JP2009234498A - Control device for hybrid car - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と電動発電機とを動力源として備え、変速モードとして固定変速モード及び無段変速モードを有してなるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a control device for a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and a motor generator as power sources and has a fixed speed change mode and a continuously variable speed change mode as speed change modes.
この種の装置を適用可能なものとして、二組の遊星歯車機構を組み合わせて四つの回転要素を有する歯車機構として構成された分配機構を備えたハイブリッド車の駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されたハイブリッド車の駆動装置(以下、「従来の技術」と称する)によれば、二つの出力要素を出力部材に選択的に連結する連結機構を備えるため、複数の駆動形態の中から走行要求に適した駆動形態を選択することができる、エネルギ効率の良い走行が可能になるとされている。 As a device to which this type of device can be applied, a hybrid vehicle drive device having a distribution mechanism configured as a gear mechanism having four rotating elements by combining two sets of planetary gear mechanisms has been proposed (for example, Patent Document 1). According to the hybrid vehicle drive device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “conventional technology”), since it has a coupling mechanism that selectively couples two output elements to an output member, a plurality of drive modes are provided. It is said that it is possible to select a drive mode suitable for the travel request from among the energy efficient travels.
尚、無段変速モードと固定変速モードを設定可能なハイブリッド車の駆動装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 A hybrid vehicle drive device that can set a continuously variable transmission mode and a fixed transmission mode has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
従来の技術においても、内燃機関の動作効率を可及的に最適化し得る無段変速モードに類する駆動形態を選択可能であるが、内燃機関の広範な動作点に対し常に無段変速モードを実現しようとすると、内燃機関の最大出力や最大トルクに応じて、反力要素及び出力要素いずれの電動機もその体格を大型化せざるを得ず、経済性及び車両への搭載性の悪化を伴う。即ち、従来の技術には、電動機及びその付帯設備を車両に搭載するに際して搭載性の悪化が避け難い旨の技術的な問題点がある。 Even in the conventional technology, it is possible to select a drive mode similar to the continuously variable transmission mode that can optimize the operation efficiency of the internal combustion engine as much as possible, but the continuously variable transmission mode is always realized for a wide range of operating points of the internal combustion engine. Attempts to increase the size of both the reaction force element and the output element motor in accordance with the maximum output and maximum torque of the internal combustion engine inevitably increase the economy and ease of mounting on the vehicle. In other words, the conventional technique has a technical problem that it is difficult to avoid deterioration of the mountability when mounting the electric motor and its auxiliary equipment on the vehicle.
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電動機の体格拡大を防止し、電動機及びその付帯設備の車両への搭載性を向上させ得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a control device for a hybrid vehicle that prevents the physique of the motor from being expanded and can improve the mountability of the motor and its auxiliary equipment on the vehicle. Let it be an issue.
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関、第1電動機及び第2電動機に連結された相互に差動回転可能な第1、第2及び第3の回転要素及び車軸に連結される出力部材を有する動力分配手段、並びに前記内燃機関の出力軸と該出力部材との回転速度比を連続変化させる無段変速モードと当該回転速度比を固定する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能な変速手段を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の運転条件を特定する特定手段と、該特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes first, second, and third rotations coupled to an internal combustion engine, a first electric motor, and a second electric motor that are differentially rotatable. Power distribution means having an output member connected to an element and an axle, a continuously variable transmission mode for continuously changing the rotational speed ratio between the output shaft of the internal combustion engine and the output member, and a fixed transmission mode for fixing the rotational speed ratio A control device for a hybrid vehicle comprising a speed change means capable of switching a speed change mode between the engine and a specifying means for specifying an operating condition of the internal combustion engine, and the specified operating condition is within a predetermined high efficiency region. Control means for controlling the speed change means so that the speed change mode becomes the stepless speed change mode when applicable.
本発明に係る動力分配手段は、第1、第2及び第3の回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素(即ち、第1、第2及び第3の回転要素は、動力分配手段に備わる回転要素の少なくとも一部であって、必ずしも全てでない)を備える。 The power distribution means according to the present invention includes a plurality of rotational elements including first, second, and third rotational elements that are differentially rotatable relative to each other (that is, the first, second, and third rotational elements are power At least a part (not necessarily all) of the rotating elements provided in the distribution means.
一方、変速手段は、ハイブリッド車両の変速モードとして無段変速モードと固定変速モードとを適宜に切り替え可能な構成を有しており、例えば摩擦係合式或いは噛合式等各種態様を採り得る複数の係合手段(ブレーキ装置やクラッチ装置を含む)により、出力部材とこれら複数の回転要素との接続状態(即ち、元より接続可能であるか否かによらず少なくとも接続の有無を含み、概念上は、どの程度接続されているかといった定量的状態を含む)を適宜に切り替えること(即ち、これら複数の回転要素のうち出力部材との接離可能に構成された少なくとも一部と出力部材とを適宜に係合及び離間させること等を好適な一形態として含む)等によって、これら複数の変速モードを実現する。 On the other hand, the transmission means has a configuration capable of appropriately switching between a continuously variable transmission mode and a fixed transmission mode as a transmission mode of the hybrid vehicle. For example, a plurality of units that can take various modes such as a friction engagement type or a meshing type are adopted. By combining means (including a brake device and a clutch device), the connection state between the output member and the plurality of rotating elements (that is, whether or not it can be connected from the beginning, including at least the presence or absence of connection, conceptually) (Including a quantitative state such as how much is connected) as appropriate (that is, at least a part of the plurality of rotating elements configured to be able to contact and separate from the output member and the output member appropriately) The plurality of shift modes are realized by, for example, including engagement and separation as a preferable mode.
無段変速モードは、内燃機関の出力軸の回転速度(即ち、機関回転速度)と車軸に直接的に又は間接的に連結された出力部材との回転速度比(即ち、変速比)を、理論的に、実質的に又は何らかの現実的な制約の範囲で連続的に変化させる変速態様であり、例えば、動力分配手段が一種の遊星歯車機構として構成され、第1電動機及び第2電動機のうちいずれか一方を反力要素とし他方を出力要素とすることによって、反力要素による内燃機関の機関回転速度の連続制御を可能とする態様等を好適な一形態として含み得る。 In the continuously variable transmission mode, the rotational speed ratio of the output shaft of the internal combustion engine (that is, the engine rotational speed) and the rotational speed ratio (that is, the speed ratio) between the output member directly or indirectly connected to the axle is calculated theoretically. In particular, it is a speed change mode that changes substantially or within a range of some practical constraints. For example, the power distribution means is configured as a kind of planetary gear mechanism, and any one of the first electric motor and the second electric motor. A mode in which one of the reaction force elements is used as the output element and the other is used as the output element to enable continuous control of the engine rotational speed of the internal combustion engine by the reaction force element may be included as a preferred form.
