JP4013863B2 - Drive device for hybrid vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle.

エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両の構成として、自動変速機（以下、ＡＴという。）とエンジンとの間にモータを配置したシステムが提案されている。この構成では、ＡＴを介してモータの駆動力を伝達することで、駆動力を増幅することができ、モータの駆動力を低減することができる。しかしながら、回生状態では、ＡＴを介して運動エネルギを回収するため効率が悪い。またモータを用いて、ＡＴの変速ショック、特に慣性力によるショックの低減を行うことが困難である。   As a configuration of a hybrid vehicle using an engine and a motor as drive sources, a system in which a motor is arranged between an automatic transmission (hereinafter referred to as AT) and the engine has been proposed. In this configuration, by transmitting the driving force of the motor via the AT, the driving force can be amplified and the driving force of the motor can be reduced. However, in the regenerative state, the kinetic energy is recovered through the AT, so the efficiency is poor. In addition, it is difficult to reduce a shift shock of AT, particularly a shock due to inertial force, using a motor.

このような課題を解消するためにＡＴの出力軸にモータを配置したシステムがある（特許文献１参照。）。
特開２００１−１６９４０４号公報 In order to solve such a problem, there is a system in which a motor is arranged on an output shaft of an AT (see Patent Document 1).
JP 2001-169404 A

しかしながら、上記従来技術においては、ＡＴの出力軸にモータを直結しているため、アイドル状態での車両停止時の発電が不可能で、かつモータの運転点の自由度が低く、モータの高効率領域での回生が困難となるという問題がある。   However, in the above prior art, since the motor is directly connected to the output shaft of the AT, it is impossible to generate power when the vehicle is stopped in the idle state, and the degree of freedom of the operating point of the motor is low. There is a problem that regeneration in the area becomes difficult.

したがって、本発明においては、アイドル状態での車両停止時の発電やモータの高効率領域での回生を可能とするハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive device that enables power generation when the vehicle is stopped in an idle state and regeneration in a high efficiency region of the motor.

本発明は、エンジンと、電動機と、前記エンジンの回転軸に入力軸が接続される有段式自動変速機と、前記有段式自動変速機の出力軸に接続される第１回転軸と、車両の駆動軸に接続される第２回転軸と、前記電動機の回転軸に接続される第３回転軸と、第４回転軸とを有し、前記各回転軸の回転速度の関係を示す共線図において、前記第４回転軸を端部に配置すると共に前記第４回転軸と前記第３回転軸との間に前記第２回転軸を配置する遊星歯車機構と、前記第４回転軸の回転を拘束する第１摩擦係合手段と、前記遊星歯車機構の４つの回転軸の回転速度を同じにする第２摩擦係合手段と、を備えたハイブリッド車両の駆動装置である。 The present invention includes an engine, an electric motor, a stepped automatic transmission having an input shaft connected to the rotating shaft of the engine, a first rotating shaft connected to an output shaft of the stepped automatic transmission, A second rotating shaft connected to the drive shaft of the vehicle, a third rotating shaft connected to the rotating shaft of the electric motor, and a fourth rotating shaft, each showing a relationship in rotational speed between the rotating shafts. In the diagram, a planetary gear mechanism in which the fourth rotating shaft is disposed at an end and the second rotating shaft is disposed between the fourth rotating shaft and the third rotating shaft; and A drive device for a hybrid vehicle, comprising: first friction engagement means for constraining rotation; and second friction engagement means for equalizing the rotational speeds of the four rotation shafts of the planetary gear mechanism .

本発明によれば、自動変速機と駆動軸の間に遊星歯車機構を設置したので、電動機の回転速度を駆動軸の回転速度より高くすることができる。これにより、高効率運転領域がエンジンの高効率運転領域より高い領域にある電動機においても効率のよい運転が実現できる。また、アイドル停止時には、駆動時の回転速度がゼロになるように遊星歯車機構を制御するため、エンジンの運転を最良燃費となる運転状態で電動機が発電を行うことができる。   According to the present invention, since the planetary gear mechanism is installed between the automatic transmission and the drive shaft, the rotation speed of the electric motor can be made higher than the rotation speed of the drive shaft. As a result, efficient operation can be realized even in an electric motor whose high-efficiency operation region is higher than the high-efficiency operation region of the engine. Further, since the planetary gear mechanism is controlled so that the rotational speed at the time of driving becomes zero at the time of idling stop, the electric motor can generate electric power in an operation state in which the engine operates at the best fuel efficiency.

図１は、本発明を適用するハイブリッド車両の駆動装置の構成図である。駆動源としてのエンジン１１の駆動力は、トルクコンバータ部（以下、トルコン部）２０、第１変速部１２ａ（有段式自動変速機）、第２変速部１２ｂを通じて所定回転速度に調整されて駆動軸１３に接続されたデファレンシャルギア（以下、単にデフという。）１４に伝達される。デフ１４から駆動力は駆動輪１５に伝わり車両が走行する。 第２変速部１２ｂには、モータ１６が接続されており、モータ１６は車両の運転状態等に応じて駆動力をアシストしたり、発電機として機能して発電した電力をインバータ１７を介してモータ１６を駆動するためのバッテリ１８に充電する。   FIG. 1 is a configuration diagram of a drive device for a hybrid vehicle to which the present invention is applied. The driving force of the engine 11 as a driving source is adjusted to a predetermined rotational speed and driven through a torque converter unit (hereinafter, torque converter unit) 20, a first transmission unit 12a (stepped automatic transmission), and a second transmission unit 12b. It is transmitted to a differential gear (hereinafter simply referred to as “diff”) 14 connected to the shaft 13. The driving force is transmitted from the differential 14 to the driving wheel 15 and the vehicle travels. A motor 16 is connected to the second transmission unit 12b, and the motor 16 assists the driving force in accordance with the driving state of the vehicle or the like, and functions as a generator to generate electric power via the inverter 17. The battery 18 for driving 16 is charged.

エンジン１１を制御するためのエンジンコントローラ（以下、ＥＣＵという。）８１、トルクコンバータ部２０と第１、第２変速部１２ａ、１２ｂとを制御するためのＡＴコントローラ（以下、ＡＴＵという。）８２、およびモータ１６及びバッテリ１８を制御するためのモータ及びバッテリコントローラ（以下、ＭＣＵ／ＢＣＵという。）８３が設置され、これらコントローラ８１から８３を統合制御するためのＨＥＶコントローラ８０が設けられる。ＨＥＶコントローラ８０は、各コントローラ８１から８３との制御信号のやり取りに基づいて駆動軸１３に設けた駆動軸ブレーキ８５及び駆動輪１５に設置した駆動輪ブレーキ８５を制御する。   An engine controller (hereinafter referred to as ECU) 81 for controlling the engine 11, an AT controller (hereinafter referred to as ATU) 82 for controlling the torque converter unit 20 and the first and second transmission units 12a and 12b, A motor and battery controller (hereinafter referred to as MCU / BCU) 83 for controlling the motor 16 and the battery 18 are installed, and an HEV controller 80 for integrally controlling these controllers 81 to 83 is provided. The HEV controller 80 controls the drive wheel brake 85 provided on the drive shaft 13 and the drive wheel brake 85 provided on the drive wheel 15 based on the exchange of control signals with the controllers 81 to 83.

