JP4329749B2 - Control device for vehicle drive device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車輪に動力を伝達するために複数の駆動力源を有するハイブリッド車用の駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control device for a hybrid vehicle having a plurality of driving force sources for transmitting power to wheels.
従来、複数の駆動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを搭載したハイブリッド車が知られており、このようなハイブリッド車においては、エンジンおよびモータ・ジェネレータの持つ特性を生かしつつ、燃費を向上し、かつ、排気ガスの低減を図ることが可能である。このように、駆動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを有するハイブリッド車の一例が、特許文献１に記載されている。
Conventionally, a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor / generator as a plurality of driving force sources is known. In such a hybrid vehicle, the fuel consumption is improved while taking advantage of the characteristics of the engine and the motor / generator, and It is possible to reduce the exhaust gas. Thus, an example of a hybrid vehicle having an engine and a motor / generator as driving force sources is described in
この特許文献１に記載されているハイブリッド車は、駆動力源としてエンジンおよびアシストモータを有しており、このアシストモータの他にモータが設けられている。まず、エンジンの動力が駆動軸および車軸を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。そして、エンジンから駆動軸に至る経路にプラネタリギヤが設けられている。プラネタリギヤは、サンギヤおよびリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持するキャリヤとを３つの回転要素として有しており、キャリヤがエンジン側に連結され、サンギヤがモータのロータに連結されている。プラネタリギヤのリングギヤにはリングギヤ軸が連結されているとともに、リングギヤ軸には、アシストモータのロータが連結されている。さらに、リングギヤ軸から駆動軸に至る経路には変速機構が設けられている。この変速機構は、サンギヤおよびリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持するキャリヤとを３つの回転要素としており、変速機構のキャリヤが前記リングギヤ軸に連結され、変速機構のリングギヤが前記駆動軸に連結されている。また、変速機構のキャリヤと変速機構のリングギヤとを選択的に係合・解放させるクラッチと、変速機構のサンギヤの回転を防止するブレーキとが設けられている。
The hybrid vehicle described in
そして、エンジントルクをプラネタリギヤのキャリヤに入力するとともに、モータを反力要素として機能させることで、リングギヤから出力されたトルクがリングギヤ軸に伝達される。ここで、反力要素となるモータにより回生制御（発電制御）がおこなわれ、発生した電力がバッテリに充電されるとともに、そのモータの回転速度を制御することにより、プラネタリギヤの回転速度と、プラネタリギヤのリングギヤの回転速度との比である変速比を、無段階に制御することが可能である。また、車両における要求駆動力に応じて、エンジン出力を制御し、目標エンジントルクに対する実エンジントルクの不足分のトルクを補うように、アシストモータを駆動することが可能である。そして、前記変速機構においては、エンジンの動力を駆動軸に伝達させるための結合状態としては、クラッチをオフにし、かつ、ブレーキをオンにした増速結合状態と、クラッチをオンにしてブレーキをオフにした直結状態とを選択的に切換可能である。なお、第１の駆動力源およびモータ・ジェネレータを駆動力源として備えたハイブリッド車は、特許文献２にも記載されている。
しかしながら、上記の特許文献１に記載されているハイブリッド車においては、プラネタリギヤを経由してエンジンにトルクが伝達される場合、例えば、モータのトルクによりエンジンを始動させる場合においては、プラネタリギヤにおいてねじり共振が大きくなる恐れがあった。
However, in the hybrid vehicle described in
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、第１の駆動力源に連結された電気的変速機を含む動力伝達系で、ねじり共振が大きくなることを抑制可能な車両用駆動装置の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and is a power transmission system including an electric transmission coupled to a first driving force source, and is capable of suppressing an increase in torsional resonance. It aims to provide a control device.
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に電気的変速機が設けられており、動力伝達経路における電気的変速機よりも下流側に、機械的に構成された回転状態切替機構が設けられており、前記回転状態切替機構は、動力伝達状態を制御し、かつ、係合・解放されるクラッチを有している車両用駆動装置の制御装置において、第１の電動機のトルクで前記第１の駆動力源を始動させ、かつ、第２の電動機で反力を受けて前記第１の駆動力源を始動させる場合に、前記電気的変速機にトルクが伝達されて、その電気的変速機を含む動力伝達系でねじり共振が発生するか否かを判断するねじり共振判断手段と、前記ねじり共振が発生すると判断された場合は、前記ねじり共振を抑制するように前記クラッチのトルク容量を制御する共振抑制手段と、前記ねじり共振を抑制するように前記クラッチのトルク容量を制御する場合に、前記第２の電動機を停止させるか、または、前記第２の電動機の回転数と、前記回転状態切替機構の入力回転数とを一致させるように、前記第２の電動機の回転数を制御する電動機制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項２の発明は、第１の駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に電気的変速機が設けられており、動力伝達経路における電気的変速機よりも下流側に、機械的に構成された回転状態切替機構が設けられており、前記回転状態切替機構は、動力伝達状態を制御し、かつ、係合・解放されるクラッチを有している車両用駆動装置の制御装置において、第１の電動機のトルクで前記第１の駆動力源を始動させ、かつ、第２の電動機で反力を受けて前記第１の駆動力源を始動させる場合に、前記電気的変速機にトルクが伝達されて、その電気的変速機を含む動力伝達系でねじり共振が発生するか否かを判断するねじり共振判断手段と、前記ねじり共振が発生すると判断された場合は、前記ねじり共振を抑制するように、前記クラッチのトルク容量を制御する共振抑制手段と、前記ねじり共振を抑制するように前記クラッチのトルク容量を制御する場合に、前記第１の駆動力源の回転数の上昇を抑制するように、前記第２の電動機の回転数を制御する電動機制御手段とを有していることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention , an electric transmission is provided in a power transmission path from the first driving force source to the wheels, and is mechanically configured downstream of the electric transmission in the power transmission path. A rotation state switching mechanism that controls a power transmission state and includes a clutch that is engaged / released. Torque is transmitted to the electric transmission when the first driving force source is started with the torque of the electric motor and the first driving force source is started with the reaction force received by the second electric motor. And torsional resonance determining means for determining whether or not torsional resonance occurs in the power transmission system including the electric transmission, and when it is determined that the torsional resonance occurs, the torsional resonance is suppressed. And the torque capacity of the clutch And controlling the resonance capacity of the second electric motor so as to suppress an increase in the rotational speed of the first driving force source when controlling the torque capacity of the clutch so as to suppress the torsional resonance. It has an electric motor control means for controlling the number of rotations .
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記回転状態切替機構は、入力回転部材と出力回転部材との間の変速比を変更可能な変速機を含み、前記クラッチの係合・解放を切り替えることにより、その変速比が制御される構成であることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect , the rotation state switching mechanism includes a transmission capable of changing a speed ratio between the input rotation member and the output rotation member, The gear ratio is controlled by switching between engagement and disengagement.
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、前記電気的変速機は、第１の遊星歯車機構を備えており、この第１の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第１のキャリヤとを有しており、この第１のキャリヤが前記電気的変速機の入力要素に相当し、前記第１のリングギヤが前記電気的変速機の出力要素に相当し、前記第１のサンギヤが前記電気的変速機の反力要素に相当するとともに、前記変速機は、同軸上に配置された第２の遊星歯車機構および第３の遊星歯車機構を備えており、前記第２の遊星歯車機構は、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、前記第２のサンギヤおよび第２のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第２のキャリヤとを有しており、前記第３の遊星歯車機構は、第３のサンギヤおよび第３のリングギヤと、前記第３のサンギヤおよび第３のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第３のキャリヤとを有しており、前記第１のリングギヤと前記第３のサンギヤとが連結され、前記第２のリングギヤと第３のキャリヤとが連結され、前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとが連結されており、前記第３のキャリヤが前記変速機の出力回転部材に相当し、前記共振抑制手段によりトルク容量が制御されるクラッチは、前記第１のリングギヤおよび前記第３のサンギヤを、前記第２のキャリヤに対して選択的に係合・解放させるクラッチと、前記第２のキャリヤおよび前記第３のリングギヤの回転・停止を選択的に切り換える第１のブレーキと、前記第２のサンギヤの回転・停止を選択的に切り換える第２のブレーキとを含むことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect , the electric transmission includes a first planetary gear mechanism, and the first planetary gear mechanism is arranged coaxially. And a first carrier for holding a pinion gear meshed with the first sun gear and the first ring gear. The first carrier is a member of the electric transmission. The first ring gear corresponds to an output element of the electric transmission, the first sun gear corresponds to a reaction force element of the electric transmission, and the transmission is coaxial. A second planetary gear mechanism and a third planetary gear mechanism disposed on the second planetary gear mechanism, wherein the second planetary gear mechanism includes a second sun gear and a second ring gear; and the second sun gear and the second planetary gear mechanism. 2 meshed with the ring gear And a third planetary gear mechanism comprising: a third sun gear and a third ring gear; and a pinion gear meshed with the third sun gear and the third ring gear. A third carrier that holds the first ring gear and the third sun gear, the second ring gear and the third carrier, and the second carrier. And the third ring gear are coupled, the third carrier corresponds to the output rotation member of the transmission, and the clutch whose torque capacity is controlled by the resonance suppression means includes the first ring gear and A clutch that selectively engages / releases the third sun gear with respect to the second carrier, and rotation / stop of the second carrier and the third ring gear are selected. A first brake to switch to and is characterized in that it comprises a second brake selectively switching the rotation and stop of the second sun gear.
