) 및 제 2 유성 기어 장치(38)의 각 회전 요소(선 기어(S1, S2), 캐리어(CA1, CA2), 링 기어(R1, R2))가, 직접적으로 또는 계합 장치(CB)나 원웨이 클러치(F1)를 개재하여 간접적(또는 선택적)으로, 일부가 서로 연결되거나, 중간 전달 부재(30), 케이스(16), 또는 출력축(22)에 연결되어 있다.
유단 변속기(20)는, 계합 장치(CB) 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서, 변속비(기어비)(γat)(= AT 입력 회전 속도(ωi) / 출력 회전속도(ωo))가 다른 복수의 변속 단(段)(기어 단) 중 어느 기어 단이 형성된다. 본 실시예에서는, 유단 변속기(20)에 의해 형성되는 기어 단을 AT 기어 단이라고 칭한다. AT 입력 회전 속도(ωi)는, 유단 변속기(20)의 입력 회전 부재의 회전 속도(각속도)인 유단 변속기(20)의 입력 회전 속도로서, 중간 전달 부재(30)의 회전 속도와 동일한 값이며, 또한, 제 2 회전기(MG2)의 회전 속도인 MG2 회전 속도(ωm)와 동일한 값이다. AT 입력 회전 속도(ωi)는, MG2 회전 속도(ωm)에 의해 나타낼 수 있다. 출력 회전 속도(ωo)는, 유단 변속기(20)의 출력 회전 속도인 출력축(22)의 회전 속도로서, 무단 변속기(18)와 유단 변속기(20)를 합한 전체 변속기(40)의 출력 회전 속도이기도 하다.
유단 변속기(20)는, 예를 들면, 도 2의 계합 작동표에 나타낸 바와 같이, 복수의 AT 기어 단으로서, AT 1속 기어 단(도면 내의 「1st」) - AT 4속 기어 단(도면 내의 「4th」)의 4단의 전진용의 AT 기어 단이 형성된다. AT 1속 기어 단의 변속비(γat)가 가장 크고, 고차속측(하이측의 AT 4속 기어 단측)일수록, 변속비(γat)가 작아진다. 도 2의 계합 작동표는, 각 AT 기어 단과 계합 장치(CB)의 각 작동 상태(각 AT 기어 단에 있어서 각각 계합되는 계합 장치인 소정의 계합 장치)와의 관계를 정리한 것이며, 「○」는 계합, 「△」는 엔진 브레이크 시나 유단 변속기(20)의 코스트 다운시프트 시에 계합, 공란은 해방을 각각 나타내고 있다. AT 1속 기어 단을 성립시키는 브레이크(B2)에는 병렬로 원웨이 클러치(F1)가 설치되어 있으므로, 발진시(가속시)에는 브레이크(B2)를 계합시킬 필요는 없다. 유단 변속기(20)의 코스트 다운시프트는, 구동 요구량(예를 들면, 액셀러레이터 개방도(θacc))의 감소나 액셀러레이터 오프(액셀러레이터 개방도(θacc)가 제로 또는 대략 제로)에 의한 감속 주행중의 차속 관련 값(예를 들면, 차속(V))의 저하에 의해서 다운시프트가 판단(요구)된 파워 오프 다운시프트 중에서, 액셀러레이터 오프의 감속 주행 상태인 채로 요구된 다운시프트이다. 또한, 계합 장치(CB)가 모두 해방됨으로써, 유단 변속기(20)는, 어느 기어 단도 형성되지 않은 뉴트럴 상태(즉, 동력 전달을 차단하는 뉴트럴 상태)가 된다.
유단 변속기(20)는, 후술하는 전자 제어 유닛(80)(특히 유단 변속기(20)의 변속 제어를 실행하는 후술하는 AT 변속 제어부(82))에 의해서, 운전자의 액셀러레이터 조작이나 차속(V) 등에 따라서 계합 장치(CB) 중(즉, 변속 전의 AT 기어 단을 형성하는 소정의 계합 장치 중) 해방측 계합 장치의 해방과 계합 장치(CB) 중(즉, 변속 후의 AT 기어 단을 형성하는 소정의 계합 장치 중) 계합측 계합 장치의 계합이 제어됨으로써, 형성되는 AT 기어 단이 전환된다(즉, 복수의 AT 기어 단이 선택적으로 형성된다). 즉, 유단 변속기(20)의 변속 제어에 있어서는, 예를 들면, 계합 장치(CB) 중 어느 것의 바꾸어 잡기에 의해(즉, 계합 장치(CB)의 계합과 해방의 전환에 의해) 변속이 실행되는, 소위 클러치 투 클러치 변속이 실행된다. 예를 들면, AT 2속 기어 단으로부터 AT 1속 기어 단으로의 다운시프트(2 → 1 다운시프트라고 나타냄)에서는, 도 2의 계합 작동표에 나타낸 바와 같이, 해방측 계합 장치가 되는 브레이크(B1)가 해방됨과 함께, 계합측 계합 장치가 되는 브레이크(B2)가 계합시켜진다. 이 때, 브레이크(B1)의 해방 과도 유압이나 브레이크(B2)의 계합 과도 유압이 압력조절 제어된다.
도 3은 무단 변속기(18)와 유단 변속기(20)에 있어서의 각 회전 요소의 회전 속도의 상대적 관계를 나타낸 공선도이다. 도 3에 있어서, 무단 변속기(18)를 구성하는 차동 기구(32)의 3개의 회전 요소에 대응하는 3개의 세로선(Y1, Y2, Y3)은, 좌측부터 순서대로, 제 2 회전 요소(RE2)에 대응하는 선 기어(S0)의 회전 속도를 나타내는 g축이고, 제 1 회전 요소(RE1)에 대응하는 캐리어(CA0)의 회전 속도를 나타내는 e축이고, 제 3 회전 요소(RE3)에 대응하는 링 기어(R0)의 회전 속도(즉, 유단 변속기(20)의 입력 회전 속도)를 나타내는 m축이다. 또, 유단 변속기(20)의 4개의 세로선(Y4, Y5, Y6, Y7)은, 좌측부터 순서대로, 제 4 회전 요소(RE4)에 대응하는 선 기어(S2)의 회전 속도, 제 5 회전 요소(RE5)에 대응하는 서로 연결된 링 기어(R1) 및 캐리어(CA2)의 회전 속도(즉, 출력축(22)의 회전 속도), 제 6 회전 요소(RE6)에 대응하는 서로 연결된 캐리어(CA1) 및 링 기어(R2)의 회전 속도, 제 7 회전 요소(RE7)에 대응하는 선 기어(S1)의 회전 속도를 각각 나타내는 축이다. 세로선(Y1, Y2, Y3)의 상호의 간격은, 차동 기구(32)의 기어비(치차(齒車)비)(ρ0)에 따라서 정해져 있다. 또, 세로선(Y4, Y5, Y6, Y7)의 상호의 간격은, 제 1, 제 2 유성 기어 장치(36, 38)의 각 기어비(ρ1, ρ2)에 따라서 정해져 있다. 공선도의 세로축 간의 관계에 있어서 선 기어와 캐리어 사이가 「1」에 대응하는 간격이 되면 캐리어와 링 기어 사이가 유성 기어 장치의 기어비(ρ)(= 선 기어의 이빨 수(Zs) / 링 기어의 이빨 수(Zr))에 대응하는 간격이 된다.
도 3의 공선도를 이용하여 표현하면, 무단 변속기(18)의 차동 기구(32)에 있어서, 제 1 회전 요소(RE1)에 엔진(14)(도면 내의 「ENG」 참조)이 연결되고, 제 2 회전 요소(RE2)에 제 1 회전기(MG1)(도면 내의 「MG1」 참조)가 연결되고, 중간 전달 부재(30)와 일체 회전하는 제 3 회전 요소(RE3)에 제 2 회전기(MG2)(도면 내의 「MG2」 참조)가 연결되어, 엔진(14)의 회전을 중간 전달 부재(30)를 거쳐 유단 변속기(20)에 전달하도록 구성되어 있다. 무단 변속기(18)에서는, 세로선(Y2)를 가로지르는 각 직선(L0)에 의해, 선 기어(S0)의 회전 속도와 링 기어(R0)의 회전 속도와의 관계가 나타내어진다.
또, 유단 변속기(20)에 있어서, 제 4 회전 요소(RE4)는 클러치(C1)를 개재하여 중간 전달 부재(30)에 선택적으로 연결되고, 제 5 회전 요소(RE5)는 출력축(22)에 연결되고, 제 6 회전 요소(RE6)는 클러치(C2)를 개재하여 중간 전달 부재(30)에 선택적으로 연결됨과 함께 브레이크(B2)를 개재하여 케이스(16)에 선택적으로 연결되고, 제 7 회전 요소(RE7)는 브레이크(B1)를 개재하여 케이스(16)에 선택적으로 연결되어 있다. 유단 변속기(20)에서는, 계합 장치(CB)의 계합 해방 제어에 의해서 세로선(Y5)를 가로지르는 각 직선(L1, L2, L3, L4)에 의해, 출력축(22)에 있어서의 「1st」, 「2nd」, 「3rd」, 「4th」의 각 회전 속도가 나타내어진다.
