JP2011006020A - Drive device of hybrid vehicle - Google Patents

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Shigeru Okuwaki
茂 奥脇
Eiji Maeda
英治 前田
Hidemiki Nakazono
秀幹 中園
Haruya Kato
春哉 加藤
Hidehiro Oba
秀洋 大庭
Yasuyuki Sakai
泰幸 酒井
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device of a hybrid vehicle, capable of suppressing overheat of a second motor generator and keeping balance of income and outgo of electric power.SOLUTION: The drive device 1 includes a power-dividing mechanism 10 having a sun gear S, a ring gear R, and a carrier C as rotational elements capable of differentially rotating from each other, the carrier C being connected to an internal combustion engine 2, with the sun gear S connected to a first motor generator, and the ring gear R connected to a counter gear 15, respectively; a second motor generator 6 selectively connected to either one of the carrier C and the ring gear R; and a clutch 11 for switching the connection destination of the second motor generator 6 between the carrier C and the ring gear R, and switches the connection destination of the second motor generator 6 to avoid a specified state where electrification to the second motor generator 6 continues, in a state with the rotation of one of the rotational elements being connected to the second motor generator 6 stops.

Description

本発明は、内燃機関の動力をモータジェネレータ等に分割する動力分割機構を備えたハイブリッド車両の駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle including a power split mechanism that splits the power of an internal combustion engine into a motor generator and the like.

内燃機関に連結される第1回転要素と、発電機に連結される第2回転要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に連結される第3回転要素と、を有する動力分割機構を備えたハイブリッド車両の駆動装置が存在する。このようなハイブリッド車両の駆動装置であって、駆動軸又は内燃機関の出力軸に接続されるアシストモータと、アシストモータの接続先を駆動軸と内燃機関の出力軸との間で切り替える切替機構と、を更に備えたものが知られている(特許文献1(第17図)参照)。また、動力を出力するモータと、駆動軸とモータとの接続及び解除を行うクラッチと、を備え、モータの回転数の絶対値が0を含む所定回転数以下である回転停止状態が超過予想時間に亘って継続したとき、駆動軸とモータとの接続が解除されるようにクラッチを制御し、その後に所定の接続解除条件が成立したときには駆動軸とモータとが接続されるようにクラッチを制御するものが知られている(特許文献2)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献3が存在する。   A power split mechanism having a first rotating element coupled to the internal combustion engine, a second rotating element coupled to the generator, and a third rotating element coupled to a drive shaft that transmits power to the drive wheels. There is a drive device for a hybrid vehicle. A drive device for such a hybrid vehicle, an assist motor connected to the drive shaft or the output shaft of the internal combustion engine, and a switching mechanism for switching the connection destination of the assist motor between the drive shaft and the output shaft of the internal combustion engine; Are further known (see Patent Document 1 (FIG. 17)). And a motor that outputs power and a clutch that connects and releases the drive shaft and the motor, and the rotation stop state in which the absolute value of the rotation number of the motor is equal to or less than a predetermined rotation number including zero is expected to exceed the expected time The clutch is controlled so that the connection between the drive shaft and the motor is released when the drive shaft continues, and the clutch is controlled so that the drive shaft and the motor are connected when a predetermined disconnection condition is satisfied after that. Is known (Patent Document 2). In addition, there is Patent Document 3 as a prior art document related to the present invention.

特開2002−135910号公報JP 2002-135910 A 特開2008−167633号公報JP 2008-167633 A 特開2006−199077号公報JP 2006-199077 A

ハイブリッド車両に搭載されるアシストモータとして、三相コイルを有するステータと、永久磁石が配置されたロータと、を備える交流同期電動機が使用される場合がある。このような場合に、坂路等にてトルクを出力しつつ車両が停止すると、特許文献1のハイブリッド車両の駆動装置では、トルクを出力するためにアシストモータに通電がされつつ駆動軸の回転が停止する状態になるので、ステータの一相に電流が集中してしまいアシストモータ及びインバータが過熱される虞がある。また、特許文献2の駆動装置では、駆動軸の回転が停止した状態で第2モータが過熱すると第2モータと駆動軸との接続が解除されるので、第2モータの過熱を抑制することができる。しかし、特許文献2の駆動装置は、発電のための第1モータも備えており、第2モータと駆動軸との接続が解除された状態では、内燃機関がトルクを出力することにより第1モータによる発電が行われる一方で、第2モータでの電力消費が少なくなるので、第1モータの発電量と第2モータの電力消費量との間に大きな差が生じてしまう。つまり、第2モータと駆動軸との接続が解除された状態では、第1モータと第2モータとの間で電力収支のバランスを保つことができない。   As an assist motor mounted on a hybrid vehicle, an AC synchronous motor including a stator having a three-phase coil and a rotor on which a permanent magnet is disposed may be used. In such a case, when the vehicle stops while outputting torque on a hill or the like, the drive device of the hybrid vehicle disclosed in Patent Document 1 stops rotation of the drive shaft while energizing the assist motor to output torque. As a result, the current concentrates on one phase of the stator and the assist motor and the inverter may be overheated. Moreover, in the drive device of Patent Document 2, when the second motor is overheated in a state where the rotation of the drive shaft is stopped, the connection between the second motor and the drive shaft is released, so that the overheating of the second motor can be suppressed. it can. However, the drive device of Patent Document 2 also includes a first motor for power generation. In a state where the connection between the second motor and the drive shaft is released, the internal combustion engine outputs torque so that the first motor is output. However, since the power consumption by the second motor is reduced, there is a large difference between the power generation amount of the first motor and the power consumption amount of the second motor. That is, in a state where the connection between the second motor and the drive shaft is released, the balance of power balance cannot be maintained between the first motor and the second motor.

