JP3900134B2 - ハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置、特に、2種類の無段変速比モード間でのモード切り替えを適切に行わせるためのモード切り替え制御装置に関するものである。
2種類の変速モードを有するハイブリッド変速機としては従来、例えば特許文献1に記載のごとく、エンジンと、2個のモータ/ジェネレータとを有し、締結要素の締結、解放切り替えにより2モード化を実現した、2モード複合スプリット式電気機械式トランスミッションが提案されている。
特開2000−062483号公報
かかる2モード複合スプリット式電気機械式トランスミッションにあっては、2種類のモード間でのモード切り替えに際し締結要素を締結、解放切り替えする時、イナーシャの大きなモータ/ジェネレータとの相互作用により、駆動力変化が発生してモード切り替えショックが大きくなる傾向にある。
しかし特許文献1には、上記モード切り替え時に発生する駆動力変化(モード切り替えショック)を軽減する対策技術が提案されておらず、このショックが違和感になる懸念を払拭し切れない。
しかし特許文献1には、上記モード切り替え時に発生する駆動力変化(モード切り替えショック)を軽減する対策技術が提案されておらず、このショックが違和感になる懸念を払拭し切れない。
一方で本願出願人は、2種類のモードを有するハイブリッド変速機として、以下のようなものを開発、提案中である。
このハイブリッド変速機は、
2要素の回転状態を決定すると他の要素の回転状態が決まる第1、第2、および第3差動装置を具え、
第1および第2差動装置の1要素を相互に結合すると共に、これら要素を除く第1および第2差動装置の1要素間を相互に第3差動装置により連結し、
上記の要素を含む第1および第2差動装置の構成要素にエンジン、出力軸、2つのモータ/ジェネレータを結合して、これらエンジンと、出力軸と、2つのモータ/ジェネレータとの間を相関させ、
第3差動装置の1要素を固定するブレーキの締結により得られる、第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の上記要素の回転数が相互に接近または遠ざかる方向へ変化可能な第1変速モードと、第3差動装置の2要素間を相互に結合するクラッチの締結により得られる、第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の上記要素が一体回転可能な第2変速モードとの2種類の無段変速比モードを有するものである。
このハイブリッド変速機は、
2要素の回転状態を決定すると他の要素の回転状態が決まる第1、第2、および第3差動装置を具え、
第1および第2差動装置の1要素を相互に結合すると共に、これら要素を除く第1および第2差動装置の1要素間を相互に第3差動装置により連結し、
上記の要素を含む第1および第2差動装置の構成要素にエンジン、出力軸、2つのモータ/ジェネレータを結合して、これらエンジンと、出力軸と、2つのモータ/ジェネレータとの間を相関させ、
第3差動装置の1要素を固定するブレーキの締結により得られる、第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の上記要素の回転数が相互に接近または遠ざかる方向へ変化可能な第1変速モードと、第3差動装置の2要素間を相互に結合するクラッチの締結により得られる、第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の上記要素が一体回転可能な第2変速モードとの2種類の無段変速比モードを有するものである。
かかるハイブリッド変速機においても、上記2種類の無段変速比モード間でのモード切り替えをブレーキおよびクラッチの掛け替えにより行うため、イナーシャの大きなモータ/ジェネレータ、エンジン、出力軸との相互作用により、当該モード切り替え時に駆動力変化によるショックが発生する。
従って、本願出願人の提案になる開発中の上記ハイブリッド変速機にもモード切り替えショック軽減対策が要求されるが、従来は前記したように、モード切り替えに伴うショックを軽減する対策技術が全くなかったため、当該ハイブリッド変速機のモード切り替えショックを軽減する手だてがなかった。
従って、本願出願人の提案になる開発中の上記ハイブリッド変速機にもモード切り替えショック軽減対策が要求されるが、従来は前記したように、モード切り替えに伴うショックを軽減する対策技術が全くなかったため、当該ハイブリッド変速機のモード切り替えショックを軽減する手だてがなかった。
本発明は、本願出願人の提案になる開発中の上記ハイブリッド変速機においては、一方のモータ/ジェネレータがモード切り替え時にトルク分担を小さくされており、このモータ/ジェネレータに限られないものの、特にこのモータ/ジェネレータによるトルクアシストでモード切り替えショックを軽減し得るとの観点から、この着想を具体化して上記のモード切り替えショックに関する問題を解消したハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置を提案することを目的とする。
この目的のため、本発明によるモード切り替え制御装置は、請求項1に記載のごとく、
本願出願人の提案になる開発中の上記ハイブリッド変速機を要旨構成を基礎前提とし、
上記第1変速モードおよび第2変速モード間でのモード切り替え時に上記ブレーキまたはクラッチの締結によって発生する駆動力変化を、上記モータ/ジェネレータの出力トルク増により低減するよう構成したものである。
本願出願人の提案になる開発中の上記ハイブリッド変速機を要旨構成を基礎前提とし、
上記第1変速モードおよび第2変速モード間でのモード切り替え時に上記ブレーキまたはクラッチの締結によって発生する駆動力変化を、上記モータ/ジェネレータの出力トルク増により低減するよう構成したものである。
かかる本発明のモード切り替え制御装置によれば、モータ/ジェネレータの出力トルク増により上記モード切り替え時の駆動力変化を低減することから、モード切り替えショックを軽減することができる。
しかも当該ショックの軽減をモータ/ジェネレータのトルク増により達成することから、エンジンの制御による場合のような制御の困難を伴うことがなくて安価に上記の作用効果を達成し得る。
さらに上記のハイブリッド変速機においては、一方のモータ/ジェネレータがモード切り替え時にトルク分担を小さくされており、モード切り替えショック軽減用のモータ/ジェネレータのトルク増を確実に実現し得て上記の作用効果を一層確実なものにすることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例になるモード切り替え制御装置を具えたハイブリッド変速機を示し、これを本実施例においては、後輪駆動車(FR車)用のトランスミッションとして用いるのに有用な以下の構成となす。
図1は、本発明の一実施例になるモード切り替え制御装置を具えたハイブリッド変速機を示し、これを本実施例においては、後輪駆動車(FR車)用のトランスミッションとして用いるのに有用な以下の構成となす。
図において1は変速機ケースを示し、該変速機ケース1の軸線方向(図の左右方向)右側(エンジンENGから遠い後端)に3個の単純遊星歯車組、つまりフエンジンENGに近いフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRを同軸に配して内蔵し、また、図の左側(エンジンENGに近い前側)に例えば複合電流2層モータ2を可とするモータ/ジェネレータ組を上記の遊星歯車組に対し同軸に配して内蔵する。
フロント側遊星歯車組GFは本発明における第1差動装置G1を成し、中央の遊星歯車組GCは本発明における第3差動装置G3を成し、リヤ側遊星歯車組GRは本発明における第2差動装置G2を成す。
これらフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRはそれぞれ、サンギヤSf,Sc,Sr、リングギヤRf,Rc,Rr、およびキャリアCf,Cc,Crの3要素を具えた2自由度の差動装置を構成する。
乾式クラッチ(エンジンクラッチ)Cinを経てエンジンENGの回転を入力される入力軸3(後述の共線図では入力Inとして示す)にキャリアCfおよびリングギヤRrを結合し、入力軸3に同軸に配置した出力軸4(後述の共線図では出力Outとして示す)にキャリアCrを結合する。
これらフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRはそれぞれ、サンギヤSf,Sc,Sr、リングギヤRf,Rc,Rr、およびキャリアCf,Cc,Crの3要素を具えた2自由度の差動装置を構成する。
