JP2009286247A - Control apparatus of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
内燃機関に加えて、電動機やモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキの過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。 In addition to the internal combustion engine, a hybrid vehicle including a power source such as an electric motor or a motor generator is known. In a hybrid vehicle, an internal combustion engine is operated in a highly efficient state as much as possible, while excess or deficiency of driving force or engine brake is compensated by an electric motor or a motor generator.
このようなハイブリッド車両の一例として、例えば、特許文献１には、３つ以上の変速段を有する固定変速装置を備える、いわゆるマルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動装置が記載されている。
As an example of such a hybrid vehicle, for example,
しかしながら、上記の特許文献１に記載されたようなマルチモードタイプのハイブリッド車両の場合、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速を行う際に、変速開始から変速完了までに時間がかかってしまう可能性があった。これは、固定変速モードを介して変速を行っていたからである。
However, in the case of a multi-mode type hybrid vehicle as described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、マルチモードタイプのハイブリッド車両において、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速を行う場合に、変速時間を短縮することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in a multi-mode type hybrid vehicle, when shifting to a shift stage two or more away from the current shift stage, the shift time It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid vehicle that can shorten the time.
本発明の１つの観点では、内燃機関と、モータジェネレータと、係合と解放とを行う２つ以上の係合要素と、を有し、前記２つ以上の係合要素における係合と解放とを切り替えることで３つ以上の変速段を実現すると共に、前記２つ以上の係合要素を同時係合状態にして前記変速段の切り替えを行うハイブリッド車両の制御装置は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速する場合に、出力軸に動力を伝えない状態にする制御、及び前記モータジェネレータに対する回転数制御を行ってから、前記現在の変速段から前記２つ以上離れた変速段へ直接切り替える変速制御を実行する変速制御手段を備える。 In one aspect of the present invention, an internal combustion engine, a motor generator, and two or more engagement elements that engage and disengage, and the engagement and disengagement of the two or more engagement elements. The control device for a hybrid vehicle that realizes three or more shift speeds by switching the gears and switches the shift speeds by simultaneously engaging the two or more engagement elements is more effective than the current shift speed. When shifting to two or more shift stages, control is performed so that power is not transmitted to the output shaft, and the number of revolutions is controlled for the motor generator, and then the two or more shifts from the current shift stage Shift control means for executing shift control for directly switching to the shift stage is provided.
上記のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及びモータジェネレータを有するハイブリッド車両に好適に利用される。ハイブリッド車両の制御装置は、少なくとも２つ以上の係合要素における係合と解放とを切り替えることで３つ以上の変速段を実現すると共に、基本的には、各変速段を実現するための当該２つ以上の係合要素を同時係合した状態を経て、変速段を段階的に切り替える。この場合において、変速制御手段は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速する場合に、出力軸に動力を伝えない状態にする制御、及びモータジェネレータに対する回転数制御を行ってから、現在の変速段から２つ以上離れた変速段へ直接切り替える。即ち、変速制御手段は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段への変速要求があった場合に、２つ以上の係合要素を解放してニュートラル状態にする制御を行ってから、要求の変速段へ一気に切り替える制御を行う、つまり途中の変速段を介さずに要求の変速段へ切り替える。これにより、変速開始から変速完了までの時間を効果的に短縮することができる。 The control device for a hybrid vehicle is preferably used for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor generator. The hybrid vehicle control device realizes three or more shift stages by switching between engagement and disengagement in at least two or more engagement elements, and basically, the control apparatus for realizing each shift stage. After the state where two or more engagement elements are simultaneously engaged, the gear position is switched stepwise. In this case, the shift control means performs a control for not transmitting power to the output shaft and a rotational speed control for the motor generator when shifting to a shift stage that is two or more away from the current shift stage. To directly shift to a shift stage two or more away from the current shift stage. That is, the shift control means performs the control to release the two or more engagement elements to the neutral state when there is a shift request to a shift stage that is two or more away from the current shift stage. Then, the control to switch to the requested shift stage at once is performed, that is, the shift to the requested shift stage is performed without going through the intermediate shift stage. Thereby, the time from the start of shifting to the completion of shifting can be effectively shortened.
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記変速制御手段は、ドライバのアクセル操作に基づいてキックダウン判定を行い、前記キックダウン判定が成立した場合に、前記変速制御を実行する。これにより、変速時間を短縮することができ、ドライバからの加速要求を適切に満たすことが可能となる。 In another aspect of the hybrid vehicle control device, the shift control means performs a kickdown determination based on a driver's accelerator operation, and executes the shift control when the kickdown determination is satisfied. As a result, the shift time can be shortened, and the acceleration request from the driver can be appropriately satisfied.
好適な実施例では、前記モータジェネレータは、第１及び第２のモータジェネレータを有し、前記内燃機関と前記第１及び第２のモータジェネレータとが連結された動力分配機構と、前記第１及び第２のモータジェネレータと前記出力軸とが連結され、前記２つ以上の係合要素を有する変速装置と、を備える。 In a preferred embodiment, the motor generator includes first and second motor generators, a power distribution mechanism in which the internal combustion engine and the first and second motor generators are connected, and the first and second motor generators. A second motor generator and the output shaft connected to each other, and a transmission having the two or more engaging elements.