請求項５の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記回転状態切替機構は、前記クラッチの係合・解放を制御することにより、動力伝達状態が異なる複数のモードを選択的に切替可能なモード切替機構を含むことを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect , the rotation state switching mechanism selectively selects a plurality of modes having different power transmission states by controlling engagement / release of the clutch. A switchable mode switching mechanism is included.
請求項６の発明は、請求項５の構成に加えて、前記電気的変速機は、第１の遊星歯車機構を備えており、この第１の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、前記第１のサンギヤおよび第１のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第１のキャリヤとを有しており、この第１のキャリヤが前記入力要素に相当し、前記第１のリングギヤが前記出力要素に相当し、前記第１のサンギヤが前記反力要素に相当するとともに、前記モード切替機構は、同軸上に配置されたダブルピニオン型遊星歯車機構およびシングルピニオン型遊星歯車機構を備えており、前記ダブルピニオン型遊星歯車機構は、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、前記第２のサンギヤに噛合された第１のピニオンギヤと、前記第２のリングギヤおよび第１のピニオンギヤに噛合された第２のピニオンギヤと、前記第１のピニオンギヤおよび第２のピニオンギヤを保持する第２のキャリヤとを有しており、前記シングルピニオン型遊星歯車機構は、第３のサンギヤおよび第３のリングギヤと、前記第３のサンギヤおよび第３のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第３のキャリヤとを有しており、この第３のリングギヤに前記車輪が動力伝達可能に連結されるとともに、前記第１のリングギヤと前記第３のサンギヤとが連結され、前記第２のリングギヤと第３のリングギヤとが連結され、前記第２のキャリヤと前記第３のキャリヤとが連結されており、前記共振抑制手段によりトルク容量が制御されるクラッチは、前記第１のキャリヤを前記第３のキャリヤに対して選択的に係合・解放させる第１のクラッチと、前記第１のリングギヤおよび前記第３のサンギヤを、前記第２のサンギヤに対して選択的に係合・解放させる第２のクラッチと、前記第２のサンギヤの回転・固定を選択的に切り換える第１のブレーキと、前記第２のキャリヤおよび第３のキャリヤの回転・固定を選択的に切り換えるリバースブレーキとを含むことを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect , the electric transmission includes a first planetary gear mechanism, and the first planetary gear mechanism is arranged coaxially. And a first carrier that holds a pinion gear meshed with the first sun gear and the first ring gear. The first carrier corresponds to the input element. The first ring gear corresponds to the output element, the first sun gear corresponds to the reaction force element, and the mode switching mechanism includes a double-pinion planetary gear mechanism and a single A pinion type planetary gear mechanism, wherein the double pinion type planetary gear mechanism includes a second sun gear and a second ring gear, and a first pinion gear meshed with the second sun gear; A single pinion type planetary gear having a second pinion gear meshed with the second ring gear and the first pinion gear, and a second carrier holding the first pinion gear and the second pinion gear. The mechanism includes a third sun gear and a third ring gear, and a third carrier that holds a pinion gear meshed with the third sun gear and the third ring gear, and the third ring gear includes the third carrier. The wheels are connected to transmit power, the first ring gear and the third sun gear are connected, the second ring gear and the third ring gear are connected, and the second carrier and the second gear are connected. And a clutch whose torque capacity is controlled by the resonance suppressing means, the first carrier is connected to the third carrier. A second clutch for selectively engaging and releasing the first ring gear and the third sun gear with respect to the second sun gear. A clutch, a first brake for selectively switching rotation / fixation of the second sun gear, and a reverse brake for selectively switching rotation / fixation of the second carrier and the third carrier. It is what.
請求項７の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記電気的変速機は、相互に差動回転可能な入力要素と反力要素と出力要素とを有しており、前記入力要素が前記第１の駆動力源に連結され、前記反力要素が第１の電動機に連結され、前記出力要素が第２の電動機および前記回転状態切替機構に連結されているとともに、前記第１の電動機の出力を制御することにより、前記電気的変速機における入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御可能に構成されていることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the electrical transmission includes an input element, a reaction force element, and an output element that are differentially rotatable with respect to each other, and the input An element is connected to the first driving force source, the reaction force element is connected to a first electric motor, the output element is connected to a second electric motor and the rotational state switching mechanism, and the first By controlling the output of the electric motor, the gear ratio between the input element and the output element in the electric transmission can be controlled steplessly.
請求項１の発明によれば、第１の駆動力源のトルクが電気的変速機に伝達されて、第１の電動機で第１の駆動力源の反力が受け持たれ、電気的変速機から出力されたトルクが、回転状態切替機構を経由して車輪に伝達される。ここで、第１の電動機の出力を制御することにより、電気的変速機の変速比が制御される。また、回転状態切替機構のクラッチの係合・解放を制御することにより、動力伝達状態が制御される。そして、電気的変速機にトルクが伝達されて、その電気的変速機を含む動力伝達系でねじり共振が発生すると判断された場合は、クラッチのトルク容量が制御されて、ねじり共振が発生することを抑制できる。また、請求項１の発明によれば、ねじり共振を抑制するようにクラッチのトルク容量を制御する場合に、第２の電動機を停止させるか、または、第２の電動機の回転数と、変速機の入力回転数とを一致させるように、第２の電動機の回転数を制御することができる。したがって、第１の電動機の反力トルクを第２の電動機で受けて、第１の駆動力源を始動させる場合に、第１の駆動力源を始動させるトルクの低下を抑制できる。また、第１の駆動力源の始動後にクラッチのトルク容量を高める場合に、第２の電動機の回転数と、変速機の入力回転数とが一致しているため、クラッチの係合によるショックの発生を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the torque of the first driving force source is transmitted to the electric transmission, and the reaction force of the first driving force source is received by the first electric motor. The torque output from is transmitted to the wheels via the rotation state switching mechanism. Here, the transmission ratio of the electric transmission is controlled by controlling the output of the first electric motor. Further, the power transmission state is controlled by controlling the engagement / release of the clutch of the rotation state switching mechanism. Then, the torque on the electrical transmission is transmitted, if the electrical transmission torsional resonance in a power transmission system including a is judged as that occur, and the torque capacity of the clutch is controlled and the torsional resonance Occurrence can be suppressed . According to the first aspect of the present invention, when the torque capacity of the clutch is controlled so as to suppress torsional resonance, the second electric motor is stopped, or the rotational speed of the second electric motor and the transmission The rotational speed of the second electric motor can be controlled so as to match the input rotational speed. Therefore, when the reaction force torque of the first motor is received by the second motor and the first driving force source is started, it is possible to suppress a decrease in the torque that starts the first driving force source. Further, when the torque capacity of the clutch is increased after the first driving force source is started, the rotation speed of the second electric motor and the input rotation speed of the transmission coincide with each other. Generation can be suppressed.