乾式クラッチ(エンジンクラッチ)Cinを経てエンジンENGの回転を入力される入力軸3(後述の共線図では入力Inとして示す)にキャリアCfおよびリングギヤRrを結合し、入力軸3に同軸に配置した出力軸4(後述の共線図では出力Outとして示す)にキャリアCrを結合する。
複合電流2層モータ2は、内側ロータ2riと、これを包囲する環状の外側ロータ2roとを、変速機ケース1内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ2riおよび外側ロータ2ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステ-タ2sを変速機ケース1に固設して構成する。
環状ステータ2sと外側ロータ2roとで外側のモータ/ジェネレータである第1のモータ/ジェネレータMG1を構成し、環状ステータ2sと内側ロータ2riとで内側のモータ/ジェネレータである第2のモータ/ジェネレータMG2を構成する。
ここでモータ/ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向と速度(停止を含む)の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加された時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
環状ステータ2sと外側ロータ2roとで外側のモータ/ジェネレータである第1のモータ/ジェネレータMG1を構成し、環状ステータ2sと内側ロータ2riとで内側のモータ/ジェネレータである第2のモータ/ジェネレータMG2を構成する。
ここでモータ/ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向と速度(停止を含む)の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加された時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
第1モータ/ジェネレータMG1(外側ロータ2ro)はリングギヤRfに結合し、第2モータ/ジェネレータMG2(内側ロータ2ri)は、相互に結合したサンギヤSf,Scに結合する。
リングギヤRcおよびサンギヤSrを相互に結合し、これらの結合体をハイクラッチChiによりキャリアCcに結合可能とし、このキャリアCcをローブレーキBLOにより固定可能とする。
リングギヤRfはロー&ハイモードブレーキBLHにより固定可能とする。
リングギヤRcおよびサンギヤSrを相互に結合し、これらの結合体をハイクラッチChiによりキャリアCcに結合可能とし、このキャリアCcをローブレーキBLOにより固定可能とする。
リングギヤRfはロー&ハイモードブレーキBLHにより固定可能とする。
上記の構成になるハイブリッド変速機を共線図により表すと、ロー側変速比領域において用いるローモード(本発明における第1変速モード)では図2のごとくになり、ハイ側変速比領域において用いるハイモード(本発明における第2変速モード)では図3のごとくになる。
図2に明示するように、第1差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組GFにおける要素の回転速度順は、リングギヤRf、キャリアCf、およびサンギヤSfであり、第2差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRにおける要素の回転速度順はリングギヤRr、キャリアCr、およびサンギヤSrである。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が中間のキャリアCfと、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第1位のリングギヤRrとを相互に結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第3位のサンギヤSrとフロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が第3位のサンギヤSfとにそれぞれ、第3差動装置G3を成す中央の遊星歯車組GCにおけるリングギヤRcおよびサンギヤScを結合する。
図2に明示するように、第1差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組GFにおける要素の回転速度順は、リングギヤRf、キャリアCf、およびサンギヤSfであり、第2差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRにおける要素の回転速度順はリングギヤRr、キャリアCr、およびサンギヤSrである。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が中間のキャリアCfと、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第1位のリングギヤRrとを相互に結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第3位のサンギヤSrとフロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が第3位のサンギヤSfとにそれぞれ、第3差動装置G3を成す中央の遊星歯車組GCにおけるリングギヤRcおよびサンギヤScを結合する。
また、遊星歯車組GCのキャリアCcを固定するローブレーキBLOを設けると共に遊星歯車組GCのキャリアCcおよびリングギヤRcを相互に結合するハイクラッチChiを設け、
フロント側遊星歯車組GFのリングギヤRfにモータ/ジェネレータMG1を結合し、フロント側遊星歯車組GFのキャリアCfにエンジンENGからの入力Inを結合し、リヤ側遊星歯車組GRのキャリアCrに車輪駆動系への出力Outを結合し、フロント側遊星歯車組GFのサンギヤSfにモータ/ジェネレータMG2を結合する。
フロント側遊星歯車組GFのリングギヤRfにモータ/ジェネレータMG1を結合し、フロント側遊星歯車組GFのキャリアCfにエンジンENGからの入力Inを結合し、リヤ側遊星歯車組GRのキャリアCrに車輪駆動系への出力Outを結合し、フロント側遊星歯車組GFのサンギヤSfにモータ/ジェネレータMG2を結合する。
なお、図2および図3の横軸は遊星歯車組GF,GRのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりリングギヤRrおよびキャリアCr間の距離を1とした時のキャリアCf(リングギヤRr)およびリングギヤRf間の距離の比をαで示し、キャリアCrおよびサンギヤSr(サンギヤSf)間の距離の比をβで示し、
また、サンギヤScおよびキャリアCc間の距離を1とした時のキャリアCcおよびリングギヤRc間の距離の比をδで示す。
また、サンギヤScおよびキャリアCc間の距離を1とした時のキャリアCcおよびリングギヤRc間の距離の比をδで示す。
図2の共線図により表されるローモード(第1変速モード)での変速を以下に説明するに、このモードでは、ローブレーキBLOの作動によりキャリアCcを固定する。
かようにローブレーキBLOを作動させた状態でのローモード(第1変速モード)では、遊星歯車組GCに係わる図2のレバー(同符号GCで示す)が図示例のごとくになり、サンギヤSf,Scに対してサンギヤSrの回転が、リングギヤRcおよびサンギヤSc間の歯数比で決まる逆回転となる。
従って、遊星歯車組GFに係わる図2のレバー(同符号GFで示す)、および遊星歯車組GRに係わる図2のレバー(同符号GRで示す)が図示例のごとくになり、キャリアCrに結合させた出力Outの回転数が図2から明かなように入力Inの回転数よりも低くなり、このため当該ローモード(第1変速モード)はロー側変速比の領域で使用する。
かようにローブレーキBLOを作動させた状態でのローモード(第1変速モード)では、遊星歯車組GCに係わる図2のレバー(同符号GCで示す)が図示例のごとくになり、サンギヤSf,Scに対してサンギヤSrの回転が、リングギヤRcおよびサンギヤSc間の歯数比で決まる逆回転となる。
従って、遊星歯車組GFに係わる図2のレバー(同符号GFで示す)、および遊星歯車組GRに係わる図2のレバー(同符号GRで示す)が図示例のごとくになり、キャリアCrに結合させた出力Outの回転数が図2から明かなように入力Inの回転数よりも低くなり、このため当該ローモード(第1変速モード)はロー側変速比の領域で使用する。
