JP4127055B2 - Transmission control device - Google Patents
Transmission control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4127055B2 JP4127055B2 JP2003007553A JP2003007553A JP4127055B2 JP 4127055 B2 JP4127055 B2 JP 4127055B2 JP 2003007553 A JP2003007553 A JP 2003007553A JP 2003007553 A JP2003007553 A JP 2003007553A JP 4127055 B2 JP4127055 B2 JP 4127055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- transmission
- motor
- power
- shift
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バッテリーなどの蓄電手段から電力の供給を受けて動作する電動機が入力側に連結された変速機を対象とした制御装置に関し、特にその電動機が動力源として使用されるハイブリッド車に搭載される変速機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電動機を変速機の入力側に連結し、電動機の出力したトルクを変速機で増幅して出力軸に伝達するように構成された駆動装置の一例が特開2002−225578号公報(特許文献1)に記載されている。その駆動装置は、内燃機関とモータ・ジェネレータとを動力源としたハイブリッド駆動装置であって、内燃機関と第1モータ・ジェネレータとが、遊星歯車機構を主体とする合成分配機構を介して連結され、そのトルク合成機構に連結された出力軸に、高低二段に変速できる変速機を介して第2モータ・ジェネレータが連結されている。
【0003】
上記の第1モータ・ジェネレータが主として内燃機関の回転数を制御するとともに発電をおこなうためのものであるのに対して、第2モータ・ジェネレータは出力軸トルクを補助し、あるいは制動力を補助するためのものである。すなわち、加速時などの駆動状態では、内燃機関の出力するトルクを合成分配機構によって第1モータ・ジェネレータに伝達して第1モータ・ジェネレータによって発電させ、その電力を蓄電装置に充電する一方、その蓄電装置から第2モータ・ジェネレータに電力を供給してこれを駆動することにより、第2モータ・ジェネレータからのトルクと前記合成分配機構からのトルクとを合成したトルクを出力軸に付与するように構成されている。
【0004】
また、変速機は、二つの摩擦係合装置の係合・解放状態を切り換えることにより、いわゆる直結段と低速段とに変速できるようになっており、低車速時には低速段に設定して変速比に対応するトルクの増幅率を大きくし、また車速が増大した際には高速段に変速することより第2モータ・ジェネレータの回転数を相対的に低下させて動力損失を防止するようになっている。そして、その変速は、一方の摩擦係合装置の係合圧を低下させるとともに、他方の摩擦係合装置の係合圧を増大させることにより、第2モータ・ジェネレータや他の回転部材の回転数を変化させて実行される。
【0005】
また従来、エンジンの出力トルクと電動機の出力トルクとを遊星歯車機構によって合成した後に出力し、その出力トルクを変速機を介して車輪に伝達するように構成したハイブリッド駆動装置であって、かみ合いクラッチによって変速を実行する際に、引きずりトルクなどに相当する付加トルクを求め、前記電動機によってその付加トルクを付与することにより、クラッチの回転数を同期回転数に速やかに到達させるように構成した装置が、特開2000−295709号公報(特許文献2)に記載されている。
【0006】
さらに、電気モータのトルクを変速機を介して出力軸に伝達する電気モータ駆動車両において、その変速機での変速の状況を反電して電気モータのトルクを制御し、また併せてクラッチの係合圧を制御するように構成した装置が、特開平6−319210号公報(特許文献3)に記載されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−225578号公報(段落(0037)〜(0038))
【特許文献2】
特開2000−295709号公報(段落(0024))
【特許文献3】
特開平6−319210号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開2002−225578号公報に記載されたハイブリッド駆動装置における変速機は、その入力側に連結されている第2モータ・ジェネレータのトルクを出力軸に伝達するように機能し、またその変速はブレーキとクラッチとの両方の係合・解放状態を同時に切り換えて実行され、ロー(低速段)とハイ(直結段)との二段の変速段を設定するようになっている。これに対して、第1モータ・ジェネレータで発電し、かつ蓄電装置に充電された電力で第2モータ・ジェネレータを駆動するように構成されている。
【0009】
したがって、第1モータ・ジェネレータから蓄電装置に対する充電と、蓄電装置から第2モータ・ジェネレータに対する電力の供給とを並行しておこなっている状態で充電要求量が変化すると、電力の充放電の状態の変化や前記合成分配機構でのトルクの分配状態の変化などが要因となって、第2モータ・ジェネレータの出力状態が変動することがある。そのため、変速機での変速中に充電要求量が変化すると、その変速機の入力が変化することになり、その結果、変速制御が難しくなってショックが悪化する可能性があった。特に上述した二つの係合装置の係合・解放状態を同時に切り換えるいわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速の場合には、解放途中あるいは係合途中の摩擦係合装置に作用するトルクが想定した状態から変化してしまうので、係合・解放のタイミングにずれが生じてショックが悪化する可能性があった。
【0010】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、入力側に電動機が連結された変速機の変速制御を容易にすることを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、蓄電手段から電力が供給される電動機が入力側に連結された変速機の制御装置において、前記変速機での変速中は前記蓄電手段に対する充電要求量の変化を制限して前記蓄電手段に対する充電量の変化を制限し、かつ前記変速中でない場合には前記充電要求量の変化の制限を解除して前記充電量を変化させる充電制御手段と、内燃機関と、その内燃機関の出力した動力によって駆動されて前記蓄電手段に充電する電力を発生する発電手段と、前記内燃機関の動力が伝達されて回転させられる出力部材と、前記内燃機関の動力を前記発電手段と前記出力部材とに分配する、三つの回転要素によって差動作用を生じる歯車機構とを備え、前記充電制御手段は、前記変速中は、前記充電要求量を前記変速の指令信号出力時の値に維持する手段を含み、前記変速機から出力したトルクが前記出力部材に伝達されるように構成され、前記変速機は、前記電動機の出力した動力を前記出力部材に伝達するように配置されていることを特徴とする制御装置である。
【0012】