請求項２の発明によれば、第１の駆動力源のトルクが電気的変速機に伝達されて、第１の電動機で第１の駆動力源の反力が受け持たれ、電気的変速機から出力されたトルクが、回転状態切替機構を経由して車輪に伝達される。ここで、第１の電動機の出力を制御することにより、電気的変速機の変速比が制御される。また、回転状態切替機構のクラッチの係合・解放を制御することにより、動力伝達状態が制御される。そして、電気的変速機にトルクが伝達されて、その電気的変速機を含む動力伝達系でねじり共振が発生すると判断された場合は、クラッチのトルク容量が制御されて、ねじり共振が発生することを抑制できる。また、請求項２の発明によれば、ねじり共振を抑制するようにクラッチのトルク容量を制御する場合に、第２の電動機の回転数を制御することにより、第１の駆動力源の回転数が過剰に上昇することを抑制できる。
According to the second aspect of the present invention, the torque of the first driving force source is transmitted to the electric transmission, and the reaction force of the first driving force source is received by the first electric motor. The torque output from is transmitted to the wheels via the rotation state switching mechanism. Here, the transmission ratio of the electric transmission is controlled by controlling the output of the first electric motor. Further, the power transmission state is controlled by controlling the engagement / release of the clutch of the rotation state switching mechanism. When it is determined that torque is transmitted to the electric transmission and torsional resonance occurs in the power transmission system including the electric transmission, the torque capacity of the clutch is controlled to generate torsional resonance. Can be suppressed. According to the invention of
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合・解放を制御することにより、動力伝達状態が異ならせる複数のモードを選択的に切替可能である。また、請求項４の発明においても、請求項３の発明と同様の効果を得られる。
According to the invention of
請求項５の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合・解放を制御することにより、動力伝達状態が異ならせる複数のモードを選択的に切替可能である。さらに、請求項６の発明によれば、請求項５の発明と同様の効果を得られる。
According to the invention of
請求項７の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、第１の電動機の出力を制御することにより、電気的変速機における入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することが可能である。
According to the invention of
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明を用いることの可能な車両のパワートレーンの構成例を示す。図２に示された車両Ｖｅは、Ｆ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動）形式のハイブリッド車（以下、「車両」と略記する）である。図２に示された車両Ｖｅは、２種類の駆動力源を有している。２種類の駆動力源は、動力の発生原理が異なり、この実施例では、エンジン１およびモータ・ジェネレータ（ＭＧ２）２が駆動力源として搭載されているとともに、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２から出力された動力が、共に同じ車輪（後輪）３に伝達されるように動力伝達経路が構成されている。車両Ｖｅの駆動力源であるエンジン１は、燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。このエンジン１としては、内燃機関または外燃機関を用いることが可能であるが、この実施例では、エンジン１として内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いる場合について説明する。このエンジン１は、電子スロットルバルブ（図示せず）などの制御により、出力トルクを電気的に制御することが可能に構成されている。
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a configuration example of a power train of a vehicle that can use the present invention. The vehicle Ve shown in FIG. 2 is a hybrid vehicle (hereinafter abbreviated as “vehicle”) of the FR type (front engine / rear drive; engine front and rear wheel drive). The vehicle Ve shown in FIG. 2 has two types of driving force sources. The two types of driving force sources have different motive power generation principles. In this embodiment, the
一方、他の駆動力源であるモータ・ジェネレータ２はケーシング４の内部に収納されており、モータ・ジェネレータ２は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備している。このモータ・ジェネレータ２は、ロータ５およびステータ６を有しており、ステータ６はケーシング４に固定されている。また、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２から車輪３に至る動力伝達経路には変速機７が設けられているとともに、エンジン１から変速機７に至る動力伝達経路には、動力分配装置８が設けられている。図２に示された動力分配装置８は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構を主体として構成されている。すなわち、動力分配装置８は、入力軸９と同軸上に配置されたサンギヤ１０と、サンギヤ１０と同軸上に配置されたリングギヤ１１と、サンギヤ１０およびリングギヤ１１に噛合する複数のピニオンギヤ１２を、自転かつ公転自在に保持したキャリヤ１３とを有している。そして、キャリヤ１３と入力軸９とが動力伝達可能に連結、具体的には一体回転するように連結されている。さらに、入力軸９とエンジン１のクランクシャフト１Ａとが同軸上に配置されているとともに、クランクシャフト１Ａと入力軸９とが、ダンパ機構、具体的にはトーショナルダンパ１Ｂを介して動力伝達可能に連結されている。トーショナルダンパ１Ｂはトルク変動を吸収し、かつ、振動を減衰する緩衝装置である。
On the other hand, the motor /
また、入力軸９の軸線方向において、エンジン１と動力分配装置８との間には、モータ・ジェネレータ１４が配置されている。モータ・ジェネレータ１４は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備している。つまり、エンジン１とモータ・ジェネレータ２，１４とでは、動力の発生原理が異なる。このモータ・ジェネレータ１４は、ロータ１５およびステータ１６を有しており、ステータ１６はケーシング４に固定されている。そして、ロータ１５とサンギヤ１０とが動力伝達可能に連結、具体的には一体回転するように連結されている。
Further, a motor /
一方、前記変速機７は、入力回転数を出力回転数で除した値である変速比を変更可能に構成されており、変速機７は、同軸上に配置された２組のシングルピニオン型遊の星歯車機構１７，１８を有している。まず、遊星歯車機構１７は、同軸上に配置されたサンギヤ１９およびリングギヤ２０と、サンギヤ１９およびリングギヤ２０に噛合されたピニオンギヤ２１を、自転かつ公転可能に保持するキャリヤ２２とを有している。一方、遊星歯車機構１８は、同軸上に配置されたサンギヤ２３およびリングギヤ２４と、サンギヤ２３およびリングギヤ２４に噛合されたピニオンギヤ２５を、自転かつ公転可能に保持するキャリヤ２６とを有している。そして、遊星歯車機構１７のキャリヤ２２と、遊星歯車機構１８のリングギヤ２４とが一体回転するように連結され、遊星歯車機構１８のキャリヤ２６と、遊星歯車機構１７のリングギヤ２０とが一体回転するように連結されている。すなわち、変速機７は、いわゆるＣ−Ｒ・Ｃ−Ｒ結合式の変速機である。さらに、モータ・ジェネレータ２のロータ５が、リングギヤ１１およびサンギヤ２３に連結、より具体的には、一体回転するように連結されている。そして、キャリヤ２６には出力回転部材２７が連結、具体的には一体回転するように連結され、その出力回転部材２７から車輪３に至る動力伝達経路には、デファレンシャル２８が設けられている。
On the other hand, the
つぎに、変速機７の変速比を制御するための機構について説明すると、前記キャリヤ２２を、モータ・ジェネレータ２のロータ５およびリングギヤ１１およびサンギヤ２３に対して選択的に連結・解放させるクラッチＣ１が設けられている。また、キャリヤ２２およびリングギヤ２４の回転・停止を制御するブレーキＢ１が設けられており、サンギヤ１９の回転・停止を制御するブレーキＢ２が設けられている。これらのクラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２などのクラッチとしては、摩擦式クラッチまたは電磁式クラッチ、あるいは噛み合い式クラッチのいずれを用いてもよいが、この実施例では、摩擦式クラッチを用いているものとする。
Next, a mechanism for controlling the transmission ratio of the