ここで入力Inの回転を一定とすると、モータ/ジェネレータMG2によりサンギヤSfの正回転を高くしてリングギヤRcの逆回転を上昇させることで、このリングギヤRcに結合されたサンギヤSrの逆回転が上昇して出力Outの回転が低下し、変速比をロー側へ移行させることができ、さらにはロー側無限大(停車)の変速比から後進変速比へと移行させることができる。
次いで、図3の共線図により表されるハイモード(第2変速モード)での変速を説明するに、このハイモード(第2変速モード)では、ハイクラッチChiの締結により遊星歯車組GCのキャリアCcおよびリングギヤRc間を結合させる。
この場合、遊星歯車組GCの全ての回転要素が一体的に回転される状態になることから、図3の共線図により示すごとくサンギヤSrがサンギヤSf,Scに一致する。
この時、レバーGR(G2)がレバーGF(G1)上に乗り、遊星歯車組GF,GRにより構成されるギヤ列が図3のレバーGF(G1)により例示される4要素2自由度の一直線で表される変速状態を提供し、回転要素の回転速度順にモータ/ジェネレータMG1、エンジンENGからの入力In、車輪駆動系への出力Out、モータ/ジェネレータMG2の配列となる。
この場合、遊星歯車組GCの全ての回転要素が一体的に回転される状態になることから、図3の共線図により示すごとくサンギヤSrがサンギヤSf,Scに一致する。
この時、レバーGR(G2)がレバーGF(G1)上に乗り、遊星歯車組GF,GRにより構成されるギヤ列が図3のレバーGF(G1)により例示される4要素2自由度の一直線で表される変速状態を提供し、回転要素の回転速度順にモータ/ジェネレータMG1、エンジンENGからの入力In、車輪駆動系への出力Out、モータ/ジェネレータMG2の配列となる。
従って、遊星歯車組GFに係わる図3のレバー(同符号GFで示す)、および遊星歯車組GRに係わる図3のレバー(同符号GRで示す)が図示例のごとくになり、キャリアCrに結合させた出力Outの回転数が図3から明かなように入力Inの回転数よりも低くなり、このため当該ハイモード(第2変速モード)はハイ側変速比の領域で使用する。
かようにハイクラッチChiを締結させた状態でのハイモード(第2変速モード)では、第2モータ/ジェネレータMG2が後進(逆)回転状態である時、このモータ/ジェネレータMG2で発電しながら第1モータ/ジェネレータMG1のモータ駆動により、また、逆に第2モータ/ジェネレータMG2が前進(正)回転状態である時、第1モータ/ジェネレータMG1で発電しながら第2モータ/ジェネレータMG2のモータ駆動により、電気の収支が釣り合った所謂ダイレクト配電状態で車両を運転することができる。
更にこのダイレクト配電状態から、モータ駆動される側のモータ/ジェネレータ出力を大きくし、発電する側のモータ/ジェネレータ発電力を小さくすることで、エンジンパワー以上の出力を取り出すことが可能となり、
逆にダイレクト配電状態から、モータ駆動される側のモータ/ジェネレータ出力を小さくし、発電する側のモータ/ジェネレータ発電力を大きくすることで、充電可能な状態にすることが可能となる。
更にこのダイレクト配電状態から、モータ駆動される側のモータ/ジェネレータ出力を大きくし、発電する側のモータ/ジェネレータ発電力を小さくすることで、エンジンパワー以上の出力を取り出すことが可能となり、
逆にダイレクト配電状態から、モータ駆動される側のモータ/ジェネレータ出力を小さくし、発電する側のモータ/ジェネレータ発電力を大きくすることで、充電可能な状態にすることが可能となる。
上記したハイブリッド変速機の動作特性を図4に示し、この図4は、前記の比α,β,δをそれぞれα=1.9、β=1.8、δ=0.42とした場合において、
ハイクラッチChiを締結させた第2変速(ハイ)モードで電力収支を釣り合わせた場合におけるモータ/ジェネレータMG1,MG2の回転数Nmg1,Nmg2およびトルクTmg1,Tmg2、並びに通過電力Powerと、
ローブレーキBLOを締結させた第1変速(ロー)モードで電力収支を釣り合わせた場合におけるモータ/ジェネレータMG1,MG2の回転数Nmg1’,Nmg2’およびトルクTmg1’,Tmg2’、並びに通過電力Power’をそれぞれ、
入力部における回転数、トルク、および動力により正規化し、変速機の入力回転数に対する出力回転数の速度比(変速比の逆数)の関数として示す。
ハイクラッチChiを締結させた第2変速(ハイ)モードで電力収支を釣り合わせた場合におけるモータ/ジェネレータMG1,MG2の回転数Nmg1,Nmg2およびトルクTmg1,Tmg2、並びに通過電力Powerと、
ローブレーキBLOを締結させた第1変速(ロー)モードで電力収支を釣り合わせた場合におけるモータ/ジェネレータMG1,MG2の回転数Nmg1’,Nmg2’およびトルクTmg1’,Tmg2’、並びに通過電力Power’をそれぞれ、
入力部における回転数、トルク、および動力により正規化し、変速機の入力回転数に対する出力回転数の速度比(変速比の逆数)の関数として示す。
本実施例においては、第2変速(ハイ)モードでのモータ/ジェネレータMG1,MG2の通過電力Powerと、第1変速(ロー)モードでのモータ/ジェネレータMG1,MG2の通過電力Power’とが共に0となる同期点に対応した速度比を境に、これよりも後進変速比を含むロー側変速比領域で第1変速(ロー)モードを選択し、ハイ側変速比領域で第2変速(ハイ)モードを選択使用する。
何れのモードでも、第1モータ/ジェネレータMG1または第2モータ/ジェネレータMG2の回転数が0となる速度比は2種類あり、このポイントでは電気的に動力を伝達することなく車両をエンジンENGのみで運転することができる。
また、これら2つのポイント間における変速比では、変速機として伝達する動力に対して、機械的な伝達よりも効率の低い電気的な動力伝達の伝達動力割合を小さくすることができるので、伝動効率を向上させることができる。
また、これら2つのポイント間における変速比では、変速機として伝達する動力に対して、機械的な伝達よりも効率の低い電気的な動力伝達の伝達動力割合を小さくすることができるので、伝動効率を向上させることができる。
更に、エンジン出力を0にして2個のモータ/ジェネレータMG1,MG2のモータ駆動により車両を電気的な動力のみにより電気(EV)走行させることができ、この間乾式クラッチCinを遮断してエンジンENGを変速機から切り離しておけば、エンジンの引きずりを生ずることがなくて効率の良いEV走行を実現することができる。
なお何れのモードでも、ロー&ハイモードブレーキBLHを作動させてリングギヤRfを固定すれば、図2および図3の共線図が自由度1にされることから、固定変速比を実現することができ、この時モータ/ジェネレータMG2による駆動力アシストおよびエネルギー回生が可能となって燃費の低減をも実現することができる。
上記したハイブリッド変速機を、第1変速(ロー)モードおよび第2変速(ハイ)モード間においてモード切り替えする時、本実施例においてはこれを以下のごとくに行う。
先ず、第1変速(ロー)モードから第2変速(ハイ)モードへの、つまり、アップシフト時のモード切り替えを説明する。
このモード切り替えは前記した通り、ローブレーキBLOを締結状態から解放すると共にハイクラッチChiを解放状態から締結させて行うが、当該切り替えを図4の同期点よりもロー側の速度比で開始させる。
先ず、第1変速(ロー)モードから第2変速(ハイ)モードへの、つまり、アップシフト時のモード切り替えを説明する。
このモード切り替えは前記した通り、ローブレーキBLOを締結状態から解放すると共にハイクラッチChiを解放状態から締結させて行うが、当該切り替えを図4の同期点よりもロー側の速度比で開始させる。
具体的には図5に示すように、先ずステップS1で、システム制御プログラムの実行によりモード切り替えを行うべきか否かを決定する。
ステップS2では、ステップS1で第1変速(ロー)モードから第2変速(ハイ)モードへのアップシフトモード切り替えを行うべきとの決定がなされたか否かをチェックし、当該アップシフトモード切り替え指令がなければ制御をステップS1に戻してここでのシステム制御プログラムを継続させる。
ステップS2では、ステップS1で第1変速(ロー)モードから第2変速(ハイ)モードへのアップシフトモード切り替えを行うべきとの決定がなされたか否かをチェックし、当該アップシフトモード切り替え指令がなければ制御をステップS1に戻してここでのシステム制御プログラムを継続させる。