尚、本発明に係る変速手段の態様は、多種多様であって、例えば、この種の動力分配手段の後段に公知の有段変速機(A/T等)を連結し、反力要素の回転を例えば各種係合手段により阻止して出力部材と内燃機関の出力軸とを直結(即ち、差動作用がない状態で結合)することにより、無段変速モードと有段の固定変速モードとを選択的に切り替え可能に構成されてもよいし、第1及び第2電動機を、反力要素としても出力要素としても利用し得る構成を採ることにより、採り得る変速比の範囲が相互に異なる複数の無段変速モードを実現し得る構成を有していてもよい。また、動力分配手段と変速手段とは、必ずしも物理的に、機械的に、機構的に、電気的に又は磁気的に独立した構成を有しておらずともよく、少なくとも一部がハードウェア的に一体に構成されていてもよい。 Note that the modes of the speed change means according to the present invention are various, and for example, a known stepped transmission (A / T, etc.) is connected to the rear stage of this type of power distribution means to rotate the reaction force element. For example, by continuously connecting the output member and the output shaft of the internal combustion engine (that is, in a state where there is no differential action) by blocking various types of engagement means, the continuously variable transmission mode and the stepped fixed transmission mode can be achieved. By adopting a configuration in which the first and second motors can be used both as a reaction force element and an output element, a plurality of ranges of gear ratios that can be adopted are mutually different. The continuously variable transmission mode may be realized. Further, the power distribution means and the speed change means do not necessarily have to be physically, mechanically, mechanically, electrically or magnetically independent, and at least a part thereof is hardware-like. May be configured integrally.
ここで、動力分配手段及び変速手段が如何なる態様を採るにせよ、無段変速モードを内燃機関の広範な動作点(例えば、機関回転速度とトルクとの組み合わせとして規定される動作条件等を指す)で実現しようとすると、反力要素として機能する電動機も、出力要素として機能する電動機も、その体格を拡大せざるを得ず、これら電動機及びその付帯設備(例えば、バッテリやインバータ等)の搭載性が相対的に悪化する。 Here, regardless of what mode the power distribution means and the speed change means take, the continuously variable transmission mode is set to a wide range of operating points of the internal combustion engine (for example, operating conditions defined as a combination of engine speed and torque). In order to achieve this, it is necessary to expand the physique of both the electric motor that functions as the reaction force element and the electric motor that functions as the output element, and these motors and their associated equipment (for example, batteries and inverters) can be mounted. Is relatively worse.
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、以下の如くにして電動機及びその付帯設備の搭載性の悪化が防止される。即ち、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、例えば要求出力、要求駆動力或いは要求トルク等の形態を採り得る内燃機関の運転条件が特定される。 Therefore, in the hybrid vehicle control apparatus according to the present invention, deterioration of the mountability of the electric motor and its auxiliary equipment is prevented as follows. That is, according to the control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention, during operation thereof, for example, various processing units such as an ECU (Electronic Control Unit), various controllers, various computer systems such as a microcomputer device, and the like are employed. The operating condition of the internal combustion engine that can take a form such as a required output, a required driving force, or a required torque is specified by the obtaining means.
尚、本発明における「特定」とは、例えば、特定対象又は特定対象と対応関係を有する指標値を何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に例えば電気信号等の形で検出された、特定対象又は指標値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択すること、これら検出された又は選択された特定対象、指標値又は数値等から、例えば予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された指標値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念であり、本発明に係る特定手段の動作態様は、多種多様であってよい。 Note that “specific” in the present invention means, for example, an electrical value corresponding to a physical value or a physical value directly or indirectly through a certain detection means by using a specific target or an index value corresponding to the specific target. Detected as a signal, etc., directly or indirectly via some detection means, for example, in the form of an electrical signal, etc., previously stored in an appropriate storage means based on a specific object or index value, etc. From the detected or selected specific target, index value or numerical value, for example, in accordance with a preset algorithm or calculation formula, or such detection, selection or This is a broad concept including simply obtaining the derived index value in the form of, for example, an electric signal, and the operation mode of the specifying means according to the present invention is diverse. Good.
一方、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段が、この特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に、変速モードが無段変速モードとなるように変速手段を制御する。この際、好適な一形態としては、これ以外の領域では固定変速モード(尚、ハイブリッド車両を電動機の駆動力のみにより走行させる所謂EV走行モードは、一種の固定変速モードとして扱われてもよい)が選択される。 On the other hand, according to the control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention, the control means that can take the form of various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, for example, has been specified. When the driving condition corresponds to a predetermined high efficiency region, the speed changer is controlled so that the speed change mode becomes the continuously variable speed change mode. At this time, as a preferred mode, in other regions, the fixed transmission mode (the so-called EV driving mode in which the hybrid vehicle is driven only by the driving force of the electric motor may be treated as a kind of fixed transmission mode). Is selected.
ここで、「高効率領域」とは、好適な一形態としては、電動機及びその付帯設備の体格拡大に係る不利益と無段変速モードによる内燃機関の動作効率の向上に係る利益という相互にトレードオフとなる要件に鑑み、無段変速モードが選択されることによる利益がより支配的である旨の実践上の判断を下し得る領域である。 Here, the “high efficiency region” is a trade-off between a disadvantage associated with the expansion of the physique of the electric motor and its ancillary equipment and a benefit associated with improvement of the operating efficiency of the internal combustion engine by the continuously variable transmission mode. In view of the requirement to be turned off, this is an area where a practical judgment can be made that the profit by selecting the continuously variable transmission mode is more dominant.
一般に、内燃機関の動作効率が最高となる最高効率点を含む比較的高効率の領域は、程度の差こそあれ高出力領域から乖離している場合が多い。従って、高出力領域まで無段変速モードで賄おうとしても、無段変速モードにより相応の利益はもたらされるものの、高出力をカバーする必要により生じる電動機の体格拡大がもたらす不利益の方が顕在化し易い。 In general, the relatively high efficiency region including the highest efficiency point at which the operating efficiency of the internal combustion engine is maximum is often deviated from the high output region to some extent. Therefore, even if the continuously variable transmission mode is used to cover the high output range, the continuous variable transmission mode will bring about a corresponding benefit, but the disadvantage caused by the expansion of the physique of the motor caused by the need to cover the high output will become apparent. easy.