そこで、本発明は、第2モータジェネレータの過熱を抑制するとともに、電力収支のバランスを保つことができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a drive device for a hybrid vehicle capable of suppressing overheating of the second motor generator and maintaining a balance of power balance.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、互いに差動回転可能な3つの回転要素を有し、第1回転要素が内燃機関に連結され、第2回転要素が第1モータジェネレータに連結され、第3回転要素が車輪の駆動輪に動力を出力する出力部材に連結されている動力分割機構と、前記動力分割機構の前記第1回転要素又は前記第3回転要素のいずれか一方と選択的に接続される第2モータジェネレータと、前記第2モータジェネレータの接続先を前記動力分割機構の前記第1回転要素と前記第3回転要素との間で切り替える接続先切替手段と、前記第2モータジェネレータが接続されている一方の回転要素の回転が停止した状態で前記第2モータジェネレータに対する通電が継続する特定状態を避けるように、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせる制御手段と、を備えている(請求項1)。   The drive device for a hybrid vehicle of the present invention has three rotating elements that can rotate differentially with each other, the first rotating element is connected to the internal combustion engine, the second rotating element is connected to the first motor generator, A power split mechanism in which a rotating element is connected to an output member that outputs power to a driving wheel of a wheel, and is selectively connected to either the first rotating element or the third rotating element of the power split mechanism. The second motor generator, connection destination switching means for switching the connection destination of the second motor generator between the first rotation element and the third rotation element of the power split mechanism, and the second motor generator connected In order to avoid a specific state in which energization to the second motor generator continues in a state where the rotation of one of the rotating elements is stopped, the connection destination switching means causes the second The connection of the over data generator from one rotary element and a, and control means to switch to the other rotary element (claim 1).

このハイブリッド車両の駆動装置によれば、第2モータジェネレータに接続された回転要素が止まった状態で第2モータジェネレータに対する通電の継続を避けることができる。そして、その特定状態を避けるために特定状態を避けて第2モータジェネレータの接続先が一方の回転要素から他方の回転要素に切り替えられる。これにより、第2モータジェネレータの過熱を抑制することができる。また、内燃機関がトルクを出力することにより第1モータジェネレータにて発電がされるが、第2モータジェネレータがトルクを出力しながら回転を続けることができるので、第2モータジェネレータによる電力消費が極端に低下することを防止できる。従って、第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとの間で電力収支のバランスを保つことができる。   According to this hybrid vehicle drive device, it is possible to avoid continuation of energization of the second motor generator in a state in which the rotating element connected to the second motor generator is stopped. In order to avoid the specific state, the connection destination of the second motor generator is switched from one rotating element to the other rotating element while avoiding the specific state. Thereby, overheating of the second motor generator can be suppressed. Further, the first motor generator generates power when the internal combustion engine outputs torque. However, since the second motor generator can continue to rotate while outputting torque, the power consumption by the second motor generator is extreme. Can be prevented. Therefore, the balance of power balance can be maintained between the first motor generator and the second motor generator.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置の一態様において、前記制御手段は、前記第2モータジェネレータが一方の回転要素に接続されている状態で前記第2モータジェネレータの温度が所定温度以上になった場合に、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせることにより、前記特定状態を避けてもよい(請求項2)。この場合、所定温度を過熱温度よりも低く設定することによって、確実に第2モータジェネレータの過熱を抑制することができる。   In one aspect of the hybrid vehicle drive device of the present invention, the control means is configured such that the temperature of the second motor generator is equal to or higher than a predetermined temperature while the second motor generator is connected to one rotating element. Furthermore, the specific state may be avoided by switching the connection destination of the second motor generator from one rotation element to the other rotation element by the connection destination switching means (claim 2). In this case, overheating of the second motor generator can be reliably suppressed by setting the predetermined temperature lower than the overheating temperature.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置の一態様において、前記制御手段は、前記第2モータジェネレータが接続されている一方の回転要素の回転数が所定の回転数以下の場合に、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせることにより、前記特定状態を避けてもよい(請求項3)。この場合、第2モータジェネレータが接続されている回転要素の回転が停止してしまう前に前記第2モータジェネレータの接続先が他方の回転要素となるので、確実に特定状態を避けることができる。   In one aspect of the hybrid vehicle drive device of the present invention, the control means is configured to switch the connection destination switching means when the rotational speed of one rotary element to which the second motor generator is connected is equal to or lower than a predetermined rotational speed. Thus, the specific state may be avoided by switching the connection destination of the second motor generator from one rotating element to the other rotating element (claim 3). In this case, since the connection destination of the second motor generator is the other rotation element before the rotation of the rotation element to which the second motor generator is connected stops, the specific state can be surely avoided.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置の一態様において、前記制御手段は、前記第2モータジェネレータが接続されている一方の回転要素の回転が停止し、かつ、前記第2モータジェネレータの温度が所定温度以上になった場合に、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせることにより、前記特定状態を避けてもよい(請求項4)。この場合、第2モータジェネレータの過熱に至る前に接続先が頻繁に切り替えられることを防止できる。   In one aspect of the hybrid vehicle drive device of the present invention, the control means stops rotation of one rotary element to which the second motor generator is connected, and the temperature of the second motor generator is a predetermined temperature. In this case, the specific state may be avoided by switching the connection destination of the second motor generator from one rotation element to the other rotation element by the connection destination switching means (Claim 4). . In this case, it is possible to prevent the connection destination from being frequently switched before the second motor generator is overheated.

