JP2013244794A - Hybrid system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To a system excellent in an energy saving property, a vehicle mounting property, and the like as a hybrid system of a vehicle including an engine and two motor generators.SOLUTION: A hybrid system includes a first and a second motor generators 1 and 2, and an engine 3. The engine 3 is linked with a ring gear 11 of a planetary gear mechanism 10, a first motor generator 1 is linked with a sun gear 12 of the planetary gear mechanism 10, and an output shaft 24 coupled with a drive wheel is linked with a carrier 13 of the planetary gear mechanism 10. A second motor generator 2 is linked with the output shaft 24. There is provided an engine brake 41 that stops rotation of the ring gear 11 or the engine 3. When a high driving force is requested in a motor travel region, the second motor generator 2 is operated, and the first motor generator 1 is operated by fastening the engine brake 41.

Description

本発明は、ハイブリッドシステム、即ち、駆動源としてエンジンとモータとを備えた車両の駆動システムに関し、車両の駆動技術の分野に属する。   The present invention relates to a hybrid system, that is, a vehicle drive system including an engine and a motor as drive sources, and belongs to the field of vehicle drive technology.

省エネルギを目的とした車両のハイブリッドシステムとして、例えば特許文献1には、エンジンと、単一のモータジェネレータとを備え、主としてエンジンから駆動力を得ると共に、モータジェネレータをエンジン始動用電動機、加速時における補助的駆動源、及び、減速時における回生用発電機として用いるようにしたものが開示されている。   As a vehicle hybrid system for the purpose of saving energy, for example, Patent Document 1 includes an engine and a single motor generator, and obtains a driving force mainly from the engine. Are used as an auxiliary drive source and a regenerative generator during deceleration.

また、特許文献2には、さらなる省エネルギ化を目的としたハイブリッドシステムとして、エンジンと2つのモータジェネレータとを備え、モータ走行を重視したシステムが開示されている。このハイブリッドシステムは、遊星歯車機構の2つの回転要素にエンジンと第1モータジェネレータとをそれぞれ連結し、もう1つの回転要素に駆動軸を介して駆動輪を連結すると共に、前記駆動軸に変速機構を介して第2モータジェネレータを接続した構成とされている。   Further, Patent Document 2 discloses a system including an engine and two motor generators as a hybrid system for further energy saving and placing importance on motor travel. In this hybrid system, an engine and a first motor generator are connected to two rotating elements of a planetary gear mechanism, a driving wheel is connected to another rotating element via a driving shaft, and a speed change mechanism is connected to the driving shaft. It is set as the structure which connected the 2nd motor generator via.

そして、前記第2モータジェネレータを走行用電動機として用いると共に、第1モータジェネレータをエンジンの始動用電動機及び第2モータジェネレータ用電力の発電機として用い、通常は前記第2モータジェネレータの駆動力のみで走行すると共に、高駆動力要求時には、エンジン出力を第1モータジェネレター側と駆動軸側とに分割し、第1モータジェネレータを発電機として作動させながら、第2モータジェネレータの駆動力をアシストして走行するようになっている。   The second motor generator is used as an electric motor for traveling, and the first motor generator is used as an electric motor for starting the engine and an electric generator for electric power for the second motor generator. Usually, only the driving force of the second motor generator is used. While driving, when the high driving force is required, the engine output is divided into the first motor generator side and the driving shaft side, and the driving force of the second motor generator is assisted while operating the first motor generator as a generator. To drive.

特開2003−11682号公報JP 2003-11682 A 特開2005−96574号公報JP 2005-96574 A

ところで、前記特許文献2に開示されたハイブリッドシステムでは、前記のように、高駆動力要求時にエンジン出力をアシストさせるようになっているが、さらなる省エネルギ化のためには、第2モータジェネレータのみで走行するモータ走行領域を高駆動力側まで拡大することが望まれる。しかし、そのためには、該第2モータジェネレータの大型化が必要となり、これに伴いインバータも大型化することになって、車両搭載性の悪化や車両重量の増大等を招くことになる。   By the way, in the hybrid system disclosed in Patent Document 2, as described above, the engine output is assisted when a high driving force is required. For further energy saving, only the second motor generator is used. It is desired to expand the motor travel area that travels at a high driving force side. However, for this purpose, it is necessary to increase the size of the second motor generator. As a result, the inverter is also increased in size, leading to deterioration in vehicle mountability and increase in vehicle weight.

そこで、本発明は、エンジンと2つのモータジェネレータとを備えた車両のハイブリッドシステムにおいて、モータジェネレータやインバータの大型化を回避しながらモータ走行領域を高駆動力側に拡大することを可能とし、これにより、省エネルギ性と車両搭載性等に優れたハイブリッドシステムを実現することを課題とする。   Therefore, the present invention makes it possible to expand the motor travel area to the high driving force side while avoiding the enlargement of the motor generator and the inverter in a hybrid system of a vehicle including an engine and two motor generators. Thus, an object of the present invention is to realize a hybrid system that is excellent in energy saving and vehicle mountability.

前記課題を解決するため、本願発明は次のように構成したことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.

まず、請求項1に係る発明は、エンジンと、第1、第2モータジェネレータと、3つの回転要素を備えた差動回転機構と、コントローラとを有し、前記差動回転機構の第1回転要素にエンジンが、第2回転要素に第1モータジェネレータが、第3回転要素に駆動軸がそれぞれ連結され、かつ、該駆動軸に前記第2モータジェネレータが連結されたハイブリッドシステムであって、締結することにより前記第1回転要素の回転を制止するブレーキと、該ブレーキを駆動するアクチュエータと、を有し、前記コントローラは、当該車両の所定運転領域で、前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御すると共に、前記第1モータジェネレータを作動させるように制御する、ように構成されていることを特徴とする。   First, the invention according to claim 1 includes an engine, first and second motor generators, a differential rotation mechanism including three rotation elements, and a controller, and the first rotation of the differential rotation mechanism. A hybrid system in which an engine is connected to an element, a first motor generator is connected to a second rotating element, a drive shaft is connected to a third rotating element, and the second motor generator is connected to the drive shaft, A brake that stops the rotation of the first rotating element, and an actuator that drives the brake, and the controller controls the actuator to engage the brake in a predetermined operation region of the vehicle. In addition to controlling, the first motor generator is controlled to operate.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記所定運転領域は、要求駆動力が所定値以上の領域であり、前記コントローラは、前記所定運転領域より低要求駆動力側の領域では、前記ブレーキを解放するように前記アクチュエータを制御し、かつ前記第1モータジェネレータを非作動となるように制御し、前記第2モータジェネレータを作動させるように制御する一方、前記所定運転領域では、前記第2モータジェネレータを作動させるように制御し、前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御し、かつ第1モータジェネレータを作動させるように制御する、ように構成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the predetermined operation region is a region where the required driving force is equal to or greater than a predetermined value, and the controller has a lower required driving force side than the predetermined operation region. In this region, the actuator is controlled to release the brake, the first motor generator is controlled to be inactive, and the second motor generator is controlled to operate, while the predetermined operation is performed. In the region, the second motor generator is controlled to operate, the actuator is controlled to engage the brake, and the first motor generator is controlled to operate. Features.

また、請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係る発明において、前記コントローラは、前記エンジンの出力を駆動軸に伝達して走行するエンジン走行領域から前記所定運転領域へ移行するときに、前記エンジンを停止させるように制御すると共に前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御して第1回転要素の回転を制止し、その後、前記第1モータジェネレータを作動開始させるように制御する、ように構成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the controller transfers the output of the engine to a drive shaft from the engine travel region to travel to the predetermined operation region. Sometimes the engine is controlled to stop and the actuator is controlled to engage the brake to stop the rotation of the first rotating element, and then the first motor generator is started to operate. It is configured as follows.

