JP2014125076A - Electric vehicle and control method for the same - Google Patents
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Abstract
【課題】差動装置の第3の回転要素を固定装置により回転不能に固定して走行している場合に変速装置の変速が行なわれるときのトルク補償制御を適切に実行する。
【解決手段】トルク補償制御部76は、変速中における自動変速部の出力トルクの変動を抑制するようにトルク補償を実行する。トルク補償制御部76は、ブレーキBcrを作動させてモータジェネレータMG1,MG2で走行する両駆動EV走行時に変速が行なわれるとき、ブレーキBcrが滑らないようにモータジェネレータMG1,MG2によるトルク補償を実行する。
【選択図】図8Torque compensation control is appropriately executed when shifting of a transmission is performed when traveling with a third rotating element of a differential gear fixed to be non-rotatable by a fixing device.
A torque compensation controller performs torque compensation so as to suppress fluctuations in output torque of an automatic transmission during a shift. Torque compensation control section 76 executes torque compensation by motor generators MG1 and MG2 so that brake Bcr does not slip when shifting is performed during both-drive EV traveling that operates with motor generators MG1 and MG2 by operating brake Bcr. .
[Selection] Figure 8
Description
この発明は、電動車両および電動車両の制御方法に関し、特に、第1の電動機に連結される第1の回転要素、第2の電動機に連結される第2の回転要素、および第3の回転要素によって構成される差動装置と、第2の回転要素と駆動軸との間に設けられる変速装置とを備える電動車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an electric vehicle and an electric vehicle control method, and in particular, a first rotating element connected to a first electric motor, a second rotating element connected to a second electric motor, and a third rotating element. The present invention relates to an electric vehicle provided with a differential device constituted by the above and a transmission provided between a second rotating element and a drive shaft, and a control method therefor.
特開2010−125938号公報(特許文献1)は、上記のような差動装置と変速装置とを備える電動車両の制御装置を開示する。この制御装置においては、有段変速部(変速装置)の変速のトルク相において有段変速部の出力トルクが一時的に落込む時期にトルクを補うことによってその出力トルクの落込みを小さくするトルク相補償制御が実行される(特許文献1参照)。 Japanese Patent Laying-Open No. 2010-125938 (Patent Document 1) discloses a control device for an electric vehicle including the above-described differential and transmission. In this control device, torque that compensates for torque when the output torque of the stepped transmission unit temporarily drops during the torque phase of the stepped transmission unit (transmission device) to reduce the drop in the output torque. Phase compensation control is executed (see Patent Document 1).
上記のような電動車両において、差動装置の第3の回転要素に固定装置を設け、その固定装置により第3の回転要素を回転不能に固定することによって、第1および第2の電動機の双方の駆動力を用いた電動機走行(EV走行)をすることができる。このような走行状況下で変速装置の変速が行なわれる場合、変速装置の出力トルクの変動を抑制するようにその出力トルクを補償するトルク補償制御を第1および第2の電動機でどのように分担して実行するかについて、上記特許文献では特に検討されていない。 In the electric vehicle as described above, a fixing device is provided on the third rotating element of the differential device, and the third rotating element is fixed to be non-rotatable by the fixing device, whereby both the first and second electric motors are provided. It is possible to perform electric motor traveling (EV traveling) using this driving force. When shifting of the transmission is performed under such traveling conditions, how the first and second motors share torque compensation control for compensating the output torque so as to suppress fluctuations in the output torque of the transmission. The above-mentioned patent document does not particularly examine whether to execute the process.
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、差動装置および変速装置を備える電動車両において、差動装置の第3の回転要素を固定装置により回転不能に固定して走行している場合に変速装置の変速が行なわれるときのトルク補償制御を適切に実行することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to fix the third rotating element of the differential device in a non-rotatable manner by the fixing device in the electric vehicle including the differential device and the transmission. Thus, when the vehicle is running, torque compensation control when the transmission is shifted is appropriately executed.
この発明によれば、電動車両は、第1および第2の電動機と、差動装置と、変速装置と、固定装置と、制御装置とを備える。差動装置は、第1の電動機に連結される第1の回転要素、第2の電動機に連結される第2の回転要素、および第3の回転要素によって構成される。変速装置は、第2の回転要素と駆動軸との間に設けられる。固定装置は、第3の回転要素を回転不能に固定するために設けられる。制御装置は、第1および第2の電動機、変速装置、ならびに固定装置を制御する。制御装置は、駆動制御部と、トルク補償制御部とを含む。駆動制御部は、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行するように、第1および第2の電動機、固定装置、ならびに変速装置を制御する。トルク補償制御部は、変速装置の変速中における変速装置の出力トルクの変動を抑制するようにトルク補償を実行する。そして、トルク補償制御部は、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、第3の回転要素が回転しないように第1および第2の電動機によるトルク補償を実行する。 According to the present invention, the electric vehicle includes the first and second electric motors, the differential, the transmission, the fixing device, and the control device. The differential device includes a first rotating element connected to the first electric motor, a second rotating element connected to the second electric motor, and a third rotating element. The transmission is provided between the second rotating element and the drive shaft. The fixing device is provided to fix the third rotating element in a non-rotatable manner. The control device controls the first and second electric motors, the transmission, and the fixing device. The control device includes a drive control unit and a torque compensation control unit. The drive control unit controls the first and second electric motors, the fixing device, and the transmission so as to travel in a state where the third rotating element is fixed to be non-rotatable by the fixing device. The torque compensation control unit executes torque compensation so as to suppress fluctuations in the output torque of the transmission during a shift of the transmission. The torque compensation control unit prevents the third rotating element from rotating when the transmission is shifted when the third rotating element is fixed in a non-rotatable state by the fixing device. Torque compensation by the first and second motors is executed.
好ましくは、トルク補償制御部は、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、第3の回転要素が回転しないように第1の電動機のトルクを制限しつつ第2の電動機によるトルク補償を実行する。 Preferably, the torque compensation control unit prevents the third rotation element from rotating when the speed change of the transmission is performed when traveling with the third rotation element being non-rotatably fixed by the fixing device. The torque compensation by the second motor is executed while limiting the torque of the first motor.
好ましくは、トルク補償制御部は、固定装置のトルク容量に基づいて第1の電動機のトルク上限を算出し、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、補償トルクを含む第1の電動機のトルクがトルク上限を超える場合には、第2の電動機のみを用いたトルク補償を実行する。 Preferably, the torque compensation control unit calculates a torque upper limit of the first electric motor based on the torque capacity of the fixing device, and is traveling in a state where the third rotating element is fixed to be non-rotatable by the fixing device. When the transmission is shifted, if the torque of the first motor including the compensation torque exceeds the upper limit of torque, torque compensation using only the second motor is executed.
好ましくは、トルク補償制御部は、固定装置のトルク容量に基づいて第1の電動機のトルク上限を算出し、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、補償トルクを含む第1の電動機のトルクがトルク上限を超える場合には、第1の電動機のトルクをトルク上限に制限する。 Preferably, the torque compensation control unit calculates a torque upper limit of the first electric motor based on the torque capacity of the fixing device, and is traveling in a state where the third rotating element is fixed to be non-rotatable by the fixing device. When the transmission is shifted, if the torque of the first motor including the compensation torque exceeds the torque upper limit, the torque of the first motor is limited to the torque upper limit.
好ましくは、トルク補償制御部は、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、変速装置の変速の非実行時よりも固定装置のトルク容量を増加させる。 Preferably, the torque compensation control unit is configured to perform the shift of the transmission when the third rotation element is fixed in a non-rotatable manner by the fixing device and when the transmission is not performing the shift. Also increases the torque capacity of the fixing device.