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及びモータジェネレータを有するハイブリッド車両に好適に利用される。ハイブリッド車両の制御装置は、少なくとも２つ以上の係合要素における係合と解放とを切り替えることで３つ以上の変速段を実現し、基本的には、当該２つ以上の係合要素を同時係合状態にして変速段の切り替えを行う。この場合において、変速制御手段は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速する場合に、出力軸に動力を伝えない状態にする制御、及びモータジェネレータに対する回転数制御を行ってから、現在の変速段から２つ以上離れた変速段へ直接切り替える。即ち、変速制御手段は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段への変速要求があった場合に、２つ以上の係合要素を解放してニュートラル状態にする制御を行ってから、要求の変速段へ一気に切り替える制御を行う。これにより、変速開始から変速完了までの時間を効果的に短縮することができる。 The control device for a hybrid vehicle of the present invention is suitably used for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor generator. The control device for a hybrid vehicle realizes three or more shift stages by switching between engagement and disengagement in at least two or more engagement elements. Basically, the two or more engagement elements are simultaneously operated. The gears are switched by engaging. In this case, the shift control means performs a control for not transmitting power to the output shaft and a rotational speed control for the motor generator when shifting to a shift stage that is two or more away from the current shift stage. To directly shift to a shift stage two or more away from the current shift stage. That is, the shift control means performs the control to release the two or more engagement elements to the neutral state when there is a shift request to a shift stage that is two or more away from the current shift stage. Then, control is performed to switch to the requested shift stage at once. Thereby, the time from the start of shifting to the completion of shifting can be effectively shortened.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
［装置構成］
図１に本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両の概略構成を示す。図１の例は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両であり、主に、エンジン（内燃機関）１０、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構３０、変速装置４１、を備える。なお、以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２との区別をしないで用いる場合には、「モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２」とも表記する。
[Device configuration]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hybrid vehicle to which the hybrid vehicle control device of the present invention is applied. The example of FIG. 1 is a hybrid vehicle called a mechanical distribution type two-motor type, which mainly includes an engine (internal combustion engine) 10, a first motor generator MG1, a second motor generator MG2, a
エンジン１０、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、は、動力分配機構３０に連結されている。エンジン１０は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２は、エンジン１０からトルクを受けて回転する場合には発電機として機能し、発電に伴う反力トルクが作用する。一方、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動力（以下「駆動トルク」と称することもある）をアシストする場合には、電力の供給を受けて電動機として機能し、出力が変速装置４１を介して駆動軸（出力軸）７０へ伝達される。
The
動力分配機構３０は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。具体的には、動力分配機構３０は、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１に噛み合わされた第２ピニオンギヤＣＰ１２と、この第２ピニオンギヤＣＰ１２及びリングギヤＲ１に噛み合わされた第１ピニオンギヤＣＰ１１と、第１ピニオンギヤＣＰ１１及び第２ピニオンギヤＣＰ１２を自転可能かつ公転可能に支持しているキャリアＣ１とを有している。
The
エンジン１０は、リングギヤＲ１と連結されており、エンジン１０の出力は、リングギヤＲ１に伝達される。また、第２のモータジェネレータＭＧ２は、キャリアＣ１を介して第１ピニオンギヤＣＰ１１及び第２ピニオンギヤＣＰ１２と連結されており、第１ピニオンギヤＣＰ１１及び第２ピニオンギヤＣＰ１２は、入力軸３７と連結されている。つまり、第２のモータジェネレータＭＧ２は、入力軸３７とも連結されている。また、第１のモータジェネレータＭＧ１は、入力軸３６と連結されている。入力軸３６、３７は、変速装置４１と連結されている。
The
変速装置４１は、入力軸３６、３７、駆動軸７０、と連結されている。つまり、変速装置４１は、入力軸３６を介して第１のモータジェネレータＭＧ１と連結されるとともに、入力軸３７を介して第２のモータジェネレータＭＧ２と連結されている。変速装置４１は、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２と、遊星歯車機構ＹＰ２、ＹＰ３と、を備えている。具体的には、クラッチＣｔ１及び入力軸３７は、遊星歯車機構ＹＰ２と連結されており、クラッチＣｔ２及び入力軸３６は、遊星歯車機構ＹＰ３に連結されている。また、駆動軸７０は、遊星歯車機構ＹＰ２及びＹＰ３の両方に連結されている。
The
遊星歯車機構ＹＰ２は、リングギヤＲ２と、サンギヤＳ２と、リングギヤＲ２及びサンギヤＳ２に噛み合わされたピニオンギヤＣＰ２と、より構成されている。サンギヤＳ２は入力軸３７と連結されている。一方、遊星歯車機構ＹＰ３は、リングギヤＲ３と、サンギヤＳ３と、リングギヤＲ３及びサンギヤＳ３に噛み合わされたピニオンギヤＣＰ３と、より構成されている。サンギヤＳ３は、入力軸３６と連結されている。ピニオンギヤＣＰ２、ＣＰ３には、共通のキャリアＣ２３が連結されている。キャリアＣ２３は、駆動軸７０と連結されている。
The planetary gear mechanism YP2 includes a ring gear R2, a sun gear S2, and a pinion gear CP2 meshed with the ring gear R2 and the sun gear S2. The sun gear S2 is connected to the
