JP2015077847A - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】機関を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、クラッチの継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供すること。【解決手段】差動機構と、差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、クラッチを介して差動機構の所定回転要素と接続された機関と、を備え、クラッチを開放した状態から機関を始動する(S101−Y)場合、第一回転機およびクラッチのトルク制御(S106,107)を実行し、トルク制御において、第一回転機に対するトルク指令値Tgは、クラッチに対するトルク指令値Tcltと釣り合うトルクおよび所定回転要素の回転数を制御する補正トルクTg_addに基づき、補正トルクの値は、機関の始動を開始するときの所定回転要素の回転数が高いほど小さな値である。【選択図】図3

Description

本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。
従来、クラッチを係合して機関を始動する技術がある。例えば、特許文献1には、摩擦係合装置CLが解放状態とされている状態から内燃機関Eを始動する際に、第一回転電機MG1の回転速度を始動目標値Niに一致させるための回転速度制御を行う回転速度制御部と、回転速度制御の実行を条件に、非同期状態で摩擦係合装置CLを係合させる非同期係合制御を実行し、摩擦係合装置CLを直結係合状態とする係合制御部と、直結係合状態となったことを条件に、内燃機関Eに対して始動を指令する始動指令部と、を備え、回転速度制御部は、直結係合状態となったときの内燃機関Eの回転速度である直結時回転速度が、当該内燃機関Eを始動可能な回転速度の範囲である始動可能回転速度範囲R内に設定される始動回転速度Nfとなるように、始動目標値Niを設定する車両用駆動装置の技術が開示されている。
特開2012−201255号公報
機関を始動するときの電力消費が過大となることを抑制できることが望ましい。例えば、機関を始動するときに回転機の回転速度制御を行う場合、クラッチの摩擦係数のばらつき等の影響で、想定以上に回転機の消費電力が大きくなる可能性がある。
本願の出願人は、国際出願番号PCT/JP2013/062638において、クラッチに対するトルク指令値に釣り合うトルクと、回転機のトルク指令値とに差分トルクを設け、その差分トルクを、クラッチに接続された所定回転要素の回転数を目標回転数に近づける側の値とする技術を開示している。この技術によれば、機関を始動するときの電力消費が過大となることを抑制することができる。ここで、当該技術において、更に、所定回転要素の回転数のばらつきを抑制できることが望ましい。例えば、差分トルクの大きさが一律に決められた場合、所定回転要素の回転数が目標回転数に到達するタイミングがばらついてしまうことなどにより、クラッチが完全継合するタイミングがばらついてしまう可能性がある。
本発明の目的は、機関を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、クラッチの継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。
本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、差動機構と、前記差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、クラッチを介して前記差動機構の所定回転要素と接続された機関と、を備え、前記クラッチを開放した状態から前記機関を始動する場合、前記第一回転機および前記クラッチのトルク制御を実行し、前記トルク制御において、前記第一回転機に対するトルク指令値は、前記クラッチに対するトルク指令値と釣り合うトルクおよび前記所定回転要素の回転数を制御する補正トルクに基づき、前記補正トルクの値は、前記機関の始動を開始するときの前記所定回転要素の回転数が高いほど小さな値であることを特徴とする。
本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、差動機構と、差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、クラッチを介して差動機構の所定回転要素と接続された機関と、を備え、クラッチを開放した状態から機関を始動する場合、第一回転機およびクラッチのトルク制御を実行する。トルク制御において、第一回転機に対するトルク指令値は、クラッチに対するトルク指令値と釣り合うトルクおよび所定回転要素の回転数を制御する補正トルクに基づき、補正トルクの値は、機関の始動を開始するときの所定回転要素の回転数が高いほど小さな値である。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置によれば、機関を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、クラッチの継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができるという効果を奏する。
図1は、第1実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図2は、第1実施形態のEV走行モードに係る共線図である。 図3は、第1実施形態の制御に係るフローチャートである。 図4は、第1実施形態の制御に係る1つ目のタイムチャートである。 図5は、第1実施形態の制御に係る2つ目のタイムチャートである。 図6は、第1実施形態の制御に係る3つ目のフローチャートである。 図7は、第1実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。 図8は、第2実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図9は、第3実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図10は、第3実施形態に係る作動係合表を示す図である。 図11は、第3実施形態の第一走行モードに係る共線図である。 図12は、第3実施形態の第二走行モードに係る共線図である。 図13は、第3実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。
以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[第1実施形態]
図1から図7を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。図1は、本発明の第1実施形態に係る車両のスケルトン図、図2は、第1実施形態のEV走行モードに係る共線図、図3は、第1実施形態の制御に係るフローチャート、図4は、第1実施形態の制御に係る1つ目のタイムチャート、図5は、第1実施形態の制御に係る2つ目のタイムチャート、図6は、第1実施形態の制御に係る3つ目のタイムチャート、図7は、第1実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。
図1に示すように、車両100は、エンジン1、第一回転機MG1、第二回転機MG2を有するハイブリッド車両である。車両100は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド(PHV)車両であってもよい。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101は、第一遊星歯車機構10と、第一回転機MG1と、第二回転機MG2と、エンジン1と、第一クラッチCL1とを含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置101は、更に、ECU50を含んで構成されてもよい。ハイブリッド車両用駆動装置101は、FF(前置きエンジン前輪駆動)車両あるいはRR(後置きエンジン後輪駆動)車両等に適用可能である。ハイブリッド車両用駆動装置101は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両100に搭載される。
