JP4779936B2 - Hybrid drive unit - Google Patents

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Description

この発明は、車両の走行のための動力源として複数種類の動力装置を備えているハイブリッド駆動装置に関し、特に内燃機関と電動発電機とを差動作用のある動力分配機構を介して出力部材に連結し、さらに他の電動発電機を、変速比を切り替えることのできる変速機構を介して出力部材に連結したハイブリッド駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a hybrid drive device including a plurality of types of power units as a power source for traveling of a vehicle, and in particular, an internal combustion engine and a motor generator as output members via a power distribution mechanism having a differential action. The present invention relates to a hybrid drive device in which another motor generator is connected to an output member via a speed change mechanism capable of switching a gear ratio.

車両用のハイブリッド駆動装置は、内燃機関と電動機もしくは発電機(以下、これらを合わせて電動発電機と記す)とを組み合わせ、これらを動力源とした駆動装置であるが、従来、電動発電機を単に駆動力の発生装置とせずに、内燃機関の回転数もしくは運転点の制御に使用することも行われている。その場合、内燃機関の回転数の制御に伴って電力が発生するので、これを他の電動発電機に供給し、これをモータとして動作させることにより、駆動力を発生させるようにしている。   A hybrid drive device for a vehicle is a drive device in which an internal combustion engine and an electric motor or a generator (hereinafter, collectively referred to as a motor generator) are combined and used as a power source. It is also used to control the rotational speed or operating point of an internal combustion engine instead of simply generating a driving force. In this case, since electric power is generated with the control of the rotational speed of the internal combustion engine, this is supplied to another motor generator and operated as a motor to generate a driving force.

その一例が特許文献1に記載されている。その基本的な構成を簡単に説明すると、特許文献1に記載された装置は、動力分配用遊星歯車機構を備え、そのキャリヤにエンジンが連結されるとともに、サンギヤに第1モータ・ジェネレータが連結され、さらにリングギヤに出力軸が連結されている。したがって、出力軸の回転数を一定とした場合、第1モータ・ジェネレータの回転数を変えることにより、エンジンの回転数を適宜に制御することができ、例えばエンジンが所定の動力を出力している状態で、第1モータ・ジェネレータを発電機として機能させてサンギヤに反力を与えることにより、エンジンを最適燃費点で運転し、かつエンジンの出力トルクを増幅して出力軸に出力することができる。   One example thereof is described in Patent Document 1. To briefly explain the basic configuration, the apparatus described in Patent Document 1 includes a planetary gear mechanism for power distribution, and an engine is connected to the carrier, and a first motor / generator is connected to the sun gear. Further, the output shaft is connected to the ring gear. Therefore, when the rotation speed of the output shaft is constant, the rotation speed of the engine can be appropriately controlled by changing the rotation speed of the first motor / generator. For example, the engine outputs predetermined power. By operating the first motor / generator as a generator and applying a reaction force to the sun gear in the state, the engine can be operated at the optimum fuel consumption point, and the output torque of the engine can be amplified and output to the output shaft. .

また、その出力軸には、変速比を高低に変化させることのできる変速機が連結され、その変速機の入力側に第2モータ・ジェネレータが連結されている。そして、その第2モータ・ジェネレータと第1モータ・ジェネレータとの間で電力を授受できるように構成されている。したがって、第1モータ・ジェネレータを発電機として機能させている状態では、その第1モータ・ジェネレータで発生した電力を第2モータ・ジェネレータに供給することにより、動力分配用遊星歯車機構で分配されたエンジンの動力の一部を、電力変換を伴って出力軸に伝達することができ、その結果、エネルギ効率のよい運転が可能であり、また必要十分な駆動力を得ることができる。   The output shaft is connected to a transmission capable of changing the gear ratio between high and low, and a second motor / generator is connected to the input side of the transmission. And it is comprised so that electric power can be exchanged between the 2nd motor generator and the 1st motor generator. Therefore, in a state where the first motor / generator functions as a generator, the electric power generated by the first motor / generator is supplied to the second motor / generator to be distributed by the planetary gear mechanism for power distribution. A part of the engine power can be transmitted to the output shaft with power conversion. As a result, energy-efficient operation is possible, and necessary and sufficient driving force can be obtained.

また、特許文献2には、エンジンと第1モータ・ジェネレータとを動力分配用の遊星歯車機構を介して互いに連結し、また第2モータ・ジェネレータを減速比が一定の減速歯車を介して出力部材に連結するクラッチと、第2モータ・ジェネレータをエンジンに連結する他のクラッチとを備えたハイブリッド駆動装置が記載されている。さらに、特許文献3には、エンジンと第1モータ・ジェネレータとを動力分配用の遊星歯車機構を介して互いに連結し、また第2モータ・ジェネレータを出力部材に連結するクラッチと、第2モータ・ジェネレータをエンジンに連結するクラッチとを備えたハイブリッド駆動装置が記載されている。   In Patent Document 2, an engine and a first motor / generator are connected to each other via a planetary gear mechanism for power distribution, and the second motor / generator is connected to an output member via a reduction gear having a constant reduction ratio. And a hybrid drive device including a clutch that couples the second motor / generator to the engine. Further, Patent Document 3 discloses that a clutch for connecting an engine and a first motor / generator to each other via a planetary gear mechanism for power distribution, a second motor / generator connected to an output member, a second motor / generator, and the like. A hybrid drive is described that includes a clutch that couples a generator to an engine.

