JP4877221B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転することが可能な変速機構を備える車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle including a speed change mechanism capable of switching between a continuously variable speed mode and a fixed speed mode.
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既知である。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力の過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。 Hybrid vehicles that include a power source such as an electric motor or a motor generator in addition to an internal combustion engine are known. In a hybrid vehicle, an internal combustion engine is operated in a highly efficient state as much as possible, while an excess or deficiency of driving force or engine braking force is compensated by an electric motor or a motor generator.
上記のようなハイブリッド車両において、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転することが可能なように構成された変速機構の例が特許文献１に記載されている。具体的には、２つの遊星歯車機構を組み合わせて４つの回転要素を有する動力分配機構が構成され、４つの回転要素がそれぞれエンジン、第１のモータジェネレータ、出力軸及びブレーキに接続される。ブレーキを解放した状態では、第１のモータジェネレータの回転数を連続的に変化させることにより、エンジンの回転数が連続的に変化し、無段変速モードでの運転が実行される。一方、ブレーキを固定した状態では、上記の回転要素の１つの回転が阻止されることにより変速比が固定となり、固定段変速モードでの運転が実行される。こうして、特許文献１では、無段変速モードと固定段変速モードとを使い分けることにより、動力伝達効率を向上させている。 In the hybrid vehicle as described above, Patent Document 1 describes an example of a speed change mechanism configured to be able to operate by switching between a continuously variable transmission mode and a fixed speed transmission mode. Specifically, a power distribution mechanism having four rotating elements is configured by combining two planetary gear mechanisms, and the four rotating elements are connected to the engine, the first motor generator, the output shaft, and the brake, respectively. In a state where the brake is released, the engine speed is continuously changed by continuously changing the rotation speed of the first motor generator, and the operation in the continuously variable transmission mode is executed. On the other hand, in a state where the brake is fixed, the gear ratio is fixed by preventing the rotation of one of the rotating elements, and the operation in the fixed speed mode is executed. Thus, in Patent Document 1, the power transmission efficiency is improved by properly using the continuously variable transmission mode and the fixed speed transmission mode.
なお、特許文献２には、クラッチの温度が所定の温度範囲にあるとき、モータジェネレータの出力を抑制して、クラッチの焼けの防止を図ることが可能な車両の制御装置が記載されている。
上記した特許文献１に記載のハイブリット車両において、無段変速モードから固定段変速モードへ移行するために上記の回転要素のうちの１つをブレーキで固定した場合、これによりブレーキが発熱して変速機構の動作に悪影響を及ぼす虞がある。これを防止するためには、ブレーキに対する発熱対策を講じることが必要である。しかしながら、上記の特許文献１では、ブレーキに対する発熱対策についての検討がなされておらず、この点について課題が残されている。 In the hybrid vehicle described in Patent Document 1 described above, when one of the above rotating elements is fixed with a brake in order to shift from the continuously variable transmission mode to the fixed gear transmission mode, the brake generates heat and shifts accordingly. There is a risk of adversely affecting the operation of the mechanism. In order to prevent this, it is necessary to take measures against heat generation for the brake. However, in the above-mentioned Patent Document 1, no examination has been made on heat generation countermeasures for brakes, and a problem remains in this respect.
また、上記の特許文献２に記載の車両の制御装置では、クラッチの発熱対策に対する検討がなされているものの、クラッチの温度に応じた適切な変速制御についての検討が一切なされていない。
Further, in the vehicle control device described in
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転することが可能な変速機構を備える車両の制御装置において、発熱に起因した電磁クラッチの動作不良の防止を図りつつ、電磁クラッチの温度に応じた適切な変速制御を行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a vehicle control device including a speed change mechanism that can be operated by switching between a continuously variable speed change mode and a fixed speed change mode, an electromagnetic wave caused by heat generation is provided. An object of the present invention is to perform appropriate shift control in accordance with the temperature of the electromagnetic clutch while preventing malfunction of the clutch.
本発明の１つの観点では、電磁アクチュエータにより係合動作が行われる係合機構を有し、前記係合機構の係合の有無により変速モードが変更される駆動機構を備える車両の制御装置は、前記係合機構の温度を検出する温度検出手段と、前記検出温度に応じて前記変速モードを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記係合機構が解放状態にある場合において前記検出温度が第１の温度より高い場合には前記変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第２の温度から第３の温度の範囲にある場合には、前記係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更を許可すると共に当該変速モードの変更後規定時間が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第３の温度より高い場合には、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可する。 In one aspect of the present invention, there is provided a vehicle control device including an engagement mechanism that is engaged by an electromagnetic actuator, and a drive mechanism that changes a transmission mode depending on whether or not the engagement mechanism is engaged. Temperature detecting means for detecting the temperature of the engagement mechanism, and control means for controlling the shift mode in accordance with the detected temperature, wherein the control means is configured when the engagement mechanism is in a released state. When the detected temperature is higher than the first temperature, the change of the shift mode is prohibited, and when the engagement mechanism is in the engaged state, the detected temperature is in the range from the second temperature to the third temperature. In this case, the change of the shift mode for changing the engagement mechanism from the engagement state to the release state is permitted, and the engagement mechanism is moved from the release state to the engagement state until a specified time after the change of the shift mode has elapsed. Combined state The change of the shift mode to be changed is prohibited, and when the detected temperature is higher than the third temperature when the engagement mechanism is in the engagement state, the engagement mechanism is changed from the engagement state to the release state. Permits changing the shifting mode to be changed.