도 3 내의 실선으로 나타낸, 직선(L0) 및 직선(L1, L2, L3, L4)은, 적어도 엔진(14)을 동력원으로서 주행하는 엔진 주행이 가능한 하이브리드 주행 모드에서의 전진 주행에 있어서의 각 회전 요소의 상대 속도를 나타내고 있다. 이 하이브리드 주행 모드에서는, 차동 기구(32)에 있어서, 캐리어(CA0)에 입력되는 엔진 토오크(Te)에 대하여, 제 1 회전기(MG1)에 의한 부(負) 토오크인 반력 토오크가 정회전에 의해 선 기어(S0)에 입력되면, 링 기어(R0)에는 정회전에 의해 정(正) 토오크가 되는 엔진 직달(直達) 토오크(Td)(= Te / ( 1 + ρ) = -( 1 / ρ) × Tg)가 나타내어진다. 그리고, 요구 구동력에 따라서, 엔진 직달 토오크(Td)와 MG2 토오크(Tm)의 합산 토오크가 차량(10)의 전진 방향의 구동 토오크로서, AT 1속 기어 단 - AT 4속 기어 단 중 어느 AT 기어 단이 형성된 유단 변속기(20)를 개재하여 구동륜(28)에 전달된다. 이 때, 제 1 회전기(MG1)는 정회전에 의해 부 토오크를 발생하는 발전기로서 기능한다. 제 1 회전기(MG1)의 발전 전력(Wg)은, 배터리(52)에 충전되거나 제 2 회전기(MG2)에 의해 소비된다. 제 2 회전기(MG2)는, 발전 전력(Wg)의 전부 또는 일부를 이용하여, 또는 발전 전력(Wg)에 추가하여 배터리(52)로부터의 전력을 이용하여, MG2 토오크(Tm)를 출력한다.
도 3에 도시하고 있지는 않지만, 엔진(14)을 정지시킴과 함께 제 2 회전기(MG2)를 동력원으로서 주행하는 모터 주행이 가능한 모터 주행 모드에서의 공선도에서는, 차동 기구(32)에 있어서, 캐리어(CA0)는 제로 회전이 되고, 링 기어(R0)에는 정회전에 의해 정 토오크가 되는 MG2 토오크(Tm)가 입력된다. 이 때, 선 기어(S0)에 연결된 제 1 회전기(MG1)는, 무부하 상태가 되어 부회전에 의해 공전시켜진다. 즉, 모터 주행 모드에서는, 엔진(14)은 구동되지 않고, 엔진(14)의 회전 속도인 엔진 회전 속도(ωe)는 제로가 되고, MG2 토오크(Tm)(여기서는 정회전의 역행 토오크)가 차량(10)의 전진 방향의 구동 토오크로서, AT 1속 기어 단 - AT 4속 기어 단 중 어느 AT 기어 단이 형성된 유단 변속기(20)를 개재하여 구동륜(28)에 전달된다. 또, 차량(10)의 후진 주행에서는, 예를 들면, 모터 주행 모드에 있어서, 링 기어(R0)에는 부회전에 의해 부 토오크가 되는 MG2 토오크(Tm)가 입력되고, 그 MG2 토오크(Tm)가 차량(10)의 후진 방향의 구동 토오크로서, 전진용의 AT 1속 기어 단이 형성된 유단 변속기(20)를 개재하여 구동륜(28)에 전달된다.
차량용 구동 장치(12)에서는, 엔진(14)이 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 요소(RE1)로서의 캐리어(CA0)와 제 1 회전기(MG1)가 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 요소(RE2)로서의 선 기어(S0)와 중간 전달 부재(30)가 연결된(관점을 바꾸면 제 2 회전기(MG2)가 동력 전달 가능하게 연결된) 제 3 회전 요소(RE3)로서의 링 기어(R0)의 3개의 회전 요소를 갖는 차동 기구(32)를 구비하여, 제 1 회전기(MG1)의 운전 상태가 제어됨으로써 차동 기구(32)의 차동 상태가 제어되는 전기식 변속 기구(전기식 차동 기구)로서의 무단 변속기(18)가 구성된다. 즉, 엔진(14)이 동력 전달 가능하게 연결된 차동 기구(32)와 차동 기구(32)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전기(MG1)를 갖고, 제 1 회전기(MG1)의 운전 상태가 제어됨으로써 차동 기구(32)의 차동 상태가 제어되는 무단 변속기(18)가 구성된다. 무단 변속기(18)는, 중간 전달 부재(30)의 회전 속도인 MG2 회전 속도(ωm)에 대한 연결축(34)의 회전 속도(즉, 엔진 회전 속도(ωe))의 변속비(γ0)(= ωe / ωm)가 변화시켜지는 전기적인 무단 변속기로서 작동시켜진다.
예를 들면, 하이브리드 주행 모드에 있어서는, 유단 변속기(20)에 의해 AT 기어 단이 형성됨으로써 구동륜(28)의 회전에 구속되는 링 기어(R0)의 회전 속도에 대하여, 제 1 회전기(MG1)의 회전 속도를 제어함으로써 선 기어(S0)의 회전 속도가 상승 또는 하강시켜지면, 캐리어(CA0)의 회전 속도(즉, 엔진 회전 속도(ωe))가 상승 또는 하강시켜진다. 따라서, 엔진 주행에서는, 엔진(14)을 효율이 좋은 운전점에서 작동시키는 것이 가능하다. 즉, AT 기어 단이 형성된 유단 변속기(20)와 무단 변속기로서 작동시켜지는 무단 변속기(18)에 의해, 무단 변속기(18)(차동 기구(32)도 동일한 의미)와 유단 변속기(20)가 직렬로 배치된 변속기(40) 전체로서 무단 변속기를 구성할 수 있다.
또는, 무단 변속기(18)를 유단 변속기와 같이 변속시키는 것도 가능하므로, AT 기어 단이 형성되는 유단 변속기(20)와 유단 변속기와 같이 변속시키는 무단 변속기(18)에 의해, 변속기(40) 전체로서 유단 변속기와 같이 변속시킬 수 있다. 즉, 변속기(40)에 있어서, 출력 회전 속도(ωo)에 대한 엔진 회전 속도(ωe)의 변속비(γt)(= ωe / ωo)가 다른 복수의 기어 단(모의 기어 단이라고 칭함)을 선택적으로 성립시키도록, 유단 변속기(20)와 무단 변속기(18)를 제어하는 것이 가능하다. 변속비(γt)는, 직렬로 배치된, 무단 변속기(18)와 유단 변속기(20)에 의해 형성되는 토털 변속비로서, 무단 변속기(18)의 변속비(γ0)와 유단 변속기(20)의 변속비(γat)를 승산한 값(γt = γ0 × γat)이 된다.
모의 기어 단은, 예를 들면, 유단 변속기(20)의 각 AT 기어 단과 1 또는 복수 종류의 무단 변속기(18)의 변속비(γ0)와의 조합에 의해서, 유단 변속기(20)의 각 AT 기어 단에 대하여 각각 1 또는 복수 종류를 성립시키도록 할당된다. 예를 들면, 도 4는 기어 단 할당(기어 단 배정) 테이블의 일례이며, AT 1속 기어 단에 대하여 모의 1속 기어 단 - 모의 3속 기어 단이 성립시켜지고, AT 2속 기어 단에 대하여 모의 4속 기어 단 - 모의 6속 기어 단이 성립시켜지고, AT 3속 기어 단에 대하여 모의 7속 기어 단 - 모의 9속 기어 단이 성립시켜지고, AT 4속 기어 단에 대하여 모의 10속 기어 단이 성립시켜지도록 미리 정해져 있다.
도 5는 도 3과 동일한 공선도 상에 유단 변속기(20)의 AT 기어 단과 변속기(40)의 모의 기어 단을 예시한 도면이다. 도 5에 있어서, 실선은, 유단 변속기(20)가 AT 2속 기어 단일 때에, 모의 4속 기어 단 - 모의 6속 기어단이 성립시켜지는 경우를 예시한 것이다. 변속기(40)에서는, 출력 회전 속도(ωo)에 대하여 소정의 변속비(γt)를 실현하는 엔진 회전 속도(ωe)가 되도록 무단 변속기(18)가 제어됨으로써, 어떤 AT 기어 단에 있어서 다른 모의 기어 단이 성립시켜진다. 또, 파선은, 유단 변속기(20)가 AT 3속 기어 단일 때에, 모의 7속 기어 단이 성립시켜지는 경우를 예시한 것이다. 변속기(40)에서는, AT 기어 단의 전환에 맞추어 무단 변속기(18)가 제어됨으로써, 모의 기어 단이 전환된다.
도 1로 되돌아가서, 차량(10)은, 추가로, 엔진(14), 무단 변속기(18), 및 유단 변속기(20) 등의 제어에 관련되는 차량(10)의 제어 장치를 포함하는 컨트롤러로서의 전자 제어 유닛(80)을 구비하고 있다. 따라서, 도 1은 전자 제어 유닛(80)의 입출력 계통을 나타내는 도면이고, 또한, 전자 제어 유닛(80)에 의한 제어 기능의 요부를 설명하는 기능 블록 선도이다. 전자 제어 유닛(80)은, 예를 들면 CPU, RAM, ROM, 입출력 인터페이스 등을 구비한 소위 마이크로 컴퓨터를 포함하여 구성되어 있고, CPU는 RAM의 일시 기억 기능을 이용하면서 미리 ROM에 기억된 프로그램에 따라서 신호 처리를 행함으로써 차량(10)의 각종 제어를 실행한다. 전자 제어 유닛(80)은, 필요에 따라서 엔진 제어용, 변속 제어용 등으로 나누어 구성된다.
