CN104245460A - 混合动力车辆的驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够进行与驾驶员要求的行驶一致的起步的混合动力车辆的驱动控制装置。当通过PWR模式开关(55)选择动力模式时,能够为了重视车辆的加速而以利用第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步。另外,当通过ECO模式开关(54)选择ECO模式时,能够为了重视燃料经济性而以利用第1电动机MG1或第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步。由此,通过驾驶员对ECO模式开关(54)及PWR模式开关(55)的操作,能够进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。

Description

混合动力车辆的驱动控制装置
技术领域
本发明涉及混合动力车辆的驱动控制装置的改良。
背景技术
例如,如专利文献1所示,已知有一种混合动力车辆,其具备差动机构和对发动机的曲轴的旋转进行限制的曲轴锁定装置,所述差动机构具备与第1电动机连结的第1旋转要素、与发动机连结的第2旋转要素以及与输出旋转构件连结且经由2档的减速器与第2电动机连结的第3旋转要素,该混合动力车辆除了能够将第2电动机作为驱动源来进行行驶的通常的第1电动机行驶模式以外,还能够获得能够将第1电动机及第2电动机均作为驱动源来进行行驶的第2电动机行驶模式。另外,在专利文献2中,公开了不具备上述曲轴锁定装置且所述减速器为1档的型式的混合动力车辆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-265600号公报
专利文献2:日本特开2002-274201号公报
发明内容
发明要解决的问题
相对于此,考虑了如下混合动力车辆,该混合动力车辆具备:第1差动机构,其具备与第1电动机连结的第1旋转要素、与发动机连结的第2旋转要素以及与输出旋转构件连结的第3旋转要素;第2差动机构,其具备与第2电动机连结的第1旋转要素、第2旋转要素以及第3旋转要素,这些第2旋转要素及第3旋转要素中的某一方与所述第1差动机构的第3旋转要素连结;离合器,其将所述第1差动机构的旋转要素与所述第2差动机构的旋转要素选择性地连结;以及制动器,其将所述第2差动机构的旋转要素与非旋转构件选择性地连结,所述混合动力车辆能够在电动机行驶和混合动力行驶中分别以多种行驶模式进行行驶。
可是,在专利文献2所示那样的以往的混合动力车辆中,在电动机行驶时第1电动机不输出转矩而仅自由旋转,成为第2电动机的输出的拖曳要素之一。另外,在上述状态下,电动机行驶时的驱动力依赖于第2电动机,车辆的驱动力和/或电动机行驶距离受到限制,因此,存在无法进行与驾驶员要求的行驶一致的起步、例如重视车辆的加速的起步和/或重视燃料经济性的起步这一问题。
本发明是以以上的情况为背景完成的发明,其目的在于,提供一种能够进行与驾驶员要求的行驶一致的起步的混合动力车辆的驱动控制装置。
用于解决问题的手段
为了达成该目的,本发明的要点在于,(a)一种混合动力车辆的驱动控制装置,该混合动力车辆具备作为整体具有4个旋转要素的第1差动机构及第2差动机构、和分别与该4个旋转要素连结的发动机、第1电动机、第2电动机及输出旋转构件,所述4个旋转要素中的1个旋转要素中的所述第1差动机构的旋转要素和所述第2差动机构的旋转要素经由离合器选择性地连结,成为该离合器的接合对象的所述第1差动机构或所述第2差动机构的旋转要素经由制动器选择性地与非旋转构件连结,(b)所述混合动力车辆具备对重视车辆的加速的加速行驶模式及重视燃料经济性的燃料经济性行驶模式进行选择的模式选择操作装置,(c)所述驱动控制装置,在车辆起步时,在选择了所述加速行驶模式的情况下,以由所述第1电动机及所述第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步,(d)在选择了要求燃料经济性的所述燃料经济性行驶模式的情况下,以由所述第1电动机或所述第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步。
发明的效果
根据本发明的混合动力车辆的驱动控制装置,(b)所述混合动力车辆具备对重视车辆的加速的加速行驶模式及重视燃料经济性的燃料经济性行驶模式进行选择的模式选择操作装置,(c)所述驱动控制装置,在车辆起步时,在选择了所述加速行驶模式的情况下,以由所述第1电动机及所述第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步,(d)在选择了要求燃料经济性的所述燃料经济性行驶模式的情况下,以由所述第1电动机或所述第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步。因此,当通过所述模式选择操作装置选择所述加速行驶模式时,能够为了重视车辆的加速而以利用所述第1电动机及第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步。另外,当通过所述模式选择操作装置选择所述燃料经济性行驶模式时,能够为了重视燃料经济性而以利用所述第1电动机或第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步。由此,通过驾驶员对所述模式选择操作装置进行操作,能够进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。
在此,优选,(a)所述混合动力车辆具有:第1电动机行驶模式,所述第1电动机行驶模式是使所述制动器接合、利用所述第2电动机进行行驶的行驶模式;和(b)第1发动机行驶模式,所述第1发动机行驶模式是使所述制动器接合、利用所述第1电动机产生反作用力转矩、利用所述第2电动机产生驱动力的行驶模式,(c)所述驱动控制装置,在选择了所述燃料经济性行驶模式且要求所述电动机行驶的情况下,选择所述第1电动机行驶模式,(d)在选择了所述燃料经济性行驶模式且要求所述发动机行驶的情况下,选择所述第1发动机行驶模式。因此,通过驾驶员对所述模式选择操作装置进行操作,能够根据车辆的状态进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。
另外,优选,(a)所述混合动力车辆具有:第2电动机行驶模式,所述第2电动机行驶模式是使所述制动器及所述离合器接合、利用所述第1电动机及所述第2电动机进行行驶的行驶模式;和(b)第2发动机行驶模式,所述第2发动机行驶模式是使所述离合器接合、利用所述第1电动机及所述第2电动机产生反作用力转矩的行驶模式,(c)所述驱动控制装置,在选择了所述加速行驶模式且要求所述电动机行驶的情况下,选择所述第2电动机行驶模式,(d)在选择了所述加速行驶模式且要求所述发动机行驶的情况下,选择所述第2发动机行驶模式。因此,通过驾驶员对所述模式选择操作装置进行操作,能够根据车辆的状态进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。