機関の一例であるエンジン1は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸1aの回転運動に変換して出力する。出力軸1aは、第一クラッチCL1を介して入力軸2と接続されている。第一クラッチCL1は、摩擦継合式のクラッチ装置であり、例えば、湿式の多板型のものである。第一クラッチCL1は、トルク容量(クラッチトルク)を制御可能なものである。本実施形態の第一クラッチCL1は、供給される油圧によってクラッチトルクを制御可能である。
入力軸2は、出力軸1aと同軸上であって、かつ出力軸1aの延長線上に配置されている。入力軸2は、第一遊星歯車機構10の第一キャリア14と接続されている。本実施形態の第一キャリア14は、第一クラッチCL1を介してエンジン1と接続された所定回転要素である。
差動機構の一例である第一遊星歯車機構10は、シングルピニオン式であり、第一サンギア11、第一ピニオンギア12、第一リングギア13および第一キャリア14を有する。第一リングギア13は、第一サンギア11と同軸上であってかつ第一サンギア11の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア12は、第一サンギア11と第一リングギア13との間に配置されており、第一サンギア11および第一リングギア13とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア12は、第一キャリア14によって回転自在に支持されている。第一キャリア14は、入力軸2と連結されており、入力軸2と一体回転する。従って、第一ピニオンギア12は、入力軸2と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能であり、かつ第一キャリア14によって支持されて第一ピニオンギア12の中心軸線周りに回転(自転)可能である。
第一サンギア11は、第一回転機MG1の回転軸33と接続されており、第一回転機MG1のロータと一体回転する。第一回転機MG1は、第一遊星歯車機構10に対してエンジン1側に配置されている。
第二遊星歯車機構20は、第一遊星歯車機構10と同軸上であって、かつ第一遊星歯車機構10に対してエンジン1側と反対側に配置されている。第二遊星歯車機構20は、第一遊星歯車機構10に隣接して配置されており、第一遊星歯車機構10と共に複合プラネタリを構成している。第二遊星歯車機構20は、第二回転機MG2の回転を減速して出力する減速プラネタリとしての機能を有する。第二遊星歯車機構20は、シングルピニオン式であり、第二サンギア21、第二ピニオンギア22、第二リングギア23および第二キャリア24を有する。
第二リングギア23は、第二サンギア21と同軸上であってかつ第二サンギア21の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア22は、第二サンギア21と第二リングギア23との間に配置されており、第二サンギア21および第二リングギア23とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア22は、第二キャリア24によって回転自在に支持されている。第二キャリア24は、車体側に回転不能に固定されている。第二ピニオンギア22は、第二キャリア24によって支持されて第二ピニオンギア22の中心軸線周りに回転(自転)可能である。
第二サンギア21は、第二回転機MG2の回転軸34と接続されており、第二回転機MG2のロータと一体回転する。第二リングギア23は、第一リングギア13と接続されており、第一リングギア13と一体回転する。つまり、第二回転機MG2は、第二遊星歯車機構20を介して第一遊星歯車機構10と接続されている。第一リングギア13および第二リングギア23の外周面には、カウンタドライブギア25が設けられている。カウンタドライブギア25は、第一遊星歯車機構10および第二遊星歯車機構20の出力軸に設けられた出力ギアである。カウンタドライブギア25は、カウンタドリブンギア26と噛み合っている。カウンタドリブンギア26は、カウンタシャフト27を介してドライブピニオンギア28と接続されている。ドライブピニオンギア28は、差動装置30のデフリングギア29と噛み合っている。差動装置30は、左右の駆動軸31を介して駆動輪32と接続されている。
第一回転機MG1および第二回転機MG2は、それぞれモータ(電動機)としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機MG1,MG2によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機MG1および第二回転機MG2としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
入力軸2におけるエンジン1側と反対側の端部には、オイルポンプOPが配置されている。オイルポンプOPは、入力軸2の回転によって駆動されて潤滑油を車両100の各部に供給する。
ECU50は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ECU50は、エンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2と電気的に接続されており、エンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2をそれぞれ制御することができる。ECU50は、エンジン1の噴射制御、点火制御、吸気制御等の各種制御を実行することができる。また、ECU50は、第一回転機MG1の出力トルク(以下、「MG1トルク」と称する。)を制御することができる。本実施形態では、第一回転機MG1に対するトルク指令値(以下、「MG1トルク指令値Tg」と称する。)に応じて、第一回転機MG1に対する入出力電流(発電量を含む)が調節され、MG1トルクが制御される。また、ECU50は、第二回転機MG2の出力トルク(以下、「MG2トルク」と称する。)を制御することができる。本実施形態では、第二回転機MG2に対するトルク指令値(以下、「MG2トルク指令値」と称する。)に応じて、第二回転機MG2に対する入出力電流(発電量を含む)が調節され、MG2トルクが制御される。
ECU50は、第一クラッチCL1を制御する。本実施形態では、ECU50は、第一クラッチCL1に対する供給油圧(継合油圧)を調節する油圧制御装置に対してクラッチトルクの指令値(以下、「クラッチトルク指令値Tclt」と称する。)を出力する。油圧制御装置は、クラッチトルク指令値Tcltに応じた油圧を第一クラッチCL1に対して供給し、実際のクラッチトルクがクラッチトルク指令値Tcltとなるように供給油圧のフィードバック制御を行う。
車両100は、EV走行モードあるいはHV走行モードを選択的に実行することができる。EV走行モードは、第二回転機MG2を動力源として走行する走行モードである。図2の共線図において、S1軸は第一サンギア11および第一回転機MG1の回転数(以下、「MG1回転数」と称する。)を示し、C1軸は第一キャリア14およびエンジン1の回転数を示し、R1軸は、第一リングギア13の回転数を示す。C1軸において、四角印はエンジン回転数ωeを示し、丸印は第一キャリア14の回転数(以下、単に「キャリア回転数ωc」と称する。)を示す。