トルコン部８１は、エンジン１１の出力が入力するトルクコンバータ（以下、トルコン）２１と、トルコン２１のステータの回転を制御するワンウェイクラッチ２２と、トルコン部２０を直結状態にするロックアップクラッチ２３とから構成される。   The torque converter unit 81 includes a torque converter (hereinafter referred to as a torque converter) 21 to which the output of the engine 11 is input, a one-way clutch 22 that controls rotation of the stator of the torque converter 21, and a lock-up clutch 23 that brings the torque converter unit 20 into a directly connected state. Composed.

第１変速部１２ａの構成は、通常の４速ＡＴと同様であり、２組の遊星歯車機構２４、２５と複数のクラッチ３４〜３８から構成される。エンジン１１側の遊星歯車機構を第１遊星歯車２４とすると、第１遊星歯車２４は、サンギア２４ｓとキャリア２４ｃとリングギア２４ｒとからなり、一方、第１遊星歯車２４の下流に設置された遊星歯車機構を第２遊星歯車２５とすると、第２遊星歯車２５は、サンギア２５ｓとキャリア２５ｃとリングギア２５ｒとからなる。第１遊星歯車２４の入力軸２はトルコン部２０の出力軸と一体に構成され、サンギア２５ｓと連結する。またリングギア２４ｒとキャリア２５ｃが接続し、キャリア２５ｃは第１変速部１２ａの出力軸３と接続する。   The structure of the 1st transmission part 12a is the same as that of normal 4-speed AT, and is comprised from two sets of planetary gear mechanisms 24 and 25 and several clutches 34-38. If the planetary gear mechanism on the engine 11 side is the first planetary gear 24, the first planetary gear 24 is composed of a sun gear 24 s, a carrier 24 c, and a ring gear 24 r, while the planetary planet installed downstream of the first planetary gear 24. When the gear mechanism is the second planetary gear 25, the second planetary gear 25 includes a sun gear 25s, a carrier 25c, and a ring gear 25r. The input shaft 2 of the first planetary gear 24 is configured integrally with the output shaft of the torque converter unit 20 and is connected to the sun gear 25s. The ring gear 24r and the carrier 25c are connected, and the carrier 25c is connected to the output shaft 3 of the first transmission unit 12a.

さらに第１変速部１２ａを構成するバンドブレーキ３１及び多板クラッチ３２〜３６をＡＴＵ８２で制御することにより、第１、第２遊星歯車２４、２５を構成する各要素の回転速度を制御し、４種類のギア比を実現する。また、ワンウェイクラッチ３７、３８は変速時に第１、第２遊星歯車２４、２５の各要素の回転速度が下がりすぎることを防止する。   Further, by controlling the band brake 31 and the multi-plate clutches 32 to 36 constituting the first transmission unit 12a by the ATU 82, the rotational speeds of the respective elements constituting the first and second planetary gears 24 and 25 are controlled. Realize different gear ratios. Further, the one-way clutches 37 and 38 prevent the rotational speeds of the elements of the first and second planetary gears 24 and 25 from being excessively lowered during the shift.

第１変速部１２ａの下流に接続された第１変速部１２ｂは、４つの入出力軸（回転軸）を有するラビニョ式の第３遊星歯車２６と、２つの多板クラッチ５１、５２、およびモータ１６（電動機）から構成される。   The first transmission unit 12b connected downstream of the first transmission unit 12a includes a Ravigneaux type third planetary gear 26 having four input / output shafts (rotating shafts), two multi-plate clutches 51 and 52, and a motor. 16 (electric motor).

このように構成され、システムを統合制御するＨＥＶコントローラ８０は、運転者の意図に応じて最良燃費もしくは要求駆動力を達成できるようにエンジン１１やモータ１６の出力を制御する。またＨＥＶコントローラ８０が制御する駆動軸ブレーキ８４はヒルホールド機能の実施時に用いられ、また同様にＨＥＶコントローラ８０が制御する駆動輪ブレーキ８５は車両に制動力を加える摩擦ブレーキであり、またヒルホールド機能を備える。   The HEV controller 80 configured as described above and integrally controlling the system controls the output of the engine 11 and the motor 16 so as to achieve the best fuel consumption or the required driving force according to the driver's intention. The drive shaft brake 84 controlled by the HEV controller 80 is used when the hill hold function is performed. Similarly, the drive wheel brake 85 controlled by the HEV controller 80 is a friction brake that applies braking force to the vehicle, and the hill hold function. Is provided.

次に図２から図４を用いて第３遊星歯車２６について説明する。図２は第３遊星歯車２６を構成するラビニョ式遊星歯車の構成の一例を示し、図３はラビニョ式遊星歯車の各入出力軸の回転速度の関係を示す共線図である。図２に示すように、ラビニョ式遊星歯車２６は、第１サンギア２６ｓ１と第２サンギア２６ｓ２とキャリア２６ｃとリングギア２６ｒとキャリア２６ｃに軸支される第１ピニオンギア２６ｐ１と第２ピニオンギア２６ｐ２とで構成されている。なお、第１サンギア２６ｓ１と第１ピニオンギア２６ｐ１とリングギア２６ｒとキャリア２６ｃとでシングルピニオン型遊星歯車列が構成され、第２サンギア２６ｓ２と第２ピニオンギア２６ｐ２と第１ピニオンギア２６ｐ１とリングギア２６ｒとキャリア２６ｃとでダブルピニオン型遊星歯車列が構成される。キャリア２６ｃの回転軸Ｓ１３（第１回転軸）は第１変速部１２ａの出力軸３に接続され、リングギア２６ｒの回転軸Ｓ１２（第２回転軸）は駆動軸１３に接続され、第１サンギア２６ｓ１の回転軸Ｓ１４（第３回転軸）はモータ１６の回転軸に接続され、第２サンギア２６ｓ２の回転軸Ｓ１１（第４回転軸）とケーシング２６ａとの間にはクラッチ５２（第１摩擦係合手段）が設けられ、キャリア２６ｃの回転軸Ｓ１３と第２サンギア２６ｓ２の回転軸Ｓ１１との間にはクラッチ５１（第２摩擦係合手段）が設けられている。図３中の係数α、βは遊星歯車を構成する歯車の歯数から定まる係数である。図３中の係数α、βは遊星歯車を構成する歯車の歯数から定まる係数で、軸Ｓ１２とＳ１３の回転速度の関係を１とした場合の係数である。   Next, the third planetary gear 26 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows an example of the configuration of the Ravigneaux planetary gear constituting the third planetary gear 26, and FIG. 3 is a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds of the respective input / output shafts of the Ravigneaux planetary gear. As shown in FIG. 2, the Ravigneaux planetary gear 26 includes a first sun gear 26s1, a second sun gear 26s2, a carrier 26c, a ring gear 26r, and a first pinion gear 26p1 and a second pinion gear 26p2 supported by the carrier 26c. It consists of The first sun gear 26s1, the first pinion gear 26p1, the ring gear 26r, and the carrier 26c constitute a single pinion type planetary gear train, and the second sun gear 26s2, the second pinion gear 26p2, the first pinion gear 26p1, and the ring gear. 26r and carrier 26c constitute a double pinion type planetary gear train. The rotation shaft S13 (first rotation shaft) of the carrier 26c is connected to the output shaft 3 of the first transmission unit 12a, the rotation shaft S12 (second rotation shaft) of the ring gear 26r is connected to the drive shaft 13, and the first sun gear. The rotation shaft S14 (third rotation shaft) of 26s1 is connected to the rotation shaft of the motor 16, and the clutch 52 (first frictional engagement) is provided between the rotation shaft S11 (fourth rotation shaft) of the second sun gear 26s2 and the casing 26a. And a clutch 51 (second friction engagement means) is provided between the rotation shaft S13 of the carrier 26c and the rotation shaft S11 of the second sun gear 26s2. The coefficients α and β in FIG. 3 are coefficients determined from the number of gear teeth constituting the planetary gear. The coefficients α and β in FIG. 3 are coefficients determined from the number of teeth of the gears constituting the planetary gear, and are coefficients when the relationship between the rotational speeds of the shafts S12 and S13 is 1.