したがって請求項1の発明では、変速機での変速中には、変速機の入力側に連結されている電動機に対して電力を供給する蓄電手段に対する充電量の変化が制限され、変速中でない場合にはその充電量が変化させられる。特に変速中は充電要求量がその変速指令信号出力時の値に維持される。そのため、電動機の動作状態に影響を及ぼす外的要因が少なくなって電動機の動作状態あるいは変速機の入力トルクが安定し、変速制御が容易になり、またショックの悪化が防止される。また、請求項1の発明では、内燃機関の出力したトルクが発電手段と出力部材とに分配されて伝達され、その電力が充電手段に供給されるとともに、その充電手段から電動機に電力が供給され、その電動機のトルクが出力部材に付加される。そして、その変速機での変速中には、変速に関連して前記充電量が制御されるので、例えば変速中での前記充電量の変化が抑制され、あるいは要求駆動力が変化した場合にそれに応じて前記充電量が制御され、その結果、電動機の動作状態の変動が抑制される。そのため、変速中の変速機の入力側のトルクが安定するので、変速制御が容易になり、またショックの悪化が防止される。
【0018】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記変速機は、二つのサンギヤと、一つのリングギヤと、これらのサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンを保持する一つのキャリヤとを有するラビニョ型遊星歯車機構によって構成され、前記リングギヤとの間でダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成する一方のサンギヤを選択的に固定するブレーキと、前記リングギヤを選択的に固定する他のブレーキとを更に備え、他方のサンギヤは前記電動機に連結され、かつ前記キャリヤは前記出力部材に連結されていることを特徴とする変速機の制御装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする変速機について説明すると、この発明で対象とする変速機は、一例として車両用ハイブリッド駆動装置に組み込まれるものであって、そのハイブリッド駆動装置は、図4に示すように、主動力源1のトルクが出力部材2に伝達され、その出力部材2からデファレンシャル3を介して駆動輪4にトルクが伝達されるようになっている。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御の可能なアシスト動力源5が設けられており、このアシスト動力源5が変速機6を介して出力部材2に連結されている。したがってアシスト動力源5と出力部材2との間でトルク容量を変速機6で設定する変速比に応じて増減するようになっている。
【0020】
その変速機6は、設定する変速比が“1”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源5でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源5で出力したトルクを増大させて出力部材2に伝達できるので、アシスト動力源5を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源5の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、例えば車速に応じて出力部材2の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源5の回転数を低下させる。また、出力部材2の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。
【0021】
そのような変速の場合、変速機6でのトルク容量が低下したり、あるいは回転数の変化に伴う慣性トルクが生じたりし、これが出力部材2のトルクすなわち出力軸トルクに影響する。そこで上記のハイブリッド駆動装置は、変速機6による変速の際に主動力源1のトルクを補正して出力部材2のトルク変動を防止もしくは抑制するように制御される。
【0022】
より具体的に説明すると、主動力源1は図5に示すように、内燃機関10と、モータ・ジェネレータ(以下、仮に第1モータ・ジェネレータもしくはMG1と記す)11と、これら内燃機関10と第1モータ・ジェネレータ11との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構12とを主体として構成されている。その内燃機関(以下、エンジンと記す)10は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度(吸気量)や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(E−ECU)13によっておこなうように構成されている。
【0023】
また、第1モータ・ジェネレータ11は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ14を介してバッテリーなどの蓄電装置15に接続されている。そして、そのインバータ14を制御することにより、第1モータ・ジェネレータ11の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(MG1−ECU)16が設けられている。
【0024】
さらに、遊星歯車機構12は、外歯歯車であるサンギヤ17と、そのサンギヤ17に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ18と、これらサンギヤ17とリングギヤ18とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ19とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記内燃機関10の出力軸がダンパー20を介して第1回転要素であるキャリヤ19に連結されている。言い換えれば、キャリヤ19が入力要素となっている。
【0025】
これに対して第2回転要素であるサンギヤ17に第1モータ・ジェネレータ11が連結されている。したがってサンギヤ17がいわゆる反力要素となっており、また第3回転要素であるリングギヤ18が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ18が出力部材(すなわち出力軸)2に連結されている。
【0026】
一方、変速機6は、図5に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第1サンギヤ(S1)21と第2サンギヤ(S2)22とが設けられており、その第1サンギヤ21にショートピニオン23が噛合するとともに、そのショートピニオン23がこれより軸長の長いロングピニオン24に噛合し、そのロングピニオン24が前記各サンギヤ21,22と同心円上に配置されたリングギヤ(R)25に噛合している。なお、各ピニオン23,24は、キャリヤ(C)26によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第2サンギヤ22がロングピニオン24に噛合している。したがって第1サンギヤ21とリングギヤ25とは、各ピニオン23,24と共にタプルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第2サンギヤ22とリングギヤ25とは、ロングピニオン24と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【0027】