ステップS2でアップシフトモード切り替え指令が有ると判定するときは、ステップS3において、アップシフトモード切り替えに要するモード切り替え時間Δt、および、エンジントルクTeから、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2に関する、モード切り替え終了判定回転数N2*と、ローブレーキ解放開始判定回転数N2brkと、ハイクラッチ締結開始判定回転数N2clを決定する。
ここで、モード切り替え終了判定回転数N2*と、ローブレーキ解放開始判定回転数N2brkと、ハイクラッチ締結開始判定回転数N2clとの間には、図8(b)に示すようにN2cl>N2brk>N2*の関係を持たせ、N2clは図4の同期点よりもロー側の速度比に対応させ、N2brkはローブレーキBLOの解放開始に対応させ、N2*はモード切り替え終了に対応させる。
なお図8(b)では、図8(a),(c),(d)と共に、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ締結開始判定回転数N2clに低下した時をt1で、また、ローブレーキ解放開始判定回転数N2brkに低下した時をt2で、更に、モード切り替え終了判定回転数N2*に低下した時をt3で示す。
なお図8(b)では、図8(a),(c),(d)と共に、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ締結開始判定回転数N2clに低下した時をt1で、また、ローブレーキ解放開始判定回転数N2brkに低下した時をt2で、更に、モード切り替え終了判定回転数N2*に低下した時をt3で示す。
図5の次のステップS4では、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がモード切り替え終了判定回転数N2*に低下したか否か、つまり、図8の瞬時t3に至ったか否かを判定する。
未だであれば、つまり、モード切り替え中である場合は、制御をステップS5に進め、ここでモータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ締結開始判定回転数N2cl未満で、且つ、ローブレーキ解放開始判定回転数N2brk未満であるか否かを、つまり、図8の瞬時t2〜t3期間なのか、瞬時t1〜t2期間なのかを判定する。
未だであれば、つまり、モード切り替え中である場合は、制御をステップS5に進め、ここでモータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ締結開始判定回転数N2cl未満で、且つ、ローブレーキ解放開始判定回転数N2brk未満であるか否かを、つまり、図8の瞬時t2〜t3期間なのか、瞬時t1〜t2期間なのかを判定する。
ステップS5で瞬時t1〜t2期間と判定する場合、ステップS6において、前期モード切り替え制御によりハイクラッチChiの締結およびモータ/ジェネレータMG1,MG2によるアシストを行わせる。
この前期モード切り替え制御は図6に示す如きもので、先ずステップS11において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
次のステップS12においては、このモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ハイクラッチ油圧Pclに関する目標油圧マップmapPclを基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*を図8(a)に示すように求める。
この前期モード切り替え制御は図6に示す如きもので、先ずステップS11において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
次のステップS12においては、このモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ハイクラッチ油圧Pclに関する目標油圧マップmapPclを基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*を図8(a)に示すように求める。
ステップS13においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*から、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクに関するマップmapF1cl,mapF2clを基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*に応じたモータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクT1assist,T2assistをそれぞれ決定する。
ステップS14においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図8(c)の瞬時t1〜t2におけるように求める。
ステップS14においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図8(c)の瞬時t1〜t2におけるように求める。
図5のステップS5で、図8に示す瞬時t1〜t2期間の経過後、瞬時t2〜t3期間に入ったと判定する場合、ステップS7において、後期モード切り替え制御によりハイクラッチChiの継続的な締結およびモータ/ジェネレータMG1,MG2による継続的なアシストを行わせるほか、ローブレーキBLOの解放を行わせる。
この後期モード切り替え制御は図7に示す如きもので、先ずステップS21において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
この後期モード切り替え制御は図7に示す如きもので、先ずステップS21において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
次のステップS22においては、このモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ハイクラッチ油圧Pclに関する目標油圧マップmapPclを基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*を図8(a)に示すように引き続き求めると共に、
同じくモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ローブレーキ油圧Pbrkに関する目標油圧マップmapPbrkを基に、目標ローブレーキ油圧Pbrk*を図8(a)に示すように求める。
同じくモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ローブレーキ油圧Pbrkに関する目標油圧マップmapPbrkを基に、目標ローブレーキ油圧Pbrk*を図8(a)に示すように求める。
ステップS23においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*から、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクに関するマップmapF1cl,mapF2clを基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクT1assist,T2assistをそれぞれ決定する。
ステップS24においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図8(c)の瞬時t2〜t3におけるように求める。
ステップS24においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図8(c)の瞬時t2〜t3におけるように求める。
図5に示すステップS6での上記した処理を終え、その後、ステップS7での上記した処理を終えると、ステップS4がN2<N2*の判定により図8の瞬時t3に至ったことを認識するため、制御はステップS8に進められ、ここでモード切り替えを終了する。
上記のアップシフトモード切り替え制御を図8により付言するに、アップシフトモード切り替え指令が発せられると、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ締結開始判定回転数N2clに低下した瞬時t1に、つまり、図4の同期点よりもロー側の速度比で目標ハイクラッチ油圧Pcl*が立ち上がり、ハイクラッチChiの締結が始まる。
ハイクラッチChiの締結が開始されると、図9のローモード状態からサンギヤSf(Sc)およびサンギヤSrの回転数が矢a1およびa2で示すように相互に接近し、結果として、サンギヤSf(Sc)に結合されたモータ/ジェネレータMG2の回転数がa3で示すように低下する。
