WO2007049678A1 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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WO2007049678A1
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gear
ratio
transmission
drive device
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PCT/JP2006/321341
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Hiroyuki Shibata
Tooru Matsubara
Takashi Ohta
Hideaki Komada
Yukihiko Ideshio
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive device including an electrically controlled transmission unit and a mechanically controlled transmission unit, and more particularly to a device for controlling the transmission ratio.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-127681 This type of vehicle drive device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-127681.
  • the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-127681 is an invention aimed at avoiding an increase in size of an electric motor and obtaining a driving force corresponding to each vehicle speed, and an internal combustion engine in a carrier of a planetary gear mechanism.
  • the engine is connected, the first motor generator is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism, and the ring gear is connected to the input side member of the transmission.
  • the transmission is a stepped transmission such as an automatic transmission, and an output side member of the transmission is connected to a propeller shaft, and a second motor generator is connected to the propeller shaft. .
  • the planetary gear mechanism constitutes a distribution mechanism that distributes engine power to the first motor generator and the transmission, and the rotation of the first motor generator By changing the number, the rotation speed of the ring gear, that is, the input rotation speed of the transmission connected to the ring gear is continuously changed, so that the planetary gear mechanism and the first electric generator are continuously variable. Function as.
  • the overall transmission ratio of the vehicle drive device is determined by the transmission ratio of the planetary gear mechanism that functions as a continuously variable transmission and the transmission ratio of the transmission disposed on the output side thereof. .
  • the main purpose of the vehicle drive device is to improve the overall fuel efficiency by performing energy regeneration in addition to controlling the transmission ratio so that the fuel efficiency is as good as possible. It is a drive device.
  • the characteristics required of vehicles are required to be excellent in driving performance such as driving performance and braking performance as well as improvement in fuel efficiency and reduction in exhaust gas, and good control responsiveness. Therefore, in the invention described in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2003-127681, the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
  • So-called continuously variable transmission The gear ratio of the drive unit as a whole is set by the gear ratio of both the gear section and the stepped transmission section.
  • the gear ratio is used to apply the engine brake (power source brake) in response to the deceleration request.
  • engine brake power source brake
  • it is necessary to execute speed change accompanied with switching of an engagement device such as a clutch in the stepped transmission. Therefore, complicated hydraulic control has to be performed, and a delay occurs in the shift, and in the case of a downshift by manual operation, the delay in the shift may be uncomfortable.
  • the present invention has been made paying attention to the above technical problem, and in a vehicle drive device having an electrically controlled transmission unit and a mechanically controlled transmission unit, a transmission mode for applying a power source brake.
  • the object is to improve the shift response.
  • the present invention is configured to prioritize the shift in the continuously variable transmission section when the shift mode in which the power source brake is effective is selected. More specifically, the present invention relates to an electrically controlled transmission that electrically controls a speed ratio determined by an input rotational speed and an output rotational speed, and an input rotational speed and an output.
  • a mechanically controlled transmission unit that mechanically changes a transmission ratio determined by the number of revolutions, and an overall transmission ratio determined by the respective transmission ratios of the electric control transmission unit and the mechanically controlled transmission unit, Control of a vehicle drive device capable of selecting a first speed change mode set based on a running state of a vehicle and a second speed change mode for setting the overall speed ratio based on a signal for applying a power source brake In the device, the second shift mode is selected.
  • a gear ratio limiting means for reducing the number of gear ratios in the mechanically controlled transmission unit set in the case, and when the second speed change mode is selected, the gear ratio limiting means sets The overall transmission ratio is set by the transmission ratio of the mechanically controlled transmission unit and the transmission ratio of the electrically controlled transmission unit.
  • the mechanically controlled transmission unit and the electrically controlled transmission unit can be connected in series so that power output from either one is input to either one.
  • the electrically controlled transmission unit includes an electric motor having a power generation function, and the transmission gear ratio limiting unit is in a state where the transmission mode is selected.
  • the overall gear ratio is increased as a signal for activating the power source brake.
  • a gear ratio selection means for selecting a gear ratio of the mechanically controlled transmission unit so that a thermal load of the motor is within a predetermined allowable range when a downshift signal is received. It is a control apparatus of the vehicle drive device.
  • a power storage device that stores mechanical energy associated with the traveling of the vehicle as electric power, and power for the power storage device that is supplied with the power.
  • a state-of-charge determining means for determining a state of charge of the power storage device when there is a downshift signal for increasing the overall gear ratio as a signal for effecting the power source brake.
  • charging promoting means for setting a high-speed gear ratio as the gear ratio of the mechanically controlled transmission unit when the charge state judging means determines that the charge capacity of the power storage device is low.
  • the charge state determination unit determines that the charge capacity is high, the charge ratio of the power storage device is set to be equal to the discharge amount before the speed ratio limit unit is set.
  • a temperature detection unit that detects a temperature of the mechanically controlled transmission unit, and a cryogenic state of the mechanically controlled transmission unit is detected by the temperature detection unit.
  • the control device for the vehicle drive device further includes shift limiting means for limiting the shift of the mechanically controlled transmission unit.
  • the electrically controlled transmission includes a continuously variable transmission mechanism in which a gear ratio changes continuously, and the mechanically controlled transmission has a gear ratio.
  • a control device for a vehicle drive device comprising a stepped transmission mechanism that changes stepwise.
  • the speed ratio limiting means is the mechanically controlled transmission unit that is set when the second speed change mode is selected.
  • a control device for a vehicle drive device comprising means for reducing the number of gear ratios compared to the case where the first speed change mode is selected.
  • the driving device includes a plurality of types. And a hybrid drive device that distributes or synthesizes and outputs the power output from these power sources.
  • the electric control type transmission unit is based on a gear mechanism having a differential action such as a single-peon type planetary gear mechanism or a double-beon type planetary gear mechanism having a sun gear, a ring gear, and a carrier as rotation elements.
  • a gear mechanism having a differential action such as a single-peon type planetary gear mechanism or a double-beon type planetary gear mechanism having a sun gear, a ring gear, and a carrier as rotation elements.
  • the engine can be connected to the carrier
  • the first motor can be connected to the sun gear
  • the ring gear can be connected to the input shaft of the mechanically controlled transmission.
  • the second electric motor can be connected to the input shaft of the mechanically controlled transmission.
  • the mechanically controlled transmission unit according to the present invention can be configured by any one of a plurality of planetary gear mechanisms and a plurality of gear pairs.
  • the machine-controlled transmission may be configured so that six forward speeds can be set.
  • the number of speed ratios set by the mechanically controlled speed change unit is limited to a small number.
  • the speed change ratio in the mechanically controlled speed change section and the speed change in the electrically controlled speed change section are limited.
  • the overall transmission ratio of the entire drive unit is set.
  • the overall gear ratio corresponding to the gear ratio that cannot be set by the mechanically controlled transmission unit can be set by changing the gear ratio of the electrically controlled transmission unit. Shifting is executed by the electrically controlled transmission with the ratio fixed. That is, the speed change in the electrically controlled transmission is preferentially executed.
  • the gear shift in this electrically controlled transmission unit is a gear shift in which the gear ratio is continuously changed and set to a target value, so it is executed more quickly than the gear shift in the mechanically controlled transmission unit.
  • the shift in the shift mode in which the power source brake is effective can be executed with good responsiveness.
  • the shift at the electrically controlled transmission unit is executed by controlling the electric motor, and the thermal load of the electric motor increases or decreases depending on the transmission ratio of the mechanically controlled transmission unit. While the speed ratio of the control type transmission unit is limited as described above, the speed ratio at which the thermal load of the motor is within the allowable range is selected. As a result, the heat load on the motor is relatively light. The fuel consumption can be improved, or the durability of the electric motor can be improved.
  • the gear ratio on the high speed side is set as the gear ratio of the mechanically controlled transmission unit. Therefore, when the amount of power generated by traveling increases, charging of the power storage device can be promoted. When the storage capacity is high (the amount of charging is large), the power generated by traveling is Since the gear ratio of each transmission unit is set so as to be consumed by the electric motor, the power source brake can be sufficiently effective and the charging performance can be improved.
  • the target gear ratio is set by changing the gear ratio of the electrically controlled transmission.
  • the relative rotational speed or absolute rotational speed of the rotating members constituting the mechanically controlled transmission unit is increased, the oil temperature can be increased, and the low-speed gear ratio is one-way.
  • it is sufficient to use only one engagement device that performs switching control such as setting by applying a clutch. In this case, the effect of oil viscosity on the hydraulic control is relatively small, preventing or suppressing shock. can do.
  • the above-described effects can be obtained in the drive device having the continuously variable transmission unit and the stepped transmission unit.
  • the number of transmission ratios in the mechanically controlled transmission unit is reduced in the case of the transmission mode in which the power source brake is effective, compared to the case of the other transmission modes.
  • Rake can be responsive and effective.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of shift control executed by the control device of the present invention.
  • FIG. 8 is a collinear diagram for the drive device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing engine braking force in accordance with vehicle speed at first speed to sixth speed.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of control for limiting the gear position according to the heat load of the motor generator.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of control for limiting the shift speed according to the state of charge of the power storage device.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of control for prohibiting a gear position in accordance with the temperature of a transmission or oil.
  • FIG. 7 is a skeleton diagram showing an example of a vehicle drive device that can be a subject of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an array of shift positions in the shift device.
  • the present invention will be described based on specific examples.
  • a vehicle drive device that can be targeted by the control device of the present invention
  • the example shown in FIG. 7 is mounted on a hybrid vehicle (hereinafter abbreviated as “vehicle”) Ve of the F′R (front engine / rear drive; front and rear wheel drive) type.
  • the drive device shown in FIG. 7 has two types of power sources.
  • the two power sources have different power generation principles.
  • engine 1 and motor 'generator (MG2) 2 are mounted as power sources and output from engine 1 and motor' generator 2
  • the power train and the power transmission path are configured so that the motive power is transmitted to the same wheel (rear wheel) 3 together.
  • the engine 1 that is a power source of the vehicle Ve is a power device that burns fuel and converts the heat energy into kinetic energy.
  • An internal combustion engine or an external combustion engine can be used as the engine 1, but in this embodiment, an internal combustion engine such as a gasoline engine, a diesel engine, an LPG engine, or the like will be described.
  • the engine 1 has output control devices such as an electronic throttle valve (not shown), a fuel injection device (not shown), and an ignition timing control device (not shown), and controls at least one device. By doing so, it is possible to control the engine output.
