JP2006094617A - Controller for vehicle driving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用駆動装置の制御装置に係り、差動作用が作動可能な差動機構と電動機とを備える車両用駆動装置において、特に、電動機のみを駆動力源として走行するモータ走行時における差動機構の制御に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicular drive device, and more particularly to a vehicular drive device including a differential mechanism capable of operating a differential action and an electric motor, particularly when the motor travels using only the electric motor as a driving force source. This relates to the control of the differential mechanism.
エンジンの出力を第1電動機および出力軸へ分配する差動機構と、その差動機構の出力軸と駆動輪との間に設けられた第2電動機とを、備えた車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献1に記載されたハイブリッド車両用駆動装置がそれである。このようなハイブリッド車両用駆動装置では差動機構が例えば遊星歯車装置で構成され、その差動作用によりエンジンからの動力の主部を駆動輪へ機械的に伝達し、そのエンジンからの動力の残部を第1電動機から第2電動機への電気パスを用いて電気的に伝達することにより電気的に変速比が変更される変速機例えば電気的な無段変速機として機能させられ、エンジンを最適な作動状態に維持しつつ車両を走行させるように制御装置により制御されて燃費が向上させられる。
2. Description of the Related Art A vehicle drive device including a differential mechanism that distributes engine output to a first motor and an output shaft, and a second motor provided between the output shaft of the differential mechanism and a drive wheel is known. ing. For example, this is a hybrid vehicle drive device described in
一般に、無段変速機は車両の燃費を良くする装置として知られている一方、有段式自動変速機のような歯車式伝動装置は伝達効率が良い装置として知られている。しかし、それ等の長所を兼ね備えた動力伝達機構は未だ存在しなかった。例えば、上記特許文献1に示すようなハイブリッド車両用駆動装置では、第1電動機から第2電動機への電気エネルギの電気パスすなわち車両の駆動力の一部を電気エネルギで伝送する伝送路を含むため、エンジンの高出力化に伴ってその第1電動機を大型化させねばならないとともに、その第1電動機から出力される電気エネルギにより駆動される第2電動機も大型化させねばならないので、駆動装置が大きくなるという問題があった。或いは、エンジンの出力の一部が一旦電気エネルギに変換されて駆動輪に伝達されるので、高速走行などのような車両の走行条件によってはかえって燃費が悪化する可能性があった。上記動力分配機構が電気的に変速比が変更される変速機例えば電気的CVTと称されるような無段変速機として使用される場合も、同様の課題があった。
In general, a continuously variable transmission is known as a device for improving the fuel efficiency of a vehicle, while a gear transmission such as a stepped automatic transmission is known as a device having good transmission efficiency. However, there has not yet been a power transmission mechanism that combines these advantages. For example, the hybrid vehicle drive apparatus as shown in
ところで、一般的に、上記特許文献1に示したようなハイブリッド車両用駆動装置は、エンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる低負荷域においてはエンジンを停止させて電動機のみを駆動力源としてモータ走行されるように制御される。そしてこのモータ走行時には、作動していないエンジンの引き摺りを抑制して燃費を向上させるために差動機構の差動作用によりエンジン回転速度が零乃至略零に維持される。
By the way, in general, the hybrid vehicle driving apparatus as shown in
そこで、上述したハイブリッド車両用駆動装置の課題を解決できるような車両用駆動装置においても、同様にモータ走行時における車両の燃費を向上させることが望まれる。 Therefore, it is desirable to improve the fuel efficiency of the vehicle during motor running in the same manner in a vehicle drive device that can solve the problems of the hybrid vehicle drive device described above.
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、駆動装置を小型化できたり、或いはまた、燃費が向上させられる車両用駆動装置を提供するとともに、電動機のみを駆動力源とするモータ走行時に燃費向上が図れる制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can reduce the size of the drive device or improve fuel efficiency, and only an electric motor. It is an object to provide a control device capable of improving fuel efficiency when a motor is driven using a power source.
すなわち、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有する差動部と、前記動力伝達経路の一部を構成し自動変速機として機能する自動変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(a) 前記差動機構に備えられ、その差動機構を差動状態とロック状態とに選択的に切換える差動状態切換装置と、(b) 前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行時には、前記差動状態切換装置により前記差動部を前記差動状態とする切換制御手段とを、含むことにある。
That is, the gist of the invention according to
このようにすれば、差動状態切換装置により差動作用が作動可能な差動状態とその差動作用が作動されないロック状態とに差動機構が選択的に切り換えられることから、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域では、上記差動機構が差動状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、高速走行ではその差動機構がロック状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的に変速比が変更させられる変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されるので、燃費が向上させられる。また例えば、高出力走行において上記差動機構をロック状態とすると、電気的に変速比が変更させられる変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、電動機が発生すべき電気的エネルギ換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。 In this way, the differential mechanism is selectively switched between the differential state in which the differential action can be activated by the differential state switching device and the locked state in which the differential action is not activated. A drive device is obtained that has both the advantages of improving the fuel efficiency of a transmission whose ratio is changed and the high transmission efficiency of a gear transmission that mechanically transmits power. For example, in the normal output range of the engine where the vehicle is running at low and medium speeds and low and medium power running, the differential mechanism is put into a differential state to ensure the fuel efficiency of the vehicle, but the difference in high speed running is the difference. Between the power and electric energy generated when the operating mechanism is locked and the engine output is transmitted to the drive wheels exclusively through a mechanical power transmission path to operate as a transmission in which the gear ratio is electrically changed. Since the conversion loss is suppressed, the fuel efficiency is improved. Also, for example, when the differential mechanism is locked in high output running, the region to be operated as a transmission whose gear ratio is electrically changed is low and medium output running and low and medium output running of the vehicle. The electric energy to be generated, in other words, the maximum value of the electric energy transmitted by the electric motor can be reduced, and the electric motor or the drive device of the vehicle including the electric motor can be further downsized.
また、エンジンを停止させて電動機のみ例えば前記第2電動機を駆動力源とするモータ走行時には切換制御手段により前記差動機構が差動状態とされるので、差動機構が前記ロック状態とされることと異なり第1電動機回転速度やエンジン回転速度が車速に拘束されない換言すれば伝達部材の回転速度に拘束されない自由回転状態とされる。よって、例えば差動機構がその差動作用によりエンジン回転速度が零乃至略零とされて作動していないエンジンの引き摺りが抑制され得たり、或いは第1電動機が効率の良い運転域で作動させられ得るので、燃費の向上が図れる。 Further, when the motor is running with only the electric motor, for example, the second electric motor as a driving force source, with the engine stopped, the differential mechanism is brought into the differential state by the switching control means, so that the differential mechanism is brought into the locked state. In contrast, the first motor rotation speed and the engine rotation speed are not constrained by the vehicle speed, in other words, the free rotation state is not constrained by the rotation speed of the transmission member. Therefore, for example, the differential mechanism can suppress dragging of the engine that is not operating due to the differential operation of the engine speed being zero or substantially zero, or the first motor can be operated in an efficient operating range. As a result, fuel efficiency can be improved.
また、請求項2にかかる発明では、前記モータ走行時には、前記第1電動機の回転速度を制御して前記エンジンの回転速度を零乃至略零となるように回転制御するハイブリッド制御手段を更に含むものである。このようにすれば、前記モータ走行時には、ハイブリッド制御手段により前記第1電動機の回転速度を制御して例えばその第1電動機を逆方向に空転させて前記エンジンの回転速度が零乃至略零となるように回転制御されるので、作動停止状態とされているエンジンすなわち作動していないエンジンのポンプ損失所謂ポンピングロスの発生等が抑制されてエンジンの引き摺りが抑制され、燃費の向上が図れる。
The invention according to
また、請求項3にかかる発明では、前記エンジンは筒内圧力変化抑制運転が可能な筒内圧力変化抑制気筒数可変エンジンであり、前記ハイブリッド制御手段は、前記モータ走行時であって前記エンジンが筒内圧力変化抑制運転中である時には、前記第1電動機の効率を考慮してその第1電動機を作動させるものである。このようにすれば、エンジンが筒内圧力変化抑制運転中である為にポンピングロスによるエンジンの引き摺りを考慮する必要がないので、ハイブリッド制御手段により第1電動機がその効率の可及的に良い運転域で作動させられて燃費の向上が図れる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段により第1電動機の効率を考慮してその第1電動機が作動させられた結果エンジン回転速度が零乃至略零とされなくとも、前記エンジンが筒内圧力変化抑制運転(減筒運転或いは休筒運転)中である時は筒内圧力変化抑制気筒数可変エンジンの一部の気筒乃至全気筒が筒内圧力変化抑制状態とされてエンジンのポンピングロスが低減されるので、第1電動機が効率の良い運転域で作動させられることと合わせ燃費の向上が図れる。
In the invention according to
また、請求項4にかかる発明では、前記エンジンの始動の可能性が高いか否かを判定するエンジン始動可能性判定手段を更に含み、前記ハイブリッド制御手段は、前記モータ走行時であって前記エンジン始動可能性判定手段により前記エンジンの始動の可能性が高いと判定された場合には、前記第1電動機によりその第1電動機の効率を考慮してそのエンジンの始動のためにエンジン回転速度を予め上昇させるものである。このようにすれば、エンジンの始動性を向上させるためにエンジン回転速度が零乃至略零より予め引き上げられる場合には、ハイブリッド制御手段により第1電動機が効率の良い運転域で作動させられるので、燃費の向上が図れる。
Further, the invention according to
ここで、好適には、前記差動部は、前記差動状態切換装置により前記差動機構が差動作用が働く差動状態とされることで電気的な差動装置として作動可能な無段変速状態とされ、その差動作用をしないロック状態とされることでその電気的な差動装置として作動しない定変速状態(有段変速状態)とされるものである。このようにすれば、差動部が無段変速状態と有段変速状態とに切り換えられる。 Here, it is preferable that the differential unit is a continuously variable device that can operate as an electrical differential device when the differential mechanism is set to a differential state in which a differential action is performed by the differential state switching device. By shifting to a shift state and being in a locked state that does not perform the differential action, a constant shift state (stepped shift state) that does not operate as the electrical differential device is achieved. If it does in this way, a differential part will be switched to a continuously variable transmission state and a stepped transmission state.