図２に戻り、クラッチ５１が締結すると、軸Ｓ１１と軸Ｓ１３との回転速度が同じとなり、図３に示す共線図の関係から遊星歯車を構成する４つの軸のうち２軸の回転速度が等しい場合には、他の軸（Ｓ１２、Ｓ１４）の回転速度も等しくなる。したがって、クラッチ５１が締結されると第３遊星歯車２６の各要素は一体となって回転し、ギア比１の直結状態となる。   Returning to FIG. 2, when the clutch 51 is engaged, the rotational speeds of the shaft S11 and the shaft S13 are the same, and the rotational speeds of the two shafts of the four shafts constituting the planetary gear from the collinear relationship shown in FIG. If they are equal, the rotational speeds of the other shafts (S12, S14) are also equal. Therefore, when the clutch 51 is engaged, the elements of the third planetary gear 26 rotate together to be in a directly connected state with a gear ratio of 1.

また、クラッチ５２が締結すると、軸Ｓ１２の回転が拘束され、第３遊星歯車２６はギア段として機能する。   When the clutch 52 is engaged, the rotation of the shaft S12 is restricted, and the third planetary gear 26 functions as a gear stage.

なお、駆動軸１３は第３遊星歯車２６を含む第２変速部１２ｂを介してモータ１６に接続しているため、第１変速部１２ａにおける変速時の変速ショックを誘発するトルク段差をモータ１６を用いて補うことで変速ショックを低減可能である。   Since the drive shaft 13 is connected to the motor 16 via the second transmission unit 12b including the third planetary gear 26, the torque difference that induces a shift shock at the time of shifting in the first transmission unit 12a is reduced in the motor 16. Shifting shock can be reduced by using and compensating.

次にＡＴの動作について説明する。図１に示す構成は、第１変速部１２ａの２組の遊星歯車２４、２５と第２変速部１２ｂの第３遊星歯車２６の組み合わせにより、エンジン１１の動力伝達用に前進側５段、後進側１段のギア段を備えた構成である。またモータ１６の動力伝達用にエンジン１１と併用する２段のギア段と単独の３段のギア段を備える。以下、図５から図１４を用いて各ギア段での各遊星歯車の状態を共線図を用いて説明する。また、図１５に各ギア段を実現するためのクラッチ及びブレーキの状態を示す。   Next, the operation of the AT will be described. The configuration shown in FIG. 1 is a combination of the two planetary gears 24 and 25 of the first transmission unit 12a and the third planetary gear 26 of the second transmission unit 12b, so that the power transmission of the engine 11 is five steps forward and reverse. It is the structure provided with the one gear stage of the side. In addition, two gear stages used together with the engine 11 and three independent gear stages are provided for power transmission of the motor 16. Hereinafter, the state of each planetary gear at each gear stage will be described with reference to FIGS. FIG. 15 shows the state of the clutch and brake for realizing each gear stage.

まず図５は、エンジン用１速ギアでの各要素の回転速度の状態を示す。図中Ｅはエンジン１１の回転速度を示し、Ｖは駆動軸１３の回転速度を示す。また○は遊星歯車の要素、エンジン１１及び駆動軸１３の回転速度を示し、●はモータ１６の回転速度を示し、◎は回転速度がゼロの状態を示す。１速ではクラッチ３４、３５、５２が締結される。このときモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。   First, FIG. 5 shows the state of the rotational speed of each element in the first speed gear for an engine. In the figure, E indicates the rotational speed of the engine 11 and V indicates the rotational speed of the drive shaft 13. Further, ◯ indicates the planetary gear element, the rotational speeds of the engine 11 and the drive shaft 13, ● indicates the rotational speed of the motor 16, and ◎ indicates the state where the rotational speed is zero. In the first speed, the clutches 34, 35 and 52 are engaged. At this time, since the rotational speed of the motor 16 is higher than the rotational speed of the drive shaft 13, the torque of the motor 16 can be increased and transmitted to the drive shaft 13.

図６は、エンジン用２速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、クラッチ３４、３５、５２を締結するとともに、さらにバンドブレーキ３１を締結する。この状態でもモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。   FIG. 6 shows the state of the rotational speed of each element in the engine second gear. The clutches 34, 35, and 52 are engaged, and the band brake 31 is further engaged. Even in this state, the rotational speed of the motor 16 is higher than the rotational speed of the drive shaft 13, so that the torque of the motor 16 can be increased and transmitted to the drive shaft 13.

図７は、エンジン用３速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、第１変速部１２ａは直結状態となり、第２変速部１２ｂのみが変速段として機能する。３速ギア時にもモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。   FIG. 7 shows the state of the rotational speed of each element in the engine third speed gear. The first transmission unit 12a is in a directly connected state, and only the second transmission unit 12b functions as a shift stage. Since the rotational speed of the motor 16 is higher than the rotational speed of the drive shaft 13 even in the third gear, the torque of the motor 16 can be increased and transmitted to the drive shaft 13.

図８は、エンジン用４速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、第１変速部１２ａと第２変速部１２ｂとが直結状態となり、ギア比は１となる。この状態でモータ１６の回転速度は駆動軸の回転速度と同じとなる。   FIG. 8 shows the state of the rotational speed of each element in the engine 4-speed gear. The first transmission unit 12a and the second transmission unit 12b are directly connected, and the gear ratio is 1. In this state, the rotation speed of the motor 16 is the same as the rotation speed of the drive shaft.

図９は、エンジン用５速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態ではクラッチ３３、３４、５１及びバンドブレーキ３１が締結される。一般に５速ギアでの走行は車速が高い状態であり、駆動軸１３の回転速度が高い。このため、モータ１６を駆動軸１３と直結することで、モータ１６の過回転を防止する。   FIG. 9 shows the rotational speed state of each element in the engine 5-speed gear. In this state, the clutches 33, 34, 51 and the band brake 31 are engaged. In general, traveling in the fifth gear is a state where the vehicle speed is high, and the rotational speed of the drive shaft 13 is high. For this reason, the motor 16 is directly connected to the drive shaft 13 to prevent the motor 16 from over-rotating.