  • the motor generator 2 as another power source is housed in the casing 4.
  • the motor / generator 2 has both a power function for converting electric energy to kinetic energy and a regeneration function for converting kinetic energy to electric energy.
  • This motor generator 2 has a rotor 5 and a stator 6, and the stator 6 is fixed to a casing 4.
  • a transmission 7 is provided in the power transmission path from the engine 1 and the motor / generator 2 to the wheel 3, and a power distribution device 8 is provided in the power transmission path from the engine 1 to the transmission 7. ing.
  • the power distribution device 8 shown in FIG. 7 is mainly composed of a single-pione type planetary gear mechanism.
  • the power distribution device 8 includes a sun gear 10 disposed coaxially with the output shaft 9 of the engine 1, a ring gear 11 disposed coaxially with the sun gear 10, and a plurality of gears coupled to the sun gear 10 and the ring gear 11. It has a carrier 13 that holds the pion gear 12 so as to rotate and revolve.
  • sun gear 10, ring gear 11, and carrier 13 are configured to be capable of differential rotation with respect to each other.
  • the carrier 13 and the output shaft 9 are coupled so as to be able to transmit power, and specifically, coupled so as to rotate integrally.
  • a motor / generator (MG 1) 14 is arranged between the engine 1 and the power distribution device 8.
  • the motor / generator 14 has both a function for converting electric energy to kinetic energy and a regeneration function for converting kinetic energy to electric energy.
  • the motor / generator 14 has a rotor 15 and a stator 16, and the stator 16 is fixed to the casing 4.
  • the rotor 15 and the sun gear 10 are coupled so as to be able to transmit power, and are specifically coupled so as to rotate integrally.
  • the transmission 7 changes the speed ratio, which is a value obtained by dividing the input rotational speed by the output rotational speed.
  • the transmission 7 has a friction engagement device, specifically a clutch and a brake, for switching the power transmission path between the rotation elements constituting the planetary gear mechanism and controlling the rotation / stop of the rotation element.
  • a friction engagement device specifically a clutch and a brake
  • a hydraulic control type or an electromagnetic control type may be used as the friction engagement device, but in this embodiment, a case where a hydraulic control type friction engagement device is used will be described.
  • the first to sixth speeds can be selected at the drive position and the fixed gear ratio can be selected at the reverse position. Yes.
  • the first to sixth gears can be changed selectively and stepwise.
  • the gear ratio of the transmission 7 is configured to be smaller as the number indicating the gear stage is larger. Therefore, the transmission 7 corresponds to the stepped transmission unit (AT unit) of the present invention.
  • a rotating member 29 is connected to the input side of the transmission 7, and an output rotating member 30 is connected to the output side of the transmission 7. Further, the input rotating member 29 and the ring gear 11 of the power distribution device 8 are connected so as to rotate integrally, and the rotor 5 of the motor / generator 2 is connected to the input rotating member 29.
  • the output rotating member 30 is a so-called propeller shaft, and the output rotating member 30 is connected to a drive pion shaft (not shown) of the differential 31.
  • a drive shaft 32 is connected to a side gear (not shown) of the differential 31, and a wheel 3 is connected to the drive shaft 32.
  • a power storage device 33 capable of transferring power to and from the motor 'generator 2 is provided, and an inverter 34 is provided in the circuit between the motor' generator 2 and the power storage device 33. Is provided.
  • a power storage device 35 capable of transferring power to and from the motor / generator 14 is provided, and an inverter 36 is provided in a circuit between the motor / generator 14 and the power storage device 35. ing.
  • secondary batteries specifically, batteries, capacitors and the like can be used.
  • an electric circuit 39 for connecting the inverter 34 and the inverter 36 is provided, which is configured to be able to transfer power between the power storage device 33 and the power storage device 35, and to be used as a motor generator. 2 and the motor / generator 14 are configured to be able to exchange power without passing through the storage devices 33 and 35.
  • control of the transmission 7, for example, control for switching a shift position such as a drive position, reverse position, neutral position, and automatic position, automatic shift control of the shift stage when the drive position is selected
  • the hydraulic control device 37 is provided to execute the above.
  • the hydraulic control device 37 has a known configuration including a hydraulic circuit, a manual valve, a solenoid valve, a pressure control valve, and the like.
  • the hydraulic control device 37 is configured to control switching of each shift position and engagement / release of the friction engagement device described above.
  • FIG. 8 shows an arrangement of shift positions provided in a shift device 42 connected to an electronic control device 38, which will be described later.
  • Parking (P) and reverse gear (R: Reversing), Neutral (N), and Drive (D) positions are arranged almost linearly.
  • This arrangement direction is, for example, a direction along the front-rear direction of the vehicle.
  • a manual position (M) is provided at a position adjacent to the drive position in the width direction of the vehicle, and an upshift position (+) and a down position are provided on both sides of the vehicle in the front-rear direction across the manual position.
  • a shift position (one) is provided.
  • Each of these shift positions is connected by a guide groove 44 that guides the shift lever 43. Therefore, an appropriate shift position is selected by moving the shift lever 43 along the guide groove 44, and the selected shift position is selected.
  • a position signal is input to the electronic control unit 38.
  • the automatic shift which is the first shift mode described above is executed, and when the upshift position or the downshift position is selected from the manual position.
  • the shift is executed in the second shift mode. Specifically, when an upshift position is selected, a predetermined total speed ratio at which the power source brake is effective is set at a total speed ratio smaller than the total speed ratio at that time. On the other hand, when the downshift position is selected, a predetermined overall speed change ratio is set at which the power source brake is effective at an overall speed ratio greater than the current overall speed ratio.
  • the electronic control unit 38 includes a shift position sensor signal, a vehicle speed sensor signal, an acceleration request detection sensor signal, a braking request detection sensor signal, and an engine speed sensor. Signals, sensor signals that detect the amount of charge in power storage devices 33 and 35, sensor signals that detect the number of revolutions of motors 'generators 2 and 14, sensors signals that detect the temperature of motors' generators 2 and 14 Sensors that detect the number of rotations of rotating member 29 and output rotating member 30 A signal, a sensor signal for detecting the slope of the road on which the vehicle Ve travels, a sensor signal for detecting the acceleration of the vehicle Ve, and the like are input. In contrast, the electronic control unit 38 outputs a signal for controlling the engine 1, a signal for controlling the motor generators 2 and 14 (inverters 34 and 36), a signal for controlling the hydraulic control unit 37, and the like. .
  • the reaction torque is received by the motor / generator 14, and the engine torque Is transmitted to the ring gear 11.
  • Torque force transmitted to the ring gear 11 is transmitted to the wheel 3 via the input rotating member 29, the transmission 7, the output rotating member 30, and the differential 31 to generate driving force.
  • the power distribution device 8 it is possible to control the gear ratio between the carrier 13 as the input element and the ring gear 11 as the output element by the differential action of the sun gear 10, the carrier 13 and the ring gear 11.
  • the engine speed can be controlled steplessly (continuously) by controlling the output of the motor / generator 14 responsible for the reaction force torque.
  • the power distribution device 8 has a function as an electric continuously variable transmission (electric CVT unit), and serves as an electrically controlled transmission unit of the present invention.
  • the rotational force of the motor / generator 14 is selectively switched to forward rotation, stop, reverse rotation, etc. based on various conditions.
  • the motor / generator 14 rotates forward and takes on the reaction torque
  • the motor / generator 14 is regeneratively controlled, and the electric power generated by the motor / generator 14 is charged to the power storage device 35 or the inverter 36 , 34 can be supplied to the motor “generator 2” to control the motor “generator 2”. That is, the motor generator 2 is driven as an electric motor, and the torque is transmitted to the wheel 3 via the input rotating member 29, the speed changer 7, and the differential 31.
  • the motor / generator 14 rotates in the reverse direction and takes the reaction torque
  • the motor / generator 14 is subjected to power running control.
  • the electric power supplied to the motor / generator 14 can be supplied from the power storage device 35 or the motor / generator 2. That is, it is possible to control the motor generator 2 to be regeneratively supplied and supply the electric power to the motor generator 14 via the inverters 34 and 36.
  • the concept of controlling the gear ratio of the power distribution device 8 will be described. For the purpose of improving the fuel consumption of the engine 1, the operating state of the engine 1 and the speed change ratio of the power distribution device 8 are determined. It is a coordinated control.
  • the required driving force in the vehicle Ve is determined based on the acceleration request (accelerator opening) and the vehicle speed.
  • the map power prepared in advance is required.
  • the required output of engine 1 is calculated from the required driving force and vehicle speed, and the target engine speed at which the required output is output with the minimum fuel consumption is obtained using a map.
  • the output (torque X rotation speed) of the motor / generator 14 is controlled so that the actual engine rotation speed approaches the target engine rotation speed with good fuel efficiency.
  • the opening of the electronic throttle valve of the engine 1 is controlled so that the actual engine output approaches the target engine output. In this way, by controlling the gear ratio of the power distribution device 8, it is possible to control the operating state of the engine 1 along the optimum fuel consumption line.
  • each shift stage in the transmission 7 is set based on a running state determined by the vehicle speed of the vehicle Ve, a required output (accelerator opening), and the like, and travels at each of these shift stages.
  • the rotational speed of the engine 1 is the optimum fuel consumption. Control which becomes rotation speed is performed. Specifically, this is performed by causing the first motor / generator 14 to function as a generator or functioning as a motor to control the rotation speed.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of the control.
  • step Sl it is determined whether or not the shift position is a drive (D) position force. If the determination in step SI is affirmative, so-called automatic transmission control based on the running state of the vehicle is executed, so the control in FIG.
  • step S1 the sequential mode (second shift mode) is selected and it is determined whether or not the force is sufficient (step S2).
  • the sequential mode is a mode of shifting in which upshifting and downshifting are performed manually, and corresponds to the above-described manual mode. This can be determined, for example, based on a signal output when the shift lever 43 is moved to the manual (M) position in the shift device 42 described above.
  • step S3 it is determined whether or not a downshift operation has been performed. This can be determined by the presence or absence of a signal output by moving the shift lever 43 to the downshift position of the shift device 42 described above. If a negative determination is made in step S3 because the downshift operation has not been performed, the process returns without performing any particular control. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S3 due to the downshift operation, it is determined whether or not the gear set currently set in transmission (AT section) 7 is 3rd speed or higher. (Step S4).