上記の車両の制御装置は、電磁アクチュエータにより係合動作が行われる係合機構（本実施形態における電磁クラッチに相当）を有し、その係合機構の係合の有無（係合・解放）により変速モードが変更される駆動機構を備える。この車両の制御装置は、係合機構の温度を検出する温度検出手段と、係合機構の係合及び解放を制御する制御手段（本実施形態における第３ＭＧＥＣＵなどに相当）と、を有する。温度検出手段としては、例えば温度センサや、電磁アクチュエータに供給される電力に基づきその抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいて係合機構の温度を推定する手段など、既知の各種の手段が挙げられる。 The vehicle control apparatus has an engagement mechanism (corresponding to the electromagnetic clutch in the present embodiment) that is engaged by an electromagnetic actuator, and the presence or absence (engagement / release) of the engagement mechanism. A drive mechanism for changing the transmission mode is provided. The vehicle control device includes temperature detection means for detecting the temperature of the engagement mechanism, and control means (corresponding to the third MGECU and the like in the present embodiment) for controlling engagement and release of the engagement mechanism. Examples of the temperature detecting means include various known means such as a temperature sensor and a means for calculating the resistance value based on the electric power supplied to the electromagnetic actuator and estimating the temperature of the engagement mechanism based on the resistance value. Can be mentioned.
特に、この車両の制御装置では、係合機構が解放状態にある場合おいて、温度検出手段により検出された係合機構の検出温度が第１の温度より高い場合には、制御手段は、変速モードの変更を禁止する。好適な例では、前記制御手段は、前記検出温度が前記第１の温度より高い場合には、前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更、即ち無段変速モードから固定段変速モードへの移行を禁止する。 In particular, in this vehicle control device, when the engagement mechanism is in the disengaged state, when the detected temperature of the engagement mechanism detected by the temperature detection means is higher than the first temperature, the control means Prohibit mode change. In a preferred example, when the detected temperature is higher than the first temperature, the control means changes the speed change mode for changing the engagement mechanism from the released state to the engaged state, that is, continuously variable speed change. Transition from mode to fixed speed mode is prohibited.
ここで、第１の温度は、本実施形態における第１の閾値に相当し、かかる第１の閾値は、例えば係合機構を正常に機能（動作）させることができない温度とされる。これにより、係合機構の温度が高いことに起因して、係合機構が正常に機能しなくなることを防止できる。 Here, the first temperature corresponds to the first threshold in the present embodiment, and the first threshold is a temperature at which the engagement mechanism cannot function (operate) normally, for example. This prevents the engagement mechanism from functioning normally due to the high temperature of the engagement mechanism.
また、係合機構が係合状態にある場合において、上記の検出温度が第２の温度から第３の温度の範囲にある場合には、制御手段は、係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更（即ち、固定段変速モードから無段変速モードへの移行）を許可するが、その変更後規定時間（本実施形態における第１の待機時間又は第１の規定時間に相当）が経過するまでは係合機構を解放状態から係合状態へ変更する変速モードの変更（即ち、無段変速モードから固定段変速モードへの移行）を禁止する。 Further, when the engagement mechanism is in the engaged state and the detected temperature is in the range from the second temperature to the third temperature, the control means releases the engagement mechanism from the engaged state. The change of the shift mode to be changed to (that is, the transition from the fixed speed change mode to the continuously variable speed change mode) is permitted, but the specified time after the change (at the first standby time or the first specified time in the present embodiment) Change of the speed change mode in which the engagement mechanism is changed from the disengaged state to the engaged state (that is, transition from the continuously variable speed change mode to the fixed speed change mode) is prohibited.
ここで、第３の温度は例えば係合機構を正常に機能（動作）させることができない程度の温度とされる。一方、第２の温度は、第３の温度よりは低いが、通常よりは係合機構が熱を持っている状態の温度とされる。さらに、待機時間とは、係合機構をオフ状態（解放状態）からオン状態（係合状態）にすることを禁止し、係合機構を冷却させるための期間である。 Here, the third temperature is, for example, a temperature at which the engagement mechanism cannot function (operate) normally. On the other hand, the second temperature is lower than the third temperature, but is a temperature at which the engagement mechanism has heat than usual. Further, the waiting time is a period for prohibiting the engagement mechanism from being turned off (released state) to being turned on (engaged state) and cooling the engagement mechanism.
よって、一旦係合機構の係合を解放した後、前記規定時間が経過していない状態では、係合機構の温度が高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに前記規定時間だけ暫く待機する。これにより、係合機構の温度を低下させることができ、その発熱に起因して係合機構が正常に機能しなくなることを防止できる。 Therefore, after the engagement mechanism is once released, the engagement mechanism temperature is high when the specified time has not elapsed, so the transition from the continuously variable transmission mode to the fixed gear transmission mode is not performed. Wait for the specified time. Thereby, the temperature of the engagement mechanism can be lowered, and the engagement mechanism can be prevented from malfunctioning due to the heat generation.