このようにモータ１６のギア比はエンジン１１用のギア比と連動して変更するため、モータ１６用のギア比の変速ロジックが不要となり、演算負荷を低減できる。また、エンジン１１の回転速度を監視することで、エンジン１１の回転速度からモータ１６の回転速度を監視でき、モータ１６の過回転を防止できる。逆にモータ１６の回転速度からエンジン１１の回転速度を監視できる。   Since the gear ratio of the motor 16 is changed in conjunction with the gear ratio for the engine 11 in this way, the gear ratio shift logic for the motor 16 is not required, and the calculation load can be reduced. Further, by monitoring the rotational speed of the engine 11, the rotational speed of the motor 16 can be monitored from the rotational speed of the engine 11, and over-rotation of the motor 16 can be prevented. Conversely, the rotational speed of the engine 11 can be monitored from the rotational speed of the motor 16.

また第２変速部にラビニョ式遊星歯車からなる第３遊星歯車２６を備えたので、エンジン１１の変速段の多くでモータ１６の回転速度を駆動軸１３の回転速度より高くすることができる。これにより、高効率運転領域がエンジン１１の高効率運転領域より高い領域にあるモータ１６においても効率のよい運転が実現できる。   In addition, since the third planetary gear 26 made of a Ravigneaux planetary gear is provided in the second transmission unit, the rotational speed of the motor 16 can be made higher than the rotational speed of the drive shaft 13 in many of the gear stages of the engine 11. Thus, efficient operation can be realized even in the motor 16 in which the high-efficiency operation region is higher than the high-efficiency operation region of the engine 11.

図１０は、エンジン用後進ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態ではクラッチ３２、３６が締結される。後退ギア時にもモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。   FIG. 10 shows the state of the rotational speed of each element in the engine reverse gear. In this state, the clutches 32 and 36 are engaged. Since the rotational speed of the motor 16 is higher than the rotational speed of the drive shaft 13 even during the reverse gear, the torque of the motor 16 can be increased and transmitted to the drive shaft 13.

図１１は車両停止時にモータ１６で発電を行うアイドル充電時の各要素の回転速度の状態を示し、第２変速部１２ｂのクラッチ５１、５２を非締結状態として駆動軸１３の回転速度がゼロになるようにモータ１６の回転速度を制御する。一方、第１変速部１２ａではモータ１６の発電量に対して最も燃費がよくなる回転速度となるギア比を選択する。なお、このアイドル充電状態については詳しくは後述する。   FIG. 11 shows the state of the rotational speed of each element during idle charging where power is generated by the motor 16 when the vehicle is stopped, and the rotational speed of the drive shaft 13 is set to zero with the clutches 51 and 52 of the second transmission unit 12b not engaged. Thus, the rotational speed of the motor 16 is controlled. On the other hand, the first transmission unit 12a selects a gear ratio that provides a rotational speed that provides the best fuel consumption with respect to the amount of power generated by the motor 16. The idle charge state will be described later in detail.

次にモータ１６を駆動源として走行するいわゆる電気自動車（以下、ＥＶ）走行モードでの遊星歯車の各要素の回転速度を状態を説明する。ＥＶ走行モードでは、エンジン１１の回転速度がゼロになるように構成中のクラッチ及びブレーキを制御する。この制御は、第１変速部１２ａのワンウェイクラッチ３７、３８の設定等により多数の状態が設定されるが、以下、代表的な走行モードでの回転速度の状態につき説明する。   Next, the state of the rotational speed of each element of the planetary gear in a so-called electric vehicle (hereinafter referred to as EV) travel mode that travels using the motor 16 as a drive source will be described. In the EV travel mode, the clutch and brake being configured are controlled so that the rotational speed of the engine 11 becomes zero. In this control, a number of states are set depending on the settings of the one-way clutches 37 and 38 of the first transmission unit 12a. Hereinafter, the state of the rotational speed in a typical travel mode will be described.

図１２は、第３遊星歯車２６が変速段となる走行モードでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態はクラッチ５２のみが締結される。この場合には第２変速部１２ｂの第３遊星歯車２６のみが変速ギアとなり、モータの駆動力は増幅して駆動軸１３に伝達される。またエンジン１１と接続する第２遊星歯車２５においてキャリア２５ｃが第２変速部１２ｂと接続するため、軸Ｓ１３と同じ回転速度となり、サンギア２５ｓはエンジン１１のフリクションにより回転速度は０になる。この結果、無負荷状態のリングギア２５ｒはキャリア２５ｃとサンギア２５ｓの回転速度を実現する回転速度でフリーラン状態となる。したがって、エンジン１の回転速度をゼロにした状態で、モータ１６の駆動力のみで車両を走行できる。   FIG. 12 shows the state of the rotational speed of each element in the travel mode in which the third planetary gear 26 is in the gear position, and only the clutch 52 is engaged in this state. In this case, only the third planetary gear 26 of the second transmission unit 12b becomes the transmission gear, and the driving force of the motor is amplified and transmitted to the drive shaft 13. Further, in the second planetary gear 25 connected to the engine 11, the carrier 25 c is connected to the second transmission unit 12 b, so that the rotation speed is the same as that of the shaft S 13, and the rotation speed of the sun gear 25 s becomes 0 due to the friction of the engine 11. As a result, the ring gear 25r in the no-load state is in a free-run state at a rotational speed that realizes the rotational speeds of the carrier 25c and the sun gear 25s. Accordingly, the vehicle can be driven only by the driving force of the motor 16 with the rotational speed of the engine 1 being zero.

この状態では、モータ１６による走行からエンジン１１による走行への切換え時にクラッチ５２に加えてクラッチ３４、３５を締結することにより、エンジン１１の駆動力を伝達する１速ギアを実現することができる。なお、クラッチ３５を締結するためには第２遊星歯車２５のリングギア２５ｒの回転速度をゼロにする必要がある。またこの走行モードでは、リングギア２５ｒは、回転状態にあるため、その回転慣性力を用いてエンジン１１の回転速度を上昇することも可能となる。   In this state, the first gear that transmits the driving force of the engine 11 can be realized by engaging the clutches 34 and 35 in addition to the clutch 52 when switching from running by the motor 16 to running by the engine 11. In order to engage the clutch 35, the rotational speed of the ring gear 25r of the second planetary gear 25 needs to be zero. In this travel mode, since the ring gear 25r is in a rotating state, it is possible to increase the rotational speed of the engine 11 using its rotational inertia force.

図１３は、第３遊星歯車２６が直結状態となる走行モードでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態ではモータ１６の回転速度と駆動軸１３の回転速度が同じになり、モータ１６の回転速度を抑制することができる。この走行モードは比較的車速の高い状態で用いられる。なお、第１変速部１２ａの状態は前述の図１２と同じである。   FIG. 13 shows the state of the rotational speed of each element in the traveling mode in which the third planetary gear 26 is in a directly connected state. In this state, the rotational speed of the motor 16 and the rotational speed of the drive shaft 13 are the same. The rotational speed of the motor 16 can be suppressed. This travel mode is used at a relatively high vehicle speed. The state of the first transmission unit 12a is the same as that in FIG.