ハイクラッチChiの締結が開始されると、図9のローモード状態からサンギヤSf(Sc)およびサンギヤSrの回転数が矢a1およびa2で示すように相互に接近し、結果として、サンギヤSf(Sc)に結合されたモータ/ジェネレータMG2の回転数がa3で示すように低下する。
この時、イナーシャの大きいモータ/ジェネレータMG1の回転数を矢a4で示すように上方へ引き上げて一点鎖線で示すレバー状態に向かわせるトルクが発生し、エンジンENGも矢a5で示すように下方へ下げられるため、出力軸Outの回転数を低下させる向きのトルクが発生する。
このため、図8(d)の瞬時t1〜t3の間(モード切り替え期間Δt中)における出力トルクToの時系列変化から明らかなように、駆動力の引き込みをドライバーに感じさせてしまう。
このため、図8(d)の瞬時t1〜t3の間(モード切り替え期間Δt中)における出力トルクToの時系列変化から明らかなように、駆動力の引き込みをドライバーに感じさせてしまう。
ところで本実施例では、瞬時t1にハイクラッチの締結が開始されると、瞬時t2までの間は、目標ハイクラッチ油圧Pcl*およびエンジントルクTeに応じたアシストトルクT1assist*,T2assist*をモータ/ジェネレータMG1,MG2に指令し、瞬時t2〜t3の間は、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*並びにエンジントルクTeに応じたアシストトルクT1assist*,T2assist*をモータ/ジェネレータMG1,MG2に指令するから、図8(d)にハッチングを付して示すように出力トルクToを持ち上げて駆動力の引き込み変化を少なくすることができる。
ここで、モータ/ジェネレータMG1のアシストトルクT1assist*は図8(c)に示すように、モータ/ジェネレータMG1のイナーシャによるトルクの引き込みを低減するためトルク増の方向のアシストトルクであり、
また、モータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assistは図8(c)に示すように、ハイクラッチ締結力とモータ/ジェネレータMG2のトルクとで共線図のレバーをバランスさせるためモータ/ジェネレータトルクを減少する方向のアシストトルクである。
また、モータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assistは図8(c)に示すように、ハイクラッチ締結力とモータ/ジェネレータMG2のトルクとで共線図のレバーをバランスさせるためモータ/ジェネレータトルクを減少する方向のアシストトルクである。
ところで、図4から明らかなように同期点付近におけるモータ/ジェネレータMG1のトルク分担Tmg1,Tmg1’は、モータ/ジェネレータMG2のトルク分担Tmg2,Tmg2’に比べて0に近くて小さいため、モータ/ジェネレータMG1がアシストトルクT1assist*を発生することは容易に可能である。
他方でトルク分担の大きなモータ/ジェネレータMG2は、そのトルクをアシストトルクT2assist*だけ低下されることから、これも容易に実現可能で、駆動力変動を抑え得ると共にモード切り替えを助長することができる。
他方でトルク分担の大きなモータ/ジェネレータMG2は、そのトルクをアシストトルクT2assist*だけ低下されることから、これも容易に実現可能で、駆動力変動を抑え得ると共にモード切り替えを助長することができる。
上記ハイクラッチの締結進行により、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がローブレーキ解放判定回転数N2brkまで低下して図8の瞬時t2に至ると、ローブレーキBLOが目標ローブレーキ油圧Pbrk*の低下により解放を開始するが、この時よりモータ/ジェネレータMG2の回転数N2の減少速度が下がる。
ここでモータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assist*は、ローブレーキ締結力と、ハイクラッチ締結力と、モータ/ジェネレータMG2のトルクとで、共線図のレバーをバランスさせるよう、モータ/ジェネレータMG2のトルクを減少させる方向に発生する。
その後もハイクラッチの締結とローブレーキの解放を継続させることにより、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がモード切り替え終了判定回転数N2*に低下する図8の瞬時t3に至り、ここにおいてモード切り替えが終了する。
ここでモータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assist*は、ローブレーキ締結力と、ハイクラッチ締結力と、モータ/ジェネレータMG2のトルクとで、共線図のレバーをバランスさせるよう、モータ/ジェネレータMG2のトルクを減少させる方向に発生する。
その後もハイクラッチの締結とローブレーキの解放を継続させることにより、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がモード切り替え終了判定回転数N2*に低下する図8の瞬時t3に至り、ここにおいてモード切り替えが終了する。
ところで本実施例のアップシフトモード切り替えにおいては、上記のようなモータ/ジェネレータMG1,MG2によるトルクアシストにより、図8(d)に実線で示す出力トルクToのt1〜t3間(モード切り替え時間Δt中)における落ち込みをハッチングを付して示すように解消してモード切り替えショックを軽減することができるが、
かかるモータ/ジェネレータMG1,MG2によるトルクアシストを含めて、モード切り替え制御を同期点よりもロー側で開始させるため、速度比(変速比)が連続的に変化してモード切り替えの違和感が少ない。
かかるモータ/ジェネレータMG1,MG2によるトルクアシストを含めて、モード切り替え制御を同期点よりもロー側で開始させるため、速度比(変速比)が連続的に変化してモード切り替えの違和感が少ない。
本実施例のアップシフトモード切り替えでは更に、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2をモニターしながら、このモニター回転数N2がモード切り替え開始判定回転数(第1回転数)N2clになるときハイクラッチの締結を開始させ、その後、モニター回転数N2がローブレーキ解放判定回転数(第2回転数)N2brkになるときローブレーキの解放を開始させて、ローモード(第1変速モード)からハイモード(第2変速モード)へのアップシフトモード切り替えを進行制御するよう構成し、
これらモード切り替え開始判定回転数(第1回転数)N2clおよびローブレーキ解放判定回転数(第2回転数)N2brkをそれぞれ、上記モード切り替えに要するモード切り替え時間Δt、および、エンジントルクTeに応じて決定するから、
駆動力変化の少ないモード切り替えを確実に実現することができる。
これらモード切り替え開始判定回転数(第1回転数)N2clおよびローブレーキ解放判定回転数(第2回転数)N2brkをそれぞれ、上記モード切り替えに要するモード切り替え時間Δt、および、エンジントルクTeに応じて決定するから、
駆動力変化の少ないモード切り替えを確実に実現することができる。
また、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、エンジントルクTeとに基づいてハイクラッチおよびローブレーキの締結力(目標油圧Pcl*,Pbrk*)を決定すると共に、これらクラッチおよびブレーキの締結力(目標油圧Pcl*,Pbrk*)に応じてモータ/ジェネレータの出力トルク増大量を決定するため、
ハイクラッチおよびローブレーキの締結反力によってモータ/ジェネレータMG1,MG2のアシスト力を設定できることとなり、モータ/ジェネレータMG2のトルクの切り替えを連続的に行うことができる。
ハイクラッチおよびローブレーキの締結反力によってモータ/ジェネレータMG1,MG2のアシスト力を設定できることとなり、モータ/ジェネレータMG2のトルクの切り替えを連続的に行うことができる。
次いで、上記とは逆に第2変速(ハイ)モードから第1変速(ロー)モードへの、つまり、ダウンシフト時のモード切り替えを説明する。
このダウンシフトモード切り替えは前記した通り、ハイクラッチChiを締結状態から解放すると共にローブレーキBLOを解放状態から締結させて行うが、当該切り替えを図4の同期点よりもハイ側の速度比で開始させる。
このダウンシフトモード切り替えは前記した通り、ハイクラッチChiを締結状態から解放すると共にローブレーキBLOを解放状態から締結させて行うが、当該切り替えを図4の同期点よりもハイ側の速度比で開始させる。
