JP2014019328A - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行用駆動源として内燃機関と電動機とが搭載され、走行モードを内燃機関を駆動輪から切り離して電動機で走行するEVモード、主に内燃機関で走行するパラレルモード、及び内燃機関の動力を駆動輪と発電機とに分割するシリーズパラレルモードに切り替え可能なハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。 In the present invention, an internal combustion engine and an electric motor are mounted as a driving source for traveling, and the traveling mode is an EV mode in which the internal combustion engine is separated from the drive wheels and travels by the motor, a parallel mode in which the traveling is mainly performed by the internal combustion engine, and an internal combustion engine The present invention relates to a control device applied to a hybrid vehicle capable of switching to a series parallel mode in which power is divided into drive wheels and a generator.
走行用駆動源として内燃機関と電動機とが搭載されたハイブリッド車両が知られている。また、ハイブリッド車両の駆動方式として、例えばシリーズハイブリッド、パラレルハイブリッド、及びシリーズパラレルハイブリッド等が知られている。そして、車速及びトルクに応じてこれら駆動方式を切り替え可能に構成されたハイブリッド車両が知られている(特許文献1参照)。 A hybrid vehicle in which an internal combustion engine and an electric motor are mounted as a driving source for traveling is known. As hybrid vehicle drive systems, for example, a series hybrid, a parallel hybrid, a series parallel hybrid, and the like are known. And the hybrid vehicle comprised so that these drive systems can be switched according to a vehicle speed and a torque is known (refer patent document 1).
特許文献1の図18に示されているハイブリッド車両では、遊星歯車機構のリングギヤとモータとの間に第1クラッチが設けられている。また、遊星歯車機構のリングギヤとキャリアとの間に第2クラッチが設けられている。そして、このハイブリッド車両では、これら2つのクラッチの状態を切り替えることで駆動方式を切り替えている。そして、これにより車両の走行モードを切り替えている。車両の駆動装置に設けられるクラッチとして、係合時に同期制御が必要なクラッチ、例えばドグクラッチが知られている。特許文献1のこのハイブリッド車両において、このような同期制御が必要なクラッチが第1クラッチ及び第2クラッチとして設けられた場合、遊星歯車機構のサンギヤと連結されたモータで同期制御が行われる。この場合、リングギヤ又はキャリアの回転数制御は遊星歯車機構を介して行われる。そのため、同期制御は、遊星歯車機構の各部のバックラッシュ等の影響を受ける。従って、走行モードの切替時に異音及び振動が発生するおそれがある。
In the hybrid vehicle shown in FIG. 18 of
そこで、本発明は、走行モードの切替時における異音及び振動を抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device that can suppress abnormal noise and vibration during switching of travel modes.
本発明の制御装置は、内燃機関と、電動機及び発電機として機能するモータ・ジェネレータと、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力部材と、前記出力部材に動力を出力可能な電動機と、前記電動機及び前記モータ・ジェネレータと電気的に接続されたバッテリと、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構及びシングルピニオン型の第2遊星歯車機構を含み、前記第1遊星歯車機構のキャリアと前記第2遊星歯車機構のリングギヤとを連結して構成された第1回転要素が前記内燃機関の出力軸と接続され、前記第1遊星歯車機構のリングギヤと前記第2遊星歯車機構のキャリアとを連結して構成された第2回転要素が前記モータ・ジェネレータのロータ軸と接続された差動機構と、前記第1遊星歯車機構のサンギヤと前記出力部材とが動力伝達可能に接続された係合状態と、前記第1遊星歯車機構のサンギヤと前記出力部材とが切り離された解放状態とに切り替え可能なクラッチ機構と、前記第2遊星歯車機構のサンギヤを回転不能にロックするロック状態と、そのロックを解除するアンロック状態とに切り替え可能なロック機構と、を備え、前記クラッチ機構を前記解放状態に切り替え、前記電動機で前記駆動輪を駆動するEVモードと、前記ロック機構を前記ロック状態に切り替えるとともに前記クラッチ機構を前記係合状態に切り替え、前記内燃機関及び前記電動機の少なくともいずれか一方で前記駆動輪を駆動するパラレルモードと、前記ロック機構を前記アンロック状態に切り替えるとともに前記クラッチ機構を前記係合状態に切り替え、前記内燃機関及び前記電動機の少なくともいずれか一方で前記駆動輪を駆動するシリーズパラレルモードと、に走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に適用され、前記バッテリの充電状態、前記車両に要求されている駆動力及び前記車両の速度に基づいて前記車両の走行モードが切り替えられるように前記クラッチ機構、前記ロック機構、前記内燃機関及び前記電動機を制御する制御手段と、前記車両の走行モードが前記EVモードのときに前記内燃機関を始動すべき所定の始動条件が成立した場合、前記クラッチ機構を前記解放状態にし、かつ前記ロック機構を前記ロック状態にした状態で前記モータ・ジェネレータにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動する始動手段と、を備え、前記始動条件には、前記車両の走行モードを前記EVモードから前記パラレルモード又は前記シリーズパラレルモードに切り替える場合が含まれている(請求項1)。 