另外,优选,所述第1差动机构具备与所述第1电动机连结的第1旋转要素、与所述发动机连结的第2旋转要素以及与所述输出旋转构件连结的第3旋转要素,所述第2差动机构具备与所述第2电动机连结的第1旋转要素、第2旋转要素以及第3旋转要素,该第2旋转要素及第3旋转要素的某一方与所述第1差动机构的第3旋转要素连结,所述离合器选择性地使所述第1差动机构的第2旋转要素与所述第2差动机构的第2旋转要素及第3旋转要素中不与所述第1差动机构的第3旋转要素连结的一方的旋转要素接合,所述制动器选择性地使所述第2差动机构的第2旋转要素及第3旋转要素中不与所述第1差动机构的第3旋转要素连结的一方的旋转要素与所述非旋转构件接合。这样设置,也能够获得与第1发明相同的效果。
附图说明
图1是对适于应用本发明的混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图2是对为了控制图1的驱动装置的驱动而设置的控制系统的主要部分进行说明的图。
图3是表示在图1的驱动装置中成立的5种行驶模式的每一个中的离合器和制动器的接合状态的接合表。
图4是能够在直线上表示图1的驱动装置中各旋转要素的转速的相对关系的列线图,是与图3的EV-1模式、HV-1模式对应的图。
图5是能够在直线上表示图1的驱动装置中各旋转要素的转速的相对关系的列线图,是与图3的EV-2模式对应的图。
图6是能够在直线上表示图1的驱动装置中各旋转要素的转速的相对关系的列线图,是与图3的HV-2模式对应的图。
图7是能够在直线上表示图1的驱动装置中各旋转要素的转速的相对关系的列线图,是与图3的HV-3模式对应的图。
图8是对图2的电子控制装置所具备的控制功能的主要部分进行说明的功能框线图。
图9是对通过图8的模式切换控制部切换的EV-1模式下的起步进行说明的列线图,示出离合器分离、制动器接合的EV-1模式。
图10是对通过图8的模式切换控制部切换的EV-2模式下的起步进行说明的列线图,示出离合器和制动器均接合的EV-2模式。
图11是对图2的电子控制装置的、根据驾驶员的要求选择起步时的行驶模式的控制工作的主要部分进行说明的流程图。
图12是对混合动力系统启动而成为准备(ReadyOn)状态时、例如通过操作模式选择操作装置来选择各行驶模式的一个的流程进行说明的流程图,是简化图11后得到的图。
图13是对适于应用本发明的其他混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图14是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图15是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图16是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图17是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图18是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
图19是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构及工作进行说明的列线图。
图20是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构及工作进行说明的列线图。
图21是对适于应用本发明的又一混合动力车辆用驱动装置的结构及工作进行说明的列线图。
具体实施方式
在本发明中,所述第1差动机构及第2差动机构在所述离合器接合的状态下作为整体具有4个旋转要素。另外,优选,在所述第1差动机构及第2差动机构的要素彼此之间除了所述离合器之外还具备其他离合器的结构中,所述第1差动机构及第2差动机构在这些多个离合器接合的状态下作为整体具有4个旋转要素。换言之,本发明优选应用于如下的混合动力车辆的驱动控制装置:该混合动力车辆具备在列线图上表示为4个旋转要素的第1差动机构及第2差动机构、和分别与这4个旋转要素连结的发动机、第1电动机、第2电动机及输出旋转构件,所述4个旋转要素中的1个旋转要素中的所述第1差动机构的旋转要素和所述第2差动机构的旋转要素经由离合器选择性地连结,成为该离合器的接合对象的所述第1差动机构或所述第2差动机构的旋转要素经由制动器选择性地与非旋转构件连结。
所述离合器及制动器优选均为根据液压来控制接合状态(接合或分离)的液压式接合装置,例如,优选使用湿式多片型的摩擦接合装置等,但也可以是啮合式的接合装置即所谓的牙嵌离合器(啮合离合器)。或者,还可以是电磁式离合器和/或磁粉式离合器等根据电气指令来控制接合状态(接合或分离)的离合器。
在应用本发明的驱动装置中,根据所述离合器及制动器的接合状态等,选择性地使多个行驶模式中的某一个成立。优选,在使所述发动机的运转停止并且将所述第1电动机及第2电动机的至少一方用作行驶用驱动源的EV行驶模式下,通过使所述制动器接合并且使所述离合器分离从而使EV-1模式成立,通过使所述制动器及离合器均接合从而使EV-2模式成立。在使所述发动机驱动并且根据需要通过所述第1电动机及第2电动机进行驱动或发电等的混合动力行驶模式下,通过使所述制动器接合并且使所述离合器分离从而使HV-1模式成立,通过使所述制动器分离并且使所述离合器接合从而使HV-2模式成立,通过使所述制动器及离合器均分离从而使HV-3模式成立。
在本发明中,优选,在所述离合器接合且所述制动器分离的情况下的所述第1差动机构及第2差动机构各自的各旋转要素在列线图中的排列顺序,在将与所述第1差动机构及第2差动机构各自的第2旋转要素及第3旋转要素对应的转速重叠表示的情况下,是所述第1差动机构的第1旋转要素、所述第2差动机构的第1旋转要素、所述第1差动机构的第2旋转要素及第2差动机构的第2旋转要素、所述第1差动机构的第3旋转要素及第2差动机构的第3旋转要素的顺序。
以下,基于附图对本发明的优选实施例进行详细说明。在以下的说明所使用的附图中,各部分的尺寸比等不一定准确地进行了描绘。
实施例1
图1是对优选应用本发明的混合动力车辆用驱动装置10(以下,简称为驱动装置10)的结构进行说明的要点图。如该图1所示,本实施例的驱动装置10是优选在例如FF(前置发动机前轮驱动)型车辆等中使用的横置用装置,构成为在共同的中心轴CE上具备作为主动力源的发动机12、第1电动机MG1、第2电动机MG2、作为第1差动机构的第1行星齿轮装置14、以及作为第2差动机构的第2行星齿轮装置16。驱动装置10构成为相对于中心轴CE大致对称,在图1中省略中心线的下半部分进行图示。在以下的各实施例中也是同样的。
发动机12例如是通过被喷射到气缸内的汽油等燃料的燃烧来产生驱动力的汽油发动机等内燃机。第1电动机MG1及第2电动机MG2优选均为具有作为产生驱动力的马达(发动机)和产生反力的发电机的功能的所谓的电动发电机,构成为各自的定子(固定子)18、22固定设置在作为非旋转构件的壳体(外壳)26上,并且在各定子18、22的内周侧具备转子(旋转子)20、24。
第1行星齿轮装置14是齿轮比为ρ1的单小齿轮型的行星齿轮装置,作为旋转要素(要素)而具备:作为第1旋转要素的太阳轮S1、将小齿轮P1支承为能够自转及公转的作为第2旋转要素的齿轮架C1、以及经由小齿轮P1与太阳轮S1啮合的作为第3旋转要素的齿圈R1。第2行星齿轮装置16是齿轮比为ρ2的单小齿轮型的行星齿轮装置,作为旋转要素(要素)而具备:作为第1旋转要素的太阳轮S2、将小齿轮P2支承为能够进行自转及公转的作为第2旋转要素的齿轮架C2、以及经由小齿轮P2与太阳轮S2啮合的作为第3旋转要素的齿圈R2。