  • step S6 If the current gear position of transmission 7 is a lower gear position than the third speed, that is, if a negative determination is made in step S4, transmission 7 is switched to the first speed (step S5 ), Return.
  • This is a downshift in sequential mode, not based on the driving state of the vehicle This is a shift based on the output of the signal, and is therefore the same as when the gear ratio of the transmission 7 is limited to the first speed.
  • the shift speed (or overall gear ratio) requested by the downshift signal is required! ) Is judged as to whether the force is greater than 3rd speed (Step S6).
  • step S 6 If a negative determination is made in step S 6, the process proceeds to step S 5 described above, and the speed changer 7 is switched to the first speed to limit the gear ratio of the transmission 7.
  • step S7 the gear ratio of the transmission 7 is set to the third speed (step S7). Therefore, in the sequential mode, the speeds that can be set by the transmission 7 are limited to two, the first speed and the third speed.
  • the continuously variable transmission unit electric CVT unit
  • step S8 A gear ratio of 11 is set.
  • FIG. 2 shows an example in which the first speed is set by engaging the brake B1, the second speed is set by engaging the brake B2, and the gear ratio is "1" at the third speed. ing.
  • the second motor M2 functions as a generator to apply a so-called negative torque to the rotating member 29, and the first motor'generator (MG1) 14 is the second motor'generator (MG2) 2 Alternatively, power is supplied from the power storage device 33 to function as a motor.
  • FIG. 3 shows the power source braking force (engine braking force).
  • the lines Ebl, Eb2, Eb3, Eb4, Eb5, and Eb6 are the forward 6 speeds of the transmission 7. This indicates the engine braking force generated at the gear, and the subscript number indicates the gear.
  • the transmission 7 in the shift mode in which the engine brake is effective, the transmission 7 is limited to two shift speeds of the first speed and the third speed.
  • the overall gear ratio for the 6 forward gears is set by controlling the ratio. These gear ratios do not differ from the total gear ratio value set by switching the transmission 7 to each of the first to third gears, so that the engine braking force obtained is the same.
  • the transmission 7 is only switched between the first gear and the third gear, so that a friction engagement device such as a clutch or a brake is used.
  • a friction engagement device such as a clutch or a brake
  • the desired gear ratio can be set by controlling the gear ratio of the power distribution device 8, so that a highly responsive gear shift can be executed, and therefore when the engine brake is required, the engine brake is effective.
  • the delay at the beginning is eliminated or the delay is reduced, so that a sense of incongruity at the time of manual downshift can be prevented.
  • the present invention may be configured such that the content of the shift is changed according to the thermal load of the motor generators 2 and 14.
  • An example of this is shown in the flowchart in FIG.
  • step S11 it is determined whether or not a drive position is selected. This is a determination step similar to step S1 shown in FIG. 1, and therefore returns if the determination is affirmative.
  • step S12 it is determined whether or not the sequential mode is selected.
  • step S12 is a determination step similar to step S2 shown in FIG. 1. Therefore, if a negative determination is made, the process returns, and if a positive determination is made, a downshift determination is made ( Step S13).
  • step SI3 The determination step of step SI3 is the same determination step as step S3 shown in FIG. 1. Therefore, if the determination is negative, the process returns. If the determination is affirmative, AT That is, it is determined whether or not the speed set in the transmission 7, that is, the speed set in the transmission 7 is greater than the third speed (step S14). If a positive determination is made in step S14, each motor ' Load judgment of generators (MG1, MG2) 2, 14 is performed (step SI 5). This determination is based on the heat load applied to the motor generators 2 and 14 when the transmission gear ratio of the transmission 7 is set to the third speed in the current running state (specifically, the vehicle speed). , 14 is used to determine whether it is within the range of the thermal rating defined in the design, and the thermal load can be calculated based on the vehicle speed, the third gear ratio, and the like.
  • step S15 determines whether the heat load of each of the motor generators 2 and 14 is acceptable, so that the transmission 7 is switched to the third speed (step S16).
  • step S16 determines whether the heat load of one of the motor generators 2 and 14 exceeds the allowable range.
  • step S17 The optimum gear (gear) of 7 is selected (step S17).
  • step S18 it is determined whether or not the required shift speed is the third speed or higher (step S18). If the determination in step S18 is affirmative, the power distribution device 8, which is an electric CVT unit, is shift-controlled so as to set the required overall gear ratio (step S19). Specifically, the rotational speed of the first motor generator 14 is controlled.
  • step S14 if a negative determination is made in step S14, that is, if the current gear ratio of transmission 7 is a lower gear ratio than the third speed, transmission 7 is set to the first speed.
  • step S20 it is determined whether or not the heat load of the motor 'generator (MG1, MG2) 2, 14 is within an allowable range. ). This can be performed in the same manner as the determination in step S15 described above. Therefore, if a positive determination is made in step S20, transmission 7 is switched to the first speed (step S21). Thereafter, the process proceeds to step S19, and a shift by the power distribution device 8 is executed.
  • step S20 If the determination is negative in step S20 because the thermal load of the motor generators 2 and 14 exceeds the allowable range when shifting to the first speed, the allowable thermal load force is also calculated in reverse.
  • the optimum gear (gear) for transmission 7 is selected (step S22). This is the same control as in step S17 above. Then, the process proceeds to step S19, and a shift by the power distribution device 8 is executed. Therefore, according to the control shown in FIG. 4, the number of shift stages of the transmission 7 is limited during the downshift in the manual mode in which the engine brake is applied. In this case, the motor generator Since the gear stage is selected so that the thermal loads of 2 and 14 do not exceed the allowable range, energy loss and a decrease in durability of the motor generators 2 and 14 can be suppressed.
  • one of the advantages of the vehicle drive device is that energy regeneration can be performed at the time of deceleration of the vehicle Ve to improve fuel efficiency.
  • the control device of the present invention can further increase this advantage. Control is possible. An example of this is shown in the flowchart of FIG. In the control example shown in FIG. 5, as in the above-described control examples, it is determined whether or not the drive position is selected (step S31), and whether or not the sequential mode is selected (step S32). Are performed in order. Therefore, if the drive position is selected, the process returns without performing any particular control, and if the sequential mode is not selected, the process returns without performing any particular control.
  • step S32 If the determination in step S32 is affirmative because the sequential mode has been selected, the first motor generator (MG1) in the power distribution device 8 during the shift in the transmission 7 is determined. ) Control to fix the engine speed of 14 and allow the engine speed to change (step S33). This is because the speed change is based on the manual operation of the driver, so that changes in behavior such as changes in engine speed associated with the speed change are less likely to be uncomfortable, and the amount of energy regeneration is increased as described below.
  • step S34 the downshift is determined (step S34). This is a determination step similar to step S3 or step S13 described above. Therefore, if a negative determination is made, the process returns without performing any particular control. On the other hand, if a positive determination is made, a notch acceptance decision is made (step S35). That is, since the second motor / generator 2 functions as a generator in the engine brake state, it is determined whether or not the power storage device 33 to which the second motor / generator 2 is connected can receive power from the second motor / generator 2. . This determination can be made by detecting the state of charge (SOC) of power storage device 33.
  • SOC state of charge
  • step S35 If the determination in step S35 is affirmative, the current gear position of the transmission 7 is the third gear. It is determined whether or not the speed is higher (step S36). If an affirmative determination is made in step S36 because the speed of the transmission 7 is greater than or equal to the third speed, it is determined whether or not the requested speed is greater than or equal to the third speed (step S37). If the determination in step S37 is affirmative, the transmission (AT unit) 7 is switched to the fourth speed (step S38). That is, an upshift is performed to the high speed side.
  • the rotational speed of the ring gear 11 connected to the transmission 7 decreases.
  • the electric CVT unit is configured to increase the torque of the second motor 'generator 2 within the range allowed by the power storage device 33 to secure the engine braking force and at the same time increase the power generation amount to charge the power storage device 33. Shift control of the power distribution device 8 corresponding to is performed (step S39).
  • the power storage is a surplus of electric power supplied from the second motor / generator 2 to the first motor / generator 14.
  • step S40 If the current gear position of transmission 7 is a lower gear position than the third speed and a negative determination is made in step S36, the gear ratio of transmission 7 is set to the second gear ratio.
  • Switch to speed step S40.
  • the engine brake in the manual mode in which the engine brake is applied, it is basically set to the first speed when the current speed ratio of the speed changer 7 is a speed ratio lower than the third speed.
  • the device 33 When the device 33 is charged, it is upshifted by one stage. Then, in this state, the process proceeds to step S39, and shift control by the power distribution device 8 is performed. Therefore, the engine braking force is ensured by increasing the torque of second motor generator 2 and charging is performed within the allowable range of power storage device 33.
  • step S35 determines whether the power storage device 33 cannot accept power. If the determination in step S35 is negative, that is, if the power storage device 33 cannot accept power, the control from step S4 to step S7 shown in Fig. 1 is executed. (Step S41). Then, a shift of the power distribution device 8 corresponding to the continuously variable transmission unit (electric CVT unit) is executed so as to achieve the required overall transmission ratio (step S42).
  • the transmission 7 is set to the first speed or the third speed according to the traveling state such as the vehicle speed of the vehicle Ve at that time, the required shift speed, and the like.
  • the second motor 'generator 2 Regenerates energy by functioning as a generator, and generates braking force together with engine 1.
  • the electric power generated by the second motor 'generator 2 is supplied to the first motor' generator 14 and functions as a motor, and acts to reduce the rotational speed of the ring gear 11 in the power distribution device 8. .
  • the number of shift stages of the transmission 7 corresponding to the stepped transmission unit is limited. Therefore, when there is a downshift request such as applying an engine brake, it is possible to perform a responsive shift and to perform complicated control to switch the engagement / release state of a friction engagement device such as a clutch or a brake.
  • the engine braking force similar to that in the case where the number of shift stages of the transmission 7 is not limited can be obtained.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of the control.
  • the drive position is determined (step S51)
  • the sequential mode is determined (step S52)
  • the downshift is determined. (Step S53) is performed sequentially.
  • the transmission 7 or its oil temperature is determined as a criterion. It is determined whether or not the temperature is lower than a predetermined temperature (step S54).
  • the temperature used as the criterion can be obtained in advance by experiments or the like as a temperature at which the oil viscosity affects the speed change control.