The control device of the present invention includes an internal combustion engine, a motor / generator functioning as an electric motor and a generator, an output member connected to drive wheels so as to be able to transmit power, an electric motor capable of outputting power to the output member, A battery electrically connected to the electric motor and the motor / generator; a single pinion type first planetary gear mechanism; and a single pinion type second planetary gear mechanism, wherein the carrier of the first planetary gear mechanism and the second A first rotating element configured by connecting a ring gear of the planetary gear mechanism is connected to an output shaft of the internal combustion engine, and connecting a ring gear of the first planetary gear mechanism and a carrier of the second planetary gear mechanism. A differential mechanism in which the configured second rotating element is connected to a rotor shaft of the motor / generator, a sun gear of the first planetary gear mechanism, and the output member are used as power. A clutch mechanism that can be switched between an engaged state that is reachably connected and a released state in which the sun gear of the first planetary gear mechanism and the output member are separated; and the sun gear of the second planetary gear mechanism cannot rotate. An EV mode in which the clutch mechanism is switched to the disengaged state and the drive wheels are driven by the electric motor. The lock mechanism is switched to the locked state and the clutch mechanism is switched to the engaged state to drive the drive wheels in at least one of the internal combustion engine and the electric motor, and the lock mechanism is unlocked And switching the clutch mechanism to the engaged state, the internal combustion engine and the electric motor Applied to a hybrid vehicle capable of switching the driving mode to at least one of the series parallel mode for driving the driving wheel, and to the charging state of the battery, the driving force required for the vehicle, and the speed of the vehicle And the control means for controlling the clutch mechanism, the lock mechanism, the internal combustion engine and the electric motor so that the travel mode of the vehicle is switched based on, and the internal combustion engine is started when the travel mode of the vehicle is the EV mode. When a predetermined starting condition to be satisfied is satisfied, the internal combustion engine is cranked by the motor / generator with the clutch mechanism in the released state and the lock mechanism is in the locked state, and the internal combustion engine is started. Starting means for performing the EV mode. A case where the mode is switched to the parallel mode or the series parallel mode is included.
本発明の制御装置によれば、走行モードがEVモードのときに始動条件が成立した場合にはクラッチ機構を解放状態にするので、第1遊星歯車機構のサンギヤと出力部材とを切り離すことができる。そして、この状態で内燃機関をクランキングするので、内燃機関の始動時における車両の異音及び振動を抑制できる。また、始動条件には、走行モードをEVモードから他の走行モードに切り替える場合が含まれている。そのため、このように車両の振動を抑制することにより、走行モードの切替時における異音及び振動を抑制できる。 According to the control device of the present invention, when the starting condition is satisfied when the travel mode is the EV mode, the clutch mechanism is released, so that the sun gear and the output member of the first planetary gear mechanism can be disconnected. . Since the internal combustion engine is cranked in this state, it is possible to suppress abnormal noise and vibration of the vehicle when the internal combustion engine is started. The start condition includes a case where the travel mode is switched from the EV mode to another travel mode. Therefore, by suppressing the vibration of the vehicle in this way, it is possible to suppress abnormal noise and vibration during switching of the travel mode.