전자 제어 유닛(80)에는, 차량(10)에 구비된 각종 센서 등(예를 들면, 엔진 회전 속도 센서(60), MG1 회전 속도 센서(62), MG2 회전 속도 센서(64), 출력 회전 속도 센서(66), 액셀러레이터 개방도 센서(68), 스로틀 밸브 개방도 센서(70), G 센서(72), 시프트 포지션 센서(74), 배터리 센서(76) 등)에 의한 검출값에 기초하는 각종 신호 등(예를 들면, 엔진 회전 속도(ωe), 제 1 회전기(MG1)의 회전 속도인 MG1 회전속도(ωg), AT 입력 회전 속도(ωi)인 MG2 회전 속도(ωm), 차속(V)에 대응하는 출력 회전 속도(ωo), 운전자의 가속 조작의 크기를 나타내는 운전자의 가속 조작량(즉, 액셀러레이터 페달의 조작량)인 액셀러레이터 개방도(θacc), 전자 스로틀 밸브의 개방도인 스로틀 밸브 개방도(θth), 차량(10)의 전후 가속도(G), 차량(10)에 구비된 시프트 조작 부재로서의 시프트 레버(56)의 조작 위치(조작 포지션)(POSsh), 배터리(52)의 배터리 온도(THbat)나 배터리 충방전 전류(Ibat)나 배터리 전압(Vbat) 등)이 각각 공급된다. 또한, 전자 제어 유닛(80)으로부터는, 차량(10)에 구비된 각 장치(예를 들면, 스로틀 액추에이터나 연료 분사 장치나 점화 장치 등의 엔진 제어 장치(58), 인버터(50), 유압 제어 회로(54) 등)에 각종 지령 신호(예를 들면, 엔진(14)을 제어하기 위한 엔진 제어 지령 신호(Se), 제 1 회전기(MG1) 및 제 2 회전기(MG2)를 제어하기 위한 회전기 제어 지령 신호(Smg), 계합 장치(CB)의 작동 상태를 제어하기 위한(즉, 유단 변속기(20)의 변속을 제어하기 위한) 유압 제어 지령 신호(Sat) 등)이 각각 출력된다. 이 유압 제어 지령 신호(Sat)는, 예를 들면, 계합 장치(CB)의 각각의 유압 액추에이터에 공급되는 각 계합 유압(PRcb)을 압력조절하는 각 솔레노이트 밸브(SL1-SL4) 등을 구동하기 위한 지령 신호(구동 전류)이며, 유압 제어 회로(54)에 출력된다. 또한, 전자 제어 유닛(80)은, 계합 장치(CB)의 목적으로 하는 계합 토오크(Tcb)를 얻기 위한, 각 유압 액추에이터에 공급되는 각 계합 유압(PRcb)의 값에 대응하는 유압 지령값(지시압이라고도 함)을 설정하고, 그 유압 지령값에 따른 구동 전류를 출력한다. 또, 전자 제어 유닛(80)은, 예를 들면, 배터리 충방전 전류(Ibat) 및 배터리 전압(Vbat) 등에 기초하여 배터리(52)의 충전 상태(충전 용량)(SOC)를 산출한다.
전자 제어 유닛(80)은, 차량(10)에 있어서의 각종 제어를 실현하기 위하여, 변속 제어 수단으로서의 AT 변속 제어 수단, 즉, 변속 제어부로서의 AT 변속 제어부(82), 및 하이브리드 제어 수단, 즉, 하이브리드 제어부(84)를 구비하고 있다.
AT 변속 제어부(82)는, 미리 실험적으로 또는 설계적으로 구해져서 기억된(즉, 미리 정해진) 관계(예를 들면, AT 기어 단 변속 맵)를 이용하여 유단 변속기(20)의 변속 판단을 행하고, 필요에 따라서 유단 변속기(20)의 변속 제어를 실행하여 유단 변속기(20)의 AT 기어 단을 자동적으로 전환하도록, 솔레노이드 밸브(SL1-SL4)에 의해 계합 장치(CB)의 계합 해방 상태를 전환하기 위한 유압 제어 지령 신호(Sat)를 유압 제어 회로(54)에 출력한다. 상기 AT 기어 단 변속 맵은, 예를 들면, 출력 회전 속도(ωo)(여기서는 차속(V) 등도 동일한 의미) 및 액셀러레이터 개방도(θacc)(여기서는 요구 구동 토오크(Tdem)나 스로틀 밸브 개방도(θth) 등도 동일한 의미)를 변수로 하는 이차원 좌표 상에, 유단 변속기(20)의 변속이 판단되기 위한 변속선(업시프트 선 및 다운시프트 선)을 갖는 소정의 관계이다.
하이브리드 제어부(84)는, 엔진(14)의 작동을 제어하는 엔진 제어 수단, 즉, 엔진 제어부로서의 기능과, 인버터(50)를 개재하여 제 1 회전기(MG1) 및 제 2 회전기(MG2)의 작동을 제어하는 회전기 제어 수단, 즉, 회전기 제어부로서의 기능을 포함하고 있다. 하이브리드 제어부(84)는, 그들 제어 기능에 의해 엔진(14), 제 1 회전기(MG1), 및 제 2 회전기(MG2)에 의한 하이브리드 구동 제어 등을 실행한다. 하이브리드 제어부(84)는, 미리 정해진 관계(예를 들면, 구동력 맵)에 액셀러레이터 개방도(θacc) 및 차속(V)을 적용함으로써 요구 구동 파워(Pdem)(관점을 바꾸면, 그 때의 차속(V)에 있어서의 요구 구동 토오크(Tdem))를 산출한다. 하이브리드 제어부(84)는, 요구 구동 파워(Pdem)를 실현하도록, 엔진(14), 제 1 회전기(MG1), 및 제 2 회전기(MG2)를 제어하는 지령 신호(엔진 제어 지령 신호(Se) 및 회전기 제어 지령 신호(Smg))를 출력한다. 엔진 제어 지령 신호(Se)는, 예를 들면, 그 때의 엔진 회전 속도(ωe)에 있어서의 엔진 토오크(Te)를 출력하는 엔진(14)의 파워인 엔진 파워(Pe)의 지령값이다. 회전기 제어 지령 신호(Smg)는, 예를 들면, 엔진 토오크(Te)의 반력 토오크(그 때의 MG1 회전 속도(ωg)에 있어서의 MG1 토오크(Tg))를 출력하는 제 1 회전기(MG1)의 발전 전력(Wg)의 지령값이며, 또, 그 때의 MG2 회전 속도(ωm)에 있어서의 MG2 토오크(Tm)를 출력하는 제 2 회전기(MG2)의 소비 전력(Wm)의 지령값이다.
하이브리드 제어부(84)는, 예를 들면, 무단 변속기(18)를 무단 변속기로서 작동시켜 변속기(40) 전체로서 무단 변속기로서 작동시키는 경우, 엔진 최적 연비점 등을 고려하여, 요구 구동 파워(Pdem)를 실현하는 엔진 파워(Pe)가 얻어지는 엔진 회전 속도(ωe)와 엔진 토오크(Te)가 되도록, 엔진(14)을 제어함과 함께 제 1 회전기(MG1)의 발전 전력(Wg)을 제어함으로써, 무단 변속기(18)의 무단 변속 제어를 실행하여 무단 변속기(18)의 변속비(γ0)를 변화시킨다. 이 제어의 결과로서, 무단 변속기로서 작동시키는 경우의 변속기(40)의 변속비(γt)가 제어된다.
하이브리드 제어부(84)는, 예를 들면, 무단 변속기(18)를 유단 변속기와 같이 변속시켜 변속기(40) 전체로서 유단 변속기와 같이 변속시키는 경우, 미리 정해진 관계(예를 들면, 모의 기어 단 변속 맵)를 이용하여 변속기(40)의 변속 판단을 행하고, AT 변속 제어부(82)에 의한 유단 변속기(20)의 AT 기어 단의 변속 제어와 협조하여, 복수의 모의 기어 단을 선택적으로 성립시키도록 무단 변속기(18)의 변속 제어를 실행한다. 복수의 모의 기어 단은, 각각의 변속비(γt)를 유지할 수 있도록 출력 회전 속도(ωo)에 따라서 제 1 회전기(MG1)에 의해 엔진 회전 속도(ωe)를 제어함으로써 성립시킬 수 있다. 각 모의 기어 단의 변속비(γt)는, 출력 회전 속도(ωo)의 전역에 걸쳐서 반드시 일정값일 필요는 없고, 소정 범위에서 변화시켜도 되고, 각 부분의 회전 속도의 상한이나 하한 등에 의해서 제한이 가해져도 된다.
상기 모의 기어 단 변속 맵은, AT 기어 단 변속 맵과 마찬가지로 출력 회전 속도(ωo) 및 액셀러레이터 개방도(θacc)를 파라미터로 하여 미리 정해져 있다. 도 6은 모의 기어 단 변속 맵의 일례로서, 실선은 업시프트 선이고, 파선은 다운시프트 선이다. 모의 기어 단 변속 맵에 따라서 모의 기어 단이 전환됨으로써, 무단 변속기(18)와 유단 변속기(20)가 직렬로 배치된 변속기(40) 전체로서 유단 변속기와 동일한 변속감이 얻어진다. 변속기(40) 전체로서 유단 변속기와 같이 변속시키는 모의 유단 변속 제어는, 예를 들면, 운전자에 의해서 스포츠 주행 모드 등의 주행 성능 중시의 주행 모드가 선택된 경우나 요구 구동 토오크(Tdem)가 비교적 큰 경우에, 변속기(40) 전체로서 무단 변속기로서 작동시키는 무단 변속 제어에 우선하여 실행하는 것만이어도 되지만, 소정의 실행 제한시를 제외하고 기본적으로 모의 유단 변속 제어가 실행되어도 된다.