好ましくは、トルク補償制御部は、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、固定装置のトルク容量の不足が生じない場合には、トルク容量が不足する場合よりも、第1および第2の電動機のトータルでの効率を示す総合効率が高くなるように、変速装置の変速中における第1および第2の電動機の動作点を決定する。 Preferably, the torque compensation control unit causes a shortage of torque capacity of the fixing device when the transmission is shifted when the third rotation element is fixed in a non-rotatable manner by the fixing device. If there is no torque capacity, the first and second motors during the shifting of the transmission device will have a higher overall efficiency indicating the total efficiency of the first and second motors than when the torque capacity is insufficient. Determine the operating point.
さらに好ましくは、トルク補償制御部は、第1および第2の電動機について動作点毎に予め定められた効率に基づいて、変速装置の変速中における総合効率が最高になるように第1および第2の電動機の動作点を決定する。 More preferably, the torque compensation control unit is configured to set the first and second motors so that the overall efficiency during the shifting of the transmission is maximized based on the efficiency predetermined for each operating point for the first and second motors. Determine the operating point of the motor.
好ましくは、固定装置は、油圧係合ブレーキによって構成される。トルク容量は、油圧係合ブレーキに供給される油圧に基づいて決定される。 Preferably, the fixing device is constituted by a hydraulic engagement brake. The torque capacity is determined based on the hydraulic pressure supplied to the hydraulic engagement brake.
好ましくは、電動車両は、内燃機関をさらに備える。内燃機関は、第3の回転要素に連結される。 Preferably, the electric vehicle further includes an internal combustion engine. The internal combustion engine is connected to the third rotating element.
また、この発明によれば、制御方法は、電動車両の制御方法である。電動車両は、第1および第2の電動機と、差動装置と、変速装置と、固定装置とを備える。差動装置は、第1の電動機に連結される第1の回転要素、第2の電動機に連結される第2の回転要素、および第3の回転要素によって構成される。変速装置は、第2の回転要素と駆動軸との間に設けられる。固定装置は、第3の回転要素を回転不能に固定するために設けられる。そして、制御方法は、変速装置の変速中か否かを判定するステップと、変速装置の変速中における変速装置の出力トルクの変動を抑制するようにトルク補償を実行するステップとを含む。トルク補償を実行するステップは、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、第3の回転要素が回転しないように第1および第2の電動機によるトルク補償を実行するステップを含む。 According to the present invention, the control method is a control method for an electric vehicle. The electric vehicle includes first and second electric motors, a differential, a transmission, and a fixing device. The differential device includes a first rotating element connected to the first electric motor, a second rotating element connected to the second electric motor, and a third rotating element. The transmission is provided between the second rotating element and the drive shaft. The fixing device is provided to fix the third rotating element in a non-rotatable manner. The control method includes a step of determining whether or not the transmission is shifting, and a step of executing torque compensation so as to suppress fluctuations in the output torque of the transmission during the shifting of the transmission. The step of executing the torque compensation is to prevent the third rotating element from rotating when the transmission is shifted when the third rotating element is fixed in a non-rotatable state by the fixing device. Performing torque compensation by the first and second electric motors.
好ましくは、トルク補償を実行するステップは、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、第3の回転要素が回転しないように第1の電動機のトルクを制限しつつ第2の電動機によるトルク補償を実行するステップを含む。 Preferably, the step of executing the torque compensation includes the step of rotating the third rotating element when the speed change of the transmission is performed when traveling with the third rotating element fixed in a non-rotatable state by the fixing device. A step of executing torque compensation by the second electric motor while limiting the torque of the first electric motor so as not to occur.
好ましくは、トルク補償を実行するステップは、固定装置により第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、変速装置の変速の非実行時よりも固定装置のトルク容量を増加させるステップを含む。 Preferably, the step of executing the torque compensation is the non-execution of the speed change of the speed change device when the speed change of the speed change device is performed when traveling with the third rotation element fixed in a non-rotatable state by the fixing device. Increasing the torque capacity of the fixing device over time.
この発明においては、差動装置の第3の回転要素が固定装置により回転不能に固定された状態で走行している場合に変速装置の変速が行なわれるとき、第3の回転要素が回転しないように第1および第2の電動機によるトルク補償が実行される。したがって、この発明によれば、固定装置をスリップさせることなく、変速時のトルク補償制御を実行することができる。 In the present invention, the third rotating element is prevented from rotating when the transmission is shifted when the third rotating element of the differential gear is traveling in a state where the third rotating element of the differential gear is non-rotatably fixed by the fixing device. In addition, torque compensation by the first and second electric motors is executed. Therefore, according to the present invention, torque compensation control at the time of shifting can be executed without slipping the fixing device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
(電動車両の構成)
図1は、この発明の実施の形態1による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両10の全体構成図である。図1を参照して、ハイブリッド車両10は、エンジン12と、差動部20と、自動変速部30と、差動歯車装置42と、駆動輪44とを備える。また、ハイブリッド車両10は、インバータ52と、蓄電装置54と、充電器56と、受電部58と、制御装置60とをさらに備える。なお、ハイブリッド車両10は、たとえばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式によって構成されるが、他の駆動方式で構成されてもよい。
[Embodiment 1]
(Configuration of electric vehicle)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
エンジン12は、内燃機関であり、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等によって構成される。エンジン12は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを差動部20へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、所謂クランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが差動部20に伝達される。
The
差動部20は、エンジン12に連結される。差動部20は、後述のように、インバータ52によって駆動されるモータジェネレータと、エンジン12の出力を自動変速部30への伝達部材とモータジェネレータとに分割する動力分割装置(差動装置)とを含む。差動部20の構成については、後ほど詳しく説明する。
The