図１４は、第１変速部１２ａの構成要素の回転速度がすべてゼロとなる走行モードでの各要素の回転速度の状態を示しており、クラッチ３２、３３及びブレーキ３１が締結される。この場合には第２変速部１２ｂの第３遊星歯車２６のみが変速ギアとなり、モータの駆動力は増幅して駆動軸１３に伝達される。また第１変速部１２ａの構成要素の回転速度がゼロであるため、回転慣性力やフリクションの影響がなく、高効率な走行が可能となる。なお、共線図では後退状態を示しているが、前進状態に適用することも可能である。   FIG. 14 shows the state of the rotational speed of each element in the travel mode in which the rotational speeds of the components of the first transmission unit 12a are all zero, and the clutches 32 and 33 and the brake 31 are engaged. In this case, only the third planetary gear 26 of the second transmission unit 12b becomes the transmission gear, and the driving force of the motor is amplified and transmitted to the drive shaft 13. In addition, since the rotational speed of the components of the first transmission unit 12a is zero, there is no influence of rotational inertia force or friction, and high-efficiency travel is possible. Although the nomograph shows the backward state, it can also be applied to the forward state.

これまで説明したモータ１６による走行モードは、回生時に用いられる。回生時には締結状態となるクラッチの数を最小に抑制し、クラッチの締結圧に起因する油圧損失を低減するとともに、各構成要素の連れ回り損失を低減できるよう第１変速部１２ａ内のギア比を選択する。例えば、図１４に示す走行モードは、締結するクラッチの数は３と多いが、回転する構成要素が少ないため、フリクションによる損失を低減できる。   The traveling mode by the motor 16 described so far is used at the time of regeneration. The gear ratio in the first transmission unit 12a is reduced so that the number of clutches that are engaged during regeneration is minimized, the hydraulic loss due to the clutch engagement pressure is reduced, and the accompanying loss of each component can be reduced. select. For example, in the traveling mode shown in FIG. 14, although the number of clutches to be engaged is as large as three, the number of rotating components is small, so loss due to friction can be reduced.

図１６は、アイドル充電時にＨＥＶコントローラ８０が行う制御内容を説明するフローチャート図である。   FIG. 16 is a flowchart for explaining the control contents performed by the HEV controller 80 during idle charging.

まずステップ１では、バッテリ１８の充電量からアイドル充電の必要性を判断し、アイドル充電の開始を指令する。ステップ２では、駆動軸ブレーキ８４もしくは駆動輪ブレーキ８５を締結する。これはアイドル充電中に車両が外乱によって移動することを防止するためである。   First, in step 1, the necessity of idle charging is determined from the amount of charge of the battery 18, and the start of idle charging is commanded. In step 2, the drive shaft brake 84 or the drive wheel brake 85 is engaged. This is to prevent the vehicle from moving due to disturbance during idle charging.

続くステップ３で、第２変速部１２ｂのクラッチ５１、５２を非締結状態にする。そしてステップ４でエンジン１１を始動する。   In the subsequent step 3, the clutches 51 and 52 of the second transmission unit 12b are brought into a non-engaged state. In step 4, the engine 11 is started.

ステップ５では、バッテリ１８の充電量等に応じて設定される目標発電量に応じてエンジン１１が最も燃費がよくなる回転速度となるように第１変速部１２ａのギア比が設定される。または発進時に備えて１速ギアを選択してもよい。さらには周辺の道路情報を入手して、車両の停止時間を予測し、ギア比を設定するようにしてもよい。なお、第２変速部１２ｂは無負荷状態にあるため、第１変速部１２ａでギア選択を行う際のショックは駆動軸１３に伝達されない。   In step 5, the gear ratio of the first transmission unit 12 a is set so that the engine 11 has a rotational speed at which the fuel efficiency becomes the best according to the target power generation amount set according to the charge amount of the battery 18 and the like. Alternatively, the first gear may be selected in preparation for starting. Furthermore, it is possible to obtain information on the surrounding roads, predict the stop time of the vehicle, and set the gear ratio. Since the second transmission unit 12b is in a no-load state, a shock when gear selection is performed by the first transmission unit 12a is not transmitted to the drive shaft 13.

ステップ６で、トルコン部２０のロックアップクラッチ２３を締結する。これにより、トルコン２１での攪拌損失を回避し、高効率の充電状態を可能とする。そしてステップ７で、モータ１６の回転速度制御を開始する。このときのモータ１６の目標回転速度は、駆動軸１３の回転速度をゼロにするように制御し、図３に示す関係から、
ｔＮm＝（１＋β）×ＮS13 （１）
となる。ここでｔ：係数、Ｎｍ：モータ１６の目標回転速度、β：係数（図３参照）、ＮS13：軸Ｓ１３の回転速度である。 In step 6, the lock-up clutch 23 of the torque converter unit 20 is engaged. Thereby, the stirring loss in the torque converter 21 is avoided, and a highly efficient charge state is enabled. In step 7, the rotational speed control of the motor 16 is started. The target rotational speed of the motor 16 at this time is controlled so that the rotational speed of the drive shaft 13 is zero, and from the relationship shown in FIG.
tN m = (1 + β) × N S13 (1)
It becomes. Here, t is a coefficient, Nm is a target rotational speed of the motor 16, β is a coefficient (see FIG. 3), and N S13 is a rotational speed of the shaft S13.

このようにモータ１６の回転速度を制御することで、駆動軸１３の回転速度をゼロに維持したまま、バッテリ１８の充電が可能となる。   By controlling the rotational speed of the motor 16 in this way, the battery 18 can be charged while maintaining the rotational speed of the drive shaft 13 at zero.

ステップ８では、モータ１６の回転速度が目標回転速度に維持されているかどうかを判定する。モータ１６の速度制御のゲインにより、駆動軸１３に生じるトルク変動を滑らかに制御でき、運転者等にショックを感じさせることなく、アイドル充電状態に移行することができる。   In step 8, it is determined whether or not the rotational speed of the motor 16 is maintained at the target rotational speed. The torque fluctuation generated on the drive shaft 13 can be smoothly controlled by the gain of the speed control of the motor 16, and it is possible to shift to the idle charging state without causing the driver to feel a shock.

