JP2012224244A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関停止条件が成立した際の第一回転電機MG1の回転方向である停止条件成立時回転方向K1が、内燃機関Eの回転速度を零とする動作点での第一回転電機MG1の回転方向である対象回転方向K2に対して逆方向であるか否かを判定する回転方向判定部と、停止条件成立時回転方向K1が対象回転方向K2に対して逆方向であると判定されたことを条件に、内燃機関Eの回転速度を低下させる方向の回転低下トルクを第一回転電機MG1に出力させる回転低下トルク制御部と、第一回転電機MG1の回転速度が、零を含むように設定された連結解除回転速度範囲A内の回転速度となったことを条件に、係合装置CLによる駆動連結の解除を指令する連結解除指令部とを備える。
【選択図】図3
Description
また、本願では、サンギヤ、キャリヤ、リングギヤを備えた遊星歯車機構等のような3つの回転要素を備えた差動歯車機構を用い、当該差動歯車機構単独で、若しくは複数の差動歯車機構を組み合わせて得られる装置を差動歯車装置と呼ぶ。
また、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
本発明に係る車両用駆動装置の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、車輪の駆動力源として内燃機関E及び回転電機MG1,MG2の双方を備えた車両(ハイブリッド車両)を駆動するための駆動装置(ハイブリッド車両用駆動装置)とされている。そして、本実施形態に係る車両用駆動装置1は制御装置70(図2参照)を備え、この制御装置70は、図2に示すシステム構成に基づき各駆動力源及び摩擦係合装置CLの動作を制御する。なお、図2において、破線は電力の伝達経路を示し、実線矢印は各種情報の伝達経路を示している。
まず、本実施形態に係る車両用駆動装置1の機械的構成について説明する。車両用駆動装置1は、内燃機関Eに駆動連結される入力部材Iと、車輪Wに駆動連結される出力部材Oと、第一回転電機MG1と、第二回転電機MG2と、少なくとも3つの回転要素を有する差動歯車装置DGと、制御装置70と、を備えている。そして、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、内燃機関Eの出力トルクを、第一回転電機MG1側と、車輪W及び第二回転電機MG2側とに分配する動力分配用の差動歯車装置DGを備えた、いわゆる2モータスプリット方式のハイブリッド車両用の駆動装置として構成されている。
1−2−1.システムの全体構成
図2に示すように、本実施形態に係る制御装置70は、回転電機制御部71、走行モード決定部73、回転方向判定部81、回転低下トルク制御部82、及び連結解除指令部83を備えている。
走行モード決定部73は、車両の走行モードを決定する機能部である。走行モード決定部73は、例えば、出力部材センサSe3の検出結果に基づき導出される車速と、アクセル開度センサSe11により検出されるアクセル開度と、蓄電状態センサSe10により検出される蓄電状態(蓄電量や温度等)に基づいて、車両用駆動装置1が実現すべき走行モードを決定する。本実施形態では、走行モード決定部73が決定可能な走行モードには、電動走行モードとハイブリッド走行モードとが含まれる。そして、走行モード決定部73は、基本的に、メモリ等で構成される記憶装置に記憶して備えられた、車速、アクセル開度、及び蓄電状態と、走行モードと、の関係を規定したモード選択マップ(図示せず)を参照して、走行モードを決定する。
回転電機制御部71は、第一回転電機MG1や第二回転電機MG2の動作制御を行う機能部である。具体的には、回転電機制御部71は、第一回転電機MG1の動作点(出力トルク及び回転速度)の制御目標としての目標動作点(目標トルク及び目標回転速度)を設定し、この制御目標に応じて第一回転電機MG1が動作するように、第一インバータ4を制御する。本例では、回転電機制御部71は、トルク制御或いは回転速度制御により第一回転電機MG1の動作制御を行う。ここで、トルク制御は、第一回転電機MG1に対する目標トルクを設定して、第一回転電機MG1の出力トルクを当該目標トルクに合わせる制御である。また、回転速度制御は、第一回転電機MG1に対する目標回転速度を設定して、第一回転電機MG1の回転速度を当該目標回転速度に合わせる制御である。また、第二回転電機MG2についての制御は、第一インバータ4が第二インバータ5に置き換わる点を除いて第一回転電機MG1と同様である。
回転方向判定部81は、摩擦係合装置CLによる駆動連結が維持され、内燃機関Eが動作中であり、更に出力部材Oが回転している状態から内燃機関Eを停止する内燃機関停止条件が成立した際に、回転方向判定を実行する機能部である。すなわち、回転方向判定部81は、摩擦係合装置CLが係合状態(基本的に直結係合状態)とされると共に内燃機関Eが始動状態とされた状態での走行中(ハイブリッド走行モードでの走行中)に内燃機関停止条件が成立した際に、回転方向判定を実行する。なお、内燃機関停止条件が成立したか否かの判定は制御装置70により実行される。