以上、説明したように、本発明によれば、特定状態を避けるように第2モータジェネレータの接続先が切り替えられるので、第2モータジェネレータの過熱を抑制することができるとともに、電力収支のバランスを保つことができる。   As described above, according to the present invention, since the connection destination of the second motor generator is switched so as to avoid the specific state, it is possible to suppress overheating of the second motor generator and to balance the power balance. Can keep.

本発明の一形態に係るハイブリッド車両の駆動装置のスケルトン図であって、第2モータジェネレータが中空軸に接続されている状態を示す図。It is a skeleton figure of the drive device of the hybrid vehicle concerning one form of the present invention, and is the figure showing the state where the 2nd motor generator is connected to the hollow shaft. 本発明の一形態に係るハイブリッド車両の駆動装置のスケルトン図であって、第2モータジェネレータが出力軸に接続されている状態を示す図。It is a skeleton figure of the drive device of the hybrid vehicle concerning one form of the present invention, and is the figure showing the state where the 2nd motor generator is connected to the output shaft. コントロールユニットが実行する切替制御ルーチンの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the switching control routine which a control unit performs. ドライブ軸への動力の出力を第2モータジェネレータのみが担っている場合における動力分割機構の共線図。FIG. 6 is a collinear diagram of the power split mechanism when only the second motor generator is responsible for outputting power to the drive shaft. ドライブ軸への動力の出力を内燃機関が担っている場合における動力分割機構の共線図。The alignment chart of a power split mechanism in case the internal combustion engine bears the output of the motive power to a drive shaft. ドライブ軸への動力の出力を内燃機関及び第2モータジェネレータが担っている場合における動力分割機構の共線図。FIG. 6 is an alignment chart of a power split mechanism when an internal combustion engine and a second motor generator are responsible for output of power to a drive shaft.

図1及び図2は、本発明の一形態に係る駆動装置のスケルトン図である。この駆動装置1は、ハイブリッド車両に搭載されるものである。図1に示すように、駆動装置1は、内燃機関2と、第1モータジェネレータ4と、第2モータジェネレータ6と、を備えている。内燃機関2は、ハイブリッド車両に搭載される周知なものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ6は、三相コイルを有する不図示のステータと、永久磁石が配置された不図示のロータと、を備える交流同期電動機として構成されており、第1モータジェネレータ4は、主に発電機として機能し、第2モータジェネレータ6は、主に電動機として機能する。また、各モータジェネレータ4、6と不図示のバッテリとの間で直流電流と交流電流との変換を行う不図示のインバータも設けられている。駆動装置1には、内燃機関2の出力軸2aに沿った方向に、出力軸2aと第1モータジェネレータ4との間に介在する動力分割機構10と、第2モータジェネレータ6の接続先を出力軸2aと動力分割機構10との間で切り替える接続先切替手段としてのクラッチ11とが設けられている。   1 and 2 are skeleton diagrams of a drive device according to an embodiment of the present invention. This drive device 1 is mounted on a hybrid vehicle. As shown in FIG. 1, the drive device 1 includes an internal combustion engine 2, a first motor generator 4, and a second motor generator 6. Since the internal combustion engine 2 may be the same as a known one mounted on a hybrid vehicle, a detailed description is omitted. The first motor generator 4 and the second motor generator 6 are configured as an AC synchronous motor including a stator (not shown) having a three-phase coil and a rotor (not shown) in which permanent magnets are arranged. The generator 4 mainly functions as a generator, and the second motor generator 6 mainly functions as an electric motor. An inverter (not shown) that converts direct current and alternating current between the motor generators 4 and 6 and a battery (not shown) is also provided. The drive device 1 outputs a power split mechanism 10 interposed between the output shaft 2 a and the first motor generator 4 and a connection destination of the second motor generator 6 in a direction along the output shaft 2 a of the internal combustion engine 2. A clutch 11 is provided as connection destination switching means for switching between the shaft 2 a and the power split mechanism 10.