第1行星齿轮装置14的太阳轮S1与第1电动机MG1的转子20连结。第1行星齿轮装置14的齿轮架C1与输入轴28连结,该输入轴28与发动机12的曲轴一体地旋转。该输入轴28以中心轴CE为轴心,在以下的实施例中,在不特别区分的情况下,将该中心轴CE的轴心的方向称为轴向(轴心方向)。第1行星齿轮装置14的齿圈R1与作为输出旋转构件的输出齿轮30连结,并且与第2行星齿轮装置16的齿圈R2彼此连结。第2行星齿轮装置16的太阳轮S2与第2电动机MG2的转子24连结。
从输出齿轮30输出的驱动力经由未图示的差动齿轮装置以及车轴等而向未图示的左右一对的驱动轮传递。另一方面,从车辆的行驶路面对驱动轮输入的转矩经由差动齿轮装置及车轴等而从输出齿轮30向驱动装置10传递(输入)。输入轴28的与发动机12相反侧的端部连结有例如叶片泵等机械式油泵32,伴随发动机12的驱动而输出作为后述液压控制回路60等的源压的液压。也可以除了该油泵32之外还设置通过电能驱动的电动式油泵。
在第1行星齿轮装置14的齿轮架C1与第2行星齿轮装置16的齿轮架C2之间设置有选择性地使这些齿轮架C1与C2之间接合(使齿轮架C1与C2之间通断)的离合器CL。在第2行星齿轮装置16的齿轮架C2与作为非旋转构件的壳体26之间设置有选择性地使齿轮架C2接合(固定)于该壳体26的制动器BK。这些离合器CL及制动器BK优选均为根据从液压控制回路60供给的液压来控制接合状态(接合或分离)的液压式接合装置,优选使用例如湿式多片型的摩擦接合装置等,但也可以是啮合式的接合装置即所谓的牙嵌离合器(啮合离合器)。进而,还可以是电磁式离合器和/或磁粉式离合器等根据从电子控制装置40供给的电气指令来控制接合状态(接合或分离)的离合器。
如图1所示,在驱动装置10中,第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16分别与输入轴28配置在同轴上(中心轴CE上),且配置在中心轴CE的轴向上相对的位置。即,关于中心轴CE的轴向,第1行星齿轮装置14相对于第2行星齿轮装置16配置在发动机12侧。关于中心轴CE的轴向,第1电动机MG1相对于第1行星齿轮装置14配置在发动机12侧。关于中心轴CE的轴向,第2电动机MG1相对于第2行星齿轮装置16配置在发动机12的相反侧。即,关于中心轴CE的轴向,第1电动机MG1、第2电动机MG2以将第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16夹在中间的方式配置在相对的位置。即,在驱动装置10中,在中心轴CE的轴向上,从发动机12侧起,以第1电动机MG1、第1行星齿轮装置14、离合器CL、第2行星齿轮装置16、制动器BK、第2电动机MG2的顺序将这些结构配置在同轴上。
图2是对为了控制驱动装置10的驱动而在该驱动装置10设置的控制系统的主要部分进行说明的图。该图2所示的电子控制装置40构成为包括CPU、ROM、RAM以及输入输出接口等,是利用RAM的暂时存储功能并按照预先存储在ROM中的程序来执行信号处理的所谓的微型计算机,执行以发动机12的驱动控制和/或与第1电动机MG1及第2电动机MG2相关的混合动力驱动控制为首的、驱动装置10的驱动所涉及的各种控制。即,在本实施例中,电子控制装置40相当于应用了驱动装置10的混合动力车辆的驱动控制装置。该电子控制装置40如发动机12的输出控制用和/或第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作控制用那样,根据需要而按各控制构成为独立的控制装置。
如图2所示,构成为从在驱动装置10的各部分设置的传感器和/或开关等向电子控制装置40供给各种信号。即,对向停车档、空档、前进行驶档、后退行驶档等的手动操作进行响应而从换挡操作装置41输出的操作位置信号Sh、由加速器开度传感器42向上述电子控制装置40供给表示与驾驶员的输出要求量对应的未图示的加速器踏板的操作量即加速器开度ACC的信号,由发动机转速传感器44向上述电子控制装置40供给表示发动机12的转速即发动机转速NE的信号,由MG1转速传感器46向上述电子控制装置40供给表示第1电动机MG1的转速NMG1的信号,由MG2转速传感器48向上述电子控制装置40供给表示第2电动机MG2的转速NMG2的信号,由输出转速传感器50向上述电子控制装置40供给表示与车速V对应的输出齿轮30的转速NOUT的信号,由车轮速传感器52向上述电子控制装置40供给表示驱动装置10的各车轮的速度NW的信号,由电池SOC传感器53向上述电子控制装置40供给表示未图示的电池的充电容量(充电剩余量)SOC的信号,表示有无ECO模式开关54的操作的ECO模式开关操作信号,表示有无PWR模式开关55的操作的PWR模式开关操作信号,表示有无电源开关57的操作的电源开关操作信号,由脚踏制动器开关59检测到的有无作为常用制动器的脚踏制动器的操作的制动器操作信号,等等。
构成为从电子控制装置40向驱动装置10的各部分输出工作指令。即,作为控制发动机12的输出的发动机输出控制指令,向控制该发动机12的输出的发动机控制装置56输出控制燃料喷射装置向进气配管等的燃料供给量的燃料喷射量信号、指示点火装置在发动机12中的点火正时(点火定时)的点火信号、以及为了操作电子节气门的节气门开度θTH而向节气门致动器供给的电子节气门驱动信号等。指示第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作的指令信号向变换器58输出,经由该变换器58将与该指令信号相应的电能从电池供给到第1电动机MG1及第2电动机MG2从而控制这些第1电动机MG1及第2电动机MG2的输出(转矩)。由第1电动机MG1及第2电动机MG2发出的电能经由变换器58向电池供给,并蓄积在该电池中。控制离合器CL、制动器BK的接合状态的指令信号向液压控制回路60所具备的线性电磁阀等电磁控制阀供给,通过控制从这些电磁控制阀输出的液压来控制离合器CL、制动器BK的接合状态。
驱动装置10作为通过经由第1电动机MG1及第2电动机MG2控制运转状态来控制输入转速和输出转速的差动状态的电气式差动部发挥功能。例如,将由第1电动机MG1发出的电能经由变换器58向电池和/或第2电动机MG2供给。由此,发动机12的动力的主要部分机械地向输出齿轮30传递,另一方面,该动力的一部分为了第1电动机MG1的发电而被消耗从而变换为电能,该电能通过变换器58向第2电动机MG2供给。然后,该第2电动机MG2被驱动,从第2电动机MG2输出的动力向输出齿轮30传递。由从该电能的产生到被第2电动机MG2消耗为止所关联的设备构成将发动机12的动力的一部分变换为电能并将该电能变换为机械能为止的电路径。
在应用了如以上那样构成的驱动装置10的混合动力车辆中,根据发动机12、第1电动机MG1及第2电动机MG2的驱动状态以及离合器CL、制动器BK的接合状态等,选择性地使多个行驶模式的某一个成立。图3是表示在驱动装置10成立的5种行驶模式的各个中的离合器CL、制动器BK的接合状态的接合表,用“○”表示接合,用空栏表示分离。该图3所示的行驶模式“EV-1模式”、“EV-2模式”均为使发动机12的运转停止并且将第1电动机MG1及第2电动机MG2的至少一方用作行驶用的驱动源的EV行驶模式(电动机行驶模式)。“HV-1模式”、“HV-2模式”、“HV-3模式”均为使发动机12例如作为行驶用的驱动源进行驱动并且根据需要通过第1电动机MG1及第2电动机MG2进行驱动或发电等的混合动力行驶模式(发动机行驶模式)。在该混合动力行驶模式下,可以通过第1电动机MG1及第2电动机MG2的至少一方产生反力,也可以使其以无负荷的状态空转。