回転低下トルク制御部82は、回転方向判定部81により停止条件成立時回転方向K1が対象回転方向K2に対して逆方向であると判定されたことを条件に、内燃機関Eの回転速度を低下させる方向の回転低下トルクを第一回転電機MG1に出力させる回転低下トルク制御を実行する機能部である。図3において細跳び破線(細点線)で示す状態(「(2)」で示す状態)は、回転低下トルク制御の実行により、ハイブリッド走行モードでの走行中に比べて、内燃機関Eの回転速度が低下した状態を表している。
連結解除指令部83は、第一回転電機MG1の回転速度が連結解除回転速度範囲A内の回転速度となったことを条件に、摩擦係合装置CLによる駆動連結の解除を指令する機能部である。本実施形態では、摩擦係合装置CLの2つの係合部材の間の係合が解除されることで、当該摩擦係合装置CLによる駆動連結が解除される。よって、本実施形態では、連結解除指令部83は、第一回転電機MG1の回転速度が連結解除回転速度範囲A内の回転速度となったことを条件に、摩擦係合装置CLの係合解除を指令する。
変動抑制トルク導出部84は、変動抑制制御の実行時に第二回転電機MG2に出力させる変動抑制トルクを導出する機能部である。上記のように、この変動抑制制御は、少なくとも内燃機関停止条件が成立してから摩擦係合装置CLによる駆動連結が解除されるまでの間、実行されるように構成されている。
本実施形態に係る内燃機関停止制御の内容について、図4を参照して説明する。図4は、ハイブリッド走行モードでの走行中に、内燃機関停止制御を実行して電動走行モードへ移行する際のタイムチャートの一例を示す図である。より具体的には、図4は、ブレーキペダル91が踏み込まれたことにより、内燃機関を停止させ、回生モードへ移行する際のタイムチャートの一例を示している。ここで、「回生モード」は、電動走行モードに含まれるモードであり、第二回転電機MG2に発電方向のトルク(回生トルク)を出力させる走行モードである。また、「内燃機関停止制御」とは、内燃機関停止条件が成立した際に、制御装置70の各部で実行される電動走行モードへ移行するための各種制御の総称である。なお、図4では、時刻T0において内燃機関停止条件が成立し、時刻T3において電動走行モードへの移行が完了する場合を想定している。
次に、本実施形態に係る内燃機関停止制御の処理手順について、図5のフローチャートを参照して説明する。以下に説明する各処理手順は、制御装置70の各機能部により実行される。各機能部がプログラムにより構成される場合には、制御装置70が備える演算処理装置が、上記の各機能部を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。
次に、本発明に係る車両用駆動装置の第二の実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。図6に示すように、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、摩擦係合装置CLの配設位置を除いて、基本的に上記第一の実施形態と同様に構成されている。以下では、本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成について、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
次に、本発明に係る車両用駆動装置の第三の実施形態について、図8及び図9を参照して説明する。図8に示すように、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、摩擦係合装置CLの配設位置を除いて、基本的に上記第一の実施形態と同様に構成されている。以下では、本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成について、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
上記第一、第二、及び第三の実施形態では、差動歯車装置DGの他の回転要素を介することなく、第一回転要素e1に第一回転電機MG1が駆動連結され、第二回転要素e2に入力部材Iが駆動連結され、第三回転要素e3に第二回転電機MG2及び出力部材Oが駆動連結された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、図10に示すように、第一回転要素e1に入力部材Iが駆動連結され、第二回転要素e2に第二回転電機MG2及び出力部材Oが駆動連結され、第三回転要素e3に第一回転電機MG1が駆動連結された構成とすることもできる。
最後に、本発明に係るその他の実施形態を説明する。なお、以下の各々の実施形態で開示される特徴は、その実施形態でのみ利用できるものではなく、矛盾が生じない限り、別の実施形態にも適用可能である。
CL:摩擦係合装置(係合装置)