動力分割機構10は、互いに差動回転可能な3つの回転要素を有する遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギヤSと、そのサンギヤSに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギヤRと、これらのギヤS、Rに噛み合うピニオンを自転かつ公転自在に保持するキャリアCとを備えている。この形態では、キャリアCが出力軸2aに、サンギヤSが第1モータジェネレータ4に、リングギヤRが出力部材としてのカウンタギヤ15及び中空軸16に、それぞれ連結されている。従って、サンギヤSは本発明に係る第2回転要素に、リングギヤRは本発明に係る第3回転要素に、キャリアCは本発明に係る第1回転要素に、それぞれ相当する。また、カウンタギヤ15には、カウンタ軸17を介してギヤ18が連結されている。ギヤ18は、ドライブギヤ19と噛み合っている。ドライブギヤ19は、ドライブ軸20に設けられており、ドライブ軸20と一体的に回転する。このため、内燃機関2及び第2モータジェネレータ6が出力する動力は、動力分割機構10を介してドライブ軸20に伝達される。ドライブ軸20には、駆動輪21が設けられている。   The power split mechanism 10 is configured as a planetary gear mechanism having three rotating elements that can be differentially rotated with each other, and includes a sun gear S that is an external gear and an internal tooth that is coaxially disposed with respect to the sun gear S. A ring gear R, which is a gear, and a carrier C that holds a pinion that meshes with the gears S and R so as to rotate and revolve freely. In this embodiment, the carrier C is connected to the output shaft 2a, the sun gear S is connected to the first motor generator 4, and the ring gear R is connected to the counter gear 15 and the hollow shaft 16 as output members. Therefore, the sun gear S corresponds to the second rotating element according to the present invention, the ring gear R corresponds to the third rotating element according to the present invention, and the carrier C corresponds to the first rotating element according to the present invention. A gear 18 is connected to the counter gear 15 via a counter shaft 17. The gear 18 is in mesh with the drive gear 19. The drive gear 19 is provided on the drive shaft 20 and rotates integrally with the drive shaft 20. Therefore, the power output from the internal combustion engine 2 and the second motor generator 6 is transmitted to the drive shaft 20 via the power split mechanism 10. Drive wheels 21 are provided on the drive shaft 20.

クラッチ11は、第1係合ディスク25と、第2係合ディスク26と、操作ディスク27と、不図示のアクチュエータと、を備えている。第1係合ディスク25は中空軸16に、第2係合ディスク26は出力軸2aに、それぞれ一体回転するように連結されている。操作ディスク27には、第2モータジェネレータ6が連結されている。また、操作ディスク27は、第1係合ディスク25に係合する第1係合状態から第2係合ディスク26に係合する第2係合状態までの間で動作可能に構成されている。操作ディスク27は、アクチュエータによって駆動される。これらのディスク同士の係合は、クラッチで一般に用いられる周知の機構で行えばよく、例えば、乾式や湿式の係合機構、又は各ディスクにそれぞれドグ歯を設け、ドグ歯同士を噛み合わせてディスク同士を係合させるドグ機構を適用すればよい。   The clutch 11 includes a first engagement disk 25, a second engagement disk 26, an operation disk 27, and an actuator (not shown). The first engagement disk 25 is connected to the hollow shaft 16 and the second engagement disk 26 is connected to the output shaft 2a so as to rotate together. The second motor generator 6 is connected to the operation disk 27. Further, the operation disk 27 is configured to be operable from a first engagement state where the operation disk 27 is engaged with the first engagement disk 25 to a second engagement state where the operation disk 27 is engaged with the second engagement disk 26. The operation disk 27 is driven by an actuator. The engagement between these disks may be performed by a well-known mechanism generally used in a clutch. For example, a dry or wet engagement mechanism, or each disk is provided with dog teeth, and the dog teeth are engaged with each other. A dog mechanism that engages each other may be applied.