本発明の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記車両の速度及び前記車両に要求されている駆動力にて特定される前記車両の走行状態が所定のEVモード領域内にある場合に前記車両の走行モードを前記EVモードに切り替え、前記車両の走行状態が所定のパラレルモード領域内にある場合に前記車両の走行モードを前記パラレルモードに切り替え、前記パラレルモード領域には、所定の判定速度以上、かつ所定の判定駆動力以下の運転領域が含まれ、前記EVモード領域には、前記判定速度未満、かつ前記判定駆動力以下の運転領域が含まれていてもよい(請求項2)。この形態によれば、車両が低トルクかつ低車速で走行する場合にEVモードに切り替えられる。この場合、内燃機関が低速で運転されることを抑制できるので、燃費を改善できる。また、パラレルモード領域には判定速度以上、かつ判定駆動力以下の運転領域が含まれている。そのため、車両が判定駆動力以下で長時間運転されたとしても電動機が長時間連続して運転されることを抑制できる。 In one aspect of the control device of the present invention, the control means is configured such that the running state of the vehicle specified by the speed of the vehicle and the driving force required for the vehicle is within a predetermined EV mode region. The vehicle driving mode is switched to the EV mode, and the vehicle driving mode is switched to the parallel mode when the vehicle driving state is within a predetermined parallel mode region. The parallel mode region has a predetermined determination. An operation region that is greater than or equal to the speed and less than or equal to a predetermined determination drive force may be included, and the EV mode region may include an operation region that is less than the determination speed and less than or equal to the determination drive force. . According to this aspect, the vehicle is switched to the EV mode when the vehicle travels at a low torque and a low vehicle speed. In this case, since it is possible to suppress the internal combustion engine from being operated at a low speed, fuel consumption can be improved. The parallel mode region includes an operation region that is equal to or higher than the determination speed and equal to or lower than the determination driving force. Therefore, even if the vehicle is operated for a long time with a determination driving force or less, it is possible to suppress the motor from being continuously operated for a long time.
この形態において、前記制御手段は、前記バッテリの残量が少ないほど前記EVモード領域が小さくなるように前記バッテリの充電状態に応じて前記EVモード領域の大きさを変更する領域変更手段を備えていてもよい(請求項3)。このようにEVモード領域の大きさを変更することにより、バッテリの残量を確保することができる。 In this embodiment, the control means includes area changing means for changing the size of the EV mode area according to the state of charge of the battery so that the EV mode area becomes smaller as the remaining amount of the battery is smaller. (Claim 3). Thus, by changing the size of the EV mode area, it is possible to secure the remaining battery level.
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、走行モードがEVモードのときに始動条件が成立した場合にはクラッチ機構を解放状態にするので、第1遊星歯車機構のサンギヤと出力部材とを切り離すことができる。そのため、内燃機関の始動時における車両の異音及び振動を抑制できる。また、始動条件には、走行モードをEVモードから他の走行モードに切り替える場合が含まれているため、走行モードの切替時における異音及び振動を抑制できる。 As described above, according to the control device of the present invention, when the starting condition is satisfied when the traveling mode is the EV mode, the clutch mechanism is released, so that the sun gear and the output of the first planetary gear mechanism are output. The member can be separated. Therefore, it is possible to suppress abnormal noise and vibration of the vehicle when the internal combustion engine is started. In addition, since the start condition includes a case where the travel mode is switched from the EV mode to another travel mode, it is possible to suppress abnormal noise and vibration when the travel mode is switched.