如图3所示,在驱动装置10中,在使发动机12的运转停止并且将第1电动机MG1及第2电动机MG2的至少一方用作行驶用的驱动源的EV行驶模式下,通过使制动器BK接合并且使离合器CL分离从而使EV-1模式(行驶模式1)成立,通过使制动器BK及离合器CL均接合从而使EV-2模式(行驶模式2)成立。在使发动机12例如作为行驶用的驱动源进行驱动并且根据需要通过第1电动机MG1及第2电动机MG2进行驱动或发电等的混合动力行驶模式下,通过使制动器BK接合并且使离合器CL分离从而使HV-1模式(行驶模式3)成立,通过使制动器BK分离并且使离合器CL接合从而使HV-2模式(行驶模式4)成立,通过使制动器BK及离合器CL均分离从而使HV-3模式(行驶模式5)成立。
图4~图7是能够在直线上表示在驱动装置10(第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16)中连结状态根据离合器CL及制动器BK各自的接合状态而不同的各旋转要素的转速的相对关系的列线图,是在横轴方向上表示第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16的齿轮比ρ的相对关系、在纵轴方向上表示相对转速的二维坐标。以车辆前进时的输出齿轮30的旋转方向为正方向(正旋转)来表示各转速。横线X1表示转速零。纵线Y1~Y4从左向右依次为:实线Y1表示第1行星齿轮装置14的太阳轮S1(第1电动机MG1)的相对转速,虚线Y2表示第2行星齿轮装置16的太阳轮S2(第2电动机MG2)的相对转速,实线Y3表示第1行星齿轮装置14的齿轮架C1(发动机12)的相对转速,虚线Y3′表示第2行星齿轮装置16的齿轮架C2的相对转速,实线Y4表示第1行星齿轮装置14的齿圈R1(输出齿轮30)的相对转速,虚线Y4′表示第2行星齿轮装置16的齿圈R2的相对转速。在图4~图7中,将纵线Y3及Y3′、纵线Y4及Y4′分别重叠表示。在此,由于齿圈R1及R2彼此连结,所示纵线Y4、Y4′分别表示的齿圈R1及R2的相对转速相等。
在图4~图7中,用实线L1表示第1行星齿轮装置14的3个旋转要素的相对转速,用虚线L2表示第2行星齿轮装置16的3个旋转要素的相对转速。纵线Y1~Y4(Y2~Y4′)的间隔根据第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16的各齿轮比ρ1、ρ2来确定。即,关于与第1行星齿轮装置14的3个旋转要素对应的纵线Y1、Y3、Y4,太阳轮S1与齿轮架C1之间对应于1,齿轮架C1与齿圈R1之间对应于ρ1。关于与第2行星齿轮装置16的3个旋转要素对应的纵线Y2、Y3′、Y4′,太阳轮S2与齿轮架C2之间对应于1,齿轮架C2与齿圈R2之间对应于ρ2。即,在驱动装置10中,优选,第2行星齿轮装置16的齿轮比ρ2比第1行星齿轮装置14的齿轮比ρ1大(ρ2>ρ1)。以下,使用图4~图7对驱动装置10的各行驶模式进行说明。
图3所示的“EV-1模式”相当于驱动装置10的第1电动机行驶模式,优选是使发动机12的运转停止并且将第2电动机MG2用作行驶用的驱动源的EV行驶模式。图4是与该EV-1模式对应的列线图,使用该列线图进行说明,通过使离合器CL分离,第1行星齿轮装置14的齿轮架C1和第2行星齿轮装置16的齿轮架C2能够进行相对旋转。通过使制动器BK接合,第2行星齿轮装置16的齿轮架C2连结(固定)于作为非旋转构件的壳体26,其转速为零。在该EV-1模式下,在第2行星齿轮装置16中,太阳轮S2的旋转方向和旋转方向成为相反方向,若由第2电动机MG2输出负的转矩(负方向的转矩),则齿圈R2即输出齿轮30通过该转矩而向正方向旋转。即,通过由第2电动机MG2输出负的转矩,能够使应用了驱动装置10的混合动力车辆前进行驶。在该情况下,使第1电动机MG1空转。在该EV-1模式下,能够进行与搭载有允许齿轮架C1及C2的相对旋转并且该齿轮架C2与非旋转构件连结的所谓THS(Toyota HybridSystem:丰田混合动力系统)的车辆的EV(电气)行驶同样的、通过第2电动机MG2实现的前进或后退的EV行驶控制。
图3所示的“EV-2模式”相当于驱动装置10的第2电动机行驶模式,优选是使发动机12的运转停止并且将第1电动机MG1及第2电动机MG2的至少一方用作行驶用的驱动源的EV行驶模式。图5是与该EV-2模式对应的列线图,使用该列线图进行说明,通过使离合器CL接合,第1行星齿轮装置14的齿轮架C1及第2行星齿轮装置16的齿轮架C2不能进行相对旋转。进而,通过使制动器BK接合,第2行星齿轮装置16的齿轮架C2及与该齿轮架C2接合的第1行星齿轮装置14的齿轮架C1连结(固定)于作为非旋转构件的壳体26,其转速为零。在该EV-2模式下,在第1行星齿轮装置14中,太阳轮S1的旋转方向和齿圈R1的旋转方向成为相反方向,在第2行星齿轮装置16中,太阳轮S2的旋转方向和齿圈R2的旋转方向成为相反方向。即,若由第1电动机MG1或第2电动机MG2输出负的转矩(负方向的转矩),则齿圈R1及R2即输出齿轮30通过该转矩而向正方向旋转。即,通过第1电动机MG1及第2电动机MG2的至少一方,能够使应用了驱动装置10的混合动力车辆前进行驶或后退行驶。
在EV-2模式下,也可以使通过第1电动机MG1及第2电动机MG2的至少一方进行发电的形态成立。在该形态下,能够通过第1电动机MG1及第2电动机MG2的一方或双方分担产生行驶用的驱动力(转矩),能够使各电动机在高效的动作点动作,能够进行缓和由热引起的转矩限制等限制的行驶等。进而,在电池的充电状态为满充电的情况等不允许通过再生进行发电的情况下,也可以使第1电动机MG1及第2电动机MG2的一方或双方空转。即,在EV-2模式下,能够在广泛的行驶条件下进行EV行驶,能够长时间持续进行EV行驶。因此,EV-2模式优选在插电式混合动力车辆等进行EV行驶的比例高的混合动力车辆中采用。
图3所示的“HV-1模式”相当于驱动装置10的第1发动机(混合动力)行驶模式,优选是驱动发动机12而将其用作行驶用的驱动源、并且根据需要通过第1电动机MG1及第2电动机MG2进行驱动或发电的混合动力行驶模式。图4的列线图与该HV-1模式对应,使用该列线图进行说明,通过使离合器CL分离,第1行星齿轮装置14的齿轮架C1和第2行星齿轮装置16的齿轮架C2能够进行相对旋转。通过使制动器BK接合,第2行星齿轮装置16的齿轮架C2连结(固定)于作为非旋转构件的壳体26,其转速为零。在该HE-1模式下,使发动机12驱动,通过其输出转矩使输出齿轮30旋转。此时,在第1行星齿轮装置14中,通过由第1电动机MG1输出反力转矩,能够实现从发动机12向输出齿轮30的传递。在第2行星齿轮装置16中,由于制动器BK接合,所以太阳轮S2的旋转方向和齿圈R2的旋转方向成为相反方向。即,若由第2电动机MG2输出负的转矩(负方向的转矩),则齿圈R1及R2即输出齿轮30通过该转矩而向正方向旋转。