一方で、固定変速モードでは、内燃機関の出力軸と出力部材は直結状態にあり、動力分配手段及び変速手段全体を通した駆動力の機械的な伝達効率は、電動機の充放電効率が影響する無段変速モードに対して高くなる。即ち、このように、元より高効率な領域に言わば限定的に無段変速モードを選択し且つ実行することによって、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、ハイブリッド車両全体のエネルギ消費効率を可及的に維持しつつ、電動機の体格向上による電動機及びその付帯設備の搭載性悪化(この種の搭載性悪化は、即ち、車両重量の増加による燃費の低下、車両体格を一定とした場合のキャビンスペース又はラゲッジスペースの縮小等を招く)を防止することができるのである。 On the other hand, in the fixed speed change mode, the output shaft of the internal combustion engine and the output member are in a direct connection state, and the mechanical transmission efficiency of the driving force through the entire power distribution means and the speed change means is affected by the charge / discharge efficiency of the electric motor. Higher than the continuously variable transmission mode. In other words, the hybrid vehicle control device according to the present invention enables the energy consumption efficiency of the entire hybrid vehicle by selecting and executing the continuously variable transmission mode in a limited manner in the region where the efficiency is higher than the original. While maintaining as much as possible, the mountability of the motor and its ancillary equipment deteriorated due to the improvement of the physique of the motor (this kind of mountability deterioration is a reduction in fuel consumption due to an increase in vehicle weight, a cabin when the vehicle physique is constant) Space or luggage space can be prevented).
尚、このような本発明に係る実践上の利益は、とりわけ過給リーンバーン方式の内燃機関等、相対的にみて低負荷な領域(低出力領域)に(言い換えれば、リーン燃焼領域に)高効率領域が存在する内燃機関に対しては顕著に有効である。 Such practical benefits according to the present invention are particularly high in a relatively low load region (low output region) (in other words, in a lean combustion region), such as a supercharged lean burn internal combustion engine. This is remarkably effective for an internal combustion engine having an efficiency region.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記高効率領域は、前記内燃機関の最高効率点を含む領域である。 In one aspect of the hybrid vehicle control apparatus according to the present invention, the high efficiency region is a region including a maximum efficiency point of the internal combustion engine.
この態様によれば、高効率領域が内燃機関の最高効率点を含むため、無段変速モードによる内燃機関の動作効率の最適化が顕著に実現される。 According to this aspect, since the high efficiency region includes the highest efficiency point of the internal combustion engine, the optimization of the operation efficiency of the internal combustion engine in the continuously variable transmission mode is significantly realized.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記運転条件が前記高効率領域に該当する場合として、前記内燃機関の要求出力が予め設定された基準値以下である場合に、前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する。 In another aspect of the hybrid vehicle control device according to the present invention, the control means is configured such that the required output of the internal combustion engine is equal to or less than a preset reference value when the operating condition corresponds to the high efficiency region. In this case, the transmission means is controlled so that the transmission mode becomes the continuously variable transmission mode.
この態様によれば、内燃機関の要求出力が、例えば上述した最高効率点やその近傍値に対応する、或いは例えば内燃機関が過給リーンバーン方式の内燃機関である場合等にはリーン燃焼領域の上限に対応する基準値以下である場合に、無段変速モードが選択され且つ実行される。即ち、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、内燃機関における出力と動作効率との対応関係が明らかにされていれば、要求出力を高効率領域であるか否かの判断指標として利用することができ、制御上の負荷が軽減される。 According to this aspect, the required output of the internal combustion engine corresponds to, for example, the above-described maximum efficiency point or a value close thereto, or, for example, when the internal combustion engine is a supercharged lean burn internal combustion engine, the lean combustion region When it is below the reference value corresponding to the upper limit, the continuously variable transmission mode is selected and executed. That is, if the correspondence between the output and the operating efficiency in the internal combustion engine is clarified in advance, for example, experimentally, empirically, theoretically, or based on simulation, etc., is the required output within the high efficiency range? This can be used as an index for determining whether or not to reduce the control load.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、所定の低出力領域に前記高効率領域を有する。 In another aspect of the hybrid vehicle control device according to the present invention, the internal combustion engine has the high efficiency region in a predetermined low output region.
この態様によれば、内燃機関は、上述した過給リーンバーン方式を好適に含み得る、低出力領域に高効率領域を有する内燃機関である。本発明は、内燃機関の最高出力点(或いは最高出力領域)が最高効率点(或いは最高効率領域)と、その程度の差こそあれ幾らかなり乖離している点に着眼してなされたものであり、制御手段の作用によりもたらされる利益(即ち、ハイブリッド車両全体のエネルギ消費効率を維持しつつ電動機及びその付帯設備の搭載性を向上させる旨の利益)は、この種の乖離が相対的に大きいこの種の内燃機関を駆動力源として搭載するハイブリッド車両においては、明らかに大となる。 According to this aspect, the internal combustion engine is an internal combustion engine having a high efficiency region in a low output region, which can preferably include the above-described supercharging lean burn system. The present invention has been made with a focus on the fact that the maximum output point (or maximum output region) of the internal combustion engine is somewhat different from the maximum efficiency point (or maximum efficiency region), albeit to a certain extent. The benefit brought about by the action of the control means (that is, the benefit of improving the mountability of the electric motor and its ancillary equipment while maintaining the energy consumption efficiency of the entire hybrid vehicle) is relatively large. In a hybrid vehicle equipped with a kind of internal combustion engine as a driving force source, it is obviously large.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<Embodiment of the Invention>
Various preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<Configuration of Embodiment>
First, the configuration of a hybrid vehicle 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid vehicle 10.