また、好適には、前記差動機構は、エンジンに連結された第1要素と前記第1電動機に連結された第2要素と前記伝達部材に連結された第3要素とを有するものであり、前記差動状態切換装置は、前記差動状態とするためにその第1要素乃至第3要素を相互に相対回転可能とし、前記ロック状態とするためにその第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるか或いはその第2要素を非回転状態とする係合装置である。このようにすれば、差動機構が差動状態とロック状態とに切り換えられるように構成される。 Preferably, the differential mechanism includes a first element coupled to an engine, a second element coupled to the first electric motor, and a third element coupled to the transmission member, The differential state switching device is configured such that the first to third elements can be rotated relative to each other to obtain the differential state, and the first to third elements are integrated together to obtain the locked state. An engagement device that rotates or places its second element in a non-rotating state. In this way, the differential mechanism is configured to be switched between the differential state and the lock state.
また、好適には、上記係合装置は、前記第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるために前記第1要素乃至第3要素のうちの少なくとも2つを相互に連結するクラッチおよび/または前記第2要素を非回転状態とするために前記第2要素を非回転部材に連結するブレーキを備えたものである。このようにすれば、前記差動機構が差動状態とロック状態とに簡単に切り換えられるように構成される。 Preferably, the engagement device includes a clutch that interconnects at least two of the first to third elements to rotate the first to third elements together, and / or A brake for connecting the second element to a non-rotating member is provided to bring the second element into a non-rotating state. In this way, the differential mechanism can be easily switched between the differential state and the locked state.
ここで、好適には、前記差動機構は、前記クラッチおよび前記ブレーキの解放により前記第1回転要素乃至第3回転要素を相互に相対回転可能な差動状態とされ、前記クラッチの係合により変速比が1である変速機とされるか、或いは前記ブレーキの係合により変速比が1より小さい増速変速機とされるものである。このようにすれば、差動機構が差動状態とロック状態とに切り換えられるように構成されるとともに、単段または複数段の定変速比を有する変速機としても構成され得る。 Here, preferably, the differential mechanism is in a differential state in which the first to third rotating elements can rotate relative to each other by releasing the clutch and the brake, and the clutch is engaged. The transmission is a transmission with a transmission ratio of 1, or a speed-up transmission with a transmission ratio smaller than 1 due to the engagement of the brake. In this way, the differential mechanism can be configured to be switched between the differential state and the locked state, and can also be configured as a transmission having a single-stage or multiple-stage constant gear ratio.
また、好適には、前記差動機構動は遊星歯車装置であり、前記第1要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第3要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つの遊星歯車装置によって簡単に構成され得る。 Preferably, the differential mechanism movement is a planetary gear device, the first element is a carrier of the planetary gear device, the second element is a sun gear of the planetary gear device, and the third element. Is the ring gear of the planetary gear unit. In this way, the axial dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism can be easily constituted by one planetary gear device.
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。 Preferably, the planetary gear device is a single pinion type planetary gear device. In this way, the axial dimension of the differential mechanism is reduced. Further, the differential mechanism is simply constituted by one single pinion type planetary gear device.
また、好適には、前記自動変速部の変速比と前記差動部の変速比とに基づいて前記車両用駆動装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、自動変速部の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。 Preferably, the overall gear ratio of the vehicle drive device is formed based on the gear ratio of the automatic transmission unit and the gear ratio of the differential unit. In this way, a wide driving force can be obtained by utilizing the gear ratio of the automatic transmission unit.
また、好適には、前記自動変速部は有段式自動変速機である。このようにすれば、差動機構の差動状態において差動部と自動変速部とで無段変速機が構成され、差動機構のロック状態において差動部と自動変速部とで有段変速機が構成される。 Preferably, the automatic transmission unit is a stepped automatic transmission. According to this configuration, the continuously variable transmission is configured by the differential unit and the automatic transmission unit in the differential state of the differential mechanism, and the stepped transmission is performed by the differential unit and the automatic transmission unit in the locked state of the differential mechanism. The machine is configured.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例である制御装置が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)を介して直接に連結された差動部11と、その差動部11と駆動輪38との間の動力伝達経路で伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている有段式の自動変速機としての自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この変速機構10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と一対の駆動輪38(図7参照)との間に設けられて、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪38へ伝達する。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a
上述のように、本実施例の変速機構10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
As described above, in the
差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16と、伝達部材18と一体的に回転するように設けられている第2電動機M2とを備えている。なお、この第2電動機M2は伝達部材18から駆動輪38までの間の動力伝達経路を構成するいずれの部分に設けられてもよい。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
The
動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを主体的に備えている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
The
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は第1サンギヤS1とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構16)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が差動状態とされると差動部11も差動状態とされ、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。
In the
この状態で、上記切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が係合させられると動力分配機構16は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチC0が係合させられて第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが一体的に係合させられると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられて第1サンギヤS1がケース12に連結させられると、動力分配機構16は第1サンギヤS1が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、第1リングギヤR1は第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、動力分配機構16は増速機構として機能するものであり、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、差動部11(動力分配機構16)を差動状態と非差動状態とに、すなわち差動部11(動力分配機構16)を電気的な差動装置例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態(差動状態)と、無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動しないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態(非差動状態)、換言すれば変速比が一定の1段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。
In this state, when the switching clutch C0 or the switching brake B0 is engaged, the
自動変速部20は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備えている。第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
The
自動変速部20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。このように、自動変速部20と伝達部材18とは自動変速部20の変速段を成立させるために用いられる第1クラッチC1または第2クラッチC2を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第1クラッチC1および第2クラッチC2は、伝達部材18と自動変速部20との間すなわち差動部11(伝達部材18)と駆動輪38との間の動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくとの一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第1クラッチC1および第2クラッチC2が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
In the
前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3は従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。 The switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the switching brake B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 are hydraulic types that are often used in conventional automatic transmissions for vehicles. It is a friction engagement device, and a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or one end of one or two bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum It is configured by a band brake or the like tightened by a hydraulic actuator, and is for selectively connecting members on both sides on which the brake is interposed.