图3所示的“HV-2模式”相当于驱动装置10的第2发动机(混合动力)行驶模式,优选是驱动发动机12而将其用作行驶用的驱动源、并且根据需要通过第1电动机MG1及第2电动机MG2进行驱动或发电的混合动力行驶模式。图6是与该HV-2模式对应的列线图,使用该列线图进行说明,通过使离合器CL接合,第1行星齿轮装置14的齿轮架C1和第2行星齿轮装置16的齿轮架C2不能进行相对旋转,齿轮架C1及C2作为一体地旋转的1个旋转要素进行动作。由于齿圈R1及R2彼此连结,所以这些齿圈R1及R2作为一体地旋转的1个旋转要素进行动作。即,在HV-2模式下,驱动装置10的第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16的旋转要素作为差动机构发挥功能,该差动机构作为整体具有4个旋转要素。即,成为以在图6中朝向纸面从左侧起依次示出的4个旋转要素即太阳轮S1(第1电动机MG1)、太阳轮S2(第2电动机MG2)、彼此连结的齿轮架C1及C2(发动机12)、彼此连结的齿圈R1及R2(输出齿轮30)的顺序结合而成的复合分解模式。
如图6所示,在HV-2模式下,优选,第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16的各旋转要素在列线图中的排列顺序成为由纵线Y1表示的太阳轮S1、由纵线Y2表示的太阳轮S2、由纵线Y3(Y3′)表示的齿轮架C1及C2、由纵线Y4(Y4′)表示的齿圈R1及R2的顺序。第1行星齿轮装置14及第2行星齿轮装置16各自的齿轮比ρ1、ρ2被确定为:在列线图中,如图6所示,与太阳轮S1对应的纵线Y1和与太阳轮S2对应的纵线Y2成为上述排列顺序,即纵线Y1与纵线Y3的间隔比纵线Y2与纵线Y3′的间隔宽。换言之,太阳轮S1、S2与齿轮架C1、C2之间对应于1,齿轮架C1、C2与齿圈R1、R2之间对应于ρ1、ρ2,因此,在驱动装置10中,第2行星齿轮装置16的齿轮比ρ2比第1行星齿轮装置14的齿轮比ρ1大。
在HV-2模式下,通过使离合器CL接合,第1行星齿轮装置14的齿轮架C1与第2行星齿轮装置16的齿轮架C2连结,这些齿轮架C1及C2一体地旋转。因此,对于发动机12的输出,第1电动机MG1及第2电动机MG2都能够接受反力。即,在发动机12驱动时,能够由第1电动机MG1及第2电动机MG2的一方或双方分担接受其反力,能够在高效的动作点进行动作、进行缓和由热引起的转矩限制等限制的行驶等。
图3所示的“HV-3模式”相当于驱动装置10的第3发动机(混合动力)行驶模式,优选是如下混合动力行驶模式:驱动发动机12而将其用作行驶用的驱动源,并且进行由第1电动机MG1实现的发电而使变速比连续地可变,使发动机12的工作点沿着预先设定的最优曲线工作。在该HV-3模式下,能够实现将第2电动机MG2从驱动系统切离而通过发动机12及第1电动机MG1进行驱动等的形态。图7是与该HV-3模式对应的列线图,使用该列线图进行说明,通过使离合器CL分离,第1行星齿轮装置14的齿轮架C1和第2行星齿轮装置16的齿轮架C2能够进行相对旋转。通过使制动器BK分离,第2行星齿轮装置16的齿轮架C2能够相对于作为非旋转构件的壳体26进行相对旋转。在该结构中,能够将第2电动机MG2从驱动系统(动力传递路径)切离并使其停止。
在HV-1模式下,由于制动器BK接合,所以在车辆行驶时第2电动机MG2伴随输出齿轮30(齿圈R2)的旋转而始终旋转。在该形态下,在比较高旋转的区域中,第2电动机MG2的转速会达到界限值(上限值),齿圈R2的转速增加而传递到太阳轮S2等,因此,从提高效率的观点来看,在比较高车速时使第2电动机MG2始终旋转不一定是优选的。另一方面,在HV-3模式下,通过在比较高车速时将第2电动机MG2从驱动系统切离而实现通过发动机12及第1电动机MG1进行驱动的形态,除了能够减少无需驱动该第2电动机MG2的情况下的拖拽损失,还能够消除因该第2电动机MG2所允许的最高转速(上限值)而引起的对最高车速的制约等。
从以上的说明可知,在驱动装置10中,关于驱动发动机12而将其用作行驶用的驱动源、并且根据需要而进行由第1电动机MG1及第2电动机MG2实现的混合动力行驶,通过离合器CL及制动器BK的接合与分离的组合,能够使HV-1模式、HV-2模式以及HV-3模式这3个模式选择性地成立。由此,通过例如根据车辆的车速和/或变速比等选择性地使这3个模式中传递效率最高的模式成立,能够实现传递效率的提高进而实现燃料经济性的提高。
图8是对图2的电子控制装置40的控制功能的主要部分进行说明的功能框线图。在图8中,准备判定单元即准备判定部70判定车辆的混合动力系统是否启动而成为准备(ReadyOn)状态。即,准备判定部70基于脚踏制动器开关59的制动器操作信号和电源开关57的电源开关操作信号,判定是否在踩踏脚踏制动器踏板的同时按下了电源开关57。
发动机行驶、电动机行驶要求判定单元即发动机行驶、电动机行驶要求判定部72判定要求了使发动机12驱动而进行行驶的发动机行驶和使发动机12停止而利用第1电动机MG1和/或第2电动机MG2进行行驶的电动机行驶的哪一个。即,发动机行驶、电动机行驶要求判定部72例如通过电池SOC传感器53判定电池即蓄电装置的充电剩余量SOC是否低于通过实验等预先确定的预定充电剩余量SOCA,从而判定发动机行驶和/或电动机行驶的要求。此外,在发动机行驶、电动机行驶要求判定部72中,通过是否存在暖机要求、或者是否操作了EV驾驶模式开关等各种判定条件来判定发动机行驶和/或电动机行驶的要求。另外,在发动机行驶、电动机行驶要求判定部72中,只存在发动机行驶和电动机行驶这2种行驶条件,因此,也可以将发动机行驶、电动机行驶要求判定部72用于判定是否要求了电动机行驶。
加速器操作量判定单元即加速器操作量判定部74在加速器踏板被踩踏时,基于加速器开度传感器42判定加速器开度Acc是否低于通过实验等预先确定的预定加速器开度AccA
ECO模式、动力模式选择单元即ECO模式、动力模式选择部76基于ECO模式开关54的ECO模式开关操作信号和PWR模式开关55的PWR模式开关操作信号来判定驾驶员是选择了重视车辆的加速的动力模式(加速行驶模式)还是选择了重视燃料经济性的ECO模式(燃料经济性行驶模式)。即,在ECO模式、动力模式选择部76中,通过驾驶员对ECO模式开关54的操作而判定为选择了ECO模式,通过对PWR模式开关55的操作而判定为选择了动力模式。因此,ECO模式开关54和PWR模式开关55作为选择上述动力模式和上述ECO模式的模式选择操作装置而发挥功能。此外,在ECO模式、动力模式选择部76中,只存在ECO模式和动力模式这2种模式,因此,也可以例如将ECO模式、动力模式选择部76用于判定是否要求了ECO模式。
模式选择单元即模式选择部78基于上述的准备判定部70、发动机行驶、电动机行驶要求判定部72、加速器操作量判定部74、ECO模式、动力模式选择部76的判定结果,选择车辆的起步时的行驶模式,即EV-1模式、EV-2模式、HV-1模式以及HV-2模式这4个模式的某一个行驶模式。
即,当由准备判定部70判定为处于准备状态、且由发动机行驶、电动机行驶要求判定部72要求电动机行驶、且由ECO模式、动力模式选择部76选择ECO模式时,模式选择部78选择使制动器BK接合且使离合器CL分离而利用第2电动机MG2进行行驶的EV-1模式(第1电动机行驶模式)。此外,在上述状态下,在例如加速器被急剧踩踏而由加速器操作量判定部74判定为加速器开度Acc高于预定加速器开度AccA时,选择使制动器BK和离合器CL都接合而利用第1电动机MG1和第2电动机MG2进行行驶的EV-2模式(第2电动机行驶模式)。