図1は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれたハイブリッド車両を概略的に示している。この車両1は、内燃機関(以下、エンジンと称することがある。)10と、第1モータ・ジェネレータ(以下、第1MGと略称することがある。)11と、第2モータ・ジェネレータ(以下、第2MGと略称することがある。)12とを備えている。エンジン10は、ハイブリッド車両に搭載される周知の火花点火式内燃機関である。そのため、詳細な説明を省略する。
FIG. 1 schematically shows a hybrid vehicle in which a control device according to one embodiment of the present invention is incorporated. The
第1MG11及び第2MG12は、電動機及び発電機として機能する周知のモータ・ジェネレータである。第1MG11は、ロータ軸11aと一体回転するロータ11bと、ロータ11bの外周に同軸に配置されてケース(不図示)に固定されたステータ11cとを備えている。第2MG12も同様に、ロータ軸12aと一体回転するロータ12bと、ロータ12bの外周に同軸に配置されてケースに固定されたステータ12cとを備えている。第1MG11は、第1インバータ13を介してバッテリ14と電気的に接続されている。第2MG12は、第2インバータ15を介してバッテリ14と電気的に接続されている。
The first MG 11 and the second MG 12 are well-known motor generators that function as an electric motor and a generator. The first MG 11 includes a
車両1には、動力分割機構16と、車両1の駆動輪2に動力を伝達するための出力部17とが設けられている。出力部17は、出力部材としての出力軸18と、出力軸18と一体に回転する出力ギヤ19とを備えている。出力ギヤ19は、デファレンシャル機構20のケースに設けられたリングギヤ20aと噛み合っている。デファレンシャル機構20は、伝達された動力を左右の駆動輪2に分配する周知の機構である。
The
動力分割機構16は、第1遊星歯車機構21と、第2遊星歯車機構22とを備えている。第1遊星歯車機構21及び第2遊星歯車機構22は、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構である。第1遊星歯車機構21は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、第1ピニオンギヤP1と、第1キャリアC1とを備えている。第1サンギヤS1は外歯歯車である。第1リングギヤR1は内歯歯車である。第1リングギヤR1は、第1サンギヤS1に対して同軸的に配置されている。第1ピニオンギヤP1は、第1サンギヤS1及び第1リングギヤR1のそれぞれと噛み合っている。第1キャリアC1は、第1ピニオンギヤP1を自転可能かつ第1サンギヤS1の周囲を公転可能に支持している。第2遊星歯車機構22は、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、第2ピニオンギヤP2と、第2キャリアC2とを備えている。第2サンギヤS2は外歯歯車である。第2リングギヤR2は内歯歯車である。第2リングギヤR2は、第2サンギヤS2に対して同軸的に配置されている。第2ピニオンギヤP2は、第2サンギヤS2及び第2リングギヤR2のそれぞれと噛み合っている。第2キャリアC2は、第2ピニオンギヤP2を自転可能かつ第2サンギヤS2の周囲を公転可能に支持している。
The
この図に示すようにエンジン10の出力軸10aと、第1キャリアC1と、第2リングギヤR2とは一体に回転するように連結されている。そのため、これらが本発明の第1回転要素に相当する。また、第1MG11のロータ軸11aと、第2キャリアC2と、第1リングギヤR1とが一体に回転するように連結されている。そのため、これらが本発明の第2回転要素に相当する。この図に示すようにエンジン10の出力軸10aは、出力軸10aに対して相対回転可能なように第1ドライブギヤ23を支持している。そして、第1サンギヤS1は、この第1ドライブギヤ23と一体回転するように連結されている。このように連結されることにより、第1遊星歯車機構71及び第2遊星歯車機構72が本発明の差動機構に相当する。
As shown in this figure, the
この図に示すように、動力分割機構16には、ロック機構24と、クラッチ機構25とが設けられている。ロック機構24は、第2サンギヤS2を回転不能にロックするロック状態と、そのロックを解除するアンロック状態に切り替え可能に構成されている。クラッチ機構25は、ドグクラッチとして構成されている。クラッチ機構25は、第1クラッチ部材26と、第2クラッチ部材27と、スリーブ28とを備えている。第1クラッチ部材26は、出力軸18に固定されている。動力分割機構16は、第1ドライブギヤ23と噛み合う中間ギヤ29を備えている。この図に示すように出力軸18は、出力軸18に対して相対回転可能なように第2クラッチ部材27及び中間ギヤ29を支持している。第2クラッチ部材27は、中間ギヤ29と一体回転するように連結されている。スリーブ28は、第1クラッチ部材26と第2クラッチ部材27とを連結する係合位置と、その連結を解除する解放位置とに移動できる。この図では、出力軸18の上側に係合位置におけるスリーブ28を示し、出力軸18の下側に解放位置におけるスリーブ28を示した。以下ではスリーブ28が係合位置にある場合を係合状態と称し、スリーブ28が解放位置にある場合を解放状態と称する。
As shown in this figure, the
この図に示すように出力軸18には、出力軸18と一体に回転するドリブンギヤ30が設けられている。第2MG12のロータ軸12aには、第2ドライブギヤ31が設けられている。第2ドライブギヤ31は、ドリブンギヤ30と噛み合っている。そのため、第2MG12が本発明の電動機に相当する。
As shown in this figure, the