具体的には図10に示すように、先ずステップS31で、システム制御プログラムの実行によりモード切り替えを行うべきか否かを決定する。
ステップS32では、ステップS1で第2変速(ハイ)モードから第1変速(ロー)モードへのダウンシフトモード切り替えを行うべきとの決定がなされたか否かをチェックし、当該ダウンシフトモード切り替え指令がなければ制御をステップS31に戻してここでのシステム制御プログラムを継続させる。
ステップS32では、ステップS1で第2変速(ハイ)モードから第1変速(ロー)モードへのダウンシフトモード切り替えを行うべきとの決定がなされたか否かをチェックし、当該ダウンシフトモード切り替え指令がなければ制御をステップS31に戻してここでのシステム制御プログラムを継続させる。
ステップS32でダウンシフトモード切り替え指令が有ると判定するときは、ステップS33において、ダウンシフトモード切り替えに要するモード切り替え時間Δt(便宜上、前記アップシフトモード切り替え時間と同じ符号で示した)、および、エンジントルクTeから、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2に関する、モード切り替え終了判定回転数N2*(便宜上、前記アップシフトモード切り替え時のモード切り替え終了判定回転数と同じ符号で示した)と、ローブレーキ締結開始判定回転数N2brk(便宜上、前記アップシフトモード切り替え時のローブレーキ解放開始判定回転数N2brkと同じ符号で示した)と、ハイクラッチ解放開始判定回転数N2cl(便宜上、前記アップシフトモード切り替え時のハイクラッチ締結開始判定回転数と同じ符号で示した)とを決定する。
ここで、モード切り替え終了判定回転数N2*と、ローブレーキ締結開始判定回転数N2brkと、ハイクラッチ解放開始判定回転数N2clとの間には、図13(b)に示すようにN2brk > N2cl >N2*の関係を持たせ、N2brkは図4の同期点よりもハイ側の速度比に対応させ、N2clはハイクラッチChiの解放開始に対応させ、N2*はモード切り替え終了に対応させる。
なお図13(b)では、図13(a),(c),(d)と共に、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がローブレーキ締結開始判定回転数N2brkに低下した時をt1で、また、ハイクラッチ解放開始判定回転数N2clに低下した時をt2で、更に、モード切り替え終了判定回転数N2*に低下した時をt3で示す。
なお図13(b)では、図13(a),(c),(d)と共に、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がローブレーキ締結開始判定回転数N2brkに低下した時をt1で、また、ハイクラッチ解放開始判定回転数N2clに低下した時をt2で、更に、モード切り替え終了判定回転数N2*に低下した時をt3で示す。
図10の次のステップS34では、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がモード切り替え終了判定回転数N2*に低下したか否か、つまり、図13の瞬時t3に至ったか否かを判定する。
未だであれば、つまり、モード切り替え中である場合は、制御をステップS35に進め、ここでモータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ解放開始判定回転数N2cl未満で、且つ、ローブレーキ締結開始判定回転数N2brk未満であるか否かを、つまり、図13の瞬時t2〜t3期間なのか、瞬時t1〜t2期間なのかを判定する。
未だであれば、つまり、モード切り替え中である場合は、制御をステップS35に進め、ここでモータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ解放開始判定回転数N2cl未満で、且つ、ローブレーキ締結開始判定回転数N2brk未満であるか否かを、つまり、図13の瞬時t2〜t3期間なのか、瞬時t1〜t2期間なのかを判定する。
ステップS35で瞬時t1〜t2期間と判定する場合、ステップS36において、前期モード切り替え制御によりローブレーキBLOの締結およびモータ/ジェネレータMG1,MG2によるアシストを行わせる。
この前期モード切り替え制御は図11に示す如きもので、先ずステップS41において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
次のステップS42においては、このモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ローブレーキ油圧Pbrkに関する目標油圧マップmapPbrk1を基に、目標ローブレーキ油圧Pbrk*を図13(a)に示すように求める。
この前期モード切り替え制御は図11に示す如きもので、先ずステップS41において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
次のステップS42においては、このモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ローブレーキ油圧Pbrkに関する目標油圧マップmapPbrk1を基に、目標ローブレーキ油圧Pbrk*を図13(a)に示すように求める。
ステップS43においては、目標ローブレーキ油圧Pbrk *から、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクに関するマップmapF1brk,mapF2brkを基に、目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクT1assist,T2assist(便宜上、前記アップシフトモード切り替え時のモード切り替えショック防止用アシストトルクと同符号で示す)をそれぞれ決定する。
ステップS44においては、目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図13(c)の瞬時t1〜t2におけるように求める。
なお、これらモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*, T2assist*についても便宜上、前記アップシフトモード切り替え時のモード切り替えショック防止用アシストトルクと同符号で示す。
ステップS44においては、目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図13(c)の瞬時t1〜t2におけるように求める。
なお、これらモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*, T2assist*についても便宜上、前記アップシフトモード切り替え時のモード切り替えショック防止用アシストトルクと同符号で示す。
図10のステップS35で、図13に示す瞬時t1〜t2期間の経過後、瞬時t2〜t3期間に入ったと判定する場合、ステップS37において、後期モード切り替え制御によりローブレーキBLOの継続的な締結およびモータ/ジェネレータMG1,MG2による継続的なアシストを行わせるほか、ハイクラッチChiの解放を行わせる。
この後期モード切り替え制御は図12に示す如きもので、先ずステップS51において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
この後期モード切り替え制御は図12に示す如きもので、先ずステップS51において、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、モード切り替え終了判定回転数N2*との間における偏差ΔN2(=N2*−N2)を演算する。
次のステップS52においては、このモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ローブレーキ油圧Pbrkに関する目標油圧マップmapPbrk2を基に、目標ローブレーキ油圧Pbrk*を図13(a)に示すように引き続き求めると共に、
同じくモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ハイクラッチ油圧Pclに関する目標油圧マップmapPcl2を基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*を図13(a)に示すように求める。