クラッチＣｔ１は、ハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂ、Ｃｔｈｃ、及びスリーブＣｔ１ｓから構成されている。また、クラッチＣｔ２は、ハブＣｔｈｃ、Ｃｔｈｄ、Ｃｔｈｅ、及びスリーブＣｔ２ｓから構成されている。ハブＣｔｈａ〜Ｃｔｈｅは、並んで設けられており、ハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｅは、例えばケースなどに固定されている。ハブＣｔｈｂは、遊星歯車機構ＹＰ２のリングギヤＲ２と連結され、ハブＣｔｈｄは、遊星歯車機構ＹＰ３のリングギヤＲ３と連結されている。ハブＣｔｈｃは、キャリアＣ２３と直接連結されている。なお、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２は、例えばドグクラッチにより構成され、本発明における係合要素に相当する。変速装置４１は、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２を制御することにより、１速から４速までの間で変速段を切り換える。図１において、数字１、３は、１速及び３速の変速段が実現されるときのスリーブＣｔ１ｓの位置を示し、数字２、４は、２速及び４速の変速段が実現されるときのスリーブＣｔ２ｓの位置を示している。
The clutch Ct1 includes hubs Ctha, Cthb, Cthc, and a sleeve Ct1s. The clutch Ct2 includes hubs Cthc, Cthd, Cthe, and a sleeve Ct2s. The hubs Ctha to Cthe are provided side by side, and the hubs Ctha and Cthe are fixed to, for example, a case. The hub Cthb is connected to the ring gear R2 of the planetary gear mechanism YP2, and the hub Cthd is connected to the ring gear R3 of the planetary gear mechanism YP3. The hub Cthc is directly connected to the carrier C23. The clutches Ct1 and Ct2 are constituted by dog clutches, for example, and correspond to the engagement elements in the present invention. The
変速装置４１は、クラッチＣｔ１が係合状態にされ、かつ、クラッチＣｔ２が解放状態にされることにより、入力軸３７と駆動軸７０とが連結され、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が駆動軸７０に伝達される変速段となる。このときの変速段としては、１速の変速段又は３速の変速段である。具体的には、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂの両方と係合されることにより、１速の変速段が実現される。一方、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈｂ、Ｃｔｈｃの両方と係合されることにより、３速の変速段が実現される。
In the
なお、以下では、スリーブＣｔ１ｓ及びハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂを、説明の便宜上、「１速クラッチ」と表記し、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂの両方と係合している状態を「１速クラッチが係合している状態」と表現し、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂの両方と係合していない状態を「１速クラッチが解放している状態」と表現する。また、スリーブＣｔ１ｓ及びハブＣｔｈｂ、Ｃｔｈｃを、説明の便宜上、「３速クラッチ」と表記し、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈｂ、Ｃｔｈｃの両方と係合している状態を「３速クラッチが係合している状態」と表現し、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈｂ、Ｃｔｈｃの両方と係合していない状態を「３速クラッチが解放している状態」と表現する。 In the following, the sleeve Ct1s and the hubs Ctha and Cthb are referred to as “first speed clutch” for convenience of explanation, and the state in which the sleeve Ct1s is engaged with both the hubs Ctha and Cthb is referred to as “the first speed clutch is engaged. The state where the sleeve Ct1s is not engaged with both the hubs Ctha and Cthb is expressed as “the state where the first-speed clutch is released”. Further, the sleeve Ct1s and the hubs Cthb and Cthc are referred to as “third speed clutch” for convenience of explanation, and the state in which the sleeve Ct1s is engaged with both the hubs Cthb and Cthc is referred to as “the third speed clutch is engaged. The state where the sleeve Ct1s is not engaged with both the hubs Cthb and Cthc is expressed as a “state where the third gear clutch is released”.
更に、変速装置４１は、クラッチＣｔ２が係合状態にされ、かつ、クラッチＣｔ１が解放状態にされることにより、入力軸３６と駆動軸７０とが連結され、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が駆動軸７０に伝達される変速段となる。このときの変速段としては、２速の変速段又は４速の変速段である。具体的には、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｄ、ハブＣｔｈｅの両方と係合されることにより２速の変速段が実現される。一方、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｃ、ハブＣｔｈｄの両方と係合されることにより４速の変速段が実現される。
Further, in the
なお、以下では、スリーブＣｔ２ｓ及びハブＣｔｈｄ、Ｃｔｈｅを、説明の便宜上、「２速クラッチ」と表記し、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｄ、Ｃｔｈｅの両方と係合している状態を「２速クラッチが係合している状態」と表現し、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｄ、Ｃｔｈｅの両方と係合していない状態を「２速クラッチが解放している状態」と表現する。また、スリーブＣｔ２ｓ及びハブＣｔｈｃ、Ｃｔｈｄを、説明の便宜上、「４速クラッチ」と表記し、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｃ、Ｃｔｈｄの両方と係合している状態を「４速クラッチが係合している状態」と表現し、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｃ、Ｃｔｈｄの両方と係合していない状態を「４速クラッチが解放している状態」と表現する。 In the following description, the sleeve Ct2s and the hubs Cthd and Cthe are referred to as “second speed clutch” for convenience of description, and the state in which the sleeve Ct2s is engaged with both the hubs Cthd and Cthe is referred to as “the second speed clutch is engaged. A state in which the sleeve Ct2s is not engaged with both the hubs Cthd and Cthe is expressed as a “state in which the second speed clutch is released”. Further, the sleeve Ct2s and the hubs Cthc and Cthd are referred to as “four-speed clutch” for convenience of explanation, and the state where the sleeve Ct2s is engaged with both the hubs Cthc and Cthd is referred to as “the four-speed clutch is engaged. The state where the sleeve Ct2s is not engaged with both the hubs Cthc and Cthd is expressed as the “state where the 4-speed clutch is released”.