また、係合機構が係合状態にある場合において、上記の検出温度が第３の温度より高い場合には、制御手段は、係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更（即ち、固定段変速モードから無段変速モードへの移行）を許可する。好適な例では、前記制御手段は、前記検出温度が前記第３の温度より高い場合において、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可する場合には、その変更後他の規定時間（本実施形態における第２の待機時間又は第２の規定時間に相当）が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更は禁止する。 Further, when the engagement mechanism is in the engagement state, if the detected temperature is higher than the third temperature, the control unit changes the shift mode for changing the engagement mechanism from the engagement state to the release state. (That is, transition from the fixed speed mode to the continuously variable speed mode) is permitted. In a preferred example, when the detected temperature is higher than the third temperature, the control means permits the change of the shift mode for changing the engagement mechanism from the engaged state to the released state. The shift mode in which the engagement mechanism is changed from the released state to the engaged state until another specified time (corresponding to the second standby time or the second specified time in the present embodiment) elapses after the change. Changes are prohibited.
よって、この場合、前記他の規定時間が経過していない状態では、係合機構の温度が高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに前記他の規定時間だけ暫く待機する。ここで、係合機構の温度が第３の温度を超えた場合は、第２の温度と第３の温度の間にある場合よりもより放熱が要求される状況となるため、前記他の規定時間を前記規定時間より大きくすることが好ましい。これにより、係合機構の温度が高いことに起因して、係合機構が正常に機能しなくなることを防止できる。 Therefore, in this case, since the temperature of the engagement mechanism is high in a state where the other specified time has not elapsed, the transition from the continuously variable transmission mode to the fixed speed transmission mode is not performed for a while for the other specified time. stand by. Here, when the temperature of the engagement mechanism exceeds the third temperature, the heat dissipation is required more than when the temperature is between the second temperature and the third temperature. It is preferable to set the time longer than the specified time. This prevents the engagement mechanism from functioning normally due to the high temperature of the engagement mechanism.
以上の構成を有する車両の制御装置によれば、係合機構の温度が高いことに起因して生じる係合機構の動作不良を防止でき、さらに係合機構の検出温度に応じた適切な変速制御を行うことができる。 According to the vehicle control apparatus having the above-described configuration, it is possible to prevent malfunction of the engagement mechanism caused by the high temperature of the engagement mechanism, and to perform appropriate shift control according to the detected temperature of the engagement mechanism. It can be performed.
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.
[ハイブリット車両の駆動機構の構成]
図１に本発明を適用したハイブリッド車両の駆動機構の概略構成を示す。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、エンジン１、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２０を備える。動力源に相当するエンジン１と、回転数制御機構に相当する第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の出力軸３には、駆動トルク又はブレーキ力のアシストを行うための副動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。第２のモータジェネレータＭＧ２と出力軸３とはＭＧ２変速部６を介して接続されている。さらに、出力軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。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とは、バッテリー、インバータ、又は適宜のコントローラ（図示せず）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するように構成されている。
[Configuration of hybrid vehicle drive mechanism]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a drive mechanism of a hybrid vehicle to which the present invention is applied. The example of FIG. 1 is a hybrid vehicle called a mechanical distribution type two-motor type, and includes an engine 1, a first motor generator MG 1, a second motor generator MG 2, and a
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼル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はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴う反力トルクが作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。