以上のように構成された変速機構10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構10は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部11も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
In the
例えば、変速機構10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切換クラッチC0のみが係合される。
For example, when the
しかし、変速機構10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、自動変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体としてのトータル変速比(総合変速比)γTが無段階に得られるようになる。
However, when the
図3は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部20とから構成される変速機構10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。さらに、自動変速部20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ1に対応する間隔に設定される。また、自動変速部20では各第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
In addition, three vertical lines Y1, Y2, and Y3 corresponding to the three elements of the
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(差動部11)において、第1遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されるとともに切換クラッチC0を介して第2回転要素(第1サンギヤS1)RE2と選択的に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1)RE3が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して自動変速部(有段変速部)20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
If expressed using the collinear diagram of FIG. 3 described above, the
図4および図5は上記図3の共線図の差動部11部分に相当する図である。図4は上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動状態)に切換えられたときの差動部11の状態の一例を表している。例えば、第1電動機M1の発電による反力を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が下降或いは上昇させられる。
4 and 5 are diagrams corresponding to the
また、図5は切換クラッチC0の係合により定変速状態(有段変速状態)に切換えられたときの差動部11の状態を表している。つまり、切換クラッチC0の係合により第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが連結されると、動力分配機構16は上記3回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で伝達部材18が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合によって第1サンギヤS1の回転が停止させられると動力分配機構16は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で自動変速部20へ入力される。
FIG. 5 shows the state of the
また、自動変速部20において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
Further, in the
自動変速部20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第4速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第8回転要素RE8に差動部11すなわち動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、差動部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L5と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示される。
In the
図6は、本実施例の変速機構10を制御するための電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン8、第1、第2電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
FIG. 6 illustrates a signal input to the
電子制御装置40には、図6に示す各センサやスイッチから、エンジン水温TEMPWを示す信号、シフトポジションを表す信号PSH、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、M(モータ走行)モードを指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸22の回転速度に対応する車速信号、自動変速部20の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号Acc、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各駆動輪38の車輪速を示す車輪速信号、変速機構10を有段変速機として機能させるために差動部11(動力分配機構16)を有段変速状態(ロック状態)に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、変速機構10を無段変速機として機能させるために差動部11(動力分配機構16)を無段変速状態(差動状態)に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第1電動機M1の回転速度NM1(以下、第1電動機回転速度NM1という)を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、第2電動機回転速度NM2という)を表す信号、第1電動機M1の発電電流IM1Gを表す信号、第2電動機M2の発電電流IM2Gを表す信号、第1電動機M1への駆動電流IM1Aを表す信号、第2電動機M2への駆動電流IM2Aを表す信号、第1電動機M1へ供給される制御電流IM1を表す信号、第2電動機M2へ供給される制御電流IM2を表す信号、蓄電装置60の充電状態SOCを表す信号などが、それぞれ供給される。
The
また、上記電子制御装置40からは、電子スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、エンジン8の点火時期を指令する点火信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、差動部11や自動変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号、燃料噴射弁92によるエンジン8への燃料供給量を制御する燃料供給量信号等が、それぞれ出力される。
The
図7は、電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図7において、有段変速制御手段54は、例えば記憶手段56に予め記憶された図8の実線および一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)から車速Vおよび自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10の変速を実行すべきか否かを判断してすなわち変速機構10の変速すべき変速段を判断して自動変速部20の自動変速制御を実行する。例えば、有段変速制御手段54は、図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function by the
ハイブリッド制御手段52は、変速機構10の前記無段変速状態すなわち差動部11の差動状態においてエンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて差動部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量Accや車速Vから車両の目標出力を算出し、車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとなるようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。言い換えれば、ハイブリッド制御手段52は同じ車速および同じ自動変速部20のギヤ比すなわち伝達部材18の回転速度が同じであっても、第1電動機M1の発電量を制御することでエンジン回転速度NEを制御することが可能である。
The hybrid control means 52 operates the
ハイブリッド制御手段52は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速Vおよび自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52はエンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められた例えば図9の破線に示すエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)を記憶しており、その最適燃費率曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように変速機構10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御する。
The hybrid control means 52 executes the control in consideration of the gear position of the
このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通して電気エネルギが第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
At this time, the hybrid control means 52 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the
また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン8の作動停止状態であっても差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって電動機のみ例えば第2電動機M2のみを走行用の駆動力源として車両を発進および走行させる所謂モータ発進およびモータ走行させることができる。
Further, even when the
図8の実線Aは、車両走行のための駆動力源をエンジン8と電動機例えば第2電動機M2とで切り換えるための言い換えればエンジン走行とモータ走行とを切り換えるためのエンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この境界線(実線A)を有するエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための予め記憶された関係は、車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図(駆動力源マップ)の一例である。この図8の駆動力源切換線図は例えば図8の実線および一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶手段56に予め記憶されている。
The solid line A in FIG. 8 indicates that the driving force source for vehicle traveling is switched between the
そして、ハイブリッド制御手段52は、例えば図8の駆動力源切換線図から車速Vと要求出力トルクTOUTとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域を判断してモータ走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行は、図8から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT時或いは車速Vの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。 Then, the hybrid control means 52 determines the motor travel region based on the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the required output torque T OUT from, for example, the driving force source switching diagram of FIG. As described above, the motor traveling by the hybrid control means 52 is compared with the vehicle speed V at the time of the relatively low output torque T OUT or the vehicle speed V, which is generally considered to be poor in engine efficiency as compared with the high torque region as apparent from FIG. It is executed at low vehicle speed, that is, in a low load range.
上記モータ走行時には、ハイブリッド制御手段52は、作動していないエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、第1電動機回転速度NM1を制御して差動部11の差動作用によりエンジン回転速度NEを零乃至略零すなわちエンジン回転速度NEを零を含む零に近い値例えば零と判定される値となるように回転制御する。図10は前記図3の共線図の差動部11部分に相当する図である。図10は無段変速状態となっている差動部11における上記モータ走行時の状態の一例を表している。例えば、第2電動機M2の回転トルクで車両走行中には車速Vに対応する第2電動機回転速度NM2(伝達部材18の回転速度に同じ)に対してエンジン回転速度NE(第1キャリヤCA1の回転速度に同じ)が零乃至略零に維持されるように第1電動機M1が負の回転速度で制御例えば空転させられる。なお、本実施例では零を含めて零に近い値を略零と表す場合もある。
During the motor running, the hybrid control means 52 controls the first motor rotation speed NM1 and controls the differential action of the
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によってエンジン8の作動状態を維持させられる。例えば、車両停止時に蓄電装置60の充電状態SOCが低下して第1電動機M1による発電が必要となった場合には、エンジン8の動力により第1電動機M1が発電させられてその第1電動機M1の回転速度が引き上げられ、車速Vで一意的に決められる第2電動機回転速度NM2が車両停止状態により零(略零)となっても動力分配機構16の差動作用によってエンジン回転速度NEが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
Further, the hybrid control means 52 can maintain the operating state of the
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1および/または第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを任意の回転速度に維持させられる。例えば、図3の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段52はエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速Vに拘束される第2電動機回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機回転速度NM1の引き上げを実行する。
Further, the hybrid control means 52 controls the first motor rotation speed N M1 and / or the second motor rotation speed N M2 by the electric CVT function of the
また、前記有段変速制御手段54により自動変速部20の変速制御が実行される場合には自動変速部20の変速比γが段階的に変化させられることに伴ってその変速前後で変速機構10のトータル変速比γTが段階的に変化させられることになるので、そのトータル変速比γTの段階的変化が抑制されるようにハイブリッド制御手段52は自動変速部20の変速制御に同期して自動変速部20の変速比γの変化方向とは反対方向の変速比の変化となるように差動部11の変速制御を実行する。言い換えれば、自動変速部20の変速前後で変速機構10のトータル変速比γTが連続的に変化するようにハイブリッド制御手段52は自動変速部20の変速制御に同期して差動部11の変速制御を実行する。例えば、ハイブリッド制御手段52は、自動変速部20の変速前後で過渡的に変速機構10のトータル変速比γTが変化しないために自動変速部20の変速制御に同期して、自動変速部20の変速比γの段階的な変化に相当する変化分だけその変化方向とは反対方向に変速比γ0を段階的に変化させるように差動部11の変速制御を実行する。
Further, when the shift control of the
別の見方をすれば、一般的に有段変速機では前記図9の一点鎖線に示すようにエンジン8が作動させられ、無段変速機では例えば図9の破線に示すエンジン8の最適燃費率曲線に沿って或いは有段変速機に比較して最適燃費率曲線により近いところでエンジン8が作動させられる。従って、目標出力に対してその目標出力を得るための目標エンジン出力すなわちエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで表されるエンジン運転点が、無段変速機の方が有段変速機に比較して上記最適燃費率曲線により近くなるエンジン運転点で実現されるので、無段変速機の方が有段変速機より燃費が良いとされている。そこで、ハイブリッド制御手段52は自動変速部20の変速が実行されて自動変速部20の変速比が段階的に変化させられたとしても、燃費が悪化しないように例えば図9の破線に示す最適燃費率曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように差動部11の変速比γ0を制御するのである。
From another point of view, in general, in a stepped transmission, the
上記モータ走行時の場合を例にすると、ハイブリッド制御手段52は、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速制御に伴う自動変速部20の入力回転速度すなわち伝達部材18の回転速度の変化に合わせて第2電動機回転速度NM2を変化させると共に、エンジン回転速度NEが零乃至略零に回転制御されるように例えば第1電動機M1を空転させることにより第1電動機回転速度NM1を制御する。
Taking the case of the motor running as an example, the hybrid control means 52 changes the input rotational speed of the
図7に戻り、増速側ギヤ段判定手段62は、変速機構10を有段変速状態とする際に切換クラッチC0および切換ブレーキB0のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて記憶手段56に予め記憶された前記図8に示す変速線図に従って変速機構10の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第5速ギヤ段であるか否かを判定する。
Returning to FIG. 7, the speed-increasing gear
切換制御手段50は、例えば記憶手段56に予め記憶された前記図8の破線および二点鎖線に示す切換線図(切換マップ、関係)から車速Vおよび要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10の変速状態を切り換えるべきか否かを判断してすなわち変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは変速機構10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより変速機構10の切り換えるべき変速状態を判断して、変速機構10を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える。
The switching control means 50 changes to the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the required output torque T OUT from the switching diagram (switching map, relationship) indicated by the broken line and the two-dot chain line in FIG. On the basis of this, it is determined whether or not the speed change state of the
具体的には、切換制御手段50は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。このときの有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された例えば図8に示す変速線図に従って自動変速部20の自動変速制御を実行する。例えば記憶手段56に予め記憶された図2は、このときの変速制御において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちC0、C1、C2、B0、B1、B2、B3の作動の組み合わせを示している。すなわち、変速機構10全体すなわち差動部11および自動変速部20が所謂有段式自動変速機として機能し、図2に示す係合表に従って変速段が達成される。
Specifically, when it is determined that the switching control means 50 is within the stepped shift control region, the hybrid control means 52 outputs a signal that disables or prohibits the hybrid control or continuously variable shift control. The step-variable shift control means 54 is permitted to perform shift control at the time of a step-variable shift set in advance. The stepped shift control means 54 at this time executes automatic shift control of the
例えば、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段が判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が0.7の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させる指令を油圧制御回路42へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段でないと判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が1の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を係合させ且つ切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。このように、切換制御手段50によって変速機構10が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における2種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部11が副変速機として機能させられ、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、変速機構10全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