エンジン10、第1MG11、第2MG12、ロック機構24、及びクラッチ機構25は、車両制御装置40により制御される。車両制御装置40は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置40は、車両1を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置40は、これらのプログラムを実行することによりエンジン10及び各MG11、12等の制御対象に対する制御を行っている。車両制御装置40は、第1インバータ13を制御することにより第1MG11を制御する。また、車両制御装置40は、第2インバータ15を制御することにより第2MG12を制御する。車両制御装置40には、車両1に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。例えば、アクセル開度センサ41、車速センサ42及びバッテリセンサ43等が車両制御装置40に接続されている。アクセル開度センサ41は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に対応した信号を出力する。車速センサ42は、車両1の速度(車速)に対応した信号を出力する。バッテリセンサ43は、バッテリ14の充電状態に対応した信号を出力する。この他にも車両制御装置40には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
The
この車両1では、エンジン10、第1MG11、第2MG12、ロック機構24、及びクラッチ機構25を適宜に制御することにより複数の走行モードが実現される。複数の走行モードとしては、EVモード、パラレルモード及びシリーズパラレルモードが設定されている。図2〜図4を参照して各走行モードについて説明する。図2はEVモードにおける共線図を示している。図3はパラレルモードにおける共線図を示している。図4はシリーズパラレルモードにおける共線図を示している。なお、これらの図中の「ENG」はエンジン10を示し、「OUT」は出力軸18を示している。また、「MG1」は第1MG11を示し、「MG2」は第2MG12を示している。「S1」は第1サンギヤS1を示し、「R1」は第1リングギヤR1を示し、「C1」は第1キャリアC1を示している。「S2」は第2サンギヤS2を示し、「R2」は第2リングギヤR2を示し、「C2」は第2キャリアC2を示している。
In the
EVモードでは、ロック機構24がロック状態に切り替えられ、かつクラッチ機構25が解放状態に切り替えられる。クラッチ機構25が解放状態に切り替えられた場合には、出力部17と動力分割機構16とが切り離される。そのため、駆動輪2は第2MG12により駆動される。ロック機構24はロック状態に切り替えられるので、第1MG11とエンジン10とは動力伝達可能に接続される。そのため、第1MG11でエンジン10をクランキングできる。また、エンジン10で第1MG11を駆動して発電できる。なお、図2はエンジン10及び第1MG11が停止しているときの共線図である。このようにEVモードでは車両1の駆動方式がシリーズハイブリッドになる。
In the EV mode, the
パラレルモードでは、ロック機構24がロック状態に切り替えられ、かつクラッチ機構25が係合状態に切り替えられる。このようにクラッチ機構25が係合状態に切り替えられると、図3に示すように第1サンギヤS1と出力軸18とが動力伝達可能に接続される。そして、ロック機構24がロック状態に切り替えられるので、第2サンギヤS2は回転不能にロックされる。この場合、第1遊星歯車機構21及び第2遊星歯車機構22の各回転要素の変速比が固定される。また、この図に示すようにエンジン10の出力に対する反力をロック機構24で発生させることができる。そのため、第1MG11を動作させることなくエンジン10の出力を出力軸18に伝達できる。従って、パラレルモードでは、駆動輪2をエンジン10及び第2MG12で駆動できる。このようにパラレルモードでは、車両1の駆動方式がパラレルハイブリッドになる。
In the parallel mode, the
シリーズパラレルモードでは、ロック機構24がアンロック状態に切り替えられ、かつクラッチ機構25が解放状態に切り替えられる。この場合、ロック機構24がアンロック状態に切り替えられるので、第2サンギヤS2は回転可能になる。そして、クラッチ機構25は係合状態に切り替えられるので、第1サンギヤS1と出力軸18とが動力伝達可能に接続される。この場合、図4に示すようにエンジン10の出力を第1MG11と出力軸18とに分割できる。従って、シリーズパラレルモードでも、駆動輪2をエンジン10及び第2MG12で駆動できる。また、エンジン10で第1MG11を駆動することにより発電を行うことができる。このようにシリーズパラレルモードでは、車両1の駆動方式がシリーズパラレルハイブリッドになる。
In the series parallel mode, the
車両制御装置40は、図5に示したマップに基づいてこれらの走行モードを切り替える。この図は、車速と、車両1に要求されている駆動力と、走行モードとの関係を示している。この図のシリーズパラレルモード領域Rspは、走行モードがシリーズパラレルモードに切り替えられる領域である。パラレルモード領域Rpは、走行モードがパラレルモードに切り替えられる領域である。EVモード領域Revは、走行モードがEVモードに切り替えられる領域である。なお、この図に示した関係は、予め実験又は数値計算等により求めて車両制御装置40にマップとして記憶させておけばよい。
The
この図に示すようにパラレルモード領域Rpには、所定の第1車速V1から所定の第2車速V2の間であり、かつ所定の判定駆動力P以下の運転領域が設定されている。EVモード領域Revは、第1車速V1未満かつ判定駆動力P以下の運転領域が含まれるように設定されている。そのため、第1車速V1が本発明の判定速度に相当する。この図に示すようにEVモード領域Revの大きさは、バッテリ14の残量が少ないほど小さくなるようにバッテリ14の充電状態に応じて変更される。バッテリ14の充電状態が高い場合、言い換えるとバッテリ14の残量が多い場合には、線Lhで囲まれる範囲がEVモード領域Revに設定される。一方、バッテリ14の充電状態が低い場合、言い換えるとバッテリ14の残量が少ない場合には、線Llで囲まれる範囲がEVモード領域Revに設定される。このようにEVモード領域を変更することにより、車両制御装置40が本発明の領域変更手段として機能する。