  • step S55 a predetermined gear position in the transmission 7 is prohibited.
  • the predetermined shift stage is a shift stage in which shift control is relatively difficult, and an example thereof is a shift stage that achieves a shift by simultaneously controlling a plurality of friction engagement devices.
  • the third speed and the fourth speed are prohibited, assuming that the so-called clutch-to-clutch shift speed is the third speed and the fourth speed in the transmission 7 described above.
  • step S56 By prohibiting the predetermined shift speed in the above step S55, other shift speeds are set, and the shift of the power distribution device 8 corresponding to the electric CVT unit is executed in that state (step S56). . If the detected temperature is higher than the reference temperature and a negative determination is made in step S54, the control from step S4 to step S7 shown in FIG. 1 is executed (step S57). Then, a shift of the power distribution device 8 corresponding to the continuously variable transmission unit (electric CVT unit) is executed so as to achieve the required overall transmission ratio (step S56).
  • step S5 The functional means of the step S5, step S7, step S16, step S21, step S38, and step S40 are the same as those in the present invention.
  • the functional means of step S38 and step S40 correspond to the gear ratio selecting means of the present invention
  • the functional means of step S35 is the charge state judging means of the present invention.
  • the functional means of step S38 and step S40 correspond to the charge promoting means of the present invention
  • the functional means of step S54 corresponds to the temperature detecting means of the present invention
  • step S55 This corresponds to the high speed stage prohibiting means of the present invention.
  • the present invention is not limited to the specific examples described above, and the electric control type transmission unit in the present invention is not limited as long as the gear ratio can be electrically controlled. As long as the ratio can be changed continuously, it is not limited to one using a gear mechanism having a differential action.
  • the mechanically controlled transmission unit may be any one that can be mechanically controlled to change the transmission ratio, and the stepped transmission unit may have any configuration that can set a plurality of transmission ratios stepwise.
  • it may be a speed change mechanism configured using a plurality of planetary gear devices, a speed change mechanism including a plurality of gear pairs and selecting a gear pair to set a gear position.
  • the present invention can be used in the manufacture and repair of vehicles such as automobiles, the manufacture of vehicle parts, and the Karoe industry.

Abstract

 無段変速部と有段変速部とを有する駆動装置において、手動操作に基づくエンジンブレーキを効かせる変速を応答性よく行い、かつ充分なエンジンブレーキ力を確保する。  無段変速部と有段変速部との各変速比で決まる総合変速比を、車両の走行状態に基づいて設定する第一の変速態様と、動力源ブレーキを効かせるための信号に基づいて総合変速比を設定する第二の変速態様と選択可能な車両用駆動装置の制御装置において、第二の変速態様が選択されている場合に設定される有段変速部における前記変速比の数を、第一の変速態様が選択されている場合よりも少なくする有段変速比制限手段を備え、第二の変速態様が選択されている場合には有段変速比制限手段で設定された有段変速部の変速比と無段変速部の変速比とで前記総合変速比を設定するように構成されている。

Description

明 細 書
車両用駆動装置の制御装置
技術分野
[0001] この発明は、電気制御式変速部と機械制御式変速部とを備えている車両用駆動装 置に関し、特にその変速比を制御する装置に関するものである。
背景技術
[0002] この種の車両用駆動装置が特開 2003— 127681号公報に記載されている。この 特開 2003— 127681号公報に記載された発明は、電動機の大型化を回避し、かつ それぞれの車速に応じた駆動力を得ることを目的とした発明であり、遊星歯車機構の キヤリャに内燃機関を連結するとともに、その遊星歯車機構のサンギヤに第一の電動 発電機を連結し、さらにリングギヤを変速機の入力側の部材に連結している。その変 速機は、自動変速機などの有段の変速機であって、その変速機の出力側の部材を プロペラ軸に連結し、そのプロペラ軸に第二の電動発電機を連結している。したがつ てこの車両用駆動装置では、遊星歯車機構が、エンジンの動力を第一の電動発電 機と変速機とに分配する分配機構を構成しており、その第一の電動発電機の回転数 を変更することにより、リングギヤの回転数すなわちこのリングギヤに連結されている 変速機の入力回転数が連続的に変化するので、その遊星歯車機構および第一の電 動発電機が無段変速機として機能する。その結果、車両用駆動装置の全体としての 変速比は、無段変速機として機能する遊星歯車機構による変速比と、その出力側に 配置されている前記変速機での変速比とによって決定される。
[0003] 車両用駆動装置は、燃費が可及的に良好になるように変速比を制御することにカロ えて、エネルギ回生を行うことにより、全体としての燃費を向上させることを主たる目的 とする駆動装置である。一方、車両に要求される特性は、燃費の向上ゃ排ガスの低 減だけでなぐ駆動性能や制動性能などの走行性能に優れ、またその制御応答性が 良好であることなどが要求される。したがって、上記の特開 2003— 127681号公報 に記載された発明では、車両の燃費性能を向上させることができるが、上記の特開 2 003— 127681号公報に記載されている車両用駆動装置では、いわゆる無段変速 部と有段変速部との両方の変速比で、駆動装置の全体としての変速比を設定して 、 るので、減速要求に伴ってエンジンブレーキ(動力源ブレーキ)を効力せるために変 速比を増大させる場合、有段変速部でのクラッチなどの係合装置の切り換えを伴う変 速を実行しなければならない。そのために、煩雑な油圧制御を行わなければならず、 また変速に遅れが生じ、手動操作によるダウンシフトなどの場合には、変速の遅れが 違和感となる可能性があった。
発明の開示
[0004] この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、電気制御式変速部 と機械制御式変速部とを有する車両用駆動装置において、動力源ブレーキを効か せる変速態様の場合に変速応答性を向上させることを目的とするものである。
[0005] この発明は、上記の目的を達成するために、動力源ブレーキを効力せる変速態様 が選択されている場合には、無段変速部での変速を優先させて実行するように構成 したことを特徴とするものであり、より具体的には、この発明は、入力回転数と出力回 転数とで決まる変速比を電気的に制御する電気制御式変速部と、入力回転数と出力 回転数とで決まる変速比を機械的に変化させる機械制御式変速部とを有し、前記電 気制御式変速部と前記機械制御式変速部との前記各変速比で決まる総合変速比を 、車両の走行状態に基づいて設定する第一の変速態様と、動力源ブレーキを効か せるための信号に基づいて前記総合変速比を設定する第二の変速態様を選択可能 な車両用駆動装置の制御装置において、前記第二の変速態様が選択されている場 合に設定される前記機械制御式変速部における前記変速比の数を少なくする変速 比制限手段を備え、前記第二の変速態様が選択されている場合には前記変速比制 限手段で設定された前記機械制御式変速部の変速比と前記電気制御式変速部の 変速比とで前記総合変速比を設定するように構成されて 、ることを特徴とするもので ある。その機械制御式変速部と電気制御式変速部とを、いずれか一方から出力した 動力がいずれか他方に入力されるように直列に連結することができる。
[0006] また、この発明は、上記の発明において、前記電気制御式変速部が、発電機能の ある電動機を備え、前記変速比制限手段は、前記の変速態様が選択されている状 態で、前記動力源ブレーキを効力せるための信号として前記総合変速比を増大させ るダウンシフト信号があった場合に前記電動機の熱負荷が予め定められている許容 範囲内となるように前記機械制御式変速部の変速比を選択する変速比選択手段を 含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置である。