The engine 1 is a heat engine that generates power by burning fuel, and examples thereof include a gasoline engine and a diesel engine. The first motor generator MG1 generates power mainly by receiving torque from the engine 1 and rotating, and reaction force torque accompanying power generation acts. By controlling the rotational speed of first motor generator MG1, the rotational speed of engine 1 changes continuously. Such a speed change mode is called a continuously variable speed change mode. The continuously variable transmission mode is realized by a differential action of a
第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。 The second motor generator MG2 is a device that assists the driving torque or the braking force. When assisting the drive torque, the second motor generator MG2 receives power supply and functions as an electric motor. On the other hand, when assisting the braking force, the second motor generator MG2 functions as a generator that is rotated by the torque transmitted from the drive wheels 9 to generate electric power.
図２は、図１に示す第１及び第２のモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、並びに動力分配機構２０の構成を示す。
FIG. 2 shows a configuration of first and second motor generators MG1 and MG2 and
動力分配機構２０は、エンジン１の出力トルクを第１のモータジェネレータＭＧ１と出力軸３とに分配する機構であり、差動作用を生じるように構成されている。具体的には複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にエンジン１が連結され、第２の回転要素に第１のモータジェネレータＭＧ１が連結され、第３の回転要素に出力軸３が連結され、第４の回転要素に電磁クラッチ８０が接続される。電磁クラッチ８０を解放した状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１の回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。一方、電磁クラッチ８０を係合して第４の回転要素を固定すると、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン回転数が出力回転数より小さくなる状態）に固定され、固定段変速モードが実現される。
The
本実施形態では、図２に示すように、動力分配機構２０は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される。第１の遊星歯車機構はリングギヤ２１、キャリア２２、サンギヤ２３を備え、第２の遊星歯車機構はリングギヤ２５、キャリア２６、サンギヤ２７を備える。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリア２２に連結され、そのキャリア２２は第２の遊星歯車機構のリングギヤ２５に連結されている。これらが第１の回転要素を構成する。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１は第１の遊星歯車機構のサンギヤ２３に連結され、これらが第２の回転要素を構成している。
The
第１の遊星歯車機構のリングギヤ２１と第２の遊星歯車機構のキャリア２６は相互に連結されているとともに出力軸３に連結されている。これらが第３の回転要素を構成している。また、第２の遊星歯車機構のサンギヤ２７は第４の回転要素に対応し、電磁クラッチ８０に連結している。
The
図３（ａ）に電磁クラッチ８０の構成例を示す。図３（ａ）は電磁クラッチ８０の要部断面図を示す。この例では、電磁クラッチ８０は、本発明の係合機構に相当し、電磁アクチュエータ６０と、一対のドグ歯７１、７２よりなるクラッチ７０と、温度センサ（図４に示す温度検出手段）９０と、を備えて構成される。
FIG. 3A shows a configuration example of the
電磁アクチュエータ６０は、後述する電磁クラッチ駆動回路５１から出力される信号に基づいて駆動制御され、一方のドグ歯７１を移動させて一方のドグ歯７１を他方のドグ歯７２に係合又は解放させる役割を果たす。電磁アクチュエータ６０は、シャフト６１と、滑り軸受け６２と、金属素材等にて形成された一対のプランジャ６３、６４と、ヨーク６５と、コイル６６と、復帰バネ６７と、ケース６８と、を有する。
The
シャフト６１の外周面の少なくとも一部には、一方のプランジャ６３を他方のプランジャ６４に係合させる方向及びその逆方向（矢印Ｙ１方向）に移動させるための滑り軸受け６２が設けられている。一方のプランジャ６３は、滑り軸受け６２に取り付けられている。他方のプランジャ６４は、一方のプランジャ６３と係合する形状を有し、一方のプランジャ６３と対向した状態でケース６８の内側に取り付けられている。ヨーク６５は、例えば磁性体であり、一対のプランジャ６３、６４の外側に配置されている。ヨーク６５の一部は、一対のプランジャ６３の一部と当接している。コイル６６は、ヨーク６５と、一対のプランジャ６３、６４との間に配置され、コイル６６には電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電力が供給される。復帰バネ６７は、一方のプランジャ６３の一部とケース６８の内側との間に位置するシャフト６１に取り付けられ、一方のプランジャ６３を他方のプランジャ６４から引き離す方向に作用させる押しバネである。ケース６８は、車体などに固定されており、シャフト６１、滑り軸受け６２、一対のプランジャ６３、６４、ヨーク６５、コイル６６、復帰バネ６７を夫々収容している。
At least a part of the outer peripheral surface of the
一方のドグ歯７１は、回転不能に構成される固定部材であり、一方のプランジャ６３の移動に伴って、当該一方のプランジャ６３と同方向（矢印Ｙ２方向）に且つ同一の距離だけ移動可能な状態で電磁アクチュエータ６０の壁面に支持されている。一方のドグ歯７１の一端側の内周面には複数の内歯７１ａが設けられている。
One
他方のドグ歯７２は、回転可能に構成される回転部材であり、第２の遊星歯車機構のサンギヤ２７に連結されている。このため、他方のドグ歯７２は、第４の回転要素であるサンギヤ２７の回転に従って回転する。他方のドグ歯７２の外周部には、一方のドグ歯７１の複数の内歯７１ａと係合するための複数の外歯が設けられている。
The
温度センサ（温度検出手段）９０は、図３（ａ）では図示を省略するが、例えばコイル６６と接触する位置に設けられ、第３ＭＧＥＣＵ３４からの指令信号に基づき電力の供給によって発熱したコイル６６の温度を検出する。温度検出手段９０により検出されたコイル６６の温度データは、第３ＭＧＥＣＵ３４に出力される。これにより、第３ＭＧＥＣＵ３４は、コイル６６の温度、さらには電磁クラッチ８０の温度を検出する。なお、本発明では、温度検出手段９０をコイル６６と接触する位置に設けることは必須ではなく、電磁クラッチ８０の温度を検出することができれば、温度検出手段９０を電磁クラッチ８０のどの位置に設けてもよい。また、本発明では、温度検出手段９０は、特に温度センサである必要はなく、例えば電磁アクチュエータ６０のコイル６６に供給する電力からその抵抗値を算出し、その抵抗値に基づき温度を推定することが可能な手段であっても構わない。