一方、モータ・ジェネレータ２との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置２９が設けられているとともに、モータ・ジェネレータ２と蓄電装置２９との間の回路にはインバータ３０が設けられている。また、モータ・ジェネレータ１４との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置３１が設けられているとともに、モータ・ジェネレータ１４と蓄電装置３１との間の回路にはインバータ３２が設けられている。これらの蓄電装置２９，３１としては、二次電池、具体的にはバッテリ、キャパシタなどを用いることが可能である。また、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ１４との間で、蓄電装置２９，３１を経由することなく、直接電力の授受をおこなうことが可能となるように、電気回路が構成されている。さらにまた、クラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２を制御するアクチュエータとして、油圧制御装置３３が設けられている。この油圧制御装置３３は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知の構造を有している。
On the other hand, a
一方、車両Ｖｅの全体を制御するコントローラとして電子制御装置３４が設けられており、電子制御装置３４には、シフトポジションセンサの信号、車速センサの信号、加速要求検知センサの信号、制動要求検知センサの信号、エンジン回転数センサの信号、蓄電装置２９，３１の充電量を検知するセンサの信号、モータ・ジェネレータ２，１４の回転数を検知するセンサの信号、変速機７の入力回転数および出力回転数を検知するセンサの信号などが入力される。これに対して、電子制御装置３４からは、エンジン１を制御する信号、インバータ３０，３２を介してモータ・ジェネレータ２，１４を制御する信号、油圧制御装置３３を介してクラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２を制御する信号などが出力される。
On the other hand, an
図２に示す車両Ｖｅにおいて、エンジン１が運転されて、エンジントルクが動力分配装置８のキャリヤ１３に伝達されると、モータ・ジェネレータ１４により反力トルクが受け持たれて、エンジントルクがリングギヤ１１に伝達される。そのリングギヤ１１に伝達されたトルクが、変速機７およびデファレンシャル２８を経由して車輪３に伝達されて、駆動力が発生する。前記動力分配装置８においては、サンギヤ１０とキャリヤ１３とリングギヤ１１との差動作用により、入力要素であるキャリヤ１３と、出力要素であるリングギヤ１１との間における変速比を制御することが可能である。具体的には、反力トルクを受け持つモータ・ジェネレータ１４の出力を制御することにより、エンジン回転数を無段階に（連続的に）制御することが可能である。つまり、動力分配装置８は無段変速機としての機能を有している。ここで、モータ・ジェネレータ１４の回転方向は正逆に切り換え可能であり、モータ・ジェネレータ１４は力行制御または回生制御が実行される。なお、モータ・ジェネレータ１４の回転数を零に制御する（停止させる）ことも可能である。
In the vehicle Ve shown in FIG. 2, when the
さらに、動力分配装置８の変速比を制御する概念について説明すると、エンジン１の燃費を向上させることを目的として、エンジン１の運転状態と、動力分配装置８の変速比とを協調制御するものである。例えば、加速要求（アクセル開度）および車速に基づいて、車両Ｖｅにおける要求駆動力が求められる。これは、例えば予め用意したマップから求められる。その要求駆動力と車速とからエンジン１の要求出力が算出され、その要求出力を最小の燃費で出力する目標エンジン回転数が、マップを使用して求められる。そして、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、モータ・ジェネレータ１４の出力（トルク×回転数）が制御される。この制御と並行して、実エンジン出力を目標エンジン出力に近づけるように、エンジン１の電子スロットルバルブの開度などが制御される。
Further, the concept of controlling the speed ratio of the
また、蓄電装置２９の電力をモータ・ジェネレータ２に供給してモータ・ジェネレータ２を電動機として駆動させ、モータ・ジェネレータ２のトルクを、変速機７を経由させて車輪３に伝達する制御を実行可能である。つまり、車輪３にトルクを伝達して駆動力を発生させる場合、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２の少なくとも一方のトルクを車輪３に伝達可能であり、いずれの動力源のトルクまたは両方の動力源のトルクを伝達するかが、電子制御装置３４に入力される信号およびデータに基づいて判断される。これに対して、車両Ｖｅが惰力走行する場合は、車両Ｖｅの運動エネルギが変速機７および動力分配装置８を経由してエンジン１に伝達され、エンジンブレーキ力が発生する。また、車両Ｖｅの惰力走行時に発生する運動エネルギの一部をモータ・ジェネレータ２に伝達し、このモータ・ジェネレータ２で回生制動力を発生させ、発生した電力を蓄電装置２９に充電することも可能である。
Further, it is possible to execute control for supplying the electric power of the
また、変速機７の変速比は、マニュアル変速操作または自動変速制御により切替可能であり、この変速機７においては、第１速ないし第３速の変速段を選択的に切替可能である。この変速機７における変速比の切り替えを、図３に基づいて説明する。図３において、「○」印はクラッチが係合されることを示し、「×」印はクラッチが解放されることを示す。まず、第１速（１ｓｔ）が選択された場合は、ブレーキＢ１が係合され、ブレーキＢ２およびクラッチＣ１が解放される。すると、動力分配装置８のリングギヤから変速機７に伝達されたトルクが、サンギヤ２３に伝達されるとともに、リングギヤ２４が反力要素となり、キャリヤ２６が出力要素となる。つまり、第１速が選択された場合は、サンギヤ２３の回転数よりもキャリヤ２６の回転数の方が低回転数となり、変速機７がいわゆる減速機として機能し、変速比が「１」よりも大きくなる。
Further, the gear ratio of the
また、第２速（２ｎｄ）が選択された場合は、ブレーキＢ２が係合され、ブレーキＢ１およびクラッチＣ１が解放される。すると、動力分配装置８のリングギヤから変速機７に伝達されたトルクが、サンギヤ２３に伝達されるとともに、サンギヤ１９が反力要素となり、キャリヤ２６が出力要素となる。つまり、第２速が選択された場合は、サンギヤ２３の回転数よりもキャリヤ２６の回転数の方が低回転数となり、変速機７がいわゆる減速機として機能し、変速比が「１」よりも大きくなる。なお、第１速が選択された場合の変速比は、第２速が選択された場合の変速比よりも大きくなる。
Further, when the second speed (2nd) is selected, the brake B2 is engaged, and the brake B1 and the clutch C1 are released. Then, torque transmitted from the ring gear of the
さらに、第３速（３ｒｄ）が選択された場合は、クラッチＣ１が係合され、ブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。すると、動力分配装置８のリングギヤから変速機７に伝達されたトルクが変速機７に伝達され、遊星歯車機構１７，１８を構成する回転要素が一体的に回転し、変速機７の入力回転数と出力回転数との比が「１」となる。つまり、変速機７の入力回転部材と出力回転部材とが直結状態となる。
Further, when the third speed (3rd) is selected, the clutch C1 is engaged and the brakes B1 and B2 are released. Then, the torque transmitted from the ring gear of the
つぎに、停止または空転しているエンジン２を始動させる制御、具体的には、モータ・ジェネレータ１４のトルクによりエンジン１をクランキングさせ、燃料の噴射および燃焼をおこない、エンジン１を自律運転させる過程で実行可能な制御の一例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず電子制御装置３４に入力される信号が処理され（ステップＳ１）、エンジン１を始動させる制御を実行中であるか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、動力分配装置８を含む回転部材、より具体的には、エンジン１および入力軸９およびダンパ機構１Ｂおよびモータ・ジェネレータ２などの慣性体で発生するねじり振動のレベルが所定値以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。ここで、ねじり振動のレベルが現在、所定値以上である場合、または、所定時間後に、ねじり振動のレベルが所定値以上になることが予想される場合のいずれを判断してもよい。
Next, a control for starting the stopped or idling
このステップＳ３の判断は、例えばエンジン回転数が、共振周波数域に相当する回転数であるか否かにより、間接的に判断可能であり、例えば、図４および図５のマップが用いられる。図４に示すマップは、エンジン回転数と、回転方向における振動周波数との関係を示しており、エンジン回転数が高くなることにともない、振動周波数が高くなる特性を有している。また、図５に示すマップは、振動周波数と、振動レベルとの関係を示すマップであり、周波数が上昇することにともない振動レベルが上昇するが、更に周波数が上昇すると、振動レベルが低下する特性となることを示している。この図４および図５のマップから、エンジン回転数が上昇することにともない振動レベルが上昇し、さらにエンジン回転数が上昇すると、振動レベルが低下することが分かる。また、図５のマップにおいては、一例として、ブレーキＢ１が係合されている場合の特性と、ブレーキＢ１が解放されている場合の特性とが示されている。振動レベルがピークとなる周波数は、ブレーキＢ１の係合に対応する周波数ｆ１は、ブレーキＢ１の解放に対応する周波数ｆ２よりも低い。このように特性が異なる理由は、ブレーキＢ１が係合された場合と解放された場合とでは、動力伝達系の慣性質量が変化するからである。すなわち、ブレーキＢ１が係合された場合は、エンジン１をクランキングするモータ・ジェネレータ１４のトルクが、変速機７を経由して車輪３に伝達される状態となっており、車両Ｖｅの全体が慣性体として働くからである。なお、エンジン回転数は、エンジン回転数センサの信号から判断してもよいし、モータ・ジェネレータ２およびモータ・ジェネレータ１４の回転数から判断してもよい。