そして、第1サンギヤ21を選択的に固定する第1ブレーキB1と、リングギヤ25を選択的に固定する第2ブレーキB2とが設けられている。これらのブレーキB1,B2は摩擦力によって制動力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキB1,B2は、油圧や電磁力などによる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第2サンギヤ22に前述したアシスト動力源5が連結され、またキャリヤ26が前記出力軸2に連結されている。
【0028】
したがって、上記の変速機6は、第2サンギヤ22がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ26が出力要素となっており、第1ブレーキB1を係合させることにより変速比が“1”より大きい高速段が設定され、第1ブレーキB1に替えて第2ブレーキB2を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定されるように構成されている。この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力(もしくはアクセル開度)などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ(変速線図)として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置(T−ECU)27が設けられている。
【0029】
なお、図5に示す例では、アシスト動力源5として、トルクを出力する力行およびエネルギを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ(以下仮に、第2モータ・ジェネレータもしくはMG2と記す)が採用されている。この第2モータ・ジェネレータ5は、インバータ28を介してバッテリー29に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(MG2−ECU)30によってそのインバータ28を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー29および電子制御装置30は、前述した第1モータ・ジェネレータ11についてのインバータ14およびバッテリー(蓄電装置)15と統合することもできる。したがってこの第2モータ・ジェネレータ5がこの発明の電動機に相当している。
【0030】
上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構12についての共線図を示せば、図6の(A)のとおりであり、キャリヤ19に入力されるエンジン10の出力するトルクに対して、第1モータ・ジェネレータ11による反力トルクをサンギヤ17に入力すると、出力要素となっているリングギヤ18には、エンジン10から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。その場合、第1モータ・ジェネレータ11は、発電機として機能する。また、リングギヤ18の回転数(出力回転数)を一定とした場合、第1モータ・ジェネレータ11の回転数を大小に変化させることにより、エンジン10の回転数を連続的に(無段階に)変化させることができる。すなわち、エンジン10の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第1モータ・ジェネレータ11を制御することによっておこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。
【0031】
また、変速機6を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図6の(B)のとおりである。すなわち第2ブレーキB2によってリングギヤ25を固定すれば、低速段Lが設定され、第2モータ・ジェネレータ5の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸2に付加される。これに対して第1ブレーキB1によって第1サンギヤ21を固定すれば、低速段Lより変速比の小さい高速段Hが設定される。この高速段Hにおける変速比も“1”より大きいので、第2モータ・ジェネレータ5の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸2に付加される。
【0032】
なお、各変速段L,Hが定常的に設定されている状態では、出力軸2に付加されるトルクは、第2モータ・ジェネレータ5の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキB1,B2でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸2に付加されるトルクは、第2モータ・ジェネレータ5の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
【0033】
上述したハイブリッド駆動装置は、主動力源1とアシスト動力源5との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。具体的に説明すると、上述したエンジン10と第1モータ・ジェネレータ11とのトルクおよび回転数は図6の(A)に共線図で示す関係にあるから、エンジン10の回転数を第1モータ・ジェネレータ11によって制御でき、またエンジン10の出力トルクは吸入空気量や燃料噴射量を電気的に制御することにより任意に制御できる。そのため、例えば図7にエンジン回転数とエンジントルクとで示す燃費最適線上に運転点があるように、エンジン10が制御される。
【0034】
一方、上述したハイブリッド駆動装置では、エンジン10の出力したトルクを遊星歯車機構12によって出力軸2と第1モータ・ジェネレータ11とに分配し、第1モータ・ジェネレータ11によって発電をおこなってその電力をバッテリー15に充電し、あるいは第2モータ・ジェネレータ5に供給してこれを駆動する。また出力軸2に伝達されたトルクがいわゆる直行分トルクであって、これが要求されている駆動トルクに対して不足している場合には、第2モータ・ジェネレータ5が出力するトルクが付加される。
【0035】
したがってエンジントルクが発電のためのトルクと走行のための直行分トルクとに分割されるので、エンジン10を上述した燃費最適線上での運転に維持した場合には、充電量(もしくは充電要求量あるいは発電要求量)が変化することに伴って第1モータ・ジェネレータ11側に分配されるトルクが変化するために、直行分トルクが変化する。これは、車両の状態に変化に起因する変化であって、運転者の意図に基づくものではないから、駆動トルクを従前の状態に維持するために、第2モータ・ジェネレータ5の出力トルクが変化する。その関係を図8に線図で示してある。
【0036】
上述したように第2モータ・ジェネレータ5が入力側に連結されている前記変速機6は、いわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速によって変速を実行するので、解放側および係合側の各摩擦係合装置の油圧を変速の進行状態に合わせて制御する必要があり、この制御が所期どおりに実行されない場合には、各摩擦係合装置のトルク容量が共に低下するいわゆるアンダーラップや、反対に各トルク容量が過剰になるいわゆるオーバーラップが生じてショックが悪化することがある。