また、請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記コントローラは、前記エンジン走行領域から前記所定運転領域へ移行するときに、エンジンの停止により前記第1回転要素の回転数が所定回転数以下に低下した後、前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御する、ように構成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, when the controller shifts from the engine travel region to the predetermined operation region, the rotation speed of the first rotation element is reduced by stopping the engine. The actuator is configured to control the brake so that the brake is engaged after the rotation speed drops below a predetermined number of revolutions.

また、請求項5に係る発明は、エンジンと、第1、第2モータジェネレータと、3つの回転要素を備えた差動回転機構とを有し、該差動回転機構の第1回転要素にエンジンが、第2回転要素に第1モータジェネレータが、第3回転要素に駆動軸がそれぞれ連結され、かつ、該駆動軸に前記第2モータジェネレータが連結されたハイブリッドシステムであって、締結することにより前記第1回転要素の回転を制止するブレーキと、当該車両の所定運転領域で、前記ブレーキを締結させると共に、前記第1モータジェネレータを作動させる制御手段とを有することを特徴とする。   The invention according to claim 5 includes an engine, first and second motor generators, and a differential rotation mechanism including three rotation elements, and the engine is included in the first rotation element of the differential rotation mechanism. A hybrid system in which the first motor generator is connected to the second rotating element, the drive shaft is connected to the third rotating element, and the second motor generator is connected to the drive shaft. The brake includes: a brake that stops rotation of the first rotation element; and a control unit that engages the brake and operates the first motor generator in a predetermined operation region of the vehicle.

前記の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。   According to the invention of each claim of the present application, the following effects can be obtained by the above configuration.

まず、請求項1に係る発明によれば、駆動軸に連結された第2モータジェネレータを作動させることにより、その出力によって前記駆動軸を介して当該車両が駆動されることになる。また、ブレーキを締結して、差動回転機構における第1回転要素の回転を制止すると共に、第1モータジェネレータを作動させれば、該第1モータジェネレータの出力が前記差動回転機構の第2回転要素から第3回転要素を介して駆動軸に伝達されることになり、したがって、所定運転領域において、車両が第1モータジェネレータの出力によって駆動されることになる。   First, according to the first aspect of the invention, by operating the second motor generator connected to the drive shaft, the vehicle is driven via the drive shaft by the output. When the brake is engaged to stop the rotation of the first rotating element in the differential rotating mechanism and the first motor generator is operated, the output of the first motor generator is the second of the differential rotating mechanism. Therefore, the vehicle is driven by the output of the first motor generator in the predetermined operation region.

そして、特に、前記所定運転領域が高駆動力が要求される領域である場合に、この領域で、第2モータジェネレータを作動させながら、前記のようにブレーキを締結し、かつ第1モータジェネレータを作動させれば、駆動軸には第2モータジェネレータからの駆動力と第1モータジェネレータからの駆動力とが出力されることになる。   In particular, when the predetermined operation area is an area where a high driving force is required, the brake is engaged as described above while operating the second motor generator in this area, and the first motor generator is operated. When operated, the driving force from the second motor generator and the driving force from the first motor generator are output to the drive shaft.

その場合に、第1モータジェネレータが主としてエンジン始動用電動機や発電機として用いられ、第2モータジェネレータが主として走行用電動機として用いられる場合に、第1モータジェネレータが走行用電動機として駆動に参加することになり、これにより、第2モータジェネレータやインバータの大型化を回避し、車両搭載性の悪化や車両重量の増大等を抑制しながら、モータ走行領域を高駆動力側まで拡大して、さらなる省エネルギ化を達成することが可能となる。   In this case, when the first motor generator is mainly used as an engine starting motor or a generator, and the second motor generator is mainly used as a traveling motor, the first motor generator participates in driving as a traveling motor. As a result, the size of the second motor generator and the inverter can be avoided, and the motor traveling area can be expanded to the high driving force side while suppressing the deterioration of the vehicle mountability and the increase of the vehicle weight. Energy can be achieved.

また、請求項2に係る発明によれば、前記所定運転領域が、要求駆動力が所定値以上の領域である場合に、この所定運転領域より低要求駆動力側の領域では、車両は第2モータジェネレータからの駆動力のみで駆動されることになり、前記所定運転領域では、第2モータジェネレータからの駆動力と第1モータジェネレータからの駆動力とによって駆動されることになる。   According to the second aspect of the present invention, when the predetermined driving region is a region where the required driving force is equal to or greater than a predetermined value, the vehicle is second in a region on the lower required driving force side than the predetermined driving region. It is driven only by the driving force from the motor generator, and in the predetermined operating region, it is driven by the driving force from the second motor generator and the driving force from the first motor generator.

つまり、第1モータジェネレータは、要求駆動力が所定値以上の高駆動力要求時にのみ作動することになり、したがって、モータ走行領域を高要求駆動力側へ拡大しながら、要求駆動力が低い場合に第1モータジェネレータを作動させることによる効率の悪化が回避されることになる。   In other words, the first motor generator operates only when a required driving force is higher than a predetermined value, and therefore the required driving force is low while expanding the motor travel region to the higher required driving force side. Further, the deterioration of efficiency due to the operation of the first motor generator is avoided.

また、請求項3に係る発明によれば、前記のようなモータ走行領域の他に、エンジンの出力を駆動軸に伝達して走行するエンジン走行領域が設けられている場合に、このエンジン走行領域からモータ走行領域中の前記所定運転領域へ移行するときに、エンジンを停止させ、かつ前記ブレーキを締結して差動回転機構の第1回転要素の回転を制止させた後、第1モータジェネレータを作動開始させるので、該第1モータジェネレータの出力は、前記差動回転機構の第2回転要素から第3回転要素を介して確実に駆動軸に伝達されることになる。   Further, according to the invention according to claim 3, in addition to the motor travel region as described above, when an engine travel region for traveling by transmitting the output of the engine to the drive shaft is provided, this engine travel region The first motor generator is stopped after the engine is stopped and the brake is engaged to stop the rotation of the first rotating element of the differential rotating mechanism. Since the operation is started, the output of the first motor generator is reliably transmitted to the drive shaft from the second rotating element of the differential rotating mechanism via the third rotating element.

つまり、差動回転機構の第1回転要素の回転が制止されていな状態で第1モータジェネレータを作動させると、該第1モータジェネレータが空転し、もしくは回転が不安定となるが、前記ブレーキにより第1回転要素の回転を制止させた後に、第1モータジェネレータを作動開始させることにより、該第1モータジェネレータの出力が確実に駆動軸に伝達され、これにより、エンジン走行領域から第1モータジェネレータを作動させる前記所定運転領域へ、運転状態が確実かつ円滑に移行することになる。   That is, if the first motor generator is operated in a state where the rotation of the first rotation element of the differential rotation mechanism is not stopped, the first motor generator runs idle or becomes unstable. After stopping the rotation of the first rotating element, the first motor generator is started to operate, so that the output of the first motor generator is reliably transmitted to the drive shaft. Thus, the operating state is surely and smoothly transferred to the predetermined operating region in which is operated.

さらに、請求項4に係る発明によれば、前記のように、エンジン走行領域からモータ走行領域中の所定運転領域へ移行する場合において、前記ブレーキを締結するときに、エンジンの停止により前記第1回転要素の回転数が所定回転数以下に低下した後に該ブレーキが締結されるので、エンジン回転数ないし第1回転要素の回転数が十分低下する前にブレーキを締結することによる該ブレーキの劣化が抑制される。   Further, according to the invention according to claim 4, as described above, when shifting from the engine travel region to the predetermined operation region in the motor travel region, the first stop is caused by stopping the engine when the brake is engaged. Since the brake is engaged after the rotational speed of the rotating element has dropped below the predetermined rotational speed, deterioration of the brake due to the brake being engaged before the engine speed or the rotational speed of the first rotating element has sufficiently decreased. It is suppressed.