図1において、ハイブリッド車両10は、ECU100、ハイブリッド駆動機構10A、減速機構11、PCU(Power Control Unit)12、バッテリ13、車速センサ14及びアクセル開度センサ15を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
In FIG. 1, a hybrid vehicle 10 includes an
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM等を備え、ハイブリッド車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する変速制御を実行することが可能に構成されている。尚、ECU100は、本発明に係る「特定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
The
ハイブリッド駆動機構10Aは、ハイブリッド車両10のパワートレインとして機能する駆動力ユニットである。ハイブリッド駆動機構10Aの詳細な構成については後述する。
The hybrid drive mechanism 10 </ b> A is a drive force unit that functions as a power train of the hybrid vehicle 10. The detailed configuration of the
減速機構11は、ハイブリッド駆動機構10Aの駆動力の出力軸たる後述するカウンタ軸700(即ち、本発明に係る「出力部材」の一例)と平行し、且つ当該カウンタ軸700と適宜カウンタギアを介して連結された、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置である。減速機構11は、ハイブリッド車両10の駆動輪たる左前輪FL及び右前輪FRに夫々連結されるドライブシャフトSFL及びSFR(即ち、本発明に係る「車軸」の一例)と連結されている。
The speed reduction mechanism 11 is parallel to a counter shaft 700 (that is, an example of an “output member” according to the present invention), which will be described later, which is an output shaft of the driving force of the
PCU12は、バッテリ13から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータMG1及びMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ13に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ13と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力(即ち、この場合、バッテリ13を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる)を制御することが可能に構成された制御ユニットである。PCU12は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその動作が制御される構成となっている。
The
バッテリ13は、モータジェネレータMG1及びMG2を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
The
車速センサ14は、ハイブリッド車両10の車速Vを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ14は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速Vは、ECU100によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
The
また、アクセル開度センサ15は、ハイブリッド車両10の図示せぬアクセルペダルの操作量(即ち、アクセル開度)を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ15は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Taは、ECU100によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
The accelerator opening sensor 15 is a sensor configured to be able to detect an operation amount (that is, accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) of the hybrid vehicle 10. The accelerator opening sensor 15 is electrically connected to the
次に、図2を参照し、ハイブリッド駆動機構10Aの詳細な構成について説明する。ここに、図2は、ハイブリッド駆動機構10Aの構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
Next, a detailed configuration of the
図2において、ハイブリッド駆動機構10Aは、エンジン200、動力分割機構300、モータジェネレータMG1(以下、適宜「MG1」と略称する)、モータジェネレータMG2(以下、適宜「MG2」と略称する)、第1変速装置400、第2変速装置500、動力伝達遮断クラッチ600、及びカウンタ軸700を備える。
In FIG. 2, the
エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる過給リーンバーン方式のガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両10の主たる動力源として機能するように構成されている。尚、過給リーンバーン方式とは、吸気系にターボチャージャ或いはスーパチャージャ等の過給器を備え、ポンピングロスによる効率低下が顕在化し易い低負荷領域において希薄燃焼を実行することにより吸気絞りの抑制を図り、もってポンピングロスの軽減を図る方式を指す。即ち、この種のエンジンでは、相対的に低負荷な領域に最高効率領域が現れる。
The
モータジェネレータMG1は、本発明に係る「第1電動機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータMG2は、本発明に係る「第2電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータMG1と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータMG1及びMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。 Motor generator MG1 is a motor generator that is an example of a “first motor” according to the present invention, and includes a power running function that converts electrical energy into kinetic energy and a regeneration function that converts kinetic energy into electrical energy. It has become. Motor generator MG2 is a motor generator that is an example of a “second motor” according to the present invention. Like motor generator MG1, motor generator MG2 converts a power running function that converts electrical energy into kinetic energy, and converts kinetic energy into electrical energy. It has a configuration with a regenerative function. Motor generators MG1 and MG2 are configured as, for example, synchronous motor generators, and include, for example, a rotor having a plurality of permanent magnets on an outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. It may have, and may have other composition.
動力分割機構300は、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる駆動力の伝達機構である。動力分割機構300は、所謂ダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。即ち、動力分割機構300は、相互に同軸上に配置されたサンギア320及びリングギア310と、サンギア320に噛合された第2ピニオンギア340と、この第2ピニオンギア340及びリングギア310に噛合する第1ピニオンギア330と、第1ピニオンギア330及び第2ピニオンギア340を自転可能且つ一体的に公転可能に支持してなるキャリア350とを有している。 The power split mechanism 300 is a driving force transmission mechanism that is an example of the “power distribution means” according to the present invention. The power split mechanism 300 includes a so-called double pinion planetary gear mechanism. That is, the power split mechanism 300 meshes with the sun gear 320 and the ring gear 310 that are arranged coaxially with each other, the second pinion gear 340 that meshes with the sun gear 320, and the second pinion gear 340 and the ring gear 310. It has a first pinion gear 330 and a carrier 350 that supports the first pinion gear 330 and the second pinion gear 340 so that they can rotate and integrally revolve.
動力分割機構300では、エンジン200の機関出力軸たるクランクシャフト200Aが、リングギア310に連結されており、エンジン200からの動力は、リングギア310に伝達される構成となっている。即ち、リングギア310は、本発明に係る「第1の回転要素」の一例となっている。
In power split device 300,
また、キャリア350は、モータジェネレータMG2のロータに連結された、中空の入力軸370(即ち、MG2の出力回転軸と等価である)に連結されている。即ち、キャリア350は、本発明に係る「第3の回転要素」の一例となっている。 Carrier 350 is connected to a hollow input shaft 370 (that is equivalent to the output rotation shaft of MG2) connected to the rotor of motor generator MG2. That is, the carrier 350 is an example of the “third rotating element” according to the present invention.