【0037】
このような不都合を避けるために、すなわち第2モータ・ジェネレータ5の出力トルクを変化させないようにエンジン10のトルクを制御すると、エンジン10の運転点が、例えば図7に破線で示してあるように、燃費最適線上から外れてしまい、燃費が悪化することになる。
【0038】
そこで、この発明に係る制御装置は、前記変速機6での変速と第2モータ・ジェネレータ5による発電要求量の変更もしくは充電要求量の変更とが重畳する場合には、以下の制御をおこなうように構成されている。図1はその制御例を示しており、先ず、変速機6で変速中か否かが判断される(ステップS1)。これは、前述した変速機用電子制御装置27によって前記変速機6での変速が判断されているか否か、あるいは変速の指令信号が出力されているか否かによって判断することができる。このステップS1で肯定的に判断された場合、すなわち変速機6での変速中の場合には、充電要求量が変速出力時の値にホールドされる(ステップS2)。すなわち充電要求量(もしくは発電要求量)の変化が制限される。
【0039】
前述したようにエンジントルクを第1モータ・ジェネレータ11と出力軸2とに分配するように構成されているから、充電要求量の変更が制限されれば、第1モータ・ジェネレータ11に対して分配するトルクが変化することがなく、もしくはそのトルクの変動が抑制され、それに伴って出力軸トルクの変動が防止もしくは抑制される。そのため、出力軸トルクをアシストする機能の第2モータ・ジェネレータ5の出力トルクの変更要求が生じないから、例えば第2モータ・ジェネレータ5を等パワー線に沿って駆動することができる。すなわち、変速機6での変速中にその入力側のトルクが大きく変化したり、あるいは急激に変化したりすることがないので、変速ショックが防止もしくは回避される。
【0040】
一方、ステップS1で否定的に判断された場合には、通常の充電制御が実行される(ステップS3)。すなわち、バッテリー15の充電状態(SOC:Srate of Charge)に基づく充電要求があった場合には、それに基づく発電をおこなうように第1モータ・ジェネレータ11が制御される。その際に発電のための動力が消費されることにより出力軸2に対して分配されるトルクが低下し、あるいは反対に増大することがあるが、変速機6での変速が実行されていないので、第2モータ・ジェネレータ5が出力軸トルクの変動を抑制するように制御される。
【0041】
上記の制御をおこなった場合のタイムチャートを図2に示してある。図2に示す例は、変速機6を高速段Hに設定している状態で低速段Lへの変速が判断され、同時に充電要求量が増大した場合の例であり、走行状態が変化することに伴う変速判断が成立してt1 時点にその変速を実行するための変速指令が出力されると、要求充電量がそのt1 時点の要求量にホールドされる。その状態で高速段Hを設定していた第1ブレーキB1の油圧が低下させられ、また変速の進行に合わせて第2ブレーキB2の油圧が次第に上昇させられる。
【0042】
そのような変速制御の過程においても第2モータ・ジェネレータ5が出力を維持する等出力制御(等パワー線に沿った制御)されるので、その回転数Nm が次第に上昇し、それに併せて第2モータ・ジェネレータ5の出力トルクTm が次第に低下する。このような第2モータ・ジェネレータ5の出力トルクTm および回転数Nm の変化は、等パワー制御に基づくものであって、変速に伴う変化として想定されているものであるから、変速ショックが悪化する要因とはならない。言い換えれば、変速ショックを悪化させることなく所期どおりに変速が実行される。
【0043】
そして、変速終了の判定が成立すると(t2 時点)、充電要求量のホールドが解除され、充電要求量が増大させられる。
【0044】
ここで上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上記のステップS2の機能的手段が、この発明の充電制御手段に相当する。
【0045】
ところで、上述した図6の(A)に示すように、第1モータ・ジェネレータ11による発電量を増大させて負の方向のトルクを増大させると、エンジントルクを一定にしていても出力軸2に作用するトルク(直行分トルク)が増大する。したがってアクセルペダル(図示せず)が踏み込まれるなどのことによって要求駆動力が増大し、これと同時に変速機6での変速が実行される場合、その変速に関連して充電要求量(第1モータ・ジェネレータ11での発電要求量)を制御することにより、変速ショックを悪化させることなく、駆動力を要求に即して増大させることができる。
【0046】
すなわち、要求駆動力が変化した場合、それに合わせて充電要求量を変化させる。例えば要求駆動力が増大した場合に充電要求量を増大させると、遊星歯車機構12で出力軸2に分配されるトルクが増大し、また反対に要求駆動力が低下した場合に充電要求量を低下させると、遊星歯車機構12で出力軸2に分配されるトルクが低下する。そのため、第2モータ・ジェネレータ5による出力軸トルクのアシスト量を変更する必要がなく、第2モータ・ジェネレータ5を等パワー運転することができる。そのため、変速機6での変速中にその入力側の出力が特には変化しないので、変速ショックを悪化させることなく変速を実行することができる。このように要求駆動量が変化した場合に変速機6での変速に関連して充電要求量(第1モータ・ジェネレータ11での発電量)を大小に制御する手段が、この発明の充電制御手段に相当する。
【0047】
要求駆動力が増大した場合に上記の制御をおこなった例におけるタイムチャートを図3に示してある。変速機6での変速と同時、もしくは変速中の所定時点t11に要求駆動力が増大すると、充電要求量がそれに合わせて増大させられる。その結果、第2モータ・ジェネレータ5を等パワー制御してそのトルクが、回転数の増大に伴って低下しても、遊星歯車機構12で出力軸2に対して分配されるトルクが増大するので、出力軸トルクTo が増大する。すなわち、第2モータ・ジェネレータ5によるトルクアシストをおこなうことなく、要求に即して駆動力を増大させることができる。そして、所定時間後のt12時点に変速終了の判定が成立し、充電要求量がその時点のバッテリー15の状態や車両の状態に応じた値に設定される。
【0048】
このようにこの発明に係る制御装置では、変速機6での変速中にその入力側の第2モータ・ジェネレータ5の運転状態が、要求駆動力が変化しても特には変化しないので、変速ショックの悪化を防止することができる。
【0049】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されない。この発明で対象とする変速機は、図5に示すように内燃機関のトルクと第1モータ・ジェネレータ(もしくは電動機)のトルクとを遊星歯車機構を主体とする合成分配機構を介して出力部材に伝達し、さらにその出力部材に第2モータ・ジェネレータ(もしくは電動機)のトルクを変速機を介して伝達するいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置における変速機が好適であるが、これ以外の構成のものであってもよく、要は、入力側に電動機が連結されていればよい。また、この発明における電動機は、トルクを出力する電動機に限られず、上記の具体例で示したように、回生トルク(負のトルク)を発生し、かつそのトルクを制御可能なモータ・ジェネレータであってもよい。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、変速機での変速中には、変速に関連して充電量が制御されるので、例えば変速中での充電量の変化が抑制され、あるいは要求駆動力が変化した場合にそれに応じて充電量が制御され、その結果、電動機の動作状態の変動が抑制されるため、変速中の変速機の入力側のトルクが安定するので、変速制御が容易になり、またショックの悪化を防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。