そして、請求項5に係る発明によれば、前記請求項1に係る発明と同様の効果が得られる。   And according to the invention concerning Claim 5, the effect similar to the invention concerning the said Claim 1 is acquired.

本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムの構造を示す骨子図である。1 is a skeleton diagram showing a structure of a hybrid system according to an embodiment of the present invention. 同システムの制御ブロック図である。It is a control block diagram of the system. 制御領域を示すマップである。It is a map which shows a control area. 制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control operation. 駆動力制御機構の各領域における制御状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the control state in each area | region of a driving force control mechanism. 他の制御例を示す駆動力制御機構の模式図である。It is a schematic diagram of a driving force control mechanism showing another control example. CDモードでの走行例を示すタイムチャートであるIt is a time chart which shows the example of driving | running | working in CD mode. CSモードでの走行例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of driving | running | working in CS mode.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1は、本実施形態に係るハイブリッドシステムの構造を示すもので、このシステムは、電動機及び発電機として作動する第1モータジェネレータ(以下、「第1MG」と記す)1と、同じく電動機及び発電機として作動する第2モータジェネレータ(以下、「第2MG」と記す)2と、エンジン3と、前記第1、第2MG1、2及びエンジン3が連結された駆動力制御機構4と、該駆動力制御機構4の出力により駆動される差動装置5とを有し、該差動装置5から左右に延びる車軸6、6に駆動輪(図示せず)が連結されている。なお、前記エンジン3と駆動力制御機構4との間にはダンパ7が介設されている。   FIG. 1 shows the structure of a hybrid system according to this embodiment. This system includes a first motor generator (hereinafter referred to as “first MG”) 1 that operates as an electric motor and a generator, as well as an electric motor and an electric generator. A second motor generator (hereinafter referred to as “second MG”) 2, an engine 3, a driving force control mechanism 4 to which the first, second MG1, 2 and the engine 3 are connected, and the driving force And a differential wheel 5 driven by the output of the control mechanism 4, and drive wheels (not shown) are connected to axles 6, 6 extending from the differential gear 5 to the left and right. A damper 7 is interposed between the engine 3 and the driving force control mechanism 4.

前記駆動力制御機構4は、回転要素として、リングギヤ11、サンギヤ12及びキャリヤ13を有する遊星歯車機構10を有し、該遊星歯車機構10のリングギヤ11に、前記エンジン3が前記ダンパ7及び第1伝動軸21を介して連結され、サンギヤ12に、第2伝動軸22を介して前記第1MG1が連結され、キャリヤ13に、伝動歯車列23を介して出力軸24が連結されている。   The driving force control mechanism 4 includes a planetary gear mechanism 10 having a ring gear 11, a sun gear 12, and a carrier 13 as rotating elements, and the engine 3 is connected to the damper 7 and the first gear in the ring gear 11 of the planetary gear mechanism 10. The first MG 1 is connected to the sun gear 12 via the second transmission shaft 22, and the output shaft 24 is connected to the carrier 13 via the transmission gear train 23.

また、前記第2MG2が第3伝動軸25及び減速歯車列26介して前記出力軸24に連結され、該出力軸24が終減速歯車列27介して前記差動装置5に連結されている。なお、この出力軸24は、特許請求の範囲における「駆動軸」に相当する。   The second MG 2 is connected to the output shaft 24 via a third transmission shaft 25 and a reduction gear train 26, and the output shaft 24 is connected to the differential device 5 via a final reduction gear train 27. The output shaft 24 corresponds to a “drive shaft” in the claims.

さらに、駆動力制御機構4には、動力伝達経路切換用の摩擦締結要素として、前記遊星歯車機構10のリングギヤ11と該駆動力制御機構4のケース4aとの間に配置され、締結時にリングギヤ11の回転、即ちエンジン3の回転を制止するエンジンブレーキ41と、前記サンギヤ12とキャリヤ13との間に配置され、締結時に該サンギヤ12とキャリヤ13とを結合する直結クラッチ42と、前記サンギヤ12とケース4aとの間に配置され、締結時にサンギヤ12の回転を制止する減速ブレーキ43とが備えられている。   Further, the driving force control mechanism 4 is disposed between the ring gear 11 of the planetary gear mechanism 10 and the case 4a of the driving force control mechanism 4 as a frictional engagement element for switching the power transmission path, and the ring gear 11 when engaged. An engine brake 41 for restricting the rotation of the engine 3, that is, the rotation of the engine 3, a direct coupling clutch 42 that is disposed between the sun gear 12 and the carrier 13 and connects the sun gear 12 and the carrier 13 when engaged, A reduction brake 43 that is disposed between the case 4a and stops the rotation of the sun gear 12 at the time of fastening is provided.

これらの摩擦締結要素41〜43は、それぞれ油圧アクチュエータ(図示せず)を有し、油圧制御回路44(図2参照)から作動圧が供給されたときに締結され、作動圧が排出されたときに解放されるようになっている。   These frictional engagement elements 41 to 43 each have a hydraulic actuator (not shown), and are engaged when operating pressure is supplied from the hydraulic control circuit 44 (see FIG. 2), and when the operating pressure is discharged. To be released.

また、図2に示すように、このハイブリッドシステムはコントローラ50を有し、該コントローラ50に、当該車両の車速を検出する車速センサ51からの信号、アクセルペダルの踏み込み量、換言すれば要求駆動力を検出するアクセルセンサ52からの信号、エンジン3の回転数を検出するエンジン回転数センサ53からの信号、及び、バッテリ54の残容量を検出する残容量センサ55からの信号が入力されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 2, this hybrid system has a controller 50. The controller 50 has a signal from a vehicle speed sensor 51 for detecting the vehicle speed of the vehicle, the amount of depression of the accelerator pedal, in other words, the required driving force. So that the signal from the accelerator sensor 52 for detecting the engine speed, the signal from the engine speed sensor 53 for detecting the engine speed of the engine 3, and the signal from the remaining capacity sensor 55 for detecting the remaining capacity of the battery 54 are input. It has become.

そして、コントローラ50は、前記各信号が示す車両の状態に応じて、エンジン3の作動を制御するエンジン制御モジュール61と、前記油圧制御回路44を介して摩擦締結要素41〜43を締結または解放させることにより前記駆動力制御機構4の動力伝達状態を制御する駆動力制御モジュール62と、前記第1、第2MG1、2の作動及び前記バッテリ54の充放電を制御するインバータ63とに、それぞれ制御信号を出力するようになっている。   Then, the controller 50 fastens or releases the frictional engagement elements 41 to 43 via the engine control module 61 that controls the operation of the engine 3 and the hydraulic control circuit 44 according to the state of the vehicle indicated by each signal. Thus, a control signal is sent to the driving force control module 62 that controls the power transmission state of the driving force control mechanism 4 and the inverter 63 that controls the operation of the first and second MGs 1 and 2 and the charging and discharging of the battery 54, respectively. Is output.

なお、このコントローラ50には、図示しないが、以上のセンサの他、減速回生制御のためのブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキセンサ等の各種のセンサやスイッチからの信号も入力される。また、前記エンジン制御モジュール61と駆動力制御モジュール62とを一体化し、単一の制御モジュールでエンジン3の制御と摩擦要素41〜43の制御とを行うようにしてもよい。   Although not shown, the controller 50 receives signals from various sensors and switches such as a brake sensor for detecting depression of a brake pedal for deceleration regeneration control in addition to the above sensors. Further, the engine control module 61 and the driving force control module 62 may be integrated so that the engine 3 and the friction elements 41 to 43 are controlled by a single control module.

次に、前記コントローラ50によるハイブリッドシステムの制御動作について説明する。   Next, the control operation of the hybrid system by the controller 50 will be described.