另外,当由准备判定部70判定为处于准备状态、且由发动机行驶、电动机行驶要求判定部72要求电动机行驶、且由ECO模式、动力模式选择部76选择动力模式时,模式选择部78选择EV-2模式。
另外,当由准备判定部70判定为处于准备状态、且由发动机行驶、电动机行驶要求判定部72要求发动机行驶、且由ECO模式、动力模式选择部76选择ECO模式时,模式选择部78选择使制动器BK接合且使离合器CL分离、利用第1电动机MG1产生反作用力转矩、利用第2电动机MG2产生驱动力的HV-1模式(第1发动机行驶模式)。此外,在上述状态下,在例如加速器被急剧踩踏而由加速器操作量判定部74判定为加速器开度Acc高于预定加速器开度AccA时,选择使离合器CL接合且使制动器BK分离、利用第1电动机MG1及第2电动机MG2产生反作用力转矩的HV-2模式(第2发动机行驶模式)。另外,在模式选择部78中,当像上述那样判定为处于准备状态且要求发动机行驶时,如后述的图11的S13和S14所示,暂时选择EV-1模式,之后迅速切换为HV-1模式。
另外,当由准备判定部70判定为处于准备状态、且由发动机行驶、电动机行驶要求判定部72要求发动机行驶、且由ECO模式、动力模式选择部78选择动力模式时,模式选择部78选择HV-2模式。
模式切换控制单元即模式切换控制部80从电子控制装置40向液压控制回路60输出按照图3所示的接合表使离合器CL和/或制动器BK接合或者分离的液压控制指令信号Sp,以切换为由模式选择部78选择的行驶模式。在液压控制回路60中,按照该液压控制指令信号Sp,控制从该液压控制回路60内的线性电磁阀等电磁控制阀输出的液压。
此外,如图9所示,当由模式切换控制部80切换为EV-1模式时,基本上控制第2电动机MG2的转矩、转速来使车辆进行电动机行驶。此外,在该EV-1模式中,也可以以驱动第1电动机MG1旋转、提高作为整体的效率的方式进行协调控制,以使得第1电动机MG1对第2电动机MG2的负荷减轻或变为零。
另外,如图10所示,当由模式切换控制部80切换为EV-2模式时,利用第1电动机MG1和第2电动机MG2的双方来输出转矩从而在电动机行驶时也能够输出接近驾驶员的要求的驱动力。此外,在低速·低转矩的情况下,利用第1电动机MG1输出,在高转矩的情况下,利用第1电动机MG1及第2电动机MG2这两方输出,使车辆进行电动机行驶。该情况下,设定第1电动机MG1及第2电动机MG2的动作点,以能够获得第1电动机MG1及第2电动机MG2的总的高效率。
另外,当由模式切换控制部80切换为HV-1模式时,HV-1模式的车辆起步时(例如变速比为1以下的低档侧的变速比时)的理论传递效率比HV-2模式好,因此,能够进行比HV-2模式更重视燃料经济性的行驶。另外,当由模式切换控制部80切换为HV-2模式时,利用第1电动机MG1及第2电动机MG2这两方产生反作用力转矩而能够合适地将驾驶员所要求的重视车辆的加速的发动机输出传递至输出齿轮30。该情况下,设定第1电动机MG1及第2电动机MG2的动作点,以能够获得第1电动机MG1及第2电动机MG2的总的高效率。
图11是对图2的电子控制装置40中根据驾驶员的要求选择起步时的行驶模式的控制工作的主要部分分别进行说明的流程图,以预定的控制周期反复执行。
在图11中,首先,在与准备判定部70对应的步骤(以下,省略步骤)S11中,判定车辆的混合动力系统是否启动而成为准备状态。在该S11的判定被否定的情况下结束本例程,而在被肯定的情况下,在与发动机行驶、电动机行驶要求判定部72对应的S12中,判定要求了电动机行驶和发动机行驶的哪一个,即是否要求了电动机行驶。
在S12的判定被否定即要求发动机行驶的情况下,在与模式选择部78对应的S13中选择EV-1模式,接着,在与模式选择部78对应的S14中迅速地切换为HV-1模式。接着,在与ECO模式、动力模式选择部76对应的S15中,判定选择了重视车辆的加速的动力模式还是选择了重视燃料经济性的ECO模式、即是否选择了ECO模式。
在S15的判定被否定即选择动力模式的情况下,在与模式选择部78、模式切换控制部80对应的S16中,选择HV-2模式,使离合器CL接合、使制动器BK分离以成为HV-2模式。在HV-2模式下,利用第1电动机MG1及第2电动机MG2这两方产生反作用力转矩,能够合适地向输出齿轮30传递驾驶员所要求的重视车辆的加速的发动机输出,通过驾驶员选择动力模式,能够以所要求的重视车辆的加速的行驶模式起步。
在S15的判定被肯定即选择ECO模式的情况下,在与加速器操作量判定部74对应的S17中,判定加速器开度Acc是否低于预定加速器开度AccA。在S15的判定被否定即加速器被急剧地踩踏而加速器开度Acc高于预定加速器开度AccA的情况下,执行S16,而在被肯定的情况下,在与模式选择部78、模式切换控制部80对应的S18中,选择HV-1模式,使制动器BK接合、使离合器CL分离,以成为HV-1模式。在HV-1模式下,车辆起步时(例如变速比为1以下的低档侧的变速比时)的理论传递效率比HV-2模式好,因此,通过驾驶员选择ECO模式,能够以所要求的重视燃料经济性的行驶模式起步。
返回S12,在S12的判定被肯定即要求电动机行驶的情况下,在与ECO模式、动力模式选择部76对应的S19中,判定选择了动力模式还是选择了ECO模式,即是否选择了ECO模式。在S19的判定被否定即选择动力模式的情况下,在与模式选择部78、模式切换控制部80对应的S20中,选择EV-2模式,使离合器CL和制动器BK均接合以成为EV-2模式。在EV-2模式下,通过利用第1电动机MG1及第2电动机MG2这两方输出转矩,在电动机行驶时也能够输出驾驶员所要求的重视车辆的加速的驱动力,通过驾驶员选择动力模式,能够以所要求的重视车辆的加速的行驶模式起步。
在S19的判定被肯定即选择ECO模式的情况下,在与加速器操作量判定部74对应的S21中,判定加速器开度Acc是否低于预定加速器开度AccA。在S21的判定被否定即加速器被急剧地踩踏而加速器开度Acc高于预定加速器开度AccA的情况下,执行S20,而在被肯定的情况下,在与模式选择部78、模式切换控制部80对应的S22中选择EV-1模式,使制动器BK接合、使离合器CL分离以成为EV-1模式。在EV-1模式下,执行协调控制,抑制由第1电动机MG1及第2电动机MG2消耗的消耗电力,能够进行更长的电动机行驶,因此,通过驾驶员选择ECO模式,能够以所要求的重视燃料经济性的行驶模式起步。
图12是对在车辆的混合动力系统启动而成为准备状态时、通过例如操作模式选择操作装置即ECO模式开关54或PWR模式开关55、来选择各行驶模式(EV-1、EV-2、HV-1、HV-2)的一个的流程进行说明的流程图,是简化图11后得到的图。
根据该图12,当存在电动机行驶要求且操作ECO模式开关54时,向箭头a方向移动而在S22中选择EV-1模式。另外,当存在电动机行驶要求且操作PWR模式开关55时,向箭头b方向移动而在S20中选择EV-2模式。另外,当存在发动机行驶要求且操作ECO模式开关54时,向箭头a方向移动且从S22向箭头c方向移动而在S18中选择HV-1模式。另外,当存在发动机行驶要求且操作PWR模式开关55时,向箭头a方向移动进而向箭头c方向移动且从S18向箭头d方向移动而在S16中选择HV-2模式。