図1は第1係合状態を、図2は第2係合状態を、それぞれ示している。図1に示すように、第1係合状態では、操作ディスク27が第1係合ディスク25に係合しているので、第2モータジェネレータ6が出力する動力は中空軸16に伝達される。中空軸16は、リングギヤRにも連結されているので、第2モータジェネレータ6が出力する動力はリングギヤRを介してカウンタギヤ15に伝達され、カウンタギヤ15を経由して駆動輪21まで伝達される。つまり、第1係合状態では、第2モータジェネレータ6が出力する動力は、リングギヤRを介して駆動輪21まで伝達される。   FIG. 1 shows a first engagement state, and FIG. 2 shows a second engagement state. As shown in FIG. 1, in the first engagement state, the operation disk 27 is engaged with the first engagement disk 25, so that the power output from the second motor generator 6 is transmitted to the hollow shaft 16. Since the hollow shaft 16 is also connected to the ring gear R, the power output from the second motor generator 6 is transmitted to the counter gear 15 via the ring gear R, and is transmitted to the drive wheels 21 via the counter gear 15. The That is, in the first engagement state, the power output from the second motor generator 6 is transmitted to the drive wheels 21 via the ring gear R.

一方、図2に示すように、第2係合状態では、操作ディスク27が第2係合ディスク26に係合しているので、第2モータジェネレータ6が出力する動力は出力軸2aに伝達される。また、出力軸2aはキャリアCに連結されているので、第2モータジェネレータ6が出力する動力は出力軸2aを介してキャリアCに伝達される。   On the other hand, as shown in FIG. 2, in the second engagement state, since the operation disk 27 is engaged with the second engagement disk 26, the power output from the second motor generator 6 is transmitted to the output shaft 2a. The Further, since the output shaft 2a is connected to the carrier C, the power output from the second motor generator 6 is transmitted to the carrier C through the output shaft 2a.

アクチュエータの動作は、各モータジェネレータ4、6の状態を適正に制御するためのコンピュータとして構成されたコントロールユニット30によって制御される。つまり、クラッチ11は、操作ディスク27が第1係合ディスク25に係合する第1係合状態と操作ディスク27が第2係合ディスク26に係合する第2係合状態との間でコントロールユニット30によって状態が切り替えられる。コントロールユニットC30は、不図示の各種センサから出力された信号を参照しつつ所定のプログラムに従ってアクチュエータの動作の制御を実行する。図3は、コントロールユニット30が実行する切替制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンのプログラムはコントロールユニット30に記憶されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。   The operation of the actuator is controlled by a control unit 30 configured as a computer for appropriately controlling the states of the motor generators 4 and 6. That is, the clutch 11 is controlled between a first engagement state in which the operation disk 27 engages with the first engagement disk 25 and a second engagement state in which the operation disk 27 engages with the second engagement disk 26. The state is switched by the unit 30. The control unit C30 controls the operation of the actuator according to a predetermined program while referring to signals output from various sensors (not shown). FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a switching control routine executed by the control unit 30. The program of this routine is stored in the control unit 30, and is read out in a timely manner and repeatedly executed at predetermined intervals.

コントロールユニット30は、ステップS1において、不図示のセンサから取得した情報に基づいてドライブ軸20の回転が停止しているか否かを判定する。この判定が否定的判定の場合には、以降のステップをスキップして今回のルーチンを終了する。一方、ステップS1の判定が肯定的判定の場合には、ステップS2に進む。ステップS2では、第2モータジェネレータ6の温度が過熱と判断される所定の温度以上であるか否かを判定する。この判定が否定的判定の場合には、以降のステップをスキップして今回のルーチンを終了する。一方、ステップS2の判定が肯定的判定の場合には、ステップS3に進む。続くステップS3では、クラッチ11が第2係合状態となるように状態を切り替えて今回のルーチンを終了する。   In step S1, the control unit 30 determines whether the rotation of the drive shaft 20 is stopped based on information acquired from a sensor (not shown). If this determination is negative, the subsequent steps are terminated by skipping the subsequent steps. On the other hand, if the determination in step S1 is affirmative, the process proceeds to step S2. In step S2, it is determined whether or not the temperature of the second motor generator 6 is equal to or higher than a predetermined temperature that is determined to be overheating. If this determination is negative, the subsequent steps are terminated by skipping the subsequent steps. On the other hand, if the determination in step S2 is affirmative, the process proceeds to step S3. In the subsequent step S3, the state is switched so that the clutch 11 is in the second engagement state, and the current routine is terminated.