図3に示すように、このハイブリッドシステムでは、駆動力制御モードとして、チャージ・ディプリーティングモード(以下、「CDモード」と記す)と、チャージ・サステイニングモード(以下、「CSモード」と記す)とが設定されている。   As shown in FIG. 3, in this hybrid system, as a driving force control mode, a charge depleting mode (hereinafter referred to as “CD mode”) and a charge / sustaining mode (hereinafter referred to as “CS mode”) are described. ) And are set.

CDモードは、バッテリ54の残容量が所定量以上の場合に選択されるモードであって、省エネルギ性を重視して当該車両の全運転領域でモータ走行が実施されるモードであり、図3(a)に示すように、運転領域が、要求駆動力が第1所定駆動力F1(所定車速以上では車速の関数)未満の低駆動力領域A1と、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1以上の高駆動力領域A2とに分割されている。そして、低駆動力領域A1では第2MG2の駆動力のみで走行し、高駆動力領域A2では第1、第2MG1、2の駆動力で走行するようになっている。   The CD mode is a mode that is selected when the remaining capacity of the battery 54 is equal to or greater than a predetermined amount, and is a mode in which motor travel is performed in the entire operation region of the vehicle with emphasis on energy saving. As shown in (a), the driving region has a low driving force region A1 in which the required driving force is less than a first predetermined driving force F1 (a function of the vehicle speed above a predetermined vehicle speed), and the required driving force is the first predetermined driving force. It is divided into a high driving force region A2 of F1 or more. In the low driving force region A1, the vehicle travels with only the driving force of the second MG2, and in the high driving force region A2, the vehicle travels with the driving force of the first, second MG1, and 2.

一方、CSモードは、バッテリ54の残容量が前記所定量未満の場合に選択されるモードであって、運転領域が、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1より大きい第2所定駆動力F2未満で、車速が所定車速V(要求駆動力の関数)未満のモータ走行領域Aと、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2未満で、車速が前記所定車速V以上のエンジン走行領域Bと、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2以上のエンジン・モータ併用走行領域Cとに分割されている。   On the other hand, the CS mode is a mode that is selected when the remaining capacity of the battery 54 is less than the predetermined amount, and the operation region has a second predetermined driving force F2 whose required driving force is larger than the first predetermined driving force F1. A motor travel region A in which the vehicle speed is less than a predetermined vehicle speed V (a function of the required drive force), and an engine travel region B in which the required drive force is less than the second predetermined drive force F2 and the vehicle speed is equal to or greater than the predetermined vehicle speed V. The required driving force is divided into the engine / motor combined travel region C having the second predetermined driving force F2 or more.

そして、前記モータ走行領域Aは、さらに要求駆動力が前記第1所定駆動力F1未満の低駆動力領域A1’と、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1以上の高駆動力領域A2’とに分割され、前記CDモードと同様、低駆動力領域A1’では、第2MG2の駆動力のみで走行し、高駆動力領域A2’では、第1、第2MG1、2の駆動力で走行するようになっている。   The motor travel region A further includes a low driving force region A1 ′ having a required driving force less than the first predetermined driving force F1, and a high driving force region A2 ′ having a required driving force not less than the first predetermined driving force F1. As in the CD mode, the vehicle travels only with the driving force of the second MG2 in the low driving force region A1 ′, and travels with the driving force of the first, second MG1, and 2 in the high driving force region A2 ′. It is like that.

また、前記エンジン走行領域Bは、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2より小さい第3所定駆動力F3未満の低駆動力領域B1と、要求駆動力が該第3所定駆動力F3以上の高駆動力領域B2とに分割され、低駆動力領域B1では、エンジン出力をそのまま車両の駆動力として走行し、高駆動力領域B2では、エンジン出力を増大させて(回転数を減速して)走行するようになっている。   The engine travel region B includes a low driving force region B1 having a required driving force smaller than the second predetermined driving force F2 and less than a third predetermined driving force F3, and a required driving force not less than the third predetermined driving force F3. In the low driving force region B1, the engine output is traveled as it is as the driving force of the vehicle, and in the high driving force region B2, the engine output is increased (reducing the rotational speed). It is supposed to run.

以上の構成において、コントローラ50は、残容量センサ55からバッテリ54の残容量を取得し、CDモードとCSモードのいずれか一方のモードを選択すると共に、車速センサ51及びアクセルセンサ52からの信号が示す車速と要求駆動力とに基づき、現在の運転状態が図3に示すいずれの運転領域に属するかを判定する。   In the above configuration, the controller 50 acquires the remaining capacity of the battery 54 from the remaining capacity sensor 55, selects one of the CD mode and the CS mode, and receives signals from the vehicle speed sensor 51 and the accelerator sensor 52. Based on the indicated vehicle speed and the required driving force, it is determined to which of the driving regions shown in FIG. 3 the current driving state belongs.

そして、それぞれの領域に応じた走行状態となるように、前記エンジン制御モジュール61、駆動力制御モジュール62及びインバータ63にそれぞれ制御信号を出力し、第1、第2MG1、2の作動、エンジン3の作動、駆動力制御機構4におけるエンジンブレーキ41、直結クラッチ42、減速ブレーキ43の締結、解放の制御を行うようになっている。   Then, control signals are output to the engine control module 61, the driving force control module 62, and the inverter 63, respectively, so that the running state according to each region is achieved, the operation of the first and second MGs 1 and 2, the engine 3 The operation and control of the engagement and release of the engine brake 41, the direct coupling clutch 42, and the deceleration brake 43 in the driving force control mechanism 4 are performed.

なお、前記のように、直結クラッチ42は、遊星歯車機構10のサンギヤ12とキャリヤ13との間に配置されているところ(図1参照)、図5では、便宜上、リングギヤ11とサンギヤ12との間に直結クラッチ42を配置したが、いずれの場合でも、同様の作用を奏する。   As described above, the direct coupling clutch 42 is disposed between the sun gear 12 and the carrier 13 of the planetary gear mechanism 10 (see FIG. 1). In FIG. 5, for the sake of convenience, the ring gear 11 and the sun gear 12 are connected. Although the direct coupling clutch 42 is disposed between them, the same operation is achieved in any case.

次に、前記モードと運転領域とに応じた駆動力制御の具体的動作を、図4のフローチャートと、図5の駆動力制御機構4の動力伝達状態を示す模式図とを用いて説明する。   Next, a specific operation of the driving force control according to the mode and the operation region will be described with reference to a flowchart of FIG. 4 and a schematic diagram illustrating a power transmission state of the driving force control mechanism 4 of FIG.

まず、コントローラ50は、フローチャートのステップS1で、前記センサ51〜53、55からの信号を入力し、ステップS2で、バッテリ54の残容量に応じてCDモード又はCSモードのいずれかのモードを選択する。   First, in step S1 of the flowchart, the controller 50 inputs signals from the sensors 51 to 53, 55, and in step S2, selects either the CD mode or the CS mode according to the remaining capacity of the battery 54. To do.

そして、全運転領域でモータ走行を実行するCDモードを選択したときは、次にステップS3で、アクセルセンサ52から信号で示される運転者の要求駆動力が第1所定駆動力F1以上か否かを判定し、該第1所定駆動力F1未満で、運転状態が図3(a)の低駆動力領域A1にあるときは、ステップS4〜S6に従い、エンジンブレーキ41、直結クラッチ42及び減速ブレーキ43をいずれも解放する。   When the CD mode in which the motor running is executed in the entire driving region is selected, next, in step S3, whether or not the driver's requested driving force indicated by the signal from the accelerator sensor 52 is equal to or greater than the first predetermined driving force F1. When the driving state is less than the first predetermined driving force F1 and the driving state is in the low driving force region A1 in FIG. 3A, the engine brake 41, the direct coupling clutch 42, and the deceleration brake 43 are followed according to steps S4 to S6. Are released.