Although not shown in FIG. 3A, the temperature sensor (temperature detection means) 90 is provided, for example, at a position in contact with the
以上の構成を有する電磁クラッチ８０では、後述する第３ＭＧＥＣＵ３４からの指令信号の下、電磁クラッチ駆動回路５１を通じてコイル６６に所定の電力を供給することにより、コイル６６の周囲に磁界が形成され、ヨーク６５内に磁束が生じる。これにより、ヨーク６５の一部に当接している一方のプランジャ６３が磁化される。このため、一方のプランジャ６３は、所定の間隔を置いて対向配置された他方のプランジャ６４に吸引されて、復帰バネ６７の弾性力に抗して滑り軸受け６２上を他方のプランジャ６４に向かって移動し、他方のプランジャ６４と係合する。これに伴って、一方のドグ歯７１が他方のドグ歯７２と係合し、電磁クラッチ８０がオン状態（係合状態）となる。なお、この場合、一方のドグ歯７１側の軸が固定されることになるので、第４の回転要素であるサンギヤ２７が固定、即ちサンギヤ２７の回転が阻止される。
In the electromagnetic clutch 80 having the above-described configuration, a magnetic field is formed around the
一方、第３ＭＧＥＣＵ３４からの指令信号の下、電磁クラッチ駆動回路５１を通じてコイル６６への電力の供給を止めると、一方のプランジャ６３は磁化されなくなるので、復帰バネ６７の弾性力により一方のプランジャ６３は滑り軸受け６２上を他方のプランジャ６４と離隔する方向に移動し、一方のプランジャ６３と他方のプランジャ６４との係合が解放する。これに伴って、一方のドグ歯７１と他方のドグ歯７２との係合が解放し、電磁クラッチ８０がオフ状態（解放状態）となる。
On the other hand, when the supply of electric power to the
図２に戻り、第１のモータジェネレータＭＧ１には、ロータ１１の回転を検出するレゾルバ１２が設けられている。第２のモータジェネレータＭＧ２のロータ４１はＭＧ２変速部６を介して出力軸と連結されており、ロータ４１の回転を検出するレゾルバ４２が設けられている。また、図２に示すように、電磁クラッチ８０には、他方のドグ歯７２側の回転を検出するレゾルバ３２が設けられている。
Returning to FIG. 2, the first motor generator MG <b> 1 is provided with a
上述のように、電磁クラッチ８０を解放（オフ）状態とすると無段変速モードとなる。具体的には、第１の回転要素であるキャリア２２にエンジン１の出力トルクが作用し、第２の回転要素であるサンギヤ２３に第１のモータジェネレータ２３による反力トルクが作用するので、第３の回転要素である出力軸３及び第４の回転要素であるサンギヤ２７にはエンジン１と同方向に回転するトルクが作用する。この場合、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数変化に応じてエンジン１の回転数が変化し、無段変速モードでの運転が行われる。
As described above, when the
一方、電磁クラッチ８０を係合（オン）状態とすると固定段変速モードとなる。具体的には、第４の回転要素であるサンギヤ２７の回転を止めると、エンジン１の回転に対して電磁クラッチ８０により反力トルクを与えることになるので、第１のモータジェネレータＭＧ１はいわゆる空転状態となる。その結果、動力分配機構２０の構成によって定まる変速比に固定され、固定段変速モードでの運転が行われる。
On the other hand, when the
[ハイブリット車両の制御系の構成]
図３（ｂ）に、上記のモータジェネレータ及び電磁クラッチ８０を制御する制御系の構成を示す。本実施形態の制御系では、図示のように、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を独立に駆動制御するように第１ＭＧＥＣＵ１４及び第２ＭＧＥＣＵ４４が設けられる。
[Configuration of control system for hybrid vehicle]
FIG. 3B shows the configuration of a control system that controls the motor generator and the
第１ＭＧＥＣＵ１４は、インバータ１３を通じて第１のモータジェネレータにＭＧ１に駆動電力を供給する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転はレゾルバ１２により検出され、第１ＭＧＥＣＵ１４に送られる。第１ＭＧＥＣＵ１４は、レゾルバ１２からの回転検出信号に基づいて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転を制御する。
The
同様に、第２ＭＧＥＣＵ４４は、インバータ４３を通じて第２のモータジェネレータにＭＧ２に駆動電力を供給する。第２のモータジェネレータＭＧ２の回転はレゾルバ４２により検出され、第２ＭＧＥＣＵ４４に送られる。第２ＭＧＥＣＵ４４は、レゾルバ４２からの回転検出信号に基づいて、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転を制御する。
Similarly, the
また、図２を参照して説明したように、電磁クラッチ８０に設けられたレゾルバ３２はドグ歯７２側の軸の回転を検出し、クラッチ回転検出信号を第３ＭＧＥＣＵ３４に供給する。第３ＭＧＥＣＵ３４は、レゾルバ３２からのクラッチ回転検出信号を第２ＭＧＥＣＵ４４に供給する。また、第３ＭＧＥＣＵ３４は、第２ＭＧＥＣＵ４４から与えられる制御信号に基づいて電磁クラッチ駆動回路５１を制御して、電磁クラッチ８０のオン／オフを制御する。
As described with reference to FIG. 2, the
さらに、本実施形態では、モータジェネレータ毎に設けられた第１ＭＧＥＣＵ１４及び第２ＭＧＥＣＵ４４を統括制御するＨＶＥＣＵ９が設けられる。ＨＶＥＣＵ９は、第２ＭＧＥＣＵ４４と接続されるとともに、第２ＭＧＥＣＵ４４を通じて第１ＭＧＥＣＵ１４及び第３ＭＧＥＣＵ３４に制御指示や制御指令値などを供給する。
Further, in the present embodiment, an HVECU 9 that controls the
[電磁クラッチの温度に応じた変速制御]
次に、本実施形態に係る電磁クラッチ８０の温度に応じた変速制御について説明する。
[Shift control according to electromagnetic clutch temperature]
Next, the shift control according to the temperature of the electromagnetic clutch 80 according to the present embodiment will be described.
本実施形態のようなハイブリット車両では、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転を行うが、固定段変速モードでの運転を頻繁に実施すると、電磁クラッチ８０の焼き付きなどが生じて、変速モードの変更に悪影響を及ぼす虞がある。 In the hybrid vehicle as in the present embodiment, the driving is performed by switching between the continuously variable transmission mode and the fixed gear shifting mode. However, if the driving in the fixed gear shifting mode is frequently performed, the electromagnetic clutch 80 may be seized. There is a risk of adversely affecting the change of the transmission mode.