하이브리드 제어부(84)에 의한 모의 유단 변속 제어와, AT 변속 제어부(82)에 의한 유단 변속기(20)의 변속 제어는, 협조하여 실행된다. 본 실시예에서는, AT 1속 기어 단 - AT 4속 기어 단의 4종류의 AT 기어 단에 대하여, 모의 1속 기어 단 - 모의 10속 기어 단의 10종류의 모의 기어 단이 할당되어 있다. 이와 같은 것 때문에, 모의 3속 기어 단과 모의 4속 기어 단 사이에서의 변속(모의 3 ⇔ 4 변속이라고 나타냄)이 행해질 때에 AT 1속 기어 단과 AT 2속 기어 단 사이에서의 변속(AT 1 ⇔ 2 변속이라고 나타냄)이 행해지고, 또한, 모의 6 ⇔ 7 변속이 행해질 때에 AT 2 ⇔ 3 변속이 행해지고, 또한, 모의 9 ⇔ 10 변속이 행해질 때에 AT 3 ⇔ 4 변속이 행해진다(도 4 참조). 그 때문에, 모의 기어 단의 변속 타이밍과 동일한 타이밍에 AT 기어 단의 변속이 행해지도록, AT 기어 단 변속 맵이 정해져 있다. 구체적으로는, 도 6에 있어서의 모의 기어 단의 「3 → 4」, 「6 → 7」, 「9 → 10」의 각 업시프트 선은, AT 기어 단 변속 맵의 「1 → 2」, 「2 → 3」, 「3 → 4」의 각 업시프트 선과 일치하고 있다(도 6 내에 기재한 「AT 1 → 2」 등 참조). 또, 도 6에 있어서의 모의 기어 단의 「3 ← 4」, 「6 ← 7」, 「9 ← 10」의 각 다운시프트 선은, AT 기어 단 변속 맵의 「1 ← 2」, 「2 ← 3」, 「3 ← 4」의 각 다운시프트 선과 일치하고 있다(도 6 내에 기재한 「AT 1 ← 2」 등 참조). 또는, 도 6의 모의 기어 단 변속 맵에 의한 모의 기어 단의 변속 판단에 기초하여, AT 기어 단의 변속 지령을 AT 변속 제어부(82)에 대하여 출력하도록 해도 된다. 이와 같이, 유단 변속기(20)의 업시프트 시에는, 변속기(40) 전체의 업시프트가 행해지는 한편으로, 유단 변속기(20)의 다운시프트 시에는, 변속기(40) 전체의 다운시프트가 행해진다. AT 변속 제어부(82)는, 유단 변속기(20)의 AT 기어 단의 전환을, 모의 기어 단이 전환될 때에 행한다. 모의 기어 단의 변속 타이밍과 동일한 타이밍에 AT 기어 단의 변속이 행해지기 때문에, 엔진 회전 속도(ωe)의 변화를 수반하여 유단 변속기(20)의 변속이 행해지게 되고, 그 유단 변속기(20)의 변속에 따른 쇼크가 있더라도 운전자에게 위화감을 주기 어렵게 된다.
하이브리드 제어부(84)는, 주행 모드로서, 모터 주행 모드 또는 하이브리드 주행 모드를 주행 상태에 따라서 선택적으로 성립시킨다. 예를 들면, 하이브리드 제어부(84)는, 요구 구동 파워(Pdem)가 미리 정해진 역치보다 작은 모터 주행 영역에 있는 경우에는, 모터 주행 모드를 성립시키는 한편으로, 요구 구동 파워(Pdem)가 미리 정해진 역치 이상이 되는 엔진 주행 영역에 있는 경우에는, 하이브리드 주행 모드를 성립시킨다. 또, 하이브리드 제어부(84)는, 요구 구동 파워(Pdem)가 모터 주행 영역에 있는 때이더라도, 배터리(52)의 충전 용량(SOC)이 미리 정해진 역치 미만이 되는 경우에는, 하이브리드 주행 모드를 성립시킨다.
여기서, 유단 변속기(20)의 변속을 동반할 때의 변속기(40)의 모의 유단 변속 제어에 대하여 상세하게 서술한다. 하이브리드 제어부(84)는, AT 변속 제어부(82)에 의한 유단 변속기(20)의 변속시(특히 변속 과도에 있어서의 이너샤 상 중에 있어서), MG2 회전 속도(ωm)의 변화 속도인 MG2 각가속도(dωm/dt)와 엔진 회전 속도(ωe)의 변화 속도인 엔진 각가속도(dωe/dt)가 각각의 목표값이 되도록, 엔진 토오크(Te)와, 유단 변속기(20)에 있어서의 해방측 계합 장치 및 계합측 계합 장치 중 변속을 진행시키는 측의 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)에 기초하여, MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)를 제어한다.
유단 변속기(20)의 변속 제어에 있어서는, 파워 온 업시프트, 파워 오프 업시프트, 파워 온 다운시프트, 및 파워 오프 다운시프트와 같은 여러 가지 변속 패턴(변속 양식)이 있다. 파워 온에서의 변속은, 예를 들면, 액셀러레이터 개방도(θacc)의 증대나 액셀러레이터 온이 유지된 상태에서의 차속(V)의 상승에 의해서 판단된 변속이며, 파워 오프에서의 변속은, 예를 들면, 액셀러레이터 개방도(θacc)의 감소나 액셀러레이터 오프가 유지된 상태에서의 차속(V)의 저하에 의해서 판단된 변속이다. 가령 변속 중에 해방측 계합 장치 및 계합측 계합 장치의 어느 것에도 전달 토오크(Tcb)를 발생시키지 않는 상태로 하면, 파워 온에서는 AT 입력 회전 속도(ωi)는 자연스럽게 상승시켜지는 한편으로, 파워 오프에서는 AT 입력 회전 속도(ωi)는 자연스럽게 저하시켜진다. 그 때문에, 자연스럽게는 AT 입력 회전 속도(ωi)를 변속 후의 동기 회전 속도(ωisyca)(= ωo × 변속 후의 변속비(γata))를 향하여 변화시켜지지 않는, 파워 온 업시프트나 파워 오프 다운시프트에서는, 변속 후의 AT 기어 단을 형성하는 계합측 계합 장치에 전달 토오크(Tcb)를 발생시킴으로써 변속을 진행시키는 것이 바람직하다. 한편으로, 자연스럽게 AT 입력 회전 속도(ωi)를 변속 후의 동기 회전 속도(ωisyca)를 향하여 변화시켜지는, 파워 오프 업시프트나 파워 온 다운시프트에서는, 변속 전의 AT 기어 단을 형성하는 해방측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 저하시킴으로써 변속을 진행시키는 것이 바람직하다. 따라서, 파워 온 업시프트나 파워 오프 다운시프트에 있어서의 변속 진행측 계합 장치는 계합측 계합 장치인 한편으로, 파워 오프 업시프트나 파워 온 다운시프트에 있어서의 변속 진행측 계합 장치는 해방측 계합 장치이다.
구체적으로는, 하이브리드 제어부(84)는, 미리 정해진 다음 식 (1)을 이용하여, MG2 각가속도(dωm/dt)와 엔진 각가속도(dωe/dt)의 각각의 목표값, 엔진 토오크(Te), 및 AT 전달 토오크(Tat)에 기초하여, MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)를 산출한다. 하이브리드 제어부(84)는, 산출한 MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)가 각각 얻어지기 위한 각 회전기 제어 지령 신호(Smg)를 인버터(50)에 출력한다. 다음 식 (1)은, 예를 들면, 무단 변속기(18)에 있어서의 g축, e축, 및 m축(도 3 참조)의 각 축마다에 있어서 성립하는, 관성(이너샤), 각가속도, 및 축 상의 토오크로 나타내어지는 운동 방정식과, 무단 변속기(18)가 2 자유도(즉, 각 축 중 2개의 축의 각 회전 속도가 결정되면 나머지 1개의 축의 회전 속도가 결정된다는 2 자유도)인 것에 의해 규정되는 상호간의 관계식에 기초하여, 도출된 식이다. 따라서, 다음 식 (1) 중의 2×2의 각 행렬에 있어서의 각 값 a11, …, b11, …, c22는, 각각, 무단 변속기(18)를 구성하는 각 회전 부재의 관성이나 차동 기구(32)의 기어비(ρ0) 등의 조합에 의해 구성된 값으로 되어 있다.
Figure pat00002
상기 식 (1) 중의 MG2 각가속도(dωm/dt)와 엔진 각가속도(dωe/dt)의 각각의 목표값은, 예를 들면, 유단 변속기(20)의 변속이 여러 가지 변속 패턴 중 어느 변속 패턴인지, 어느 AT 기어 단 사이에서의 변속인지, 및 어느 모의 기어 단 사이에서의 변속인지 등에 의해서 미리 정해져 있다. 또, 상기 식 (1) 중의 엔진 토오크(Te)는, 예를 들면, 요구 구동 파워(Pdem)를 실현하는 엔진 파워(Pe)가 얻어지는, 그 때의 엔진 회전 속도(ωe)에 있어서의 엔진 토오크(Te)이다.