更に、サンギア320は、中空の入力軸370内に収容された入力軸360に連結されている。この入力軸360は、モータジェネレータMG1のロータに連結された出力回転軸380と同軸上に配置されており、後述する動力伝達遮断クラッチ600が締結されている場合には、出力回転軸380と一体に回転する構成となっている。尚、特に断りのない限り、これ以降の説明では、動力伝達遮断クラッチ600は締結されているものとする。即ち、サンギア320は、本発明に係る「第2の回転要素」の一例となっている。
Further, the sun gear 320 is connected to an
このような構成において、動力分割機構300では、エンジン200の出力トルク(以下、適宜「エンジントルク」と称する)が、リングギア310に入力され、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2のいずれか一方により反力トルクが受け持たれる。即ち、リングギア310が入力要素となり、サンギア320及びモータジェネレータMG1が反力要素となった場合は、キャリア350が出力要素となる。このキャリア350から出力されたトルクは、入力軸370に伝達される。一方、リングギア310が入力要素となり、モータジェネレータMG2及びキャリア350が反力要素となった場合には、サンギア320が出力要素となる。このサンギア320から出力されたトルクは、入力軸360に伝達される。
In such a configuration, in power split device 300, output torque of engine 200 (hereinafter, referred to as “engine torque” as appropriate) is input to ring gear 310 and counteracted by either motor generator MG1 or motor generator MG2. Force torque is handled. That is, when the ring gear 310 is an input element and the sun gear 320 and the motor generator MG1 are reaction force elements, the carrier 350 is an output element. Torque output from the carrier 350 is transmitted to the
カウンタ軸700は、入力軸360及び入力軸370と平行に配置され、入力軸360及び入力軸370の回転軸線と平行な軸線を中心として回転可能な、本発明に係る「出力部材」の一例たる回転軸である。カウンタ軸700は、前述した減速機構11と間接的に連結され、各ドライブシャフトの回転速度と一義的な関係を保って回転することが可能に構成される。
The counter shaft 700 is an example of the “output member” according to the present invention, which is disposed in parallel with the
第1変速装置400は、カウンタ軸700と、モータジェネレータMG1の出力回転軸380(即ち、動力伝達遮断クラッチ600が締結されていれば、入力軸360と等価である)との間に設けられた、本発明に係る「変速手段」の一例たる変速装置である。第1変速装置400は、出力回転軸380とカウンタ軸700との回転速度比としての変速比を複数段階に変更することが可能に構成されている。
First transmission 400 is provided between counter shaft 700 and
第1変速装置400は、2速ギア410及び4速ギア420を備える。2速ギア410は、相互に噛合してなる2速用駆動ギア411及び2速用従動ギア412を備える。また、4速ギア420は、相互に噛合してなる4速用駆動ギア421及び4速用従動ギア422を備える。2速用駆動ギア411及び4速用駆動ギア421は、出力回転軸380と一体に回転するように出力回転軸380に連結されており、2速用従動ギア412及び4速用従動ギア422は、カウンタ軸700に対し相対回転可能に取り付けられている。
The first transmission 400 includes a second speed gear 410 and a fourth speed gear 420. The second speed gear 410 includes a second speed drive gear 411 and a second speed driven
第2変速装置500は、カウンタ軸700と、入力軸370との間に設けられた本発明に係る「変速手段」の一例たる変速装置である。第2変速装置500は、出力回転軸370とカウンタ軸700との回転速度比としての変速比を複数段階に変更することが可能に構成されている。
The second transmission device 500 is a transmission device as an example of the “transmission unit” according to the present invention provided between the counter shaft 700 and the
第2変速装置500は、1速ギア510及び3速ギア520を備える。1速ギア510は、相互に噛合してなる1速用駆動ギア511及び1速用従動ギア512を備える。また、3速ギア520は、相互に噛合してなる3速用駆動ギア521及び3速用従動ギア522を備える。1速用駆動ギア511及び3速用駆動ギア521は、出力回転軸370と一体に回転するように出力回転軸380に連結されており、1速用従動ギア512及び3速用従動ギア522は、カウンタ軸700に対し相対回転可能に取り付けられている。
Second transmission 500 includes first speed gear 510 and third speed gear 520. The first-speed gear 510 includes a first-
補足すると、出力回転軸380(即ち、動力伝達遮断クラッチ600が締結されていれば、入力軸360)とカウンタ軸700との間の変速比は、2速ギア410の方が4速ギア420よりも大きく、入力軸370とカウンタ軸700との間の変速比は、1速ギア510の方が3速ギア520よりも大きい。また、1速ギアに係る変速比は、2速ギアに係る変速比よりも大きく、3速ギアに係る変速比は、4速ギアに係る変速比よりも大きい。
Supplementally, the speed ratio between the output rotation shaft 380 (that is, the
第1変速装置400とカウンタ軸700との間の動力伝達は、第1変速装置400の一部として構成された第1クラッチ機構430により制御される。 Power transmission between the first transmission device 400 and the counter shaft 700 is controlled by a first clutch mechanism 430 that is configured as a part of the first transmission device 400.
第1クラッチ機構430は、2速用従動ギア412及び4速用従動ギア422のいずれか一方をカウンタ軸700に対し動力伝達可能に接続すると共に、2速用従動ギア412及び4速用従動ギア422の両方をカウンタ軸700に対し動力伝達不可能に維持する(即ち、カウンタ軸700に接続しない)ことが可能に構成された、噛合式のドグクラッチ機構である。
The first clutch mechanism 430 connects either the second-speed driven
より具体的には、第1クラッチ機構430は、2速用従動ギア412に連結された2速用クラッチ板432及び4速用従動ギア422に連結された4速用クラッチ板433と、これら2速用クラッチ板432及び4速用クラッチ板433とに係合可能な主クラッチ板431を備えており、主クラッチ板431と2速用クラッチ板432(即ち、2速用従動ギア412)とが接続された状態(以下、適宜「2速ギアが選択された状態」等と称する)、主クラッチ板431と4速用クラッチ板433(即ち、4速用従動ギア422)とが接続された状態(以下、適宜「4速ギアが選択された状態」等と称する)、及び主クラッチ板431がいずれのクラッチ板とも接続されていない状態(以下、適宜「遮断状態」等と称する)の三状態を採ることが可能に構成される。
More specifically, the first clutch mechanism 430 includes a second-speed
このような構成において、主クラッチ板431をいずれか一方のクラッチ板へ接続する場合、同期接続が行われる。本実施形態では、主クラッチ板431は、図示せぬ油圧(或いは電動)アクチュエータにより駆動される構成を有しており、接続対象となるクラッチ板と回転同期が取れた状態において、接続対象となるクラッチ板の方向へ所定量ストロークされる構成となっている。一方、第1クラッチ機構430は、ドグクラッチ機構であり、接続の際には、接続対象に形成された噛合用の突起部と、主クラッチ板431に形成された同じく噛合用の突起部とが、各々における突起部と陥没部とが対応するように噛合し、接続が行われる。この際、噛合後に、接続対象となるクラッチ板を介してトルクが主クラッチ板431に伝達され、接続が完了する。尚、主クラッチ板431を駆動するアクチュエータは、ECU100により上位に制御される構成となっている。また、本実施形態では、主クラッチ板431が、一方のクラッチ板の方向へストロークする構成となっているが、これらは相対移動可能であればよく、各従動ギアに連結されたクラッチ板が主クラッチ板431の方向へ所定量ストロークする構成を有していてもよい。
In such a configuration, when the main
第2変速装置500とカウンタ軸700との間の動力伝達は、第2変速装置500の一部として構成された第2クラッチ機構530により制御される。 Power transmission between the second transmission device 500 and the counter shaft 700 is controlled by a second clutch mechanism 530 configured as a part of the second transmission device 500.