具体的には、かかるハイブリット車両では、電磁アクチュエータ６０のコイル６６に電力を供給することで電磁クラッチ８０をオン状態とし、固定段変速モードでの運転を行う。この場合、コイル６６への通電によってコイル６６が発熱するため、その熱が電磁アクチュエータ６０の全体及びクラッチ７０に伝わる。そのため、固定段変速モードでの運転が頻繁に行われると、電磁クラッチ８０の温度が高くなってしまい、その温度によってはコイル６６の焼き付きなどを招き、変速モードの変更に支障を来たす虞がある。
Specifically, in such a hybrid vehicle, the
そこで、本実施形態では、電磁クラッチ８０（例えば電磁アクチュエータ６０）の温度を温度検出手段９０によって検出（又は推定）し、その検出（又は推定）した温度に応じて適切な変速モードの変更を行うことで、上記した課題を解決する。 Therefore, in the present embodiment, the temperature of the electromagnetic clutch 80 (for example, the electromagnetic actuator 60) is detected (or estimated) by the temperature detecting means 90, and an appropriate shift mode is changed according to the detected (or estimated) temperature. Thus, the above-described problems are solved.
具体的には、本実施形態では、まず、電磁クラッチ８０が解放された状態（無段変速モードでの運転状態）において、温度検出手段９０により電磁クラッチ８０の温度を検出（又は推定）し、その検出温度が第１の閾値（第１の温度の比較値）を超えている場合には、電磁クラッチ８０をオフ状態（解放状態）からオン状態（係合状態）に変更することを禁止する。ここで、第１の閾値は、例えば電磁クラッチ８０を正常に機能（動作）させることができない値とされる。これにより、電磁クラッチ８０の温度が高いことに起因して、電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。
Specifically, in the present embodiment, first, the temperature of the
また、電磁クラッチ８０が係合された状態（固定段変速モードでの運転状態）において、電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値（第２の温度の比較値）と第３の閾値（第３の温度の比較値）の間にある場合には、とりあえず固定段変速モードでの運転を継続する。しかし、燃費などの観点を考慮して固定段変速モードから無段変速モードへの変更が行われた後は、第１の規定時間（第１の待機時間）が経過するまでは電磁クラッチ８０を解放状態から係合状態に変更することを禁止する。ここで、第３の閾値は、例えば電磁クラッチ８０を正常に機能させることができない値とされる。また、第３の閾値は第２の閾値より大きい値とされる。さらに、待機時間とは、電磁クラッチ８０を解放状態から係合状態にすることを禁止し、電磁クラッチ８０を冷却させるための期間である。
Further, in a state where the
よって、この場合、第１の待機時間が経過していない状態では、電磁クラッチ８０の温度が高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに第１の待機時間だけ暫く待機する。これにより、電磁クラッチ８０の温度を低下させることができ、その発熱に起因して電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。
Therefore, in this case, in a state where the first standby time has not elapsed, the temperature of the
一方、電磁クラッチ８０が係合された状態において、電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値を超えている場合には、直ちに、電磁クラッチ８０を係合状態から解放状態に変更すると共に、その後第２の規定時間（第２の待機時間）が経過するまでは電磁クラッチ８０を解放状態から係合状態に変更することを禁止する。よって、この場合、第２の待機時間が経過していない状態では、電磁クラッチ８０の温度が未だ高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに第２の待機時間だけ暫く待機する。ここで、電磁クラッチ８０の温度が第３の閾値を超えた場合は、第２の閾値と第３の閾値の間にある場合よりもより放熱が要求される状況となるため、第２の待機時間を第１の待機時間より大きくすることが好ましい。これにより、電磁クラッチ８０の温度が高いことに起因して、電磁クラッチが正常に機能しなくなることを防止できる。
On the other hand, when the detected temperature of the
以上のように、本実施形態によれば、電磁クラッチの温度が高いことに起因して生じる電磁クラッチの動作不良を防止でき、さらに電磁クラッチ８０の検出温度に応じた適切な変速制御を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent malfunction of the electromagnetic clutch caused by the high temperature of the electromagnetic clutch, and to perform appropriate shift control according to the detected temperature of the
[電磁クラッチの温度に応じた変速制御処理]
次に、図４を参照して、本実施形態に係る電磁クラッチ８０の温度に応じた変速制御処理について説明する。図４は、電磁クラッチ８０の温度に応じた変速制御処理の一例に係るフローチャートを示す。なお、この処理は、主として図３（ｂ）に示す第３ＭＧＥＣＵ３４（又はＨＶＥＣＵ９）により繰り返し実行される。
[Shift control processing according to the temperature of the electromagnetic clutch]
Next, with reference to FIG. 4, the shift control process according to the temperature of the electromagnetic clutch 80 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 shows a flowchart according to an example of a shift control process according to the temperature of the
この変速制御処理の例では、まず、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の駆動を制御して、電磁クラッチ８０がオフ状態となる無段変速モードでの運転（走行）を実施する（ステップＳ１）。次に、第３ＭＧＥＣＵ３４は、変速待機時間フラグＮ（Ｎ：自然数）がＯＦＦ状態にあるか否かについて判定する（ステップＳ２）。
In this example of the shift control process, first, the
ここで、変速待機時間フラグＮは、ＯＮ（オン）とＯＦＦ（オフ）の２つの状態のうちいずれかの状態に設定される。本処理における初回目の変速待機時間フラグＮはＯＦＦ状態であり、後述するステップＳ９又はステップＳ１３を実行することによって変速待機時間フラグＮはＯＮ状態となり、また、ステップＳ９又はステップＳ１３の実行後に各ステップを経てステップＳ３に戻り、このステップＳ３での判定がＹＥＳとされることにより変速待機時間フラグＮはＯＦＦ状態となる。なお、変速待機時間フラグＮにおける待機時間の意義については後述する。 Here, the shift waiting time flag N is set to one of two states, ON (on) and OFF (off). The first shift waiting time flag N in this process is in an OFF state, and the shift waiting time flag N is turned ON by executing step S9 or step S13 described later, and each step after step S9 or step S13 is executed. After stepping, the process returns to step S3, and when the determination in step S3 is YES, the shift waiting time flag N is turned off. The meaning of the standby time in the shift standby time flag N will be described later.