坂路などでは、ドライブ軸20に動力が出力されつつもドライブ軸20の回転が停止する場合がある。図4〜6は、いずれもこのような場合における動力分割機構10の各回転要素S、C、Rの状態を示す共線図である。図4は、クラッチ11が第1係合状態にあってドライブ軸20への動力の出力を第2モータジェネレータ6のみが担っている場合を示している。この場合、図4に示すように、ドライブ軸20の回転が停止しているので、ドライブ軸20にカウンタギヤ15を介して接続されるリングギヤRの回転数Tdがゼロになるとともに、他の回転要素S、Cの回転数Te、Tgも全てがゼロとなる。各回転要素S、C、Rの回転数Td、Te、Tg全てがゼロの状態では、サンギヤSが第1モータジェネレータ4に、キャリアCが内燃機関2の出力軸2aに、リングギヤRがドライブ軸20及び中空軸16を介して第2モータジェネレータ6に、それぞれ連結されているので、第2モータジェネレータ6がドライブ軸20へ動力を出力しつつもドライブ軸20が回転しない状態となる。即ち、第2モータジェネレータ6は通電されつつも回転数がゼロとなるモータロック状態になる。このようなモータロック状態にある場合には、第2モータジェネレータ6のステータの一相に電流が集中してしまうので、第2モータジェネレータ6及びインバータが過熱されてしまう虞がある。   On a slope or the like, the drive shaft 20 may stop rotating while power is output to the drive shaft 20. 4 to 6 are collinear diagrams showing the states of the rotating elements S, C, and R of the power split mechanism 10 in such a case. FIG. 4 shows a case where the clutch 11 is in the first engagement state and only the second motor generator 6 is responsible for the output of power to the drive shaft 20. In this case, as shown in FIG. 4, since the rotation of the drive shaft 20 is stopped, the rotational speed Td of the ring gear R connected to the drive shaft 20 via the counter gear 15 becomes zero, and other rotations occur. The rotational speeds Te and Tg of the elements S and C are all zero. When the rotational speeds Td, Te, and Tg of the rotating elements S, C, and R are all zero, the sun gear S is the first motor generator 4, the carrier C is the output shaft 2a of the internal combustion engine 2, and the ring gear R is the drive shaft. Since the second motor generator 6 is connected to the second motor generator 6 via the hollow shaft 16 and the hollow shaft 16, the drive shaft 20 does not rotate while the second motor generator 6 outputs power to the drive shaft 20. That is, the second motor generator 6 is in a motor lock state in which the rotational speed becomes zero while being energized. In such a motor lock state, current concentrates on one phase of the stator of the second motor generator 6, which may cause overheating of the second motor generator 6 and the inverter.

一方、図5は、クラッチ11が第1係合状態にあってドライブ軸20への動力の出力を内燃機関2が担っている場合を示している。この場合、図5に示すように、各回転要素の状態、即ち、各モータジェネレータ4、6及び内燃機関2の状態は、第2モータジェネレータ6の回転数ゼロを起点として内燃機関2、第1モータジェネレータ4、の順に回転数が一定の割合で上昇する関係を示す。つまり、ドライブ軸20の回転が停止した状態で、内燃機関2が動力を出力しつつ第1モータジェネレータ4では発電が行われている状態となる。この場合、第2モータジェネレータ6で担う動力を低下させることができるので、第2モータジェネレータ6の過熱を抑制することができる。しかし、第1モータジェネレータ4で発電が行われているので、バッテリが過充電となった場合には、放電が必要となる。この場合、再び第2モータジェネレータ6の回転数を上昇させる必要が生じてしまう。第2モータジェネレータ6の回転数を上昇させる場合には、第2モータジェネレータ6の担う動力が上昇してしまうので、第2モータジェネレータ6及びインバータが過熱される虞を再び招いてしまう。   On the other hand, FIG. 5 shows a case where the internal combustion engine 2 bears the output of power to the drive shaft 20 when the clutch 11 is in the first engagement state. In this case, as shown in FIG. 5, the state of each rotating element, that is, the state of each of the motor generators 4 and 6 and the internal combustion engine 2 is determined based on the rotational speed zero of the second motor generator 6 as the starting point. A relationship in which the rotational speed increases at a constant rate in the order of the motor generator 4 is shown. That is, in the state where the rotation of the drive shaft 20 is stopped, the first motor generator 4 is in a state where power is generated while the internal combustion engine 2 outputs power. In this case, since the motive power carried by the second motor generator 6 can be reduced, overheating of the second motor generator 6 can be suppressed. However, since power generation is performed by the first motor generator 4, when the battery is overcharged, it is necessary to discharge. In this case, it becomes necessary to increase the rotational speed of the second motor generator 6 again. When the rotational speed of the second motor generator 6 is increased, the motive power of the second motor generator 6 is increased, so that the second motor generator 6 and the inverter may be overheated again.