또, 상기 식 (1) 중의 AT 전달 토오크(Tat)는, 유단 변속기(20)의 변속시에 계합 장치(CB)의 각각에서 담당할 필요가 있는 각 전달 토오크를 중간 전달 부재(30)(즉, m축 상)에 환산한 각 환산값의 합산값(즉, 유단 변속기(20)가 전달하는 전달 토오크를 중간 전달 부재(30) 상에 환산한 값)이다. 상기 식 (1)은 유단 변속기(20)의 변속을 진행시킬 때의 모델식이므로, 본 실시예에서는, 상기 식 (1) 중의 AT 전달 토오크(Tat)를 편의상, 변속을 진행시키는 주체가 되는 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)로 한다. 상기 식 (1)에 있어서, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)의 값으로서는 피드 포워드 값이 주어진다. 그 때문에, 전자 제어 유닛(80)은, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정하는, 전달 토오크 설정 수단, 즉, 전달 토오크 설정부(86)를 더 구비하고 있다.
전달 토오크 설정부(86)에 의한 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)의 설정에서는, 유단 변속기(20)의 변속 쇼크나 변속 시간 등의 밸런스를 잡도록, 유단 변속기(20)의 변속 패턴이나 어느 AT 기어 단 사이에서의 변속인지 등의 다른 변속의 종류마다 미리 정해진 관계를 이용하여, 요구 구동 파워(Pdem)를 실현하는 엔진 파워(Pe)에 기초하는 AT 입력 토오크(Ti)에 따른 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)의 값을 설정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 변속시에 배터리(52)의 파워인 배터리 파워(Pbat)가 작으면, 그 배터리 파워(Pbat)의 제한에 의해서, MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)를, 배터리 파워(Pbat)가 고려되어 있지 않은 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)에 기초하여 상기 식 (1)을 이용하여 산출한 값대로 출력하기가 어렵게 되어, MG2 각가속도(dωm/dt)와 엔진 각가속도(dωe/dt)를 각각의 목표값으로 하도록 적절히 제어할 수 없을 가능성이 있다. 특히, 변속기(40)에서는, 유단 변속기(20)의 변속 제어와는 독립적으로 엔진 회전 속도(ωe)의 제어를 행할 수 있으므로(즉, 유단 변속기(20)의 변속 제어만으로는 엔진 회전 속도(ωe)를 제어할 수 없으므로), 엔진 각가속도(dωe/dt)를 목표값으로 하도록 적절히 제어할 수 없을 가능성이 있다.
그래서, 전달 토오크 설정부(86)는, 배터리 파워(Pbat)를 고려하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정한다. 배터리(52)는 파워(전력) 차원에서 제어되므로, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 파워의 관점에서 설정한다.
구체적으로는, 전달 토오크 설정부(86)는, 유단 변속기(20)의 변속시에 배터리 파워(Pbat)의 제한에 의해서 MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)가 제한되는 것이 억제되도록, 엔진 파워(Pe), 무단 변속기(18)(차동 기구(32)) 및 유단 변속기(20)에 있어서의 변속의 진행에 필요한 파워(Pina)(이하, 변속 진행 파워(Pina)라고 함), 및 배터리 파워(Pbat)에 기초하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정한다. 변속 진행 파워(Pina)는, 중간 전달 부재(30)나 엔진(14) 등이 변속시에 회전 변화할 때에 필요한 파워로서, 무단 변속기(18) 및 유단 변속기(20)에 있어서의 회전 에너지 변화율에 따른 회전 변화 파워이다.
도 7은 유단 변속기(20)의 변속을 동반할 때의 변속기(40)의 모의 유단 변속 제어에 있어서의 파워의 수지의 개념도이다. 도 7에 있어서, 차량 구동 파워(Pv)와 내부 로스 파워(Ploss)를 합한 파워는, 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)이다. 배터리 파워(Pbat)는, 배터리(52)의 사용 가능한 배터리 파워(Pbat)로서, 배터리(52)의 입력 전력의 제한을 규정하는 충전 가능 전력(입력 가능 전력)(Win), 및 배터리(52)의 출력 전력의 제한을 규정하는 방전 가능 전력(출력 가능 전력)(Wout)인, 충방전 가능 전력(Win, Wout)이다. 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정할 때의 기본적인 사고방식으로서는, 도 7에 나타낸 바와 같은 파워의 수지 밸런스가 잡히도록 하는 것이다. 전달 토오크 설정부(86)는, 다음 식 (2)에 나타낸 바와 같은 변속기(40)의 모의 유단 변속 제어시의 파워의 관계가 성립하도록(즉, 파워의 수지 밸런스가 잡히도록), 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)에 기초하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)가 얻어지는 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정한다. 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)는 차속(V)에 비례한다. 변속 중에는 차속(V)이 거의 변화되지 않기 때문에, 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)의 크기와 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)의 크기는 대략 비례한다. 따라서, 차속(V)을 파라미터로 하여 미리 정해진 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)와 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)의 관계(맵)을 이용하여, 차속(V) 및 그 전달 파워(Pcb)에 기초하여 그 전달 토오크(Tcb)가 설정되어도 된다. 또한, 다음 식 (2) 중의 배터리 파워(Pbat)는, 배터리(52)의 방전측(전력공급측)을 양의 값으로 하고 있다.
Figure pat00003
전술한 바와 같이, 상기 식 (2)를 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정해도 되지만, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)와, 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)(또는 전달 토오크(Tcb))의 미리 정해진 관계(맵)를 이용하여, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)의 각 파워의 수치 자체에 기초하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정해도 된다. 단, 각 파워의 수치 자체에 기초하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정하는 경우, 각 파워의 취할 수 있는 상태 수가 많아, 맵이 고차원화되어 버려 적합이 복잡한 것이 된다.
이에 비하여, 본 실시예에서는, 미리 정해진 관계(맵)를 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정하는 경우에, 맵을 저차원화하여 적합을 간소화하는 수법을 제안한다. 이 수법에서는, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)를 각각의 크기에 따른 복수의 단계(레벨이라고도 함)로 분류한다. 복수의 레벨은, 예를 들면, 미리 정해진 역치에 의해서 구분한 대, 중, 소의 3개의 레벨 또는 대, 소의 2개의 레벨 등이다. 각 파워의 레벨의 조합과, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 대응지은 관계(맵)를 미리 정하고, 그 맵을 이용하여, 실제의 각 파워를 분류한 레벨의 조합에 기초하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정한다. 즉, 전달 토오크 설정부(86)는, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)의 각각의 크기에 따른 복수의 레벨을 인수로 하고, 그 인수에 따른 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 판독값으로 하여 미리 정해진 관계(맵, 저차원화 맵이라고도 함)를 갖고, 그 저차원화 맵을 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정한다. 상기 인수는, 예를 들면 대, 중, 소 등의 각 레벨을 그대로 이용해도 되고, 대, 중, 소 등의 각 레벨에 각각 할당한 수치(예를 들면, 3, 2, 1 등)를 이용해도 된다.
구체적으로는, 전달 토오크 설정부(86)는, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정할 때의 기초가 되는 엔진 파워(Pe)로서의 엔진(14)의 발생 파워의 추정값을 산출한다. 예를 들면, 전달 토오크 설정부(86)는, 하이브리드 제어부(84)에 의해 출력된 엔진 제어 지령 신호(Se)(엔진 파워(Pe)의 지령값)에 기초하여, 엔진(14)의 발생 파워의 추정값을 산출한다. 따라서, 이 엔진(14)의 발생 파워의 추정값은, 요구 구동 파워(Pdem)를 실현하는 엔진 파워(Pe)의 요구값이다.
전달 토오크 설정부(86)는, 변속 진행 파워(Pina)의 추정값을 산출한다. 예를 들면, 전달 토오크 설정부(86)는, 다음 식 (3)에 나타낸 바와 같이, 유단 변속기(20)의 변속 전후의, 무단 변속기(18) 및 유단 변속기(20)에 있어서의 소비 이너샤 에너지인 회전 에너지 차 ΔE(= Eaft - Ebfr)를, 유단 변속기(20)의 변속의 종류(예를 들면, 2 → 3 업시프트, 3 → 2 다운시프트 등)마다 미리 정해진 목표 이너샤 상 시간인 유단 변속기(20)의 목표 변속 시간(Tina)으로 제산함으로써, 소비 이너샤 파워인 변속 진행 파워(Pina)의 추정값을 산출한다. 다음 식 (3)에 있어서, Eaft는 변속 후 회전 에너지이고, Ebfr는 변속 전 회전 에너지이다. 전달 토오크 설정부(86)는, 다음 식 (4)에 나타낸 바와 같이, 회전 에너지(E)를 산출한다. 즉, 전달 토오크 설정부(86)는, 다음 식 (4)를 이용하여, 변속 전의 MG2 회전 속도(ωm), 변속 전의 엔진 회전 속도(ωe), 및 변속 전의 MG1 회전 속도(ωg)에 기초하여 변속 전 회전 에너지(Ebfr)를 산출하고, 또한, 변속 후의 MG2 회전 속도(ωm), 변속 후의 엔진 회전 속도(ωe), 및 변속 후의 MG1 회전 속도(ωg)에 기초하여 변속 후 회전 에너지(Eaft)를 산출한다. 변속 전후의 MG2 회전 속도(ωm)는, 출력 회전 속도(ωo) × 변속 전후의 유단 변속기(20)의 AT 기어 단에 있어서의 변속비(γat)에 의해 산출된다. 변속 전후의 엔진 회전 속도(ωe)는, 출력 회전 속도(ωo) × 변속 전후의 변속기(40)의 모의 기어 단에 있어서의 변속비(γt)에 의해 산출된다. 변속 전후의 MG1 회전 속도(ωg)는, 차동 기구(32)에 있어서의 3개의 회전 요소의 회전 속도의 상대적 관계에 기초하여 미리 정해진 다음 식 (5)를 이용하여 산출된다. 다음 식 (4)에 있어서, Im은, 유단 변속기(20)의 AT 기어 단마다 정해지는(즉, 유단 변속기(20) 내의 계합 장치(CB)의 계합 상태에 의한), 중간 전달 부재(30)(즉, 제 2 회전기(MG2) + 유단 변속기(20))에 있어서의 이너샤이다. Ie는 엔진(14)의 이너샤이다. Ig는 제 1 회전기(MG1)의 이너샤이다. 다음 식 (5)에 있어서, ρ0은 전술한 차동 기구(32)의 기어비이다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
전달 토오크 설정부(86)는, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정할 때의 기초가 되는 배터리 파워(Pbat)로서의 사용 가능한 배터리 파워(Pbat)(즉, 충방전 가능 전력(Win, Wout))의 추정값을 산출한다. 예를 들면, 전달 토오크 설정부(86)는, 배터리 온도(THbat) 및 배터리(52)의 충전 용량(SOC)에 기초하여, 배터리(52)의 충방전 가능 전력(Win, Wout)의 추정값을 산출한다. 충방전 가능 전력(Win, Wout)은, 예를 들면, 배터리 온도(THbat)가 상용 영역보다 낮은 저온 영역에서는 배터리 온도(THbat)가 낮을수록 작게 되고, 또한, 배터리 온도(THbat)가 상용 영역보다 높은 고온 영역에서는 배터리 온도(THbat)가 높을수록 작게 된다. 또, 충전 가능 전력(Win)은, 예를 들면, 충전 용량(SOC)이 큰 영역에서는 충전 용량(SOC)이 클수록 작게 된다. 또, 방전 가능 전력(Wout)은, 예를 들면, 충전 용량(SOC)이 작은 영역에서는 충전 용량(SOC)이 작을수록 작게 된다.