変速待機時間フラグがＯＦＦでない場合には（ステップＳ２；ＮＯ）には、ステップＳ３に移行する。ここで、本処理における初回目の変速待機時間フラグＮはＯＦＦ状態であるためステップＳ３についての説明は後述する。 If the shift waiting time flag is not OFF (step S2; NO), the process proceeds to step S3. Here, since the first shift waiting time flag N in this process is in the OFF state, the description of step S3 will be described later.
一方、変速待機時間がＯＦＦである場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁アクチュエータ６０のコイル６６に短絡や断線などが生じてなく電磁クラッチ８０を正常に動作させることが可能な状態にあるか否かについて判定すると共に、上記した温度検出手段９０によって検出（又は推定）された電磁クラッチ８０の検出温度（又は推定温度）が第１の閾値より小さいか否かについて判定する（ステップＳ４）。 電磁クラッチ８０を正常に動作させることが不可能な状態にある場合、及び、電磁クラッチ８０の検出温度が第１の閾値より小さくない場合（ステップＳ４；ＮＯ）には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、無段変速モードから固定段変速モードへ移行する判定は行わない。この場合には、ステップＳ１へ戻り、第３ＭＧＥＣＵ３４は無段変速モードでの運転を継続する。
On the other hand, when the shift waiting time is OFF (step S2; YES), the
一方、電磁クラッチ８０を正常に動作させることが可能な状態にあり、しかも電磁クラッチ８０の検出温度が第１の閾値より小さい場合には（ステップＳ４；ＹＥＳ）、電磁クラッチ８０を係合させて無段変速モードから固定段変速モードへ移行しても問題はない。よって、この場合には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、他の条件を考慮して、無段変速モードから固定段変速モードへ移行しても良いか否かの判定を行う（ステップＳ５）。固定段変速モードへの移行を不許可（又は禁止）とする場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ１へ戻り、第３ＭＧＥＣＵ３４は無段変速モードでの運転を継続する。一方、固定段変速モードへの移行を許可する場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の駆動を制御して、電磁クラッチ８０をオン状態（係合状態）とし、無段変速モードから固定段変速モードへ移行する（ステップＳ６）。固定段変速モードへ移行することにより電磁クラッチ８０の温度が上昇するので、続いて、第３ＭＧＥＣＵ３４は、温度検出手段９０を通じて電磁クラッチ８０の温度を再び検出（又は推定）する（ステップＳ７）。
On the other hand, when the electromagnetic clutch 80 can be normally operated and the detected temperature of the
即ち、固定段変速モードでの運転を行っている場合は、電磁クラッチ８０がオン状態（係合状態）となっている。この場合、電磁アクチュエータ６０のコイル６６には、一方のドグ歯７１と他方のドグ歯７２との係合を維持（言い換えれば、他方のプランジャ６４と係合状態にある一方のプランジャ６３が、復帰バネ６７の弾性力によって他方のプランジャ６４から解放されないように）するために所定の大きさの電力が供給されている。そのため、この状態においてはコイル６６からの発熱を受けて電磁クラッチ８０の温度が上昇する。このため、第３ＭＧＥＣＵ３４は、再度、電磁クラッチ８０の温度を検出（又は推定）することとしている。
That is, when driving in the fixed speed mode, the
次に、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値以上の大きさであるか否かについて判定する（ステップＳ８）。
Next, the
電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値以上の大きさである場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、変速待機時間フラグ２をＯＮ状態とする（ステップＳ９）。続いて、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の係合を直ちに解放し（ステップＳ１０）、固定段変速モードから無段変速モードへ移行する（ステップＳ１１）。
If the detected temperature of the
さて、ステップＳ８に戻り、電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値未満である場合（ステップＳ８；ＮＯ）には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値より大きいか否かについて判定する（ステップＳ１２）。
Now, returning to step S8, when the detected temperature of the
電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値より大きくない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）には、ステップＳ１４へ進み、第３ＭＧＥＣＵ３４は、固定段変速モードでの運転を続行する。一方、電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値より大きい場合、即ち、第２の閾値＜電磁クラッチ８０の検出温度＜第３の閾値を満たす場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、変速待機時間フラグ１をＯＮ状態とし（ステップＳ１３）、固定段変速モードでの運転を継続する（ステップＳ１４）。その後、燃費などの観点を考慮して固定段変速モードから無段変速モードへ移行する必要などを考慮し、第３ＭＧＥＣＵ３４は、固定段変速モードから無段変速モードへ移行するための判定を実施する（ステップＳ１５）。
When the detected temperature of the
無段変速モードへの移行を不許可（又は禁止）とする場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、ステップＳ１４に戻り、第３ＭＧＥＣＵ３４は固定段変速モードでの運転を継続する。一方、無段変速モードへの移行を許可する場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の係合を解放し（ステップＳ１０）、さらに固定段変速モードから無段変速モードへ移行する（ステップＳ１１）。
When the transition to the continuously variable transmission mode is not permitted (or prohibited) (step S15; NO), the process returns to step S14, and the
次回の変速制御処理においては、第３ＭＧＥＣＵ３４は、無段変速モードでの運転を継続すると共に（ステップＳ１）、さらに変速待機時間フラグ２がＯＦＦ状態にあるか否かについて判定する（ステップＳ２）。いま、上記のステップＳ９の実行によって変速待機時間フラグ２がＯＮ状態にある場合（ステップＳ２；ＮＯ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、前回の変速モード（即ち、ステップＳ６における固定段変速モード）からの経過時間が待機時間（ここでは、第２の待機時間又は第２の規定時間に相当）より大きいか否かについて判定する（ステップＳ３）。
In the next shift control process, the
ここで、待機時間とは、電磁クラッチ８０をオフ状態（解放状態）からオン状態（係合状態）にすることを禁止し、電磁クラッチ８０を冷却させるための期間である。よって、前回の変速モードからの経過時間が第２の待機時間より大きくない場合には（ステップＳ３；ＮＯ）、電磁クラッチ８０の温度が高いので、処理はステップＳ１へ戻る。つまり、ステップＳ４の判定を経て無段変速モードから固定段変速モードへ移行するための判定（ステップＳ５）を第２の待機時間だけ実施せずに暫く待機する。これにより、電磁クラッチ８０の温度を低下させることができ、その発熱に起因した電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。