第2クラッチ機構530は、1速用従動ギア512及び3速用従動ギア522のいずれか一方をカウンタ軸700に対し動力伝達可能に接続すると共に、1速用従動ギア512及び3速用従動ギア522の両方をカウンタ軸700に対し動力伝達不可能に維持する(即ち、カウンタ軸700に接続しない)ことが可能に構成された、噛合式のドグクラッチ機構である。
The second clutch mechanism 530 connects one of the first-speed driven
より具体的には、第2クラッチ機構530は、1速用従動ギア512に連結された1速用クラッチ板532及び3速用従動ギア522に連結された3速用クラッチ板533と、これら1速用クラッチ板532及び3速用クラッチ板533とに係合可能な主クラッチ板531を備えており、主クラッチ板531と1速用クラッチ板532(即ち、1速用従動ギア512)とが接続された状態(以下、適宜「1速ギアが選択された状態」等と称する)、主クラッチ板531と3速用クラッチ板533(即ち、3速用従動ギア522)とが接続された状態(以下、適宜「3速ギアが選択された状態」等と称する)、及び主クラッチ板531がいずれのクラッチ板とも接続されていない状態(以下、適宜「遮断状態」等と称する)の三状態を採ることが可能に構成される。
More specifically, the second clutch mechanism 530 includes a first-speed
このような構成において、主クラッチ板531をいずれか一方のクラッチ板へ接続する場合、同期接続が行われる。本実施形態では、主クラッチ板531は、図示せぬ油圧(或いは電動)アクチュエータにより駆動される構成を有しており、接続対象となるクラッチ板と回転同期が取れた状態において、接続対象となるクラッチ板の方向へ所定量ストロークされる構成となっている。一方、第2クラッチ機構530は、ドグクラッチ機構であり、接続の際には、接続対象に形成された噛合用の突起部と、主クラッチ板531に形成された同じく噛合用の突起部とが、各々における突起部と陥没部とが対応するように噛合し、接続が行われる。この際、噛合後に、接続対象となるクラッチ板を介してトルクが主クラッチ板531に伝達され、接続が完了する。尚、主クラッチ板531を駆動するアクチュエータは、ECU100により上位に制御される構成となっている。また、本実施形態では、主クラッチ板531が、一方のクラッチ板の方向へストロークする構成となっているが、これらは相対移動可能であればよく、各従動ギアに連結されたクラッチ板が主クラッチ板531の方向へ所定量ストロークする構成を有していてもよい。
In such a configuration, when the main
動力伝達遮断クラッチ600は、モータジェネレータMG1の出力回転軸380と入力軸360との間の動力伝達を制御することが可能に構成された湿式多板摩擦式クラッチ機構である。動力伝達遮断クラッチ600は、図示せぬアクチュエータにより駆動される構成を有しており、これら軸間の動力伝達を遮断する解放状態と、これら軸間の動力伝達を可能とする締結状態の二値状態を採ることが可能に構成されている。尚、本実施形態では、特に断りの無い限り、動力伝達遮断クラッチ600は、締結状態に制御されているものとする。尚、上記アクチュエータは、ECU100と電気的に接続されており、動力伝達遮断クラッチ600の状態は、上述した第1及び第2クラッチ機構と共に、ECU100により制御される構成となっている。
Power
<実施形態の動作>
ハイブリッド駆動機構10Aでは、第1変速装置400及び第2変速装置500の作用により、ハイブリッド駆動機構10Aの変速比を規定する変速モードを、複数の変速モードの中から適宜に選択することが可能である。即ち、適宜に変速が可能である。ここで、図3を参照し、ハイブリッド駆動機構10Aにおける変速モードの詳細について説明する。ここに、図3は、ハイブリッド駆動機構10Aにおける変速モードと変速装置の状態との対応関係を表す表である。
<Operation of Embodiment>
In the
図3において、ハイブリッド駆動機構10Aは、1速ギア510のみをカウンタ軸700に接続することにより実現される1速モード(図示「1速」)、1速ギア510と2速ギア410とを同時にカウンタ軸700に接続することにより実現される1速+2速モード(図示「1速+2速」)、2速ギア410のみをカウンタ軸700に接続することにより実現される2速モード(図示「2速」)、2速ギア410と3速ギア520とを同時にカウンタ軸に700に接続することにより実現される2速+3速モード(図示「2速+3速」)、3速ギア520のみをカウンタ軸に接続することにより実現される3速モード(図示「3速」)、3速ギア520と4速ギア420とを同時にカウンタ軸700に接続することにより実現される3速+4速モード(図示「3速+4速」)、4速ギア420のみをカウンタ軸に接続することにより実現される4速モード(図示「4速」)、及び1速ギア510と4速ギア420とを同時にカウンタ軸700に接続することにより実現される1速+4速モード(図示「1速+4速」)の8種類の変速モードが実現可能である。 In FIG. 3, the hybrid drive mechanism 10 </ b> A simultaneously operates the first speed gear 510 and the second speed gear 410, which are realized by connecting only the first speed gear 510 to the counter shaft 700. 1st speed + 2nd speed mode realized by connecting to the countershaft 700 (“1st speed + 2nd speed” shown in the figure) 2nd speed mode realized by connecting only the second speed gear 410 to the countershaft 700 (shown as “2” Speed ") 2nd speed + 3rd speed mode (" 2nd speed + 3rd speed "shown) realized by connecting 2nd speed gear 410 and 3rd speed gear 520 to the counter shaft at 700 simultaneously. 3rd speed mode realized by connecting to the shaft ("3rd speed" shown in the figure), 3rd speed + realized by simultaneously connecting the 3rd speed gear 520 and the 4th speed gear 420 to the counter shaft 700+ Speed mode ("3rd speed + 4th speed" shown), 4th speed mode ("4th speed" shown) realized by connecting only the 4th speed gear 420 to the counter shaft, and the 1st speed gear 510 and the 4th speed gear 420 Are simultaneously connected to the countershaft 700, and eight speed-change modes of the first speed + fourth speed mode ("1st speed + fourth speed" shown) can be realized.