As shown in this figure, in the parallel mode region Rp, an operation region between a predetermined first vehicle speed V1 and a predetermined second vehicle speed V2 and equal to or less than a predetermined determination driving force P is set. The EV mode area Rev is set so as to include an operation area that is less than the first vehicle speed V1 and equal to or less than the determination driving force P. Therefore, the first vehicle speed V1 corresponds to the determination speed of the present invention. As shown in this figure, the size of the EV mode area Rev is changed according to the state of charge of the
車両制御装置40は、まず車速及び車両1に要求されている駆動力に基づいて車両1の走行状態を取得する。その後、取得した走行状態がいずれの領域にあるかに応じて走行モードを切り替える。なお、この図に示すように、バッテリ14の充電状態が高いときのEVモード領域Revはパラレルモード領域Rpと重なっている。車両1の走行状態がこの領域Revと領域Rpとが重なる部分内にある場合には、予め設定した所定の規則に従って走行モードが切り替えられる。例えば、領域Revと領域Rpとが重なっている場合には、EVモードが選択されるように規則が設定される。このように走行モードを切り替えることにより、車両制御装置40が本発明の制御手段として機能する。
The
また、車両制御装置40は、走行モードがEVモードのときにエンジン10を始動すべき所定の始動条件が成立した場合には、第1MG11でエンジン10をクランキングする。なお、始動条件は、例えば走行モードをEVモードから他の走行モードに切り替える場合、又は第1MG11で発電する必要がある場合等に成立したと判定される。この際、車両制御装置40は、クラッチ機構25を解放状態にし、かつロック機構24をロック状態にした状態で第1MG11によりエンジン10をクランキングする。そして、これによりエンジン10を始動する。このようにエンジン10を始動することにより車両制御装置40が本発明の始動手段として機能する。
Further,
以上に説明したように、本発明によれば、走行モードがEVモードのときに始動条件が成立した場合には、クラッチ機構25を解放状態にした状態で第1MG11によりエンジン10をクランキングする。この場合、出力部17が動力分割機構16と切り離される。そのため、エンジン10の始動時にエンジン10、第1MG11又は動力分割機構16で発生した振動が出力部17に伝達されることを防止できる。従って、エンジン10の始動時における車両1の異音及び振動を抑制できる。そして、上述したように始動条件は、走行モードを他の走行モードに切り替える場合に成立する。そのため、このように車両1の異音及び振動を抑制することにより、走行モードの切替時における異音及び振動を抑制できる。また、本発明によれば、図3及び図4に示すように第1サンギヤS1の回転数がエンジン10の回転数より高くなる状態、いわゆるオーバードライブ状態にすることができる。これによりエンジン10の回転数を下げることができるので、燃費を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, when the starting condition is satisfied when the traveling mode is the EV mode, the
EVモード領域Revは、第1車速V1未満かつ判定駆動力P以下の運転領域が含まれているので、車両1Aが低トルクかつ低車速で走行する場合にEVモードに切り替えられる。これによりエンジン10が低速で運転されることを抑制できるので、燃費を改善できる。また、パラレルモード領域Rpには、第1車速V1以上かつ判定駆動力P以下の運転領域が含まれるので、車両1Aが判定駆動力P以下で長時間運転されたとしても第2MG12が長時間連続して運転されることを抑制できる。そして、EVモード領域Revの大きさをバッテリ14の残量に応じて変更するので、バッテリ14の残量を確保することができる。
Since the EV mode region Rev includes a driving region that is less than the first vehicle speed V1 and equal to or less than the determination driving force P, the EV mode region Rev is switched to the EV mode when the vehicle 1A travels at low torque and low vehicle speed. Thereby, since it can suppress that the
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用されるハイブリッド車両の内燃機関は、ディーゼル機関でもよい。また、第2MGの代わりに電動機が設けられていてもよい。 This invention is not limited to each form mentioned above, It can implement with a various form. For example, the internal combustion engine of the hybrid vehicle to which the present invention is applied may be a diesel engine. An electric motor may be provided instead of the second MG.
1 ハイブリッド車両
2 駆動輪
10 内燃機関
10a 出力軸
11 第1モータ・ジェネレータ
11a ロータ軸
12 第2モータ・ジェネレータ(電動機)
14 バッテリ
18 出力軸(出力部材)
21 第1遊星歯車機構(差動機構)
22 第2遊星歯車機構(差動機構)
24 ロック機構
25 クラッチ機構
40 車両制御装置(制御手段、始動手段、領域変更手段)
S1 第1遊星歯車機構のサンギヤ(第1サンギヤ)
R1 第1遊星歯車機構のリングギヤ(第1リングギヤ)
C1 第1遊星歯車機構のキャリア(第1キャリア)
S2 第2遊星歯車機構のサンギヤ(第2サンギヤ)
R2 第2遊星歯車機構のリングギヤ(第2リングギヤ)