ステップ９では、第２遊星歯車２５のサンギア２５ｓ２の回転速度制御を行う。定常状態ではモータ１６の回転速度制御を行っているので、サンギア２５ｓ２は所定の回転速度に維持される。しかしながらモータ１６が温度上昇等に要因により目標トルクを達成できない場合には、サンギア２５ｓ２の回転速度を制御してエンジン１１が吹けあがるのを防止する。この制御時のサンギア２５ｓ２の目標回転速度は図４の関係を用いて、
ｔＮ25s2＝−α×ＮS13 （２）
となる。ここでＮ25s2：リングギア２５ｓ２の目標回転速度、α：係数（図３参照）である。サンギア２５ｓ２の回転速度が目標回転速度を越えた時にクラッチ５２の締結圧を制御してサンギア２５ｓ２の回転速度を目標回転速度以下に制御する。 In step 9, the rotational speed of the sun gear 25s2 of the second planetary gear 25 is controlled. Since the rotational speed control of the motor 16 is performed in the steady state, the sun gear 25s2 is maintained at a predetermined rotational speed. However, when the motor 16 cannot achieve the target torque due to a temperature rise or the like, the rotational speed of the sun gear 25s2 is controlled to prevent the engine 11 from blowing up. The target rotational speed of the sun gear 25s2 during this control is calculated using the relationship shown in FIG.
tN 25s2 = −α × N S13 (2)
It becomes. Here, N 25s2 is the target rotational speed of the ring gear 25s2, and α is a coefficient (see FIG. 3). When the rotational speed of the sun gear 25s2 exceeds the target rotational speed, the engagement pressure of the clutch 52 is controlled to control the rotational speed of the sun gear 25s2 to be equal to or lower than the target rotational speed.

ステップ１０で、エンジン１１の駆動トルクを増大し、アイドル充電状態を維持する。このときモータ１６が回転速度制御を行っているため、運転者等にトルク変化によりショックが伝わることはない。   In step 10, the driving torque of the engine 11 is increased and the idle charging state is maintained. At this time, since the motor 16 controls the rotation speed, a shock is not transmitted to the driver or the like due to a torque change.

このようにして、第２変速部１２ｂに第３遊星歯車２６を設けたことにより、アイドル状態での車両停止状態において、エンジン１１を最良燃費となる運転状態で、モータ１６を発電に使用し、バッテリ１８に充電することができる。   In this way, by providing the third planetary gear 26 in the second transmission unit 12b, the motor 16 is used for power generation while the engine 11 is in the driving state that provides the best fuel consumption when the vehicle is stopped in the idle state. The battery 18 can be charged.

次に図１７のフローチャートを用いてアイドル充電状態からの発進制御について説明する。この制御はＨＥＶコントローラ８０によって行われる。アイドル充電状態では、第２変速部１２ｂのクラッチがすべて非締結状態にあるため、モータ１６を制御して、発進時の駆動力を発生しながらクラッチの締結動作を行う。以下、バッテリ１８の充電量が少なく、エンジン１１によって走行しなければならない状態について説明する。   Next, the start control from the idle charge state will be described using the flowchart of FIG. This control is performed by the HEV controller 80. In the idle charging state, since all the clutches of the second transmission unit 12b are in the non-engaged state, the motor 16 is controlled to perform the clutch engaging operation while generating the driving force at the start. Hereinafter, a state where the charge amount of the battery 18 is small and the engine 11 must travel will be described.

ステップ２１で発進要求を判断し、発進の指令を発する。ステップ２２で、トルコン部８１のロックアップクラッチ２３を締結する。これは、発進制御時に第１変速部１２ａの構成要素の回転速度を一時的にゼロにする必要があり、このときエンジン１１がつられて回転速度が低下し、失火することを防止するためである。またＡＴの場合、ギア比の関係から発進時の駆動力を確保するためにはトルコン２１によるトルクの倍増効果を利用しなければならない状況が存在するためである。   In step 21, a start request is determined and a start command is issued. In step 22, the lockup clutch 23 of the torque converter 81 is engaged. This is because it is necessary to temporarily reduce the rotational speed of the components of the first transmission unit 12a to zero during the start control, and at this time, the engine 11 is turned on and the rotational speed is reduced to prevent misfire. . In addition, in the case of AT, there is a situation in which the torque doubling effect by the torque converter 21 must be used in order to ensure the driving force at the time of starting from the relationship of the gear ratio.

ステップ２３で、モータ２６の回転速度を制御して、ステップ２４でクラッチ５２の締結圧を上昇させる。この制御は、第２遊星歯車２５のサンギア２５ｓ２の回転速度をゼロにし、クラッチ５２を締結させるためである。   In step 23, the rotational speed of the motor 26 is controlled, and in step 24, the engagement pressure of the clutch 52 is increased. This control is for making the rotational speed of the sun gear 25 s 2 of the second planetary gear 25 zero and fastening the clutch 52.

ステップ２５では、サンギア２５ｓ２の回転速度がゼロかどうか判定する。ゼロであれは次にステップ２６に進み、サンギア２５ｓ２が回転していればステップ２３に戻り、モータ１６の回転速度制御を繰り返す。なお、サンギア２５ｓ２の回転速度がゼロということは第１変速部１２ａの第１、第２遊星歯車２４、２５の構成要素の回転速度がゼロであることである。   In step 25, it is determined whether or not the rotational speed of the sun gear 25s2 is zero. If it is zero, the process proceeds to step 26. If the sun gear 25s2 is rotating, the process returns to step 23 and the rotation speed control of the motor 16 is repeated. The fact that the rotational speed of the sun gear 25s2 is zero means that the rotational speeds of the components of the first and second planetary gears 24 and 25 of the first transmission unit 12a are zero.

ステップ２６で、クラッチ５２を完全な締結状態とする。このとき第１変速部１２ａのギア比が１速でないときには１速を選択する。第１変速部１２ａの遊星歯車の構成要素の回転速度はゼロであるので、クラッチやブレーキの締結圧を変化させてもクラッチ等の回転慣性力の影響がなく、ショックを発生させることなく、迅速にギア比の変更を行うことができる。   In step 26, the clutch 52 is brought into a completely engaged state. At this time, if the gear ratio of the first transmission unit 12a is not the first speed, the first speed is selected. Since the rotational speed of the constituent elements of the planetary gear of the first transmission unit 12a is zero, even if the engagement pressure of the clutch or the brake is changed, there is no influence of the rotational inertia force of the clutch, etc. The gear ratio can be changed.

ステップ２７では、モータ１６の出力をゼロにする。これにより第１、第２変速部１２ａ、１２ｂの回転は抑制されることがなく、トルコン２１を介してエンジン１１の駆動力により車両が走行する。   In step 27, the output of the motor 16 is set to zero. Thereby, rotation of the 1st, 2nd transmission parts 12a and 12b is not suppressed, but a vehicle runs with driving force of engine 11 via torque converter 21.

続くステップ２８では、ステップ２で作用させた駆動ブレーキ８３または駆動ブレーキ８４を解放する。さらにステップ９でエンジン１１の出力トルクを上昇させ、アイドル充電状態からの発進制御が終了する。   In the subsequent step 28, the drive brake 83 or the drive brake 84 applied in step 2 is released. Further, in step 9, the output torque of the engine 11 is increased, and the start control from the idle charge state is completed.

このように、アイドル充電状態からの発進制御は、モータ１６の目標回転速度をゼロにすることにより、素早い発進が可能となる。   In this way, the start control from the idle charge state can be started quickly by setting the target rotational speed of the motor 16 to zero.

図１８に本発明に用いられるモータ１６の特性の一例である。本実施形態のようにモータ１６の変速段を有するシステムでは、同じ駆動力を発生するために変速段を有さないシステムに対してモータ１６の最大トルクを低減することができる。したがって、使用するモータ１６の小型化、低価格化を図ることができる。   FIG. 18 shows an example of the characteristics of the motor 16 used in the present invention. In the system having the gear stage of the motor 16 as in the present embodiment, the maximum torque of the motor 16 can be reduced compared to a system having no gear stage in order to generate the same driving force. Therefore, the motor 16 to be used can be reduced in size and price.