For example, when the fifth gear is determined by the acceleration-side gear determination means 62, the so-called overdrive gear that has a gear ratio smaller than 1.0 is obtained for the
しかし、切換制御手段50は、変速機構10を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、変速機構10全体として無段変速状態が得られるために差動部11を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは記憶手段56に予め記憶された例えば図8に示す変速線図に従って自動変速部20を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段50により無段変速状態に切り換えられた差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体として無段変速状態となりトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
However, if the switching control means 50 determines that it is within the continuously variable transmission control region for switching the
ここで前記図8について詳述すると、図8は自動変速部20の変速判断の基となる記憶手段56に予め記憶された変速線図(変速マップ、関係)であり、車速Vと駆動力関連値である要求出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図8の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。また、図8の破線は切換制御手段50による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速V1および判定出力トルクT1を示している。つまり、図8の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速V1の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクT1の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図8の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図8は判定車速V1および判定出力トルクT1を含む、車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして記憶手段56に予め記憶されてもよい。また、この切換線図は判定車速V1および判定出力トルクT1の少なくとも1つを含むものであってもよいし、車速Vおよび出力トルクTOUTの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。
Referring to FIG. 8 in detail, FIG. 8 is a shift diagram (shift map, relationship) stored in advance in the storage means 56 that is a basis for shift determination of the
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Vと判定車速V1とを比較する判定式、出力トルクTOUTと判定出力トルクT1とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段50は、車両状態例えば実際の車速が判定車速V1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。また、切換制御手段50は、車両状態例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが判定出力トルクT1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。また、差動部11を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第1電動機M1における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第1電動機M1、第2電動機M2、インバータ58、蓄電装置60、それらを接続する伝送路などの故障(フェイル)や、故障とか低温による機能低下が発生した場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段50は変速機構10を優先的に有段変速状態としてもよい。
The shift diagram, the switching diagram, or the driving force source switching diagram is not a map but a judgment formula for comparing the actual vehicle speed V with the judgment vehicle speed V1, and comparing the output torque T OUT with the judgment output torque T1. May be stored as a determination formula or the like. In this case, the switching control means 50 sets the
上記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部20の出力トルクTOUT、エンジントルクTE、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル開度(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとに基づいて算出されるエンジントルクTEなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求(目標)エンジントルクTE、自動変速部20の要求(目標)出力トルクTOUT、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTOUT等からデフ比、駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
The driving force-related value is a parameter corresponding to the driving force of the vehicle on a one-to-one basis, and includes not only the driving torque or driving force at the driving
また、例えば判定車速V1は、高速走行において変速機構10が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において変速機構10が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクT1は、車両の高出力走行において第1電動機M1の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第1電動機M1を小型化するために、例えば第1電動機M1からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第1電動機M1の特性に応じて設定される。
Further, for example, the determination vehicle speed V1 is set so that the
図11は、エンジン回転速度NEとエンジントルクTEとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための境界線としてのエンジン出力線を有する例えば記憶手段56に予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。切換制御手段50は、図8の切換線図に替えてこの図11の切換線図からエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとに基づいて、それらのエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで表される車両状態が無段制御領域内であるか或いは有段制御領域内であるかを判定してもよい。また、この図11は図8の破線を作るための概念図でもある。言い換えれば、図8の破線は図11の関係図(マップ)に基づいて車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標上に置き直された切換線でもある。 11, the engine output as a boundary for the area determining which of the step-variable control region and the continuously variable control region by switching control means 50 and the engine rotational speed N E and engine torque T E as a parameter It is a switching diagram (switching map, relationship) stored in advance in, for example, the storage means 56 having a line. Switching control means 50, based on the switching diagram of FIG. 11 on the engine rotational speed N E and engine torque T E in place of the switching diagram of Figure 8, those of the engine speed N E and engine torque T E It may be determined whether the vehicle state represented by is in the stepless control region or in the stepped control region. FIG. 11 is also a conceptual diagram for creating the broken line in FIG. In other words, the broken line in FIG. 8 is also a switching line relocated on the two-dimensional coordinates using the vehicle speed V and the output torque T OUT as parameters based on the relationship diagram (map) in FIG.
図8の関係に示されるように、出力トルクTOUTが予め設定された判定出力トルクT1以上の高トルク領域、或いは車速Vが予め設定された判定車速V1以上の高車速領域が、有段制御領域として設定されているので有段変速走行がエンジン8の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。同様に、図11の関係に示されるように、エンジントルクTEが予め設定された所定値TE1以上の高トルク領域、エンジン回転速度NEが予め設定された所定値NE1以上の高回転領域、或いはそれらエンジントルクTEおよびエンジン回転速度NEから算出されるエンジン出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン8の比較的高トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。図11における有段制御領域と無段制御領域との間の境界線は、高車速判定値の連なりである高車速判定線および高出力走行判定値の連なりである高出力走行判定線に対応している。
As shown in the relationship of FIG. 8, the stepped control is performed in a high torque region where the output torque T OUT is equal to or higher than the predetermined determination output torque T1 or a high vehicle speed region where the vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined determination vehicle speed V1. Since it is set as a region, the stepped variable speed travel is executed at the time of a high driving torque at which the
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、変速機構10が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Vが前記判定車速V1を越えるような高速走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上させられる。また、出力トルクTOUTなどの前記駆動力関連値が判定トルクT1を越えるような高出力走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第1電動機M1が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第1電動機M1が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第1電動機M1或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態(定変速状態)に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば図12に示すような有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度NEの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化が楽しめる。
As a result, for example, in low-medium speed traveling and low-medium power traveling of the vehicle, the
図13は複数種類のシフトポジションを手動操作により切り換える操作装置46の一例を示す図である。操作装置46は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー48を備えている。そのシフトレバー48は、例えば図2の係合作動表に示されるようにクラッチC1およびクラッチC2のいずれの係合装置も係合されないような変速機構10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、変速機構10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「N(ニュートラル)」、前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。
FIG. 13 is a diagram showing an example of an
例えば、上記シフトレバー48の各シフトポジションへの手動操作に連動してそのシフトレバー48に機械的に連結された油圧制御回路42内のマニュアル弁が切り換えられて、図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「D」等が成立するように油圧制御回路42が機械的に切り換えられる。また、「D」または「M」ポジションにおける図2の係合作動表に示す1st乃至5thの各変速段は、油圧制御回路42内の電磁弁が電気的に切り換えられることにより成立させられる。
For example, the manual valve in the
上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションは、「P」ポジションおよび「N」ポジションの各非走行ポジションは例えば図2の係合作動表に示されるようにクラッチC1およびクラッチC2のいずれもが解放されるような自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とするクラッチC1およびクラッチC2による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションの各走行ポジションは例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくともいずれかが係合されるような自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とするクラッチC1および/またはクラッチC2による動力伝達経路の動力伝達可能状態へ切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
The shift positions indicated by the “P” to “M” positions are the non-travel positions of the “P” position and the “N” position, for example, as shown in the engagement operation table of FIG. Non-drive for selecting switching to the power transmission cut-off state of the power transmission path by the clutch C1 and the clutch C2 that disables driving of the vehicle in which the power transmission path in the
具体的には、シフトレバー48が「P」ポジション或いは「N」ポジションから「R」ポジションへ手動操作されることで、第2クラッチC2が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー48が「N」ポジションから「D」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第1クラッチC1が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、「D」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「M」ポジションにおける例えば「4」レンジ乃至「L」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。
Specifically, when the
上記「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー48が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかがシフトレバー48の操作に応じて選択される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー48がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかが選択される。例えば、「M」ポジションにおいて選択される「D」レンジ乃至「L」レンジの5つの変速レンジは、変速機構10の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類の変速レンジであり、また自動変速部20の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段(ギヤ段)の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー48はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、操作装置46にはシフトレバー48の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー48のシフトポジションを表す信号PSHや「M」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置40へ出力する。
The “M” position is provided adjacent to the width direction of the vehicle at the same position as the “D” position, for example, in the longitudinal direction of the vehicle, and when the
例えば、「D」ポジションがシフトレバー48の操作により選択された場合には、図6に示す予め記憶された変速マップや切換マップに基づいて切換制御手段50により変速機構10の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段52により差動部11の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段54により自動変速部20の自動変速制御が実行される。例えば、変速機構10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構10が例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第5速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは変速機構10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構10が差動部11の無段的な変速比幅と自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御される。この「D」ポジションは変速機構10の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。
For example, when the “D” position is selected by operating the
或いは、「M」ポジションがシフトレバー48の操作により選択された場合には、変速レンジの最高速側変速段或いは変速比を越えないように、切換制御手段50、ハイブリッド制御手段52、および有段変速制御手段54により変速機構10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、変速機構10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構10が各変速レンジで変速機構10が変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御され、或いは変速機構10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構10が差動部11の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた自動変速部20の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。この「M」ポジションは変速機構10の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。
Alternatively, when the “M” position is selected by operating the
図7に戻り、モータ走行領域判定手段80は、車両がエンジン停止状態とされて電動機のみ例えば第2電動機M2のみを車両走行のための駆動力源とするモータ走行領域であるか否かを、例えば図8に示す駆動力源切換線図から車速Vおよび出力トルクTOUTで示される実際の車両状態に基づいて現在モータ走行領域内であるか否かにより判定する。 Returning to FIG. 7, the motor travel region determination means 80 determines whether or not the vehicle is in a motor travel region in which the engine is stopped and only the electric motor, for example, only the second electric motor M2 is used as a driving force source for vehicle travel. For example, it is determined from the driving force source switching diagram shown in FIG. 8 based on the actual vehicle state indicated by the vehicle speed V and the output torque T OUT based on whether or not the vehicle is currently in the motor travel region.