[0007] さらに、この発明は、上記の発明において、前記車両が走行していることに伴う機械 的エネルギを電力として蓄える蓄電装置と、その蓄電装置力 電力が供給されて走 行のための動力を出力する他の電動機と、前記動力源ブレーキを効力せるための信 号として前記総合変速比を増大させるダウンシフト信号があった場合に前記蓄電装 置の充電状態を判断する充電状態判断手段と、その充電状態判断手段によって前 記蓄電装置の充電容量が低 、ことが判断された場合には、前記機械制御式変速部 の変速比として高速側の変速比を設定する充電促進手段とを備え、前記充電容量 が高いことが前記充電状態判断手段によって判断された場合には、前記蓄電装置 の充電量と放電量とが等しくなるように、前記変速比制限手段で設定された前記機 械制御式変速部の変速比と前記電気制御式変速部の変速比とで前記総合変速比 を設定するように構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置である
[0008] そして、この発明は、上記いずれかの発明において、前記機械制御式変速部の温 度を検出する温度検出手段と、その温度検出手段によって前記機械制御式変速部 の極低温状態が検出され場合に前記機械制御式変速部の変速を制限する変速制 限手段とを更に備えていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置である。
[0009] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記電気制御式変速機は、 変速比が連続的に変化する無段変速機構を含み、前記機械制御式変速機は、変速 比が段階的に変化する有段変速機構を含むことを特徴とする車両用駆動装置の制 御装置である。
[0010] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記変速比制限手段は、前 記第二の変速態様が選択されている場合に設定される前記機械制御式変速部にお ける前記変速比の数を、前記第一の変速態様が選択されている場合より少なくする 手段を含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置である。
[0011] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記駆動装置は、複数種類 の動力源を備え、かつそれらの動力源が出力した動力を分配もしくは合成して出力 するハイブリッド駆動装置を含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置である
[0012] この発明における電気制御式変速部は、サンギヤとリングギヤとキヤリャとを回転要 素としたシングルピ-オン型遊星歯車機構やダブルビ-オン型遊星歯車機構などの 差動作用のある歯車機構によって構成することができる。その場合、キヤリャにェンジ ンを連結し、サンギヤに第 1の電動機を連結し、またリングギヤを機械制御式変速部 の入力軸に連結することができる。さらに、その機械制御式変速部の入力軸に第 2の 電動機を連結することができる。
[0013] さらに、この発明における機械制御式変速部は、複数組の遊星歯車機構や複数の ギヤ対のいずれかによつて構成することができる。その機械制御式変速部は、六つ の前進段を設定できるように構成してもよ ヽ。
[0014] この発明によれば、動力源ブレーキを効力せる第二の変速態様の場合、機械制御 式変速部で設定される変速比の数が少ない数に制限される。そして、この第二の変 速態様において、動力源ブレーキを効力せる変速を行う場合、設定可能な変速比数 の制限された機械制御式変速部での変速比と電気制御式変速部での変速比とによ つて、駆動装置の全体としての総合変速比が設定される。その変速の場合、機械制 御式変速部で設定できな ヽ変速比に対応する総合変速比は、電気制御式変速部の 変速比を変化させることにより設定できるので、機械制御式変速部の変速比を固定し たまま電気制御式変速部で変速が実行される。すなわち、電気制御式変速部での変 速が優先的に実行される。そして、この電気制御式変速部での変速は、変速比を連 続的に変化させて目標とする値に設定する変速であるから、機械制御式変速部での 変速に比較して迅速に実行でき、その結果、動力源ブレーキを効力せる変速態様で の変速を応答性良く実行することができる。
[0015] また、この発明によれば、電気制御式変速部での変速が電動機を制御して実行さ れ、その電動機の熱負荷が機械制御式変速部の変速比によって増減するので、機 械制御式変速部の変速比は、上記のように制限されている中で、電動機の熱負荷が 許容範囲内になる変速比が選択される。その結果、電動機の熱負荷が相対的に軽 減され、燃費を向上させることができ、あるいは電動機の耐久性を向上させることがで きる。
[0016] さらに、この発明によれば、動力源ブレーキを効力せる場合、蓄電装置の充電容量 が低 ヽ(充電量が少な 、)場合、機械制御式変速部の変速比として高速側の変速比 を設定するので、走行に伴う発電量が多くなつて蓄電装置に対する充電を促進する ことができ、また蓄電容量が高い(充電量が多い)場合には、走行に伴って発電した 電力を前記他の電動機で消費するように各変速部の変速比が設定されるので、動力 源ブレーキを十分に効力せることができるとともに、充電性能を向上させることができ る。
[0017] そして、この発明によれば、機械制御式変速部が極低温状態にある場合には、機 械制御式変速部の高速側の変速比が禁止され、機械制御式変速部では低速側の 変速比を設定し、その状態で電気制御式変速部の変速比を変化させて目標とする 総合変速比を設定する。そのため、機械制御式変速部を構成している回転部材の相 対回転数もしくは絶対回転数が大きくなつて、油温の上昇を促進させることができ、ま た低速側の変速比は、一方向クラッチを作用させて設定できるなど切り替え制御する 係合装置が一つでよい場合があり、その場合には油圧制御に対するオイルの粘性の 影響が相対的に少なく、ショックの悪ィ匕を防止もしくは抑制することができる。
[0018] さらに、この発明によれば、無段変速部と有段変速部とを有する駆動装置において 、上述した効果を得ることができる。
[0019] さらに、この発明によれば、動力源ブレーキを効力せる変速態様の場合に機械制 御式変速部での変速比の数を、他の変速態様の場合より少なくするので、動力源ブ レーキを応答性良く効かせることができる。
[0020] さらに、この発明によれば、ノ、イブリツド駆動装置において、上述した効果を得ること ができる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]この発明の制御装置で実行される変速制御の一例を説明するためのフローチ ヤートである。
[図 2]変速機の変速段を第 1速と第 3速とに制限してエンジンブレーキを効かせる場 合の図 7に示す駆動装置についての共線図である。
[図 3]第 1速ないし第 6速での車速に応じたエンジンブレーキ力を示す線図である。
[図 4]モータ 'ジェネレータの熱負荷に応じて変速段を制限する制御例を説明するた めのフローチャートである。
[図 5]蓄電装置の充電状態に応じて変速段を制限する制御例を説明するためのフロ 一チャートである。
[図 6]変速機もしくはオイルの温度に応じて変速段を禁止する制御例を説明するため のフローチャートである。
[図 7]この発明で対象とすることのできる車両用駆動装置の一例を示すスケルトン図 である。
[図 8]シフト装置における各シフトポジションの配列を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0022] つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明の制御装置で対象 とすることのできる車両用駆動装置の一例を説明する。図 7に示す例は、 F'R (フロン トエンジン ·リヤドライブ;エンジン前置き後輪駆動)形式のハイブリッド車 (以下、「車 両」と略記する) Veに搭載した例である。図 7に示された駆動装置は、 2種類の動力 源を有している。 2種類の動力源は、動力の発生原理が異なり、この実施例では、ェ ンジン 1およびモータ'ジェネレータ(MG2) 2が動力源として搭載されているとともに 、エンジン 1およびモータ'ジェネレータ 2から出力された動力が、共に同じ車輪 (後輪 ) 3に伝達されるように、パワートレーンおよび動力伝達経路が構成されている。車両 Veの動力源であるエンジン 1は、燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネル ギに変換する動力装置である。このエンジン 1としては、内燃機関または外燃機関を 用いることが可能であるが、この実施例では、エンジン 1として内燃機関、例えば、ガ ソリンエンジン、ディーゼルエンジン、 LPGエンジンなどを用いる場合について説明 する。このエンジン 1は、電子スロットルバルブ(図示せず)、燃料噴射装置(図示せず )、点火時期制御装置(図示せず)などの出力制御装置を有しており、少なくとも 1つ の装置を制御することにより、エンジン出力を制御することが可能である。
[0023] 一方、他の動力源であるモータ'ジェネレータ 2はケーシング 4の内部に収納されて おり、モータ'ジェネレータ 2は、電気工ネルギを運動エネルギに変換するカ行機能と 、運動エネルギを電気工ネルギに変換する回生機能とを兼備している。このモータ' ジェネレータ 2は、ロータ 5およびステータ 6を有しており、ステータ 6はケーシング 4に 固定されている。また、エンジン 1およびモータ'ジェネレータ 2から車輪 3に至る動力 伝達経路には変速機 7が設けられているとともに、エンジン 1から変速機 7に至る動力 伝達経路には、動力分配装置 8が設けられている。図 7に示された動力分配装置 8は 、シングルピ-オン形式の遊星歯車機構を主体として構成されている。すなわち、動 力分配装置 8は、エンジン 1の出力軸 9と同軸上に配置されたサンギヤ 10と、サンギ ャ 10と同軸上に配置されたリングギヤ 11と、サンギヤ 10およびリングギヤ 11に嚙合 する複数のピ-オンギヤ 12を、自転かつ公転自在に保持したキヤリャ 13とを有して いる。
[0024] これらのサンギヤ 10およびリングギヤ 11およびキヤリャ 13は、相互に差動回転可 能に構成されている。そして、キヤリャ 13と出力軸 9とが動力伝達可能に連結され、 具体的には一体回転するように連結されている。また、出力軸 9の軸線方向において 、エンジン 1と動力分配装置 8との間には、モータ'ジェネレータ(MG1) 14が配置さ れている。モータ'ジェネレータ 14は、電気工ネルギを運動エネルギに変換するカ行 機能と、運動エネルギを電気工ネルギに変換する回生機能とを兼備している。このモ 一タ'ジェネレータ 14は、ロータ 15およびステータ 16を有しており、ステータ 16はケ 一シング 4に固定されている。そして、ロータ 15とサンギヤ 10とが動力伝達可能に連 結され、具体的には一体回転するように連結されて 、る。
[0025] 一方、前記変速機 7は、入力回転数を出力回転数で除した値である変速比を変更
(制御)可能に構成されている。この実施例では、変速機 7として機械制御式変速部 あるいは有段変速機を用いた場合、より具体的には、遊星歯車機構を有する有段変 速機を用いた場合について説明する。変速機 7は、遊星歯車機構を構成する回転要 素同士の動力伝達経路を切り替えたり、回転要素の回転 ·停止を制御するために、 摩擦係合装置、具体的にはクラッチおよびブレーキを有している。ここで、摩擦係合 装置としては、油圧制御式または電磁制御式のいずれを用いてもよいが、この実施 例では、油圧制御式の摩擦係合装置を用いる場合について説明する。そして、これ らの摩擦係合装置の係合'解放を制御することにより、例えば、ドライブポジションで は第 1速ないし第 6速を選択し、リバースポジションでは固定された変速比を選択可 能に構成されている。そして、ドライブポジションが選択された場合は、第 1速ないし 第 6速の変速段を、選択的に、かつ段階的に変更可能である。また、変速段を示す 数字が大きくなるほど、変速機 7の変速比が小さくなるように構成されている。したが つてこの変速機 7はこの発明の有段変速部 (AT部)に相当する。