このとき、図5(a)に示すように、遊星歯車機構10のリングギヤ11とサンギヤ12はフリーな状態となり、駆動力制御機構4は、第2MG2からの駆動力のみを減速歯車列26を介して出力軸24に出力可能な状態となる。したがって、コントローラ50は、ステップS7で、第2MG2のみを作動させ、車両は第2MGからの駆動力によって駆動される。   At this time, as shown in FIG. 5A, the ring gear 11 and the sun gear 12 of the planetary gear mechanism 10 are in a free state, and the driving force control mechanism 4 applies only the driving force from the second MG 2 via the reduction gear train 26. Thus, the output shaft 24 can be output. Therefore, the controller 50 operates only the second MG2 in step S7, and the vehicle is driven by the driving force from the second MG.

また、前記ステップS3で、要求駆動力が第1所定駆動力F1以上と判定され、運転状態が図3(a)の高駆動力領域A2にあるときは、コントローラ50は、ステップS8〜S10に従い、エンジンブレーキ41を締結し、直結クラッチ42及び減速ブレーキ43を解放する。   When it is determined in step S3 that the required driving force is equal to or greater than the first predetermined driving force F1 and the driving state is in the high driving force region A2 in FIG. 3A, the controller 50 follows steps S8 to S10. Then, the engine brake 41 is engaged, and the direct coupling clutch 42 and the deceleration brake 43 are released.

このとき、図5(b)に示すように、駆動力制御機構4においては、遊星歯車機構10におけるリングギヤ11の回転が制止されることにより、第1MG1の出力をサンギヤ12及びキャリヤ13を介して出力軸24に伝達可能な状態となり、コントローラ50は、ステップS11で、第2MG2に加えて第1MG1も作動させる。これにより、出力軸24には、第2MG2からの駆動力に加えて第1MG1からの駆動力も出力され、車両は要求された高駆動力で走行することになる。   At this time, as shown in FIG. 5B, in the driving force control mechanism 4, the rotation of the ring gear 11 in the planetary gear mechanism 10 is stopped, so that the output of the first MG 1 is transmitted via the sun gear 12 and the carrier 13. The controller 50 can transmit to the output shaft 24, and the controller 50 operates the first MG1 in addition to the second MG2 in step S11. Thus, in addition to the driving force from the second MG2, the driving force from the first MG1 is also output to the output shaft 24, and the vehicle travels with the required high driving force.

一方、CSモードを選択したときは、コントローラ50は、ステップS12で、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1より大きな第2所定駆動力F2以上か否かを判定し、該第2所定駆動力F2未満の場合は、さらにステップS13で、車速が所定車速V以上か否かを判定する。そして、車速が所定車速V未満のときは、CDモードの場合と同様、前記ステップS3〜S11によるモータ走行制御を実行する。   On the other hand, when the CS mode is selected, the controller 50 determines in step S12 whether or not the requested driving force is equal to or greater than a second predetermined driving force F2 that is greater than the first predetermined driving force F1, and the second predetermined driving. If it is less than the force F2, it is further determined in step S13 whether or not the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed V. When the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed V, the motor travel control by the steps S3 to S11 is executed as in the case of the CD mode.

つまり、要求駆動力が第1所定駆動力F1未満で、運転状態が図3(b)の低駆動力領域A1’にあるときは、エンジンブレーキ41、直結クラッチ42及び減速ブレーキ43をいずれも解放し、第2MGからの駆動力のみによって車両を駆動し(ステップS7)、要求駆動力が第1所定駆動力F1以上で、運転状態が高駆動力領域A2’にあるときは、エンジンブレーキ41を締結し、直結クラッチ42及び減速ブレーキ43を解放して、第2MG2からの駆動力に、第1MG1からの駆動力を加えて車両を駆動する(ステップS11)。   That is, when the required driving force is less than the first predetermined driving force F1 and the driving state is in the low driving force region A1 ′ of FIG. 3B, the engine brake 41, the direct coupling clutch 42, and the deceleration brake 43 are all released. When the vehicle is driven only by the driving force from the second MG (step S7) and the required driving force is equal to or higher than the first predetermined driving force F1 and the driving state is in the high driving force region A2 ′, the engine brake 41 is set. The direct coupling clutch 42 and the deceleration brake 43 are released and the vehicle is driven by adding the driving force from the first MG1 to the driving force from the second MG2 (step S11).

また、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2未満で、車速が所定車速V以上のとき、即ち、運転状態が図3(b)のエンジン走行領域Bにあるときは、ステップS14〜S21のエンジン走行制御を実行し、まず、ステップS14で、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2より小さな第3所定駆動力F3以上か否かを判定する。   Further, when the required driving force is less than the second predetermined driving force F2 and the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed V, that is, when the driving state is in the engine traveling region B of FIG. 3B, the steps S14 to S21 are performed. The engine running control is executed. First, in step S14, it is determined whether or not the required driving force is equal to or more than a third predetermined driving force F3 that is smaller than the second predetermined driving force F2.

そして、要求駆動力が第3所定駆動力F3未満で、運転状態が図3(b)の低駆動力領域B1にあるときは、ステップS15〜S17に従い、エンジンブレーキ41及び減速ブレーキ43を解放し、直結クラッチ42を締結する。   When the requested driving force is less than the third predetermined driving force F3 and the driving state is in the low driving force region B1 in FIG. 3B, the engine brake 41 and the deceleration brake 43 are released according to steps S15 to S17. Then, the direct coupling clutch 42 is engaged.

これにより、図5(c)に示すように、駆動力制御機構4において、遊星歯車機構10はリングギヤ11とサンギヤ12とが結合され、全体が一体回転する状態となる。そして、この状態でエンジン3を作動させれば、該エンジン3の出力は増大されることなく、キャリヤ13を介して出力軸24にそのまま出力される。したがって、ステップS18でエンジン3を作動させることにより、車両はエンジン3の出力によって直接駆動されることになる。   As a result, as shown in FIG. 5C, in the driving force control mechanism 4, the planetary gear mechanism 10 is connected to the ring gear 11 and the sun gear 12, and the whole is integrally rotated. If the engine 3 is operated in this state, the output of the engine 3 is output as it is to the output shaft 24 via the carrier 13 without being increased. Therefore, by operating the engine 3 in step S18, the vehicle is directly driven by the output of the engine 3.

また、前記ステップS14で、要求駆動力が第3所定駆動力F3以上と判定され、運転状態が図3(b)の高駆動力領域B2にあるときは、ステップS19〜S21に従い、エンジンブレーキ41及び直結クラッチ42を解放し、減速ブレーキ43を締結する。   If it is determined in step S14 that the required driving force is greater than or equal to the third predetermined driving force F3 and the driving state is in the high driving force region B2 in FIG. 3B, the engine brake 41 is followed according to steps S19 to S21. Then, the direct coupling clutch 42 is released and the deceleration brake 43 is engaged.

このとき、図5(d)に示すように、駆動力制御機構4の遊星歯車機構10は、サンギヤ12の回転が制止されることにより、エンジン3の出力は、リングギヤ11からキャリヤ13を介して出力軸24へ増大されて(減速されて)出力される。したがって、ステップS22でエンジンを作動させることにより、車両は前記低駆動力領域B1の場合に比べて、大きな駆動力でエンジン走行することになる。   At this time, as shown in FIG. 5 (d), the planetary gear mechanism 10 of the driving force control mechanism 4 stops the rotation of the sun gear 12, so that the output of the engine 3 is transmitted from the ring gear 11 through the carrier 13. The output is increased (decelerated) to the output shaft 24 and output. Therefore, by operating the engine in step S22, the vehicle travels with a larger driving force than in the case of the low driving force region B1.