DG:差動歯車装置
E:内燃機関
I:入力部材
K1:停止条件成立時回転方向
K2:対象回転方向
MG1:第一回転電機
MG2:第二回転電機
O:出力部材
W:車輪
e1:第一回転要素
e2:第二回転要素
e3:第三回転要素
1:車両用駆動装置
70:制御装置
81:回転方向判定部
82:回転低下トルク制御部
83:連結解除指令部
Claims (7)
- 内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも3つの回転要素を有する差動歯車装置と、制御装置と、を備えた車両用駆動装置であって、
前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が、それぞれ前記差動歯車装置の異なる回転要素に、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結され、
前記第二回転電機が、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素以外の前記差動歯車装置の回転要素に、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結され、
前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機のいずれかと、前記差動歯車装置の回転要素との駆動連結を解除可能な係合装置を備え、
前記制御装置は、前記係合装置による駆動連結が維持され、前記内燃機関が動作中であり、更に前記出力部材が回転している状態から前記内燃機関を停止する内燃機関停止条件が成立した際に、当該内燃機関停止条件が成立した際の前記第一回転電機の回転方向である停止条件成立時回転方向が、前記内燃機関の回転速度を零とする動作点での前記第一回転電機の回転方向である対象回転方向に対して逆方向であるか否かを判定する回転方向判定部と、
前記停止条件成立時回転方向が前記対象回転方向に対して逆方向であると判定されたことを条件に、前記内燃機関の回転速度を低下させる方向の回転低下トルクを第一回転電機に出力させる回転低下トルク制御を実行する回転低下トルク制御部と、
前記第一回転電機の回転速度が、零を含むように設定された連結解除回転速度範囲内の回転速度となったことを条件に、前記係合装置による駆動連結の解除を指令する連結解除指令部と、を備える車両用駆動装置。 - 前記連結解除指令部は、前記第一回転電機の回転方向が前記対象回転方向と同じ方向になる前に、前記係合装置による駆動連結の解除を指令する請求項1に記載の車両用駆動装置。
- 前記回転低下トルク制御部は、前記第一回転電機の回転方向が前記対象回転方向と同じ方向になる前に、前記回転低下トルク制御を停止する請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
- 前記制御装置は、前記第一回転電機の動作状態の変化又は前記係合装置の係合状態の変化により前記差動歯車装置を介して前記出力部材に伝達されるトルク変動を抑制する変動抑制トルクを、前記第二回転電機に出力させる変動抑制制御を実行する請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
- 前記第二回転電機が、前記出力部材が駆動連結された前記差動歯車装置の回転要素に、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結されている請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
- 前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる3つの回転要素を有し、
前記差動歯車装置の他の回転要素を介することなく、前記第一回転要素に前記第一回転電機が駆動連結され、前記第二回転要素に前記入力部材が駆動連結され、前記第三回転要素に前記第二回転電機及び前記出力部材が駆動連結され、
前記係合装置は、前記入力部材と前記第二回転要素との間の動力伝達経路上に設けられている請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記第二回転電機が、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素及び前記出力部材が駆動連結された回転要素以外の前記差動歯車装置の回転要素に、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結され、
前記係合装置が、前記入力部材と、当該入力部材が他の回転要素を介することなく駆動連結された前記差動歯車装置の回転要素との間の動力伝達経路上に設けられている請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
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