また、図2において、S2軸は第二回転機MG2の回転数(以下、「MG2回転数」と称する。)を示し、C2軸は第二キャリア24の回転数を示し、R2軸は第二リングギア23の回転数を示す。本実施形態では、第一リングギア13と第二リングギア23とが連結されているため、両者の回転数は一致している。
図2に示すように、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置101では、第一遊星歯車機構10の共線図において一端に位置する第1軸(S1軸)に第一回転機MG1が接続されている。また、共線図において他端に位置する第3軸(R1軸)が出力軸であり、駆動輪32および第二回転機MG2と接続されている。また、第1軸と第3軸との間に位置する第2軸(C1軸)が第一クラッチCL1を介してエンジン1と接続されている。
図2に示すように、EV走行時には、第一クラッチCL1が開放される。EV走行時には、エンジン1は停止され、キャリア回転数ωcが車速に応じた回転数となる。第二回転機MG2は、負トルクを出力して逆回転することにより、第二リングギア23から正トルクを出力させて車両100に前進方向の駆動力を発生させることができる。なお、正回転とは、車両100の前進時における各リングギア13,23の回転方向、言い換えると、エンジン1の運転時における第一キャリア14の回転方向とする。第二キャリア24は、回転が規制されているため、MG2トルクに対する反力受けとして機能し、第二リングギア23にMG2トルクを伝達する。
本実施形態では、EV走行時に第一回転機MG1の回転が停止される。第一回転機MG1は、例えば、コギングトルクにより回転を停止した状態に維持される。なお、EV走行時に第一回転機MG1が低回転(例えば、100rpm以下)で回転していてもよい。第一回転機MG1が停止あるいは低回転の回転状態とされることで、第一回転機MG1の引き摺り損失等が低減される。
HV走行モードは、エンジン1を動力源として走行する走行モードである。HV走行モードにおいて、更に、第二回転機MG2が動力源とされてもよい。HV走行モードでは、第一クラッチCL1が継合される。HV走行モードでは、第一回転機MG1がエンジントルクに対する反力受けとして機能する。第一回転機MG1は、MG1トルクを出力してエンジントルクに対する反力受けとして機能し、第一リングギア13からエンジントルクを出力させる。第一遊星歯車機構10は、エンジントルクを第一回転機MG1側と出力側に分配する動力分割機構として機能することができる。
EV走行モードからHV走行モードへ移行する場合など、第一クラッチCL1を開放した状態からエンジン1を始動する場合、第一クラッチCL1が継合され、MG1トルクによってエンジン1のクランキングが行われる。第一クラッチCL1が継合されることにより、第一クラッチCL1を介して第一回転機MG1等からエンジン1にトルクが伝達され、エンジン回転数ωeが上昇する。ECU50は、エンジン回転数ωeが所定の噴射許可回転数まで上昇すると、ファイアリングを実行してエンジン1を自立運転に移行させる。
ここで、第一クラッチCL1を継合して第一回転機MG1にMG1トルクを出力させてエンジン回転数ωeを上昇させるときに、第一回転機MG1において回転数フィードバック制御を行うことが考えられる。回転数フィードバック制御を行う場合、目標MG1回転数と実際のMG1回転数との偏差に応じてMG1トルク指令値Tgが変動してしまう。このため、例えば、第一クラッチCL1の摩擦係数のばらつきなどによってMG1トルク指令値Tgが大きくなり、使用電力が上限を超過してしまう可能性がある。例えば、回転数フィードバック制御中に想定以上に第一クラッチCL1の継合力が増加すると、キャリア回転数ωc(もしくはMG1回転数)が低下し、それを抑制するためにMG1トルク指令値Tgが増加して第一回転機MG1の消費電力が許容値を超えてしまう可能性がある。
本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101は、第一クラッチCL1を開放してエンジン1を切り離した状態からエンジン1を始動する場合、第一回転機MG1および第一クラッチCL1のトルク制御を実行する。トルク制御は、少なくともエンジン回転数ωeが上昇して共振帯から抜けるまでの間実行されることが望ましい。また、トルク制御は、キャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgt(目標回転数)となるまでの間実行されることが好ましい。
本実施形態に係るトルク制御では、予め定められたトルク値がクラッチトルク指令値Tcltとして出力される。例えば、予め定められたパターンでクラッチトルク指令値Tcltが出力される。図4を参照して、クラッチトルク指令値Tcltのパターンの一例について説明する。図4には、MG1トルク指令値Tg、クラッチトルク指令値Tcltおよび回転数が示されている。回転数としては、エンジン回転数ωeおよびキャリア回転数ωcが示されている。
クラッチトルク指令値Tcltは、第一目標値Tclt1および第二目標値Tclt2に基づいて決定される。第一目標値Tclt1は、エンジン回転数ωeが共振帯W1を通過する間のクラッチトルクの目標値である。第一目標値Tclt1は、エンジン回転数ωeが速やかに共振帯W1を通過できるように比較的大きなトルク値、例えば、81.1[Nm]とされる。第二目標値Tclt2は、エンジン回転数ωeが共振帯W1を通過した後、第一クラッチCL1が完全係合するまでのクラッチトルクの目標値である。第二目標値Tclt2は、第一目標値Tclt1に対して小さなトルク値である。
本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置101は、第一回転機MG1および第一クラッチCL1のトルク制御において、クラッチトルク指令値Tcltと釣り合うトルクTgeqに基づいて、MG1トルク指令値Tgを決定する。ここで、釣り合うトルクTgeqとは、クラッチトルク指令値Tcltを第一回転機MG1の回転軸33上のトルクに換算したトルク値である。釣り合うトルクTgeqは、下記式(1)で表される。
Tgeq=Tclt×ρ/(1+ρ)…(1)
ここで、ρは、図2に示す第一遊星歯車機構10のギア比である。
MG1トルク指令値Tgを釣り合うトルクTgeqに基づいて決定することにより、MG1トルクの値を第一クラッチCL1のトルク容量に応じたものとして、適切にエンジン回転数ωeを上昇させることができる。また、クラッチトルク指令値Tcltに応じてMG1トルク指令値Tgが決定されることで、MG1回転数のフィードバック制御がなされる場合とは異なり、機関を始動するときの電力消費が過大となることが抑制される。
ここで、キャリア回転数ωcには、第一クラッチCL1を係合するときの目標回転数である目標継合回転数ωc_tgtが定められている。エンジン始動時に実際のキャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtから乖離している場合には、第一クラッチCL1を係合する前に、キャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに同期させる制御が必要となる。
例えば、図5に示すように、エンジン1の始動を開始するときのキャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtよりも低回転である場合、エンジン1のクランキング中にキャリア回転数ωcを上昇させて目標継合回転数ωc_tgtに近づけることが望ましい。その方法として、キャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに近づけるようにMG1トルク指令値Tgを補正することが検討された。本願の出願人は、国際出願番号PCT/JP2013/062638において、MG1トルク指令値Tgと釣り合うトルクTgeqとに差分トルクを設け、その差分トルクを、キャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに近づける側の値とする技術を開示している。