ここで、差動部11は無段変速状態と有段変速状態(定変速状態)とに選択的に切換え可能であって、差動部11の無段変速状態においては、その電気的な無段変速作動により車速Vに拘束されることなくエンジン回転速度NEが制御され得る。例えば、エンジン8の作動停止状態においてはハイブリッド制御手段52により第1電動機M1が空転させられて車速Vに拘わらずエンジン回転速度が零乃至略零に維持させられる。また、差動部11の定変速状態においては、エンジン8と駆動輪38との間の動力伝達経路が機械的に連結されてエンジン回転速度NEは車速Vに拘束されるので、エンジン8の作動停止状態であっても車速Vに応じてエンジン8は回転駆動させられる。
Here, the
しかし、モータ走行時であって差動部11が定変速状態の場合には、エンジン回転速度NEが零乃至略零に維持させられないために、たとえエンジン8が作動停止状態であってもポンプ損失所謂ポンピングロス等が発生してエンジン8の引き摺りが生じ例えばモータ走行のための駆動力源である第2電動機M2に対する負荷が増加して燃費が低下する可能性があった。
However, if the differential portion 11 a when the motor travel is fixed shifting state, for the engine speed N E is not allowed to maintain the zero or substantially zero, even if the
そこで、前記切換制御手段50は、前述の機能に加えて、モータ走行時例えば前記モータ走行領域判定手段80により車両状態がモータ走行領域内であると判定された場合には、ハイブリッド制御手段52により電動機M1、M2を用いてエンジン回転速度NEが車速Vに拘束されることなく回転制御されるように例えばハイブリッド制御手段52によりエンジン回転速度NEが車速Vに拘わらず零乃至略零に維持されるように、切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力して差動部11を無段変速状態すなわち動力分配機構16を差動状態とする。
Therefore, in addition to the above-described functions, the switching control means 50 is controlled by the hybrid control means 52 when the vehicle state is determined to be within the motor travel area when the motor travels, for example, by the motor travel area determination means 80. maintaining the motor M1, M2 engine rotational speed N substantially zero at zero or regardless the engine rotational speed N E is the vehicle speed V by the hybrid control means 52, for example, as E is controlled to rotate without being bound with the vehicle speed V with As described above, a command for releasing the switching clutch C0 and the switching brake B0 is output to the
前記モータ走行領域判定手段80により車両状態がモータ走行領域内であると判定された場合には、前記有段変速制御手段54は自動変速部20の変速制御に用いる変速線図として無段変速時(モータ走行用)の変速線図を選択し、その選択した変速線図に従って自動変速部20の変速制御を実行する。例えば、上記モータ走行用の変速線図は、図8に示す変速線図中のモータ走行領域内の変速線図である。
When the motor travel
反対に、前記モータ走行領域判定手段80により車両状態がモータ走行領域内でない言い換えれば車両状態がエンジン走行領域内であると判定された場合には、前記有段変速制御手段54および前記切換制御手段50は変速機構10の変速制御のためにエンジン走行用の変速線図および切換線図を選択し、その選択した変速線図および切換線図に従って変速機構10の変速制御を実行するとともに変速状態を切り換える。例えば、上記エンジン走行用の変速線図および切換線図は、図8に示す変速線図および切換線図である。
On the other hand, when the motor travel region determination means 80 determines that the vehicle state is not within the motor travel region, in other words, the vehicle state is within the engine travel region, the stepped shift control means 54 and the switching control means. 50 designates a shift diagram and a switching diagram for running the engine for the shift control of the
図14は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち走行用の駆動力源に応じた差動部11の切換制御作動および変速機構10の変速制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the main part of the control operation of the
先ず、前記モータ走行領域判定手段80に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、例えば図8に示す駆動力源切換線図から車速Vおよび出力トルクTOUTで示される実際の車両状態に基づいて現在モータ走行領域内であるか否かが判定される。 First, the steps corresponding to the motor running region determining means 80 (hereinafter, omitting step) actual vehicle state shown in S1, vehicle speed V and output torque T OUT from the driving force source switching diagram shown in FIG. 8, for example Based on the above, it is determined whether or not it is currently in the motor travel region.
上記S1の判断が肯定される場合は前記切換制御手段50および前記有段変速制御手段54に対応するS2において、差動部11が無段変速状態とされるようにすなわち動力分配機構16が差動状態とされるように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令が油圧制御回路42へ出力される。また、自動変速部20の変速制御に用いる変速線図として前記モータ走行用の変速線図が選択される。
If the determination in S1 is affirmative, in S2 corresponding to the switching control means 50 and the stepped speed change control means 54, the
続いて前記ハイブリッド制御手段52に対応するS3において、作動していないエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、第1電動機回転速度NM1を制御して例えば第1電動機M1を逆方向に空転させて差動部(図14では無段部)11の差動作用によりエンジン回転速度NEが零乃至略零となるように回転制御される。言い換えれば、エンジン回転速度NEが零乃至略零とされるように差動部11の変速比γ0が決定される。
Subsequently, in S3 corresponding to the hybrid control means 52, in order to improve the fuel consumption by suppressing the drag of the
上記S3に続いて前記有段変速制御手段54に対応するS4において、前記S2において選択された前記モータ走行用の変速線図に従って自動変速部(図14では有段部)20の変速制御が実行される。具体的には、前記モータ走行用の変速線図から車速Vおよび自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その変速段が達成されるように油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令が油圧制御回路42へ出力される。
Subsequent to S3, in S4 corresponding to the stepped shift control means 54, the shift control of the automatic transmission portion (stepped portion in FIG. 14) 20 is executed in accordance with the motor travel shift diagram selected in S2. Is done. Specifically, the shift stage of the
上記S4に続いて前記ハイブリッド制御手段52に対応するS5において、自動変速部20の変速前後で変速機構10のトータル変速比γTが連続的に変化させられるように自動変速部20の変速制御に同期して差動部11の変速制御が実行される。例えば、上記S4において実行される自動変速部20の変速制御に伴う自動変速部20の入力回転速度の変化に合わせて第2電動機回転速度NM2を変化させると共に、エンジン回転速度NEが零乃至略零に回転制御されるように第1電動機M1が空転させられる。
Subsequent to S4, in S5 corresponding to the hybrid control means 52, the
上記S1の判断が否定される場合は前記切換制御手段50および前記有段変速制御手段54に対応するS6において、変速機構10の変速制御のためにエンジン走行用の変速線図および切換線図が選択される。
If the determination in S1 is negative, in S6 corresponding to the switching control means 50 and the stepped shift control means 54, a shift diagram and a switching diagram for running the engine are provided for the shift control of the
上記S6に続いて前記切換制御手段50および前記増速側ギヤ段判定手段62に対応するS7において、上記S6において選択されたエンジン走行用の切換線図から車速Vおよび出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは変速機構10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかが判定されて変速機構10が前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。具体的には、有段変速制御領域内であると判定された場合であって、第5速ギヤ段が判定される場合には切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させる指令が油圧制御回路42へ出力され、或いは第5速ギヤ段でないと判定される場合には切換クラッチC0を係合させ且つ切換ブレーキB0を解放させる指令が油圧制御回路42へ出力されて、差動部11がロック状態へ切り換えられる。或いは、無段変速制御領域内であると判定された場合は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令が油圧制御回路42へ出力されて差動部11が差動状態へ切り換えられる。
Subsequent to S6, in S7 corresponding to the switching control means 50 and the acceleration side gear stage determination means 62, the vehicle speed V and the output torque T OUT are indicated from the engine travel switching diagram selected in S6. Based on the vehicle state, it is determined whether the
上記S7に続いて前記有段変速制御手段54に対応するS8において、前記S6において選択された前記エンジン走行用の変速線図に従って自動変速部20の変速制御が実行される。具体的には、前記エンジン走行用の変速線図から車速Vおよび自動変速部20の出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その変速段が達成されるように油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令が油圧制御回路42へ出力される。
Subsequent to S7, at S8 corresponding to the stepped shift control means 54, the shift control of the
上述のように、本実施例によれば、モータ走行時には切換制御手段50により動力分配機構16が差動状態とされるので、動力分配機構16がロック状態とされることと異なり第1電動機回転速度NM1やエンジン回転速度NEが車速Vに拘束されない換言すれば伝達部材18の回転速度に拘束されない自由回転状態とされる。よって、前記モータ走行時には、ハイブリッド制御手段52により第1電動機回転速度NM1を制御して例えばその第1電動機M1を逆方向に空転させてエンジン回転速度NEが零乃至略零となるように回転制御され得るので、作動していないエンジン8のポンピングロスの発生が抑制されてエンジン8の引き摺りが抑制され、燃費の向上が図れる。
As described above, according to the present embodiment, since the
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図15は、本発明の他の実施例における前記電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図であって、エンジン8が筒内圧力変化抑制運転が可能な筒内圧力変化抑制気筒数可変エンジンであり且つ電子制御装置40がそのエンジン8の筒内圧力変化抑制運転を実行する筒内圧力変化抑制状態制御手段82を更に備え、エンジン8が筒内圧力変化抑制運転中である時のハイブリッド制御手段52によるエンジン回転速度NEの回転制御において、前記図7の実施例と主に相違している。
FIG. 15 is a functional block diagram illustrating the main part of the control function of the