Here, the standby time is a period for prohibiting the electromagnetic clutch 80 from being turned off (released state) to being turned on (engaged state) and cooling the
一方、前回の変速モードからの経過時間が第２の待機時間より大きい場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、電磁クラッチ８０の温度が十分に低下しており、その発熱に起因して
電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなる虞はないので、ステップＳ４へ移行する。
On the other hand, when the elapsed time from the previous shift mode is longer than the second standby time (step S3; YES), the temperature of the
また、次回の変速制御処理においては上記のステップＳ１３の実行によって変速待機時間フラグ１がＯＮ状態にある場合（ステップＳ２；ＮＯ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、前回の変速モード（即ち、ステップＳ６における固定段変速モード）からの経過時間が待機時間（ここでは、第１の待機時間又は第１の規定時間に相当）より大きいか否を判定する（ステップＳ３）。
In the next shift control process, when the shift waiting time flag 1 is in the ON state by executing step S13 (step S2; NO), the
ここで、電磁クラッチ８０の温度が第３の閾値を超えた場合は、第２の閾値と第３の閾値の間にある場合よりもより放熱が要求される状況となるため、第２の待機時間を第１の待機時間より大きくすることが好ましい。
Here, when the temperature of the
前回の変速モードからの経過時間が第１の待機時間より大きくない場合には（ステップＳ３；ＮＯ）、電磁クラッチ８０の放熱は未だ十分ではないので、ステップＳ１に戻り、ステップＳ４の判定を経て無段変速モードから固定段変速モードへ移行するための判定（ステップＳ５）を第１の待機時間だけ実施せずに暫く待機する。これにより、電磁クラッチ８０の温度を低下させることができ、その発熱に起因して電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。
If the elapsed time from the previous shift mode is not greater than the first standby time (step S3; NO), the heat release of the
一方、前回の変速モードからの経過時間が第１の待機時間より大きい場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、電磁クラッチ８０の温度が十分に低下しており、その発熱に起因して電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることはないので、ステップＳ４へ移行する。
On the other hand, when the elapsed time from the previous shift mode is longer than the first standby time (step S3; YES), the temperature of the
１ エンジン
９ ＨＶＥＣＵ
１４ 第１ＭＧＥＣＵ
１２、３２、４２ レゾルバ
２０ 動力分配機構
３４ 第３ＭＧＥＣＵ
４４ 第２ＭＧＥＣＵ
５１ 電磁クラッチ駆動回路
６０ 電磁アクチュエータ
６３、６４ プランジャ
６６ コイル
６７ 復帰バネ
７０ クラッチ
７１、７２ ドグ歯
８０ 電磁クラッチ
９０ 温度検出手段
1 Engine 9 HVECU
14 1st MGECU
12, 32, 42
44 2nd MGECU
51 Electromagnetic
Claims (3)
前記係合機構の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出温度に応じて前記変速モードを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記係合機構が解放状態にある場合において前記検出温度が第１の温度より高い場合には前記変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第２の温度から第３の温度の範囲にある場合には、前記係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更を許可すると共に当該変速モードの変更後規定時間が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第３の温度より高い場合には、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可することを特徴とする車両の制御装置。 A vehicle control device including an engagement mechanism that is engaged by an electromagnetic actuator, and a drive mechanism that changes a speed change mode depending on whether or not the engagement mechanism is engaged.
Temperature detecting means for detecting the temperature of the engagement mechanism;
Control means for controlling the speed change mode according to the detected temperature,
The control means prohibits the change of the shift mode when the detected temperature is higher than the first temperature when the engagement mechanism is in the released state, and when the engagement mechanism is in the engaged state. When the detected temperature is in the range from the second temperature to the third temperature, the change of the shift mode for changing the engagement mechanism from the engaged state to the released state is permitted and the post-change regulation of the shift mode is permitted. Until the time elapses, the change of the shift mode for changing the engagement mechanism from the released state to the engaged state is prohibited, and the detected temperature is the third temperature when the engagement mechanism is in the engaged state. If higher, the vehicle control device permits the change of the shift mode for changing the engagement mechanism from the engaged state to the released state.
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