例えば、釣り合うトルクTgeqと、差分トルクとしての付加トルクからMG1トルク指令値Tgを決定する場合、図5に示すようにキャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtに対して低回転であれば、付加トルクが正の値とされる。これにより、キャリア回転数ωcを上昇させて目標継合回転数ωc_tgtに近づけることができる。
しかしながら、以下に説明するように、クラッチの継合タイミングのばらつきを抑える点において、なお改良の余地がある。EV走行中など、第一クラッチCL1が開放している場合、キャリア回転数ωcは、車速に応じて変化する。キャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtと一致する車速を「所定車速」とした場合、車速が所定車速よりも低速となるに従い、キャリア回転数ωcは目標継合回転数ωc_tgtに対して低回転側に大きく乖離する。一方、車速が所定車速よりも高速となるに従い、キャリア回転数ωcは目標継合回転数ωc_tgtに対して高回転側に大きく乖離する。
このため、エンジン始動時のトルク制御において、目標継合回転数ωc_tgtに対するキャリア回転数ωcの乖離量にかかわらず付加トルクとして予め定められた一定の値を用いた場合、キャリア回転数ωcと目標継合回転数ωc_tgtとの差回転が十分に低減する前に第一クラッチCL1が完全継合してしまい、ショックが発生する可能性がある。また、キャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtに到達するタイミングが変動してしまい、エンジン始動を開始してから第一クラッチCL1が完全継合するまでの時間にばらつきが生じる可能性がある。
本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101によって出力されるMG1トルク指令値Tgは、以下に説明するように、釣り合うトルクTgeq、およびキャリア回転数ωcを制御する補正トルクである付加トルクTg_addに基づく。付加トルクTg_addの値は、エンジン1の始動を開始するときのキャリア回転数ωcが高いほど小さな値である。本実施形態では、エンジン1の始動を開始するときのキャリア回転数ωcと比例する値である車速に応じて付加トルクTg_addの値が決定される。車速に応じて付加トルクTg_addが決定されることで、キャリア回転数ωcを狙いとするタイミングで目標継合回転数ωc_tgtに到達させることなどが可能となる。よって、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101によれば、キャリア回転数ωcのばらつきを抑制し、第一クラッチCL1が完全継合するタイミングのばらつきを抑制することができる。
図7には、車速と付加トルクTg_addとの関係の一例が示されている。以下に、本実施形態に係る付加トルクTg_addの算出方法について説明する。ECU50は、エンジン1の始動を開始するときの車速である初期車速と、図7に示すマップとに基づいて、付加トルクTg_addを決定する。
本実施形態では、以下に[数1]乃至[数4]を参照して説明するように、エンジン回転数ωeが上昇して共振帯W1から抜けるときに、キャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに到達させるように、初期車速に応じた付加トルクTg_addが定められている。エンジン回転数ωeの変化速度は、下記[数1]で算出される。なお、Ieはエンジン1の慣性モーメントであり、諸元値である。
Figure 2015077847
また、共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgtと、共振帯通過時間ttgtとは、下記[数2]の関係にある。なお、共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgtは、エンジン回転数ωeが共振帯W1を通過したと判定する回転数の閾値であり、共振帯通過時間ttgtは、エンジン1の始動を開始してからエンジン回転数ωeが共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgtに到達するまでの経過時間である。共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgtおよび共振帯通過時間ttgtは、設計値である。共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgtは、例えば、エンジン1のダンパの共振周波数に基づいて定められる。クランキング時のダンパ共振周波数相当の回転数以上まで早期にエンジン回転数ωeを引き上げるようにすれば、始動時の振動を抑制することができる。
Figure 2015077847
また、上記[数1]および[数2]から、下記[数3]が導かれる。
Figure 2015077847
付加トルクTg_addは、上記[数3]で決まる共振帯通過時間ttgtの間に、キャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtまで変化させるトルク値として、下記[数4]によって算出される。なお、ωc_iniは、初期キャリア回転数であり、エンジン1の始動が要求されたときのキャリア回転数ωc、言い換えると、エンジン1の始動を開始するときのキャリア回転数ωcである。また、Igは、第一回転機MG1の慣性モーメントであり、諸元値である。
Figure 2015077847
このようにして求められる付加トルクTg_addは、図7に示すように、初期車速が高いほど小さな値である。図7に示す付加トルクTg_addでは、所定車速である40[km/h]において値が0となっている。また、付加トルクTg_addは、所定車速よりも低車速の領域では、正の値である。付加トルクは、所定車速に対して車速が小さくなるに従い値が線形的に増加し、車速が0[km/h]において最大値となる。また、付加トルクTg_addは、所定車速よりも高車速の領域では、負の値である。付加トルクTg_addは、所定車速に対して車速が大きくなるに従い値が線形的に減少する。なお、目標継合回転数ωc_tgtは、一定値であっても、エンジン1の始動要求がなされたときの要求駆動トルク等に応じて可変とされてもよい。
なお、所定回転要素の回転数であるキャリア回転数ωcは、車速に比例して変化するものである。従って、本実施形態の付加トルクTg_addは、エンジン1の始動を開始するときの所定回転要素の回転数が高いほど、すなわち初期キャリア回転数ωc_iniが高いほど小さな値となる。また、初期キャリア回転数ωc_iniが目標継合回転数ωc_tgtに等しい場合の付加トルクTg_addは0となる。
上記[数4]で求めた付加トルクTg_addと、クラッチトルク指令値Tcltから、MG1トルク指令値Tgは、下記[数5]により決定される。なお、上記[数4]で求めた付加トルクTg_addに代えて、初期車速に基づいて図7を参照して算出された付加トルクTg_addが[数5]に代入されてもよい。
Figure 2015077847
[数5]により決定されるMG1トルク指令値Tgによれば、エンジン回転数ωeが上昇して共振帯W1から抜けるとき、例えばエンジン回転数ωeが共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgtとなるタイミングでキャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに到達させることができる。よって、機関を始動するときの電力消費が過大となることを抑制することと、クラッチの継合タイミングのばらつきを抑制することとが両立される。