전달 토오크 설정부(86)는, 산출한, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)를 각각의 크기에 따른 복수의 레벨(인수)로 분류한다. 전달 토오크 설정부(86)는, 상기 저차원화 맵을 이용하여, 그 인수에 기초하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정한다. 또한, 차량(10)으로서는, 오로지, 배터리(52)를 파워를 취하는 측으로서 제어함으로써 파워의 수지 밸런스를 잡는 장면이 상정된다. 예를 들면, 고차속 주행중에 고차속측(하이 기어측)의 AT 기어 단의 전환이 이루어지는 경우와 같이, 엔진 파워(Pe)가 크고, 파워를 취하는 측의 변속 진행 파워(Pina)가 작은 장면이 그것이다. 그 때문에, 배터리 파워(Pbat)로서는, 배터리(52)의 충전 가능 전력(Win)의 추정값을 이용하는 것이 적합하다. 단, 엔진 파워(Pe)가 작고, 변속 진행 파워(Pina)가 큰 장면이 발생하는 것과 같은 차량에서는, 적절히, 배터리(52)의 충전 가능 전력(Win) 대신에 방전 가능 전력(Wout)의 추정값이 이용된다.
여기서, 배터리 파워(Pbat)에 의지하지 않는 안정된 변속을 실시하기 위해서는, 엔진 파워(Pe)와 변속 진행 파워(Pina)와 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)와의 밸런스를 잡을 필요가 있다. 그러나, 예를 들면, 배터리 파워(Pbat)(충전 가능 전력(Win))가 소, 또한, 변속 진행 파워(Pina)가 소인 영역에서 실행되는 파워 온 다운시프트에 있어서는, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 엔진 토오크(Te)보다 커지는 관계일 때, MG2 회전 속도(ωm)가 변화되기 어려워져, 변속이 진행되기 어려워진다. 변속이 진행되기 쉬워지도록 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 제한하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 엔진 토오크(Te)보다 충분히 작아지는 관계일 때, 잉여의 엔진 파워(Pe)가 엔진 회전 속도(ωe)의 상승에 사용되어, 엔진 회전 속도(ωe)가 급상승할 가능성이 있다. 이에 대하여, 하이브리드 제어부(84)는, 배터리 파워(Pbat)(충전 가능 전력(Win))가 소, 또한, 변속 진행 파워(Pina)가 소인 상태일 때에는, 엔진 파워(Pe)를 요구값보다 저감한다. 또, 예를 들면, 배터리 파워(Pbat)(방전 가능 전력(Wout))가 소, 또한, 변속 진행 파워(Pina)가 큰 영역에서 실행되는 파워 오프 다운시프트에 있어서는, 엔진 파워(Pe)가 부족할 가능성이 있다. 이것에 대하여, 하이브리드 제어부(84)는 엔진 파워(Pe)를 요구값보다 증대한다. 그 때문에, 전자 제어 유닛(80)은, 엔진 파워(Pe)와 변속 진행 파워(Pina)와 배터리 파워(Pbat)와 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)의 각 파워의 수지 밸런스에 있어서, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히는지 여부를 판정하는, 상태 판정 수단, 즉, 상태 판정부(88)를 더 구비하고 있다.
상태 판정부(88)는, 예를 들면, 전달 토오크 설정부(86)에 의해 산출된, 변속 진행 파워(Pina) 및 배터리 파워(Pbat)(충방전 가능 전력(Win, Wout))에 기초하여, 엔진 파워(Pe)와 변속 진행 파워(Pina)와 배터리 파워(Pbat)와 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)의 각 파워의 수지 밸런스가 잡히는지 여부를 판정한다. 상태 판정부(88)는, 예를 들면, 전달 토오크 설정부(86)에 의해 분류된 엔진 파워(Pe)의 레벨이 대이고, 또한, 전달 토오크 설정부(86)에 의해 분류된 변속 진행 파워(Pina)의 레벨이 소이며, 또한, 전달 토오크 설정부(86)에 의해 분류된 배터리 파워(Pbat)(충전 가능 전력(Win))의 레벨이 소인 경우에는, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히지 않는다(즉, 엔진 파워(Pe)가 잉여가 된다)고 판정한다.
하이브리드 제어부(84)는, 상태 판정부(88)에 의해 각 파워의 수지 밸런스가 잡히지 않는다고 판정된 경우에는, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히도록 엔진 파워(Pe)를 요구값보다 소정 파워만큼 변경한다. 엔진 파워(Pe)가 잉여가 되는 경우에는, 이 소정 파워는, 예를 들면, 전달 토오크 설정부(86)에 의해 분류되는 엔진 파워(Pe)의 레벨이 대로부터 중 또는 소로 되기 위한 미리 정해진 저감량이다.
전달 토오크 설정부(86)는, 상태 판정부(88)에 의해 각 파워의 수지 밸런스가 잡히지 않는다고 판정된 경우에는, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정할 때의 기초가 되는 엔진 파워(Pe)로서, 하이브리드 제어부(84)에 의해 변경된 엔진 파워(Pe)를 이용한다.
그런데, 유단 변속기(20)의 파워 온 업시프트를 동반할 때의 변속기(40)의 업시프트에서는, 계합측 계합 장치를 계합을 향하여 제어함으로써 AT 입력 회전 속도(ωi)가 변속 후의 동기 회전 속도(ωisyca)를 향하여 저하시켜진다. 그 때문에, 계합측 계합 장치의 계합력은, AT 입력 회전 속도(ωi)를 낮추는 방향으로 작용시켜, 엔진 회전 속도(ωe)를 낮추는 방향으로 작용시키는 것이다. 즉, 계합측 계합 장치가 일을 하는 방향과, 변속기(40)의 업시프트에 있어서의 엔진 회전 속도(ωe)의 변화 방향과는 동일한 방향이다. 따라서, 설정한 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 이용한 변속시에 각 파워의 수지 밸런스가 무너지더라도 엔진 각가속도(dωe/dt)의 목표값으로부터의 어긋남이 눈에 띄기 어렵다. 이와 같은 것 때문에, 유단 변속기(20)의 파워 온 업시프트에 있어서는, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)를 각각 분류하는 복수의 레벨이 적더라도 문제가 생기기 어렵다.
한편으로, 유단 변속기(20)의 파워 온 다운시프트를 동반할 때의 변속기(40)의 다운시프트에서는, 해방측 계합 장치를 해방을 향하여 제어함으로써 AT 입력 회전 속도(ωi)가 변속 후의 동기 회전 속도(ωisyca)를 향하여 상승시켜진다. 그 때문에, 해방측 계합 장치의 계합력은, AT 입력 회전 속도(ωi)를 낮추는 방향으로 작용시켜, 엔진 회전 속도(ωe)를 낮추는 방향으로 작용시키는 것이다. 즉, 해방측 계합 장치가 일을 하는 방향과, 변속기(40)의 다운시프트에 있어서의 엔진 회전 속도(ωe)의 변화 방향과는 반대 방향이다. 따라서, 설정한 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 이용한 변속시에 각 파워의 수지 밸런스가 무너지면 엔진 각가속도(dωe/dt)의 목표값으로부터의 어긋남이 눈에 띄기 쉽다. 이와 같은 것 때문에, 유단 변속기(20)의 파워 온 다운시프트에 있어서는, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)를 각각 분류하는 복수의 레벨을 많게 하여 보다 정밀도가 좋은 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정할 필요가 있다.
이상의 것 때문에, 유단 변속기(20)의 파워 온 다운시프트에 있어서의 상기 레벨의 수는, 유단 변속기(20)의 파워 온 업시프트에 있어서의 상기 레벨의 수와 비교하여 많게 되어 있다.
도 8은 전자 제어 유닛(80)의 제어 작동의 요부, 즉, 배터리 파워(Pbat)의 제한에 관계없이 변속기(40) 전체의 변속을 적절히 실행하기 위한 제어 작동을 설명하는 플로우차트이며, 예를 들면, 유단 변속기(20)의 변속을 동반할 때의 변속기(40)의 모의 유단 변속 제어시에 반복해서 실행된다.