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、各種の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１０、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２との間で制御信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を送受信することにより、それらを制御し、クラッチＣｔ１に制御信号Ｓｉｇ５を送信することによりクラッチＣｔ１を制御し、クラッチＣｔ２に制御信号Ｓｉｇ６を送信することによりクラッチＣｔ２を制御する。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、要求駆動力や車速などに基づいて変速要求があるか否かを判定し、変速要求があると判定された場合に、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２の係合／解放を制御する（つまり１速〜４速クラッチの係合／解放を制御する）と共に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転数を制御することで、１速〜４速の変速段を切り替える変速制御を実行する。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における変速制御手段として機能する。
The ECU (Electronic Control Unit) 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown) and performs various controls. Specifically, the
［変速制御方法］
以下で、本実施形態に係る変速制御方法について具体的に説明する。
[Shift control method]
Hereinafter, the shift control method according to the present embodiment will be described in detail.
まず、本実施形態に係る変速制御方法の概要について、簡単に説明する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段への変速要求（以下、「飛び段変速要求」と呼ぶ。）があった場合に、駆動軸７０へ動力を伝えない状態にする制御、及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に対する回転数制御を行ってから、現在の変速段から２つ以上離れた変速段へ直接切り替えるような変速制御を実行する。即ち、ＥＣＵ５０は、飛び段変速要求（例えば３速から１速への変速要求）があった場合に、一旦１速〜４速クラッチの全てを解放してニュートラル状態にする制御を行うと共に、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の回転数制御を行ってから、要求の変速段へ一気に切り替える制御を行う、つまり途中の変速段を介さずに要求の変速段へ切り替える。このような変速制御を行うことにより、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速を行う場合に、変速開始から変速完了までの時間を短縮することが可能となる。なお、以下では、上記した変速制御を「第２変速制御」と呼ぶ。
First, an outline of the shift control method according to the present embodiment will be briefly described. In the present embodiment, the
ここで、図２を参照して、上記した第２変速制御と比較するために、飛び段変速要求があった場合に通常行われる変速制御（以下、「第１変速制御」と呼ぶ。）について説明する。この第１変速制御は、飛び段変速要求があった場合に、１速〜４速クラッチのうちの２つのクラッチを同時に係合（同時係合）した状態を経て、変速段を段階的に徐々に切り替えることで、要求の変速段へ切り替える点で、上記した第２変速制御と異なる。なお、図２では、３速から１速へ変速する場合を例に挙げている。 Here, referring to FIG. 2, for comparison with the above-described second shift control, shift control that is normally performed when a jump gear shift request is made (hereinafter referred to as “first shift control”). explain. In the first speed change control, when there is a jump speed change request, two speeds of the 1st to 4th speed clutches are simultaneously engaged (simultaneously engaged), and the speed is gradually changed step by step. Is different from the second shift control described above in that it switches to the requested shift stage. Note that FIG. 2 shows an example in which the speed is changed from the third speed to the first speed.
図２は、上から順に、１速クラッチの係合／解放、２速クラッチの係合／解放、３速クラッチの係合／解放、エンジン回転数、駆動力を示している。また、横軸に時間を示している。この場合、時刻ｔ１１で変速開始の判断がされる。この変速開始時においては、３速の変速段に設定されている、つまり３速クラッチのみが係合されている。変速開始後、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで、２速クラッチを係合するために、３速の変速段においてエンジン１０の反力トルクが作用する第１のモータジェネレータＭＧ１に対して回転数制御が行われる。具体的には、２速クラッチを係合するために、２速クラッチにおける回転数が概ね０となるように、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数制御が行われる、つまり回転同期制御が行われる。なお、エンジン回転数は、このような制御の結果、時刻ｔ１１より、２速クラッチ及び３速クラッチの同時係合時におけるエンジン回転数Ｎ１（一点鎖線で表す）程度の回転数まで上昇する。このエンジン回転数Ｎ１は車速によって定まる回転数である。
FIG. 2 shows, in order from the top, engagement / release of the first speed clutch, engagement / release of the second speed clutch, engagement / release of the third speed clutch, engine speed, and driving force. Moreover, time is shown on the horizontal axis. In this case, the shift start is determined at time t11. At the start of this shift, the third gear is set, that is, only the third gear clutch is engaged. From the time t11 to the time t12 after the start of the shift, the rotational speed control is performed on the first motor generator MG1 to which the reaction torque of the
次に、時刻ｔ１２において、２速クラッチが係合される。この後、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間、２速クラッチ及び３速クラッチが同時係合状態となる。この期間においては、第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２との役割を入れ替えるための制御が行われる。具体的には、第１のモータジェネレータＭＧ１については、エンジン１０の反力トルクを受ける役割から駆動軸７０へ動力を出力する役割へ入れ替えられ、第２のモータジェネレータＭＧ２については、駆動軸７０へ動力を出力する役割からエンジン１０の反力トルクを受ける役割へ入れ替えられる。この後、時刻ｔ１３において、３速クラッチが解放される。よって、時刻ｔ１３より、２速の変速段に設定されることとなる。