[0026] そして、変速機 7の入力側には回転部材 29が連結され、変速機 7の出力側には出 力回転部材 30が連結されている。さらに、入力回転部材 29と、動力分配装置 8のリ ングギヤ 11とが一体回転するように連結され、モータ ·ジェネレータ 2のロータ 5が入 力回転部材 29に連結されている。前記出力回転部材 30は、いわゆるプロペラシャフ トであり、この出力回転部材 30がデフアレンシャル 31のドライブピ-オンシャフト(図 示せず)に連結されている。また、デフアレンシャル 31のサイドギヤ(図示せず)にはド ライブシャフト 32が連結されており、ドライブシャフト 32に車輪 3が連結されている。
[0027] さらに、モータ 'ジェネレータ 2との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置 33が設けられているとともに、モータ'ジェネレータ 2と蓄電装置 33との間の回路には インバータ 34が設けられている。また、モータ'ジェネレータ 14との間で電力の授受 をおこなうことの可能な蓄電装置 35が設けられているとともに、モータ'ジェネレータ 1 4と蓄電装置 35との間の回路にはインバータ 36が設けられている。これらの蓄電装 置 33, 35としては、二次電池、具体的にはバッテリ、キャパシタなどを用いることが可 能である。また、インバータ 34とインバータ 36とを接続する電気回路 39が設けられて おり、蓄電装置 33と蓄電装置 35との間で電力の授受をおこなうことが可能に構成さ れているとともに、モータ'ジェネレータ 2とモータ'ジェネレータ 14との間で、蓄電装 置 33, 35を経由することなぐ電力の授受をおこなうことが可能に構成されている。
[0028] 一方、変速機 7の制御、例えば、ドライブポジション、リバースポジション、ニュートラ ノレポジション、マ二ユアノレポジションなどのシフトポジションを切り換える制御、ドライブ ポジションが選択された場合における変速段の自動変速制御などを実行するために 、油圧制御装置 37が設けられている。この油圧制御装置 37は、油圧回路、マ二ユア ルバルブ、ソレノイドバルブ、圧力制御弁などにより構成された公知の構成を有して おり、油圧制御装置 37により、各シフトポジションの切り換え、前述した摩擦係合装置 の係合 ·解放が制御されるように構成されて 、る。
[0029] また、各シフトポジションの選択を行うシフト装置 42が設けられている。図 8は、後述 する電子制御装置 38に接続されているシフト装置 42に設けられているシフトポジショ ンの配列を示しており、車両を停止状態に維持するパーキング (P)、後進段 (R:リバ ース)、ニュートラル (N)、ドライブ (D)の各ポジションがほぼ直線的に配列されて 、る 。この配列方向は、例えば車両の前後方向に沿う方向である。そのドライブポジション に対して車両の幅方向で隣接する位置にマ-ユアルポジション(M)が設けられ、そ のマニュアルポジションを挟んで車両の前後方向での両側にアップシフトポジション( + )とダウンシフトポジション(一)とが設けられている。これらの各シフトポジションは、 シフトレバー 43を案内するガイド溝 44によって連結されており、したがってシフトレバ 一 43をガイド溝 44に沿って移動させることにより適宜のシフトポジションが選択され、 その選択されたシフトポジション信号が電子制御装置 38に入力されるようになってい る。
[0030] そして、ドライブポジションが選択された場合には、上述した第一の変速態様である 自動変速が実行され、またマニュアルポジションからアップシフトポジションもしくはダ ゥンシフトポジションが選択された場合には、第二の変速態様で変速が実行されるよ うになつている。具体的には、アップシフトポジションが選択された場合には、その時 点の総合変速比より小さい総合変速比で動力源ブレーキが効く予め定めた総合変 速比が設定される。また反対にダウンシフトポジションが選択された場合には、その時 点の総合変速比より大きい総合変速比で動力源ブレーキが効く予め定めた総合変 速比が設定される。
[0031] つぎに、制御系統について説明する。まず、電子制御装置 38が設けられており、 電子制御装置 38には、シフトポジションセンサの信号、車速センサの信号、加速要 求検知センサの信号、制動要求検知センサの信号、エンジン回転数センサの信号、 蓄電装置 33, 35の充電量を検知するセンサの信号、モータ 'ジェネレータ 2, 14の 回転数を検知するセンサの信号、モータ'ジェネレータ 2, 14の温度を検知するセン サの信号、入力回転部材 29および出力回転部材 30の回転数を検知するセンサの 信号、車両 Veが走行する道路の勾配を検知するセンサの信号、車両 Veの加速度を 検知するセンサの信号などが入力される。これに対して、電子制御装置 38からは、ェ ンジン 1を制御する信号、モータ.ジヱネレータ 2, 14 (インバータ 34, 36)を制御する 信号、油圧制御装置 37を制御する信号などが出力される。
[0032] 図 7に示す車両 Veにおいて、エンジン 1が運転されて、エンジントルクが動力分配 装置 10のキヤリャ 13に伝達されると、モータ'ジェネレータ 14により反力トルクが受け 持たれて、エンジントルクがリングギヤ 11に伝達される。そのリングギヤ 11に伝達され たトルク力 入力回転部材 29および変速機 7および出力回転部材 30およびデファレ ンシャル 31を経由して車輪 3に伝達されて、駆動力が発生する。前記動力分配装置 8においては、サンギヤ 10とキヤリャ 13とリングギヤ 11との差動作用により、入力要素 であるキヤリャ 13と、出力要素であるリングギヤ 11との変速比を制御することが可能 である。具体的には、反力トルクを受け持つモータ'ジェネレータ 14の出力を制御す ることにより、エンジン回転数を無段階に (連続的に)制御することが可能である。つま り、動力分配装置 8は電気的無段変速機 (電気 CVT部)としての機能を有し、この発 明の電気制御式変速部となって 、る。
[0033] このように、モータ'ジェネレータ 14で反力トルクを受け持つ場合、各種の条件に基 づいて、モータ'ジェネレータ 14の回転方向力 正回転、停止、逆回転などに選択的 に切り換えられる。例えば、モータ'ジェネレータ 14が正回転して反力トルクを受け持 つ場合、モータ'ジェネレータ 14は回生制御され、モータ'ジェネレータ 14で発生し た電力を、蓄電装置 35に充電したり、インバータ 36, 34を経由させてモータ'ジエネ レータ 2に供給し、モータ'ジェネレータ 2をカ行制御することが可能である。すなわち 、モータ'ジェネレータ 2が電動機として駆動され、そのトルクが入力回転部材 29、変 速機 7、デフアレンシャル 31を経由して車輪 3に伝達される。これに対して、モータ'ジ エネレータ 14が逆回転して反力トルクを受け持つ場合、モータ'ジェネレータ 14は力 行制御される。モータ'ジェネレータ 14に供給する電力は、蓄電装置 35またはモータ 'ジェネレータ 2から供給することが可能である。すなわち、モータ'ジェネレータ 2を回 生制御させて、その電力を、インバータ 34, 36を経由させてモータ'ジェネレータ 14 に供給することも可能である。 [0034] ここで、動力分配装置 8の変速比を制御する概念について説明すると、エンジン 1 の燃費を向上させることを目的として、エンジン 1の運転状態と、動力分配装置 8の変 速比とを協調制御するものである。例えば、加速要求 (アクセル開度)および車速に 基づいて、車両 Veにおける要求駆動力が求められる。これは、例えば予め用意した マップ力 求められる。その要求駆動力と車速とからエンジン 1の要求出力が算出さ れ、その要求出力を最小の燃費で出力する目標エンジン回転数が、マップを使用し て求められる。そして、実エンジン回転数を燃費の良好な目標エンジン回転数に近 づけるように、モータ'ジェネレータ 14の出力(トルク X回転数)が制御される。この制 御と並行して、実エンジン出力を目標エンジン出力に近づけるように、エンジン 1の電 子スロットルバルブの開度などが制御される。このように、動力分配装置 8の変速比を 制御することにより、エンジン 1の運転状態を最適燃費線に沿って制御することが可 能である。
[0035] また、前述したように、モータ ·ジェネレータ 2を電動機として駆動させ、モータ ·ジェ ネレータ 2のトルクを、変速機 7を経由させて車輪 3に伝達する制御を実行可能である 。つまり、車輪 3にトルクを伝達して駆動力を発生させる場合、エンジン 1またはモータ •ジェネレータ 2の少なくとも一方のトルクを車輪 3に伝達可能であり、いずれの動力 源のトルクまたは両方の動力源のトルクを伝達するか力 電子制御装置 38に入力さ れる信号およびデータに基づ 、て判断される。
[0036] これに対して、車両 Veが惰力走行する場合は、車両 Veの運動エネルギが変速機 7 および動力分配装置 8を経由してエンジン 1に伝達され、エンジンブレーキ力が発生 する。また、車両 Veの惰力走行時に入力回転部材 29に伝達された運動エネルギの 一部をモータ ·ジェネレータ 2に伝達し、このモータ ·ジェネレータ 2で回生制動力を発 生させ、発生した電力を蓄電装置 33に充電することも可能である。このエンジンブレ ーキ (動力源ブレーキ状態)は、前述したマニュアルモードで変速比 (総合変速比)を 増大させて設定することも可能である。
[0037] 上述したように変速機 7での各変速段は、車両 Veの車速や要求出力(アクセル開 度)などで決まる走行状態に基づ 、て設定され、それらの各変速段で走行して 、る 際に、無段変速部に相当する動力分配装置 8では、エンジン 1の回転数が最適燃費 回転数となる制御が実行される。これは具体的に第一のモータ'ジェネレータ 14を発 電機として機能させ、あるいはモータとして機能させてその回転数を制御することによ り行われる。このような走行状態に基づく変速比の制御 (第一の変速態様)に対して、 エンジンブレーキ状態を要求する信号があった場合、具体的には手動操作に基づく ダウンシフト信号が出力された場合には、以下に述べる変速制御 (第二の変速態様) が実行される。
[0038] 図 1はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、先ず、シフトポジ シヨンがドライブ (D)ポジション力否かが判断される (ステップ Sl)。このステップ SIで 肯定的に判断された場合に、車両の走行状態に基づいたいわゆる自動変速機制御 が実行されるので、図 1での制御は特に行うことなくリターンする。これに対してステツ プ S1で否定的に判断された場合には、シーケンシャルモード (第二の変速態様)が 選択されて 、る力否かが判断される (ステップ S 2)。このシーケンシャルモードとは、 手動操作によってアップシフトおよびダウンシフトを行う変速の態様であって、前述し たマニュアルモードに相当する。これは、例えば前記のシフト装置 42においてシフト レバー 43をマニュアル(M)ポジションに移動させることに伴って出力される信号に基 づ 、て判断することができる。
[0039] このステップ S2で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンし 、これに対してシーケンシャルモードが選択されていることによりステップ S2で肯定的 に判断された場合には、ダウンシフト判定が行われる (ステップ S3)。すなわちダウン シフト操作されたか否かが判断される。これは、前述したシフト装置 42のダウンシフト ポジションにシフトレバー 43を移動させることにより出力される信号の有無によって判 断することができる。ダウンシフト操作されていないことによりステップ S3で否定的に 判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。一方、ダウンシフト操作さ れたことによりステップ S3で肯定的に判断された場合には、その時点で変速機 (AT 部) 7で設定されている変速段が第 3速以上か否かが判断される (ステップ S4)。