自動変速部30は、差動部20に連結され、差動部20に接続される上記伝達部材(自動変速部30の入力軸)の回転速度と差動歯車装置42に接続される駆動軸(自動変速部30の出力軸)の回転速度との比(変速比)を変更可能に構成される。なお、この実施の形態1では、自動変速部30は、変速比を段階的に変更可能な有段式の変速機によって構成されるものとするが、無段式の変速機によって構成してもよい。差動歯車装置42は、自動変速部30の出力軸に連結され、自動変速部30から出力される動力を駆動輪44へ伝達する。なお、自動変速部30の構成についても、差動部20とともに後ほど詳しく説明する。
The
インバータ52は、蓄電装置54に電気的に接続され、制御装置60からの制御信号に基づいて、差動部20に含まれるモータジェネレータを駆動する。インバータ52は、たとえば、三相分の電力用半導体スイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。なお、特に図示しないが、インバータ52と蓄電装置54との間に電圧コンバータを設けてもよい。
蓄電装置54は、再充電可能な直流電源であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置54は、走行用の電力を蓄え、その蓄えられた電力をインバータ52へ供給する。また、蓄電装置54は、受電部58から入力される、車両外部の図示されない電源(以下「外部電源」とも称し、さらに、外部電源による蓄電装置54の充電を「外部充電」とも称する。)によって充電される。さらに、蓄電装置54は、差動部20のモータジェネレータによって発電される電力をインバータ52から受けることによっても充電される。なお、二次電池に代えて電気二重層キャパシタなどの蓄電要素によって蓄電装置54を構成してもよい。
The
充電器56は、蓄電装置54と受電部58との間に電気的に接続され、外部充電時に受電部58から入力される電力を蓄電装置54の電圧レベルに変換して蓄電装置54を充電する。受電部58は、外部電源から電力を受けて充電器56へ出力する。なお、受電部58は、外部電源に電気的に接続されるコネクタやプラグ等であってもよいし、外部電源から非接触で受電するコイルやアンテナ等であってもよい。
制御装置60は、エンジンECU(Electronic Control Unit)62と、MG−ECU64と、電池ECU66と、充電ECU68と、HV−ECU70とを含む。これらの各ECUは、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、後述の各種制御を実行する。なお、各ECUにより実行される制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。なお、この実施の形態1では、制御装置60は、上記の各ECUによって構成されるものとするが、制御装置60を1つのECUによって構成してもよい。
エンジンECU62は、HV−ECU70から受けるエンジントルク指令等に基づいて、エンジン12を駆動するためのスロットル信号や点火信号、燃料噴射信号等を生成し、その生成した各信号をエンジン12へ出力する。MG−ECU64は、HV−ECU70からの指令に基づいて、インバータ52を制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ52へ出力する。
The
電池ECU66は、図示されない電圧センサおよび電流センサによって検出される蓄電装置54の電圧および電流に基づいて、蓄電装置54の充電状態(「SOC(State Of Charge)」とも称され、たとえば満充電状態を100%として0〜100%で表わされる。)を推定し、その推定結果をHV−ECU70へ出力する。充電ECU68は、HV−ECU70からの指令に基づいて、充電器56を制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を充電器56へ出力する。
HV−ECU70は、各種センサの検出信号を受け、ハイブリッド車両10の各機器を制御するための各種指令を生成する。HV−ECU70により実行される主要な制御として、HV−ECU70は、アクセルペダルの操作量や車両速度等に基づいて、エンジン12、差動部20および自動変速部30を所望の状態に制御して走行する走行制御を実行する。また、HV−ECU70は、自動変速部30の変速中、自動変速部30の出力トルクの変動を抑制するようにトルク補償を実行するトルク補償制御を実行する。これらの制御については、後ほど詳しく説明する。
The HV-
図2は、図1に示した制御装置60に対して入出力される主な信号を示したものである。図2を参照して、HV−ECU70は、ハイブリッド車両10の速度を検出する車速センサからの信号、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサからの信号、エンジン12の回転数を検出するエンジン回転数センサからの信号、差動部20に含まれるモータジェネレータMG1(後述)の回転数を検出するMG1回転数センサからの信号、差動部20に含まれるモータジェネレータMG2(後述)の回転数を検出するMG2回転数センサからの信号を受ける。また、HV−ECU70は、差動部20の出力軸(自動変速部30の入力軸に相当する。)の回転数を検出する出力軸回転数センサからの信号、エンジン12のクランク角を検出するエンジンクランク角センサからの信号、エンジン12の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサからの信号、エンジン12に吸気された空気の温度を検出する吸気温センサからの信号をさらに受ける。さらに、HV−ECU70は、ハイブリッド車両10の周囲の外気温度を検出する外気温センサからの信号、シフトレバーによって指示されるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサからの信号、電池ECU66によって推定される蓄電装置54のSOCを示す信号等をさらに受ける。
FIG. 2 shows main signals inputted to and outputted from the
そして、HV−ECU70は、上記の信号に基づいて、たとえばエンジン12の出力トルクの目標を示すエンジントルク指令Terを生成してエンジンECU62へ出力し、エンジントルク指令Terを受けたエンジンECU62は、エンジン12を駆動するためのスロットル信号や点火信号、燃料噴射信号等を生成してエンジン12へ出力する。
The HV-
また、HV−ECU70は、差動部20のモータジェネレータMG1,MG2を駆動するためのトルク指令Tmr1,Tmr2を生成してMG−ECU64へ出力し、充電器56を駆動するための充電指令Pacを生成して充電ECU68へ出力し、さらに、自動変速部30を駆動するための油圧指令を生成して油圧制御部(図示せず)へ出力する。また、HV−ECU70は、エンジン12を停止して差動部20のモータジェネレータMG1,MG2を用いたEV走行の実行時、エンジン12の出力軸を回転不能に固定可能なブレーキBcr(後述)を駆動するための駆動信号を生成する。
The HV-
トルク指令Tmr1,Tmr2を受けたMG−ECU64は、トルク指令Tmr1,Tmr2に相当するトルクをモータジェネレータMG1,MG2が発生するようにインバータ52を制御するための信号PWIを生成し、その生成された信号PWIをインバータ52へ出力する。また、充電指令Pacを受けた充電ECU68は、充電指令Pacに相当する電力が蓄電装置54に充電されるように充電器56を制御するための信号PWCを生成し、その生成された信号PWCを充電器56へ出力する。
The MG-
(差動部および自動変速部の構成)
図3は、図1に示した差動部20および自動変速部30の構成を示した図である。図3を参照して、差動部20は、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割装置24とを含む。モータジェネレータMG1,MG2の各々は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機によって構成される。モータジェネレータMG1,MG2は、インバータ52(図1)によって駆動される。
(Configuration of differential unit and automatic transmission unit)
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
動力分割装置24は、シングルピニオン型のプラネタリギヤによって構成され、サンギヤS0(第1の回転要素RE1)と、ピニオンギヤP0と、リングギヤR0(第2の回転要素RE2)と、キャリアCA0(第3の回転要素RE3)とを含む。第3の回転要素RE3のキャリアCA0は、入力軸22に連結され、ピニオンギヤP0を自転および公転可能に支持する。第1の回転要素RE1のサンギヤS0は、モータジェネレータMG1の回転軸に連結される。第2の回転要素RE2のリングギヤR0は、伝達部材26に連結され、ピニオンギヤP0を介してサンギヤS0と噛み合うように構成される。伝達部材26には、モータジェネレータMG2の回転軸が連結される。すなわち、第2の回転要素RE2のリングギヤR0は、モータジェネレータMG2の回転軸とも連結される。
The power split
動力分割装置24は、サンギヤS0、キャリアCA0およびリングギヤR0が相対的に回転することによって差動装置として機能する。サンギヤS0、キャリアCA0およびリングギヤR0の各回転数は、後述(図5)するように共線図において直線で結ばれる関係になる。動力分割装置24の差動機能により、エンジン12から出力される動力がサンギヤS0とリングギヤR0とに分割される。そして、サンギヤS0に分割された動力によってモータジェネレータMG1が発電機として作動し、モータジェネレータMG1により発電された電力は、モータジェネレータMG2に供給されたり、蓄電装置54(図1)に蓄えられたりする。動力分割装置24により分割された動力を用いてモータジェネレータMG1が発電したり、モータジェネレータMG1により発電された電力を用いてモータジェネレータMG2を駆動したりすることによって、差動部20は無段変速機として機能する。
Power split
キャリアCA0に接続される入力軸22とエンジン12の出力軸との間には、トルクコンバータ14が設けられ、入力軸22には、ブレーキBcrが設けられる。トルクコンバータ14は、エンジン12の出力軸に連結されるポンプインペラ、入力軸22に連結されるタービンランナ、ステータ、およびワンウェイクラッチ等によって構成される流体伝達装置である。
The
ブレーキBcrは、入力軸22を回転不能に固定することによって、第3の回転要素RE3のキャリアCA0を回転不能に固定することができる。ブレーキBcrは、油圧により作動する摩擦係合装置であり、重ねられた複数枚の摩擦板が油圧により押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻付けられたバンドの一端が油圧によって引き締められるバンドブレーキ等によって構成される。なお、ブレーキBcrは、エンジン12を用いた走行時の引き摺りを低減するために所謂ドッグクラッチ型のもので構成してもよく、あるいは電気的なブレーキ(電磁ブレーキ等)によって構成してもよい。
The brake Bcr can fix the carrier CA0 of the third rotating element RE3 in a non-rotatable manner by fixing the
自動変速部30は、シングルピニオン型のプラネタリギヤ32,34と、クラッチC1,C2と、ブレーキB1,B2と、ワンウェイクラッチF1とを含む。プラネタリギヤ32は、サンギヤS1と、ピニオンギヤP1と、キャリアCA1と、リングギヤR1とを含む。プラネタリギヤ34は、サンギヤS2と、ピニオンギヤP2と、キャリアCA2と、リングギヤR2とを含む。
The
クラッチC1,C2およびブレーキB1,B2の各々は、油圧により作動する摩擦係合装置であり、上述の湿式多板型やバンドブレーキ等によって構成される。ワンウェイクラッチF1は、互いに連結されるキャリアCA1およびリングギヤR2を一方向に回転可能とし、かつ、他方向に回転不能に支持する。 Each of the clutches C1 and C2 and the brakes B1 and B2 is a friction engagement device that is operated by hydraulic pressure, and includes the above-described wet multi-plate type, band brake, or the like. The one-way clutch F1 supports the carrier CA1 and the ring gear R2 connected to each other so as to be rotatable in one direction and not rotatable in the other direction.