Next, at time t12, the second speed clutch is engaged. Thereafter, from time t12 to time t13, the second speed clutch and the third speed clutch are simultaneously engaged. During this period, control for switching the roles of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is performed. Specifically, the first motor generator MG1 is switched from the role of receiving the reaction torque of the
次に、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５まで、１速クラッチを係合するために、２速の変速段においてエンジン１０の反力トルクが作用する第２のモータジェネレータＭＧ２に対して回転数制御が行われる。具体的には、１速クラッチを係合するために、１速クラッチにおける回転数が概ね０となるように、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数制御が行われる、つまり回転同期制御が行われる。なお、エンジン回転数は、時刻ｔ１３以降、１速クラッチ及び２速クラッチの同時係合時におけるエンジン回転数Ｎ２（一点鎖線で表す）程度の回転数まで上昇する。このエンジン回転数Ｎ２は車速によって定まる回転数である。
Next, from time t14 to time t15, in order to engage the first speed clutch, the rotation speed control is performed on the second motor generator MG2 to which the reaction torque of the
次に、時刻ｔ１５において、１速クラッチが係合される。この後、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの間、１速クラッチ及び２速クラッチが同時係合状態となる。この期間においては、第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２との役割を入れ替えるための制御が行われる。つまり、第１のモータジェネレータＭＧ１については、駆動軸７０へ動力を出力する役割からエンジン１０の反力トルクを受ける役割へ入れ替えられ、第２のモータジェネレータＭＧ２については、エンジン１０の反力トルクを受ける役割から駆動軸７０へ動力を出力する役割へ入れ替えられる。この後、時刻ｔ１６で２速クラッチが解放され、変速が完了する。つまり、時刻ｔ１６以降、１速の変速段へ設定される。
Next, at time t15, the first speed clutch is engaged. Thereafter, from time t15 to time t16, the first speed clutch and the second speed clutch are simultaneously engaged. During this period, control for switching the roles of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is performed. That is, the first motor generator MG1 is switched from the role of outputting power to the
以上のような第１変速制御によれば、飛び段変速要求があった場合に、駆動力の段差の発生を抑制しつつ（図２中の駆動力参照）、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速を行うことができる。つまり、第１変速制御によれば、継続的に駆動力を出力させることができる。しかしながら、このような第１変速制御では、回転同期制御や同時係合など多くのシーケンシャルを踏む必要があり、変速開始から変速完了までに時間がかかる傾向にあると言える。そのため、例えばドライバのキックダウン意思があるような場合に（つまりドライバからの加速要求が大きい場合に）、速やかに変速を行うことができず、ドライバからの加速要求を適切に満たすことができない可能性があると言える。 According to the first shift control as described above, when there is a jump gear shift request, the generation of a step in the driving force is suppressed (see driving force in FIG. 2), but two more than the current gear step. It is possible to perform a shift to a gear position distant from the above. That is, according to the first shift control, the driving force can be continuously output. However, in such first shift control, it is necessary to step on many sequential steps such as rotation synchronization control and simultaneous engagement, and it can be said that it tends to take time from the start of shift to the completion of shift. For this reason, for example, when there is a driver's intention to kick down (that is, when the acceleration request from the driver is large), the speed change cannot be performed quickly, and the acceleration request from the driver may not be properly satisfied. It can be said that there is sex.
したがって、本実施形態では、飛び段変速要求があった場合に、一旦１速〜４速クラッチの全てを解放してニュートラル状態にしてから、要求の変速段へ一気に切り替える第２変速制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、飛び段変速要求があった場合において、ドライバのアクセル操作に基づいてキックダウン判定を行い、キックダウン判定が成立した場合に（つまりドライバの加速要求が大きい場合に）、このような第２変速制御を実行する。これにより、変速開始から変速完了までの時間を短縮することができ、ドライバからの加速要求を適切に満たすことが可能となる。一方、飛び段変速要求があっても、キックダウン判定が成立しない場合には（つまりドライバの加速要求が大きくない場合に）、ＥＣＵ５０は、第２変速制御を実行せずに、第１変速制御を実行する。この場合には、ドライバからの加速要求はそれほど大きくないと言えるので、変速時における駆動力の段差の発生を抑制することを優先して、第１変速制御を実行する。なお、キックダウン判定が成立するか否かの判定は、アクセルペダルに取り付けられた接点スイッチ（所謂キックダウンスイッチ）や、アクセル開速度などに基づいて行われる。
Therefore, in this embodiment, when there is a jump speed change request, the second speed change control is performed in which all of the 1st to 4th speed clutches are once released to be in the neutral state and then switched to the required speed change speed. More specifically, the
ここで、図３を参照して、本実施形態に係る第２変速制御について具体的に説明する。なお、図３では、３速から１速へ変速する場合を例に挙げている。詳しくは、３速の設定時において、３速から１速への飛び段変速要求があり、キックダウン判定が成立した場合を例に挙げている。 Here, with reference to FIG. 3, the second shift control according to the present embodiment will be specifically described. Note that FIG. 3 shows an example in which the speed is changed from the third speed to the first speed. Specifically, a case where there is a jump speed change request from the 3rd speed to the 1st speed when the 3rd speed is set, and the case where the kick down determination is established is taken as an example.