C2 第2遊星歯車機構のキャリア(第2キャリア)
DESCRIPTION OF
14
21 First planetary gear mechanism (differential mechanism)
22 Second planetary gear mechanism (differential mechanism)
24
S1 Sun gear of the first planetary gear mechanism (first sun gear)
R1 Ring gear (first ring gear) of the first planetary gear mechanism
C1 First planetary gear mechanism carrier (first carrier)
S2 Sun gear of the second planetary gear mechanism (second sun gear)
R2 Ring gear of the second planetary gear mechanism (second ring gear)
C2 Second planetary gear mechanism carrier (second carrier)
Claims (3)
電動機及び発電機として機能するモータ・ジェネレータと、
駆動輪と動力伝達可能に接続された出力部材と、
前記出力部材に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機及び前記モータ・ジェネレータと電気的に接続されたバッテリと、
シングルピニオン型の第1遊星歯車機構及びシングルピニオン型の第2遊星歯車機構を含み、前記第1遊星歯車機構のキャリアと前記第2遊星歯車機構のリングギヤとを連結して構成された第1回転要素が前記内燃機関の出力軸と接続され、前記第1遊星歯車機構のリングギヤと前記第2遊星歯車機構のキャリアとを連結して構成された第2回転要素が前記モータ・ジェネレータのロータ軸と接続された差動機構と、
前記第1遊星歯車機構のサンギヤと前記出力部材とが動力伝達可能に接続された係合状態と、前記第1遊星歯車機構のサンギヤと前記出力部材とが切り離された解放状態とに切り替え可能なクラッチ機構と、
前記第2遊星歯車機構のサンギヤを回転不能にロックするロック状態と、そのロックを解除するアンロック状態とに切り替え可能なロック機構と、
を備え、
前記クラッチ機構を前記解放状態に切り替え、前記電動機で前記駆動輪を駆動するEVモードと、前記ロック機構を前記ロック状態に切り替えるとともに前記クラッチ機構を前記係合状態に切り替え、前記内燃機関及び前記電動機の少なくともいずれか一方で前記駆動輪を駆動するパラレルモードと、前記ロック機構を前記アンロック状態に切り替えるとともに前記クラッチ機構を前記係合状態に切り替え、前記内燃機関及び前記電動機の少なくともいずれか一方で前記駆動輪を駆動するシリーズパラレルモードと、に走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に適用され、
前記バッテリの充電状態、前記車両に要求されている駆動力及び前記車両の速度に基づいて前記車両の走行モードが切り替えられるように前記クラッチ機構、前記ロック機構、前記内燃機関及び前記電動機を制御する制御手段と、
前記車両の走行モードが前記EVモードのときに前記内燃機関を始動すべき所定の始動条件が成立した場合、前記クラッチ機構を前記解放状態にし、かつ前記ロック機構を前記ロック状態にした状態で前記モータ・ジェネレータにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動する始動手段と、を備え、
前記始動条件には、前記車両の走行モードを前記EVモードから前記パラレルモード又は前記シリーズパラレルモードに切り替える場合が含まれている制御装置。 An internal combustion engine;
A motor / generator functioning as an electric motor and a generator;
An output member connected to the drive wheel to transmit power;
An electric motor capable of outputting power to the output member;
A battery electrically connected to the electric motor and the motor generator;
A first rotation comprising a single pinion type first planetary gear mechanism and a single pinion type second planetary gear mechanism, wherein the carrier of the first planetary gear mechanism and the ring gear of the second planetary gear mechanism are connected. A second rotating element having an element connected to the output shaft of the internal combustion engine and connecting a ring gear of the first planetary gear mechanism and a carrier of the second planetary gear mechanism to a rotor shaft of the motor / generator; A connected differential mechanism;
Switchable between an engagement state in which the sun gear of the first planetary gear mechanism and the output member are connected so as to be able to transmit power, and a released state in which the sun gear of the first planetary gear mechanism and the output member are disconnected. A clutch mechanism;