図3を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101の動作について説明する。図3に示す制御フローは、システム作動中に実行されるものであり、例えば所定の間隔で繰り返し実行される。
まず、ステップS101では、エンジン1の切離始動要求があるか否かが判定される。ここで、切離始動要求とは、第一クラッチCL1を開放してエンジン1が第一遊星歯車機構10から切り離された状態でなされるエンジン1の始動要求である。ステップS101の判定の結果、エンジン1の切離始動要求があると判定された場合(ステップS101−Y)にはステップS102に進み、そうでない場合(ステップS101−N)には本制御フローは終了する。
ステップS102では、ECU50により、付加トルクTg_addが算出される。ECU50は、例えば、図7に示すマップを参照し、取得した車速に基づいて付加トルクTg_addを算出する。なお、ECU50は、上記[数1]乃至[数4]の演算を実行して付加トルクTg_addを実行するようにしてもよい。ステップS102が実行されると、ステップS103に進む。
ステップS103では、ECU50により、共振帯通過判定が成立しているか否かが判定される。取得したエンジン回転数ωeが共振帯通過判定エンジン回転数ωe_tgt以上である場合に、共振帯通過判定が成立し、ステップS103で肯定判定がなされる。ステップS103の判定の結果、共振帯通過判定が成立していると判定された場合(ステップS103−Y)にはステップS104に進み、そうでない場合(ステップS103−N)にはステップS106に進む。
ステップS104では、ECU50により、目標回転数到達判定が成立しているか否かが判定される。ECU50は、キャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtに同期したか否かに基づいてステップS104の判定を行う。ECU50は、例えば、取得したキャリア回転数ωcと目標継合回転数ωc_tgtとの偏差絶対値が所定値(例えば、50rpm)以下である場合にステップS104で肯定判定を行う。ステップS104の判定の結果、目標回転数到達判定が成立していると判定された場合(ステップS104−Y)にはステップS105に進み、そうでない場合(ステップS104−N)にはステップS107に進む。
ステップS105では、ECU50により、クラッチ継合判定が成立しているか否かが判定される。ECU50は、例えば、キャリア回転数ωcとエンジン回転数ωeとの偏差絶対値が所定値(例えば、50rpm)以下である場合にステップS105で肯定判定を行う。ステップS105の判定の結果、クラッチ継合判定が成立していると判定された場合(ステップS105−Y)にはステップS109に進み、そうでない場合(ステップS105−N)にはステップS108に進む。
ステップS106では、ECU50により、第一制御が実行される。第一制御は、エンジン1の始動開始後、エンジン回転数ωeが共振帯W1よりも高回転側の領域に抜けるまでの間に実行される、第一クラッチCL1および第一回転機MG1のトルク制御である。第一制御では、クラッチトルクを第一目標値Tclt1とするように、クラッチトルク指令値Tcltが決定される。図4を参照して説明すると、時刻t0から時刻t2の間は、共振帯通過判定が成立してない(ステップS103−N)ため、第一制御が実行される。エンジン始動開始後に、時刻t1までの間、クラッチトルク指令値Tcltは、第一目標値Tclt1に向けて漸増する。時刻t1にクラッチトルク指令値Tcltが第一目標値Tclt1となると、クラッチトルク指令値Tcltが維持される。
第一制御において、MG1トルク指令値Tgは、上記[数5]によって算出される。図5に示すように、初期キャリア回転数ωc_iniが目標継合回転数ωc_tgtよりも低回転である場合、付加トルクTg_addは、正の値である。MG1トルク指令値Tgは、釣り合うトルクTgeqに対して正の付加トルクTg_addが加算された値となる。正の付加トルクTg_addが加算されることにより、キャリア回転数ωcが上昇する。キャリア回転数ωcは、エンジン回転数ωeが共振帯W1を抜けるまでの間に、目標継合回転数ωc_tgtまで上昇する。
一方、図6に示すように、初期キャリア回転数ωc_iniが目標継合回転数ωc_tgtよりも高回転である場合、付加トルクTg_addは、負の値である。MG1トルク指令値Tgは、釣り合うトルクTgeqに対して負の付加トルクTg_addが加算された値となる。負の付加トルクTg_addが加算されることにより、キャリア回転数ωcが低下する。キャリア回転数ωcは、エンジン回転数ωeが共振帯W1を抜けるまでの間に、目標継合回転数ωc_tgtまで低下する。
また、ECU50は、第一制御において、反力キャンセルトルク指令値Tepを下記式(2)によって決定する。
Tep=Tclt/(1+ρ)…(2)
ここで、反力キャンセルトルクは、第一クラッチCL1を継合することによる駆動軸31に対する出力トルクの変動を抑制するトルクである。ECU50は、第二回転機MG2によって、要求駆動力に基づくトルクに加えて反力キャンセルトルクを出力させることにより、第一クラッチCL1を継合することによって発生する反力をキャンセルする。
ECU50は、決定したクラッチトルク指令値Tcltを第一クラッチCL1の油圧制御装置に対して出力する。また、ECU50は、決定したMG1トルク指令値Tgを第一回転機MG1に対して出力する。また、ECU50は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Tepとを合わせたトルクの値を第二回転機MG2に対するトルク指令値として出力する。ステップS106が実行されると、本制御フローは終了する。
ステップS107では、ECU50により、第二制御が実行される。第二制御は、共振帯通過判定が成立した後、目標回転数到達判定が成立するまでの間に実行される、第一クラッチCL1および第一回転機MG1のトルク制御である。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置101は、共振帯通過判定が成立する時点で目標回転数到達判定も成立するように、付加トルクTg_addを決定する。従って、第二制御は、外乱等によってキャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtに到達するタイミングがずれた場合などに実行される。
第二制御では、クラッチトルクを第二目標値Tclt2とするように、クラッチトルク指令値Tcltが決定される。図5を参照して説明すると、時刻t12において共振帯通過判定が成立した後は、クラッチトルク指令値Tcltが第二目標値Tclt2に向けて漸減する。時刻t13においてクラッチトルク指令値Tcltが第二目標値Tclt2となると、クラッチトルク指令値Tcltが維持される。
第二制御において、MG1トルク指令値Tgは、上記[数5]によって算出される。図5に示すように初期キャリア回転数ωc_iniが目標継合回転数ωc_tgtよりも低回転であった場合において、仮に、時刻t12において共振帯通過判定がなされた後に目標回転数到達判定が成立していないとする。この場合には、時刻t12までと同様にして、MG1トルク指令値Tgは、釣り合うトルクTgeqに正の付加トルクTg_addが加算された値となる。
一方、図6に示すように初期キャリア回転数ωc_iniが目標継合回転数ωc_tgtよりも高回転であった場合において、仮に、時刻t22において共振帯通過判定がなされた後に目標回転数到達判定が成立していないとする。この場合には、時刻t22までと同様にして、MG1トルク指令値Tgは、釣り合うトルクTgeqに負の付加トルクTg_addが加算された値となる。