The determination in step S3 can be indirectly determined based on, for example, whether or not the engine rotational speed is a rotational speed corresponding to the resonance frequency range. For example, the maps of FIGS. 4 and 5 are used. The map shown in FIG. 4 shows the relationship between the engine speed and the vibration frequency in the rotation direction, and has a characteristic that the vibration frequency increases as the engine speed increases. The map shown in FIG. 5 is a map showing the relationship between the vibration frequency and the vibration level. The vibration level increases as the frequency increases, but the vibration level decreases as the frequency further increases. It shows that it becomes. From the maps of FIGS. 4 and 5, it can be seen that the vibration level increases as the engine speed increases, and further decreases as the engine speed increases. Further, the map of FIG. 5 shows, as an example, characteristics when the brake B1 is engaged and characteristics when the brake B1 is released. As for the frequency at which the vibration level reaches a peak, the frequency f1 corresponding to the engagement of the brake B1 is lower than the frequency f2 corresponding to the release of the brake B1. The reason why the characteristics are different in this way is that the inertial mass of the power transmission system changes between when the brake B1 is engaged and when it is released. That is, when the brake B1 is engaged, the torque of the motor /
そして、ステップＳ３の判断時点で、振動レベルが所定値以上となるような実エンジン回転数である場合、または、エンジン回転数が、振動レベルが所定値以上となるような領域に推移することが予測される場合は、前記ステップＳ３で肯定的に判断されて、ねじり共振が発生する滞留時間が、所定時間を超えるか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、現在、変速機７で係合されているクラッチのトルク容量を低下（スリップ・解放）、または高める（係合）制御がおこなわれる（ステップＳ５）。例えば、ステップＳ３，Ｓ４の判断時点で、第１速が選択されて変速機７でブレーキＢ１が係合され、かつ、エンジン１の始動制御が実行されている場合は、ブレーキＢ１を解放またはスリップさせて振動レベルがピークとなる周波数を高くすることで、ねじり共振のレベルを低下させることが可能である。これに対して、ステップＳ３，Ｓ４の判断時点で、ブレーキＢ１が解放され、かつ、エンジン１の始動制御が実行されている場合は、ブレーキＢ１を係合またはスリップさせて振動レベルがピークとなる周波数を低くすることで、ねじり共振のレベルを低下させることが可能である。したがって、入力軸９に応力集中が発生することを抑制できる。このステップＳ５についで、モータ・ジェネレータ２を所定回転数になるように制御し（ステップＳ６）、リターンされる。
Then, at the time of the determination in step S3, when the actual engine speed is such that the vibration level is equal to or higher than a predetermined value, or the engine speed may shift to a region where the vibration level is equal to or higher than the predetermined value. If predicted, an affirmative determination is made in step S3, and it is determined whether or not the residence time at which torsional resonance occurs exceeds a predetermined time (step S4). If the determination in step S4 is affirmative, control is performed to reduce (slip / release) or increase (engage) the torque capacity of the clutch currently engaged in the transmission 7 (step S5). . For example, when the first speed is selected and the brake B1 is engaged by the
このエンジン１の始動制御は、車両Ｖｅの走行中、または車両Ｖｅの低速走行中のいずれでも実行可能である。例えば、車両Ｖｅの停止中または走行中に、モータ・ジェネレータ１４のトルクでエンジン１をクランキングする場合は、モータ・ジェネレータ１４の反力をモータ・ジェネレータ２で確実に受け止めることができるように、モータ・ジェネレータ２の回転数を零にする制御が、ステップＳ６で実行される。これに対して、車両Ｖｅが低車速で走行し、かつ、モータ・ジェネレータ１４のトルクでエンジン１をクランキングする場合は、モータ・ジェネレータ２の回転数を、変速機７の入力回転数に一致させる制御が、ステップＳ６で実行される。さらに、ステップＳ２またはステップＳ３またはステップＳ４で否定的に判断された場合は、リターンする。なお、この実施例において抑制しようとしている動力伝達系のねじり共振は、モータ・ジェネレータ１４のトルクをエンジン１に伝達する過程で発生するねじり共振、および、モータ・ジェネレータ１４によるクランキングが終了して、エンジン１が自律回転し、そのエンジン１の爆発振動によるトルク変動が動力伝達系に伝達されて発生するねじり共振の両方が含まれる。
The start control of the
ここで、車両Ｖｅが低車速で走行し、かつ、エンジン１を始動させる場合の回転要素の状態を、図６および図７の共線図に基づいて説明する。図６および図７の共線図において、「正」は回転要素が正回転することを示し、「逆」は回転要素が逆回転することを示す。正回転とはエンジン１の回転方向を示す。そして、動力分配装置８ではモータ・ジェネレータ１４とモータ・ジェネレータ２との間に、エンジン１が位置している。また、変速機７では、サンギヤ２３とサンギヤ１９との間に、リングギヤ２０およびキャリヤ２６および出力回転部材２７が位置している。そして、サンギヤ１９と、リングギヤ２０およびキャリヤ２６および出力回転部材２７との間に、リングギヤ２４およびキャリヤ２２が位置している。
Here, the state of the rotating element when the vehicle Ve travels at a low vehicle speed and the
そして、図６に示すように、出力回転部材２７が正回転し、かつ、第１速が選択され、かつ、ブレーキＢ１が係合されるとともに、エンジン２が空転している場合に、モータ・ジェネレータ１４のトルクでエンジン１を始動させる場合を想定する。ここで、車速が一定であるとすれば、サンギヤ２３の回転数は変化せず、一点鎖線で示すように動力分配装置８を含む動力伝達系がねじれやすい。つまり、モータ・ジェネレータ２およびリングギヤ１１を支点とするモータ・ジェネレータ１４の回転数の変化幅が広くなる。そこで、この実施例では、ブレーキＢ１を解放させることにより、図７に一点鎖線で示すように、サンギヤ２３の回転数が実線で示す回転数を境として、所定範囲で高低に変化することが許容される。なお、サンギヤ２３の回転数の変化範囲は、ステップＳ６の制御で述べたように、モータ・ジェネレータ２により規制される。この図７の共線図においては、モータ・ジェネレータ２およびリングギヤ２３の回転数の変化が許容されるため、ねじり共振が抑制されて、モータ・ジェネレータ１４の回転数の変化幅が狭くなっている。
Then, as shown in FIG. 6, when the
ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が、この発明のねじり共振判断手段に相当し、ステップＳ５が、この発明の共振抑制手段に相当し、ステップＳ６が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。また、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン１が、この発明の第１の駆動力源（原動機）に相当し、モータ・ジェネレータ２が、この発明におけるに電動機に相当し、車輪３が、この発明の車輪に相当し、動力分配装置６が、この発明の電気的変速機および第１の遊星歯車機構に相当し、変速機７およびクラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２が、この発明の回転状態切替機構に相当し、クラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２が、この発明におけるクラッチに相当し、キャリヤ１３が、この発明の入力要素に相当し、サンギヤ１０が、この発明の反力要素に相当し、リングギヤ１１が、この発明の出力要素に相当し、変速機７が、この発明の変速機に相当し、サンギヤ２３およびキャリヤ２２が、この発明の入力回転部材として機能し、キャリヤ２６が、この発明の出力回転部材として機能する。
Here, the correspondence between the functional means shown in FIG. 1 and the configuration of the present invention will be described. Steps S1, S2, S3, and S4 correspond to the torsional resonance determining means of the present invention, and step S5 is performed. This corresponds to the resonance suppression means of the present invention, and step S6 corresponds to the motor / generator control means of the present invention. Further, the correspondence relationship between the configuration shown in FIG. 2 and the configuration of the present invention will be described. The
さらに、サンギヤ１０が、この発明の第１のサンギヤに相当し、リングギヤ１１が、この発明の第１のリングギヤに相当し、キャリヤ１３が、この発明の第１のキャリヤに相当し、遊星歯車機構１７が、この発明の第２の遊星歯車機構に相当し、遊星歯車機構１８が、この発明の第３の遊星歯車機構に相当し、サンギヤ１９が、この発明の第２のサンギヤに相当し、リングギヤ２０が、この発明の第２のリングギヤに相当し、キャリヤ２２が、この発明の第２のキャリヤに相当し、サンギヤ２３が、この発明の第３のサンギヤに相当し、リングギヤ２４が、この発明の第３のリングギヤに相当し、キャリヤ２６が、この発明の第３のキャリヤに相当し、クラッチＣ１が、この発明のクラッチに相当し、ブレーキＢ１が、この発明の第１のブレーキに相当し、ブレーキＢ２が、この発明の第２のブレーキに相当する。