[0040] 変速機 7の現状の変速段が第 3速より低速側の変速段である場合、すなわちステツ プ S4で否定的に判断された場合、変速機 7を第 1速に切り換え (ステップ S5)、リタ一 ンする。これは、車両の走行状態に基づかずに、シーケンシャルモードでダウンシフト 信号が出力されたことに基づく変速であり、そのために、変速機 7の変速比が第 1速 に制限されたことと同様である。また、変速機 7の現状の変速段が第 3速以上であるこ とによりステップ S4で肯定的に判断された場合には、前記ダウンシフト信号によって 要求されて!、る変速段 (もしくは総合変速比)が第 3速以上力否かが判断される (ステ ップ S6)。
[0041] このステップ S6で否定的に判断された場合には、上記のステップ S5に進んで、変 速機 7を第 1速に切り換え、変速機 7の変速比を制限する。また、要求変速段が第 3 速以上であることによりステップ S6で肯定的に判断された場合には、変速機 7の変速 比を第 3段に設定する (ステップ S 7)。したがって、シーケンシャルモードでは変速機 7で設定可能な変速段が第 1速と第 3速との二つに制限される。そして、これらステツ プ S5とステップ S7との 、ずれかの制御が実行された後、総合変速比が手動操作に よって要求されている変速比となるように、無段変速部(電気 CVT部) 11の変速比が 設定される (ステップ S8)。
[0042] これを共線図で表すと図 2のとおりであり、変速機 (AT部) 7は、車両 Veの走行状 態 (具体的には車速)に応じて第 1速と第 3速との二つの変速比に制限されるから、入 力部材の回転数を一定とした場合、図 2の右側の二本の実線で動作状態が示される 。これに対して、総合変速比が前進段で 6段となるように動力分配装置 (電気 CVT部 ) 8の変速比がステップ的に制御されるから、図 2の左側の六本の破線でその動作状 態が示される。なお、図 2ではブレーキ B1を係合させることにより第 1速が設定され、 ブレーキ B2を係合させることにより第 2速が設定され、第 3速では変速比が「1」となる 例を示している。
[0043] このエンジンブレーキを効かせる変速モードでは、変速機 7の入力要素に連結され て 、るリングギヤ 11に対してはその回転を止める方向にトルクを作用させる。したがつ て、第 2電動機 M2は発電機として機能させていわゆる負のトルクを回転部材 29に与 え、また第 1のモータ'ジェネレータ(MG1) 14は第 2のモータ'ジェネレータ(MG2) 2もしくは蓄電装置 33から電力を供給してモータとして機能させる。
[0044] また、動力源ブレーキ力(エンジンブレーキ力)を示せば、図 3のとおりである。図 3 において、 Ebl, Eb2, Eb3, Eb4, Eb5, Eb6の各線は、変速機 7の前進 6段の各変速 段で生じるエンジンブレーキ力を示しており、添え字である数字が変速段を表してい る。この発明の制御装置による上記の変速制御では、エンジンブレーキを効力せる 変速モードでは、変速機 7が第 1速と第 3速との二つの変速段に制限されるものの、 動力分配装置 8の変速比を制御して前進 6段の総合変速比が設定される。それらの 変速比は、変速機 7を第 1速ないし第 3速の各変速段に切り換えて設定される総合変 速比の値と異なることはないから、得られるエンジンブレーキ力も同じになる。
[0045] そして、この発明の制御装置による変速制御では、変速機 7を第 1速と第 3速の二 つの変速段の間で切り換えるのみであるから、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装 置の切り換えを伴う変速の回数が少なくなり、煩雑な変速制御の頻度を抑制すること ができる。それに伴って、動力分配装置 8の変速比の制御によって所期の変速比を 設定できるので、応答性の良い変速を実行でき、そのためエンジンブレーキが要求さ れている場合には、エンジンブレーキの効き始めの遅れが解消され、もしくは遅れが 小さくなり、いわゆるマニュアルダウンシフト時の違和感を防止することができる。
[0046] 上述したようにこの発明の制御装置では、エンジンブレーキを効力せる変速モード で変速機 7の変速段の数を制限するから、各モータ'ジェネレータ 2, 14の回転数や トルクが通常より増大し、熱負荷が大きくなる。そこで、この発明では、モータ'ジエネ レータ 2, 14の熱負荷に応じて変速内容を変更するように構成してもよい。その例を 図 4にフローチャートで示してある。図 4に示す例では、先ず、ドライブポジションが選 択されているか否かが判定される(ステップ S 11)。これは、図 1に示すステップ S1と 同様の判断ステップであり、したがって肯定的に判断された場合にはリターンする。こ れとは反対に否定的に判断された場合には、シーケンシャルモードが選択されてい るか否かが判断される(ステップ S12)。このステップ S12は図 1に示すステップ S2と 同様の判断ステップであり、したがって否定的に判断された場合にはリターンし、肯 定的に判断された場合には、ダウンシフトの判定が行われる (ステップ S13)。
[0047] このステップ SI 3の判断ステップは、図 1に示すステップ S3と同様の判断ステップで あり、したがって否定的に判断された場合にはリターンし、肯定的に判断された場合 には、 AT部すなわち変速機 7で設定されている変速段が第 3速以上力否かが判断 される (ステップ S14)。このステップ S14で肯定的に判断された場合には、各モータ' ジェネレータ(MG1, MG2) 2, 14の負荷判定が行われる(ステップ SI 5)。この判定 は、その時点の走行状態 (具体的には車速)で変速機 7の変速比を第 3速にした場 合に各モータ.ジェネレータ 2, 14に掛かる熱負荷が、各モータ.ジェネレータ 2, 14 ごとに設計上定められている熱定格の範囲内か否かを判定するものであり、その熱 負荷は車速や第 3速の変速比などに基づいて算出することができる。
[0048] したがってステップ S 15で肯定的に判断された場合には、各モータ'ジェネレータ 2 , 14の熱負荷が許容できるものであるから、変速機 7が第 3速に切り替えられる (ステ ップ S16)。これとは反対にいずれかのモータ'ジェネレータ 2, 14の熱負荷が許容範 囲を超えていることによりステップ S15で否定的に判断された場合には、許容熱負荷 から逆算して、変速機 7の最適変速段 (ギヤ段)が選定される (ステップ S 17)。
[0049] 上記のステップ S16もしくはステップ S17の制御に続いて、要求変速段が第 3速以 上か否かが判断される (ステップ S 18)。このステップ S 18で肯定的に判断された場合 には、要求されている総合変速比を設定するように、電気 CVT部である動力分配装 置 8が変速制御される (ステップ S19)。具体的には、第一のモータ'ジェネレータ 14 の回転数が制御される。
[0050] 一方、ステップ S 14で否定的に判断された場合、すなわち変速機 7の現状の変速 比が第 3速より低速側の変速比の場合、変速機 7を第 1速に設定するための条件とし て、その時点の走行状態で第 1速に変速した場合、モータ 'ジェネレータ (MG1, M G2) 2, 14の熱負荷が許容範囲内である力否かが判定される (ステップ S20)。これ は、上述したステップ S15における判断と同様にして行うことができる。したがって、こ のステップ S20で肯定的に判断された場合には、変速機 7が第 1速に切り替えられる (ステップ S21)。その後、ステップ S19に進んで、動力分配装置 8による変速が実行 される。
[0051] また、第 1速に変速するとモータ'ジェネレータ 2, 14の熱負荷が許容範囲を超える ためにステップ S20で否定的に判断された場合には、許容される熱負荷力も逆算し て、変速機 7の最適変速段 (ギヤ段)が選定される (ステップ S22)。これは、上記のス テツプ S17と同様の制御である。そして、ステップ S19に進んで、動力分配装置 8によ る変速が実行される。 [0052] したがつてこの図 4に示す制御によれば、エンジンブレーキを効かせるマニュアル モードでのダウンシフトの際に、変速機 7の変速段の数が制限され、その場合、モー タ ·ジェネレータ 2, 14の熱負荷が許容範囲を超えな 、ように変速段が選定されるの で、エネルギ損失やモータ ·ジェネレータ 2, 14の耐久性の低下を抑制することがで きる。
[0053] ところで、車両用駆動装置の利点の一つは、車両 Veの減速時にエネルギ回生を行 つて燃費を向上できる点にあり、この発明の制御装置においてもこのような利点を更 に生力した制御が可能である。その例を図 5にフローチャートで示してある。図 5に示 す制御例では、上述した各制御例と同様に、ドライブポジションが選択されているか 否かの判断 (ステップ S31)、およびシーケンシャルモードが選択されているか否かの 判断 (ステップ S32)が順に行われる。したがってドライブポジションが選択されていれ ば、特に制御を行うことなくリターンし、またシーケンシャルモードが選択されていなけ れば、特に制御を行うことなくリターンする。
[0054] そして、シーケンシャルモードが選択されていることによりステップ S32で肯定的に 判断された場合には、変速機 7での変速の際に動力分配装置 8における第一のモー タ 'ジェネレータ(MG1) 14の回転数を固定し、エンジン回転数の変化を許容する制 御を実行する (ステップ S33)。運転者の手動操作に基づく変速であるから、変速に 伴うエンジン回転数の変化などの挙動の変化が違和感となることが少なぐまた以下 に述べるようにエネルギ回生量を増大するためである。
[0055] つ!、で、ダウンシフトの判定が行われる(ステップ S34)。これは、前述したステップ S 3あるいはステップ S13と同様の判断ステップであり、したがって否定的に判断された 場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に肯定的に判断された 場合には、ノ ッテリ受け入れ判定が行われる (ステップ S35)。すなわち、エンジンブ レーキ状態では第二のモータ ·ジェネレータ 2が発電機として機能するので、これが 接続されている蓄電装置 33が第二のモータ'ジェネレータ 2から電力を受容できるか 否かが判断される。この判断は、蓄電装置 33の充電状態 (SOC)を検出することによ り行うことができる。
[0056] このステップ S35で肯定的に判断された場合には、変速機 7の現状の変速段が第 3 速以上か否かが判断される (ステップ S36)。変速機 7の変速段が第 3速以上であるこ とによりステップ S36で肯定的に判断された場合には、要求変速段が第 3速以上か 否かが判断される(ステップ S37)。そして、このステップ S37で肯定的に判断された 場合には、変速機 (AT部) 7を第 4速に切り替える (ステップ S38)。すなわち、高速側 の変速段にアップシフトする。
[0057] その結果、変速機 7に連結されている前記リングギヤ 11の回転数が低下し、その場 合に第一のモータ'ジェネレータ 14の回転数を一定に固定してあれば、エンジン 1の 回転数が低下してエンジン 1による制動力が低下する。そこで、蓄電装置 33が許容 する範囲内で第二のモータ'ジェネレータ 2のトルクを増加させてエンジンブレーキ力 を確保し、同時に発電量を増大させて蓄電装置 33に充電を行うように電気 CVT部 に相当する動力分配装置 8の変速制御を行う (ステップ S39)。なお、その蓄電は、第 二のモータ ·ジェネレータ 2から第一モータ ·ジェネレータ 14に供給する電力の余剰 分である。