第二制御において、反力キャンセルトルク指令値Tepは、上記式(2)によって算出される。ECU50は、決定したクラッチトルク指令値Tcltを第一クラッチCL1の油圧制御装置に対して出力する。また、ECU50は、決定したMG1トルク指令値Tgを第一回転機MG1に対して出力する。また、ECU50は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Tepとを合わせたトルクの値を第二回転機MG2に対するトルク指令値として出力する。ステップS107が実行されると、本制御フローは終了する。
ステップS108では、ECU50により、第三制御が実行される。第三制御は、目標回転数到達判定が成立した後、クラッチ継合判定が成立するまでの間に実行される、第一クラッチCL1および第一回転機MG1のトルク制御である。第三制御ではクラッチトルクを第二目標値Tclt2とするように、クラッチトルク指令値Tcltが決定される。例えば、図4を参照して説明すると、時刻t2において共振帯通過判定および目標回転数到達判定が成立(ステップS103−Y、かつステップS104−Y)する。また、時刻t2の時点では、まだクラッチ継合判定が成立していない(ステップS105−N)。これにより、第三制御が実行され、クラッチトルク指令値Tcltは第二目標値Tclt2に向けて漸減する。時刻t3においてクラッチトルク指令値Tcltが第二目標値Tclt2となると、クラッチトルク指令値Tcltが維持される。
第三制御において、MG1トルク指令値Tgは、下記式(3)によって算出される。
Tg=Tclt×ρ/(1+ρ)…(3)
すなわち、第三制御では、MG1トルクが釣り合うトルクTgeqとなるように、MG1トルク指令値Tgが決定される。
例えば、図5に示すようにキャリア回転数ωcが目標継合回転数ωc_tgtよりも低回転であった場合、時刻t12に目標回転数到達判定が成立すると、MG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに向けて徐々に変化する。時刻t13にMG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに到達すると、MG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに維持される。
一方、図6に示すように初期キャリア回転数ωc_iniが目標継合回転数ωc_tgtよりも高回転であった場合、時刻t22に目標回転数到達判定が成立すると、MG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに向けて徐々に変化する。時刻t23にMG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに到達すると、MG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに維持される。
第三制御において、反力キャンセルトルク指令値Tepは、上記式(2)によって算出される。ECU50は、決定したクラッチトルク指令値Tcltを第一クラッチCL1の油圧制御装置に対して出力する。また、ECU50は、決定したMG1トルク指令値Tgを第一回転機MG1に対して出力する。また、ECU50は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Tepとを合わせたトルクの値を第二回転機MG2に対するトルク指令値として出力する。ステップS108が実行されると、本制御フローは終了する。
ステップS109では、ECU50により、第四制御がなされる。第四制御は、クラッチ継合判定が成立した後に実行される制御である。第四制御では、第一クラッチCL1に対してはトルク制御がなされる一方、第一回転機MG1に対しては回転数フィードバック(FB)制御がなされる。また、反力キャンセルトルク指令値Tepは、それまでのクラッチトルク指令値Tcltに基づく値から、MG1トルク指令値Tgに基づく値に変更される。
第四制御において、クラッチトルク指令値Tcltは、第一制御におけるクラッチトルク指令値Tcltよりも大きな値とされる。本実施形態では、第四制御におけるクラッチトルク指令値Tcltが、例えば200[Nm]とされ、エンジン最大トルクよりも大きく完全継合状態が維持できるトルクである。MG1トルク指令値Tgは、回転数FB制御によって決定される。ECU50は、目標MG1回転数と実際のMG1回転数との偏差を縮小するように、例えばPID制御によるフィードバック制御を行い、MG1トルク指令値Tgを決定する。また、反力キャンセルトルク指令値Tepは、MG1トルク指令値Tgに基づき、下記式(4)によって算出される。
Tep=Tg/(1+ρ)…(4)
ECU50は、決定したクラッチトルク指令値Tcltを第一クラッチCL1の油圧制御装置に対して出力する。また、ECU50は、決定したMG1トルク指令値Tgを第一回転機MG1に対して出力する。また、ECU50は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Tepとを合わせたトルクの値を第二回転機MG2に対するトルク指令値として出力する。ステップS109が実行されると、本制御フローは終了する。
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101は、第一クラッチCL1を開放した状態からエンジン1を始動する場合、第一回転機MG1および第一クラッチCL1のトルク制御を実行する。これにより、MG1トルク指令値Tgが第一クラッチCL1の摩擦係数のばらつき等に影響されることを抑制し、エンジン始動時の電力消費が過大となることを抑制することができる。
また、ハイブリッド車両用駆動装置101によるトルク制御において、MG1トルク指令値Tgは、クラッチトルク指令値Tcltと釣り合うトルクTgeqおよびキャリア回転数ωcを制御する補正トルク、すなわちキャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに近づける付加トルクTg_addに基づいている。付加トルクTg_addは、車速が高いほど、言い換えると初期キャリア回転数ωc_iniが高いほど小さな値である。よって、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置101によれば、エンジン始動時の車速の違いによって第一クラッチCL1の継合回転数がばらついてしまうことが抑制される。
[第2実施形態]
図8を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図8は、第2実施形態に係る車両のスケルトン図である。第2実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置102において、上記第1実施形態のハイブリッド車両用駆動装置101と異なる点は、第二回転機MG2がエンジン1および第一回転機MG1とは別軸上に配置された複軸方式とされている点である。
図8に示すように、第二回転機MG2の回転軸34は、エンジン1の出力軸1aおよび第一回転機MG1の回転軸33と平行でかつ出力軸1aおよび回転軸33とは異なる軸上に配置されている。第2実施形態のハイブリッド車両用駆動装置102では、第一回転機MG1は、第一遊星歯車機構10に対してエンジン1側とは反対側に配置されている。また、ハイブリッド車両用駆動装置102は、第二遊星歯車機構20を有していない。
上記第1実施形態と同様に、第一遊星歯車機構10の第一サンギア11は、第一回転機MG1の回転軸33と接続されている。また、第一キャリア14は、入力軸2と接続されている。入力軸2は、第一クラッチCL1を介してエンジン1の出力軸1aと接続されている。第一リングギア13には、カウンタドライブギア25が接続されている。カウンタドライブギア25は、カウンタドリブンギア26と噛み合っている。