【図2】 その制御を実行した場合の模式的なタイムチャートである。
【図3】 要求駆動力の増大に伴って充電要求量を変化させた場合の模式的なタイムチャートである。
【図4】 この発明で対象とするハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すブロック図である。
【図5】 そのハイブリッド駆動装置を更に具体的に示すスケルトン図である。
【図6】 図5に示す各遊星歯車機構についての共線図である。
【図7】 燃費最適線を模式的に示す線図である。
【図8】 充電要求量(MG1発電量)と第2モータ・ジェネレータの要求トルクとの関係を示す線図である。
【符号の説明】
1…主動力源、 2…出力部材(出力軸)、 5…アシスト動力源(第2モータ・ジェネレータ)、 6…変速機、 10…内燃機関(エンジン)、 11…第1モータ・ジェネレータ、 12…遊星歯車機構、 B1,B2…ブレーキ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a transmission in which an electric motor that is supplied with electric power from a power storage means such as a battery is connected to an input side, and is particularly mounted on a hybrid vehicle in which the electric motor is used as a power source. The present invention relates to a transmission control device.
[0002]
[Prior art]
An example of a drive device configured to connect an electric motor to the input side of a transmission, amplify the torque output from the electric motor with the transmission, and transmit the amplified torque to the output shaft is disclosed in JP 2002-225578 A (Patent Document 1). It is described in. The drive device is a hybrid drive device using an internal combustion engine and a motor / generator as power sources, and the internal combustion engine and the first motor / generator are connected via a composite distribution mechanism mainly composed of a planetary gear mechanism. The second motor / generator is connected to the output shaft connected to the torque synthesizing mechanism via a transmission capable of shifting in two steps.
[0003]
The first motor / generator mainly controls the rotational speed of the internal combustion engine and generates electric power, whereas the second motor / generator assists the output shaft torque or assists the braking force. Is for. That is, in a driving state such as during acceleration, the torque output from the internal combustion engine is transmitted to the first motor / generator by the combining / distributing mechanism and generated by the first motor / generator, and the electric power is charged in the power storage device. By supplying electric power from the power storage device to the second motor / generator and driving it, a torque obtained by combining the torque from the second motor / generator and the torque from the combining / distributing mechanism is applied to the output shaft. It is configured.
[0004]
In addition, the transmission can shift between a so-called direct connection stage and a low speed stage by switching the engagement / release state of the two friction engagement devices. When the vehicle speed increases and the vehicle speed increases, the speed of the second motor / generator is reduced relatively by shifting to a high speed to prevent power loss. Yes. The speed change reduces the engagement pressure of one friction engagement device and increases the engagement pressure of the other friction engagement device, thereby rotating the rotation speed of the second motor / generator or the other rotation member. It is executed by changing.