Further, the
つぎに、図２に示された車両Ｖｅで実行可能な他の制御例を、図８のフローチャートに基づいて説明する。まず、電子制御装置３４に入力される信号が処理され（ステップＳ１１）、車両Ｖｅが走行し、かつ、エンジン２が駆動中であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。エンジン２が駆動中とは、エンジン２が自律回転していることを意味し、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２またはモータ・ジェネレータ１４の回転変動の周波数が、入力軸９を含む動力伝達系でねじり共振が発生する領域にあるか否かが判断される（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の判断は、前述したステップＳ３の処理と同様にしておこなうことが可能である。すなわち、モータ・ジェネレータ２およびモータ・ジェネレータ１４の回転数と、ねじり振動レベルとの対応関係を示すデータをマップ化しておき、そのマップを用いてステップＳ１３の判断をおこなえばよい。また、ねじり共振が発生する原因としては、始動されたエンジン１のトルクが入力軸９に伝達されて発生する場合と、車輪３がスリップして過大なトルクが変速機７を経由して入力軸９に伝達されて発生する場合とが挙げられる。
Next, another control example executed in the vehicle Ve shown in FIG. 2, you described with reference to the flowchart of FIG. First , a signal input to the
ステップＳ１３で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２またはモータ・ジェネレータ１４の回転変動幅が、所定値を実際に越えているか否かが判断される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、ねじり共振を抑制するように、変速機７のクラッチをのトルク容量を増加または低下、すなわち、クラッチを係合・解放・スリップさせる制御が実行される（ステップ１５）。このステップＳ１５の処理は、ステップＳ５の処理と同じであり、ステップＳ５と同じ原理により、ねじり共振が抑制される。このステップＳ１５についで、変速機７のクラッチの解放、またはスリップによりエンジン負荷が低下して、エンジン回転数が過剰に上昇してしまうこと（吹き上がり）を抑制するように、モータ・ジェネレータ２の回転数が制御され（ステップＳ１６）、リターンされる。このように、図８の制御例によれば、図１の制御例と同様に、モータ・ジェネレータ２のトルクによりエンジン２を始動させた場合の他に、車両Ｖｅの走行中に車輪３から伝達される強制力より、ねじり共振が発生することを回避できる。また、図８のステップＳ１３，Ｓ１４では、モータ・ジェネレータ２，１４の回転数を用いているため、車輪３から動力伝達系に入力される強制力をも検知することができる。なお、図８のステップＳ１２またはステップＳ１３またはステップＳ１４で否定的に判断された場合は、リターンされる。
If the determination in step S13 is affirmative, it is determined whether or not the rotational fluctuation range of the motor /
なお、上記の説明では、変速機７で第１速が選択されている場合に、ブレーキＢ１のトルク容量を制御することにより、ねじり共振を抑制する場合を説明しているが、第２速または第３速が選択されている場合にも、図１および図８の制御例を実行可能である。この第２速の場合は、ブレーキＢ２の係合・解放に対応させて、周波数と振動レベルとの関係を示すマップを用いればよい。また、第３速の場合は、クラッチＣ１の係合・解放に対応させて、周波数と振動レベルとの関係を示すマップを用いればよい。さらに、各変速段毎に、クラッチの係合・解放に対応して、周波数と振動レベルとの関係を全てマップ化してあれば、ねじり共振レベルが高いと判断される変速段を設定するためのクラッチを解放（係合）し、ねじり共振レベルが低いと判断される変速段を達成するクラッチを係合（解放）することにより、ねじり共振レベルの上昇を抑制できる。この場合、変速段自体を変更することも可能である。ここで、図８に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４が、この発明のねじり共振判断手段に相当し、ステップＳ１５が、この発明の共振抑制手段に相当し、ステップＳ１６が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
In the above description, the case where the torsional resonance is suppressed by controlling the torque capacity of the brake B1 when the first speed is selected in the
つぎに、図１および図８の制御例を実行可能なハイブリッド車の他の構成例を、図９に基づいて説明する。図９に示された構成において、図２に示された構成と同じ構成については、図２と同じ符号を付してある。図９に示された車両Ｖｅにおいては、エンジン１から車輪３に至る動力伝達経路に変速機３５が設けられている。この変速機３５は、同軸上に配置されたダブルピニオン型の遊星歯車機構３６およびシングルピニオン型の遊星歯車機構３７を有している。遊星歯車機構３６は、サンギヤ３８およびリングギヤ３９と、サンギヤ３８に噛合されたピニオンギヤ４０と、リングギヤ３９およびピニオンギヤ４０に噛合されたピニオンギヤ４１と、ピニオンギヤ４０，４１を自転、かつ、公転可能に保持するキャリヤ４２とを有している。一方、遊星歯車機構３７は、サンギヤ４３およびリングギヤ４４と、サンギヤ４３およびリングギヤ４４に噛合されたピニオンギヤ４５を自転、かつ、公転可能に保持するキャリヤ４２とを有している。つまり、キャリヤ４２は、遊星歯車機構３７，３８で共用化されている。そして、リングギヤ４４が出力回転部材２７に連結、具体的には一体回転するように連結されている。
Next, another configuration example of a viable hybrid vehicle control example of FIG. 1 and FIG. 8, described with reference to FIG. In the configuration shown in FIG. 9 , the same reference numerals as those in FIG. 2 are assigned to the same configurations as those shown in FIG. In the vehicle Ve shown in FIG. 9, a
さらに、動力分配装置８のリングギヤ１１と、サンギヤ４３とが一体回転するように連結され、リングギヤ３９とリングギヤ４４とが一体回転するように連結されている。また、回転要素同士の連結関係、および回転要素の回転・停止を制御するクラッチが設けられている。このクラッチとして、動力分配装置８のキャリヤ１３および入力軸９を、キャリヤ４２に対して選択的に係合・解放させるクラッチＣ１と、リングギヤ１１およびサンギヤ４３を、サンギヤ３８に対して選択的に係合・解放させるクラッチＣ２と、サンギヤ３８の回転・停止を制御するブレーキＢ１と、キャリヤ４２の回転・停止を制御するリバースブレーキＢＲとが設けられている。これらのクラッチとしては、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチ、噛み合い式クラッチのいずれを用いてもよいが、この実施例では摩擦式クラッチを用いる場合について説明する。また、これらのクラッチは、油圧制御装置３３により、トルク容量が制御されるように構成されている。
Further, the
上記のように構成された動力分配装置８と変速機３５との関係を、図１０の共線図に基づいて説明する。モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ１４との間にエンジン１が配置されており、エンジン１とモータ・ジェネレータ１４との間に、変速機３５のサンギヤ３８およびリングギヤ３９，４４が配置されている。また、エンジン１とサンギヤ３８との間に、リングギヤ３９，４４が配置されている。さらに、キャリヤ４２はエンジン１と同じ位置に配置されており、モータ・ジェネレータ２と一体回転するサンギヤ４３が同じ位置に配置されている。
The relationship between the
そして、変速機３５においては、動力伝達状態を制御するために、前進ポジションおよび後進ポジション（Ｒｅｖ）を選択的に切替可能であるとともに、前進ポジションでは、低速モード（Ｌｏ）、中速モード（Ｍｉｄ）、高速モード（Ｈｉ）を選択的に切替可能である。ここで、低速モード、中速モード、高速モードが選択された場合、および後進ポジションが選択された場合におけるクラッチの状態を、図１１に基づいて説明する。図１１において、「○」印はクラッチが係合されることを示し、「×」印はクラッチが解放されることを示す。この図１１に示すように、低速モードが選択された場合は、ブレーキＢ１が係合され、その他のクラッチは全て解放される。低速モードが選択された場合に、エンジントルクが動力分配装置８を経由して変速機３５のサンギヤ４３に伝達されると、停止されているサンギヤ３８が反力要素となり、リングギヤ４４が出力要素となる。このように、低速モードが選択された場合は、サンギヤ４３の回転速度に対してリングギヤ４４の回転速度が減速される。すなわち、変速機３５の変速比が「１」よりも大きくなる。
In the
また、中速モードが選択された場合は、クラッチＣ１が係合され、その他のクラッチは全て解放される。そして、エンジントルクが動力分配装置８を経由して変速機３５のキャリヤ４２に入力され、かつ、サンギヤ３８が反力要素となり、リングギヤ４８が出力要素となる。このように、中速モードが選択された場合は、図１０に示す共線図上で、動力分配装置８の回転状態を示すを示す線分と、変速機３５の回転状態を示す線分とが重なる。このように、中速モードが選択された場合は、変速機３５に対して、サンギヤ４３およびクラッチＣ１の２系統を経由して動力が伝達される。なお、低速モードが選択された場合は、変速機３５の変速比はモータ・ジェネレータ２の回転数に応じて決定される。また、中速モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ２，１４の回転数およびエンジン回転数に基づいて、変速機３５の変速比が決定される。そして、中速モードが選択された場合は、変速機３５の変速比は「１」よりも大きい値、「１」以下の値など、任意に調整可能である。
When the medium speed mode is selected, the clutch C1 is engaged and all other clutches are released. The engine torque is input to the
さらに、高速モードが選択された場合は、クラッチＣ２が係合され、その他のクラッチは全て解放されて、変速機３５を構成する回転要素が一体回転する状態となる。すなわち、変速機３５の変速比が「１」に固定される。一方、後進ポジションが選択された場合は、リバースブレーキＢＲが係合され、その他のクラッチは全て解放される。そして、エンジントルクが動力分配装置８を経由して変速機３５のサンギヤ４３に入力されると、キャリヤ４２が反力要素となり、リングギヤ４８が、前進ポジションとは逆方向に回転する。