本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置102では、第二回転機MG2の回転軸34には、リダクションギア35が接続されている。リダクションギア35は、カウンタドリブンギア26と噛み合っている。つまり、上記第1実施形態では、第二回転機MG2は、第二遊星歯車機構20およびカウンタドライブギア25を介してカウンタドリブンギア26と接続されていたが、これに代えて、本実施形態の第二回転機MG2は、リダクションギア35を介してカウンタドリブンギア26と接続されている。
リダクションギア35は、カウンタドリブンギア26よりも小径であり、第二回転機MG2の回転を減速してカウンタドリブンギア26に伝達する。つまり、本実施形態では、第二遊星歯車機構20に代えて、リダクションギア35およびカウンタドリブンギア26が減速機構として機能する。
本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置102は、上記第1実施形態のハイブリッド車両用駆動装置101と同様の制御を実行する。すなわち、ハイブリッド車両用駆動装置102は、第一クラッチCL1を開放した状態からエンジン1を始動する場合、第一回転機MG1および第一クラッチCL1のトルク制御を実行する。また、当該トルク制御において、MG1トルク指令値Tgは、クラッチトルク指令値Tcltと釣り合うトルクTgeqおよびキャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに近づける付加トルクTg_addに基づく。付加トルクTg_addは、車速が高いほど、すなわち初期キャリア回転数ωc_iniが高いほど小さな値である。
また、付加トルクTg_addは、エンジン回転数ωeが上昇して共振帯W1から抜けるときに、キャリア回転数ωcを目標継合回転数ωc_tgtに到達させるものであることが好ましい。
[第3実施形態]
図9乃至図13を参照して、第3実施形態について説明する。第3実施形態については、上記第1実施形態および第2実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図9は、第3実施形態に係る車両のスケルトン図、図10は、第3実施形態に係る作動係合表を示す図、図11は、第3実施形態の第一走行モードに係る共線図、図12は、第3実施形態の第二走行モードに係る共線図、図13は、第3実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。
図9に示す車両100は、動力源としてエンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2を有するハイブリッド(HV)車両である。車両100は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド(PHV)車両であってもよい。車両100は、上記動力源に加えて、遊星歯車機構40、第一クラッチCL1、第二クラッチCL2およびブレーキBK1を含んで構成されている。
また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置103は、第一回転機MG1、第二回転機MG2、エンジン1、遊星歯車機構40および第一クラッチCL1を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置103は、更にECU60を含んで構成されてもよい。
第一回転機MG1の回転軸36は、第一クラッチCL1、ダンパ1cおよびフライホイール1bを介してエンジン1の出力軸1aと接続されている。遊星歯車機構40は、シングルピニオン式であり、サンギア41、ピニオンギア42、リングギア43およびキャリア44を有する。
サンギア41には、第二回転機MG2の回転軸37が接続されている。キャリア44には、出力ギア45が接続されている。出力ギア45は、差動装置30のデフリングギア29と噛み合っている。差動装置30は、左右の駆動軸31を介して駆動輪32に接続されている。リングギア43には、第二クラッチCL2を介して第一回転機MG1の回転軸36が接続されている。第一クラッチCL1および第二クラッチCL2は、例えば、摩擦継合式のものとすることができる。リングギア43は、第一クラッチCL1および第二クラッチCL2を介してエンジン1と接続された所定回転要素である。
ブレーキBK1は、継合することでリングギア43の回転を規制するものである。本実施形態のブレーキBK1は、例えば、摩擦継合式のブレーキ装置である。継合状態のブレーキBK1は、リングギア43と車体側とを接続し、リングギア43の回転を規制する。
ECU60は、エンジン1、第一回転機MG1、第二回転機MG2、第一クラッチCL1、第二クラッチCL2およびブレーキBK1を制御する。ハイブリッド車両用駆動装置103は、HV走行モードとEV走行モードとを有する。
HV走行モードでは、第一クラッチCL1および第二クラッチCL2が継合され、ブレーキBK1が開放される。これにより、エンジン1と第一回転機MG1とリングギア43とが連結される。
EV走行モードは、第一走行モードと第二走行モードとを含む。第一走行モードは、第二回転機MG2を動力源として走行する走行モードである。図10に示すように、第一走行モードでは、第一クラッチCL1および第二クラッチCL2が開放され、ブレーキBK1が継合される。図11に示す共線図において、S軸はサンギア41および第二回転機MG2の回転数を示し、C軸はキャリア44の回転数を示し、R軸はリングギア43の回転数を示す。第一クラッチCL1および第二クラッチCL2が開放されることにより、エンジン1および第一回転機MG1は、リングギア43から切り離される。ブレーキBK1が継合することにより、リングギア43の回転が規制される。従って、リングギア43は、MG2トルクに対する反力受けとして機能し、MG2トルクをキャリア44から出力させることができる。
第二走行モードは、第一回転機MG1および第二回転機MG2を動力源として走行する走行モードである。図10に示すように、第二走行モードでは、第二クラッチCL2が継合され、第一クラッチCL1およびブレーキBK1が開放される。図12に示すように、第一クラッチCL1が開放されることにより、エンジン1は第一回転機MG1から切り離される。また、第二クラッチCL2が継合することで第一回転機MG1がリングギア43と接続される。また、ブレーキBK1が開放されることでリングギア43の回転が許容される。従って、第一回転機MG1および第二回転機MG2のトルクがそれぞれキャリア44から出力される。
本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置103は、上記第1実施形態のハイブリッド車両用駆動装置101や上記第2実施形態のハイブリッド車両用駆動装置102と同様に、第一クラッチCL1を開放した状態からエンジン1を始動する場合、第一回転機MG1および第一クラッチCL1のトルク制御を実行する。トルク制御は、少なくともエンジン回転数ωeが上昇して共振帯W1から抜けるまでの間実行されることが望ましい。また、トルク制御は、リングギア43の回転数であるリングギア回転数ωrが目標継合回転数ωr_tgt(目標回転数)となるまでの間実行されることが好ましい。
本実施形態では、第一回転機MG1および第一クラッチCL1に対するトルク制御は、例えば、図12に示す第二走行モードでの走行中にエンジン1を始動する場合に実行される。この場合、ハイブリッド車両用駆動装置103は、第一クラッチCL1を継合すると共に第一回転機MG1によって走行駆動用のトルクTg_drvに加えてエンジン1をクランキングするクランキングトルクを出力させる。第一回転機MG1および第一クラッチCL1のトルク制御では、第一回転機MG1が出力するクランキングトルクは、釣り合うトルクTgeqとされる。このようにMG1トルク指令値Tgが釣り合うトルクTgeqに基づいて決定されることにより、MG1トルクの値を第一クラッチCL1のトルク容量に応じたものとして、適切にエンジン回転数ωeを上昇させることができる。