도 8에 있어서, 먼저, 전달 토오크 설정부(86)의 기능에 대응하는 단계(이하, 단계를 생략함) S10에 있어서, 엔진(14)의 발생 파워의 추정값이 산출된다. 이어서, 전달 토오크 설정부(86)의 기능에 대응하는 S20에 있어서, 소비 이너샤 파워인 변속 진행 파워(Pina)의 추정값이 산출된다. 이어서, 전달 토오크 설정부(86)의 기능에 대응하는 S30에 있어서, 사용 가능한 배터리 파워(Pbat)(즉, 충방전 가능 전력(Win, Wout))의 추정값이 산출된다. 이어서, 상태 판정부(88)의 기능에 대응하는 S40에 있어서, 엔진 파워(Pe)와 변속 진행 파워(Pina)와 배터리 파워(Pbat)와 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워(Pcb)의 각 파워의 수지 밸런스가 잡히는지 여부가 판정된다. 이 S40의 판단이 부정되는 경우에는 하이브리드 제어부(84)의 기능에 대응하는 S50에 있어서, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히도록 엔진 파워(Pe)가 요구값으로부터 변경(증감)된다. 상기 S40의 판단이 긍정되는 경우는, 또는, 상기 S50에 이어서, 전달 토오크 설정부(86)의 기능에 대응하는 S60에 있어서, 상기 S10(또는 상기 S50), 상기 S20, 상기 S30의 각 상태(파워 관점)에 따라, 유단 변속기(20)의 변속에 있어서의 유압 제어에 이용하는 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 설정된다. 즉, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)가 각각의 크기에 따른 복수의 레벨(인수)로 분류되고, 상기 저차원화 맵을 이용하여, 그 인수에 기초하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 설정된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 유단 변속기(20)의 변속시에 배터리 파워(Pbat)의 제한에 의해서 MG1 토오크(Tg)와 MG2 토오크(Tm)가 제한되는 것이 억제되도록, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)에 기초하여, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 설정되므로, 각 파워의 수지 밸런스가 고려된 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)에 의해 유단 변속기(20)의 변속이 실행된다. 이에 의해, 유단 변속기(20)의 변속시에 배터리 파워(Pbat)가 제한되었다고 하더라도 원하는 MG1 토오크(Tg)나 MG2 토오크(Tm)가 얻어지기 쉽고, 엔진 각가속도(dωe/dt)를 목표값으로 하도록 적절히 제어할 수 있다. 따라서, 배터리 파워(Pbat)의 제한에 관계없이, 변속기(40) 전체의 변속을 적절히 실행할 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 각 파워의 수지 밸런스에 있어서, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히지 않는 때에는, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히도록 엔진 파워(Pe)가 변경되고, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정할 때의 기초가 되는 엔진 파워(Pe)로서, 그 변경된 엔진 파워(Pe)가 이용되므로, 각 파워의 수지 밸런스가 한층 고려된 유단 변속기(20)의 변속이 실행된다. 이에 의해, 변속기(40) 전체의 변속을 한층 적절히 실행할 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)의 각각의 크기에 따른 복수의 레벨을 인수로 하고, 그 인수에 따른 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 판독값으로 하여 미리 정해진 관계(맵)를 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)가 설정되므로, 각 파워의 크기에 따른 복수의 레벨을 이용한 구분에 의해서 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정함으로써(즉, 인수를 저감함으로써), 미리 정해진 관계를 저차원화하여 적합을 간소화할 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 변속기(40) 전체의 다운시프트가 행해지는, 유단 변속기(20)의 파워 온 다운시프트에 있어서의 레벨의 수는, 변속기(40) 전체의 업시프트가 행해지는, 유단 변속기(20)의 파워 온 업시프트에 있어서의 레벨의 수와 비교하여 많게 되어 있으므로, 유단 변속기(20)의 파워 온 업시프트와 비교하여 변속 제어가 어려운 유단 변속기(20)의 파워 온 다운시프트를 적절히 실행할 수 있다. 이와 같이, 변속의 종류에 따라(예를 들면, 변속 제어의 난이도에 맞추어) 인수를 변경할 수 있으므로, 변속 제어가 용이한 만큼, 보다 적합을 간소화할 수 있다.
이상으로, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 기타의 태양에 있어서도 적용된다.
예를 들면, 전술의 실시예에 있어서의 도 8의 플로우차트에서는, 저차원화 맵을 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정하는 경우를 예시하였지만, 이 태양에 한정하지 않는다. 예를 들면, 도 8의 플로우차트에 있어서의 S60에서는, 상기 식 (2)를 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정해도 되고, 또는, 미리 정해진 관계(예를 들면, 고차원 맵)를 이용하여, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)의 각 파워의 수치 자체에 기초하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정해도 된다. 또, 어느 경우나, 도 8의 플로우차트에 있어서의 S50에 나타낸 바와 같이, 각 파워의 수지 밸런스가 잡히지 않는 경우에는, 엔진 파워(Pe)를 요구값으로부터 변경(증감)해도 된다.
또, 전술의 실시예에서는, 저차원화 맵을 이용하여 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)를 설정하는 경우에는, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)를 각각의 크기에 따른 복수의 레벨(인수)로 분류하고, 그 인수에 기초하여 전달 토오크(Tcb)를 설정하므로, 엔진 파워(Pe), 변속 진행 파워(Pina), 및 배터리 파워(Pbat)의 각 추정값을 정밀하게 산출할 필요는 없다. 즉, 분류가 가능하면 되므로, 예를 들면, 변속 진행 파워(Pina)의 분류에서는, 변속 진행 파워(Pina)를 이용하지 않고, 회전 에너지 차 ΔE(= Eaft - Ebfr)를 이용하여 분류한 레벨을 변속 진행 파워(Pina)의 레벨로 해도 된다.
또, 전술의 실시예에 있어서의 상기 식 (1)을 이용한 변속 제어, 및, 각 파워의 수지 밸런스를 고려한, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크(Tcb)의 설정은, 유단 변속기(20)의 변속을 동반할 때의 변속기(40)의 모의 유단 변속 제어시 외에, 변속기(40) 전체로서 무단 변속기로서 작동시키고 있을 때의 유단 변속기(20)의 변속 제어시에도 적용할 수 있다.
또, 전술의 실시예에서는, 유단 변속기(20)는, 전진 4단의 각 AT 기어 단이 형성되는 유성 기어식의 자동변속기였지만, 이 태양에 한정하지 않는다. 예를 들면, 유단 변속기(20)는, 복수의 계합 장치 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서 복수의 기어 단 중 어느 기어 단이 형성되는 유단 변속기이면 된다. 이와 같은 유단 변속기로서는, 유단 변속기(20)와 같은 유성 기어식의 자동변속기여도 되고, 또는, 동기 치합형 평행 2축식 자동변속기로서 입력축을 2 계통 구비하여 각 계통의 입력축에 계합 장치(클러치)가 각각 연결되고, 추가로 각각 짝수 단과 홀수 단으로 연결되어 있는 형식의 변속기인 Dual Clutch Transmission(DCT) 등의 자동변속기여도 된다. DCT의 경우에는, 소정의 계합 장치는, 2 계통의 각 입력축에 각각 연결되는 계합 장치가 상당한다.
또, 전술의 실시예에서는, 변속기(40) 전체로서 유단 변속기와 같이 변속시키는 경우, 모의 기어 단 변속 맵을 이용하여 모의 기어 단을 전환하였지만, 이 태양에 한정하지 않는다. 예를 들면, 시프트 레버(56)나 업다운 스위치 등에 의한 운전자의 변속 지시에 따라서 변속기(40)의 모의 기어 단을 전환하는 것이어도 된다.
또, 전술의 실시예에서는, 4종류의 AT 기어 단에 대하여 10종류의 모의 기어 단을 할당하는 실시 태양을 예시하였지만, 이 태양에 한정하지 않는다. 적합하게는, 모의 기어 단의 단 수는 AT 기어 단의 단 수 이상이면 되고, AT 기어 단의 단 수와 동일해도 되지만, AT 기어 단의 단 수보다 많은 것이 바람직하고, 예를 들면 2배 이상이 적당하다. AT 기어 단의 변속은, 중간 전달 부재(30)나 그 중간 전달 부재(30)에 연결되는 제 2 회전기(MG2)의 회전 속도가 소정의 회전 속도 범위 내로 유지되도록 행하는 것이고, 또한, 모의 기어 단의 변속은, 엔진 회전 속도(ωe)가 소정의 회전 속도 범위 내로 유지되도록 행하는 것이며, 그들 각각의 단 수는 적절히 정해진다.
또, 전술의 실시예에서는, 차동 기구(32)는, 3개의 회전 요소를 갖는 싱글 피니언형의 유성 기어 장치의 구성이었지만, 이 태양에 한정하지 않는다. 예를 들면, 차동 기구(32)는, 복수의 유성 기어 장치가 서로 연결됨으로써 4개 이상의 회전 요소를 갖는 차동 기구여도 된다. 또, 차동 기구(32)는, 더블 플래니터리의 유성 기어 장치여도 된다. 또, 차동 기구(32)는, 엔진(14)에 의해서 회전 구동되는 피니언과, 그 피니언에 맞물리는 한 쌍의 베벨 기어에 제 1 회전기(MG1) 및 중간 전달 부재(30)가 각각 연결된 차동 톱니 바퀴 장치여도 된다.