図１９は、第２の実施形態の構成を示す。この実施形態は、第１の実施形態の構成に対して第２変速部の構成を変更したものである。   FIG. 19 shows the configuration of the second embodiment. In this embodiment, the configuration of the second transmission unit is changed from the configuration of the first embodiment.

本実施形態の第２変速部１２ｃは、２組の第４、第５遊星歯車２７、２８と、クラッチ５３、ブレーキ５４から構成される。これら第４、第５遊星歯車２７、２８とクラッチ５３とブレーキ５４は、第１変速部１２ａの構成である第１、第２遊星歯車２４、２５、クラッチ３２、ブレーキ３１と同様である。このブレーキ５４を締結することで第４、第５遊星歯車２７、２８はギア段として機能する。また、クラッチ５３を締結することで、遊星歯車２７、２８は直結状態となる。   The second transmission unit 12c of the present embodiment includes two sets of fourth and fifth planetary gears 27 and 28, a clutch 53, and a brake 54. The fourth and fifth planetary gears 27 and 28, the clutch 53, and the brake 54 are the same as the first and second planetary gears 24 and 25, the clutch 32, and the brake 31 that constitute the first transmission unit 12a. By engaging the brake 54, the fourth and fifth planetary gears 27 and 28 function as gear stages. Further, when the clutch 53 is engaged, the planetary gears 27 and 28 are directly connected.

この実施形態では、２組の遊星歯車でモータ１６のギア段を構成しているのでギア比の自由度が高い。また、遊星歯車２４、２５と遊星歯車２７、２８は対となる遊星歯車の接続方式が同じであり、互いに流用可能であり、コスト低減を図ることができる。さらにブレーキ５４とクラッチ５３もまた第１変速部１２ａのものを流用することでコストの低減を図れる。   In this embodiment, since the gear stage of the motor 16 is constituted by two sets of planetary gears, the degree of freedom of the gear ratio is high. In addition, the planetary gears 24 and 25 and the planetary gears 27 and 28 have the same connection method of the planetary gears that form a pair, and can be diverted to each other, thereby reducing the cost. Further, the brake 54 and the clutch 53 can also be reduced in cost by diverting those of the first transmission unit 12a.

なお、請求項と本実施形態の構成との対応は、エンジン駆動力の流れ方向で上流側の第４遊星歯車２７のキャリア２７ｃとこのキャリア２７ｃと一体に構成される下流側の第５遊星歯車２８のサンギア２８ｓの回転軸が第１回転軸に相当し、遊星歯車２７のリングギア２７ｒとこのリングギア２７ｒと一体に構成される遊星歯車２８のキャリア２８ｃの回転軸が第２回転軸に相当し、遊星歯車２８のリングギア２８ｒの回転軸が第３回転軸に相当し、遊星歯車２７のサンギアの回転軸が第４回転軸に相当する。   The correspondence between the claims and the configuration of the present embodiment is that the carrier 27c of the upstream fourth planetary gear 27 in the flow direction of the engine driving force and the downstream fifth planetary gear configured integrally with the carrier 27c. The rotation axis of the 28 sun gear 28s corresponds to the first rotation axis, and the rotation axis of the ring gear 27r of the planetary gear 27 and the carrier 28c of the planetary gear 28 integrally formed with the ring gear 27r corresponds to the second rotation axis. The rotational axis of the ring gear 28r of the planetary gear 28 corresponds to the third rotational axis, and the rotational axis of the sun gear of the planetary gear 27 corresponds to the fourth rotational axis.

図２０は第３の実施形態の構成を示し、この実施形態は第１の実施形態に類似するが、キャリア２６ｃの回転軸上に歯車２９を設けるとともに歯車２９の回転軸Ｓ１５を締結するクラッチ３０が設置される。回転軸Ｓ１５が増設されることにより、図２１に共線図を示すが、エンジン１１及びモータ１６のギア段が増加し、より最適なギア段を選択する自由度が増え、燃費や回生効率が向上する。なお、図２１中の係数γは、遊星歯車を構成する歯車の互いの歯数から決定される係数であり、軸Ｓ１２と軸Ｓ１３の関係を１（つまり回転速度が等しい）とした場合の係数である。   FIG. 20 shows the configuration of the third embodiment. This embodiment is similar to the first embodiment, except that a gear 29 is provided on the rotation shaft of the carrier 26c and the clutch 30 that fastens the rotation shaft S15 of the gear 29. Is installed. The collinear diagram is shown in FIG. 21 by adding the rotation shaft S15, but the gear stages of the engine 11 and the motor 16 are increased, the degree of freedom to select a more optimal gear stage is increased, and fuel consumption and regeneration efficiency are improved. improves. The coefficient γ in FIG. 21 is a coefficient determined from the number of teeth of the gears constituting the planetary gear, and is a coefficient when the relationship between the axes S12 and S13 is 1 (that is, the rotation speed is equal). It is.

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

自動変速機と駆動軸の間に遊星歯車機構を設置したことで高効率運転が可能となり、ハイブリッド車両に有用である。   The installation of a planetary gear mechanism between the automatic transmission and the drive shaft enables high-efficiency operation, which is useful for hybrid vehicles.

ハイブリッド車両の駆動装置の構成図である。It is a block diagram of the drive device of a hybrid vehicle. 第３遊星歯車の構成図である。It is a block diagram of a 3rd planetary gear. 第３遊星歯車の構成要素の回転速度の関係を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the relationship of the rotational speed of the component of a 3rd planetary gear. 第３遊星歯車の入出力軸の接続先を示す図である。It is a figure which shows the connection destination of the input-output shaft of a 3rd planetary gear. エンジン駆動による１速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of the 1st-speed gear driving | running | working by an engine drive. エンジン駆動による２速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of the 2nd gear drive by an engine drive. エンジン駆動による３速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of the 3rd gear drive by an engine drive. エンジン駆動による４速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of 4 speed gear driving | running | working by an engine drive. エンジン駆動による５速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of 5-speed gear driving | running | working by an engine drive. エンジン駆動による後退ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of reverse gear driving | running | working by an engine drive. アイドル状態での車両停止時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of the vehicle stop in an idle state. モータ駆動による走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of driving | running | working by a motor drive. モータ駆動による走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of driving | running | working by a motor drive. モータ駆動による走行時の各要素の回転速度を示す図である。It is a figure which shows the rotational speed of each element at the time of driving | running | working by a motor drive. 各走行状態時のクラッチ及びブレーキの締結状態を示す図である。It is a figure which shows the fastening state of the clutch and brake at the time of each driving state. アイドル充電時の制御内容を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control content at the time of idle charge. アイドル状態からの発進時の制御内容を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control content at the time of start from an idle state. モータの特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic of a motor. 第２の実施形態の駆動装置の構成図である。It is a block diagram of the drive device of 2nd Embodiment. 第３の実施形態の駆動装置の構成図である。It is a block diagram of the drive device of 3rd Embodiment. 第３の実施形態の第３遊星歯車の構成要素の回転速度の関係を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the relationship of the rotational speed of the component of the 3rd planetary gear of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