さらに、前記ステップS12で、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2以上と判定され、運転状態が、図3(b)のエンジン・モータ併用走行領域Cにあるときは、コントローラ50は、まず、ステップS23〜S25に従い、エンジンブレーキ41、直結クラッチ42及び減速ブレーキ43をいずれも解放する。   Furthermore, when it is determined in step S12 that the required driving force is greater than or equal to the second predetermined driving force F2, and the operating state is in the engine / motor combined travel region C of FIG. In accordance with steps S23 to S25, the engine brake 41, the direct coupling clutch 42, and the deceleration brake 43 are all released.

そして、次にステップS26で、車速とアクセル踏み込み量とから、出力軸24に出力すべき目標駆動力を決定し、ステップS27で、予め設定されたエンジンの燃費率マップから燃費率が最も低くなるエンジン3の出力と回転数とを読み出し、これらを目標出力及び目標回転数として決定する。そして、ステップS28で、この目標出力となるように、エンジン3にスロットル開度指令を出力する。   Next, in step S26, a target driving force to be output to the output shaft 24 is determined from the vehicle speed and the accelerator depression amount, and in step S27, the fuel consumption rate becomes the lowest from a preset fuel consumption rate map of the engine. The output and the rotational speed of the engine 3 are read out, and these are determined as the target output and the target rotational speed. In step S28, a throttle opening command is output to the engine 3 so as to achieve this target output.

また、ステップS29で、前記目標出力のもとでエンジン回転数が前記目標回転数となるように、エンジン3に作用する第1MG1の負荷、即ち第1MG1の発電量を決定し、エンジン3により、この発電量が得られるように第1MG1を作動させる。   In step S29, the load of the first MG1 acting on the engine 3, that is, the power generation amount of the first MG1, is determined so that the engine speed becomes the target speed under the target output. The first MG 1 is operated so as to obtain this power generation amount.

このとき、エンジン3の出力は、一部が遊星歯車機構10のキャリヤ13を介して出力軸24に出力されると共に、他の一部はサンギヤ12を介して第1MG1を駆動し、該第1MG1を発電機として作動させる。そして、ステップS30で、前記第1MG1の発電電力を用いて第2MG2を駆動する。   At this time, a part of the output of the engine 3 is output to the output shaft 24 via the carrier 13 of the planetary gear mechanism 10, and the other part drives the first MG1 via the sun gear 12, and the first MG1 Is operated as a generator. In step S30, the second MG2 is driven using the generated power of the first MG1.

その場合に、第2MG2から出力軸24に出力される駆動力と、前記目標出力に対応するエンジン3から出力軸24に出力される駆動力との和が前記目標駆動力となるように、第2MG2を駆動する電力の過不足がインバータ63を介してバッテリ54との間で調整される。   In that case, the second driving force output from the second MG 2 to the output shaft 24 and the driving force output from the engine 3 corresponding to the target output to the output shaft 24 become the target driving force. Excess or deficiency of power for driving 2MG2 is adjusted with battery 54 through inverter 63.

これにより、出力軸24には、エンジン3と第2MG2とにより、第2所定駆動力F2以上の目標駆動力に制御された駆動力が出力されることになり、ステップS31として、車両は要求に応じた大きな駆動力で走行することになる。   As a result, a driving force controlled to a target driving force equal to or greater than the second predetermined driving force F2 is output to the output shaft 24 by the engine 3 and the second MG2, and the vehicle is requested in step S31. The vehicle travels with a large driving force.

なお、前記ステップS18、S22のエンジン直結走行制御及びエンジン減速走行制御においては、図5(c)、(d)に示すように、第1、第2MG1、2を非作動としたが、図6(c’)に示すように、エンジン直結走行制御では、第1MG1及び/又は第2MG2を電動機として作動させて、これらの駆動力をエンジン3の駆動力に付加して出力軸24に出力してもよい。また、第1MG1及び/又は第2MG2を発電機として作動させることも可能である。   In the engine direct-coupled travel control and engine deceleration travel control in steps S18 and S22, as shown in FIGS. 5C and 5D, the first and second MGs 1 and 2 are deactivated. As shown in (c ′), in the engine direct-coupled travel control, the first MG1 and / or the second MG2 is operated as an electric motor, and these driving forces are added to the driving force of the engine 3 and output to the output shaft 24. Also good. It is also possible to operate the first MG1 and / or the second MG2 as a generator.

また、図6(d’)に示すように、エンジン減速走行制御においては、第2MG2を電動機として作動させて、その駆動力をエンジン3の駆動力に付加して出力軸24に出力してもよい。また、この第2MG2を発電機として作動させることも可能である。   Further, as shown in FIG. 6 (d ′), in the engine deceleration traveling control, the second MG 2 is operated as an electric motor, and the driving force is added to the driving force of the engine 3 and output to the output shaft 24. Good. It is also possible to operate this second MG2 as a generator.

さらに、ステップS30のエンジン・モータ併用走行状態では、図5(e)に示すように、第1MG1を発電機として作動させ、その発電電力を用いて第2MG2を駆動するようにしたが、図6(e’)に示すように、第2MG2を発電機として作動させ、その発電電力を用いて第1MG1を駆動し、その駆動力をエンジン3の駆動力に付加するようにしてもよい。   Furthermore, in the engine / motor combined driving state in step S30, as shown in FIG. 5E, the first MG1 is operated as a generator, and the second MG2 is driven using the generated power. As shown in (e ′), the second MG 2 may be operated as a generator, the first MG 1 may be driven using the generated power, and the driving force may be added to the driving force of the engine 3.

次に、当該車両の走行時における具体的な駆動制御例を、図7、図8のタイムチャートを用いて説明する。   Next, a specific example of drive control during travel of the vehicle will be described using the time charts of FIGS.

まず、図7にタイムチャートを示すCDモードにおいて、この制御例では、符号aで示すように、車両の発進時、アクセルペダルの踏み込み量が比較的小さく、要求駆動力が第1所定駆動力F1未満であり(領域A1)、したがって、第2MG2のみが作動し、車両は該第2MG2のみの駆動力によって比較的緩やかに発進する。   First, in the CD mode whose time chart is shown in FIG. 7, in this control example, as indicated by the symbol a, when the vehicle starts, the amount of depression of the accelerator pedal is relatively small, and the required driving force is the first predetermined driving force F1. Therefore, only the second MG2 operates, and the vehicle starts relatively slowly by the driving force of only the second MG2.

その後、アクセルペダルが大きく踏み込まれ、符号bで示すように、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1以上となると(領域A2)、エンジンブレーキ41が締結されると共に第1MG1も作動し、第1、第2MG1、2の駆動力により、車両は発進直後よりも大きな加速力で走行する。   Thereafter, when the accelerator pedal is greatly depressed and the required driving force becomes equal to or greater than the first predetermined driving force F1 (region A2), as shown by the symbol b, the engine brake 41 is engaged and the first MG1 is also operated, Due to the driving forces of the first and second MGs 1 and 2, the vehicle travels with a larger acceleration force than immediately after starting.

そして、車速の上昇に伴ってアクセルペダルの踏み込みが緩められ、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1未満に低下すれば(領域A1)、前記エンジンブレーキ41が解放されると共に第1MG1が非作動とされ、これにより、車両は再び第2MG2の駆動力のみで走行する状態となる。   When the accelerator pedal is depressed as the vehicle speed increases and the required driving force falls below the first predetermined driving force F1 (region A1), the engine brake 41 is released and the first MG1 is not activated. Thus, the vehicle is again driven only by the driving force of the second MG2.

以下、要求駆動力が第1所定駆動力F1未満か以上かに応じて、車両は第2MG2のみで駆動される状態か、これに第1MG1の駆動力が付加される状態のいずれかで走行する。そして、減速時には、符号cで示すように、第2MG2が発電機として作動し、減速回生を行う。   Hereinafter, depending on whether the required driving force is less than or equal to the first predetermined driving force F1, the vehicle travels either in a state driven by only the second MG2 or in a state where the driving force of the first MG1 is added thereto. . During deceleration, the second MG 2 operates as a generator to perform deceleration regeneration as indicated by reference symbol c.