これら8種類の変速モードのうち、第1変速装置400及び第2変速装置500がいずれもカウンタ軸700への動力伝達に供される4種類の変速モードでは、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2がいずれもカウンタ軸700に接続された状態となり、これらの回転状態は、ハイブリッド車両10の走行条件に応じて一義的に規定される。従って、この状態では、これら各モータジェネレータは反力要素としても出力要素としても機能することはなく、実質的にエンジン200のみがハイブリッド車両10の動力源として機能する。この4種類の変速モードは、内燃機関のクランク軸200Aとカウンタ軸700との間の変速比が一の値に固定される、固定変速モードである。
Among these eight types of transmission modes, in the four types of transmission modes in which the first transmission device 400 and the second transmission device 500 are both used for power transmission to the counter shaft 700, the motor generator MG1 and the motor generator MG2 Are also connected to the countershaft 700, and these rotational states are uniquely defined according to the traveling conditions of the hybrid vehicle 10. Therefore, in this state, each of these motor generators does not function as a reaction force element or an output element, and substantially only the
一方、第1変速装置400及び第2変速装置500のうちいずれか一方がカウンタ軸700への動力伝達に供される4種類の変速モードでは、第1変速装置400が動力伝達に寄与している場合には、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2が夫々出力要素及び反力要素となり、第2変速装置500が動力伝達に寄与している場合には、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2が夫々反力要素及び出力要素として機能する。この場合、反力要素となるモータジェネレータの回転速度制御により、エンジン200のクランク軸200Aの回転速度は物理的、機械的、機構的又は電気的に可能な範囲で連続的に無段階に制御可能であり、所謂電気CVT機能が実現される。即ち、この4種類の変速モードは、本発明に係る「無段変速モード」の一例たる電気CVTモードである。
On the other hand, in four types of shift modes in which one of the first transmission device 400 and the second transmission device 500 is provided for power transmission to the counter shaft 700, the first transmission device 400 contributes to power transmission. In this case, motor generator MG1 and motor generator MG2 serve as output elements and reaction force elements, respectively. When second transmission 500 contributes to power transmission, motor generator MG1 and motor generator MG2 serve as reaction force elements, respectively. And function as an output element. In this case, the rotational speed control of the motor generator, which is a reaction force element, allows the rotational speed of the
ハイブリッド車両10では、ECU100によって実行される変速制御により変速モードの切り替え(即ち、変速)が実行される。ここで、図4を参照し、変速制御の詳細について説明する。ここに、図4は、変速制御のフローチャートである。
In the hybrid vehicle 10, the shift mode switching (that is, shift) is executed by shift control executed by the
図4において、ECU100は、車速V及びアクセル開度Taを取得する(ステップS101)。車速V及びアクセル開度Taを取得すると、ECU100は、ドライバ要求駆動力Ftを算出する(ステップS102)。ドライバ要求駆動力Ftは、予めROMに格納された、車速V及びアクセル開度Taをパラメータとする要求駆動力マップより選択的に取得される。尚、本実施形態に係る「算出」とは、このように予め設定された対応関係に従って一の値を決定する態様を含む概念である。
In FIG. 4, the
続いて、ECU100は、このドライバ要求駆動力Ftに基づいてエンジン要求出力Peを取得する(ステップS103)。ここで、エンジン要求出力Peは、ドライバ要求駆動力Ftに対応する要求出力(即ち、車軸に出力すべき軸トルクに対応する出力)に対し、各部の損失及び補器(エアコンディショナや各種電装品)の要求電力を考慮した補正処理がなされた結果として取得される。
Subsequently, the
エンジン要求出力Peが算出されると、ECU100は、エンジン要求出力Peが基準値Peth未満であるか否かを判別する(ステップS104)。エンジン要求出力Peが基準値Peth未満であれば(ステップS104:YES)、ECU100は電気CVTモードを選択し(ステップS105)、エンジン要求出力Peが基準値Peth以上であれば(ステップS104:NO)、ECU100は固定変速モードを選択する(ステップS106)。
When engine request output Pe is calculated,
いずれかの変速モードが選択されると、選択された変速モードの中から(即ち、本実施形態では既に述べた如く各々4種類の変速モードが存在する)ハイブリッド車両の運転条件に応じた一の変速モードが更に選択され、各変速装置の制御を介して選択された変速モードに従った走行が実現される。ステップS105又はステップS106に係る処理が実行されると、処理はステップS101に戻され、一連の処理が繰り返し実行される。 When any one of the shift modes is selected, one of the selected shift modes (that is, in the present embodiment, there are four types of shift modes as described above), which corresponds to the driving condition of the hybrid vehicle. A speed change mode is further selected, and traveling according to the speed change mode selected through control of each speed change device is realized. When the process according to step S105 or step S106 is executed, the process returns to step S101, and a series of processes are repeatedly executed.
ここで、図5を参照し、変速制御について更に説明する。ここに、図5は、変速制御の概念に係るエンジン200の動作線の模式図である。
Here, the shift control will be further described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of an operation line of the
図5において、縦軸及び横軸には夫々エンジントルクTr及び機関回転速度NEが表される。従って、この二次元座標系上の一座標点は、エンジン200の一動作点を表している。図5において、エンジン200の動作線(即ち、実制御に供される動作点を繋げて得られる線)は、図示動作線M(図示太実線参照)として表される。ここで、エンジン200の最大トルクを表す最大トルク線は、図示の通り高負荷領域にあり、動作線Mは、この最大トルク線から大きく乖離している。
In FIG. 5, the vertical axis and the horizontal axis represent the engine torque Tr and the engine rotational speed NE, respectively. Accordingly, one coordinate point on the two-dimensional coordinate system represents one operating point of the
一方、エンジン200の動作効率は、図示高効率領域(破線で示された楕円領域)において最も高くなる。この高効率領域内にエンジン200の最高効率点(図示白丸参照)が存在している。他方、この最高効率点を貫通する等出力線は、図示等出力線EP1となっており、等出力線EP1が表すエンジン200の出力値は、上述した基準値Pethに等しくなっている。即ち、上述した変速制御においては、要求出力Peが、エンジン200の最高効率点に相当する出力値未満(以下であっても問題ない)の領域で電気CVTモードが選択され、反力要素となるモータジェネレータによる回転速度制御によって、エンジン200の動作点が、要求出力に応じて動作線Mの中から選択されるのである。また、要求出力がPeth以上となる領域では、図示鎖線として表される各固定変速モードの動作線に従って、有段変速が実現される。
On the other hand, the operating efficiency of
ここで、エンジン200は、元より低負荷領域で効率化が図られた過給リーンバーンエンジンであり、高効率領域が顕著に低負荷側に存在する。従って、この高効率領域でエンジン200が運転されるように設定される動作線M上で動作点が設定されることにより、エンジン200の動作点全域で電気CVTモードを実現しようとする場合(即ち、最大トルク線近傍においてもMG1及びMG2を反力要素及び出力要素として機能させる必要がある場合)と較べて、反力要素及び出力要素の別を問わずモータジェネレータの体格を大幅に縮小することができる。
Here, the
翻って、高出力領域では、元よりエンジン200の動作効率は低下しており、高効率領域において電気CVTモードを実行するのと比較して顕著な利益は得られない。逆に、固定変速モードによれば、駆動力の伝達効率自体は電気CVTモードよりも向上する。即ち、本実施形態に係る変速制御によれば、ハイブリッド車両10全体のエネルギ消費効率を可及的に維持しつつ、各モータジェネレータの体格縮小によるモータジェネレータ及び付帯設備(例えば、PCU12等)の搭載性を向上させる(少なくとも、この種の搭載性向上に係る利益を相対的に大とする)ことが可能となるのである。
On the other hand, in the high output region, the operating efficiency of the
最後に、図6を参照し、電気CVTモード或いは固定変速モード各々における、変速モードの選択態様について説明する。ここに、図6は、ハイブリッド車両10における変速条件を表す変速マップの模式図である。 Finally, with reference to FIG. 6, the selection mode of the shift mode in each of the electric CVT mode or the fixed shift mode will be described. FIG. 6 is a schematic diagram of a shift map showing the shift conditions in the hybrid vehicle 10.