２ 第１変速部１２ａ入力軸
３ 第１変速部１２ａ出力軸
１１ エンジン
１２ａ 第１変速部
１２ｂ 第２変速部
１３ 駆動軸
１４ デフ
１５ 駆動輪
１６ モータ
１７ インバータ
１８ バッテリ
２０ トルコン部
２１ トルコン
２２ ワンウェイクラッチ
２３ ロックアップクラッチ
２４ 第１遊星歯車
２４ｓ サンギア
２４ｃ キャリア
２４ｒ リングギア
２５ 第２遊星歯車
２５ｓ サンギア
２５ｃ キャリア
２５ｒ リングギア
２６ 第３遊星歯車（ラビニョ式遊星歯車）
２６ｐ１ 第１ピニオンギア
２６ｐ２ 第２ピニオンギア
２６ｓ１ 第１サンギア
２６ｓ２ 第２サンギア
２６ｃ キャリア
２６ｒ リングギア
２７ 第４遊星歯車
２７ｓ サンギア
２７ｃ キャリア
２７ｒ リングギア
２８ 第５遊星歯車
２８ｓ サンギア
２８ｃ キャリア
２８ｒ リングギア
３１ バンド式ブレーキ
３２から３６、５１、５２ 多板式クラッチ
３７、３８ ワンウェイクラッチ
８０ ＨＣＵコントローラ 2 1st speed change part 12a Input shaft 3 1st speed change part 12a Output shaft 11 Engine 12a 1st speed change part 12b 2nd speed change part 13 Drive shaft 14 Differential 15 Drive wheel 16 Motor 17 Inverter 18 Battery 20 Torcon part 21 Torcon 22 One way clutch 23 lock-up clutch 24 first planetary gear 24s sun gear 24c carrier 24r ring gear 25 second planetary gear 25s sun gear 25c carrier 25r ring gear 26 third planetary gear (Ravigno type planetary gear)
26p1 first pinion gear 26p2 second pinion gear 26s1 first sun gear 26s2 second sun gear 26c carrier 26r ring gear 27 fourth planetary gear 27s sun gear 27c carrier 27r ring gear 28 fifth planetary gear 28s sun gear 28c carrier 28r ring gear 31 band type Brake 32 to 36, 51, 52 Multi-plate clutch 37, 38 One-way clutch 80 HCU controller

Claims (10)

エンジンと、
電動機と、
前記エンジンの回転軸に入力軸が接続される有段式自動変速機と、
前記有段式自動変速機の出力軸に接続される第１回転軸と、車両の駆動軸に接続される第２回転軸と、前記電動機の回転軸に接続される第３回転軸と、第４回転軸とを有し、前記各回転軸の回転速度の関係を示す共線図において、前記第４回転軸を端部に配置すると共に前記第４回転軸と前記第３回転軸との間に前記第２回転軸を配置する遊星歯車機構と、
前記第４回転軸の回転を拘束する第１摩擦係合手段と、
前記遊星歯車機構の４つの回転軸の回転速度を同じにする第２摩擦係合手段と、
を備えたハイブリッド車両の駆動装置。 Engine,
An electric motor,
A stepped automatic transmission having an input shaft connected to the rotating shaft of the engine;
A first rotary shaft connected to the output shaft of the stepped automatic transmission, a second rotary shaft connected to the drive shaft of the vehicle, a third rotary shaft connected to the rotary shaft of the electric motor, In the collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds of the respective rotary shafts, the fourth rotary shaft is disposed at an end portion and between the fourth rotary shaft and the third rotary shaft. A planetary gear mechanism in which the second rotation shaft is disposed ;
First friction engagement means for restraining rotation of the fourth rotation shaft ;
Second friction engagement means for making the rotation speeds of the four rotation shafts of the planetary gear mechanism the same;
A drive device for a hybrid vehicle comprising: 前記遊星歯車機構は、ラビニョ式遊星歯車であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。   2. The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the planetary gear mechanism is a Ravigneaux planetary gear. 前記ラビニョ式遊星歯車のキャリアの回転軸を前記第１回転軸とし、リングギアの回転軸を前記第２回転軸とし、前記キャリアに軸支される第１ピニオンギアを介して前記リングギアと噛合する第１サンギアの回転軸を前記第３回転軸とし、前記キャリアに軸支される第２ピニオンギア及び前記第１ピニオンギアを介して前記リングギアと噛合する第２サンギアの回転軸を前記第４回転軸とすることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動装置。   The rotation axis of the carrier of the Ravigneaux planetary gear is the first rotation axis, the rotation axis of the ring gear is the second rotation axis, and meshes with the ring gear via a first pinion gear supported by the carrier. The rotating shaft of the first sun gear is the third rotating shaft, and the rotating shaft of the second sun gear that meshes with the ring gear via the second pinion gear and the first pinion gear supported by the carrier is the first rotating shaft. The drive device for a hybrid vehicle according to claim 2, wherein the drive shaft has four rotation shafts. 前記遊星歯車機構は、複数の遊星歯車からなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。   The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the planetary gear mechanism includes a plurality of planetary gears. 前記第１摩擦係合手段は、前記第４回転軸とケーシングとの間に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。   5. The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the first friction engagement unit is provided between the fourth rotating shaft and a casing. 6. 前記第２摩擦係合手段は、前記第１回転軸と前記第４回転軸との間に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。   6. The hybrid vehicle drive device according to claim 1, wherein the second friction engagement unit is provided between the first rotation shaft and the fourth rotation shaft. 7. 車両停止中に、前記第１摩擦係合手段と前記第２摩擦係合手段を解放し、前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。   7. The vehicle according to claim 1, wherein the first friction engagement means and the second friction engagement means are released while the vehicle is stopped, and the electric motor is driven to generate electricity by the driving force of the engine. The drive device of the hybrid vehicle as described in one. 前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動する際に、前記駆動軸の回転速度がゼロになるよう前記電動機の回転速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両の駆動装置。   8. The hybrid vehicle drive device according to claim 7, wherein the rotational speed of the electric motor is controlled so that the rotational speed of the drive shaft becomes zero when the electric motor is driven to generate power by the driving force of the engine. 9. . 前記駆動軸または車両駆動輪の回転を拘束するブレーキを備え、前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動する際に前記ブレーキを作動させることを特徴とする請求項７または８に記載のハイブリッド車両の駆動装置。   9. The hybrid vehicle according to claim 7, further comprising a brake that restrains rotation of the drive shaft or vehicle drive wheel, and the brake is operated when the electric motor is driven to generate power by the driving force of the engine. Drive device. 前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動しているときに車両を発進させる場合、前記電動機の回転速度をゼロにした後に車両を発進させることを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。   The vehicle is started after the rotational speed of the electric motor is made zero when the vehicle is started when the electric motor is generating and driving with the driving force of the engine. The drive device of the hybrid vehicle as described in one.
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JP5786692B2 (en) * 2011-12-02 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 Drive device for hybrid vehicle
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