또한, 상술한 것은 어디까지나 일 실시 형태이며, 본 발명은 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지의 변경, 개량을 추가한 태양에 의해 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 하이브리드 차량(10)의 제어 장치로서,
    상기 하이브리드 차량(10)은, 엔진(14), 차동 기구(32), 구동륜(28), 제 1 회전기(MG1), 제 2 회전기(MG2), 유단 변속기(20), 축전 장치(52)를 포함하며, 상기 차동 기구(32)는, 상기 엔진(14)이 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 요소(RE1)와 상기 제 1 회전기(MG1)가 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 요소(RE2)와 중간 전달 부재(30)가 연결된 제 3 회전 요소(RE3)를 갖고, 상기 제 2 회전기(MG2)는, 상기 중간 전달 부재(30)에 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 유단 변속기(20)는 상기 중간 전달 부재(30)와 상기 구동륜(28) 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성하고, 상기 유단 변속기(20)는 복수의 계합 장치 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서 복수의 기어 단 중 어느 기어 단을 성립시키도록 구성되고, 상기 축전 장치(52)는, 상기 제 1 회전기(MG1) 및 상기 제 2 회전기(MG2)의 각각에 대하여 전력을 주고받도록 구성되며,
    상기 제어 장치는
    상기 유단 변속기(20)에 의해 성립되는 상기 기어 단을 변경하도록, 변속 전의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 해방측 계합 장치의 해방과 변속 후의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 계합측 계합 장치의 계합을 제어하도록 구성된 전자 제어 유닛(80)을 포함하며,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 유단 변속기(20)의 변속시, 상기 제 2 회전기(MG2)의 회전 속도의 변화 속도와 상기 엔진(14)의 회전 속도의 변화 속도가 각각의 목표값이 되도록, 상기 엔진(14)의 출력 토오크와, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크에 기초하여, 상기 제 1 회전기(MG1)의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기(MG2)의 출력 토오크를 제어하도록 구성되고, 상기 변속 진행측 계합 장치는 변속을 진행시키는 측의 계합 장치이며, 상기 해방측 계합 장치 및 상기 계합측 계합 장치 중 어느 것이고,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 유단 변속기(20)의 변속시에 상기 축전 장치(52)의 파워의 제한에 의해서 상기 제 1 회전기(MG1)의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기(MG2)의 출력 토오크가 제한되는 것이 억제되도록, 상기 엔진(14)의 파워, 상기 차동 기구(32) 및 상기 유단 변속기(20)에 있어서의 변속의 진행에 필요한 파워, 및 상기 축전 장치(52)의 파워에 기초하여, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하도록 구성되는 하이브리드 차량(10)의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 엔진(14)의 파워와 상기 변속의 진행에 필요한 파워와 상기 축전 장치(52)의 파워와 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 파워의 수지 밸런스에 있어서, 상기 수지 밸런스가 잡히는지 여부를 판정하도록 구성되고,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 수지 밸런스가 잡히지 않는다고 판단하였을 때에는, 상기 수지 밸런스가 잡히도록 상기 엔진(14)의 파워를 변경하도록 구성되고,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정할 때의 기초가 되는 상기 엔진(14)의 파워로서, 상기 변경된 엔진(14)의 파워를 이용하도록 구성되는 하이브리드 차량(10)의 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 엔진(14)의 파워, 상기 변속의 진행에 필요한 파워, 및 상기 축전 장치(52)의 파워의 각각의 크기에 따른 복수의 단계를 인수로 하고, 상기 인수에 따른 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 판독값으로 한 미리 정해진 관계에 기초하여, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하도록 구성되는 하이브리드 차량(10)의 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 유단 변속기(20)의 업시프트 시에, 상기 차동 기구(32)와 상기 유단 변속기(20)가 직렬로 배치된 변속기 전체의 업시프트를 실행하도록 구성되고,
    상기 전자 제어 유닛(80)은, 상기 유단 변속기(20)의 다운시프트 시에, 상기 변속기 전체의 다운시프트가 행해지도록 구성되고,
    상기 유단 변속기(20)의 파워 온 다운시프트에 있어서의 상기 단계의 수는, 상기 유단 변속기(20)의 파워 온 업시프트에 있어서의 상기 단계의 수와 비교하여 많은 하이브리드 차량(10)의 제어 장치.
  5. 하이브리드 차량(10)의 제어 방법으로서,
    상기 하이브리드 차량(10)은, 엔진(14), 차동 기구(32), 구동륜(28), 제 1 회전기(MG1), 제 2 회전기(MG2), 유단 변속기(20), 축전 장치(52), 전자 제어 유닛(80)을 포함하며, 상기 차동 기구(32)는, 상기 엔진(14)이 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 요소(RE1)와 상기 제 1 회전기(MG1)가 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 요소(RE2)와 중간 전달 부재(30)가 연결된 제 3 회전 요소(RE3)를 갖고, 상기 제 2 회전기(MG2)는, 상기 중간 전달 부재(30)에 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 유단 변속기(20)는 상기 중간 전달 부재(30)와 상기 구동륜(28) 사이의 동력 전달 경로의 일부를 구성하고, 상기 유단 변속기(20)는 복수의 계합 장치 중 소정의 계합 장치의 계합에 의해서 복수의 기어 단 중 어느 기어 단을 성립시키도록 구성되고, 상기 축전 장치(52)는, 상기 제 1 회전기(MG1) 및 상기 제 2 회전기(MG2)의 각각에 대하여 전력을 주고받도록 구성되며,
    상기 제어 방법은
    변속 전의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 해방측 계합 장치의 해방과 변속 후의 상기 기어 단을 구성하는 상기 소정의 계합 장치 중 계합측 계합 장치의 계합을 제어함으로써 상기 유단 변속기(20)에 의해 성립되는 상기 기어 단을, 상기 전자 제어 유닛(80)에 의해서, 변경하는 것;
    상기 유단 변속기(20)의 변속시, 상기 제 2 회전기(MG2)의 회전 속도의 변화 속도와 상기 엔진(14)의 회전 속도의 변화 속도가 각각의 목표값이 되도록, 상기 엔진(14)의 출력 토오크와, 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크에 기초하여, 상기 제 1 회전기(MG1)의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기(MG2)의 출력 토오크를, 상기 전자 제어 유닛(80)에 의해서, 제어하는 것과, 상기 변속 진행측 계합 장치는 변속을 진행시키는 측의 계합 장치이고, 상기 해방측 계합 장치 및 상기 계합측 계합 장치 중 어느 것인 것과;
    상기 유단 변속기(20)의 변속시에 상기 축전 장치(52)의 파워의 제한에 의해서 상기 제 1 회전기(MG1)의 출력 토오크와 상기 제 2 회전기(MG2)의 출력 토오크가 제한되는 것이 억제되도록, 상기 엔진(14)의 파워, 상기 차동 기구(32) 및 상기 유단 변속기(20)에 있어서의 변속의 진행에 필요한 파워, 및 상기 축전 장치(52)의 파워에 기초하여, 상기 전자 제어 유닛(80)에 의해서, 상기 변속 진행측 계합 장치의 전달 토오크를 설정하는 것을 포함하는 하이브리드 차량(10)의 제어 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108025643B (zh) * 2015-09-16 2019-05-17 日产自动车株式会社 转速显示装置
CN109263629B (zh) * 2018-08-15 2020-03-31 科力远混合动力技术有限公司 混合动力汽车能量回收解耦控制方法
CN112297870B (zh) * 2019-07-30 2023-03-14 比亚迪股份有限公司 车辆及其控制方法与装置
CN112406846B (zh) * 2019-08-23 2022-08-09 比亚迪股份有限公司 车辆的控制方法、装置及车辆
CN112477843B (zh) * 2020-11-24 2022-09-06 上汽通用五菱汽车股份有限公司 混合动力车的扭矩分配方法、系统、设备及存储介质
CN114909467B (zh) * 2021-02-07 2024-04-12 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种车辆升挡控制方法、装置及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005096574A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Toyota Motor Corp ハイブリッド車輌の制御装置
JP5413519B2 (ja) * 2010-09-27 2014-02-12 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4306597B2 (ja) * 2004-02-25 2009-08-05 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4155230B2 (ja) * 2004-06-03 2008-09-24 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4114643B2 (ja) 2004-06-25 2008-07-09 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4155244B2 (ja) * 2004-08-05 2008-09-24 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP2007092665A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Nissan Motor Co Ltd 車両の変速装置
JP2010188794A (ja) 2009-02-17 2010-09-02 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の変速制御装置
JP2010120639A (ja) * 2010-01-15 2010-06-03 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP5742124B2 (ja) * 2010-07-21 2015-07-01 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2012158264A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP5815279B2 (ja) * 2011-05-16 2015-11-17 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達装置の制御装置
CN103747994A (zh) 2011-09-05 2014-04-23 本田技研工业株式会社 混合动力车辆的控制装置和控制方法
KR101337701B1 (ko) 2011-10-18 2013-12-06 주식회사 현대케피코 자동변속기의 변속 제어 방법
US8892289B2 (en) * 2012-05-04 2014-11-18 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for operating a vehicle driveline
WO2014045412A1 (ja) 2012-09-21 2014-03-27 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP6003592B2 (ja) 2012-12-04 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP2014184804A (ja) 2013-03-22 2014-10-02 Toyota Motor Corp 車両用動力伝達装置の制御装置
JP5876442B2 (ja) 2013-05-17 2016-03-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP6348340B2 (ja) 2014-05-21 2018-06-27 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005096574A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Toyota Motor Corp ハイブリッド車輌の制御装置
JP5413519B2 (ja) * 2010-09-27 2014-02-12 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

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