此外,在图12中,通过例如急剧地踩踏加速器或操作PWR模式开关55,执行从暂时选择的EV-1模式(S22)向EV-2模式(S20)的切换即箭头e方向的移动和/或从暂时选择的HV-1模式(S18)向HV-2模式(S16)的切换即箭头d的移动。另外,在图12中,通过例如操作ECO模式开关54,执行从暂时选择的EV-2模式(S20)向EV-1模式(S22)的切换即箭头g方向的移动和/或从暂时选择的HV-2模式(S16)向HV-1模式(S18)的切换即箭头h方向的移动。另外,在图12中,通过例如要求发动机行驶,执行从暂时选择的EV-2模式(S20)向HV-1模式(S18)的切换即箭头i方向的移动。
如上述那样,根据本实施例的驱动装置10的电子控制装置40,具备对重视车辆的加速的动力模式和重视燃料经济性的ECO模式进行选择的模式选择操作装置即ECO模式开关54和PWR模式开关55,在车辆起步时,在选择了动力模式时,以利用第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步,在选择了要求燃料经济性的ECO模式时,以利用第1电动机MG1或第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步。因此,当通过PWR模式开关55选择动力模式时,能够为了重视车辆的加速而以利用第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步。另外,当通过ECO模式开关54选择ECO模式时,能够为了重视燃料经济性而以利用第1电动机MG1或第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步。由此,通过驾驶员操作ECO模式开关54及PWR模式开关55而能够进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。
另外,根据本实施例的驱动装置10的电子控制装置40,具有使制动器BK接合且使离合器CL分离而利用第2电动机MG2进行行驶的EV-1模式、和使制动器BK接合且使离合器CL分离而利用第1电动机MG1产生反作用力转矩并利用第2电动机MG2产生驱动力的HV-1模式,在选择ECO模式且要求电动机行驶的情况下,选择EV-1模式,在选择ECO模式且要求发动机行驶的情况下,选择HV-1模式。因此,通过驾驶员操作ECO模式开关54,能够根据车辆的状态进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。
另外,根据本实施例的驱动装置10的电子控制装置40,具有使制动器BK和离合器CL均接合而利用第1电动机MG1及第2电动机MG2进行行驶的EV-2模式、和使离合器CL接合且使制动器BK分离而利用第1电动机MG1及第2电动机MG2产生反作用力转矩的HV-2模式,在选择动力模式且要求电动机行驶的情况下,选择EV-2模式,在选择动力模式且要求发动机行驶的情况下,选择HV-2模式。因此,通过驾驶员操作PWR模式开关55,能够根据车辆的状态进行与驾驶员要求的行驶一致的起步。
接下来,基于附图对本发明的其他优选实施例详细地进行说明。在以下的说明中,对实施例彼此共通的部分标注相同的符号而省略其说明。
实施例2
图13~图18是取代前述的实施例1的混合动力车辆用驱动装置10、对本发明优选适用的其他的混合动力车辆用驱动装置100、110、120、130、140、150的结构分别进行说明的要点图。本发明的混合动力车辆的驱动控制装置也优选适用于如图13所示的驱动装置100和/或图14所示的驱动装置110那样,变更了中心轴CE方向上的所述第1电动机MG1、第1行星齿轮装置14、第2电动机MG2、第2行星齿轮装置16、离合器CL以及制动器BK的配置(排列)的结构。也优选适用于如图15所示的驱动装置120那样,在所述第2行星齿轮装置16的齿轮架C2和作为非旋转构件的所述壳体26之间与所述制动器BK并列地具备允许相对于该齿轮架C2的壳体26单向旋转且阻止反向旋转的单向离合器(one way clutch)OWC的结构。也优选适用于如图16所示的驱动装置130、图17所示的驱动装置140、图18所示的驱动装置150那样,取代所述单小齿轮型的第2行星齿轮装置16而具备作为第2差动机构的双小齿轮型的第2行星齿轮装置16′的结构。该第2行星齿轮装置16′作为旋转要素(要素)具备:作为第1旋转要素的太阳轮S2′、将彼此啮合的多个小齿轮P2′支承为能够自转及公转的作为第2旋转要素的齿轮架C2′、以及经由小齿轮P2′与太阳轮S2′啮合的作为第3旋转要素的齿圈R2′。
这样,上述实施例2的混合动力车辆用驱动装置100、110、120、130、140、150具备:作为第1差动机构的第1行星齿轮装置14,其具备与第1电动机MG1连结的作为第1旋转要素的太阳轮S1、与发动机12连结的作为第2旋转要素的齿轮架C1、以及与作为输出旋转构件的输出齿轮30连结的作为第3旋转要素的齿圈R1;作为第2差动机构的第2行星齿轮装置16(16′),其具备与第2电动机MG2连结的作为第1旋转要素的太阳轮S2(S2′)、作为第2旋转要素的齿轮架C2(C2′)、以及作为第3旋转要素的齿圈R2(R2′),这些齿轮架C2(C2′)及齿圈R2(R2′)的某一方与所述第1行星齿轮装置14的齿圈R1连结;离合器CL,其选择性地使所述第1行星齿轮装置14的齿轮架C1与所述齿轮架C2(C2′)及齿圈R2(R2′)中不与所述齿圈R1连结的一方的旋转要素接合;以及制动器BK,其选择性地使所述齿轮架C2(C2′)及齿圈R2(R2′)中的不与所述齿圈R1连结的一方的旋转要素与作为非旋转构件的壳体26接合。因此,通过分别设置前述的电子控制装置40,在车辆起步时,在选择了动力模式时,以利用第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步,在选择了要求燃料经济性的ECO模式时,以利用第1电动机MG1或第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步,因此,当通过PWR模式开关55选择动力模式时,能够为了重视车辆的加速而以利用第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步,当通过ECO模式开关54选择ECO模式时,能够为了重视燃料经济性而以利用第1电动机MG1或第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步,等等,能够获得与前述的实施例1同样的效果。
实施例3
图19~图21是取代前述的实施例1的混合动力车辆用驱动装置10,对本发明优选适用的其他的混合动力车辆用驱动装置160、170、180的结构及工作分别进行说明的列线图。与前述同样,第1行星齿轮装置14的太阳轮S1、齿轮架C1、齿圈R1的相对转速由实线L1表示,第2行星齿轮装置16的太阳轮S2、齿轮架C2、齿圈R2的相对转速由虚线L2表示。在混合动力车辆用驱动装置160中,第1行星齿轮装置14的太阳轮S1、齿轮架C1以及齿圈R1分别与第1电动机MG1、发动机12以及第2电动机MG2连结,第2行星齿轮装置16的太阳轮S2、齿轮架C2分别与第2电动机MG2、输出旋转构件30连结,齿圈R2经由制动器BK与非旋转构件26连结,太阳轮S1和齿圈R2经由离合器CL选择性地连结。所述齿圈R1和太阳轮S2彼此连结。在混合动力车辆用驱动装置170中,第1行星齿轮装置14的太阳轮S1、齿轮架C1以及齿圈R1分别与第1电动机MG1、输出旋转构件30以及发动机12连结,第2行星齿轮装置16的太阳轮S2、齿轮架C2分别与第2电动机MG2、输出旋转构件30连结,齿圈R2经由制动器BK与非旋转构件26连结,太阳轮S1和齿圈R2经由离合器CL选择性地连结。所述齿轮架C1及C2彼此连结。在混合动力车辆用驱动装置180中,第1行星齿轮装置14的太阳轮S1、齿轮架C1以及齿圈R1分别与第1电动机MG1、输出旋转构件30以及发动机12连结,第2行星齿轮装置16的太阳轮S2、齿圈R2分别与第2电动机MG2、输出旋转构件30连结,齿轮架C2经由制动器BK与非旋转构件26连结,齿圈R1和齿轮架C2经由离合器CL选择性地连结。所述齿轮架C1和齿圈R2彼此连结。