A lock mechanism that can be switched between a locked state in which the sun gear of the second planetary gear mechanism is non-rotatably locked and an unlocked state in which the lock is released;
With
The clutch mechanism is switched to the disengaged state, the EV mode is configured to drive the drive wheels by the electric motor, the lock mechanism is switched to the locked state, and the clutch mechanism is switched to the engaged state, and the internal combustion engine and the electric motor At least one of the parallel mode for driving the drive wheel, the lock mechanism is switched to the unlocked state, the clutch mechanism is switched to the engaged state, and at least one of the internal combustion engine and the electric motor Applied to a hybrid vehicle capable of switching the driving mode to the series parallel mode for driving the driving wheel,
The clutch mechanism, the lock mechanism, the internal combustion engine, and the electric motor are controlled so that the traveling mode of the vehicle is switched based on the state of charge of the battery, the driving force required for the vehicle, and the speed of the vehicle. Control means;
When a predetermined start condition for starting the internal combustion engine is satisfied when the vehicle travel mode is the EV mode, the clutch mechanism is in the released state and the lock mechanism is in the locked state. Starting means for cranking the internal combustion engine by a motor generator to start the internal combustion engine,
The start condition includes a control device including a case where the traveling mode of the vehicle is switched from the EV mode to the parallel mode or the series parallel mode.
前記パラレルモード領域には、所定の判定速度以上、かつ所定の判定駆動力以下の運転領域が含まれ、
前記EVモード領域には、前記判定速度未満、かつ前記判定駆動力以下の運転領域が含まれている請求項1に記載の制御装置。 The control means changes the vehicle travel mode to the EV mode when the vehicle travel state specified by the speed of the vehicle and the driving force required for the vehicle is within a predetermined EV mode region. Switching, when the traveling state of the vehicle is within a predetermined parallel mode region, switching the traveling mode of the vehicle to the parallel mode,
The parallel mode region includes an operation region that is equal to or higher than a predetermined determination speed and equal to or lower than a predetermined determination driving force.
The control device according to claim 1, wherein the EV mode region includes an operation region that is less than the determination speed and equal to or less than the determination driving force.
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JP2012160638A JP2014019328A (en) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Control device for hybrid vehicle |
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- 2012-07-19 JP JP2012160638A patent/JP2014019328A/en active Pending
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