図３は、上から順に、１速クラッチの係合／解放、２速クラッチの係合／解放、３速クラッチの係合／解放、エンジン回転数、駆動力を示している。また、横軸に時間を示している。この場合、時刻ｔ２１で変速開始の判断がされる。この時刻ｔ２１において、３速クラッチが解放される。これにより、１速〜４速クラッチの全てが解放された状態、つまり駆動軸７０へ動力が伝達されないニュートラル状態となる。そのため、図３に示すように、時刻ｔ２１以降、駆動力は概ね０となる。また、エンジン回転数は概ね一定となる。
FIG. 3 shows, in order from the top, the engagement / release of the first speed clutch, the engagement / release of the second speed clutch, the engagement / release of the third speed clutch, the engine speed, and the driving force. Moreover, time is shown on the horizontal axis. In this case, the shift start is determined at time t21. At this time t21, the third speed clutch is released. Accordingly, a state in which all of the first to fourth speed clutches are released, that is, a neutral state in which power is not transmitted to the
この後、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２まで、１速クラッチを係合するために、１速クラッチにおける回転数が概ね０となるように、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数制御が行われる、つまり回転同期制御が行われる。より具体的には、ＥＣＵ５０は、１速の変速段に設定した場合（つまり、１速クラッチにおける回転数が概ね０となった場合）において駆動軸７０の回転数により自動的に定まる回転数に、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数を制御する。なお、駆動軸７０の回転数は変速制御中にほとんど変化しないものと考えて、このような回転数制御を行うことができる。この後、時刻ｔ２２において、１速クラッチが係合され、１速の変速段への変速が完了する。そして、１速クラッチが係合された後に、エンジン回転数が大きく上昇すると共に、駆動力が大きく上昇する。
Thereafter, in order to engage the first speed clutch from time t21 to time t22, the rotation speed control of the second motor generator MG2 is performed so that the rotation speed of the first speed clutch becomes approximately zero, that is, rotation. Synchronous control is performed. More specifically, when the
このような第２変速制御における変速時間（時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの時間）は、第１変速制御における変速時間（時刻ｔ１１から時刻ｔ１６までの時間）よりも短くなる。つまり、第２変速制御によれば、第１変速制御と比較して、変速開始から変速完了までの時間を短縮することができる。よって、ドライバからの加速要求を適切に満たすことが可能となる。 The shift time in the second shift control (time from time t21 to time t22) is shorter than the shift time in the first shift control (time from time t11 to time t16). That is, according to the second shift control, the time from the start of the shift to the completion of the shift can be shortened compared to the first shift control. Therefore, it is possible to appropriately satisfy the acceleration request from the driver.
次に、図４を参照して、前述した飛び段変速要求を判定する方法の具体例について説明する。図４は、横軸に車速を示し、縦軸に駆動力を示している。また、破線Ａ１は１速の変速段で実現可能な最大駆動力の一例を示し、一点鎖線Ａ２は２速の変速段で実現可能な最大駆動力の一例を示し、実線Ａ３は３速の変速段で実現可能な最大駆動力の一例を示している。 Next, with reference to FIG. 4, a specific example of a method for determining the above-described jump speed change request will be described. FIG. 4 shows the vehicle speed on the horizontal axis and the driving force on the vertical axis. The broken line A1 shows an example of the maximum driving force that can be realized at the first gear, the alternate long and short dash line A2 shows an example of the maximum driving force that can be realized at the second gear, and the solid line A3 shows the third gear. An example of the maximum driving force that can be realized in stages is shown.