一方、図8にタイムチャートを示すCSモードでは、発進時、要求駆動力が前記第1所定駆動力F1より大きな第2所定駆動力F2未満で、車速が所定車速V未満の間(領域A1’、A2’)、前記CDモードの場合と同様、要求駆動力が第1所定駆動力F1未満か以上かに応じて、車両は第2MG2のみで駆動される状態か、エンジンブレーキ41が締結されて、第2MG2の駆動力に第1MG1の駆動力が付加される状態のいずれかで、モータ走行を行う。図例では、発進直後は第1、第2MG1、2の駆動力で発進し、その後、第2MG2の駆動力のみで走行する。   On the other hand, in the CS mode whose time chart is shown in FIG. 8, the required driving force is less than the second predetermined driving force F2 larger than the first predetermined driving force F1 and the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed V (region A1 ′). , A2 ′), as in the case of the CD mode, the vehicle is driven by only the second MG2 or the engine brake 41 is engaged depending on whether the required driving force is less than or equal to the first predetermined driving force F1. The motor travels in any state where the driving force of the first MG1 is added to the driving force of the second MG2. In the illustrated example, the vehicle starts with the driving force of the first and second MGs 1 and 2 immediately after starting, and then travels only with the driving force of the second MG2.

その後、アクセルペダルが大きく踏み込まれ、符合dで示すように、要求駆動力が前記第2所定駆動力F2以上となると(領域C)、エンジン3が作動すると共に、このエンジン3の出力を出力軸24に出力させるために第1MG1が発電機として作動し、その発電電力を用いて第2MG2が駆動される。したがって、車両はエンジン3の駆動力と第2MG2の駆動力とで駆動され、エンジン・モータ併用走行状態となる。   Thereafter, when the accelerator pedal is greatly depressed and the required driving force becomes equal to or greater than the second predetermined driving force F2 (region C) as indicated by the symbol d, the engine 3 operates and the output of the engine 3 is output to the output shaft. The first MG1 operates as a power generator to output to 24, and the second MG2 is driven using the generated power. Therefore, the vehicle is driven by the driving force of the engine 3 and the driving force of the second MG 2, and enters the engine / motor combined driving state.

なお、エンジン3の作動開始は、符号eで示すように、第1MG1を始動用電動機として作動させることにより行われ、その後、前記のように、第1MG1を発電機として作動させる。   The operation start of the engine 3 is performed by operating the first MG1 as a starter motor as indicated by a symbol e, and thereafter operating the first MG1 as a generator as described above.

そして、このエンジン・モータ併用走行により、車速が上昇して前記所定車速V以上となり、かつ要求駆動力が低下して前記第2所定駆動力F2未満となると、車両はエンジン走行状態に移行する。   When the vehicle speed increases to the predetermined vehicle speed V or more and the required driving force decreases to become less than the second predetermined driving force F2 by the engine / motor combined driving, the vehicle shifts to the engine driving state.

その際、要求駆動力が第3所定駆動力F3以上の間は(領域B2)、減速ブレーキ43が締結されることにより、エンジン3の出力が増大されて出力軸24に出力され、要求駆動力がさらに低下して前記第3所定駆動力F3未満となると(領域B1)、前記減速ブレーキ43が解放されると共に、直結ブレーキ42が締結されて、エンジン3の出力がそのまま出力軸24に出力される。   At that time, while the required driving force is equal to or greater than the third predetermined driving force F3 (area B2), the deceleration brake 43 is engaged, whereby the output of the engine 3 is increased and output to the output shaft 24. Further decreases to less than the third predetermined driving force F3 (area B1), the deceleration brake 43 is released, the direct connection brake 42 is engaged, and the output of the engine 3 is output to the output shaft 24 as it is. The

このようにして、エンジン走行領域Bで、要求駆動力の大きさに応じた駆動力でエンジン走行が行われる。そして、このCSモードにおいても、減速時には、符号fで示すように、車速が所定車速V未満となった後、第2MG2が発電機として作動し、減速回生を行う。   In this way, in the engine travel region B, the engine travel is performed with a driving force according to the magnitude of the required driving force. Also in this CS mode, at the time of deceleration, as indicated by the symbol f, after the vehicle speed becomes less than the predetermined vehicle speed V, the second MG 2 operates as a generator and performs deceleration regeneration.

ところで、エンジン・モータ併用走行領域Cにおいて、車速が所定車速V未満で走行しているものとし、この状態で要求駆動力が第2所定駆動力F2未満に低下すると、運転領域がモータ走行領域Aに移行し、エンジン3が非作動となる。このとき、低下した要求駆動力が第1所定駆動力F1以上であると、運転領域はモータ走行領域Aの高駆動力領域A2’となり、第2MG2に加えて第1MG1も作動を開始する。   By the way, in the engine / motor combined travel region C, it is assumed that the vehicle is traveling at a speed lower than the predetermined vehicle speed V, and when the required driving force decreases below the second predetermined driving force F2 in this state, the driving region becomes the motor traveling region A. The engine 3 is deactivated. At this time, if the reduced required driving force is equal to or greater than the first predetermined driving force F1, the operating region becomes the high driving force region A2 'of the motor traveling region A, and the first MG1 starts operating in addition to the second MG2.

その場合、まず、エンジン3が燃料供給及び点火が停止されて非作動とされ、その後、エンジン回転数が所定回転数まで低下したときに、符号gで示すように、エンジンブレーキ41の締結制御が開始される。したがって、エンジン回転数ないし遊星歯車機構10のリングギヤ11の回転数が十分低下する前にエンジンブレーキ41を締結することによる該ブレーキ41の劣化が抑制されることになる。   In that case, first, when the engine 3 is deactivated by stopping the fuel supply and ignition, and thereafter the engine speed is reduced to a predetermined speed, the engagement control of the engine brake 41 is controlled as indicated by the symbol g. Be started. Therefore, deterioration of the brake 41 due to the engagement of the engine brake 41 before the engine speed or the rotation speed of the ring gear 11 of the planetary gear mechanism 10 is sufficiently reduced is suppressed.

そして、エンジンブレーキ41の締結制御が開始された後、所定時間tが経過し、該エンジンブレーキ41により遊星歯車機構10のリングギヤ11の回転が完全に制止された後に、符号hで示すように、第1MG1が作動を開始する。   Then, after a predetermined time t has elapsed after the start of the engagement control of the engine brake 41 and the rotation of the ring gear 11 of the planetary gear mechanism 10 is completely stopped by the engine brake 41, as indicated by the symbol h, The first MG1 starts operating.

これにより、第1MG1の出力は、遊星歯車機構10のサンギヤ12からキャリヤ13を介して確実に出力軸24に伝達され、エンジン・モータ併用走行状態から、第2MG2に加えて第1MG1も作動するモータ走行状態への移行が、確実かつ円滑に行われることになる。   As a result, the output of the first MG1 is reliably transmitted from the sun gear 12 of the planetary gear mechanism 10 to the output shaft 24 via the carrier 13, and the motor that also operates the first MG1 in addition to the second MG2 from the engine / motor combined running state. The transition to the running state is surely and smoothly performed.

なお、この制御は、エンジン3が作動するエンジン走行領域Bから、モータ走行領域Aの第1MG1が作動する高駆動力領域A2’へ移行する場合にも、同様に行われる。   This control is performed in the same manner when the engine traveling region B where the engine 3 operates shifts to the high driving force region A2 'where the first MG1 of the motor traveling region A operates.