在图19~图21的实施例中,与实施例1同样地,在通过操作ECO模式开关54而选择了重视燃料经济性的ECO模式时,以利用第1电动机MG1或第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步。另外,在图19~图21的实施例中,通过设置电子控制装置40,在通过操作PWR模式开关55而选择了重视车辆的加速的动力模式时,以利用第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶起步,因此能够获得与实施例1同样的效果。
在图19~图21所示的实施例中,与前述的图4~7、图13~18等所示的实施例同样,在以下方面是共通的:一种混合动力车辆的驱动控制装置,具备在列线图上具有4个旋转要素(表现为4个旋转要素)的作为第1差动机构的第1行星齿轮装置14及作为第2差动机构的第2行星齿轮装置16、16′、和分别与这4个旋转要素连结的第1电动机MG1、第2电动机MG2、发动机12及输出旋转构件(输出齿轮30),所述4个旋转要素中的1个旋转要素中的所述第1行星齿轮装置14的旋转要素和所述第2行星齿轮装置16、16′的旋转要素经由离合器CL选择性地连结,成为该离合器CL的接合对象的所述第2行星齿轮装置16、16′的旋转要素经由制动器BK选择性地与作为非旋转构件的壳体26连结。即,使用图8等叙述的本发明的混合动力车辆的驱动控制装置也适于应用在图19~图21所示的结构。
另外,图19~图21所示的实施例与图4~7、图13~18所示的实施例同样,所述第1行星齿轮装置14具备与所述第1电动机MG1连结的作为第1旋转要素的太阳轮S1、与所述发动机12连结的作为第2旋转要素的齿轮架C1、以及与所述输出齿轮30连结的作为第3旋转要素的齿圈R1,所述第2行星齿轮装置16(16′)具备与所述第2电动机MG2连结的作为第1旋转要素的太阳轮S2(S2′)、作为第2旋转要素的齿轮架C2(C2′)、以及作为第3旋转要素的齿圈R2(R2′),这些齿轮架C2(C2′)及齿圈R2(R2′)的某一方与所述第1行星齿轮装置14的齿圈R1连结,所述离合器CL选择性地使所述第1行星齿轮装置14的齿轮架C1与所述齿轮架C2(C2′)及齿圈R2(R2′)中不与所述齿圈R1连结的一方的旋转要素接合,所述制动器BK选择性地使所述齿轮架C2(C2′)及齿圈R2(R2′)中不与所述齿圈R1连结的一方的旋转要素与作为非旋转构件的壳体26接合。
以上,基于附图对本发明的实施例详细地进行了说明,但本发明也适用于其他的方式。
在本实施例中,通过操作PWR模式开关55而选择了动力模式,但也可以例如通过将换档操作装置的换档杆切换为运动档或手动档,来选择动力模式。
此外,上述只不过是一个实施形态,本发明能够以基于本领域技术人员的知识而施加了各种变更、改良的样式实施。
标号说明
10、100、110、120、130、140、150、160、170、180:混合动力车辆用驱动装置
12:发动机
14:第1行星齿轮装置(第1差动机构)
16、16′:第2行星齿轮装置(第2差动机构)
26:壳体(外壳,非旋转构件)
30:输出齿轮(输出旋转构件)
40:电子控制装置(驱动控制装置)
54:ECO模式开关(模式选择操作装置)
55:PWR模式开关(模式选择操作装置)
MG1:第1电动机
MG2:第2电动机
BK:制动器
CL:离合器

Claims (4)

1.一种混合动力车辆的驱动控制装置,该混合动力车辆具备作为整体具有4个旋转要素的第1差动机构及第2差动机构、和分别与该4个旋转要素连结的发动机、第1电动机、第2电动机及输出旋转构件,
所述4个旋转要素中的1个旋转要素中的所述第1差动机构的旋转要素和所述第2差动机构的旋转要素经由离合器选择性地连结,
成为该离合器的接合对象的所述第1差动机构或所述第2差动机构的旋转要素经由制动器选择性地与非旋转构件连结,
所述驱动控制装置的特征在于,
所述混合动力车辆具备对重视车辆的加速的加速行驶模式及重视燃料经济性的燃料经济性行驶模式进行选择的模式选择操作装置,
所述驱动控制装置,在车辆起步时,在选择了所述加速行驶模式的情况下,以由所述第1电动机及所述第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步,
在选择了要求燃料经济性的所述燃料经济性行驶模式的情况下,以由所述第1电动机或所述第2电动机的工作产生驱动力的电动机行驶或发动机行驶来进行起步。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的驱动控制装置,其中,
所述混合动力车辆具有:
第1电动机行驶模式,所述第1电动机行驶模式是使所述制动器接合、利用所述第2电动机进行行驶的行驶模式;和
第1发动机行驶模式,所述第1发动机行驶模式是使所述制动器接合、利用所述第1电动机产生反作用力转矩、利用所述第2电动机产生驱动力的行驶模式,
所述驱动控制装置,在选择了所述燃料经济性行驶模式且要求所述电动机行驶的情况下,选择所述第1电动机行驶模式,
在选择了所述燃料经济性行驶模式且要求所述发动机行驶的情况下,选择所述第1发动机行驶模式。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的驱动控制装置,其中,
所述混合动力车辆具有:
第2电动机行驶模式,所述第2电动机行驶模式是使所述制动器及所述离合器接合、利用所述第1电动机及所述第2电动机进行行驶的行驶模式;和
第2发动机行驶模式,所述第2发动机行驶模式是使所述离合器接合、利用所述第1电动机及所述第2电动机产生反作用力转矩的行驶模式,
所述驱动控制装置,在选择了所述加速行驶模式且要求所述电动机行驶的情况下,选择所述第2电动机行驶模式,
在选择了所述加速行驶模式且要求所述发动机行驶的情况下,选择所述第2发动机行驶模式。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的混合动力车辆的驱动控制装置,其中,
所述第1差动机构具备与所述第1电动机连结的第1旋转要素、与所述发动机连结的第2旋转要素以及与所述输出旋转构件连结的第3旋转要素,
所述第2差动机构具备与所述第2电动机连结的第1旋转要素、第2旋转要素以及第3旋转要素,该第2旋转要素及第3旋转要素的某一方与所述第1差动机构的第3旋转要素连结,
所述离合器选择性地使所述第1差动机构的第2旋转要素与所述第2差动机构的第2旋转要素及第3旋转要素中不与所述第1差动机构的第3旋转要素连结的一方的旋转要素接合,
所述制动器选择性地使所述第2差动机构的第2旋转要素及第3旋转要素中不与所述第1差动机构的第3旋转要素连结的一方的旋转要素与所述非旋转构件接合。
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