同じくモータ/ジェネレータ回転偏差ΔN2と、エンジントルクTeと、モード切り替え時間Δtとから、ハイクラッチ油圧Pclに関する目標油圧マップmapPcl2を基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*を図13(a)に示すように求める。
ステップS53においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*から、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクに関するマップmapF1,mapF2を基に、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用アシストトルクT1assist,T2assistをそれぞれ決定する。
ステップS54においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図13(c)の瞬時t2〜t3におけるように求める。
ステップS54においては、目標ハイクラッチ油圧Pcl*および目標ローブレーキ油圧Pbrk*に応じたモード切り替えショック防止用モータ/ジェネレータアシストトルクT1assist,T2assistと、エンジントルクTeに応じた係数k1(Te),k2(Te)との乗算により、モータ/ジェネレータMG1,MG2のモード切り替えショック防止用目標アシストトルクT1assist*=k1(Te)×T1assist,T2assist*=k2(Te)×T2assistを図13(c)の瞬時t2〜t3におけるように求める。
図10に示すステップS36での上記した処理を終え、その後、ステップS37での上記した処理を終えると、ステップS34がN2<N2*の判定により図13の瞬時t3に至ったことを認識するため、制御はステップS8に進められ、ここでモード切り替えを終了する。
上記のダウンシフトモード切り替え制御を図13により付言するに、ダウンシフトモード切り替え指令が発せられると、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がローブレーキ締結開始判定回転数N2brkに低下した瞬時t1に、つまり、図4の同期点よりもハイ側の速度比で目標ローブレーキ油圧Pbrk*が立ち上がり、ローブレーキBLOの締結が始まる。
ローブレーキBLOの締結が開始されると、図14のハイモード状態からサンギヤSf(Sc)およびサンギヤSrの回転数が矢b1で示すように低下し、結果として、サンギヤSf(Sc)に結合されたモータ/ジェネレータMG2の回転数が低下する。
ローブレーキBLOの締結が開始されると、図14のハイモード状態からサンギヤSf(Sc)およびサンギヤSrの回転数が矢b1で示すように低下し、結果として、サンギヤSf(Sc)に結合されたモータ/ジェネレータMG2の回転数が低下する。
この時、イナーシャの大きいモータ/ジェネレータMG1の回転数を矢b2で示すように上方へ引き上げて一点鎖線で示すレバー状態に向かわせるトルクが発生し、エンジン回転数を矢b3で示すように低下させるため、出力軸Outに低下方向のトルクが発生する。
このため、図13(d)の瞬時t1〜t3の間(モード切り替え期間Δt中)における出力トルクToの時系列変化から明らかなように、駆動力の引き込みをドライバーに感じさせてしまう。
このため、図13(d)の瞬時t1〜t3の間(モード切り替え期間Δt中)における出力トルクToの時系列変化から明らかなように、駆動力の引き込みをドライバーに感じさせてしまう。
ところで本実施例では、瞬時t1にローブレーキの締結が開始されると、瞬時t2までの間は、目標ローブレーキ油圧Pbrk*およびエンジントルクTeに応じたアシストトルクT1assist*,T2assist*をモータ/ジェネレータMG1,MG2に指令し、瞬時t2〜t3の間は、目標ローブレーキ油圧Pbrk*および目標ハイクラッチ油圧Pcl*並びにエンジントルクTeに応じたアシストトルクT1assist*,T2assist*をモータ/ジェネレータMG1,MG2に指令するから、図13(d)にハッチングを付して示すように出力トルクToを持ち上げて駆動力の引き込み変化を少なくすることができる。
ここで、モータ/ジェネレータMG1のアシストトルクT1assist*は図13(c)に示すように、モータ/ジェネレータMG1のイナーシャによるトルクの引き込みを低減ためトルク増の方向のアシストトルクであり、
また、モータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assistは図13(c)に示すように、ハイクラッチ締結力とモータ/ジェネレータMG2のトルクとで共線図のレバーをバランスさせるためモータ/ジェネレータトルクを減少する方向のアシストトルクである。
また、モータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assistは図13(c)に示すように、ハイクラッチ締結力とモータ/ジェネレータMG2のトルクとで共線図のレバーをバランスさせるためモータ/ジェネレータトルクを減少する方向のアシストトルクである。
ところで、図4から明らかなように同期点付近におけるモータ/ジェネレータMG1のトルク分担Tmg1,Tmg1’は、モータ/ジェネレータMG2のトルク分担Tmg2,Tmg2’に比べて0に近くて小さいため、モータ/ジェネレータMG1がアシストトルクT1assist*を発生することは容易に可能である。
他方でトルク分担の大きなモータ/ジェネレータMG2は、そのトルクをアシストトルクT2assist*だけ低下されることから、これも容易に実現可能で、駆動力変動を抑え得ると共にモード切り替えを助長することができる。
他方でトルク分担の大きなモータ/ジェネレータMG2は、そのトルクをアシストトルクT2assist*だけ低下されることから、これも容易に実現可能で、駆動力変動を抑え得ると共にモード切り替えを助長することができる。
上記ローブレーキの締結進行により、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がハイクラッチ解放判定回転数N2clまで低下して図13の瞬時t2に至ると、ハイクラッチChiが目標ハイクラッチ油圧Pcl*の低下により解放を開始するが、この時よりモータ/ジェネレータMG2の回転数N2の減少速度が下がる。
ここでモータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assist*は、ローブレーキ締結力と、ハイクラッチ締結力と、モータ/ジェネレータMG2のトルクとで、共線図のレバーをバランスさせるよう、モータ/ジェネレータMG2のトルクを減少させる方向に発生する。
その後もローブレーキの締結とハイクラッチの解放を継続させることにより、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がモード切り替え終了判定回転数N2*に低下する図13の瞬時t3に至り、ここにおいてモード切り替えが終了する。
ここでモータ/ジェネレータMG2のアシストトルクT2assist*は、ローブレーキ締結力と、ハイクラッチ締結力と、モータ/ジェネレータMG2のトルクとで、共線図のレバーをバランスさせるよう、モータ/ジェネレータMG2のトルクを減少させる方向に発生する。
その後もローブレーキの締結とハイクラッチの解放を継続させることにより、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2がモード切り替え終了判定回転数N2*に低下する図13の瞬時t3に至り、ここにおいてモード切り替えが終了する。
ところで上記のダウンシフトモード切り替え時も、前記したアップシフトモード切り替え時と同様に、上記のようなモータ/ジェネレータMG1,MG2によるトルクアシストにより、図13(d)に実線で示す出力トルクToのt1〜t3間(モード切り替え時間Δt中)における落ち込みをハッチングを付して示すように解消してモード切り替えショックを軽減することができるが、
かかるモータ/ジェネレータMG1,MG2によるトルクアシストを含めて、モード切り替え制御を同期点よりもハイ側で開始させるため、速度比(変速比)が連続的に変化してモード切り替えの違和感が少ない。
かかるモータ/ジェネレータMG1,MG2によるトルクアシストを含めて、モード切り替え制御を同期点よりもハイ側で開始させるため、速度比(変速比)が連続的に変化してモード切り替えの違和感が少ない。