Further, when the high-speed mode is selected, the clutch C2 is engaged, all other clutches are released, and the rotating elements constituting the
この図９に示された車両Ｖｅにおいても、図１または図８の制御例を実行可能である。この場合、変速機３５のモードを設定する各クラッチの係合・解放状態と、ねじり共振レベルとの関係をマップ化しておき、そのマップを用いて各クラッチのトルク容量を制御することにより、いずれのモードが選択されている場合でも、動力伝達系で発生する共振を抑制することができる。この場合、選択されているモードのクラッチの係合・解放状態を切り替える他、選択されているモードを別のモードに変更する制御を実行することも可能である。
Also in the vehicle Ve shown in FIG. 9, the control example of FIG. 1 or FIG. 8 can be executed. In this case, the relationship between the engagement / release state of each clutch that sets the mode of the
図９に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、変速機３５およびクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，ＢＲが、この発明の回転状態切替機構に相当し、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，ＢＲが、この発明の複数のクラッチに相当し、低速モードおよび中速モードおよび高速モードが、この発明における複数のモードに相当する。また、遊星歯車機構３６が、この発明のダブルピニオン型遊星歯車機構に相当し、遊星歯車機構３７が、この発明のシングルピニオン型遊星歯車機構に相当し、サンギヤ３８が、この発明の第２のサンギヤに相当し、リングギヤ３９が、この発明の第２のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ４０が、この発明の第１のピニオンギヤに相当し、ピニオンギヤ４１が、この発明の第２のピニオンギヤに相当し、キャリヤ４２が、この発明の第２のキャリヤおよび第３のキャリヤに相当し、サンギヤ４３が、この発明の第３のサンギヤに相当し、リングギヤ４４が、この発明の第３のリングギヤに相当し、クラッチＣ１が、この発明の第１のクラッチに相当し、クラッチＣ２が、この発明の第２のクラッチに相当し、ブレーキＢ１が、この発明の第１のブレーキに相当し、リバースブレーキＢＲが、この発明のリバースブレーキに相当する。
The correspondence between the configuration shown in FIG. 9 and the configuration of the present invention will be described. The
なお、図２に基づいて説明した回転状態切替機構（変速機７および各クラッチ）と、図９に示された回転状態切替機構としてのモード切替機構（変速機３５および各クラッチ）との相違点を説明すると、図２に示された例では、エンジントルクを変速機７に伝達する場合、動力分配装置８の入力要素および出力要素を、動力が必ず（直接）経由するが、図９の例では、エンジントルクを、動力分配装置８の入力要素および出力要素を直接経由させることなく、変速機３５と動力分配装置８とを組み合わせて動力循環させて伝達できる中速モードを選択できる。また、図２に示す動力分配装置８および変速機７は、図６および７に示すように、変速機７の回転要素が、動力分配装置８の回転要素同士の間に位置していないとともに、動力分配装置８の回転要素が、変速機７の回転要素同士の間に位置していない。これに対して、図９に示す動力分配装置８および変速機３５の場合、図１０に示すように、変速機３５の回転要素が、中速モードで動力分配装置８の回転要素同士の間に位置している点が異なる。
The difference between the rotation state switching mechanism (
さらに、図１および図８の制御例で抑制しようとするねじり共振とは、低次の振動モード、具体的には１次または２次の振動モードに関してであり、３次以上の高次の振動モードとは区別して制御が実行される。なお、実用上の必要性に応じて、３次以上の振動モードについて解析し、ねじり共振レベルが高くならないようにすることも可能である。なお、狙いとするｎ次の振動モードで共振を回避できれば、他の振動モードで共振が発生しても支障はない。この実施例は駆動力源のトルクが前輪に伝達される車両、または前輪および後輪に伝達される車両にも適用可能である。更に第４速以上の変速段を設定可能な変速機を有するハイブリッド車においても、図１および図８の制御例を実行可能である。また、前進ポジションで４以上のモードを設定可能な変速機を有するハイブリッド車においても、図１および図８の制御例を実行可能である。また、この発明の回転状態切替機構は、複数のクラッチ（もしくは係合装置）の係合・解放状態を制御する（トルク容量を制御する）ことにより、動力伝達状態が変更されるように構成されている。また、クラッチは、電磁式クラッチ、油圧制御式クラッチ、パウダ式クラッチ、同期噛み合い式クラッチなどを用いることができる。また、回転状態切替機構を構成するクラッチには、回転要素の回転・停止を制御するブレーキも含まれる。 Further, the torsional resonance to be suppressed in the control examples of FIGS. 1 and 8 is related to a low-order vibration mode, specifically, a primary or secondary vibration mode, and a third-order or higher-order vibration. Control is executed separately from the mode. Note that it is also possible to analyze the third and higher order vibration modes according to the practical necessity so that the torsional resonance level does not increase. If resonance can be avoided in the target n-th vibration mode, there is no problem even if resonance occurs in other vibration modes. This embodiment is also applicable to a vehicle in which the torque of the driving force source is transmitted to the front wheels, or a vehicle in which the torque is transmitted to the front wheels and the rear wheels. Further, the control example shown in FIGS. 1 and 8 can be executed also in a hybrid vehicle having a transmission capable of setting the fourth speed or higher. Further, the control examples of FIGS. 1 and 8 can be executed also in a hybrid vehicle having a transmission capable of setting four or more modes at the forward position. Further, the rotation state switching mechanism of the present invention is configured such that the power transmission state is changed by controlling the engagement / release state of the plurality of clutches (or engagement devices) (controlling the torque capacity). ing. As the clutch, an electromagnetic clutch, a hydraulic control clutch, a powder clutch, a synchronous mesh clutch, or the like can be used. Moreover, the clutch which comprises a rotation state switching mechanism also contains the brake which controls rotation / stop of a rotation element.
１…エンジン、 ３…車輪、 ６…動力分配装置、 ７，３５…変速機、 １０，１９，２３，３８…サンギヤ、 １１，２０，２４，３９…リングギヤ、 １３，２２，２６，４２…キャリヤ、 １７，１８，３６，３７…遊星歯車機構、 ４０，４１…ピニオンギヤ、 Ｃ１，Ｃ２…クラッチ、 Ｂ１，Ｂ２，ＢＲ…ブレーキ、 Ｖｅ…車両。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第１の電動機のトルクで前記第１の駆動力源を始動させ、かつ、第２の電動機で反力を受けて前記第１の駆動力源を始動させる場合に、前記電気的変速機にトルクが伝達されて、その電気的変速機を含む動力伝達系でねじり共振が発生するか否かを判断するねじり共振判断手段と、
前記ねじり共振が発生すると判断された場合は、前記ねじり共振を抑制するように前記クラッチのトルク容量を制御する共振抑制手段と、
前記ねじり共振を抑制するように前記クラッチのトルク容量を制御する場合に、前記第２の電動機を停止させるか、または、前記第２の電動機の回転数と、前記回転状態切替機構の入力回転数とを一致させるように、前記第２の電動機の回転数を制御する電動機制御手段と
を備えていることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 An electric transmission is provided in the power transmission path from the first driving force source to the wheels, and a mechanically configured rotational state switching mechanism is provided downstream of the electric transmission in the power transmission path. The rotation state switching mechanism controls a power transmission state and has a clutch that is engaged / released.