ＥＣＵ５０は、現在設定されている変速段と、ドライバのアクセル操作などより得られる要求の変速段との関係に基づいて、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段への飛び段変速要求があるか否かを判定する。つまり、ＥＣＵ５０は、現在設定されている変速段と要求の変速段との差が、段数において２つ以上離れている場合に、飛び段変速要求があると判定し、これに対して、現在設定されている変速段と要求の変速段との差が、段数において２つ以上離れていない場合には、飛び段変速要求がないと判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、現在の変速段が３速に設定されており（符号Ｂ１参照）、ドライバのアクセル操作などより得られる要求の変速段が１速である場合（符号Ｂ２参照）には、飛び段変速要求があると判定する。
Based on the relationship between the currently set shift stage and the requested shift stage obtained from the driver's accelerator operation, the
［変速制御処理］
次に、図５を参照して、本実施形態に係る変速制御処理について説明する。図５は、本実施形態に係る変速制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
[Shift control process]
Next, the shift control process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the shift control process according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、飛び段変速要求があるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、図４を用いて説明したように、現在設定されている変速段と、ドライバのアクセル操作などより得られる要求の変速段との関係に基づいて、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段への変速要求があるか否かを判定する。飛び段変速要求がある場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。この場合には、以降の処理で、第１変速制御及び第２変速制御のいずれかが実行される。これに対して、飛び段変速要求がない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、第１変速制御及び第２変速制御は実行されない。
First, in step S101, the
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、キックダウン判定が成立したか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、アクセルペダルに取り付けられた接点スイッチ（キックダウンスイッチ）からの出力や、アクセル開度センサより得られるアクセル開速度などに基づいて、当該判定を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、接点スイッチからの信号が入力された場合や、アクセル開速度が所定値以上である場合に、キックダウン判定が成立したと判定する。
In step S102, the
キックダウン判定が成立した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、ドライバからの加速要求が大きいため、駆動力の段差の発生を抑制することよりも、変速時間を短縮することを優先するために、ＥＣＵ５０は、第２変速制御を実行する（ステップＳ１０３）。つまり、ＥＣＵ５０は、一旦１速〜４速クラッチの全てを解放してニュートラル状態にする制御を行うと共に、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の回転数制御を行ってから、要求の変速段へ一気に切り替える変速制御を行う。即ち、途中の変速段を介さずに要求の変速段へ切り替える。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
When the kickdown determination is established (step S102; Yes), the process proceeds to step S103. In this case, since the acceleration request from the driver is large, the
これに対して、キックダウン判定が成立しなかった場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に進む。この場合には、ドライバからの加速要求はそれほど大きくないため、変速時間を短縮することよりも、変速時における駆動力の段差の発生を抑制することを優先するために、ＥＣＵ５０は、第１変速制御を実行する（ステップＳ１０４）。つまり、ＥＣＵ５０は、１速〜４速クラッチのうちの２つのクラッチを同時に係合した状態を経て、変速段を段階的に切り替えることで、要求の変速段へ切り替える変速制御を実行する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
On the other hand, when the kick down determination is not established (step S102; No), the process proceeds to step S104. In this case, since the acceleration request from the driver is not so large, in order to give priority to suppressing the generation of the step of the driving force at the time of shifting rather than shortening the shifting time, the
このような変速制御処理によれば、飛び段変速要求があり、キックダウン判定が成立した場合に、変速開始から変速完了までの時間を短縮することができる。よって、ドライバからの加速要求を適切に満たすことが可能となる。 According to such a shift control process, it is possible to shorten the time from the start of the shift to the completion of the shift when there is a jump shift request and the kick-down determination is established. Therefore, it is possible to appropriately satisfy the acceleration request from the driver.
［変形例］
上記では、３速から１速へ飛び段変速要求があった場合に、本発明に係る変速制御（具体的には第２変速制御）を実行する例を示したが、当該変速制御は、現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段への変速要求があった場合に実行することができ、３速から１速へ飛び段変速要求があった場合への適用に限定されない。例えば、図１に示すようなハイブリッド車両においては、４速から２速へ飛び段変速要求があった場合や、４速から１速へ飛び段変速要求があった場合にも、本発明に係る変速制御を同様に実行することができる。また、５つ以上の変速段を有するハイブリッド車両においては、これ以外の飛び段変速要求があった場合にも、本発明に係る変速制御を同様に実行することができる。
[Modification]
In the above, the example in which the shift control according to the present invention (specifically, the second shift control) is performed when a jump gear shift request from the third speed to the first speed has been shown. This can be executed when there is a shift request to a shift stage that is two or more away from the first shift stage, and is not limited to the application when there is a jump shift request from the third speed to the first speed. For example, in the hybrid vehicle as shown in FIG. 1, even when there is a jump speed change request from the 4th speed to the 2nd speed, or when there is a jump speed change request from the 4th speed to the 1st speed, The shift control can be executed in the same manner. Further, in a hybrid vehicle having five or more shift speeds, the shift control according to the present invention can be similarly executed even when there is a jump speed shift request other than this.
更に、上記では、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２（１速〜４速クラッチ）をドグクラッチで構成する例を示したが、これに限定はされない。クラッチＣｔ１、Ｃｔ２を、例えば湿式クラッチなどで構成しても良い。なお、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２をドグクラッチで構成した場合、通常の変速制御（第１変速制御）を行った場合には変速時間が長くかかる傾向にあると言えるので、本発明における第２変速制御を行うことが望ましいと言える。即ち、ドグクラッチで構成されたクラッチＣｔ１、Ｃｔ２を有するハイブリッド車両に対して第２変速制御を行った場合には、変速時間をより効果的に短縮することができるものと考えられる。また、上記では係合要素をクラッチで構成する例を示したが、この代わりに、係合要素をブレーキで構成しても良い。 Further, in the above description, the clutches Ct1 and Ct2 (first speed to fourth speed clutch) are configured as dog clutches, but the present invention is not limited to this. The clutches Ct1 and Ct2 may be constituted by, for example, a wet clutch. When the clutches Ct1 and Ct2 are dog clutches, it can be said that the shift time tends to be long when the normal shift control (first shift control) is performed. Therefore, the second shift control according to the present invention is performed. Is desirable. That is, when the second shift control is performed on the hybrid vehicle having the clutches Ct1 and Ct2 constituted by dog clutches, it is considered that the shift time can be shortened more effectively. Moreover, although the example which comprises an engaging element with a clutch was shown above, you may comprise an engaging element with a brake instead.