[0005]
In addition, a conventional hybrid drive device is configured to output an output torque of an engine and an output torque of an electric motor after being combined by a planetary gear mechanism, and to transmit the output torque to wheels via a transmission. An apparatus configured to quickly obtain the rotational speed of the clutch to the synchronous rotational speed by obtaining an additional torque corresponding to drag torque or the like and applying the additional torque by the electric motor when performing a shift by JP-A-2000-295709 (Patent Document 2).
[0006]
Further, in an electric motor drive vehicle that transmits the electric motor torque to the output shaft through the transmission, the electric motor torque is controlled by countering the state of the shift in the transmission, and the clutch engagement is also performed. An apparatus configured to control the combined pressure is described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-319210 (Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-225578 A (paragraphs (0037) to (0038))
[Patent Document 2]
JP 2000-295709 A (paragraph (0024))
[Patent Document 3]
JP-A-6-319210
[Problems to be solved by the invention]
The transmission in the hybrid drive apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-225578 functions to transmit the torque of the second motor / generator connected to the input side to the output shaft, and the speed change thereof. Is executed by simultaneously switching the engagement and release states of both the brake and the clutch, and sets two shift stages, low (low speed stage) and high (direct connection stage). On the other hand, the second motor / generator is configured to generate electric power by the first motor / generator and to drive the second motor / generator with electric power charged in the power storage device.
[0009]
Therefore, if the charge request amount changes while charging the power storage device from the first motor / generator and supplying power from the power storage device to the second motor / generator in parallel, the state of charge / discharge of power is changed. The output state of the second motor / generator may fluctuate due to a change or a change in the torque distribution state in the composite distribution mechanism. For this reason, if the required charging amount changes during a shift in the transmission, the input of the transmission changes, and as a result, the shift control becomes difficult and the shock may worsen. In particular, in the case of the so-called clutch-to-clutch shift that switches the engagement / release states of the two engagement devices at the same time, the torque acting on the friction engagement device during release or engagement changes from the assumed state. As a result, there is a possibility that the shock will worsen due to a shift in the timing of engagement / release.
[0010]
The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and has an object of facilitating shift control of a transmission having an electric motor connected to the input side.
[0011]
[Means for Solving the Problem and Action]
The present invention, in order to achieve the above object, a first aspect of the invention, a control device for a transmission motor to which electric power is supplied is connected to the input side from the storage means, during shifting in the transmission said releasing the will limit the change in the charge amount for the previous SL storage means to limit the change in the charge demand for the previous SL storage means, and wherein the charge demand of the change restriction when not in the shift a charge control hand stage for changing the amount of charge, and an internal combustion engine, a power generation means for generating electric power for charging the electric storage unit is driven by the power outputted from the internal combustion engine, the power of the internal combustion engine is transmitted rotated An output member that is caused to move, and a gear mechanism that generates a differential action by three rotating elements that distributes the power of the internal combustion engine to the power generation means and the output member. , Said charge Means for maintaining the required amount at a value when the command signal for shifting is output, and configured so that torque output from the transmission is transmitted to the output member; It is arrange | positioned so that it may transmit to the said output member .
[0012]
Thus, in the present invention of
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the transmission includes two sun gears, one ring gear, and one carrier that holds a pinion disposed between the sun gear and the ring gear. A brake that selectively fixes one sun gear that constitutes a mechanism corresponding to a double pinion planetary gear mechanism, and a ring gear that is selectively fixed. And the other sun gear is connected to the electric motor, and the carrier is connected to the output member.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described based on specific examples. First, the transmission targeted by the present invention will be described. The transmission targeted by the present invention is incorporated in a hybrid drive apparatus for a vehicle as an example, and the hybrid drive apparatus is shown in FIG. In addition, the torque of the
[0020]
The transmission 6 can be configured such that the transmission gear ratio to be set is “1” or more. With this configuration, the assist power source 5 can operate at the time of powering that outputs torque from the assist power source 5. Since the output torque can be increased and transmitted to the
[0021]
In such a shift, the torque capacity in the transmission 6 is reduced, or an inertia torque accompanying a change in the rotational speed is generated, which affects the torque of the
[0022]
More specifically, as shown in FIG. 5, the
[0023]
The first motor /
[0024]
Further, the
[0025]
On the other hand, the
[0026]
On the other hand, the transmission 6 is constituted by a set of Ravigneaux type planetary gear mechanisms in the example shown in FIG. That is, a first sun gear (S1) 21 and a second sun gear (S2) 22 that are external gears are provided, and the
[0027]
A first brake B1 that selectively fixes the
[0028]
Therefore, in the transmission 6 described above, the
[0029]
In the example shown in FIG. 5, a power generator that outputs torque and a regenerative motor generator that collects energy (hereinafter referred to as a second motor generator or MG2) are adopted as the assist power source 5. Yes. The second motor / generator 5 is connected to a
[0030]
If the collinear diagram of the single pinion type
[0031]
A collinear diagram for the Ravigneaux planetary gear mechanism constituting the transmission 6 is as shown in FIG. That is, if the
[0032]
In the state where the gears L and H are constantly set, the torque applied to the
[0033]
The hybrid drive device described above includes two power sources, ie, the
[0034]
On the other hand, in the hybrid drive device described above, the torque output from the
[0035]
Therefore, since the engine torque is divided into the torque for power generation and the direct torque for driving, when the
[0036]
As described above, since the transmission 6 to which the second motor / generator 5 is connected to the input side performs a shift by so-called clutch-to-clutch shift, each of the friction engagement devices on the disengagement side and the engagement side. If this control is not performed as expected, the torque capacity of each friction engagement device will decrease, and conversely, each torque The so-called overlap with excessive capacity may occur and the shock may worsen.