また、この際モータ/ジェネレータMG2の回転数N2をモニターしながら、このモニター回転数N2がモード切り替え開始判定回転数(第1回転数)N2brkになるときローブレーキの締結を開始させ、その後、モニター回転数N2がハイクラッチ解放判定回転数(第2回転数)N2clになるときハイクラッチの解放を開始させて、ハイモード(第2変速モード)からローモード(第1変速モード)へのダウンシフトモード切り替えを進行制御するよう構成し、
これらモード切り替え開始判定回転数(第1回転数)N2brkおよびハイクラッチ解放判定回転数(第2回転数)N2clをそれぞれ、上記モード切り替えに要するモード切り替え時間Δt、および、エンジントルクTeに応じて決定するから、
駆動力変化の少ないモード切り替えを確実に実現することができる。
これらモード切り替え開始判定回転数(第1回転数)N2brkおよびハイクラッチ解放判定回転数(第2回転数)N2clをそれぞれ、上記モード切り替えに要するモード切り替え時間Δt、および、エンジントルクTeに応じて決定するから、
駆動力変化の少ないモード切り替えを確実に実現することができる。
また、モータ/ジェネレータMG2の回転数N2と、エンジントルクTeとに基づいてローブレーキおよびハイクラッチの締結力(目標油圧Pbrk*,Pcl*)を決定すると共に、これらブレーキおよびクラッチの締結力(目標油圧Pbrk*,Pcl*)に応じてモータ/ジェネレータの出力トルク増大量を決定するため、
ローブレーキおよびハイクラッチの締結反力によってモータ/ジェネレータMG1,MG2のアシスト力を設定できることとなり、モータ/ジェネレータMG2のトルクの切り替えを連続的に行うことができる。
ローブレーキおよびハイクラッチの締結反力によってモータ/ジェネレータMG1,MG2のアシスト力を設定できることとなり、モータ/ジェネレータMG2のトルクの切り替えを連続的に行うことができる。
なお本発明によるモード切り替え制御装置は、図1に示すようなハイブリッド変速機に用途を限られるものではなく、2種類の無段変速比モードを有して両モード間でモード切り替えを行う型式のものであれば、全てのハイブリッド変速機に適用することができる。
1 変速機ケース
ENG エンジン(原動機)
2 複合電流2層モータ
MG1 第1モータ/ジェネレータ
MG2 第2モータ/ジェネレータ
3 入力軸
4 出力軸
G1 第1差動装置
G2 第2差動装置
G3 第3差動装置
GF フロント側遊星歯車組
GC 中間の遊星歯車組
GR リヤ側遊星歯車組
Sf,Sc,Sr サンギヤ
Rf,Rc,Rr リングギヤ
Cf,Cc,Cr キャリア
Cin 乾式クラッチ
Chi ハイクラッチ
BLO ローブレーキ
BLH ロー&ハイモードブレーキ
ENG エンジン(原動機)
2 複合電流2層モータ
MG1 第1モータ/ジェネレータ
MG2 第2モータ/ジェネレータ
3 入力軸
4 出力軸
G1 第1差動装置
G2 第2差動装置
G3 第3差動装置
GF フロント側遊星歯車組
GC 中間の遊星歯車組
GR リヤ側遊星歯車組
Sf,Sc,Sr サンギヤ
Rf,Rc,Rr リングギヤ
Cf,Cc,Cr キャリア
Cin 乾式クラッチ
Chi ハイクラッチ
BLO ローブレーキ
BLH ロー&ハイモードブレーキ
Claims (8)
- 2要素の回転状態を決定すると他の要素の回転状態が決まる第1、第2、および第3差動装置を具え、
第1および第2差動装置の1要素を相互に結合すると共に、これら要素を除く第1および第2差動装置の1要素間を相互に第3差動装置により連結し、
前記要素を含む第1および第2差動装置の構成要素にエンジン、出力軸、2つのモータ/ジェネレータを結合して、これらエンジンと、出力軸と、2つのモータ/ジェネレータとの間を相関させ、
第3差動装置の1要素を固定するブレーキの締結により得られる、第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の前記要素の回転数が相互に接近または遠ざかる方向へ変化可能な第1変速モードと、第3差動装置の2要素間を相互に結合するクラッチの締結により得られる、第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の前記要素が一体回転可能な第2変速モードとの2種類の無段変速比モードを有したハイブリッド変速機において、
前記変速モード間でのモード切り替え時に前記ブレーキまたはクラッチの締結によって発生する駆動力変化を、前記モータ/ジェネレータの出力トルク増により低減するよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 請求項1に記載のモード切り替え制御装置において、
前記出力トルク増を行わせるモータ/ジェネレータが、前記2個のモータ/ジェネレータのうち、前記モード切り替え時のトルク分担が低い方のモータ/ジェネレータであることを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 前記第1変速モードがロー側での変速を受け持ち、前記第2変速モードがハイ側での変速を受け持つ、請求項1または2に記載のモード切り替え制御装置において、
前記第1変速モードから前記第2変速モードへのモード切り替え時は、該モード切り替えを、両変速モードのモータ/ジェネレータ通過パワーが同じになる同期点よりもロー側で開始させるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 請求項3に記載のモード切り替え制御装置において、
第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の前記要素に係わるモータ/ジェネレータの回転数をモニターしながら、このモニター回転数が第1回転数になるとき前記クラッチの締結を開始させ、その後モニター回転数が第2回転数になるとき前記ブレーキの解放を開始させて、前記第1変速モードから第2変速モードへのモード切り替えを進行制御するよう構成し、
これら第1回転数および第2回転数をそれぞれ、前記第1変速モードから第2変速モードへのモード切り替えに要するモード切り替え時間、および、エンジントルクに応じて決定したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 請求項4に記載のモード切り替え制御装置において、
第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の前記要素に係わるモータ/ジェネレータの回転数と、エンジントルクとに基づいて前記クラッチおよびブレーキの締結力を決定すると共に、該クラッチおよびブレーキの締結力に応じて前記モータ/ジェネレータの出力トルク増大量を決定するよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 前記第1変速モードがロー側での変速を受け持ち、前記第2変速モードがハイ側での変速を受け持つ、請求項1または2に記載のモード切り替え制御装置において、
前記第2変速モードから前記第1変速モードへのモード切り替え時は、該モード切り替えを、両変速モードのモータ/ジェネレータ通過パワーが同じになる同期点よりもハイ側で開始させるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 請求項6に記載のモード切り替え制御装置において、
第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の前記要素に係わるモータ/ジェネレータの回転数をモニターしながら、このモニター回転数が第1回転数になるとき前記ブレーキの締結を開始させ、その後モニター回転数が第2回転数になるとき前記クラッチの解放を開始させて、前記第2変速モードから第1変速モードへのモード切り替えを進行制御するよう構成し、
これら第1回転数および第2回転数をそれぞれ、前記第2変速モードから第1変速モードへのモード切り替えに要するモード切り替え時間、および、エンジントルクに応じて決定したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。 - 請求項7に記載のモード切り替え制御装置において、
第3差動装置で相互に連結された第1および第2差動装置の前記要素に係わるモータ/ジェネレータの回転数と、エンジントルクとに基づいて前記ブレーキおよびクラッチの締結力を決定すると共に、該ブレーキおよびクラッチの締結力に応じて前記モータ/ジェネレータの出力トルク増大量を決定するよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機のモード切り替え制御装置。
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