この自動変速部30においては、クラッチC1,C2、ブレーキB1,B2、およびワンウェイクラッチF1の各係合装置が、図4に示される係合作動表に従って係合されることにより、1速ギヤ段〜4速ギヤ段および後進ギヤ段が択一的に形成される。なお、図4において、「○」は係合状態であることを示し、「(○)」はエンジンブレーキ時に係合されることを示し、空欄は解放状態であることを示す。なお、クラッチC1,C2およびブレーキB1,B2の各係合装置をすべて解放状態にすることにより、ニュートラル状態(動力伝達が遮断された状態)が形成される。
In the
再び図3を参照して、差動部20と自動変速部30とは、伝達部材26〜28によって連結される。そして、プラネタリギヤ34のキャリアCA2に連結される出力軸36が差動歯車装置42に連結される。
Referring to FIG. 3 again,
図5は、差動部20および自動変速部30によって構成される変速機構の共線図である。図5とともに図3を参照して、差動部20に対応する共線図の縦線Y1は、動力分割装置24のサンギヤS0(第1の回転要素RE1)の回転数を示し、すなわちモータジェネレータMG1の回転数を示す。縦線Y2は、動力分割装置24のキャリアCA0(第3の回転要素RE3)の回転数を示し、すなわちエンジン12の回転数を示す。縦線Y3は、動力分割装置24のリングギヤR0(第2の回転要素RE2)の回転数を示し、すなわちモータジェネレータMG2の回転数を示す。なお、縦線Y1〜Y3の間隔は、動力分割装置24のギヤ比に応じて定められている。
FIG. 5 is a collinear diagram of the speed change mechanism constituted by the
また、自動変速部30に対応する共線図の縦線Y4は、プラネタリギヤ34のサンギヤS2の回転数を示し、縦線Y5は、互いに連結されたプラネタリギヤ34のキャリアCA2およびプラネタリギヤ32のリングギヤR1の回転数を示す。また、縦線Y6は、互いに連結されたプラネタリギヤ34のリングギヤR2およびプラネタリギヤ32のキャリアCA1の回転数を示し、縦線Y7は、プラネタリギヤ32のサンギヤS1の回転数を示す。そして、縦線Y4〜Y7の間隔は、プラネタリギヤ32,34のギヤ比に応じて定められている。
The vertical line Y4 in the collinear diagram corresponding to the
クラッチC1が係合すると、差動部20のリングギヤR0にプラネタリギヤ34のサンギヤS2が連結され、サンギヤS2がリングギヤR0と同じ速度で回転する。クラッチC2が係合すると、リングギヤR0にプラネタリギヤ32のキャリアCA1およびプラネタリギヤ34のリングギヤR2が連結され、キャリアCA1およびリングギヤR2がリングギヤR0と同じ速度で回転する。ブレーキB1が係合するとサンギヤS1の回転が停止し、ブレーキB2が係合するとキャリアCA1およびリングギヤR2の回転が停止する。
When the clutch C1 is engaged, the sun gear S2 of the
たとえば、図4の係合作動表に示したように、クラッチC1、ブレーキB2およびワンウェイクラッチF1を係合し(ブレーキB2はエンジンブレーキ時のみ係合、ワンウェイクラッチF1は駆動時にのみ係合)、その他のクラッチおよびブレーキを解放すると、自動変速部30の共線図は「1st」(1速ギヤ段)で示される直線(点線)のようになる。また、クラッチC1およびブレーキB1を係合し、その他のクラッチおよびブレーキを解放すると、自動変速部30の共線図は「2nd」(2速ギヤ段)で示される直線(実線)のようになる。このように、自動変速部30において、クラッチC1,C2およびブレーキB1,B2を図4の係合作動表に従って係合または解放させることにより、1速ギヤ段〜4速ギヤ段、後進ギヤ段、およびニュートラル状態を形成することができる。
For example, as shown in the engagement operation table of FIG. 4, the clutch C1, the brake B2, and the one-way clutch F1 are engaged (the brake B2 is engaged only during engine braking, and the one-way clutch F1 is engaged only during driving) When the other clutches and brakes are released, the alignment chart of the
一方、差動部20においては、モータジェネレータMG1,MG2を適宜回転制御することにより、キャリアCA0に連結されるエンジン12の所定の回転数(零も含む。)に対して、リングギヤR0の回転数すなわち差動部20の出力軸の回転数を連続的に変更可能な無段変速が実現される。このような無段変速機能を有する差動部20に自動変速部30を連結することによって、差動部20による無段変速機能を有しつつ差動部20の変速比を小さくすることができ、モータジェネレータMG1,MG2の損失を小さくすることができる。
On the other hand, in
ここで、この実施の形態1では、キャリアCA0に連結される入力軸22にブレーキBcrが設けられている。そこで、図5に示されるように、エンジン12を停止するとともにブレーキBcrにより第3の回転要素RE3のキャリアCA0を回転不能に固定することによって、ブレーキBcrを支点としてモータジェネレータMG1のトルクをリングギヤR0に伝達することができる。すなわち、ブレーキBcrを作動させることによって、モータジェネレータMG1,MG2の双方の駆動力を用いたEV走行を行なうことができる(以下では、このようなEV走行を、モータジェネレータMG1,MG2の双方の駆動力を用いた「両駆動EV走行」とも称する。)。
Here, in the first embodiment, the brake Bcr is provided on the
(両駆動EV走行の説明)
図5において例示されるように、両駆動EV走行時に1速ギヤ段から2速ギヤ段へのシフトアップが行なわれる場合、差動部20および自動変速部30の共線図は、点線で示される状態から実線で示される状態に遷移する。シフトアップに伴ない、自動変速部30の入力軸すなわち差動部20の出力軸(リングギヤR0)の回転数は低下し、モータジェネレータMG1,MG2の回転数は低下する。シフトアップ前後で出力(パワー)を一定にするために、シフトアップに伴ないモータジェネレータMG1,MG2のトルクは増加する。
(Explanation of double drive EV travel)
As exemplified in FIG. 5, when shifting up from the first gear to the second gear during double-drive EV traveling, the collinear diagram of the
このように、変速によってモータジェネレータMG1,MG2の動作点は変化するところ、モータジェネレータMG1,MG2の動作点によってモータジェネレータMG1,MG2の効率は変化する。そこで、この実施の形態1では、モータジェネレータMG1,MG2の効率が最適になるように自動変速部30のギヤ段が選択され、モータジェネレータMG1,MG2の動作点が決定される。
Thus, the operating points of motor generators MG1 and MG2 change due to the shift, but the efficiency of motor generators MG1 and MG2 changes depending on the operating point of motor generators MG1 and MG2. Therefore, in the first embodiment, the gear stage of
図6は、モータジェネレータMG1の効率を示した図である。図7は、モータジェネレータMG2の効率を示した図である。図6,7を参照して、横軸は対応のモータジェネレータの回転数を示し、縦軸は対応のモータジェネレータのトルクを示す。モータジェネレータMG1,MG2の効率は、低トルク域または低回転域において低下し、中トルク中回転域の高パワー領域で良好となる。なお、一点鎖線は、定パワー曲線を示し、対応のモータジェネレータが分担するパワーを示す。 FIG. 6 is a diagram showing the efficiency of the motor generator MG1. FIG. 7 shows the efficiency of motor generator MG2. Referring to FIGS. 6 and 7, the horizontal axis indicates the rotation speed of the corresponding motor generator, and the vertical axis indicates the torque of the corresponding motor generator. The efficiency of motor generators MG1 and MG2 decreases in the low torque region or the low rotation region, and becomes good in the high power region of the medium torque and medium rotation region. The alternate long and short dash line indicates a constant power curve and indicates the power shared by the corresponding motor generator.