上記エンジン8は、図15に示すように吸排気弁の作動タイミングを変更する可変バルブタイミング機構90と、エンジン8の吸気管または筒内に燃料を供給し或いは停止する前記燃料噴射弁92とを備え、一部の気筒乃至全気筒が非圧縮(デコンプレッション)状態すなわち筒内圧力変化抑制状態とされ且つ燃料供給を停止させてエンジン8の負荷状態に応じてその気筒を選択的に休止させることにより、燃料消費が低減されることを可能としたエンジンである。このように、エンジン8は、筒内圧力変化抑制気筒数が必要に応じて順次或いは一挙に変更されることが可能となるように構成されたものである。上記エンジン8の筒内圧力変化抑制状態とは、4サイクルエンジンの各行程の少なくとも1行程において気筒内の圧力変化が抑制されてエンジン8のポンピングロスが低減された状態を示している。
As shown in FIG. 15, the
従って、本実施例におけるエンジン8の一部の気筒乃至全気筒を筒内圧力変化抑制状態とする筒内圧力変化抑制運転(減筒運転或いは休筒運転)は、上記一部の気筒乃至全気筒が例えばデコンプレッション状態とされてその筒内圧力変化抑制気筒数に応じてポンピングロスが低減されるものであり、単に気筒への燃料供給を停止させるものではない。例えば、エンジン8の全気筒への燃料供給を停止する所謂フューエルカット作動が単に実行されるエンジン8の作動停止状態すなわちエンジン8の非作動状態においては、各気筒がコンプレッション状態でありエンジン8が回転状態にある場合はポンピングロスが発生して引き摺り(エンジン回転抵抗)が生じる。
Therefore, in-cylinder pressure change suppression operation (reducing cylinder operation or idle cylinder operation) in which some cylinders or all cylinders of the
上記コンプレッション状態とは、4サイクルエンジンの圧縮行程において、吸気弁および排気弁のタイミングがエンジン作動時と同様とされて吸入空気が圧縮される状態を示している。また、上記デコンプレッション状態とは、4サイクルエンジンの圧縮行程において、吸気弁或いは排気弁を開いたり或いは吸気弁或いは排気弁のタイミングがずらされて吸入空気の圧縮が十分に行われないようにされて気筒内の圧力変化(加圧)が抑制され、クランク軸の回転抵抗が小さくされた状態を示している。このデコンプレッション状態においては、スロットル弁やEGR弁が解放されて一層クランク軸の回転抵抗が小さくされてもよい。 The compression state indicates a state in which intake air is compressed in the compression stroke of the four-cycle engine with the intake valve and exhaust valve timing being the same as when the engine is operating. The decompression state means that the intake air is not sufficiently compressed by opening the intake valve or the exhaust valve or shifting the timing of the intake valve or the exhaust valve in the compression stroke of the 4-cycle engine. Thus, the pressure change (pressurization) in the cylinder is suppressed, and the rotation resistance of the crankshaft is reduced. In this decompression state, the throttle valve and the EGR valve may be released to further reduce the rotational resistance of the crankshaft.
前記筒内圧力変化抑制状態制御手段82は、モータ走行時例えば前記モータ走行領域判定手段80により車両状態がモータ走行領域内であると判定された場合には、エンジン8の筒内圧力変化抑制状態を制御する。例えば、筒内圧力変化抑制状態制御手段82は、可変バルブタイミング機構90によりエンジン8の一部の気筒乃至全気筒をデコンプレッション状態としてエンジン8の一部の気筒乃至全気筒の筒内圧力変化抑制運転を実行する。これにより、モータ走行時に前記ハイブリッド制御手段52により第1電動機回転速度NM1が制御されてエンジン回転速度が零乃至略零に維持させられなくともエンジン8のポンピングロスが抑制されて燃費の向上が図れる。
The in-cylinder pressure change suppression state control means 82 is in the in-cylinder pressure change suppression state of the
そこで、前記ハイブリッド制御手段52は、前述の実施例に替えて或いは加えて、前記モータ走行時であってエンジン8が筒内圧力変化抑制運転中である時には、エンジン8のポンピングロスを抑制するためにエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持させる必要がなく且つ切換制御手段50により動力分配機構16が差動状態とされて動力分配機構16の差動作用により第1電動機回転速度NM1が自由回転状態とされているので、燃費を向上させるために第1電動機M1の効率を考慮して第1電動機M1を作動させる。例えば、ハイブリッド制御手段52は、モータ走行時であってエンジン8が筒内圧力変化抑制運転中である時には、第1電動機回転速度NM1と第1電動機トルクTM1とをパラメータとする二次元座標内において運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められた例えば図16に示す第1電動機M1の等効率線(マップ、関係)を記憶しており、その第1電動機M1の等効率線に従って第1電動機M1が作動させられるように、例えば第1電動機M1の効率が可及的によくなるようなトルクと回転速度とで定められる電動機の運転点(運転域)を定め、その運転点となるように第1電動機M1を作動させる。
Therefore, in place of or in addition to the above-described embodiment, the hybrid control means 52 suppresses the pumping loss of the
また、図17は第2電動機M2の等効率線の一例であって、図16に相当する図である。上記図16および図17において、それぞれの図の上側の等効率線は駆動力を出力するためのモータ(電動機)としての効率を、その下側の等効率線は反力を発生させるためのジェネレータ(発電機)としての効率を示しており、電動機の運転点が斜線(破線)で示す部分に近くなる程その効率がよいことを示している。 Moreover, FIG. 17 is an example of the iso-efficiency line of the 2nd electric motor M2, and is a figure equivalent to FIG. In FIGS. 16 and 17, the upper equal efficiency line in each figure shows the efficiency as a motor (electric motor) for outputting a driving force, and the lower equal efficiency line is a generator for generating a reaction force. The efficiency as a (generator) is shown, and the closer the operating point of the motor is to the portion indicated by the hatched line (broken line), the better the efficiency.
前記図14のフローチャートにおいて、ステップS3では、作動していないエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために第1電動機回転速度NM1を制御してエンジン回転速度NEが零乃至略零となるように回転制御されたが、本実施例では、それに替えて、エンジン8が筒内圧力変化抑制運転中である時には、第1電動機M1の効率が可及的によくなるような電動機の運転点となるように第1電動機M1が作動させられる。
In the flowchart of FIG. 14, in step S3, the first motor rotation speed N M1 is controlled to suppress the drag of the
上述のように、本実施例によれば、モータ走行時には切換制御手段50により動力分配機構16が差動状態とされるので、動力分配機構16がロック状態とされることと異なり第1電動機回転速度NM1やエンジン回転速度NEが車速Vに拘束されない換言すれば伝達部材18の回転速度に拘束されない自由回転状態とされる。よって、前記モータ走行時にエンジン8が筒内圧力変化抑制運転中である場合には、ポンピングロスによるエンジン8の引き摺りを考慮する必要がない為、ハイブリッド制御手段52により第1電動機M1がその効率の可及的に良い運転域で作動させられて燃費の向上が図れる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段52により第1電動機M1の効率を考慮してその第1電動機が作動させられた結果エンジン回転速度NEが零乃至略零とされなくとも、エンジン8が筒内圧力変化抑制運転(減筒運転或いは休筒運転)中である時はエンジン8の一部の気筒乃至全気筒が筒内圧力変化抑制状態とされてエンジン8のポンピングロスが低減されるので、第1電動機M1が効率の良い運転域で作動させられることと合わせ燃費の向上が図れる。
As described above, according to the present embodiment, since the
図18は、本発明の他の実施例における前記電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図であって、電子制御装置40がエンジン8の始動の可能性が高いか否かを判定するエンジン始動可能性判定手段84を更に備え、そのエンジン始動可能性判定手段84によりエンジン8の始動の可能性が高いと判定された時のハイブリッド制御手段52によるエンジン回転速度NEの回転制御において、前記図7の実施例と主に相違している。
FIG. 18 is a functional block diagram illustrating the main part of the control function of the
上記エンジン始動可能性判定手段84は、モータ走行時例えば前記モータ走行領域判定手段80により車両状態がモータ走行領域内であると判定された場合には、エンジン8の始動の可能性が高いか否か言い換えればモータ走行時にエンジン8を始動する必要が生じたか否かを判定する。エンジン始動可能性判定手段84によりエンジン8を始動する可能性が高いと判定される場合とは、例えばユーザにより手動操作可能に車両に備えられた操作装置によりパワー走行モードが選択された場合、追い越し等の急加速、登坂路走行等の際のアクセル踏み込みにより第2電動機M2の定格出力を越える目標出力トルクTOUTとなるような所定アクセル開度Acc以上とされた場合、蓄電装置60の充電容量SOCがエンジン8の動力により第1電動機M1を発電させる必要が生じるような所定充電容量SOCより低下した場合、エアコン等の補機のための駆動電流が不足するような場合やそれら補機をエンジン8により駆動するような場合などが想定される。上記パワー走行モードは通常走行に比較して動力性能を重視する車両走行状態を生じさせる制御様式であり、例えば図8の変速線図に示される変速線(シフトパターン)に比較して変速点車速がより高車速側に設定されたシフトパターンすなわち変速がより高車速側で実行されるシフトパターンにしたがって自動変速が実行される。
The engine start possibility determination means 84 determines whether or not the
そこで、前記ハイブリッド制御手段52は、前述の実施例に替えて或いは加えて、前記モータ走行時であって上記エンジン始動可能性判定手段84によりエンジン8の始動の可能性が高いと判定された場合には、切換制御手段50により動力分配機構16が差動状態とされて動力分配機構16の差動作用により第1電動機回転速度NM1が自由回転状態とされているので、エンジン8の始動のために言い換えればエンジン回転速度NEが零乃至略零に維持されることに比較して速やかにエンジン点火が可能なように第1電動機M1を用いて第1サンギヤS1の回転速度を引き上げて予めエンジン回転速度NEを上昇させる。この時、ハイブリッド制御手段52は、燃費を向上させるために第1電動機M1の効率を考慮して例えば前記図16に示す第1電動機M1の等効率線に従って第1電動機M1を作動させる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1の効率が可及的によくなるような電動機の運転点(運転域)の範囲でエンジン8の始動が可能となるエンジン回転速度NE以上に可及的に上昇させるように第1電動機M1を作動させる。
Therefore, when the hybrid control means 52 determines that the possibility of starting the
前記図14のフローチャートにおいて、ステップS3では、作動していないエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために第1電動機回転速度NM1を制御してエンジン回転速度NEが零乃至略零となるように回転制御されたが、本実施例では、それに替えて、エンジン8の始動の可能性が高い時には、第1電動機M1の効率が可及的によくなるような電動機の運転点の範囲で第1電動機M1が作動させられてエンジン8の始動のためにエンジン回転速度NEが上昇させられる。
In the flowchart of FIG. 14, in step S3, the first motor rotation speed N M1 is controlled to suppress the drag of the
上述のように、本実施例によれば、モータ走行時には切換制御手段50により動力分配機構16が差動状態とされるので、動力分配機構16がロック状態とされることと異なり第1電動機回転速度NM1やエンジン回転速度NEが車速Vに拘束されない換言すれば伝達部材18の回転速度に拘束されない自由回転状態とされる。よって、前記モータ走行時であってエンジン始動可能性判定手段84によりエンジン8の始動の可能性が高いと判定された時に、エンジンの始動性を向上させるために第1電動機M1によりエンジン回転速度NEが零乃至略零より引き上げられる場合には、ハイブリッド制御手段により第1電動機が効率の良い運転域で作動させられるので燃費の向上が図れる。
As described above, according to the present embodiment, since the
図19は本発明の他の実施例における変速機構70の構成を説明する骨子図、図20はその変速機構70の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図21はその変速機構70の変速作動を説明する共線図である。