[0037]
In order to avoid such an inconvenience, that is, when the torque of the
[0038]
Therefore, the control device according to the present invention performs the following control when the shift in the transmission 6 and the change in the required power generation amount or the change in the required charge amount by the second motor / generator 5 are superimposed. It is configured. FIG. 1 shows an example of such control. First, it is determined whether or not the transmission 6 is shifting (step S1). This can be determined based on whether or not a shift in the transmission 6 is determined by the above-described transmission
[0039]
Since the engine torque is distributed to the first motor /
[0040]
On the other hand, if a negative determination is made in step S1, normal charging control is executed (step S3). That is, when there is a charge request based on the state of charge (SOC: Srate of Charge) of the
[0041]
A time chart when the above control is performed is shown in FIG. The example shown in FIG. 2 is an example in which the shift to the low speed stage L is determined in a state where the transmission 6 is set to the high speed stage H, and at the same time, the required charging amount increases, and the running state changes. When the shift determination associated with is established and a shift command for executing the shift is output at time t1, the required charge amount is held at the required amount at time t1. In this state, the hydraulic pressure of the first brake B1 that has set the high speed stage H is reduced, and the hydraulic pressure of the second brake B2 is gradually increased as the shift proceeds.
[0042]
Even in such a shift control process, the second motor / generator 5 is controlled so as to maintain its output (control along the equal power line), so that its rotational speed Nm gradually increases, and accordingly the second The output torque Tm of the motor / generator 5 gradually decreases. Such changes in the output torque Tm and the rotational speed Nm of the second motor / generator 5 are based on the equal power control and are assumed as changes due to the shift, so that the shift shock is worsened. It is not a factor. In other words, the shift is executed as expected without deteriorating the shift shock.
[0043]
Then, when the shift end determination is established (at time t2), the hold of the requested charge amount is released, and the requested charge amount is increased.
[0044]
Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means in step S2 described above corresponds to the charge control means of the present invention.
[0045]
By the way, as shown in FIG. 6A described above, if the amount of power generated by the first motor /
[0046]
That is, when the required driving force changes, the required charging amount is changed accordingly. For example, if the required driving force is increased and the charging request amount is increased, the torque distributed to the
[0047]
FIG. 3 shows a time chart in an example in which the above control is performed when the required driving force increases. When the required driving force increases at the same time as the speed change in the transmission 6 or at a predetermined time t11 during the speed change, the required charge amount is increased accordingly. As a result, the torque distributed to the
[0048]
As described above, in the control device according to the present invention, the operating state of the second motor / generator 5 on the input side does not change even when the required driving force changes during the shift in the transmission 6. Can be prevented.
[0049]
The present invention is not limited to the specific examples described above. As shown in FIG. 5, the transmission targeted by the present invention applies the torque of the internal combustion engine and the torque of the first motor / generator (or electric motor) to the output member via a composite distribution mechanism mainly composed of a planetary gear mechanism. A transmission in a so-called mechanical distribution type hybrid drive device that transmits the torque of the second motor / generator (or electric motor) to the output member via the transmission is preferable, but has a configuration other than this In short, it is only necessary that an electric motor is connected to the input side. The electric motor according to the present invention is not limited to an electric motor that outputs torque, and is a motor generator that generates regenerative torque (negative torque) and can control the torque as shown in the above specific example. May be.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, during the shift in the transmission, the charge amount is controlled in relation to the shift, and therefore, for example, the change in the charge amount during the shift is suppressed, or the required drive force charge amount accordingly when change is controlled, as a result, the fluctuation of the operation state of the electric motor is suppressed, the torque on the input side of the speed change device in the transmission is stabilized, easily shift control In addition, the deterioration of shock can be prevented or suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of control by a control device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic time chart when the control is executed.
FIG. 3 is a schematic time chart in a case where a required charging amount is changed with an increase in required driving force.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of a hybrid drive apparatus targeted by the present invention.
FIG. 5 is a skeleton diagram showing the hybrid drive device more specifically.