更に、本発明は、図１に示したようなハイブリッド車両への適用に限定はされない。本発明は、図６に示すようなハイブリッド車両に対しても適用可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to application to a hybrid vehicle as shown in FIG. The present invention is also applicable to a hybrid vehicle as shown in FIG.
図６は、変形例に係るハイブリッド車両の模式図である。なお、図６において、図１に示したものと同じ構成要素については、同じ符号を付して示すこととし、説明を省略する。 FIG. 6 is a schematic diagram of a hybrid vehicle according to a modification. In FIG. 6, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図６に示すハイブリッド車両は、エンジン１０と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、動力分配機構３０と、クラッチＣＬと、変速装置４１０と、を備えている。エンジン１０は動力分配機構３０のリングギヤＲ１に連結され、第１のモータジェネレータＭＧ１はクラッチＣＬを介して動力分配機構３０のサンギヤＳ１に連結され、第２のモータジェネレータＭＧ２は動力分配機構３０のキャリアＣ１に連結されている。変速装置４１０は、第１のモータジェネレータと動力分配機構３０との間に設けられ、第２のモータジェネレータＭＧ２と連結されている。
The hybrid vehicle shown in FIG. 6 includes an
変速装置４１０は、１速ギヤ５１０と、２速ギヤ５２０と、３速ギヤ５３０と、４速ギヤ５４０と、を備えている。また、変速装置４１０は、係合要素として、クラッチＣ４と、クラッチＣ５と、を備えている。クラッチＣ４は、クラッチ板４２０と、１速ギヤ５１０及び３速ギヤ５３０のそれぞれと連結されたクラッチ板と、を供えている。クラッチＣ５は、クラッチ板４３０と、２速ギヤ５２０及び４速ギヤ５４０のぞれぞれと連結されたクラッチ板と、を備えている。ここで、クラッチ板４２０、４３０は、駆動軸７０と連結されており、両端矢印の方向にストロークすることができる。クラッチ板４２０がストロークすることにより、１速ギヤ５１０又は３速ギヤ５３０と、駆動軸７０とが接続される。これにより、クラッチＣ４は係合状態となり、１速ギヤ５１０又は３速ギヤ５３０を介して、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が駆動軸７０に伝達される。クラッチ板４３０がストロークすることにより、２速ギヤ５２０又は４速ギヤ５４０と、駆動軸７０とが接続される。これにより、クラッチＣ５は係合状態となり、２速ギヤ５２０又は４速ギヤ５４０を介して、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が駆動軸７０に伝達される。従って、クラッチＣ４、Ｃ５が制御されることにより、変速段の切り換えが行われる。変速段の切り換えが行われる際には、変速装置４１０は、先に述べた実施形態と同様、基本的には、クラッチＣ４、Ｃ５の両方が同期係合状態となる変速段を経る。
The
したがって、このような変形例に係るハイブリッド車両においても、本発明を好適に適用することができる。即ち、飛び段変速要求があった場合に、クラッチＣ４、Ｃ５を一旦解放してニュートラル状態にしてから、要求の変速段へ一気に切り替える第２変速制御を行う。これによっても、変速開始から変速完了までの時間を効果的に短縮することができる。 Therefore, the present invention can be preferably applied to a hybrid vehicle according to such a modification. That is, when there is a jump gear shift request, the second gear shift control is performed in which the clutches C4 and C5 are once released to be in the neutral state and then switched to the requested gear stage at a stroke. This also effectively shortens the time from the start of shifting to the completion of shifting.
１０ エンジン
３０ 動力分配機構
４１ 変速装置
５０ ＥＣＵ
７０ 駆動軸
ＭＧ１ 第１のモータジェネレータ
ＭＧ２ 第２のモータジェネレータ
Ｃｔ１、Ｃｔ２ クラッチ
DESCRIPTION OF
70 Drive shaft MG1 First motor generator MG2 Second motor generator Ct1, Ct2 Clutch
Claims (3)
現在の変速段よりも２つ以上離れた変速段へ変速する場合に、出力軸に動力を伝えない状態にする制御、及び前記モータジェネレータに対する回転数制御を行ってから、前記現在の変速段から前記２つ以上離れた変速段へ直接切り替える変速制御を実行する変速制御手段を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An internal combustion engine, a motor generator, and two or more engagement elements that engage and disengage, and three or more by switching between engagement and disengagement in the two or more engagement elements A control device for a hybrid vehicle that realizes a shift speed and switches the shift speed by simultaneously engaging the two or more engaging elements,
When shifting to a shift stage that is two or more distances from the current shift stage, control is performed so that power is not transmitted to the output shaft, and rotational speed control for the motor generator is performed. A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising shift control means for executing shift control for directly switching to the two or more shift stages.
前記内燃機関と前記第１及び第２のモータジェネレータとが連結された動力分配機構と、
前記第１及び第２のモータジェネレータと前記出力軸とが連結され、前記２つ以上の係合要素を有する変速装置と、を備える請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The motor generator has first and second motor generators,
A power distribution mechanism in which the internal combustion engine and the first and second motor generators are coupled;
The hybrid vehicle control device according to claim 1, further comprising: a transmission including the first and second motor generators and the output shaft coupled to each other and the two or more engaging elements.
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