FIG. 19 is a skeleton diagram illustrating the configuration of the
変速機構70は、前述の実施例と同様に第1電動機M1、動力分配機構16、および第2電動機M2を備えている差動部11と、その差動部11と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている前進3段の自動変速部72とを備えている。動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを有している。自動変速部72は、例えば「0.532」程度の所定のギヤ比ρ2を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置26と例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ3を有するシングルピニオン型の第3遊星歯車装置28とを備えている。第2遊星歯車装置26の第2サンギヤS2と第3遊星歯車装置28の第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2遊星歯車装置26の第2キャリヤCA2と第3遊星歯車装置28の第3リングギヤR3とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2リングギヤR2は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結され、第3キャリヤCA3は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結されている。
As in the above-described embodiment, the
以上のように構成された変速機構70では、例えば、図20の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、および第2ブレーキB2が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第4速ギヤ段(第4変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構70では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部11と自動変速部72とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部11と自動変速部72とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構70は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。
In the
例えば、変速機構70が有段変速機として機能する場合には、図20に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ1が最大値例えば「2.804」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.531」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第2ブレーキB2の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「2.393」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切換クラッチC0のみが係合される。
For example, when the
しかし、変速機構70が無段変速機として機能する場合には、図20に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部72が有段変速機として機能することにより、自動変速部72の第1速、第2速、第3速の各ギヤ段に対しその自動変速部72に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構70全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
However, when
図21は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部72から構成される変速機構70において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放される場合、および切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられる場合の動力分配機構16の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
FIG. 21 shows a
図21における自動変速機72の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第3キャリヤCA3を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応し且つ相互に連結された第2キャリヤCA2および第3リングギヤR3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表している。また、自動変速機72において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は自動変速機72の出力軸22に連結され、第7回転要素RE7は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
In FIG. 21, the four vertical lines Y4, Y5, Y6, Y7 of the
自動変速部72では、図21に示すように、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより、第7回転要素RE7(R2)の回転速度を示す縦線Y7と横線X2との交点と第5回転要素RE5(CA3)の回転速度を示す縦線Y5と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第6回転要素RE6(CA2,R3)の回転速度を示す縦線Y6との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L3と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第3速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第7回転要素RE7に差動部11からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、差動部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。
In the
本実施例の変速機構70においても、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と、有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部72とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
The
図22は、手動操作により動力分配機構16の差動状態と非差動状態(ロック状態)すなわち変速機構10の無段変速状態と有段変速状態との切換えを選択するための変速状態手動選択装置としてのシーソー型スイッチ44(以下、スイッチ44という)の一例でありユーザにより手動操作可能に車両に備えられている。このスイッチ44は、ユーザが所望する変速状態での車両走行を選択可能とするものであり、無段変速走行に対応するスイッチ44の無段と表示された無段変速走行指令釦或いは有段変速走行に対応する有段と表示された有段変速走行指令釦がユーザにより押されることで、それぞれ無段変速走行すなわち変速機構10を電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態とするか、或いは有段変速走行すなわち変速機構10を有段変速機として作動可能な有段変速状態とするかが選択可能とされる。
FIG. 22 shows manual selection of the shift state for selecting the switching between the differential state and the non-differential state (locked state) of the
前述の実施例では、例えば図8の関係図から車両状態の変化に基づく変速機構10の変速状態の自動切換制御作動を説明したが、その自動切換制御作動に替えて或いは加えて例えばスイッチ44が手動操作されたことにより変速機構10の変速状態が手動切換制御される。つまり、切換制御手段50は、スイッチ44の無段変速状態とするか或いは有段変速状態とするかの選択操作に従って優先的に変速機構10を無段変速状態と有段変速状態とに切り換える。例えば、ユーザは無段変速機のフィーリングや燃費改善効果が得られる走行を所望すれば変速機構10が無段変速状態とされるように手動操作により選択する。また、ユーザは有段変速機の変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化を所望すれば変速機構10が有段変速状態とされるように手動操作により選択する。
In the above-described embodiment, for example, the automatic switching control operation of the shift state of the
図23は、車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標に構成された自動変速部20の変速判断の基となる例えば記憶手段56に予め記憶された変速線図(変速マップ、関係)であり、例えば変速機構10の変速状態として上記スイッチ44により有段変速状態が選択された時の変速線図の一例であって、前記図8の変速線図に相当する図である。例えば、切換制御手段50および有段変速制御手段54は、スイッチ44により有段変速状態が選択された場合には、変速機構10の変速制御に用いる変速線図として図23の変速線図を選択し、その選択した変速線図から車速Vおよび自動変速部20の出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて変速機構10の変速すべき変速段を判断して自動変速部20の自動変速制御、および差動部11の切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合および/または解放を実行する。また、この図23の変速線図は差動部11の非差動状態において用いられる為、図8の変速線図に比較して早めにアップシフトが実行されるように変速線(シフトパターン)が設定されている。
FIG. 23 shows a shift diagram (shift map, shift map, etc.) stored in advance in, for example, the storage means 56 that is a basis for shift determination of the
また、スイッチ44に無段変速走行或いは有段変速走行の何れも選択されない状態である中立位置が設けられる場合には、スイッチ44がその中立位置の状態であるときすなわちユーザによって所望する変速状態が選択されていないときや所望する変速状態が自動切換のときには、変速機構10の変速状態の自動切換制御作動が実行される。
Further, when the switch 44 is provided with a neutral position in which neither continuously variable speed traveling nor stepped speed variable traveling is selected, when the switch 44 is in the neutral position, that is, the speed change state desired by the user is determined. When not selected or when the desired shift state is automatic switching, an automatic switching control operation of the shift state of the
また、ハイブリッド制御手段52は、前述の実施例に加えて、エンジン8の作動停止状態で差動部11が有段変速状態(定変速状態)であっても第1電動機M1および/または第2電動機M2を作動させてモータ発進・走行させることもできる。従って、前記切換制御手段50は、前述の実施例に加えて、モーター走行時であってもスイッチ44により変速機構10を有段変速状態とするように選択操作された場合には、その選択操作に従って優先的に変速機構10を有段変速状態へ切り換える。
Further, in addition to the above-described embodiment, the hybrid control means 52 is provided with the first electric motor M1 and / or the second electric motor M1 and / or the second
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例の変速機構10、70は、差動部11(動力分配機構16)が電気的な無段変速機として作動可能な差動状態とそれを非作動とする非差動状態(ロック状態)とに切り換えられることで無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成され、この無段変速状態と有段変速状態との切換えは差動部11が差動状態と非差動状態とに切換えられることによって行われていたが、例えば差動部11が差動状態のままであっても差動部11の変速比を連続的ではなく段階的に変化させることにより有段変速機として機能させられ得る。言い換えれば、差動部11の差動状態/非差動状態と、変速機構10、70の無段変速状態/有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、差動部11は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切換可能に構成される必要はなく、変速機構10、70(差動部11、動力分配機構16)が差動状態と非差動状態とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。
For example, in the
また、前述の実施例のエンジン8は、4サイクルエンジンの圧縮行程において吸気弁或いは排気弁を開いたり或いは吸気弁或いは排気弁のタイミングがずらされて気筒をデコンプレッション状態とすることで筒内圧力変化抑制状態とされたが、そのデコンプレッション状態に替えて或いは加えて、4サイクルエンジンの圧縮行程以外の筒内容積拡張時例えば吸気行程においてスロットル開度を積極的に開くことにより負圧の発生を抑制して気筒内の圧力変化を抑制しクランク軸の回転抵抗を抑制してもよい。この様にしても、エンジン8のポンピングロスが低減される。或いはまた、エンジン8はクランク軸(或いは入力軸14)とピストン間の機械的な連結が切り離され得る構成とされ、ピストンの往復運動が停止されることにより筒内圧力変化抑制状態とされてもよい。従って、前記筒内圧力変化抑制状態制御手段82は、モータ走行時には、例えば吸気行程においてスロットル開度を全開にしたり、クランク軸とピストン間の機械的な連結を切り離したりしてエンジン8の一部の気筒乃至全気筒の筒内圧力変化抑制運転を実行してもよい。