When the first driving force source is started with the torque of the first motor and the first driving force source is started with the reaction force received with the second motor, the torque is applied to the electric transmission. Is transmitted, torsional resonance determining means for determining whether torsional resonance occurs in the power transmission system including the electric transmission,
When it is determined that the torsional resonance occurs, resonance suppression means for controlling the torque capacity of the clutch so as to suppress the torsional resonance;
When controlling the torque capacity of the clutch so as to suppress the torsional resonance, the second motor is stopped, or the rotation speed of the second motor and the input rotation speed of the rotation state switching mechanism And a motor control means for controlling the rotational speed of the second electric motor so as to coincide with each other.
第１の電動機のトルクで前記第１の駆動力源を始動させ、かつ、第２の電動機で反力を受けて前記第１の駆動力源を始動させる場合に、前記電気的変速機にトルクが伝達されて、その電気的変速機を含む動力伝達系でねじり共振が発生するか否かを判断するねじり共振判断手段と、
前記ねじり共振が発生すると判断された場合は、前記ねじり共振を抑制するように、前記クラッチのトルク容量を制御する共振抑制手段と、
前記ねじり共振を抑制するように前記クラッチのトルク容量を制御する場合に、前記第１の駆動力源の回転数の上昇を抑制するように、前記第２の電動機の回転数を制御する電動機制御手段と
を有していることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 An electric transmission is provided in the power transmission path from the first driving force source to the wheels, and a mechanically configured rotational state switching mechanism is provided downstream of the electric transmission in the power transmission path. The rotation state switching mechanism controls a power transmission state and has a clutch that is engaged / released.
When the first driving force source is started with the torque of the first motor and the first driving force source is started with the reaction force received with the second motor, the torque is applied to the electric transmission. Is transmitted, torsional resonance determining means for determining whether torsional resonance occurs in the power transmission system including the electric transmission,
When it is determined that the torsional resonance occurs, resonance suppression means for controlling the torque capacity of the clutch so as to suppress the torsional resonance;
When controlling the torque capacity of the clutch so as to suppress the torsional resonance, the motor control for controlling the rotational speed of the second electric motor so as to suppress the increase in the rotational speed of the first driving force source. And a control device for the vehicle drive device.
前記変速機は、同軸上に配置された第２の遊星歯車機構および第３の遊星歯車機構を備えており、前記第２の遊星歯車機構は、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、前記第２のサンギヤおよび第２のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第２のキャリヤとを有しており、前記第３の遊星歯車機構は、第３のサンギヤおよび第３のリングギヤと、前記第３のサンギヤおよび第３のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第３のキャリヤとを有しており、前記第１のリングギヤと前記第３のサンギヤとが連結され、前記第２のリングギヤと第３のキャリヤとが連結され、前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとが連結されており、前記第３のキャリヤが前記変速機の出力回転部材に相当し、
前記共振抑制手段によりトルク容量が制御されるクラッチは、前記第１のリングギヤおよび前記第３のサンギヤを、前記第２のキャリヤに対して選択的に係合・解放させるクラッチと、前記第２のキャリヤおよび前記第３のリングギヤの回転・停止を選択的に切り換える第１のブレーキと、前記第２のサンギヤの回転・停止を選択的に切り換える第２のブレーキとを含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用駆動装置の制御装置。 Before Symbol electrical transmission includes a first planetary gear mechanism, the first planetary gear mechanism includes a first sun gear and the first ring gear arranged coaxially, the first sun gear and A first carrier that holds a pinion gear meshed with the first ring gear, the first carrier corresponds to an input element of the electric transmission, and the first ring gear is the electric carrier. The first sun gear corresponds to a reaction force element of the electric transmission, and corresponds to an output element of the transmission.
The transmission includes a second planetary gear mechanism and a third planetary gear mechanism arranged on the same axis, and the second planetary gear mechanism includes a second sun gear and a second ring gear, And a second carrier that holds a pinion gear meshed with the second sun gear and the second ring gear, and the third planetary gear mechanism includes a third sun gear and a third ring gear, 3 sun gear and a third carrier for holding a pinion gear meshed with the third ring gear, the first ring gear and the third sun gear are connected, and the second ring gear and the second gear are connected to each other. 3 carrier, the second carrier and the third ring gear are connected, and the third carrier corresponds to an output rotation member of the transmission,
The clutch whose torque capacity is controlled by the resonance suppression means includes a clutch that selectively engages / releases the first ring gear and the third sun gear with respect to the second carrier, and the second A first brake for selectively switching rotation / stop of a carrier and the third ring gear, and a second brake for selectively switching rotation / stop of the second sun gear are included. 4. A control device for a vehicle drive device according to claim 3 .
前記モード切替機構は、同軸上に配置されたダブルピニオン型遊星歯車機構およびシングルピニオン型遊星歯車機構を備えており、前記ダブルピニオン型遊星歯車機構は、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、前記第２のサンギヤに噛合された第１のピニオンギヤと、前記第２のリングギヤおよび第１のピニオンギヤに噛合された第２のピニオンギヤと、前記第１のピニオンギヤおよび第２のピニオンギヤを保持する第２のキャリヤとを有しており、前記シングルピニオン型遊星歯車機構は、第３のサンギヤおよび第３のリングギヤと、前記第３のサンギヤおよび第３のリングギヤに噛合されたピニオンギヤを保持する第３のキャリヤとを有しており、この第３のリングギヤに前記車輪が動力伝達可能に連結されるとともに、
前記第１のリングギヤと前記第３のサンギヤとが連結され、前記第２のリングギヤと第３のリングギヤとが連結され、前記第２のキャリヤと前記第３のキャリヤとが連結されており、
前記共振抑制手段によりトルク容量が制御されるクラッチは、前記第１のキャリヤを前記第３のキャリヤに対して選択的に係合・解放させる第１のクラッチと、前記第１のリングギヤおよび前記第３のサンギヤを、前記第２のサンギヤに対して選択的に係合・解放させる第２のクラッチと、前記第２のサンギヤの回転・固定を選択的に切り換える第１のブレーキと、前記第２のキャリヤおよび第３のキャリヤの回転・固定を選択的に切り換えるリバースブレーキとを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用駆動装置の制御装置。 Prior Symbol electrical transmission includes a first planetary gear mechanism, the first planetary gear mechanism includes a first sun gear and the first ring gear arranged coaxially, said first sun gear And a first carrier that holds a pinion gear meshed with the first ring gear, the first carrier corresponds to the input element, the first ring gear corresponds to the output element, The first sun gear corresponds to the reaction force element;
The mode switching mechanism includes a double pinion type planetary gear mechanism and a single pinion type planetary gear mechanism arranged on the same axis, and the double pinion type planetary gear mechanism includes a second sun gear and a second ring gear. The first pinion gear meshed with the second sun gear, the second pinion gear meshed with the second ring gear and the first pinion gear, and the second pinion gear holding the first pinion gear and the second pinion gear. The single pinion type planetary gear mechanism includes a third sun gear and a third ring gear, and a third pinion gear meshed with the third sun gear and the third ring gear. A carrier, and the wheel is connected to the third ring gear so as to transmit power,
The first ring gear and the third sun gear are connected, the second ring gear and the third ring gear are connected, and the second carrier and the third carrier are connected;
The clutch whose torque capacity is controlled by the resonance suppression means includes a first clutch that selectively engages and releases the first carrier with respect to the third carrier, the first ring gear, and the first carrier. 3, a second clutch that selectively engages and disengages the second sun gear, a first brake that selectively switches rotation / fixation of the second sun gear, and the second And a reverse brake for selectively switching rotation / fixation of the third carrier and the third carrier.
The control device for a vehicle drive device according to claim 5 .
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