この形態によれば、コントロールユニット30が図3のルーチンを実行することによってドライブ軸20の回転が停止した状態、つまり、リングギヤR及び中空軸16の回転が停止した状態で第2モータジェネレータ6の温度が過熱と判断される所定の温度以上となった場合には、第2モータジェネレータ6の接続先が出力軸2aとなるように制御される。図6は、クラッチ11が第2係合状態にあってドライブ軸20への動力の出力を内燃機関2及び第2モータジェネレータ6が担っている場合を示している。この場合、図6に示すように、各回転要素の状態は図5に示す場合と同じであるが、第2モータジェネレータ6の接続先が内燃機関2の出力軸2a、つまり、キャリアCとなり、キャリアCは回転することができるので、ドライブ軸20が停止していても第2モータジェネレータ6を回転させることができる。これにより、第2モータジェネレータ6のステータの一相に電流が集中することを抑制することができるので、第2モータジェネレータ6及びインバータが過熱されることを抑制することができる。また、第1モータジェネレータ4で発電が行われているが、第2モータジェネレータ6が回転しているので電力の消費も行われる。これにより、第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとの間で電力収支のバランスを保つことができるとともに、電池の過充電も抑制することができる。さらに、第2モータジェネレータ6がモータロック状態、かつ、所定の温度以上の場合に第2モータジェネレータ6の接続先が内燃機関2の出力軸2aに切り替えられるので、第2モータジェネレータ6の過熱に至る前に接続先が頻繁に切り替えられることを防止できる。コントロールユニット30が図3のルーチンを実行することによってコントロールユニット30が本発明の制御手段として機能する。   According to this embodiment, the control unit 30 executes the routine of FIG. 3 so that the rotation of the drive shaft 20 is stopped, that is, the rotation of the ring gear R and the hollow shaft 16 is stopped. When the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature that is determined to be overheating, control is performed so that the connection destination of the second motor generator 6 is the output shaft 2a. FIG. 6 shows a case where the internal combustion engine 2 and the second motor generator 6 bear the output of power to the drive shaft 20 when the clutch 11 is in the second engagement state. In this case, as shown in FIG. 6, the state of each rotating element is the same as that shown in FIG. 5, but the connection destination of the second motor generator 6 is the output shaft 2a of the internal combustion engine 2, that is, the carrier C. Since the carrier C can rotate, the second motor generator 6 can be rotated even when the drive shaft 20 is stopped. Thereby, since it can suppress that an electric current concentrates on one phase of the stator of the 2nd motor generator 6, it can suppress that the 2nd motor generator 6 and an inverter are overheated. In addition, power is generated by the first motor generator 4, but since the second motor generator 6 is rotating, power is also consumed. Thereby, while being able to maintain the balance of electric power balance between the 1st motor generator and the 2nd motor generator, overcharge of a battery can also be controlled. Further, when the second motor generator 6 is in a motor locked state and is at a predetermined temperature or higher, the connection destination of the second motor generator 6 is switched to the output shaft 2a of the internal combustion engine 2, so that the second motor generator 6 is overheated. It is possible to prevent the connection destination from being frequently switched before reaching. When the control unit 30 executes the routine of FIG. 3, the control unit 30 functions as the control means of the present invention.

但し、本発明は上述の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上述の形態では、ドライブ軸20の回転、つまり、第2モータジェネレータ6が接続されているリングギヤRの回転が停止した状態で第2モータジェネレータ6の温度が過熱と判断される所定の温度以上となった場合に第2モータジェネレータ6の接続先を出力軸2aに切り替えているが、このような構成に限定されるものではない。第2モータジェネレータ6のモータロック状態が継続することにより第2モータジェネレータ6が過熱されるので、このようなモータロック状態が継続する特定状態を避けるように、コントロールユニット30がクラッチ11によって第2モータジェネレータ6の接続先を出力軸2aから中空軸16へ切り替えさせる限りにおいて、例えば、図3のステップS1又はステップS2を省略してもよい。また、コントロールユニット30は、予め設定された回転が停止すると予想できる所定の回転数に基づいてドライブ軸20の回転数がこの所定の回転数以下となった場合、つまり、リングギヤRの回転数が所定の回転数以下となった場合に、第2モータジェネレータ6の接続先を中空軸16から出力軸2aとなるように第2モータジェネレータ6の接続先を切り替えてもよい。この場合、第2モータジェネレータ6が中空軸16を介して接続されているリングギヤRの回転が停止してしまう前に第2モータジェネレータ6の接続先が出力軸2aとなるので、確実に特定状態を避けることができる。また、上述のコントロールユニット30が実行する第2モータジェネレータ6の接続先の切り替えは、中空軸16から出力軸2aに切り替えられる場合、つまり、リングギヤRからキャリアCに切り替えられる場合に限定されるものではなく、キャリアCからリングギヤRに切り替える場合に適用してもよい。   However, this invention is not limited to the above-mentioned form, It can implement with a various form within the range of the summary of this invention. In the above-described embodiment, the rotation of the drive shaft 20, that is, the rotation of the ring gear R to which the second motor generator 6 is connected is stopped, and the temperature of the second motor generator 6 is equal to or higher than a predetermined temperature that is determined to be overheating. In this case, the connection destination of the second motor generator 6 is switched to the output shaft 2a. However, the present invention is not limited to such a configuration. Since the motor lock state of the second motor generator 6 continues, the second motor generator 6 is overheated, so that the control unit 30 causes the clutch 11 to perform the second operation so as to avoid such a specific state where the motor lock state continues. As long as the connection destination of the motor generator 6 is switched from the output shaft 2a to the hollow shaft 16, for example, step S1 or step S2 in FIG. 3 may be omitted. In addition, the control unit 30 determines that the rotation speed of the ring gear R is lower when the rotation speed of the drive shaft 20 is less than or equal to the predetermined rotation speed based on a predetermined rotation speed that can be expected to stop the preset rotation. The connection destination of the second motor generator 6 may be switched so that the connection destination of the second motor generator 6 is changed from the hollow shaft 16 to the output shaft 2a when the rotation speed is equal to or lower than a predetermined rotation speed. In this case, since the connection destination of the second motor generator 6 becomes the output shaft 2a before the rotation of the ring gear R to which the second motor generator 6 is connected via the hollow shaft 16 stops, the specific state is ensured. Can be avoided. Further, the switching of the connection destination of the second motor generator 6 performed by the control unit 30 described above is limited to the case where the hollow shaft 16 is switched to the output shaft 2a, that is, the case where the ring gear R is switched to the carrier C. Instead, it may be applied when switching from the carrier C to the ring gear R.