以下、1速ギヤ段と2速ギヤ段との選択を例に、両駆動EV走行時のギヤ段の選択方法について説明する。モータジェネレータMG1について、1速ギヤ段で走行するとその回転数はN1Aになるものとし、2速ギヤ段で走行するとその回転数はN1Bになるものとする。また、モータジェネレータMG2について、1速ギヤ段で走行するとその回転数はN2Aになるものとし、2速ギヤ段で走行するとその回転数はN2Bになるものとする。1速ギヤ段で走行する場合、モータジェネレータMG1,MG2の動作点はそれぞれ点a1,a2となり、2速ギヤ段で走行する場合、モータジェネレータMG1,MG2の動作点はそれぞれ点b1,b2となる。 Hereinafter, the selection method of the gear stage at the time of double drive EV traveling will be described by taking the selection of the first gear stage and the second gear stage as an example. When motor generator MG1 travels at the first speed gear stage, its rotational speed becomes N1A, and when it travels at the second speed gear stage, its rotational speed becomes N1B. Further, when motor generator MG2 travels at the first speed gear stage, its rotational speed becomes N2A, and when it travels at the second speed gear stage, its rotational speed becomes N2B. When traveling at the first speed gear stage, the operating points of the motor generators MG1 and MG2 are points a1 and a2, respectively, and when traveling at the second speed gear stage, the operating points of the motor generators MG1 and MG2 are points b1 and b2, respectively. .
動作点a1におけるモータジェネレータMG1の効率と、動作点a2におけるモータジェネレータMG2の効率とに基づいて、1速ギヤ段で走行する場合のモータジェネレータMG1,MG2の総合効率が算出される。また、動作点b1におけるモータジェネレータMG1の効率と、動作点b2におけるモータジェネレータMG2の効率とに基づいて、2速ギヤ段で走行する場合のモータジェネレータMG1,MG2の総合効率が算出される。そして、1速ギヤ段で走行する場合のモータジェネレータMG1,MG2の総合効率と、2速ギヤ段で走行する場合のモータジェネレータMG1,MG2の総合効率とが比較され、効率の高い方のギヤ段が選択される。 Based on the efficiency of motor generator MG1 at operating point a1 and the efficiency of motor generator MG2 at operating point a2, the total efficiency of motor generators MG1 and MG2 when traveling at the first gear is calculated. Further, based on the efficiency of motor generator MG1 at operating point b1 and the efficiency of motor generator MG2 at operating point b2, the total efficiency of motor generators MG1 and MG2 when traveling at the second gear is calculated. The overall efficiency of motor generators MG1 and MG2 when traveling at the first speed gear stage is compared with the overall efficiency of motor generators MG1 and MG2 when traveling at the second speed gear stage, and the gear stage having the higher efficiency is compared. Is selected.
なお、上記では、1速ギヤ段と2速ギヤ段との選択を例に説明したが、各ギヤ段についてモータジェネレータMG1,MG2の総合効率を算出し、それらを比較して効率が最も高いギヤ段を選択することによって、1速ギヤ段〜4速ギヤ段の中から最適なギヤ段を選択することができる。なお、モータジェネレータMG1,MG2の総合効率に自動変速部30の伝達効率(ギヤ段によって異なる。)を乗算した値を比較することによって、自動変速部30の効率もさらに考慮してギヤ段を選択するようにしてもよい。
In the above description, the selection of the first speed gear stage and the second speed gear stage has been described as an example. However, the total efficiency of the motor generators MG1 and MG2 is calculated for each gear stage, and the gears having the highest efficiency are compared with each other. By selecting the stage, the optimum gear stage can be selected from the first to fourth gear stages. The gear stage is selected by further considering the efficiency of the
(変速制御の説明)
自動変速部30の変速過渡期は、自動変速部30内のクラッチやブレーキのトルク分担が変化するトルク相と、トルク相に続いて回転変化が生じるイナーシャ相とに大別される。そして、トルク相とイナーシャ相とから成る変速過渡期に発生し得る自動変速部30の出力トルクの変動を抑制するためにトルク補償制御が実行される。すなわち、トルク相では、自動変速部30の出力トルクの落込みを抑制するために自動変速部30の入力トルク(差動部20の出力トルク)を増加させ、イナーシャ相では、回転速度の変化による出力トルクの変動を抑制するために自動変速部30の入力トルク(差動部20の出力トルク)を低減させる。
(Description of shift control)
The shift transition period of the
両駆動EV走行時は、この変速過渡期に実行されるトルク補償制御をモータジェネレータMG1,MG2によって実行可能である。上記のように、モータジェネレータMG1,MG2の動作点は、それらの総合効率を考慮して決定されるので、変速過渡期においても、基本的には、モータジェネレータMG1,MG2の効率を考慮してモータジェネレータMG1,MG2の双方を用いてトルク補償制御を実行するのが好ましい。 During both-drive EV running, torque generator control that is executed during this shift transition period can be executed by motor generators MG1 and MG2. As described above, the operating points of motor generators MG1 and MG2 are determined in consideration of their overall efficiencies, so basically even in the shift transition period, the efficiency of motor generators MG1 and MG2 is considered. It is preferable to execute torque compensation control using both motor generators MG1 and MG2.
しかしながら、モータジェネレータMG1が分担する補償トルクが大きくなると、モータジェネレータMG1のトルクを自動変速部30への伝達部材に伝えるためのブレーキBcrのトルク容量が不足し得る。特に、変速を短期間で実行するほど補償トルクは大きくなるので、そのような場合にはブレーキBcrのトルク容量不足が特に懸念される。ブレーキBcrのトルク容量が不足すると、ブレーキBcrに滑りが生じ、トルク相における補償トルク(トルク増)を十分に発生できなくなる。
However, when the compensation torque shared by motor generator MG1 increases, the torque capacity of brake Bcr for transmitting the torque of motor generator MG1 to the transmission member to
そこで、この実施の形態1では、ブレーキBcrのトルク容量に応じてモータジェネレータMG1のトルク補償を制限する。具体的には、たとえばブレーキBcrへの供給油圧に基づいてブレーキBcrのトルク容量を推定し、ブレーキBcrのトルク容量に基づいてモータジェネレータMG1のトルク上限が算出される。そして、トルク補償制御の補償トルクを含むモータジェネレータMG1のトルクが上記のトルク上限を超える場合には、モータジェネレータMG2を用いてトルク補償制御が実行される。この場合、モータジェネレータMG2のみを用いてトルク補償を実行するようにしてもよいし、モータジェネレータMG1のトルクを上記のトルク上限に制限し、モータジェネレータMG1による補償の不足分をモータジェネレータMG2で補うようにしてもよい。 Therefore, in the first embodiment, torque compensation of motor generator MG1 is limited according to the torque capacity of brake Bcr. Specifically, for example, the torque capacity of the brake Bcr is estimated based on the hydraulic pressure supplied to the brake Bcr, and the torque upper limit of the motor generator MG1 is calculated based on the torque capacity of the brake Bcr. When the torque of motor generator MG1 including the compensation torque of torque compensation control exceeds the above torque upper limit, torque compensation control is executed using motor generator MG2. In this case, the torque compensation may be executed using only the motor generator MG2, or the torque of the motor generator MG1 is limited to the upper limit of the torque, and the shortage of compensation by the motor generator MG1 is compensated by the motor generator MG2. You may do it.
図8は、図1に示したHV−ECU70の機能ブロック図である。図8を参照して、HV−ECU70は、駆動制御部72と、変速制御部74と、トルク補償制御部76と、MG効率マップ78とを含む。
FIG. 8 is a functional block diagram of HV-
駆動制御部72は、ハイブリッド車両10を所望の走行状態で駆動するために、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令Tmr1,Tmr2、エンジン12のエンジントルク指令Ter、および自動変速部30を駆動するための油圧指令を生成する。
The
ここで、駆動制御部72は、両駆動EV走行時には、モータジェネレータMG1,MG2の効率が動作点毎に予め定められたMG効率マップ78を用いて、モータジェネレータMG1,MG2の総合効率が最も高くなるギヤ段およびモータジェネレータMG1,MG2の動作点を上述の方法により決定する。そして、駆動制御部72は、ブレーキBcrを駆動するための駆動信号を生成するとともに、モータジェネレータMG1,MG2がその動作点で動作するようにトルク指令Tmr1,Tmr2を生成する。また、駆動制御部72は、変速制御部74へギヤ段を通知し、変速制御部74から変速指令を受けると、その変速指令に従って自動変速部30の油圧指令を生成する。
Here, during both-drive EV traveling,
変速制御部74は、駆動制御部72からギヤ段の通知を受け、変速が必要な場合には、自動変速部30の変速を実行するための変速指令を生成して駆動制御部72へ出力する。トルク補償制御部76は、変速中に上述のトルク補償制御を実行する。ここで、トルク補償制御部76は、変速制御の開始通知を変速制御部74から受けると、モータジェネレータMG1によるトルク補償によってブレーキBcrのトルク容量が不足するか否かを判定し、ブレーキBcrのトルク容量が不足する場合には、ブレーキBcrが滑らないようにモータジェネレータMG1のトルクを制限しつつモータジェネレータMG2によるトルク補償を実行する。以下、式を用いて具体的に説明する。
The
動力分割装置24によって連結されるモータジェネレータMG1,MG2およびエンジン12の運動方程式は、以下のように表わされる。
The equations of motion of motor generators MG1, MG2 and
Im1×(dω1/dt)=Tm1+ρ/(1+ρ)×Tx …(1)
Im2×(dω2/dt)=Tm2−Tp+1/(1+ρ)×Tx …(2)
Ie×(dωe/dt)=Te−Tx …(3)
ωe=ρ/(1+ρ)×ω1+1/(1+ρ)×ω2 …(4)
ここで、Im1,Im2,IeはそれぞれモータジェネレータMG1,MG2およびエンジン12の慣性モーメントを示し、ω1,ω2,ωeはそれぞれモータジェネレータMG1,MG2およびエンジン12の回転数を示す。また、Tm1,Tm2,TeはそれぞれモータジェネレータMG1,MG2およびエンジン12のトルクを示し、Tpは差動部20の出力軸のトルクを示す。また、ρは動力分割装置24のギヤ比を示し、Txは走行トルクをエンジン12の回転軸上に換算したトルクに相当する。d*/dt=0であるとして、Txを消去すると次式が得られる。
Im1 × (dω1 / dt) = Tm1 + ρ / (1 + ρ) × Tx (1)
Im2 × (dω2 / dt) = Tm2−Tp + 1 / (1 + ρ) × Tx (2)
Ie × (dωe / dt) = Te−Tx (3)
ωe = ρ / (1 + ρ) × ω1 + 1 / (1 + ρ) × ω2 (4)
Here, Im1, Im2, and Ie indicate the moments of inertia of the motor generators MG1, MG2, and the
Tp=Tm2−1/ρ×Tm1=Tm2+1/(1+ρ)×Te …(5)
Te=−(1+ρ)/ρ×Tm1 …(6)
ブレーキBcrのトルク容量をTbcrとすると、ブレーキBcrのトルク容量を超えないモータジェネレータMG1のトルク上限Tm1_limは、式(6)を用いて以下のように算出される。
Tp = Tm2-1 / ρ × Tm1 = Tm2 + 1 / (1 + ρ) × Te (5)
Te = − (1 + ρ) / ρ × Tm1 (6)
Assuming that the torque capacity of the brake Bcr is Tbcr, the torque upper limit Tm1_lim of the motor generator MG1 that does not exceed the torque capacity of the brake Bcr is calculated using Expression (6) as follows.
Tm1_lim=−ρ/(1+ρ)×Tbcr …(7)
変速中の補償トルクを含むモータジェネレータMG1のトルク指令Tmr1がこのトルク上限Tm1_limを超える場合には、モータジェネレータMG2を用いてトルク補償が実行される。
Tm1_lim = −ρ / (1 + ρ) × Tbcr (7)
When the torque command Tmr1 of the motor generator MG1 including the compensation torque during the shift exceeds the torque upper limit Tm1_lim, torque compensation is executed using the motor generator MG2.
なお、上述のように、トルク指令Tmr1がトルク上限Tm1_limを超える場合には、モータジェネレータMG2のみを用いてトルク補償を実行してもよいし、式(5)において、トルクTm1をトルク上限Tm1_limに制限し、トルクTpを変速中の補償トルクを含むものとして、補償トルクを含むモータジェネレータMG2のトルクを算出してもよい。 As described above, when the torque command Tmr1 exceeds the torque upper limit Tm1_lim, torque compensation may be executed using only the motor generator MG2, and in the equation (5), the torque Tm1 is changed to the torque upper limit Tm1_lim. The torque of the motor generator MG2 including the compensation torque may be calculated by limiting the torque Tp to include the compensation torque during the shift.
なお、モータジェネレータMG1のトルクがトルク上限Tm1_limを超えない場合には、トルク補償制御部76は、MG効率マップ78を用いて、式(5)の関係を満たしつつモータジェネレータMG1,MG2の総合効率が最適になるようにモータジェネレータMG1,MG2のトルクを決定してもよい。この場合には、ブレーキBcrのトルク容量が不足してモータジェネレータMG1のトルクがトルク上限Tm1_limを超える場合よりも、モータジェネレータMG1,MG2の総合効率が高くなる。
When the torque of motor generator MG1 does not exceed torque upper limit Tm1_lim, torque
図9は、両駆動EV走行時におけるトルク補償制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、フローチャート中の各ステップについては、HV−ECU70に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期または所定の条件が成立したことに応答して実行されることによって実現される。あるいは、全部または一部のステップについて、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a processing procedure of torque compensation control during double-drive EV traveling. Note that each step in the flowchart is realized by a program stored in advance in the HV-
図9を参照して、HV−ECU70は、ブレーキBcrが係合状態であるか否かを判定する(ステップS10)。すなわち、ここでは、両駆動EV走行中か否かが判定される。ブレーキBcrは解放状態であると判定されると(ステップS10においてNO)、ステップS90へ処理が移行される。
Referring to FIG. 9, HV-
ステップS10においてブレーキBcrは係合状態であると判定されると(ステップS10においてYES)、HV−ECU70は、変速制御中であるか否かを判定する(ステップS20)。変速中でないときは(ステップS20においてNO)、ステップS90へ処理が移行される。
If it is determined in step S10 that the brake Bcr is in the engaged state (YES in step S10), the HV-
ステップS20において変速制御中であると判定されると(ステップS20においてYES)、HV−ECU70は、ブレーキBcrのトルク容量を推定する(ステップS30)。ブレーキBcrのトルク容量は、たとえばブレーキBcrへの供給油圧に基づいて推定される。電磁ブレーキ等の電気的なブレーキによってブレーキBcrが構成される場合には、ブレーキBcrへの供給電力に基づいてトルク容量を推定してもよい。
If it is determined in step S20 that the shift control is being performed (YES in step S20), HV-
次いで、HV−ECU70は、ステップS30において推定されたブレーキBcrのトルク容量に基づいて、上記の式(7)を用いてモータジェネレータMG1のトルク上限Tm1_limを算出する(ステップS40)。さらに、HV−ECU70は、トルク補償分を含む変速中のモータジェネレータMG1のトルクTm1を算出する(ステップS50)。なお、補償トルクを含むモータジェネレータMG1のトルクTm1は、補償トルクを含むトルクTpに基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の効率を考慮しつつ式(5)を用いて算出される。
Next, the HV-
そして、HV−ECU70は、ステップS50において算出されたトルクTm1が、ステップS40において算出されたトルク上限Tm1_limよりも大きいか否かを判定する(ステップS60)。トルクTm1がトルク上限Tm1_limよりも大きいと判定されると(ステップS60においてYES)、HV−ECU70は、モータジェネレータMG1によるトルク補償を制限し、モータジェネレータMG2によるトルク補償を実行する(ステップS70)。なお、上述のように、モータジェネレータMG2によるトルク補償は、モータジェネレータMG2のみを用いて実施するものとしてもよいし、モータジェネレータMG1のトルクをトルク上限Tm1_limとし、モータジェネレータMG1の不足分をモータジェネレータMG2で補うようにしてもよい。
Then, the HV-
ステップS60においてトルクTm1がトルク上限Tm1_lim以下であると判定されると(ステップS60においてNO)、HV−ECU70は、モータジェネレータMG1によるトルク補償を許可する(ステップS80)。具体的には、補償トルクを含むトルクTpに基づいて、上記の式(5)に基づいてモータジェネレータMG1,MG2によりトルク補償が実行される。
If it is determined in step S60 that torque Tm1 is equal to or lower than torque upper limit Tm1_lim (NO in step S60), HV-
図10は、両駆動EV走行中に実行される変速制御の一例を示すタイムチャートである。図10を参照して、時刻t1において変速制御が開始されると、補償トルクを含むモータジェネレータMG1のトルクTm1がトルク上限Tm1_limを超えるか否かが判定される。ここでは、トルクTm1がトルク上限Tm1_limを超えると判定され、モータジェネレータMG2のみによってトルク補償が実施されるものとする。 FIG. 10 is a time chart showing an example of the shift control executed during the double drive EV travel. Referring to FIG. 10, when the shift control is started at time t1, it is determined whether or not torque Tm1 of motor generator MG1 including the compensation torque exceeds torque upper limit Tm1_lim. Here, it is determined that torque Tm1 exceeds torque upper limit Tm1_lim, and torque compensation is performed only by motor generator MG2.
時刻t2において、トルク相が開始し、自動変速部30の出力トルク(AT出力トルク)の落込みを抑制するために、モータジェネレータMG2のトルクが上昇する(トルク補償制御)。すなわち、自動変速部30の入力トルク(AT入力トルク)が上昇し、これによってAT出力トルクの落込みが抑制される。
At time t2, the torque phase starts and the torque of motor generator MG2 increases (torque compensation control) in order to suppress the drop in output torque (AT output torque) of
時刻t3において、トルク相が終了しイナーシャ相が開始すると、モータジェネレータMG1,MG2の回転数が変化する。このとき、回転変化によるAT出力トルクの変動を抑制するために、モータジェネレータMG2のトルクが低減される。すなわち、自動変速部30の入力トルク(AT入力トルク)が低減され、これによってAT出力トルクの変動が抑制される。
When the torque phase ends and the inertia phase starts at time t3, the rotational speeds of motor generators MG1 and MG2 change. At this time, the torque of motor generator MG2 is reduced in order to suppress fluctuations in the AT output torque due to rotation changes. That is, the input torque (AT input torque) of the
なお、この図10では、モータジェネレータMG2のみによってトルク補償制御が実行されるので、時刻t5において変速制御が終了した後に、モータジェネレータMG1,MG2の総合効率を最適にする動作点に向けてモータジェネレータMG1,MG2の動作点(トルク)が遷移している。 In FIG. 10, torque compensation control is executed only by motor generator MG2, so that after the shift control is completed at time t5, the motor generator is directed toward an operating point that optimizes the overall efficiency of motor generators MG1 and MG2. The operating points (torques) of MG1 and MG2 transition.
以上のように、この実施の形態1においては、ブレーキBcrを作動させた両駆動EV走行時に変速が行なわれるとき、ブレーキBcrのトルク容量が不足する場合には、ブレーキBcrが滑らないようにモータジェネレータMG1のトルクを制限しつつモータジェネレータMG2によるトルク補償が実行される。これにより、ブレーキBcrのトルク容量の範囲内でトルク補償が実行される。したがって、この実施の形態1によれば、ブレーキBcrをスリップさせることなく、変速時のトルク補償制御を実行することができる。 As described above, in the first embodiment, when a shift is performed during the two-drive EV traveling with the brake Bcr activated, the motor is used to prevent the brake Bcr from slipping when the torque capacity of the brake Bcr is insufficient. Torque compensation by the motor generator MG2 is executed while limiting the torque of the generator MG1. Thereby, torque compensation is executed within the range of the torque capacity of the brake Bcr. Therefore, according to the first embodiment, torque compensation control at the time of shifting can be executed without slipping the brake Bcr.
また、この実施の形態1においては、ブレーキBcrのトルク容量が不足しない場合には、モータジェネレータMG1,MG2の総合効率が最適になるようにモータジェネレータMG1,MG2のトルク(補償トルクを含む)が決定される。したがって、この実施の形態1によれば、変速中においてもモータジェネレータMG1,MG2の効率が良好に保たれる。
In
[実施の形態2]
この実施の形態2では、両駆動EV走行時に変速が行なわれるとき、ブレーキBcrのトルク容量が不足する場合には、ブレーキBcrが滑らないようにブレーキBcrのトルク容量が引上げられる。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, when shifting is performed during EV driving, if the torque capacity of the brake Bcr is insufficient, the torque capacity of the brake Bcr is increased so that the brake Bcr does not slip.
この実施の形態2による電動車両の全体構成は、図1に示した実施の形態1による電動車両(ハイブリッド車両10)と同じである。また、実施の形態2における差動部および自動変速部の構成も、それぞれ図3に示した実施の形態1における差動部20および自動変速部30と同じである。
The overall configuration of the electric vehicle according to the second embodiment is the same as that of the electric vehicle (hybrid vehicle 10) according to the first embodiment shown in FIG. The configurations of the differential unit and the automatic transmission unit in the second embodiment are also the same as those of the
図11は、実施の形態2における両駆動EV走行時のトルク補償制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図11を参照して、このフローチャートは、図9に示したフローチャートにおいて、ステップS70,S80に代えてステップS85を含む。 FIG. 11 is a flowchart for illustrating a processing procedure of torque compensation control during double-drive EV traveling in the second embodiment. Referring to FIG. 11, this flowchart includes step S85 in place of steps S70 and S80 in the flowchart shown in FIG.
すなわち、ステップS60においてトルクTm1がトルク上限Tm1_limよりも大きいと判定されると(ステップS60においてYES)、HV−ECU70は、ブレーキBcrのトルク容量を引上げる(ステップS85)。具体的には、HV−ECU70は、ブレーキBcrへの供給油圧を高めることによって、ブレーキBcrのトルク容量を引上げる。
That is, if it is determined in step S60 that torque Tm1 is greater than torque upper limit Tm1_lim (YES in step S60), HV-
一方、ステップS60においてトルクTm1がトルク上限Tm1_lim以下であると判定されると(ステップS60においてNO)、HV−ECU70は、ブレーキBcrのトルク容量を引上げることなく、ステップS90へ処理を移行する。
On the other hand, if it is determined in step S60 that torque Tm1 is equal to or lower than torque upper limit Tm1_lim (NO in step S60), HV-
この実施の形態2においては、両駆動EV走行時に変速が行なわれるとき、ブレーキBcrのトルク容量が不足する場合には、ブレーキBcrが滑らないようにブレーキBcrのトルク容量が引上げられる。したがって、この実施の形態2によっても、ブレーキBcrをスリップさせることなく、変速時のトルク補償制御を実行することができる。 In the second embodiment, when shifting is performed during EV driving, if the torque capacity of the brake Bcr is insufficient, the torque capacity of the brake Bcr is increased so that the brake Bcr does not slip. Therefore, according to the second embodiment, torque compensation control at the time of shifting can be executed without slipping the brake Bcr.
なお、上記の実施の形態においては、ハイブリッド車両10は、外部電源によって蓄電装置54を充電するための充電器56および受電部58を備えるものとしたが、この発明は、充電器56および受電部58を備えない車両にも適用可能である。
In the above embodiment,
また、上記の実施の形態では、電動車両は、エンジン12を搭載したハイブリッド車両としたが、この発明の適用範囲は、上記のようなハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンを搭載しない電気自動車や、エネルギー源として燃料電池をさらに搭載した燃料電池車等も含み得るものである。
In the above embodiment, the electric vehicle is a hybrid vehicle equipped with the
なお、上記において、モータジェネレータMG1,MG2は、それぞれこの発明における「第1の電動機」および「第2の電動機」の一実施例に対応し、動力分割装置24は、この発明における「差動装置」の一実施例に対応する。また、自動変速部30は、この発明における「変速装置」の一実施例に対応し、ブレーキBcrは、この発明における「固定装置」の一実施例に対応する。
In the above, motor generators MG1 and MG2 correspond to one embodiment of “first electric motor” and “second electric motor” in the present invention, respectively, and power split
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10 ハイブリッド車両、12 エンジン、14 トルクコンバータ、20 差動部、22 入力軸、24 動力分割装置、26〜28 伝達部材、30 自動変速部、32,34 プラネタリギヤ、36 出力軸、42 差動歯車装置、44 駆動輪、52 インバータ、54 蓄電装置、56 充電器、58 受電部、60 制御装置、62 エンジンECU、64 MG−ECU、66 電池ECU、68 充電ECU、70 HV−ECU、72 駆動制御部、74 変速制御部、76 トルク補償制御部、78 MG効率マップ、Bcr,B1,B2 ブレーキ、S0〜S2 サンギヤ、P0〜P2 ピニオンギヤ、CA0〜CA2 キャリア、R0〜R2 リングギヤ、C1,C2 クラッチ、F1 ワンウェイクラッチ、RE1〜RE3 回転要素。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1の電動機に連結される第1の回転要素、前記第2の電動機に連結される第2の回転要素、および第3の回転要素によって構成される差動装置と、
前記第2の回転要素と駆動軸との間に設けられる変速装置と、
前記第3の回転要素を回転不能に固定するための固定装置と、
前記第1および第2の電動機、前記変速装置、ならびに前記固定装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記固定装置により前記第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行するように、前記第1および第2の電動機、前記固定装置、ならびに前記変速装置を制御する駆動制御部と、
前記変速装置の変速中における前記変速装置の出力トルクの変動を抑制するようにトルク補償を実行するトルク補償制御部とを含み、
前記トルク補償制御部は、前記固定装置により前記第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に前記変速装置の変速が行なわれるとき、前記第3の回転要素が回転しないように前記第1および第2の電動機によるトルク補償を実行する、電動車両。 First and second electric motors;
A differential constituted by a first rotating element coupled to the first electric motor, a second rotating element coupled to the second electric motor, and a third rotating element;
A transmission provided between the second rotating element and the drive shaft;
A fixing device for fixing the third rotating element so as not to rotate;
A control device for controlling the first and second electric motors, the transmission, and the fixing device;
The control device includes:
A drive control unit that controls the first and second electric motors, the fixing device, and the transmission so as to travel in a state in which the third rotating element is fixed to be non-rotatable by the fixing device;
A torque compensation control unit that performs torque compensation so as to suppress fluctuations in the output torque of the transmission during a shift of the transmission,
The torque compensation control unit is configured to rotate the third rotation element when the transmission is shifted when the third rotation element is fixed in a non-rotatable state by the fixing device. An electric vehicle that performs torque compensation by the first and second electric motors so as not to occur.
前記トルク容量は、前記油圧係合ブレーキに供給される油圧に基づいて決定される、請求項1に記載の電動車両。 The fixing device is constituted by a hydraulic engagement brake,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the torque capacity is determined based on a hydraulic pressure supplied to the hydraulic engagement brake.
前記電動車両は、
第1および第2の電動機と、
前記第1の電動機に連結される第1の回転要素、前記第2の電動機に連結される第2の回転要素、および第3の回転要素によって構成される差動装置と、
前記第2の回転要素と駆動軸との間に設けられる変速装置と、
前記第3の回転要素を回転不能に固定するための固定装置とを備え、
前記制御方法は、
前記変速装置の変速中か否かを判定するステップと、
前記変速装置の変速中における前記変速装置の出力トルクの変動を抑制するようにトルク補償を実行するステップとを含み、
前記トルク補償を実行するステップは、前記固定装置により前記第3の回転要素が回転不能に固定された状態で走行している場合に前記変速装置の変速が行なわれるとき、前記第3の回転要素が回転しないように前記第1および第2の電動機によるトルク補償を実行するステップを含む、電動車両の制御方法。 An electric vehicle control method comprising:
The electric vehicle is
First and second electric motors;
A differential constituted by a first rotating element coupled to the first electric motor, a second rotating element coupled to the second electric motor, and a third rotating element;
A transmission provided between the second rotating element and the drive shaft;
A fixing device for fixing the third rotating element to be non-rotatable,
The control method is:
Determining whether or not the transmission is shifting;
Executing torque compensation so as to suppress fluctuations in output torque of the transmission during shifting of the transmission,
The step of executing the torque compensation includes the step of performing the third rotation element when a shift of the transmission is performed when the third rotation element is fixed in a non-rotatable state by the fixing device. A method for controlling an electric vehicle, comprising the step of executing torque compensation by the first and second electric motors so that the motor does not rotate.
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