以上のように、この実施形態に係るハイブリッドシステムによれば、エンジン3の始動用電動機として、また、エンジン・モータ併用走行領域Cおいて第2MG2への電力供給用発電機として用いられる第1MG1が、CSモードにおけるモータ走行領域Aの高駆動力領域A2’おいて、第2MG2と共に車両駆動用として用いられる。したがって、第2MG2の大型化を回避しながら、モータ走行領域Aが高駆動力側まで拡大されることになる。   As described above, according to the hybrid system according to this embodiment, the first MG 1 used as the electric motor for starting the engine 3 and the generator for supplying power to the second MG 2 in the engine / motor combined travel region C is provided. In the high driving force region A2 ′ of the motor traveling region A in the CS mode, it is used for driving the vehicle together with the second MG2. Therefore, the motor travel area A is expanded to the high driving force side while avoiding the increase in size of the second MG2.

本願発明は、エンジンと2つのモータジェネレータとを備えた車両のハイブリッドシステムにおいて、該システムの車両搭載性や車両重量の増大を抑制しながら、さらなる省エネルギ化が可能となるので、この種の車両の製造産業分野において、好適に利用される可能性がある。   The present invention provides a vehicle hybrid system including an engine and two motor generators. This makes it possible to further save energy while suppressing an increase in vehicle mountability and vehicle weight of the system. In the manufacturing industry field, it may be suitably used.

1 第1モータジェネレータ(第1MG)
2 第2モータジェネレータ(第2MG)
3 エンジン
10 差動回転機構(遊星歯車機構)
11 第1回転要素(リングギヤ)
12 第2回転要素(サンギヤ)
13 第3回転要素(キャリヤ)
41 ブレーキ(エンジンブレーキ)
50 コントローラ、制御手段
1 1st motor generator (1st MG)
2 Second motor generator (second MG)
3 Engine 10 Differential rotation mechanism (Planetary gear mechanism)
11 First rotating element (ring gear)
12 Second rotating element (sun gear)
13 Third rotating element (carrier)
41 Brake (Engine brake)
50 controller, control means

Claims (5)

エンジンと、第1、第2モータジェネレータと、3つの回転要素を備えた差動回転機構と、コントローラとを有し、前記差動回転機構の第1回転要素にエンジンが、第2回転要素に第1モータジェネレータが、第3回転要素に駆動軸がそれぞれ連結され、かつ、該駆動軸に前記第2モータジェネレータが連結されたハイブリッドシステムであって、
締結することにより前記第1回転要素の回転を制止するブレーキと、
該ブレーキを駆動するアクチュエータと、を有し、
前記コントローラは、当該車両の所定運転領域で、前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御すると共に、前記第1モータジェネレータを作動させるように制御する、ように構成されていることを特徴とするハイブリッドシステム。
An engine, first and second motor generators, a differential rotation mechanism including three rotation elements, and a controller, wherein the engine is the first rotation element of the differential rotation mechanism, and the second rotation element is The first motor generator is a hybrid system in which a drive shaft is connected to a third rotating element, and the second motor generator is connected to the drive shaft,
A brake for stopping rotation of the first rotating element by fastening;
An actuator for driving the brake,
The controller is configured to control the actuator to engage the brake and control the first motor generator to operate in a predetermined operation region of the vehicle. Hybrid system.
前記所定運転領域は、要求駆動力が所定値以上の領域であり、
前記コントローラは、前記所定運転領域より低要求駆動力側の領域では、前記ブレーキを解放するように前記アクチュエータを制御し、かつ前記第1モータジェネレータを非作動となるように制御し、前記第2モータジェネレータを作動させるように制御する一方、
前記所定運転領域では、前記第2モータジェネレータを作動させるように制御し、前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御し、かつ第1モータジェネレータを作動させるように制御する、ように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドシステム。
The predetermined operation region is a region where the required driving force is a predetermined value or more,
The controller controls the actuator to release the brake and controls the first motor generator to be inoperative in a region on the lower required driving force side than the predetermined operation region, and the second motor generator While controlling the motor generator to operate,
In the predetermined operation range, the second motor generator is controlled to operate, the actuator is controlled to engage the brake, and the first motor generator is controlled to operate. The hybrid system according to claim 1, wherein:
前記コントローラは、前記エンジンの出力を駆動軸に伝達して走行するエンジン走行領域から前記所定運転領域へ移行するときに、前記エンジンを停止させるように制御すると共に前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御して第1回転要素の回転を制止し、その後、前記第1モータジェネレータを作動開始させるように制御する、ように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハイブリッドシステム。   The controller controls the engine to stop and engages the brake when shifting from the engine running area where the output of the engine runs to the drive shaft to the predetermined operating area. 3 is configured to control the rotation of the first rotation element by controlling the rotation of the first rotation element and then to start the operation of the first motor generator. Hybrid system. 前記コントローラは、前記エンジン走行領域から前記所定運転領域へ移行するときに、エンジンの停止により前記第1回転要素の回転数が所定回転数以下に低下した後、前記ブレーキを締結するように前記アクチュエータを制御する、ように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッドシステム。   The controller is configured to engage the brake after the rotation speed of the first rotation element has decreased to a predetermined rotation speed or less due to the stop of the engine when shifting from the engine travel area to the predetermined operation area. The hybrid system according to claim 3, wherein the hybrid system is configured to control. エンジンと、第1、第2モータジェネレータと、3つの回転要素を備えた差動回転機構とを有し、該差動回転機構の第1回転要素にエンジンが、第2回転要素に第1モータジェネレータが、第3回転要素に駆動軸がそれぞれ連結され、かつ、該駆動軸に前記第2モータジェネレータが連結されたハイブリッドシステムであって、
締結することにより前記第1回転要素の回転を制止するブレーキと、
当該車両の所定運転領域で、前記ブレーキを締結させると共に、前記第1モータジェネレータを作動させる制御手段とを有することを特徴とするハイブリッドシステム。
An engine, first and second motor generators, and a differential rotation mechanism having three rotation elements, the engine being the first rotation element of the differential rotation mechanism, and the first motor being the second rotation element The generator is a hybrid system in which a drive shaft is connected to the third rotating element, and the second motor generator is connected to the drive shaft,
A brake for stopping rotation of the first rotating element by fastening;
A hybrid system comprising: a control means for engaging the brake and operating the first motor generator in a predetermined operation region of the vehicle.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160025399A (en) * 2014-08-27 2016-03-08 현대자동차주식회사 Apparatus and method for variable valve of e-4wd hybrid vehicle
JP2016150678A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle
JP2016150679A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000023310A (en) * 1998-07-02 2000-01-21 Aqueous Reserch:Kk Hybrid vehicle
JP2003343667A (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Nissan Motor Co Ltd Hybrid transmission
JP2004514104A (en) * 2000-11-17 2004-05-13 アントーノフ オートモーティブ テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ Transmission equipment for land vehicles, especially motor vehicles
JP2005081931A (en) * 2003-09-05 2005-03-31 Toyota Motor Corp Power output device and automobile loaded with the same
JP2007055473A (en) * 2005-08-25 2007-03-08 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000023310A (en) * 1998-07-02 2000-01-21 Aqueous Reserch:Kk Hybrid vehicle
JP2004514104A (en) * 2000-11-17 2004-05-13 アントーノフ オートモーティブ テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ Transmission equipment for land vehicles, especially motor vehicles
JP2003343667A (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Nissan Motor Co Ltd Hybrid transmission
JP2005081931A (en) * 2003-09-05 2005-03-31 Toyota Motor Corp Power output device and automobile loaded with the same
JP2007055473A (en) * 2005-08-25 2007-03-08 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160025399A (en) * 2014-08-27 2016-03-08 현대자동차주식회사 Apparatus and method for variable valve of e-4wd hybrid vehicle
KR101637277B1 (en) 2014-08-27 2016-07-07 현대자동차 주식회사 Apparatus and method for variable valve of e-4wd hybrid vehicle
JP2016150678A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle
JP2016150679A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle

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