[0058] なお、変速機 7の現状の変速段が第 3速より低速側の変速段であることによりステツ プ S36で否定的に判断された場合には、変速機 7の変速比を第 2速に切り替える (ス テツプ S40)。前述したように、エンジンブレーキを効かせるマニュアルモードでは、変 速機 7の現状の変速比が第 3速より低速側の変速比の場合に第 1速に設定すること を基本としているから、蓄電装置 33に充電を行う場合には、 1段アップシフトすること になる。そして、この状態でステップ S39に進んで動力分配装置 8による変速制御が 行われる。したがって、エンジンブレーキ力が第二のモータ'ジェネレータ 2のトルクを 増大することにより確保され、また蓄電装置 33の許容範囲内で充電が行われる。
[0059] さらに、上記のステップ S35で否定的に判断された場合、すなわち蓄電装置 33が 電力を受容できな 、状態の場合、前述した図 1に示すステップ S4からステップ S 7の 制御が実行される (ステップ S41)。そして、要求されている総合変速比となるように、 無段変速部(電気 CVT部)に相当する動力分配装置 8の変速が実行される (ステップ S42)。
[0060] すなわち、その時点の車両 Veの車速などの走行状況や要求変速段などに応じて 変速機 7が第 1速もしくは第 3速に設定される。そして、第二のモータ'ジェネレータ 2 が発電機として機能することによりエネルギ回生を行い、エンジン 1と共に制動力を発 生する。また、第二のモータ'ジェネレータ 2で発電した電力が第一のモータ'ジエネ レータ 14に供給されてこれがモータとして機能し、動力分配装置 8におけるリングギ ャ 11の回転数を低下させるように作用する。
[0061] 結局、図 5に示す制御においても、有段変速部に相当する変速機 7の変速段の数 が制限される。したがって、エンジンブレーキを効かせるなどのダウンシフト要求があ つた場合に、応答性の良い変速を行うことができるとともに、クラッチやブレーキなど の摩擦係合装置の係合'解放状態を切り替える煩雑な制御の頻度を低減でき、しか も変速機 7の変速段の数を制限しない場合と同様のエンジンブレーキ力を得ることが できる。
[0062] ところで、有段変速機の変速応答性にオイルの温度が影響することが知られている 。そこでこの発明では、上述した制御と併せて変速機 7の温度に基づく制御を行うよう に構成することができる。図 6はその制御の一例を説明するためのフローチャートで あって、前述した各制御例と同様に、ドライブポジションの判定 (ステップ S51)、シー ケンシャルモードの判定 (ステップ S52)、ダウンシフトの判定 (ステップ S53)が順次 行われる。そして、ドライブポジションが選択されている場合、およびシーケンシャル モードが選択されて 、な!、場合、ならびにダウンシフト操作されて!、な!、場合には特 に制御を行うことなくリターンする。
[0063] そして、手動操作に基づいてダウンシフトおよびアップシフトを行うシーケンシャル モードでダウンシフト操作されたことによりステップ S53で肯定的に判断された場合に は、変速機 7もしくはその油温が判定基準として予め定めた温度より低い極低温か否 かが判断される (ステップ S54)。その判定基準となる温度は、オイルの粘性が変速制 御に影響する程度の温度として予め実験などによって求めておくことができる。
[0064] このステップ S54で肯定的に判断された場合には、変速機 7における所定の変速 段が禁止される (ステップ S55)。ここで、所定の変速段とは、変速制御が比較的困難 な変速段であり、その一例が複数の摩擦係合装置を同時に制御して変速を達成する 変速段である。このいわゆるクラッチ'ッゥ'クラッチ変速〖こよる変速段が、上記の変速 機 7では第 3速と第 4速であるとして、図 6に示す例では第 3速と第 4速とを禁止してい る。なお、第 3速と第 4速とを禁止した場合、第 2速などの低速側の変速段が設定され やすくなり、それらの低速側の変速段では、変速機 7におけるギヤなどの回転部材の 回転数あるいは相対回転数が大きくなるので、摩擦やオイルの撹拌による温度上昇 が促進され、それに伴って変速段の禁止を早期の解除することができる。
[0065] 上記のステップ S55によって所定の変速段を禁止することにより、それ以外の変速 段を設定し、その状態で電気 CVT部に相当する動力分配装置 8の変速が実行され る (ステップ S56)。また、検出された温度が基準温度より高いことによりステップ S54 で否定的に判断された場合には、前述した図 1に示すステップ S4からステップ S 7の 制御が実行される (ステップ S57)。そして、要求されている総合変速比となるように、 無段変速部(電気 CVT部)に相当する動力分配装置 8の変速が実行される (ステップ S56)。
[0066] ここで上述した各具体例とこの発明のと関係を簡単に説明すると、前記ステップ S5 、ステップ S7、ステップ S16、ステップ S21、ステップ S38、ステップ S40の各機能的 手段が、この発明の変速比制限手段に相当し、また、ステップ S38およびステップ S4 0の各機能的手段が、この発明の変速比選択手段に相当し、ステップ S35の機能的 手段が、この発明の充電状態判断手段に相当し、ステップ S38およびステップ S40 の各機能的手段が、この発明の充電促進手段に相当し、そしてステップ S54の機能 的手段が、この発明の温度検出手段に相当し、ステップ S55の機能的手段が、この 発明の高速段禁止手段に相当する。
[0067] なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、この発明における電 気制御式変速部は変速比を電気的に制御できるものであればよぐまた無段変速部 は変速比を連続的に変化させることのできるものであればよぐ差動作用のある歯車 機構を使用したものに限定されない。また、機械制御式変速部は機械的に制御して 変速比を替えられるものであればよぐまた有段変速部は、複数の変速比をステップ 的に設定できる構成であればよいのであって、複数の遊星歯車装置を用いて構成し た変速機構、複数のギヤ対を備えるとともにそれらのギヤ対を選択して変速段を設定 する構成の変速機構などであってもよ 、。
産業上の利用可能性 この発明は、自動車などの車両の製造や修理、あるいは車両の部品の製造やカロェ の産業で利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 入力回転数と出力回転数とで決まる変速比を電気的に制御する電気制御式変速 部と、入力回転数と出力回転数とで決まる変速比を機械的に変化させる機械制御式 変速部とを有し、前記電気制御式変速部と前記機械制御式変速部との前記各変速 比で決まる総合変速比を、車両の走行状態に基づ!/、て設定する第一の変速態様と、 動力源ブレーキを効かせるための信号に基づいて前記総合変速比を設定する第二 の変速態様を選択可能な車両用駆動装置の制御装置において、
前記第二の変速態様が選択されている場合に設定される前記機械制御式変速部 における前記変速比の数を少なくする変速比制限手段を備え、
前記第二の変速態様が選択されている場合には前記変速比制限手段で設定され た前記機械制御式変速部の変速比と前記電気制御式変速部の変速比とで前記総 合変速比を設定するように構成されていることを特徴とする車両用駆動装置の制御 装置。
[2] 前記機械制御式変速部と前記電気制御式変速部とは、いずれか一方から出力し た動力がいずれか他方に入力されるように直列に連結されていることを特徴とする請 求項 1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
[3] 前記電気制御式変速部が、発電機能のある電動機を備え、
前記変速比制限手段は、前記の変速態様が選択されている状態で、前記動力源 ブレーキを効かせるための信号として前記総合変速比を増大させるダウンシフト信号 力 Sあった場合に前記電動機の熱負荷が予め定められている許容範囲内となるように 前記機械制御式変速部の変速比を選択する変速比選択手段を含むことを特徴とす る請求項 1または 2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
[4] 前記車両が走行していることに伴う機械的エネルギを電力として蓄える蓄電装置と その蓄電装置力 電力が供給されて走行のための動力を出力する他の電動機と、 前記動力源ブレーキを効力せるための信号として前記総合変速比を増大させるダ ゥンシフト信号があった場合に前記蓄電装置の充電状態を判断する充電状態判断 手段と、 その充電状態判断手段によって前記蓄電装置の充電容量が低いことが判断された 場合には、前記機械制御式変速部の変速比として高速側の変速比を設定する充電 促進手段とを備え、
前記充電容量が高いことが前記充電状態判断手段によって判断された場合には、 前記蓄電装置の充電量と放電量とが等しくなるように、前記変速比制限手段で設定 された前記機械制御式変速部の変速比と前記電気制御式変速部の変速比とで前記 総合変速比を設定するように構成されて 、ることを特徴とする請求項 1な 、し 3の ヽ ずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
[5] 前記機械制御式変速部の温度を検出する温度検出手段と、
その温度検出手段によって前記機械制御式変速部の極低温状態が検出され場合 に前記械制御式変速部の変速を制限する変速制限手段とを更に備えていることを特 徴とする請求項 1ないし 4のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
[6] 前記電気制御式変速機は、変速比が連続的に変化する無段変速機構を含み、 前記機械制御式変速機は、変速比が段階的に変化する有段変速機構を含むこと を特徴とする請求項 1ないし 5のいずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
[7] 前記変速比制限手段は、前記第二の変速態様が選択されている場合に設定され る前記機械制御式変速部における前記変速比の数を、前記第一の変速態様が選択 されて!/ヽる場合より少なくする手段を含むことを特徴とする請求項 1な!ヽし 6の ヽずれ 力に記載の車両用駆動装置の制御装置。
[8] 前記駆動装置は、複数種類の動力源を備え、かつそれらの動力源が出力した動力 を分配もしくは合成して出力するハイブリッド駆動装置を含むことを特徴とする請求項
1な!、し 7の 、ずれかに記載の車両用駆動装置の制御装置。
[9] 前記電気制御式変速部は、三つの回転要素によって差動作用を行う歯車機構を 備えて 、ることをを特徴とする請求項 1な 、し 8の 、ずれかに記載の車両用駆動装置 の制御装置。
[10] 前記歯車機構は、サンギヤと、リングギヤと、キヤリャとを回転要素とした遊星歯車 機構によって構成されていることを特徴とする請求項 9に記載の車両用駆動装置の 制御装置。
[11] 前記キヤリャに連結されたエンジンと、前記サンギヤに連結された第 1の電動機とを 更に備え、
前記リングギヤに、前記機械制御式変速部の入力軸が連結されて 、ることを特徴と する請求項 10に記載の車両用駆動装置の制御装置。
[12] 前記機械制御式変速部の入力軸に連結された第 2の電動機を更に備えて 、ること を特徴とする請求項 10に記載の車両用駆動装置の制御装置。
[13] 前記機械制御式変速部は、複数組の遊星歯車機構もしくは複数のギヤ対の 、ず れかによつて構成されて 、ることを特徴とする請求項 1な 、し 12の 、ずれかに記載の 車両用駆動装置の制御装置。
[14] 前記機械制御式変速部は、六つの前進段を選択的に設定可能な変速機から構成 されて 、ることを特徴とする請求項 1な 、し 13の 、ずれかに記載の車両用駆動装置 の制御装置。
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