なお、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置103では、第一回転機MG1と第一クラッチCL1が同軸上にあるため、釣り合うトルクTgeqはクラッチトルク指令値Tcltと一致する。
第二走行モードにおいてエンジン1を始動して第一クラッチCL1を完全継合する際には、リングギア43の回転数ωrを、目標継合回転数ωr_tgtまで変化させる必要がある。ここで、第二走行モードでは、所定回転要素であるリングギア43の回転数は、車速や各回転機MG1,MG2の効率、出力制限等に応じて決定される。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置103では、同じ車速に対して、リングギア43の回転数ωrを任意に決定することが可能である。ハイブリッド車両用駆動装置103は、エンジン1の始動時に第一回転機MG1によってクランキングトルクを出力させる際に、MG1トルク指令値Tgに付加トルクTg_addを加算する。本実施形態の付加トルクTg_addは、リングギア回転数ωrを目標継合回転数ωr_tgtに向けて変化させるトルクである。つまり、MG1トルク指令値Tgは、下記式(5)によって算出される。
Tg=Tg_drv+Tclt+Tg_add…(5)
すなわち、ハイブリッド車両用駆動装置103により決定されるMG1トルク指令値Tgは、釣り合うトルクTgeq、および所定回転要素の回転数を目標回転数に近づける付加トルクTg_addに基づいている。付加トルクTg_addは、エンジン1の始動を開始するときのリングギア回転数ωr(以下、「初期リングギア回転数ωr_ini」と称する。)と目標継合回転数ωr_tgtとの差回転に応じて可変とされる。
図13に示すように、初期リングギア回転数ωr_iniが目標継合回転数ωr_tgtよりも高回転である場合、付加トルクTg_addは逆回転方向のトルク(負のトルク値)とされ、かつ初期リングギア回転数ωr_iniと目標継合回転数ωr_tgtとの回転数差が大きくなるに従い、付加トルクTg_addが小さくなる。一方、初期リングギア回転数ωr_iniが目標継合回転数ωr_tgtよりも低回転である場合、付加トルクTg_addは正回転方向のトルク(正のトルク値)とされ、かつ初期リングギア回転数ωr_iniと目標継合回転数ωr_tgtとの回転数差が大きくなるに従い、付加トルクTg_addが大きくなる。すなわち、本実施形態の付加トルクTg_addは、初期リングギア回転数ωr_iniが高いほど小さな値である。
本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置103は、エンジン1を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、第一クラッチCL1の継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができる。
なお、更に他の車両に上記各実施形態や本実施形態の制御が適用されてもよい。例えば、エンジンと1つの回転機とを搭載し、駆動輪および回転機とエンジンとをクラッチによって断接する車両に対して、上記各実施形態や本実施形態の制御が適用されてもよい。
[上記各実施形態の変形例]
上記第1実施形態乃至第3実施形態の目標回転数は、1つの回転数であっても、一定の回転数の範囲であってもよい。また、目標回転数は、車速等の条件に応じて変化してもよい。例えば、車速が高い場合の目標回転数は、車速が低い場合の目標回転数よりも高回転であってもよい。車速が高い場合は、要求パワーが高くなりやすい。このような場合に目標回転数を高くすることで、要求に対するパワーの応答性を向上させることができる。また、比較的要求パワーが低い低車速の場合に目標回転数を低くすることで、第一クラッチCL1が完全継合するタイミングを早めることができる。
また、上記第1実施形態乃至第3実施形態において、第一クラッチCL1等のクラッチは、湿式であっても乾式であってもよい。
上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
101,102,103 ハイブリッド車両用駆動装置
1 エンジン(機関)
10 第一遊星歯車機構(差動機構)
11 第一サンギア
12 第一ピニオンギア
13 第一リングギア
14 第一キャリア(所定回転要素)
32 駆動輪
40 遊星歯車機構(差動機構)
43 リングギア(所定回転要素)
50,60 ECU
BK1 ブレーキ
CL1 第一クラッチ(クラッチ)
CL2 第二クラッチ
ωc キャリア回転数
ωe エンジン回転数
ωr リングギア回転数
Tclt クラッチトルク指令値
Tg MG1トルク指令値
Tgeq 釣り合うトルク
g_add 付加トルク(補正トルク)
W1 共振帯
ωc_ini 初期キャリア回転数
ωc_tgt 目標継合回転数
ωr_ini 初期リングギア回転数
ωr_tgt 目標継合回転数

Claims (1)

  1. 差動機構と、
    前記差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、
    クラッチを介して前記差動機構の所定回転要素と接続された機関と、
    を備え、前記クラッチを開放した状態から前記機関を始動する場合、前記第一回転機および前記クラッチのトルク制御を実行し、
    前記トルク制御において、前記第一回転機に対するトルク指令値は、前記クラッチに対するトルク指令値と釣り合うトルクおよび前記所定回転要素の回転数を制御する補正トルクに基づき、
    前記補正トルクの値は、前記機関の始動を開始するときの前記所定回転要素の回転数が高いほど小さな値である
    ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
JP2013215039A 2013-10-15 2013-10-15 ハイブリッド車両用駆動装置 Pending JP2015077847A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018012376A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP2020040614A (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 マツダ株式会社 ハイブリッド車輌のエンジン始動制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018012376A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US10093165B2 (en) 2016-07-19 2018-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of vehicle
JP2020040614A (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 マツダ株式会社 ハイブリッド車輌のエンジン始動制御装置
WO2020054295A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 マツダ株式会社 ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両
CN112654541A (zh) * 2018-09-13 2021-04-13 马自达汽车株式会社 混合动力车辆的发动机启动控制装置及混合动力车辆
CN112654541B (zh) * 2018-09-13 2024-02-02 马自达汽车株式会社 混合动力车辆的发动机启动控制装置及混合动力车辆

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