1 駆動装置
2 内燃機関
4 第1モータジェネレータ
6 第2モータジェネレータ
10 動力分割機構
11 クラッチ(接続先切替手段)
30 コントロールユニット(制御手段)
S サンギヤ(第2回転要素)
C キャリア(第1回転要素)
R リングギヤ(第3回転要素)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive device 2 Internal combustion engine 4 1st motor generator 6 2nd motor generator 10 Power split mechanism 11 Clutch (connection destination switching means)
30 Control unit (control means)
S Sun gear (second rotating element)
C carrier (first rotating element)
R ring gear (third rotating element)

Claims (4)

互いに差動回転可能な3つの回転要素を有し、第1回転要素が内燃機関に連結され、第2回転要素が第1モータジェネレータに連結され、第3回転要素が車輪の駆動輪に動力を出力する出力部材に連結されている動力分割機構と、
前記動力分割機構の前記第1回転要素又は前記第3回転要素のいずれか一方と選択的に接続される第2モータジェネレータと、
前記第2モータジェネレータの接続先を前記動力分割機構の前記第1回転要素と前記第3回転要素との間で切り替える接続先切替手段と、
前記第2モータジェネレータが接続されている一方の回転要素の回転が停止した状態で前記第2モータジェネレータに対する通電が継続する特定状態を避けるように、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせる制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
It has three rotating elements that can rotate differentially with each other, the first rotating element is connected to the internal combustion engine, the second rotating element is connected to the first motor generator, and the third rotating element powers the driving wheels of the wheels. A power split mechanism connected to the output member for output;
A second motor generator selectively connected to either the first rotating element or the third rotating element of the power split mechanism;
Connection destination switching means for switching the connection destination of the second motor generator between the first rotation element and the third rotation element of the power split mechanism;
In order to avoid a specific state in which energization to the second motor generator is continued in a state in which the rotation of one rotary element to which the second motor generator is connected is stopped, the connection destination switching means causes the second motor generator to And a control means for switching the connection destination from one rotating element to the other rotating element.
前記制御手段は、前記第2モータジェネレータが一方の回転要素に接続されている状態で前記第2モータジェネレータの温度が所定温度以上になった場合に、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせることにより、前記特定状態を避ける請求項1に記載の駆動装置。   When the temperature of the second motor generator is equal to or higher than a predetermined temperature in a state where the second motor generator is connected to one rotating element, the control means switches the second motor generator by the connection destination switching means. The drive device according to claim 1, wherein the specific state is avoided by switching the connection destination of the first rotation element from one rotation element to the other rotation element. 前記制御手段は、前記第2モータジェネレータが接続されている一方の回転要素の回転数が所定の回転数以下の場合に、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせることにより、前記特定状態を避ける請求項1に記載の駆動装置。   The control means rotates the connection destination of the second motor generator by one of the connection destination switching means when the rotation speed of one rotary element to which the second motor generator is connected is equal to or less than a predetermined rotation speed. The drive device according to claim 1, wherein the specific state is avoided by switching from one element to the other rotating element. 前記制御手段は、前記第2モータジェネレータが接続されている一方の回転要素の回転が停止し、かつ、前記第2モータジェネレータの温度が所定温度以上になった場合に、前記接続先切替手段によって前記第2モータジェネレータの接続先を一方の回転要素から他方の回転要素へ切り替えさせることにより、前記特定状態を避ける請求項1に記載の駆動装置。   When the rotation of one rotating element to which the second motor generator is connected stops and the temperature of the second motor generator becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the control means The drive device according to claim 1, wherein the specific state is avoided by switching a connection destination of the second motor generator from one rotating element to the other rotating element.
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