図6において、縦軸及び横軸には夫々駆動力及び車速が表されている。この二次元座標系上で、1速、2速、3速及び4速の各電気CVTモードは、図示実線で示される領域で実行される。複数の電気CVTモードがカバーするオーバラップ領域では、上述した同期変速が可能であり、エンジン200の機関回転速度を変化させることなく、効率的な変速が実現される。一方、各固定変速モードについても同様であるが、固定変速モードは、電気CVTモードと較べて相対的に高車速高負荷領域(即ち、高出力領域)で、車速及び駆動力に応じて切り替えられる。
In FIG. 6, the vertical axis and the horizontal axis represent the driving force and the vehicle speed, respectively. On the two-dimensional coordinate system, the first, second, third and fourth speed electric CVT modes are executed in the region indicated by the solid line in the figure. In the overlap region covered by the plurality of electric CVT modes, the above-described synchronous shift can be performed, and an efficient shift can be realized without changing the engine speed of the
尚、本実施形態では、ハイブリッド駆動機構10Aが、複数のモータジェネレータの各々を、反力要素としても出力要素としても機能させることにより多段の電気CVTモードを実現する、所謂マルチモードハイブリッドと称される駆動形態を有するが、本発明に係る搭載性向上に係る利益は、この種のハイブリッド駆動機構のみならず、広く適用可能である。
In the present embodiment, the
例えば、シングルピニオン型の遊星歯車機構のサンギアにMG1、リングギアにMG2及びキャリアにエンジン200を連結し、リングギアを暫定的な出力軸たる中間軸に連結すると共に、この中間軸を更に有段変速装置(例えば、A/T)に入力して、当該有段変速装置の出力軸から駆動力を出力してもよい。この場合、電気CVTモードでは、有段変速装置において選択されている変速段により規定される範囲で変速比を自由に変更可能であり、一方で、例えばMG1をクラッチやブレーキ等でロック状態に制御することにより、出力軸とエンジン200とを直結状態にした場合には、有段変速装置において選択されている変速段の変速比と車速等によって一義的に決定される回転速度でエンジン200が動作する、固定変速モードを実現できる。このような比較的簡素な構成においても、電気CVTモードと固定変速モードとを有する限りにおいて、本発明に係る利益は享受される。
For example, MG1 is connected to the sun gear of the single-pinion type planetary gear mechanism, MG2 is connected to the ring gear, and the
また、本実施形態では、本発明に係る効果を顕著にするため、エンジン200を過給リーンバーンエンジンとして説明したが、一般的に、最高効率点又はそれに準じる高効率点を含むエンジンの高効率領域は、最大トルク又はそれに準じる高トルクを出力する高トルク領域(又は、高出力領域)には存在しない場合が多い。従って、高効率領域に限定して電気CVTモードによる変速を実行する本発明に係る実践上の利益は、その大小はあれ、他の方式のエンジンであっても変らず享受されるものである。
Further, in the present embodiment, the
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and control of a hybrid vehicle involving such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.
10…ハイブリッド車両、10A…ハイブリッド駆動機構、100…ECU、200…エンジン、200A…クランクシャフト、300…動力分割機構、MG1…モータジェネレータ、MG2…モータジェネレータ、400…第1変速装置、500…第2変速装置、600…動力伝達遮断クラッチ、700…カウンタ軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hybrid vehicle, 10A ... Hybrid drive mechanism, 100 ... ECU, 200 ... Engine, 200A ... Crankshaft, 300 ... Power split mechanism, MG1 ... Motor generator, MG2 ... Motor generator, 400 ... First transmission, 500 ... First 2 transmissions, 600 ... power transmission cutoff clutch, 700 ... counter shaft.
Claims (4)
前記内燃機関の運転条件を特定する特定手段と、
該特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An internal combustion engine, first, second and third rotating elements connected to a first electric motor and a second electric motor, and a power distribution means having an output member connected to an axle, and the internal combustion engine Control of a hybrid vehicle provided with speed change means capable of switching the speed change mode between a continuously variable speed change mode for continuously changing the rotational speed ratio between the output shaft of the motor and the output member and a fixed speed change mode for fixing the speed ratio A device,
A specifying means for specifying an operating condition of the internal combustion engine;
Control means for controlling the speed change means so that the speed change mode becomes the stepless speed change mode when the specified driving condition falls within a predetermined high efficiency region. Control device.
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the high efficiency region is a region including a maximum efficiency point of the internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The control means is configured so that the speed change mode becomes the stepless speed change mode when the operation condition corresponds to the high efficiency region and the required output of the internal combustion engine is equal to or less than a preset reference value. The control device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein the transmission means is controlled.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The said internal combustion engine has the said high efficiency area | region in a predetermined | prescribed low output area | region. The control apparatus of the hybrid vehicle as described in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008085265A JP2009234498A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Control device for hybrid car |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2499030A (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-07 | Energy Control Ltd | Emergency power device for electric vehicle |
AT509008B1 (en) * | 2009-11-03 | 2015-07-15 | Martin Dipl Ing Meschik | MULTIFUNCTIONAL OPERATING UNIT FOR ELECTRIC VEHICLES |
-
2008
- 2008-03-28 JP JP2008085265A patent/JP2009234498A/en active Pending
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GB2499030A (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-07 | Energy Control Ltd | Emergency power device for electric vehicle |
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