6 is a collinear diagram for each planetary gear mechanism shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a fuel efficiency optimum line.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a required charge amount (MG1 power generation amount) and a required torque of the second motor / generator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記変速機での変速中は前記蓄電手段に対する充電要求量の変化を制限して前記蓄電手段に対する充電量の変化を制限し、かつ前記変速中でない場合には前記充電要求量の変化の制限を解除して前記充電量を変化させる充電制御手段と、
内燃機関と、
その内燃機関の出力した動力によって駆動されて前記蓄電手段に充電する電力を発生する発電手段と、
前記内燃機関の動力が伝達されて回転させられる出力部材と、
前記内燃機関の動力を前記発電手段と前記出力部材とに分配する、三つの回転要素によって差動作用を生じる歯車機構とを備え、
前記充電制御手段は、前記変速中は、前記充電要求量を前記変速の指令信号出力時の値に維持する手段を含み、
前記変速機から出力したトルクが前記出力部材に伝達されるように構成され、
前記変速機は、前記電動機の出力した動力を前記出力部材に伝達するように配置されている
ことを特徴とする変速機の制御装置。In a transmission control apparatus in which an electric motor to which electric power is supplied from a power storage means is connected to the input side,
The limits the change in the charge amount for the previous SL storage means to limit the change in the charge demand for during the pre-shift Symbol storage means in the transmission, and the change of the charge required amount if not in the shift a charge control hand stage for changing the charging amount to release the restriction,
An internal combustion engine;
Power generation means for generating electric power driven by the power output from the internal combustion engine to charge the power storage means;
An output member to which the power of the internal combustion engine is transmitted and rotated;
A gear mechanism that distributes the power of the internal combustion engine to the power generation means and the output member, and generates a differential action by three rotating elements;
The charging control means includes means for maintaining the required charging amount at a value when the shift command signal is output during the shift,
The torque output from the transmission is configured to be transmitted to the output member,
The transmission is arranged to transmit power output from the electric motor to the output member.
Control device for a transmission, wherein the this.
前記リングギヤとの間でダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成する一方のサンギヤを選択的に固定するブレーキと、前記リングギヤを選択的に固定する他のブレーキとを更に備え、
他方のサンギヤは前記電動機に連結され、かつ前記キャリヤは前記出力部材に連結されている
ことを特徴とする請求項1に記載の変速機の制御装置。 The transmission is constituted by a Ravigneaux planetary gear mechanism having two sun gears, one ring gear, and one carrier that holds a pinion arranged between the sun gear and the ring gear.
A brake for selectively fixing one sun gear constituting a mechanism corresponding to a double pinion type planetary gear mechanism with the ring gear, and another brake for selectively fixing the ring gear;
The other sun gear is connected to the electric motor, and the carrier is connected to the output member.
Control device for a transmission according to claim 1, wherein the this.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003007553A JP4127055B2 (en) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Transmission control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003007553A JP4127055B2 (en) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Transmission control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004217096A JP2004217096A (en) | 2004-08-05 |
JP4127055B2 true JP4127055B2 (en) | 2008-07-30 |
Family
ID=32897618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003007553A Expired - Fee Related JP4127055B2 (en) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Transmission control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4127055B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4077003B2 (en) * | 2005-10-26 | 2008-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | Electric vehicle drive control device and control method thereof |
JP4227998B2 (en) | 2006-03-08 | 2009-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | VEHICLE, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD THEREOF |
JP4899576B2 (en) * | 2006-03-28 | 2012-03-21 | アイシン精機株式会社 | Control device for vehicle drive system |
JP4100445B1 (en) | 2007-01-10 | 2008-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid drive apparatus, vehicle including the same, and control method thereof |
JP4179380B2 (en) | 2007-01-10 | 2008-11-12 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for vehicle power transmission device |
-
2003
- 2003-01-15 JP JP2003007553A patent/JP4127055B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004217096A (en) | 2004-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2012368646B2 (en) | Drive apparatus for hybrid vehicle | |
KR101700676B1 (en) | Power system of hybrid electric vehicle | |
JP4228954B2 (en) | Hybrid vehicle drive system | |
JP5991374B2 (en) | Power transmission device and hybrid system for hybrid vehicle | |
JP4229205B1 (en) | Control device for hybrid drive | |
JP4779935B2 (en) | Hybrid drive unit | |
JP2019055717A (en) | Vehicular control device | |
CN109532456B (en) | Control device for vehicle power transmission device | |
JP2009248766A (en) | Power output apparatus and vehicle | |
JP2005016547A (en) | Control unit for hybrid drive system | |
US20090134820A1 (en) | Drive unit for vehicle | |
CN109421693B (en) | Drive force control device for hybrid vehicle | |
JP4001013B2 (en) | Control device for hybrid drive | |
JP2007099193A (en) | Hybrid drive device | |
JP4046035B2 (en) | Hybrid vehicle drive system | |
JP4127049B2 (en) | Control device for hybrid drive | |
JP2008120139A (en) | Hybrid drive system | |
JP2004210116A (en) | Drive device of hybrid vehicle | |
JP3758650B2 (en) | Control device for hybrid drive | |
JP2005061498A (en) | Drive device for hybrid car | |
JP3852403B2 (en) | Control device for hybrid drive | |
JP4127055B2 (en) | Transmission control device | |
JP6015489B2 (en) | Hybrid vehicle drive device | |
JP6547700B2 (en) | Vehicle control device | |
JP6658316B2 (en) | Vehicle control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070206 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070409 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080305 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080318 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080422 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080505 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |