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JP5765433B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンと電動機と流体伝動装置とを備え、複数の伝達経路にてエンジンの動力を伝達することが可能な車両用駆動装置の制御装置に関するものである。
エンジンからの動力が入力される入力側回転要素と駆動輪へ動力を出力する出力側回転要素とを有する流体伝動装置を備える車両用駆動装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用駆動装置がそれである。このような車両用駆動装置においては、エンジン回転速度(流体伝動装置の入力側回転要素の回転速度に相当)は、車速(流体伝動装置の出力側回転要素の回転速度に相当)や流体伝動装置の特性やエンジン出力に応じて成り行きで決められる。また、エンジン出力を流体伝動装置を介して流体伝達する機械経路における動力伝達効率も成り行きで決められる。
ここで、流体伝動装置や流体伝動装置の後段側に配設される自動変速機を作動させる為の作動油の温度(作動油温)が低いと、流体伝動装置や自動変速機における特定の制御の制御性が低下する可能性がある。その為、例えば作動油温が所定油温以上となる暖機完了まで、特定の制御を実施しないことが考えられる。しかしながら、特定の制御を実施しないことで、燃費性能の低下や動力性能の低下を招く恐れがある。従って、流体伝動装置や自動変速機の暖機を促進することが望まれる。例えば、流体伝動装置や自動変速機の暖機は、主に動力伝達損失に起因する損失熱によるが、動作点が決まればそれに対応した一定の時間が必要となる。特許文献1には、トルクコンバータのステータ翼車に電動機を備え、作動油温が所定値以下である場合には、電動機によりステータ翼車を回転駆動することでトルクコンバータの容量係数を低下させ、トルクコンバータの損失を大きくさせることで暖機を促進する技術が提案されている。
特開2009−236132号公報
ところで、特許文献1に記載された技術では、電動機を駆動する為には相応の電力が必要であるので、電動機に電力を供給するバッテリの充電容量等によっては実施できない領域が存在する。また、バッテリの充電容量を増加させたいような状況では実施することができない。尚、上述したような課題は未公知であり、バッテリの充電容量等に拘わらず流体伝動装置の損失を増大させて暖機を促進することについて未だ提案されていない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機のトルクを調節することでエンジン動作点を制御することにより暖機を促進することができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第1の発明の要旨とするところは、(a) エンジンからの動力が入力される入力側回転要素と駆動輪へ動力を出力する出力側回転要素とを有する流体伝動装置と、前記入力側回転要素に直接又は間接的に連結された第1電動機と、駆動輪に直接又は間接的に連結された第2電動機とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受により動力伝達が電気的になされる電気経路と、動力伝達が前記流体伝動装置を介して機械的になされる機械経路とを有し、前記第1電動機のトルクを調節することで前記エンジンの動作点を制御することが可能であり、(c) 前記流体伝動装置を作動させる為の作動油の温度が低い場合は、高い場合と比較して、前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受を行いながら前記第1電動機のトルクを調節することによりその流体伝動装置の速度比を低下させることにある。
このようにすれば、前記第1電動機のトルクを調節することで前記エンジンの動作点を前記出力側回転要素の回転速度に拘束されることなく制御することが可能であるので、例えば前記エンジンを燃費向上に最適な動作点で駆動することが可能であり、車両の燃費向上を図ることができる。加えて、前記第1電動機のトルクを調節することによる前記エンジンの動作点の制御が可能であることにより、前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受を行いながら流体伝動装置の速度比を低下させることができるので、流体伝動装置における伝達損失が増加させられて発熱量が増加させられる。よって、前記作動油の油温上昇を促進できることはもちろんのこと、その温度上昇によりその作動油にて作動させられる機器の暖機を促進することができる。また、第1電動機のトルクの調節が第1電動機と第2電動機との間での電力授受にて実行されるので、バッテリ(蓄電装置)の充電容量等に拘わらず流体伝動装置の損失を増大させることができる。よって、蓄電装置の充電容量等に制限されることなく、幅広い領域で暖機を促進することができる。
ここで、第の発明は、更に、エンジントルクと前記第1電動機のトルクとの和が、前記流体伝動装置の速度比に応じて前記入力側回転要素に生じる入力側負荷トルクと釣り合うように、前記第1電動機のトルクを調節するものであり、目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度に基づいて前記入力側負荷トルクを求め、その入力側負荷トルクとその目標エンジン動作点が示すエンジントルクとに基づいて前記第1電動機のトルクを決定することにある。このようにすれば、前記流体伝動装置の特性に基づいて容易に第1電動機のトルクを調節することができる。
また、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記エンジントルクと前記入力側負荷トルクとが釣り合うエンジン動作点に対して、前記第1電動機の力行トルクを増加してエンジン回転速度を上昇させることで、前記作動油の温度が低い程小さくなるように予め設定された目標速度比を実現するように前記目標エンジン動作点を設定することにある。このようにすれば、流体伝動装置における伝達損失が増加させられて発熱量が増加させられ、前記作動油にて作動させられる機器の暖機を適切に促進することができる。また、前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受においては動力循環状態となるので、これによる損失の増加も期待できる。
また、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記エンジンの動作点が予め定められたそのエンジンの動作曲線に沿うように且つエンジン出力の目標値が達成されるエンジン動作点に対して、前記第1電動機の回生トルクを低下してエンジン回転速度を上昇させることで、前記作動油の温度が低い程小さくなるように予め設定された目標速度比を実現するように前記目標エンジン動作点を設定することにある。このようにすれば、流体伝動装置における伝達損失が増加させられて発熱量が増加させられ、前記作動油にて作動させられる機器の暖機を適切に促進することができる。
また、第の発明は、前記第1の発明乃至第の発明の何れか1つに記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記車両用駆動装置は、前記出力側回転要素と前記駆動輪との間に介装された自動変速機を備えており、前記作動油は、前記自動変速機を作動させる為のものである。このようにすれば、流体伝動装置にて自動変速機の暖機を促進することができる。
また、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記作動油の温度が低い程、前記自動変速機の変速比を高車速側の変速比とすることにある。このようにすれば、前記自動変速機の変速比を高車速側の変速比とすることで、流体伝動装置の速度比を低下させられる範囲(例えばエンジン回転速度を上昇させられる範囲)が拡大し、一層の暖機促進を図ることができる。
また、第の発明は、前記第の発明又は第の発明に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記流体伝動装置の速度比を低下させる際に、前記第1電動機及び前記第2電動機のうちの少なくとも一方の動作点が、予め設定されたその第1電動機及びその第2電動機のそれぞれの定格出力を外れる場合には、その定格出力内となるように前記自動変速機の変速を実行することにある。このようにすれば、第1電動機のトルクの調節を第1電動機と第2電動機との間での電力授受にて適切に実行することができるので、蓄電装置の充電容量等に拘わらず流体伝動装置の損失を適切に増大させることができる。
また、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記流体伝動装置の速度比を低下させる為に調節されるときの前記第1電動機のトルクにおいてその第1電動機の回転速度が前記定格出力を外れるときには、前記自動変速機のアップシフトを実行し、前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受におけるその第2電動機のパワーを得る為のその第2電動機のトルクが前記定格出力を外れるときには、前記自動変速機のダウンシフトを実行することにある。このようにすれば、第1電動機のトルクの調節を第1電動機と第2電動機との間での電力授受にて確実に実行することができるので、蓄電装置の充電容量等に拘わらず流体伝動装置の損失を確実に増大させることができる。
また、第の発明は、前記第1の発明乃至第の発明の何れか1つに記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記車両用駆動装置に対する暖機要求が無い場合には、前記エンジンの動作点が予め定められたそのエンジンの動作曲線に沿うように且つエンジン出力の目標値が達成されるように、前記第1電動機のトルクを調節することでそのエンジンの動作点を制御することにある。このようにすれば、前記車両用駆動装置に対する暖機要求が無い場合には、エンジン効率が可及的に高いエンジン動作点すなわち燃料消費率が可及的に低くなるようなエンジン動作点にてエンジンを作動させられる。
また、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用駆動装置の制御装置において、前記電気経路と前記機械経路とにおいて前記エンジンからの動力が伝達されるときの動力伝達効率とそのエンジンの動作点におけるエンジン効率との積で表される総合効率をそのエンジンの動作点をずらしつつ逐次求め、その総合効率が大きくなる側に、そのエンジンの動作点をずらすことにある。このようにすれば、エンジンの動作点が総合効率に応じて変更されない場合と比較して、車両用駆動装置全体として効率アップが図られ、車両の燃費を向上させることが可能である。
本発明の一実施例の車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図1に示す自動変速機において各変速段を成立させる為の各油圧式摩擦係合装置の作動表である。 図1の車両用駆動装置を制御する為の電子制御装置に各センサ等から入力される入力信号を説明する為の図であり、その電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する為の機能ブロック線図である。 図1の車両用駆動装置において、第1電動機及び第2電動機が作動されない状態でエンジン動作点がどのように定まるかを説明する為の図である。 図1の車両用駆動装置において、第1電動機を制御することによりエンジン動作点が任意に変化させられることを説明する為の図である。 図1の車両用駆動装置において、ある一定の目標エンジン出力の下でエンジン動作点が変化させられる場合の、電気経路と機械経路とのそれぞれにおいて伝達される動力の割合(伝達比率)を説明する為の概念図である。 図1の車両用駆動装置において、トルクコンバータ単体の伝達効率すなわち機械経路の伝達効率とトルクコンバータの速度比との関係を示した図である。 図1の車両用駆動装置において、合成伝達効率とトルクコンバータの速度比との関係を示した図である。 図5と同じ座標系において、ある一定のタービン回転速度の下で、エンジン最少燃料消費率線上の動作点を目標エンジン動作点としたときの第1電動機トルク及びポンプトルクを表した図である。 図3の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、無段変速機の無段変速動作を利用してエンジン動作点を決定する制御作動を説明する為のフローチャートである。 図9と同じ図上において、作動油温が比較的低いときに設定される目標エンジン動作点を説明する為の図である。 図9と同じ座標系において、ある一定の車速の下で、エンジン最少燃料消費率線上の動作点を目標エンジン動作点としたときの第1電動機トルク及びポンプトルクを自動変速機のギヤ段毎に表した図である。 変速マップの一部であって、作動油温に応じて変更されるあるギヤ段間のアップシフト線を示す図である。 作動油温が低い程暖機を促進する為に目標速度比が小さくなるように予め求められて記憶された目標速度比マップの一例を示す図である。 作動油温が低い程暖機を促進する為に目標流体経路割合が大きくなるように予め求められて記憶された目標流体経路割合マップの一例を示す図であって、図14に替えて用いられるマップである。 図3の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、第1電動機トルクを調節することでエンジン動作点を制御することにより暖機を促進する制御作動を説明する為のフローチャートである。 図1のものとは別の車両用駆動装置の構成を説明する骨子図であって、自動変速機を備えない車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図10のフローチャートとは別のフローチャートを説明する為に、図10のSA3から置き換えられるステップを示した図である。 図18で説明されるフローチャートにおいて、図10のSA7,SA8から置き換えられるステップを示した図である。
本発明において、好適には、燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率(=燃料消費量/駆動輪出力)が小さくなることである。
また、好適には、回転機器の動作点とは、その回転機器の回転速度及び出力トルクなどで示されるその回転機器の動作状態を示す動作点である。例えば、前記エンジンの動作点とは、そのエンジンの回転速度及び出力トルクなどで示されるそのエンジンの動作状態を示す動作点である。言い換えれば、そのエンジンの回転速度を示す軸とそのエンジンの出力トルクを示す軸との2次元座標内における1点で示されるエンジンの動作状態である。
また、好適には、前記流体伝動装置は、前記入力側回転要素であるポンプ翼車と前記出力側回転要素であるタービン翼車とステータ翼車とを備えたトルクコンバータである。
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記第1電動機及び前記第2電動機の各々と電力授受可能に接続された蓄電装置を備えており、例えばその第1電動機が発電した電力からその蓄電装置に充電される電力を差し引いた残部をその第2電動機に供給してその第2電動機を駆動する。
また、好適には、前記第1電動機のトルクを調節することとは、前記電気経路において伝達される動力(電力)を調節すること、言い換えれば、前記電気経路又は前記機械経路の動力伝達比率を調節することである。すなわち、その電気経路において伝達される動力を調節することで前記エンジンの動作点を制御する。
また、好適には、前記電気経路は、前記第1電動機が発電した電力の全部又は一部が前記第2電動機に供給されることにより動力伝達が電気的になされる動力伝達経路である。
また、好適には、前記作動油の温度が低い程、前記機械経路を介して伝達される動力と前記電気経路を介して伝達される動力とのうちで、前記機械経路を介して伝達される動力の割合を大きくすることにある。このようにすれば、前記作動油の温度が低い程、機械経路による損失を増大させ、前記作動油の温度を上昇し易くして暖機性能を向上させることができる。つまり、前記作動油の温度が低い程、機械経路を伝わる動力を増加させて損失を増大することにより、暖機を促進することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の車両用駆動装置10の構成を説明する骨子図である。図1において、車両用駆動装置10は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式の車両に好適に採用されるものであり、内燃機関であるエンジン12と、そのエンジン12のクランク軸14に連結されたトルクコンバータ(流体伝動装置)16と、そのトルクコンバータ16と駆動輪26との間に配設されてトルクコンバータ16の出力側に連結された自動変速機18と、エンジン12とトルクコンバータ16との間に配設されてクランク軸14に連結された第1電動機MG1と、トルクコンバータ16と自動変速機18との間に配設されて自動変速機18の入力軸20に連結された第2電動機MG2とを備えている。
トルクコンバータ16は、エンジン12からの動力が入力される入力側回転要素であるポンプ翼車16pと、駆動輪26へ動力を出力する出力側回転要素であるタービン翼車16tと、ステータ翼車16sと、一方向クラッチF1とを備えた流体伝動装置である。そのポンプ翼車16pすなわちポンプインペラは、エンジン12のクランク軸14と第1電動機MG1とに連結されており、そのエンジン12により回転駆動されることによってトルクコンバータ16内の作動油の流動による流体流を発生させる。タービン翼車16tすなわちタービンランナは、自動変速機18の入力軸20に連結されており、上記ポンプ翼車16pからの流体流を受けて回転させられる。ステータ翼車16sは、上記ポンプ翼車16pからタービン翼車16tへの流体流中に配設され、一方向クラッチF1によってクランク軸14の正回転方向(エンジン12作動時のクランク軸14の回転方向)に回転可能且つ負回転方向に回転不能に支持されている。上記自動変速機18の入力軸20は、トルクコンバータ16の出力軸すなわちタービン軸としても機能するものである。図1から判るように本実施例では、エンジン12と第1電動機MG1とポンプ翼車16pとは直列に連結されているので、ポンプ翼車16pの回転速度Np(以下、ポンプ回転速度Npという)は第1電動機MG1の回転速度Nmg1(以下、第1電動機回転速度Nmg1という)及びエンジン12の回転速度Ne(以下、エンジン回転速度Neという)と同じである。また、タービン翼車16tと第2電動機MG2と自動変速機18の入力軸20とは直列に連結されているので、タービン翼車16tの回転速度Nt(以下、タービン回転速度Ntという)は第2電動機MG2の回転速度Nmg2(以下、第2電動機回転速度Nmg2という)及び入力軸20の回転速度Natin(以下、変速機入力回転速度Natinという)と同じである。
また、トルクコンバータ16は、上記ポンプ翼車16pとタービン翼車16tとの間を選択的に連結するロックアップクラッチLCを備えている。このロックアップクラッチLCは、油圧制御回路90(図3参照)からの作動油で作動し、完全係合状態、スリップ状態、及び解放状態の何れか1の状態に制御される。ロックアップクラッチLCが解放状態とされた場合には、上記のようにクランク軸14と入力軸20との間のトルク伝達がトルクコンバータ16内の作動油を介して行われる。そして、ロックアップクラッチLCが完全係合状態とされた場合には、ロックアップクラッチLCがポンプ翼車16pとタービン翼車16tとを機械的に直結するので、エンジン12のクランク軸14と自動変速機18の入力軸20とが相互に一体的に連結されて、それらクランク軸14と入力軸20との間のトルク伝達がトルクコンバータ16内の作動油を介さずに直接的に行われる。
第1電動機MG1は、エンジン12のクランク軸14に例えば脈動を吸収するダンパ等を介して直列に連結されており、トルクコンバータ16のポンプ翼車16pに直接連結されている。要するに、第1電動機MG1はエンジン12とトルクコンバータ16との間の動力伝達経路に連結されている。また、第2電動機MG2は、トルクコンバータ16と駆動輪26との間の動力伝達経路に連結されており、詳細には、自動変速機18等を介して間接的に駆動輪26に連結されている。第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、駆動トルクを発生させる電動モータとしての機能と回生トルクを発生させる発電機としての機能とが選択的に得られるように構成された回転機であって、例えば交流同期型のモータジェネレータにより構成される。また、バッテリである蓄電装置36と電動機MG1,MG2を制御する為のインバータ38とが車両用駆動装置10に設けられており(図3参照)、その蓄電装置36と第1電動機MG1と第2電動機MG2とは相互に電力授受可能に接続されている。上記第1電動機MG1及び第2電動機MG2はそれぞれ、その駆動によってクランク軸14及び入力軸20に正回転方向の駆動トルクを付与することができる。また、第1電動機MG1及び第2電動機MG2はそれぞれ、その発電(回生)によってクランク軸14及び入力軸20に負回転方向の負荷トルクすなわち制動トルクを付与すると共に、車両に設けられた蓄電装置36をインバータ38を介して充電することができる。尚、上記クランク軸14及び入力軸20の正回転方向とは、エンジン12の駆動時におけるクランク軸14の回転方向であり、上記負回転方向とはその正回転方向とは逆向きの回転方向である。
自動変速機18は、トルクコンバータ16と駆動輪26との間に介装されており、第2電動機MG2と駆動輪26との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機である。具体的に、自動変速機18は、非回転部材であるトランスミッションケース24内に、第1遊星歯車装置30、第2遊星歯車装置32、第3遊星歯車装置34、及び複数の油圧式摩擦係合装置C1,C2,B1,B2,B3を備えた公知の遊星歯車式多段変速機である。自動変速機18は、入力回転部材である入力軸20に入力されたエンジン12の動力を、出力回転部材である出力歯車22から駆動輪26に向けて出力する。そして、この自動変速機18においては、公知の各油圧式摩擦係合装置(クラッチC1、C2、ブレーキB1、B2、B3)が図2に示す所定の作動表に従って油圧制御回路90(図3参照)からの作動油でそれぞれ係合又は解放されることにより、自動変速機18の変速比γat(=変速機入力回転速度Natin/出力歯車22の回転速度Nout)がそれぞれ異なる複数の変速段が択一的に成立させられる。図2において、「○」は係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ示している。また、この自動変速機18の自動変速制御は、予め記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係(変速線図、変速マップ)に従って実行される。
以上のように構成された車両用駆動装置10においては、車両の走行状態に応じて、エンジン12の動力により車両を走行させるエンジン走行と第2電動機MG2の動力により車両を走行させるモータ走行とが切り換えられて作動させられるようになっている。上記エンジン走行とモータ走行との切り換えは、車両の走行状態が前記変速線図と同様の二次元座標内において設定されたエンジン走行領域及びモータ走行領域のどちらに属するかに基づいて行われる。
尚、車両用駆動装置10では、たとえば、車両の走行状態がモータ走行領域に属していても蓄電装置36の充電状態(充電容量、充電残量)SOC(state of charge)が所定値以下である場合にはエンジン走行が行われる。また、車両の急発進時や急加速時などにはエンジン12及び第2電動機MG2の両方の出力が用いられて車両が走行させられる等の制御が適宜行われる。
図3は、車両用駆動装置10を制御する為の電子制御装置40に各センサ等から入力される入力信号を説明する為の図であり、その電子制御装置40に備えられた制御機能の要部を説明する為の機能ブロック線図である。図3において、電子制御装置40は、車両用駆動装置10の制御装置として機能を有するものであって、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン12の出力制御、自動変速機18の変速制御、及び電動機MG1、MG2の出力制御などを実行する。また、電子制御装置40には、車両に設けられた図3に示す各センサ(例えば各回転速度センサ42,44,46,48,50、アクセル開度センサ52、油温センサ54、バッテリセンサ56など)により検出された各種入力信号(例えばエンジン回転速度Ne,第1電動機回転速度Nmg1,タービン回転速度Nt,第2電動機回転速度Nmg2,車速Vに対応する出力歯車22の回転速度である変速機出力回転速度Nout、アクセル開度Acc、トルクコンバータ16及び自動変速機18などを作動させる為の作動油の温度である作動油温THoil、蓄電装置36のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbatなど)が供給される。また、電子制御装置40からは、車両に設けられた各装置(例えばエンジン12、インバータ38、油圧制御回路90など)に各種出力信号(例えばエンジン出力制御信号、電動機出力制御信号、油圧制御信号など)が供給される。尚、電子制御装置40は、例えば上記バッテリ温度THbat、バッテリ充放電電流Ibat、及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいて蓄電装置36の充電容量SOCを逐次算出する。
図4は、第1電動機MG1及び第2電動機MG2が作動させられていない状態においてエンジン12の動作点(以下、エンジン動作点という)がどのように定まるかを説明する為の図である。図4に示すように、トルクコンバータ16の速度比e(=Nt/Np)に応じてポンプ翼車16pに生じる入力側負荷トルクであるポンプトルクTpは、ある一定のタービン回転速度Ntの下では、例えば破線L01で示すようなエンジン回転速度Neとの関係になる。その破線L01で示すポンプトルクTpとエンジン回転速度Ne(=Np)との関係は、上記速度比eの関数であるトルクコンバータ16の容量係数τを用いて表せば、「Tp=τ×Ne」という式が成立する関係である。従って、図4に示すように、エンジン回転速度Neが高いほどトルクコンバータ16の速度比eが小さくなり、ポンプトルクTpはエンジン回転速度Neが高いほど大きくなる。一方で、エンジン12の出力トルクTe(以下、エンジントルクTeという)は、エンジン12の電子スロットル弁のある一定のスロットル弁開度θTHの下では、エンジン回転速度Neとの関係が例えば実線L02で示すようになり、その実線L02は前記破線L01と交差する。そして、破線L01と実線L02との交点P01がエンジントルクTeとポンプトルクTpとが釣り合う点を示しており、その交点P01がエンジン動作点になる。すなわち、エンジン動作点はタービン回転速度Ntとスロットル弁開度θTHとに基づいて成り行きで決まるということである。これに対し、本実施例では、第1電動機MG1の出力制御を行うことにより、エンジン動作点をタービン回転速度Ntに拘束されることなく任意に変化させることが可能である。このことを図5を用いて説明することができる。
図5は、第1電動機MG1を制御することによりエンジン動作点が任意に変化させられることを説明する為の図である。図5では図4と共通の符号は相互に同じものを示しており、図4と同じタービン回転速度Ntを前提としている。図5の実線L03は、必要エンジンパワーPe*すなわちエンジン出力Pe(単位は例えばkW)の目標値である目標エンジン出力Pe*をある一定値としエンジン出力Peがその目標エンジン出力Pe*に収束するように制御されたときのエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとの関係を示す等パワー曲線である。図5にはエンジン動作点がその等パワー曲線(実線L03)上で任意に設定される例が示されている。図5において、ポンプトルクTpとエンジン回転速度Neとの関係が破線L01で示され且つエンジン出力Peが実線L03で示す目標エンジン出力Pe*にされる場合には、第1電動機MG1の出力トルクTmg1(以下、第1電動機トルクTmg1という)が発生させられないとすればエンジン動作点は点P02になり、第1電動機MG1を発電動作させ第1電動機トルクTmg1を負回転方向にTG03だけ発生させればエンジン動作点は点P03になり、更に第1電動機トルクTmg1の絶対値を引き上げて第1電動機トルクTmg1を負回転方向にTG04だけ発生させればエンジン動作点は点P04になる。要するに、本実施例の車両用駆動装置10では、エンジントルクTeと第1電動機トルクTmg1との和がポンプトルクTpと釣り合うように、すなわち「Tp=Te+Tmg1(図5のTmg1は負の値)」という関係が成立するように、第1電動機トルクTmg1が調節されることで、エンジン動作点をタービン回転速度Ntに拘束されることなく任意に変化させることが可能である。このように第1電動機MG1を発電動作させる場合には、その第1電動機MG1によって発電された電力は蓄電装置36に充電されてもよいが、基本的には第2電動機MG2に供給されて第2電動機MG2が駆動される。すなわち、車両用駆動装置10は、エンジン12と駆動輪26との間において、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受により電気的に動力(単位は例えばkW)が伝達される電気経路と、トルクコンバータ16を介して機械的に動力が伝達される機械経路という互いに並列である2つの動力伝達経路を備えている。そして、上述したように第1電動機トルクTmg1の調節によりエンジン動作点をタービン回転速度Ntに拘束されることなく連続的に変更できるので、第1電動機MG1と第2電動機MG2とトルクコンバータ16とは全体として、実質的に変速比(=Ne/Nt)を無段階に変化させる無段変速動作を行うことができ、無段変速機60を構成していると言える。
図6は、ある一定の目標エンジン出力Pe*の下でエンジン動作点が変化させられる場合の、前記電気経路と前記機械経路とのそれぞれにおいて伝達される動力の割合(伝達比率)を説明する為の概念図である。図6において、電気伝達とは、エンジン12からの動力が電気的に伝達されることであるので上記電気経路における動力伝達を意味しており、流体伝達とは、エンジン12からの動力がトルクコンバータ16内の流体(作動油)により伝達されることであるので上記機械経路における動力伝達を意味している。前述の図5において、エンジン回転速度Neが低くなるほどすなわちトルクコンバータ16の速度比eが大きくなるほど第1電動機トルクTmg1が負回転方向に絶対値として大きくなるように第1電動機MG1の出力制御がなされるので、図6に示すように、速度比eが1に向けて大きくなるほど、前記電気伝達による動力の伝達比率RTOPELが大きくなる一方で前記流体伝達による動力の伝達比率RTOPMCが小さくなり、具体的には、速度比eが1に近付くほど前記電気伝達による動力の伝達比率RTOPELは100%に近付くことになる。この速度比eに対する上記伝達比率RTOPEL,RTOPMCの変化傾向は目標エンジン出力Pe*又はタービン回転速度Ntに拘らず同じである。
次に、第1電動機MG1と第2電動機MG2とトルクコンバータ16とから構成された無段変速機60における動力伝達効率(=出力された動力/入力された動力;明細書全体を通して単に伝達効率ともいう)について説明する。先ず、トルクコンバータ16単体の伝達効率ηMCすなわち前記機械経路の伝達効率ηMCについて図7を用いて説明する。図7のように、速度比eが小さい側のトルクコンバータ領域では、トルクコンバータ16の伝達効率ηMCは所定の速度比eにて極大値をとり、速度比eが零では伝達効率ηMCも零となる。そして、速度比eが大きい側のカップリング領域では、上記伝達効率ηMCは速度比eが大きくなるほど高くなり、トルクコンバータ領域及びカップリング領域の全体で見れば、伝達効率ηMCは速度比eが1に近いところで最も高くなる。このトルクコンバータ16の伝達効率ηMCに前記電気経路の伝達効率ηELと図6に示した伝達比率RTOPEL,RTOPMCとを加味すれば、前記電気経路と前記機械経路とにおいてエンジン12からの動力が伝達されるときの合成伝達効率ηCVTすなわち無段変速機60全体の伝達効率ηCVTを求めることができる。
図8は、前記電気経路の伝達効率ηELを一定と仮定した場合に、上記合成伝達効率ηCVTとトルクコンバータ16の速度比eとの関係を示した図である。図8において前記機械経路(流体伝達)の伝達効率ηMCを示す一点鎖線は図7のものと同じである。図8に実線で示すように、前記電気経路(電気伝達)の伝達効率ηELは上記機械経路(流体伝達)の伝達効率ηMCと比較して、トルクコンバータ16の速度比eが変化しても殆ど変化しない。そして、エンジン12からの動力が速度比eに応じて図6に示すような伝達比率RTOPEL,RTOPMCで前記機械経路と前記電気経路との各々にて伝達される場合には、合成伝達効率ηCVTは、速度比eに対して破線で示すように変化する。図8における点P02,P03,P04はそれぞれ図5の点P02,P03,P04を図8の座標系に表したものであり、図8によれば、3つの点P02,P03,P04のうち合成伝達効率ηCVTは、点P04が示す速度比eにて最高になる。尚、図8において、点P02が示す速度比eよりも低い速度比eの範囲では、破線で示す合成伝達効率ηCVTは機械経路の伝達効率ηMCを下回って著しく低下するが、それは、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間の電気的な動力伝達状態が、第1電動機MG1が電力を消費すると共に第2電動機MG2が発電する動力循環状態、言い換えれば第2電動機MG2から第1電動機MG1へ動力が電気的に伝達される動力循環状態となるからである。
上述したように、車両用駆動装置10では、第1電動機トルクTmg1の調節によりエンジン動作点をタービン回転速度Ntに拘束されることなく連続的に変更できるので、本実施例では、この機能すなわち無段変速機60の無段変速機能を利用して、効率良くエンジン12を作動させ、更には、エンジン12を含む車両用駆動装置10全体で効率の良い運転がなされる制御が実行される。その制御機能の要部について、以下に説明する。
図3に戻り、その図3に示すように電子制御装置40は、動作モード判断手段すなわち動作モード判断部70と、エンジン動作点制御手段すなわちエンジン動作点制御部72とを備えている。
動作モード判断部70は、所定のシステム最適動作モードが選択されているか否かを判断する。例えば、運転者がシステム最適動作モードを選択する際にオンに切り替えられる動作モードスイッチがオンである場合には、動作モード判断部70はシステム最適動作モードが選択されていると判断する。そのシステム最適動作モードとは、エンジン12だけを効率良く作動させるのではなく、エンジン12と無段変速機60との全体で効率向上を図る動作モードであり、例えば燃費向上を極めて優先させたい場合に選択される。そのシステム最適動作モードは、上記動作モードスイッチの切換ではなく、例えばアクセル開度Accが殆ど変動しないような場合に自動的に選択されても差し支えない。
エンジン動作点制御部72は、前記エンジン走行中において、第1電動機トルクTmg1を調節することでエンジン動作点を制御するエンジン動作点制御を実行する。その第1電動機トルクTmg1を調節する際、詳細には前述した図5に示すように、エンジントルクTeと第1電動機トルクTmg1との和が、トルクコンバータ16のポンプトルクTpと釣り合うように、第1電動機トルクTmg1を調節する。エンジン動作点制御部72は、前記エンジン動作点制御では基本的に第1電動機MG1を発電作動させるので、前記動力循環状態を除き第1電動機トルクTmg1は負の値である。前記エンジン動作点制御について具体的に説明すれば、エンジン動作点制御部72は、先ず、図9に示すような予め定められたエンジン最少燃料消費率線LFL上で目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点P05を目標エンジン動作点として逐次決定する。ここで、図9は、ある一定のタービン回転速度Ntの下で図5と同じ座標系において、エンジン最少燃料消費率線LFL上の動作点を目標エンジン動作点としたときの第1電動機トルクTmg1及びポンプトルクTpを表した図であり、図9における破線L01及び実線L03は図5のものと同じである。また、前記エンジン最少燃料消費率線LFLは、エンジン12の燃料消費率が最小となるように予め実験的に定められたエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとの関係を表すエンジン12の動作曲線であり、言い換えれば、エンジン12の燃費向上に最適な動作点である燃費最適点の連なりである。また、目標エンジン出力(必要エンジンパワー)Pe*は、運転者が車両に対して要求する出力であり、運転者の出力要求に対応できるように予め実験的に定められた関係からアクセル開度Accと車速Vとに基づいてエンジン動作点制御部72により逐次決定されるものであり、例えばその目標エンジン出力Pe*はアクセル開度Accが大きいほど大きく決定される。更に、蓄電装置36の充電残量SOCが所定の下限値以下に低下した場合には蓄電装置36へ充電すべき充電要求がなされ、目標エンジン出力Pe*は、その充電要求に基づく電力(要求充電電力)が前記アクセル開度Accと車速Vとに基づく算出値に加算されるのが好ましい。
エンジン動作点制御部72は、上述のようにエンジン最少燃料消費率線LFL上に目標エンジン動作点(点P05)を定めると、図9に示すように、その点P05が示すエンジン回転速度Neに基づいてポンプトルクTpを算出し、そのポンプトルクTpと点P05が示すエンジントルクTeとに基づいて第1電動機トルクTmg1を算出する。そして、点P05が示すエンジン回転速度Neとタービン回転速度Ntとからトルクコンバータ16の速度比eを算出する。
エンジン動作点制御部72は、前記エンジン最少燃料消費率線LFL上の目標エンジン動作点(点P05)に基づくポンプトルクTpと第1電動機トルクTmg1とを算出すると、前記機械経路に伝達される機械経路出力及び前記電気経路に伝達される電気経路出力から前記機械経路の伝達比率RTOPMC及び前記電気経路の伝達比率RTOPELがそれぞれ求まるので、前述した図8に示すように、予め実験的に求められ設定された速度比eと前記機械経路の伝達効率ηMCとの関係、及び、予め実験的に求められ設定された速度比eと前記電気経路の伝達効率ηELとの関係から、速度比eと上記伝達比率RTOPEL,RTOPMCとに基づいて合成伝達効率ηCVTを算出できる。すなわち、エンジン動作点制御部72は合成伝達効率ηCVTを逐次算出する。
そして、その合成伝達効率ηCVTの算出と共に、エンジン動作点制御部72は、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTeで示されるエンジン動作点とエンジン効率ηENGとの予め実験的に求められ定められた関係(エンジン効率マップ)から、前記エンジン最少燃料消費率線LFL上の目標エンジン動作点(点P05)が示すエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとに基づいてエンジン効率ηENGを逐次算出する。更に、エンジン動作点制御部72は、その算出した合成伝達効率ηCVTとエンジン効率ηENGとの積として得られる合成効率ηTOTALすなわち総合効率ηTOTALを逐次算出する。エンジン効率ηENGとは、エンジン12への供給燃料が完全に燃焼した場合の低位発熱量のうち仕事に変換される熱量の割合である。
ここで、エンジン動作点制御部72は、前記エンジン動作点制御では、動作モード判断部70の判断に応じて、その制御内容を切り替える。具体的に、エンジン動作点制御部72は、動作モード判断部70によってシステム最適動作モードが選択されていると判断された場合には、合成伝達効率ηCVTとエンジン効率ηENGとの積である総合効率ηTOTALが大きくなる側にエンジン動作点をずらす。
例えばエンジン動作点制御部72は、上記のように総合効率ηTOTALが大きくなる側に目標エンジン動作点をずらす場合には、目標エンジン出力Pe*を示す等パワー曲線(例えば図9の実線L03)上で目標エンジン動作点を徐々にずらしつつ、その目標エンジン動作点をずらす毎にその目標エンジン動作点に基づき第1電動機トルクTmg1更には総合効率ηTOTALを逐次算出する。そして、その総合効率ηTOTALが極大(好ましくは、最大)となった目標エンジン動作点を最終的な目標エンジン動作点として決定する。
一方、エンジン動作点制御部72は、動作モード判断部70によってシステム最適動作モードが選択されていないと判断された場合には、上述したように総合効率ηTOTALが大きくなる側に目標エンジン動作点をエンジン最少燃料消費率線LFL上からずらすということはせず、エンジン最少燃料消費率線LFL上の目標エンジン動作点(図9の点P05)を最終的な目標エンジン動作点として決定する。
エンジン動作点制御部72は、動作モード判断部70によってシステム最適動作モードが選択されていると判断された場合にもシステム最適動作モードが選択されていないと判断された場合にも、前記最終的な目標エンジン動作点を決定すると、その最終的な目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとをそれぞれ、目標値である目標エンジン回転速度Ne*と目標エンジントルクTe*として逐次設定し、それと共に、その最終的な目標エンジン動作点に対応する第1電動機トルクTmg1と第1電動機回転速度Nmg1(=エンジン回転速度Ne)とをそれぞれ、目標値である目標第1電動機トルクTmg1*と目標第1電動機回転速度Nmg1*として逐次設定する。そして、エンジン動作点制御部72は、実際のエンジントルクTeが目標エンジントルクTe*に一致するように例えば追従するように、スロットル弁開度θTHを調節してエンジン12の出力制御を行い、それと共に、実際の第1電動機トルクTmg1が目標第1電動機トルクTmg1*に一致する(追従する)ように且つ実際の第1電動機回転速度Nmg1が目標第1電動機回転速度Nmg1*に一致する(追従する)ように、第1電動機MG1を制御する。以上のようにして、エンジン動作点制御部72は前記エンジン動作点制御を実行する。
尚、実際の第1電動機回転速度Nmg1が目標第1電動機回転速度Nmg1*に一致するようにすることは、実際のエンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Ne*に一致するようにすることである。
また、エンジン動作点制御部72は、前記エンジン動作点制御では、第2電動機MG2の出力トルクTmg2(以下、第2電動機トルクTmg2という)を駆動輪26に伝達する。その際、エンジン動作点制御部72は、基本的には、第1電動機MG1が発電した電力をそのまま第2電動機MG2に供給して第2電動機MG2を駆動するが、前記充電要求がなされた場合には、その充電要求により蓄電装置36に充電される要求充電電力分だけ目標エンジン出力Pe*を大きく算出し、第1電動機MG1が発電した電力から蓄電装置36に充電される電力を差し引いた残部を第2電動機MG2に供給して第2電動機MG2を駆動する。このように前記エンジン動作点制御では、第1電動機MG1が発電した電力の全部又は一部が第2電動機MG2で消費されるので、第2電動機トルクTmg2は第1電動機トルクTmg1に応じたトルクであり、第2電動機MG2での消費電力が抑えられれば第1電動機トルクTmg1が間接的に抑えられる関係にある。従って、前記エンジン動作点制御では、第1電動機トルクTmg1を調節することとは、前記電気経路において伝達される動力を調節することであり、第2電動機トルクTmg2を調節することであるとも言える。
図10は、電子制御装置40の制御作動の要部、すなわち、無段変速機60の無段変速動作を利用してエンジン動作点を決定する制御作動を説明する為のフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図10に示す制御作動は、単独で或いは他の制御作動と並列的に実行される。尚、ステップ(以下、「ステップ」を省略する)SA1〜SA3及びSA5〜SA11はエンジン動作点制御部72に対応しており、SA4は動作モード判断部70に対応する。
先ず、SA1においては、目標エンジン出力(必要エンジンパワー)Pe*が、予め定められた関係からアクセル開度Accと車速Vとに基づいて算出される。この目標エンジン出力Pe*は、蓄電装置36へ充電される場合にはその充電電力分だけ大きく算出されても良いし、また、蓄電装置36から放電される場合にはその放電電力分だけ小さく算出されても良い。更にSA1では、図9に示すような前記エンジン最少燃料消費率線LFL上で上記算出された目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点(例えば図9の点P05)が目標エンジン動作点として決定される。SA1の次はSA2に移る。
SA2においては、図9に例示したようにして、SA1で決定された目標エンジン動作点(例えば点P05)に基づいて第1電動機トルクTmg1が算出され決定される。すなわち、その目標エンジン動作点に対応した前記電気経路に伝達される電気経路出力(単位は例えばkW)が、第1電動機トルクTmg1と第1電動機回転速度Nmg1(=エンジン回転速度Ne)とに基づいて算出される。そして、その目標エンジン動作点に対応した前記機械経路に伝達される機械経路出力(単位は例えばkW)が、ポンプトルクTpとポンプ回転速度Np(=エンジン回転速度Ne)とに基づいて算出される。SA2の次はSA3に移る。
SA3においては、前記SA1で決定された目標エンジン動作点に基づく合成伝達効率ηCVTが、図8に示すような前記機械経路の伝達効率ηMC及び前記電気経路の伝達効率ηELの各々と速度比eとの関係から、転速度センサ46により検出されるタービン回転速度Ntと上記目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Neと前記SA2で算出された前記電気経路出力及び前記機械経路出力とに基づいて算出される。それと共に、前記SA1で決定された目標エンジン動作点に基づくエンジン効率ηENGが算出される。そして、その合成伝達効率ηCVTとそのエンジン効率ηENGとの積が総合効率(合成効率)ηTOTALとして算出される。SA3の次はSA4に移る。
SA4においては、前記システム最適動作モードが選択されているか否かが判断される。このSA4の判断が肯定された場合、すなわち、前記システム最適動作モードが選択されている場合には、SA5に移る。一方、このSA4の判断が否定された場合には、SA11に移る。
SA5においては、目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Neが所定の変化量ΔNeだけ増加されて新たな目標エンジン動作点が決定される。この目標エンジン動作点の段階的な変更は、前記SA1算出された目標エンジン出力Pe*が変化しないように行われる。従って、目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Neの変更と共に、目標エンジン動作点が示すエンジントルクTeも変更される。尚、SA5における変更前の目標エンジン動作点を前回の目標エンジン動作点と呼び、変更後の目標エンジン動作点を今回の目標エンジン動作点と呼ぶ。SA5の次はSA6に移る。
SA6においては、前記SA2と同様にして、今回の目標エンジン動作点に基づいて第1電動機トルクTmg1が算出され、その今回の目標エンジン動作点に対応する前記電気経路出力及び前記機械経路出力が算出される。SA6の次はSA7に移る。
SA7においては、前記SA3と同様にして、今回の目標エンジン動作点に基づく合成伝達効率ηCVTが算出されると共に、その今回の目標エンジン動作点に基づくエンジン効率ηENGが算出される。そして、その合成伝達効率ηCVTとそのエンジン効率ηENGとの積が総合効率(合成効率)ηTOTAL(今回合成効率という)として算出される。尚、前回の目標エンジン動作点に基づく総合効率(合成効率)ηTOTALである前回合成効率は、SA8での判断の為に予め記憶されている。SA7の次はSA8に移る。
SA8においては、前回合成効率の方が今回合成効率よりも大きいか否かが判断される。このSA8の判断が肯定された場合、すなわち、前回合成効率の方が今回合成効率よりも大きい場合には、SA9に移る。一方、このSA8の判断が否定された場合には、SA5に移る。
SA9においては、目標エンジン動作点が、前回の目標エンジン動作点に戻される。すなわち、前記SA5で決定された今回の目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Neが前記所定の変化量ΔNeだけ減少されて新たな目標エンジン動作点が決定される。このとき、SA5と同様に、目標エンジン出力Pe*が変化しないように、目標エンジン動作点が示すエンジントルクTeも変更される、すなわち前回のものに戻される。SA9の次はSA10に移る。
SA10においては、前記SA2と同様にして、前記SA9にて新たに決定された目標エンジン動作点に基づいて第1電動機トルクTmg1が算出され、そのSA9にて新たに決定された目標エンジン動作点に対応する前記電気経路出力及び前記機械経路出力が算出される。SA10の次はSA11に移る。
SA11においては、実際のエンジン回転速度Ne及びエンジントルクTeが示すエンジン12の実際の動作点が、最終的に決定された目標エンジン動作点に一致するように例えば追従するように、エンジン12及び第1電動機MG1の出力制御が行われる。そして、第2電動機トルクTmg2が駆動輪26に伝達される。このとき、第1電動機MG1が発電した電力はそのまま第2電動機MG2に供給されて第2電動機MG2が駆動されるが、蓄電装置36に充電される場合には、その第1電動機MG1が発電した電力から蓄電装置36に充電される電力を差し引いた残部が第2電動機MG2に供給されて第2電動機MG2が駆動される。
本実施例では次のような効果(A1)乃至(A4)がある。(A1)本実施例によれば、第1電動機MG1と第2電動機MG2とトルクコンバータ16とが全体として無段変速機60を構成しており、エンジン動作点制御部72は、前記エンジン走行中において、第1電動機トルクTmg1を調節することでエンジン動作点を制御する前記エンジン動作点制御を実行する。そして、そのエンジン動作点制御では、第2電動機トルクTmg2を駆動輪26に伝達する。従って、第1電動機トルクTmg1(基本的に回生トルク)を調節することにより無段変速機60の無段変速動作を行うことができ、その無段変速機60の無段変速動作により、エンジン動作点をタービン回転速度Ntに拘束されずに制御することが可能であるので、例えばエンジン12を燃費向上に最適な動作点(燃費最適点)で駆動することが可能であり、車両の燃費向上を図ることが可能である。
(A2)また、本実施例によれば、エンジン動作点制御部72は、図5に示すように、エンジントルクTeと第1電動機トルクTmg1との和が、トルクコンバータ16の入力側負荷トルクであるポンプトルクTpと釣り合うように、第1電動機トルクTmg1を調節する。従って、トルクコンバータ16の特性に基づいて容易に第1電動機トルクTmg1を調節することができる。
(A3)また、本実施例によれば、エンジン動作点制御部72は、動作モード判断部70によってシステム最適動作モードが選択されていると判断された場合には、合成伝達効率ηCVTとエンジン効率ηENGとの積である総合効率ηTOTALが大きくなる側にエンジン動作点をずらす。従って、そのエンジン動作点が上記総合効率ηTOTALに応じて変更されない場合と比較して、車両用駆動装置10全体として効率アップが図られ、車両の燃費を向上させることが可能である。
(A4)また、本実施例によれば、エンジン動作点制御部72は、動作モード判断部70によってシステム最適動作モードが選択されていないと判断された場合には、エンジン動作点がエンジン最少燃料消費率線LFLに沿うように且つ目標エンジン出力Pe*が達成されるようにエンジン動作点を制御する。従って、前記無段変速機60の無段変速動作により、エンジン12の燃料消費率上昇を抑えることが可能である。
このように、本実施例の車両用駆動装置10では、第1電動機トルクTmg1を調節することにより、エンジン12の動力を伝達する伝達経路として前記電気経路と前記機械経路とを併用し、エンジン動作点制御を実行するので、車両の燃費向上を図ることができる。ところで、自動変速機18等の機器が暖機前であると、暖機するまで特定の制御を禁止乃至制限する必要が生じる可能性があることから、燃費向上を優先することよりも、自動変速機18等の機器の暖機を促進することを優先したい場合がある。
本実施例の車両用駆動装置10では、第1電動機トルクTmg1を調節することにより前記エンジン動作点制御を実行することができるので、これを活用して自動変速機18等の機器の暖機を促進することを提案する。
図7に示すように、トルクコンバータ16の伝達効率ηMCは、速度比eに対して極大値をとることはあるが、全体的に見れば、速度比eが低下する程低下する傾向がある。すなわち、トルクコンバータ16の動力伝達損失LSSMCは、速度比eが低下する程増大する傾向がある。また、車両用駆動装置10では、第1電動機トルクTmg1を調節することによりトルクコンバータ16の速度比eを変更することができるので、速度比eを低下させてトルクコンバータ16の動力伝達損失LSSMCを増大させることができる。これにより、トルクコンバータ16内の作動油の発熱量を増加させることができるので、作動油温THoilの上昇を促進して、トルクコンバータ16を作動させる作動油と同じ作動油にて作動させられる機器例えば自動変速機18の暖機を促進することができる。
具体的には、電子制御装置40は、作動油温THoilが低い場合は、高い場合と比較して、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受を行いながら第1電動機トルクTmg1を調節することによりトルクコンバータ16の速度比eを低下させる。トルクコンバータ16の速度比eを低下させる態様としては、2つの態様に大別することができる。図11は、前記図9と同じ図上において、作動油温THoilが比較的低いときに設定される目標エンジン動作点を説明する為の図である。図11において、エンジン最少燃料消費率線LFL上で目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点P05と比較してトルクコンバータ16の速度比eを低下させるには、エンジン動作点P06に示すように、エンジン動作点P05に対して、第1電動機MG1の回生トルクを低下させてエンジン回転速度Neを上昇させれば良い。また、トルクコンバータ16の速度比eを低下させる程、暖機を促進することができるので、作動油温THoilが低い程、トルクコンバータ16の速度比eを低下させる、すなわちエンジン回転速度Neを上昇させれば良いと考えられる。その為、エンジン動作点P06よりも更にエンジン回転速度Neを上昇させたエンジン動作点P07を目標エンジン動作点に設定する場合も考えられる。このエンジン動作点P07では、エンジントルクTeとポンプトルクTpとが釣り合うエンジン動作点P02に対して、エンジン回転速度Neが高回転側となっており、前記エンジン動作点制御によるエンジン動作点P07への制御は、第1電動機トルクTmg1が正値となる第1電動機MG1の力行トルクを必要とする。つまり、エンジン動作点P02と比較してトルクコンバータ16の速度比eを低下させるには、エンジン動作点P07に示すように、エンジン動作点P02に対して、第1電動機MG1の力行トルクを増加させてエンジン回転速度Neを上昇させれば良い。つまり、暖機が必要なときには、エンジン動作点P05に替えて、作動油温THoilに応じたエンジン動作点P06やエンジン動作点P07を目標エンジン動作点に設定すれば良い。このように、トルクコンバータ16の速度比eを低下させる態様としては、目標エンジン動作点を、例えばエンジン動作点P06とする態様と、例えばエンジン動作点P07とする態様との2つの態様に大別することができる。特に、目標エンジン動作点を例えばエンジン動作点P07とする態様では、動力循環状態となることから、これによる損失の増加により暖機が促進され易い。
ここで、本実施例の車両用駆動装置10は、自動変速機18を備えているので、これを活用して自動変速機18等の機器の暖機を促進することが可能である。図12は、ある一定の車速Vの下で図9と同じ座標系において、エンジン最少燃料消費率線LFL上の動作点P05を目標エンジン動作点としたときの第1電動機トルクTmg1及びポンプトルクTpを自動変速機18のギヤ段毎に表した図であり、図12における実線L03、エンジン最少燃料消費率線LFL、及び点P05は図9のものと同じである。図12において、破線L04及び一点鎖線L05は何れもポンプトルクTpとエンジン回転速度Neとの関係を表す曲線であるが、破線L04は、一点鎖線L05よりも自動変速機18のギヤ段が高車速側のギヤ段である場合を表している。自動変速機18のギヤ段が高車速側であるほどタービン回転速度Ntが低くなってトルクコンバータ16の速度比eが小さくなるので、目標エンジン動作点を動作点P05とする場合、破線L04に対応する速度比e1の方が一点鎖線L05に対応する速度比e2よりも小さくされる。また、前記エンジン動作点制御によってエンジン回転速度Neを上昇させる際に例えば上記エンジン動作点P07とするような態様をとる場合に、破線L04の方が一点鎖線L05よりも、エンジン回転速度Neを上昇させられる領域例えば動力循環状態となるエンジン回転速度Neの領域が広いことから、暖機を一層促進させることが可能である。従って、電子制御装置40は、作動油温THoilが低い程、自動変速機18のギヤ段(変速比γat)を高車速側のギヤ段(変速比)としても良い。図13は、予め求められて記憶された変速マップの一部であって、作動油温THoilに応じて変更されるあるギヤ段間のアップシフト線を示す図である。図13において、アップシフト線は、実線に示すように作動油温THoilが低い程低車速側とされ、破線に示すように作動油温THoilが高い程高車速側とされる。すなわち、このアップシフト線は、作動油温THoilが低い程、自動変速機18のアップシフトが早められるように低車速側へ変更される。
図3に戻り、変速制御手段すなわち変速制御部74は、例えば図13に示すような作動油温THoilに応じてアップシフト線が変更される変速マップから、アクセル開度Acc及び車速Vに基づいて自動変速機18の変速を実行する。
暖機要否判定手段すなわち暖機要否判定部76は、例えば車両用駆動装置10(例えば自動変速機18)の暖機が必要であるか否かを、作動油温THoilが所定低油温よりも低いか否かに基づいて判定する。上記所定低油温は、例えば作動油温THoilが燃費向上よりも車両用駆動装置10の暖機を促進する必要がある程低くなっていることを判断する為の予め求められて記憶された低油温判定値である。
エンジン動作点制御部72は、例えば暖機要否判定部76により車両用駆動装置10の暖機が必要でないと判定された場合には、エンジン最少燃料消費率線LFL上で目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点或いは総合効率ηTOTALが極大となるエンジン動作点を、目標エンジン動作点として決定する。そして、エンジン動作点制御部72は、その決定した目標エンジン動作点が実現されるように前記エンジン動作点制御を実行する。
暖機時目標動作点設定手段すなわち暖機時目標動作点設定部78は、例えば暖機要否判定部76により車両用駆動装置10の暖機が必要であると判定された場合には、暖機を促進する為の目標エンジン動作点である暖機時目標エンジン動作点を設定する。具体的には、暖機時目標動作点設定部78は、作動油温THoilが低い程暖機を促進する為にトルクコンバータ16の目標速度比e*が小さくなるように予め求められて記憶された例えば図14に示すような関係(目標速度比マップ)から、実際の作動油温THoilに基づいて目標速度比e*を決定する。暖機時目標動作点設定部78は、その決定した目標速度比e*から実際のタービン回転速度Ntに基づいて目標エンジン回転速度Ne*(=Nt/e*)を算出する。暖機時目標動作点設定部78は、その目標エンジン回転速度Ne*にて目標エンジン出力Pe*が達成される目標エンジントルクTe*を算出する。この目標エンジン回転速度Ne*と目標エンジントルクTe*とで示されるエンジン動作点が暖機時目標エンジン動作点となる。このように、暖機時目標動作点設定部78は、上記目標速度比e*を実現するように暖機時目標エンジン動作点を設定する。
このように、暖機時目標動作点設定部78は、暖機時目標エンジン動作点を設定する際には、作動油温THoilに応じた目標速度比e*を設定する。ここで、図6に示すように、速度比eが小さくなる程、電気伝達による動力の伝達比率RTOPELが小さくなる一方で流体伝達による動力の伝達比率RTOPMCが大きくなる。つまり、速度比eと流体伝達による動力の伝達比率RTOPMCとは、1対1の関係にある。そこで、暖機時目標動作点設定部78は、作動油温THoilが低い程暖機を促進する為に流体伝達による動力の伝達比率RTOPMCの目標値(以下、目標流体経路割合RTOPMC*という)が大きくなるように予め求められて記憶された例えば図15に示すような関係(目標流体経路割合マップ)から、実際の作動油温THoilに基づいて目標流体経路割合RTOPMC*を決定する。そして、暖機時目標動作点設定部78は、例えば図6に示すような関係から、その決定した目標流体経路割合RTOPMC*を実現することができる目標速度比e*を設定しても良い。
速度比変更可否判定手段すなわち速度比変更可否判定部80は、例えば暖機時目標動作点設定部78により設定された暖機時目標エンジン動作点を実現する為の第1電動機MG1の動作点(目標第1電動機トルクTmg1*及び目標第1電動機回転速度Nmg1*)、及び第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受に基づく第2電動機MG2の動作点(第2電動機トルクTmg2及び第2電動機回転速度Nmg2)が、第1電動機MG1及び第2電動機MG2のそれぞれの定格出力の範囲内であるか否かを判定する。この定格出力は、例えば第1電動機MG1及び第2電動機MG2のそれぞれの使用環境に許容されるように予め実験的に求められて設定された第1電動機MG1及び第2電動機MG2のそれぞれの最大出力(最大能力)である。例えば、各電動機の定格出力は、良く知られているように、電動機回転速度Nmgが低い程、許容される電動機トルクTmgの上限値が大きくされ、電動機トルクTmgが小さい程、許容される電動機回転速度Nmgの上限値が高くされている。
変速制御部74は、速度比変更可否判定部80により暖機時目標エンジン動作点を実現する際に第1電動機MG1及び第2電動機MG2のうちの少なくとも一方の動作点が各電動機のそれぞれの定格出力の範囲を外れると判定された場合には、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の各動作点が各電動機のそれぞれの定格出力の範囲内となるように自動変速機18の変速制御を実行する。
例えば、前記エンジン動作点制御においてエンジン動作点を移動する際に、ある第1電動機トルクTmg1が必要となる場合、第1電動機MG1の定格出力上、第1電動機回転速度Nmg1が高い程、第1電動機MG1の動作点はその定格出力を外れ易い。すなわち、図12に示すように、例えば同じ第1電動機トルクTmg1A(或いは第1電動機トルクTmg1B)が必要となる場合、自動変速機18が低車速側ギヤ段とされる程、第1電動機回転速度Nmg1が高くなる為、第1電動機MG1の動作点はその定格出力を外れ易い。そこで、変速制御部74は、暖機時目標エンジン動作点を実現する際の目標第1電動機トルクTmg1*において目標第1電動機回転速度Nmg1*が第1電動機MG1の定格出力の範囲を外れるときには、自動変速機18のアップシフトを実行する。一方、前記エンジン動作点制御においてエンジン動作点を移動する際に、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受に基づく第2電動機MG2の動作点における第2電動機MG2のパワー(第2電動機パワー)としてある第2電動機パワーが必要となる場合、第2電動機回転速度Nmg2が低い程、第2電動機トルクTmg2が大きくなる為、第2電動機MG2の定格出力上、第2電動機MG2の動作点はその定格出力を外れ易い。そこで、変速制御部74は、暖機時目標エンジン動作点を実現する際に、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受における第2電動機パワーを得る為の第2電動機トルクTmg2が第2電動機MG2の定格出力の範囲を外れるときには、自動変速機18のダウンシフトを実行する。このように、変速制御部74は、速度比変更可否判定部80により第1電動機MG1及び第2電動機MG2のうちの少なくとも一方の動作点が各電動機のそれぞれの定格出力の範囲を外れると判定された場合には、各電動機の動作点をそれぞれ定格出力の範囲内とする為の自動変速機18のギヤ段を判断し、その判断したギヤ段となるように自動変速機18の変速制御を実行する。
図16は、電子制御装置40の制御作動の要部、すなわち、第1電動機トルクTmg1を調節することでエンジン動作点を制御することにより暖機を促進する制御作動を説明する為のフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図16に示す制御作動は、単独で或いは他の制御作動と並列的に実行される。尚、ステップ(以下、「ステップ」を省略する)SB1は暖機要否判定部76に対応し、SB2は暖機時目標動作点設定部78,速度比変更可否判定部80に対応し、SB3は変速制御部74に対応し、SB4は暖機時目標動作点設定部78,エンジン動作点制御部72に対応し、SB5はエンジン動作点制御部72に対応する。
先ず、SB1においては、例えば自動変速機18の暖機が必要であるか否かが、作動油温THoilが所定低油温よりも低いか否かに基づいて判定される。このSB1の判断が肯定された場合、すなわち自動変速機18の暖機が必要である場合には、SB2に移る。一方で、このSB1の判断が否定された場合、すなわち自動変速機18の暖機が必要でない場合には、SB5に移る。
SB2においては、例えば図14に示すような目標速度比マップから実際の作動油温THoilに基づいて決定した目標速度比e*を実現するように暖機時目標エンジン動作点が設定される。そして、その設定された暖機時目標エンジン動作点を実現する為の第1電動機MG1の動作点及び第2電動機MG2の動作点が、第1電動機MG1及び第2電動機MG2のそれぞれの定格出力の範囲内であるか否かが判定される。このSB2の判断が肯定された場合、すなわち暖機時目標エンジン動作点を実現する為の第1電動機MG1の動作点及び第2電動機MG2の動作点がそれぞれの定格出力の範囲内である場合には、SB4に移る。一方で、このSB2の判断が否定された場合、すなわち暖機時目標エンジン動作点を実現する為の第1電動機MG1の動作点及び第2電動機MG2の動作点のうちの少なくとも一方の動作点がそれぞれの定格出力の範囲を外れる場合には、SB3に移る。
SB3においては、例えば第1電動機MG1及び第2電動機MG2の動作点を各電動機のそれぞれ定格出力の範囲内とする為の自動変速機18のギヤ段が判断され、その判断されたギヤ段となるように自動変速機18の変速制御が実行される。
SB4においては、現ギヤ段における暖機時目標エンジン動作点が設定され、第1電動機トルクTmg1を調節することによりその設定された暖機時目標エンジン動作点が実現されるように前記エンジン動作点制御が実行される。
SB5においては、例えばエンジン最少燃料消費率線LFL上で目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点或いは総合効率ηTOTALが極大となるエンジン動作点が、目標エンジン動作点として決定(選択)される。そして、その決定された目標エンジン動作点が実現されるように前記エンジン動作点制御が実行される。例えば、図10のフローチャートが実行される。
上述のように、本実施例によれば、第1電動機トルクTmg1を調節することによりエンジン動作点制御が可能であり、作動油温THoilが低い場合は、高い場合と比較して、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受を行いながら第1電動機トルクTmg1を調節することによりトルクコンバータ16の速度比eを低下させるので、トルクコンバータ16における伝達損失が増加させられて発熱量が増加させられる。よって、作動油温THoilの上昇を促進できることはもちろんのこと、その作動油温THoilの上昇により作動油にて作動させられる機器(例えば自動変速機18)の暖機を促進することができる。また、第1電動機トルクTmg1の調節が第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受にて実行されるので、蓄電装置36の充電容量SOC等に拘わらずトルクコンバータ16の損失を増大させることができる。よって、蓄電装置36の充電容量SOC等に制限されることなく、幅広い領域で暖機を促進することができる。
また、本実施例によれば、エンジントルクTeとポンプトルクTpとが釣り合うエンジン動作点に対して、第1電動機MG1の力行トルクを増加してエンジン回転速度Neを上昇させることで、作動油温THoilが低い程小さくなるように予め設定された目標速度比e*を実現するように暖機時目標エンジン動作点を設定するので、トルクコンバータ16における伝達損失が増加させられて発熱量が増加させられ、作動油にて作動させられる機器の暖機を適切に促進することができる。また、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受においては動力循環状態となるので、これによる損失の増加も期待できる。
また、本実施例によれば、エンジン最少燃料消費率線LFL上で目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点に対して、第1電動機MG1の回生トルクを低下してエンジン回転速度Neを上昇させることで、作動油温THoilが低い程小さくなるように予め設定された目標速度比e*を実現するように暖機時目標エンジン動作点を設定するので、トルクコンバータ16における伝達損失が増加させられて発熱量が増加させられ、作動油にて作動させられる機器の暖機を適切に促進することができる。
また、本実施例によれば、前記作動油は、自動変速機18を作動させる為のものであるので、トルクコンバータ16にて自動変速機18の暖機を促進することができる。
また、本実施例によれば、作動油温THoilが低い程、自動変速機18の変速比γatを高車速側の変速比とするので、トルクコンバータ16の速度比eを低下させられる範囲(例えばエンジン回転速度Neを上昇させられる範囲)が拡大し、一層の暖機促進を図ることができる。
また、本実施例によれば、トルクコンバータ16の速度比eを低下させる際に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2のうちの少なくとも一方の動作点が、各電動機のそれぞれの定格出力の範囲を外れる場合には、その定格出力の範囲内となるように自動変速機18の変速を実行するので、第1電動機トルクTmg1の調節を第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受にて適切に実行することができる。よって、蓄電装置36の充電容量SOC等に拘わらずトルクコンバータ16の損失を適切に増大させることができる。
また、本実施例によれば、トルクコンバータ16の速度比eを低下させる為に調節されるときの第1電動機トルクTmg1において第1電動機回転速度Nmg1が前記定格出力の範囲を外れるときには、自動変速機18のアップシフトを実行し、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受における第2電動機パワーを得る為の第2電動機トルクTmg2が前記定格出力の範囲を外れるときには、自動変速機18のダウンシフトを実行するので、第1電動機トルクTmg1の調節を第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受にて確実に実行することができる。よって、蓄電装置36の充電容量SOC等に拘わらずトルクコンバータ16の損失を確実に増大させることができる。
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
例えば、前述の実施例では、エンジン最少燃料消費率線LFL上で目標エンジン出力Pe*が達成されるエンジン動作点或いは総合効率ηTOTALが極大となるエンジン動作点を目標エンジン動作点として設定するエンジン動作点制御を基本の制御として、作動油温THoilが低い場合は、高い場合と比較して、トルクコンバータ16の速度比eを低下させるように変更されたエンジン動作点を目標エンジン動作点として設定したが、これに限らない。例えば、エンジントルクTeとポンプトルクTpとが釣り合うエンジン動作点(成り行きのエンジン動作点)を基本の制御とするものであっても、本発明は適用され得る。或いは、第1電動機MG1が電力を発電すると共に第2電動機MG2が消費する動力分流状態ではそのエンジン動作点制御を基本の制御として実行すると共に、第1電動機MG1が電力を消費すると共に第2電動機MG2が発電する動力循環状態では成り行きのエンジン動作点とすることを基本の制御とするものであっても、本発明は適用され得る。尚、前記エンジン動作点制御では、上記動力循環状態が許容される場合があっても差し支えないことは言うまでもない。
また、前述の実施例では、暖機を促進する際に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の動作点を各電動機のそれぞれ定格出力の範囲内とするように自動変速機18を変速制御したが、更に、上記基本の制御の切替え(例えば図11を用いて説明したトルクコンバータ16の速度比eを低下させる2つの態様の使い分け)と組み合わせて自動変速機18を変速制御しても良い。
また、前述の実施例において、作動油温THoilに応じて変更されるアップシフト線の一例として、図13に示すような、作動油温THoilが低い程、自動変速機18のアップシフトが早められるように低車速側へ変更されるアップシフト線を例示したが、これに限らない。例えば、作動油温THoilが高い場合と低い場合との2段階で切り替わるアップシフト線、作動油温THoilが高い場合と、中程度の場合と、低い場合との3段階で切り替わるアップシフト線など、種々の態様が取り得る。
また、前述の実施例において、自動変速機18は有段変速機であるが、変速比γatを連続的に変化させることが可能な無段変速機(CVT)であっても良い。
また、前述の実施例において、車両用駆動装置10には、自動変速制御が実施される自動変速機18が備えられていたが、例えば、図17に示す車両用駆動装置110のように自動変速機18が無い構成も考え得る。
また、前述の実施例において、図1に示すように第2電動機MG2は自動変速機18の入力軸20に連結されているので、第2電動機MG2は自動変速機18を介して駆動輪26に間接的に連結されていることになるが、その入力軸20ではなく出力歯車22に連結されていても差し支えない。そのように第2電動機MG2が出力歯車22に連結されているとすれば、第2電動機MG2と駆動輪26とは動力伝達が遮断されることなく一対一の関係で回転するので、第2電動機MG2は駆動輪26に直接連結されていると言える。また、第2電動機MG2は駆動輪26に組み込まれるホイールインモータであっても差し支えない。その場合には、左右の駆動輪26を合わせて合計2機の第2電動機MG2が設けられていることになる。
また、前述の実施例において、図1に示すように第2電動機MG2は、エンジン12が間接的に連結された前輪である駆動輪26に連結されているが、エンジン12及び第1電動機MG1は図1の通り上記前輪に連結されている一方で、第2電動機MG2は上記前輪にではなく後輪に直接又は間接的に連結されていても差し支えない。そのように第2電動機MG2が後輪に連結されておればその後輪も駆動輪に含まれる。要するに、エンジン12からの動力で駆動される駆動輪と第2電動機MG2からの動力で駆動される駆動輪とは、別個の車輪であっても差し支えないということである。
また、前述の実施例で説明した前記エンジン動作点制御すなわち無段変速機60の無段変速動作において、第1電動機トルクTmg1が調節されるが、その第1電動機トルクTmg1は、直接調節されてもよいし、第2電動機トルクTmg2の調節すなわち第2電動機MG2の出力の調節により、結果的に言い換えれば間接的に調節されてもよい。
また、前述の実施例において、前記電気経路では、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受により動力伝達が電気的になされるが、例えば、第1電動機MG1が発電した電力が蓄電装置36を経由せずに第2電動機MG2に直接供給されても良いし、第1電動機MG1が発電した電力が蓄電装置36に一旦充電されその蓄電装置36から第2電動機MG2に供給される等して、その第1電動機MG1が発電した電力が第2電動機MG2に間接的に供給されても差し支えない。前記動力循環時でも同様である。
また、前述の実施例において、前記エンジン動作点制御では、前記電気経路において、第1電動機MG1と第2電動機MG2との間での電力授受により動力伝達が電気的になされるが、例えば、第2電動機MG2は、蓄電装置36からの電力供給を受けて、或いは、その蓄電装置36からの電力供給と共に第1電動機MG1が発電した電力の供給を受けて、駆動されても差し支えない。尚、前記動力循環時に第1電動機MG1が力行する場合における第1電動機MG1への電力供給に関しても同様である。
また、前述の実施例において、図1に示すように、第1電動機MG1はトルクコンバータ16のポンプ翼車16pに直接連結されているが、変速機、クラッチ、又は伝動ベルト等を介してポンプ翼車16pに間接的に連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例において、車両用駆動装置10は蓄電装置36を備えているが、その蓄電装置36は無くても差し支えない。
また、前述の実施例において、図10のフローチャートでは、SA3の次にSA4に移るが、それら両ステップの実行順序は何れが先でもよく、例えば、そのフローチャートは、SA2の次にSA4に移り、SA4の判断が肯定された場合にSA3に移り、そして、SA3の次にSA5に移るものであっても差し支えない。
また、前述の実施例において、図10のフローチャートのSA5では、目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Neが所定の変化量ΔNeだけ増加されて新たな目標エンジン動作点が決定されるが、そのエンジン回転速度Neが所定の変化量ΔNeだけ減少されて新たな目標エンジン動作点が決定されても差し支えない。そのようにした場合には、図10のSA9では、そのSA5で決定された今回の目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Neが前記所定の変化量ΔNeだけ増加されて新たな目標エンジン動作点が決定される。
また、前述の実施例の図10に示すフローチャートにおいて、SA3からSA10までのステップを備えず、SA2の次にSA11が実行されるフローチャートも考え得る。
また、前述の実施例において、例えば、図9に点P05として示すように、目標エンジン動作点はエンジン最少燃料消費率線LFL上に設定されるが、エンジン最少燃料消費率線LFLから外れて設定されることも考え得る。
また、前述の実施例において、車両は前記モータ走行を行うことが可能であるが、車両走行は常に前記エンジン走行でなされても差し支えない。
また、前述の実施例において、トルクコンバータ16はロックアップクラッチLCを備えているが、無段変速機60の無段変速動作ではそのロックアップクラッチLCは解放されているので、ロックアップクラッチLCは無くても差し支えない。
また、前述の実施例において、車両を後進させる場合には、自動変速機18を図2に示すRに変速し自動変速機18の入力軸20を正回転方向に回転させるが、自動変速機18を図2に示す1st〜6thの何れかに変速し第2電動機MG2を負回転方向に駆動することで車両を後進させても差し支えない。
また、前述の実施例において、車両用駆動装置10,110には流体伝動装置としてトルクコンバータ16が設けられているが、トルク増幅作用を利用する態様でなければ、トルクコンバータ16に替えて、フルードカップリングが設けられていても差し支えない。
また、前述の実施例において、車両用駆動装置10,110は、FF方式やFR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式などの種々の駆動方式の車両に用いられる。
また、前述の実施例において、無段変速機60の無段変速動作では、図6に示すように前記電気経路及び前記機械経路の伝達比率RTOPEL,RTOPMCは段階的には変更されないが、図8に示すように一点鎖線と実線との交点が示す速度比を境として、低速度比域では前記電気経路の伝達効率ηELの方が前記機械経路の伝達効率ηMCよりも高い一方で、高速度比域では前記機械経路の伝達効率ηMCの方が前記電気経路の伝達効率ηELよりも高いので、例えば、上記低速度比域では前記電気経路のみで動力伝達を行い、上記高速度比域では前記機械経路のみで動力伝達を行うようにしても差し支えない。
また、前述の実施例において、エンジン動作点制御部72は、動作モード判断部70によってシステム最適動作モードが選択されていると判断された場合には、総合効率ηTOTALが大きくなる側にエンジン動作点をずらすが、その総合効率ηTOTALに替えて、前記電気経路と前記機械経路とにおいてエンジン12からの動力が伝達されるときの動力伝達損失LSSCVTとエンジン12の損失LSSENG(以下、エンジン損失LSSENGという)とを合計した合計損失LSSTOTALに基づいて、エンジン動作点をずらすものであっても差し支えない。具体的には、その合計損失LSSTOTALが小さくなる側に、エンジン動作点をずらすものであっても差し支えないということである。そのようにしたとすれば、エンジン動作点が上記合計損失LSSTOTALに応じて変更されない場合と比較して、車両用駆動装置10全体として効率アップすなわちその合計損失LSSTOTALの低減が図られ、車両の燃費を向上させることが可能である。上記動力伝達損失LSSCVTは、無段変速機60に入力される動力すなわちエンジン出力Peと前記合成伝達効率ηCVTとに基づいて算出でき、上記エンジン損失LSSENGは、エンジン12への供給燃料が完全に燃焼した場合の単位時間当たりの低位発熱量である完全燃焼時エンジン出力PeCMPと前記エンジン効率ηENGとに基づいて算出できる。
上記のようにエンジン動作点が、合計損失LSSTOTALが小さくなる側にずらされるのであれば、図10のフローチャートにおいて、SA3は図18のSD3に置き換えられ、SA7とSA8とは図19のSD7とSD8とにそれぞれ置き換えられる。そのSD3、SD7、及びSD8はエンジン動作点制御部72に対応する。
その図10のSA3、SA7、SA8をSD3、SD7、SD8にそれぞれ置き換えたフローチャートを具体的に説明すれば、そのフローチャートでは、図10のSA2の次は図18のSD3に移り、そのSD3の次は図10のSA4に移る。そのSD3においては、前記SA3と同様にして、合成伝達効率ηCVTとエンジン効率ηENGとが算出される。更に、エンジン12における燃料消費量が時間経過に従って逐次検出されており、前記完全燃焼時エンジン出力PeCMPが単位時間当たりの上記燃料消費量に基づいて算出される。その完全燃焼時エンジン出力PeCMPとその単位時間当たりの燃料消費量との関係は、例えば予め実験的に求められている。そして、前記合計損失LSSTOTALが、その算出された合成伝達効率ηCVTとエンジン効率ηENGと完全燃焼時エンジン出力PeCMPとに基づいて算出される。
また、図10のSA6の次は図19のSD7に移る。そのSD7においては、前記SD3と同様にして、今回の目標エンジン動作点に基づく合計損失LSSTOTAL(今回合計損失という)が算出される。尚、前回の目標エンジン動作点に基づく合計損失LSSTOTALである前回合計損失は、図19のSD8での判断の為に予め記憶されている。SD7の次はSD8に移る。
SD8においては、前回合計損失の方が今回合計損失よりも小さいか否かが判断される。このSD8の判断が肯定された場合、すなわち、前回合計損失の方が今回合計損失よりも小さい場合には、図10のSA9に移る。一方、このSD8の判断が否定された場合には、図10のSA5に移る。図10におけるフローチャートにおいてSA3、SA7、SA8をSD3、SD7、SD8にそれぞれ置き換えたことにより、以上の点が異なるが、その他の点においては図10のフローチャートと同じである。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10,110:車両用駆動装置
12:エンジン
16:トルクコンバータ(流体伝動装置)
16p:ポンプ翼車(入力側回転要素)
16t:タービン翼車(出力側回転要素)
18:自動変速機
26:駆動輪
40:電子制御装置(制御装置)
MG1:第1電動機
MG2:第2電動機

Claims (9)

  1. エンジンからの動力が入力される入力側回転要素と駆動輪へ動力を出力する出力側回転要素とを有する流体伝動装置と、前記入力側回転要素に直接又は間接的に連結された第1電動機と、駆動輪に直接又は間接的に連結された第2電動機とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受により動力伝達が電気的になされる電気経路と、動力伝達が前記流体伝動装置を介して機械的になされる機械経路とを有し、前記第1電動機のトルクを調節することで前記エンジンの動作点を制御することが可能であり、
    エンジントルクと前記第1電動機のトルクとの和が、前記流体伝動装置の速度比に応じて前記入力側回転要素に生じる入力側負荷トルクと釣り合うように、前記第1電動機のトルクを調節するものであり、
    目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度に基づいて前記入力側負荷トルクを求め、該入力側負荷トルクと該目標エンジン動作点が示すエンジントルクとに基づいて前記第1電動機のトルクを決定するものであり、
    前記流体伝動装置を作動させる為の作動油の温度が低い場合は、高い場合と比較して、前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受を行いながら前記第1電動機のトルクを調節することにより該流体伝動装置の速度比を低下させることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記エンジントルクと前記入力側負荷トルクとが釣り合うエンジン動作点に対して、前記第1電動機の力行トルクを増加してエンジン回転速度を上昇させることで、前記作動油の温度が低い程小さくなるように予め設定された目標速度比を実現するように前記目標エンジン動作点を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記エンジンの動作点が予め定められた該エンジンの動作曲線に沿うように且つエンジン出力の目標値が達成されるエンジン動作点に対して、前記第1電動機の回生トルクを低下してエンジン回転速度を上昇させることで、前記作動油の温度が低い程小さくなるように予め設定された目標速度比を実現するように前記目標エンジン動作点を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記車両用駆動装置は、前記出力側回転要素と前記駆動輪との間に介装された自動変速機を備えており、
    前記作動油は、前記自動変速機を作動させる為のものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記作動油の温度が低い程、前記自動変速機の変速比を高車速側の変速比とすることを特徴とする請求項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  6. 前記流体伝動装置の速度比を低下させる際に、前記第1電動機及び前記第2電動機のうちの少なくとも一方の動作点が、予め設定された該第1電動機及び該第2電動機のそれぞれの定格出力を外れる場合には、該定格出力内となるように前記自動変速機の変速を実行することを特徴とする請求項又はに記載の車両用駆動装置の制御装置。
  7. 前記流体伝動装置の速度比を低下させる為に調節されるときの前記第1電動機のトルクにおいて該第1電動機の回転速度が前記定格出力を外れるときには、前記自動変速機のアップシフトを実行し、
    前記第1電動機と前記第2電動機との間での電力授受における該第2電動機のパワーを得る為の該第2電動機のトルクが前記定格出力を外れるときには、前記自動変速機のダウンシフトを実行することを特徴とする請求項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  8. 前記車両用駆動装置に対する暖機要求が無い場合には、前記エンジンの動作点が予め定められた該エンジンの動作曲線に沿うように且つエンジン出力の目標値が達成されるように、前記第1電動機のトルクを調節することで該エンジンの動作点を制御することを特徴とする請求項1乃の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  9. 前記電気経路と前記機械経路とにおいて前記エンジンからの動力が伝達されるときの動力伝達効率と該エンジンの動作点におけるエンジン効率との積で表される総合効率を該エンジンの動作点をずらしつつ逐次求め、該総合効率が大きくなる側に、該エンジンの動作点をずらすことを特徴とする請求項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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