In the
また、前述の実施例の動力分配機構16では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA1、S1、R1のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
In the
また、前述の実施例では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されてもよい。
In the above-described embodiment, the first motor M1 and the second motor M2 are arranged concentrically with the
また、前述の動力分配機構16には切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられていたが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0は必ずしも両方備えられる必要はない。また、上記切換クラッチC0は、サンギヤS1とキャリヤCA1とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS1とリングギヤR1との間や、キャリヤCA1とリングギヤR1との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。
In addition, although the
また、前述の実施例の変速機構10、70では、ニュートラル「N」とする場合には切換クラッチC0が係合されていたが、必ずしも係合される必要はない。
Further, in the
また、前述の実施例では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。 In the above-described embodiments, the hydraulic friction engagement devices such as the switching clutch C0 and the switching brake B0 are magnetic powder type, electromagnetic type, mechanical type engagement such as powder (magnetic powder) clutch, electromagnetic clutch, and meshing type dog clutch. You may be comprised from the apparatus.
また、前述の実施例では、第2電動機M2が伝達部材18に連結されていたが、出力軸22に連結されていてもよいし、自動変速部20、72内の回転部材に連結されていてもよい。
In the above-described embodiment, the second electric motor M2 is connected to the
また、前述の実施例では、差動部11すなわち動力分配機構16の出力部材である伝達部材18と駆動輪38との間の動力伝達経路に、自動変速部20、72が介装されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)等の他の形式の動力伝達装置が設けられていてもよい。その無段変速機(CVT)の場合には、動力分配機構16が定変速状態とされることで全体として有段変速状態とされる。有段変速状態とは、電気パスを用いないで専ら機械的伝達経路で動力伝達することである。或いは、上記無段変速機は有段変速機における変速段に対応するように予め複数の固定された変速比が記憶され、その複数の固定された変速比を用いて自動変速部20、72の変速が実行されてもよい。或いは、自動変速部20、70は備えられていなくても本発明は適用され得る。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、自動変速部20、72は伝達部材18を介して差動部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられそのカウンタ軸上に同心に自動変速部20、72が配設されてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20、72とは、例えば伝達部材18としてのカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および第2電動機M2に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
Further, the
また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。
In addition, the
また、前述の実施例の操作装置46は、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー48を備えていたが、そのシフトレバー48に替えて、例えば押しボタン式のスイッチやスライド式スイッチ等の複数種類のシフトポジションを選択可能なスイッチであってもよい。また、シフトレバー48が「M」ポジションへ操作されることにより、変速レンジが設定されるものであったが変速段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速変速段が変速段として設定されてもよい。この場合、自動変速部20、72では変速段が切り換えられて変速が実行される。例えば、シフトレバー48が「M」ポジションにおけるアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、自動変速部20では第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の何れかがシフトレバー48の操作に応じて設定される。
The
また、前述の実施例のスイッチ44はシーソー型のスイッチであったが、例えば押しボタン式のスイッチ、択一的にのみ押した状態が保持可能な2つの押しボタン式のスイッチ、レバー式スイッチ、スライド式スイッチ等の少なくとも無段変速走行(差動状態)と有段変速走行(非差動状態)とが択一的に切り換えられるスイッチであればよい。また、スイッチ44に中立位置が設けられる場合にその中立位置に替えて、スイッチ44の選択状態を有効或いは無効すなわち中立位置相当が選択可能なスイッチがスイッチ44とは別に設けられてもよい。 In addition, the switch 44 of the above-described embodiment is a seesaw type switch. For example, a push button type switch, two push button type switches that can be held only alternatively, a lever type switch, Any switch that can selectively switch between at least continuously variable speed travel (differential state) and stepped speed variable travel (non-differential state), such as a slide switch. In addition, when the switch 44 is provided with a neutral position, a switch capable of selecting whether the selection state of the switch 44 is valid or invalid, that is, equivalent to the neutral position, may be provided separately from the switch 44 instead of the neutral position.
また、前述の実施例の図9に示す燃費マップは、基本的にはエンジン8の仕様に基づいて決定されるが、車両状態例えばエンジン8の内部的要因或いは外部的要因に影響される。つまり、この燃費マップはエンジン水温、触媒温度、エンジン作動油温、或いは燃焼状態すなわちリーンやストイキで示される空燃比等の内外的要因で変化させられる。従って、ハイブリッド制御手段52は、複数種類の燃費マップを記憶して上記内外的要因に基づいてこの複数種類の燃費マップから1つを選択してもよいし、或いは1種類の燃費マップを上記内外的要因に基づいてリアルタイムで変化させてもよい。
Further, the fuel efficiency map shown in FIG. 9 of the above-described embodiment is basically determined based on the specifications of the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
8:エンジン
10、70:変速機構(車両用駆動装置)
11:差動部
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材
20、72:自動変速部
38:駆動輪
40:電子制御装置(制御装置)
50:切換制御手段
52:ハイブリッド制御手段
84:エンジン始動可能性判定手段
M1:第1電動機
M2:第2電動機
C0:切換クラッチ(差動状態切換装置)
B0:切換ブレーキ(差動状態切換装置)
8:
11: Differential unit 16: Power distribution mechanism (differential mechanism)
18:
50: switching control means 52: hybrid control means 84: engine start possibility determination means M1: first electric motor M2: second electric motor C0: switching clutch (differential state switching device)
B0: Switching brake (Differential state switching device)
Claims (4)
前記差動機構に備えられ、該差動機構を差動状態とロック状態とに選択的に切換える差動状態切換装置と、
前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行時には、前記差動状態切換装置により前記差動機構を前記差動状態とする切換制御手段と
を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 A differential mechanism having a differential mechanism that distributes the output of the engine to the first motor and the transmission member; and a second motor provided in a power transmission path from the transmission member to the drive wheels; and a part of the power transmission path And a control device for a vehicle drive device including an automatic transmission unit that functions as an automatic transmission,
A differential state switching device provided in the differential mechanism and selectively switching the differential mechanism between a differential state and a locked state;
And a switching control means for causing the differential mechanism to be in the differential state by the differential state switching device when the motor travels using only the electric motor as a driving force source. .
前記ハイブリッド制御手段は、前記モータ走行時であって前記エンジンが筒内圧力変化抑制運転中である時には、前記第1電動機の効率を考慮して該第1電動機を作動させるものである請求項1または2の車両用駆動装置の制御装置。 The engine is an in-cylinder pressure change suppression cylinder number variable engine capable of in-cylinder pressure change suppression operation,
2. The hybrid control means operates the first electric motor in consideration of the efficiency of the first electric motor when the motor is running and the engine is in a cylinder pressure change suppressing operation. Or the control apparatus of the vehicle drive device of 2.
前記ハイブリッド制御手段は、前記モータ走行時であって前記エンジン始動可能性判定手段により前記エンジンの始動の可能性が高いと判定された場合には、前記第1電動機により該第1電動機の効率を考慮して該エンジンの始動のためにエンジン回転速度を予め上昇させるものである請求項1乃至3のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。 An engine start possibility determining means for determining whether or not the engine is likely to be started;
When the hybrid control means determines that the engine start possibility determination means determines that the engine start possibility is high when the motor is running, the first motor increases the efficiency of the first motor. The control device for a vehicle drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the engine rotational speed is increased in advance for starting the engine in consideration.
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