特開2004−66898号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-66898 特開2004−336983号公報JP 2004-336983 A 特開平11−332018号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-332018

上述した特許文献1に記載された装置では、これを搭載した車両の運転状態が高車速低負荷になると、エンジンの回転数が低下するとともに、出力軸の回転数を増大させるので、第1モータ・ジェネレータは負方向(エンジンの回転方向とは反対の回転方向)に回転させ、モータとして機能させることになる。その場合、第2モータ・ジェネレータは、出力軸との間に設けられた変速機の変速比に応じて増速されて回転し、発電を行う。その電力は、第1モータ・ジェネレータに供給される。このように、高車速低負荷の場合には、エンジンが出力した動力の一部が、電力変換を伴って再度、エンジンの出力軸に加えられる状態、すなわち動力循環が生じ、動力損失が大きくなって燃費の向上効果が減殺される可能性がある。また、特許文献2あるいは3に記載されている装置では、第2モータ・ジェネレータと出力軸との間の変速比を変えることができないので、車両の走行状態もしくは駆動要求状態に適した運転モードを設定しにくく、エネルギ効率あるいは動力の伝達効率を向上させるための改善の余地があった。   In the apparatus described in Patent Document 1 described above, when the operating state of a vehicle on which the vehicle is mounted becomes a high vehicle speed and a low load, the rotational speed of the engine decreases and the rotational speed of the output shaft increases. -The generator is rotated in the negative direction (rotation direction opposite to the rotation direction of the engine) to function as a motor. In this case, the second motor / generator is rotated at an increased speed according to the transmission gear ratio provided between the second motor / generator and the output shaft to generate electric power. The electric power is supplied to the first motor / generator. Thus, in the case of high vehicle speed and low load, a state in which a part of the power output from the engine is again applied to the output shaft of the engine with power conversion, that is, power circulation occurs, resulting in a large power loss. This may reduce the fuel efficiency improvement effect. Further, in the device described in Patent Document 2 or 3, since the gear ratio between the second motor / generator and the output shaft cannot be changed, an operation mode suitable for the traveling state of the vehicle or the drive request state is set. It was difficult to set and there was room for improvement in order to improve energy efficiency or power transmission efficiency.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、簡単な構成で運転モードを多様化し、かつ動力の伝達効率を向上させることのできるハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid drive device capable of diversifying operation modes and improving power transmission efficiency with a simple configuration. Is.

上記の目標を達成するために、請求項1の発明は、内燃機関と第1電動発電機と出力部材とが、少なくとも三つの回転要素によって差動作用を行う動力分配機構に連結され、その出力部材が少なくとも高低の二つの変速比を設定可能な変速機構の出力側に連結され、かつその変速機構の入力側に第2電動発電機が連結されているハイブリッド駆動装置において、前記内燃機関と前記第2電動発電機とを選択的に連結するクラッチ機構を更に備えていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above-mentioned target, the invention of claim 1 is characterized in that the internal combustion engine, the first motor generator, and the output member are connected to a power distribution mechanism that performs a differential action by at least three rotating elements, and the output thereof. In the hybrid drive device in which the member is connected to the output side of the speed change mechanism capable of setting at least two high and low speed ratios, and the second motor generator is connected to the input side of the speed change mechanism, the internal combustion engine and the A clutch mechanism for selectively connecting the second motor generator is further provided.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記変速機構は、トルクを伝達しないニュートラル状態を設定可能に構成され、かつ前記クラッチ機構を係合状態とすることにより前記内燃機関と前記第2電動発電機とを連結するとともに前記変速機構をニュートラル状態とする出力スプリットモードを設定する第1モード設定手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the transmission mechanism is configured to be able to set a neutral state in which torque is not transmitted, and the internal combustion engine and the The hybrid drive device further comprises first mode setting means for connecting an output to the two motor generators and setting an output split mode for setting the transmission mechanism in a neutral state.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記第1モード設定手段は、前記第1電動発電機の回転数が、前記内燃機関の回転方向とは反対の負の回転数の場合に前記出力スプリットモードを設定する手段を含むことを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the first mode setting means is configured such that the first motor generator has a negative rotational speed opposite to the rotational direction of the internal combustion engine. The hybrid drive apparatus includes means for setting the output split mode.

請求項4の発明は、請求項2または3の発明において、前記第1モード設定手段は、前記第1電動発電機の回転数がゼロに近い所定回転数以下の状態で前記変速機構をニュートラル状態にし、かつその状態で前記内燃機関と前記第2電動発電機との回転数が同期した後に前記クラッチ機構を係合状態に切り替える手段を含むことを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the invention, the first mode setting means sets the speed change mechanism in a neutral state in a state where the rotational speed of the first motor generator is equal to or less than a predetermined rotational speed close to zero And a means for switching the clutch mechanism to the engaged state after the rotational speeds of the internal combustion engine and the second motor generator are synchronized in that state.

請求項5の発明は、請求項1の発明において、前記内燃機関が停止している状態で前記変速機構をニュートラル状態とするとともに前記クラッチ機構を係合状態とし、その状態で前記第2電動発電機によって前記内燃機関を回転させる始動制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the state where the internal combustion engine is stopped, the transmission mechanism is brought into a neutral state and the clutch mechanism is brought into an engaged state. The hybrid drive device further comprises start control means for rotating the internal combustion engine by a machine.

請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記変速機構をトルク伝達可能な減速状態に設定し、かつ前記クラッチ機構を係合状態として前記第2電動発電機を前記内燃機関に連結する機械直結減速モードを設定する第2モード設定手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the speed change mechanism is set to a deceleration state capable of transmitting torque, and the clutch mechanism is engaged to connect the second motor generator to the internal combustion engine. The hybrid drive device further includes second mode setting means for setting a mechanical direct connection deceleration mode.

請求項7の発明は、請求項6の発明において、前記第2モード設定手段は、少なくともいずれか一方の電動発電機の負荷が相対的に大きい場合に前記機械直結減速モードを設定する手段を含むことを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   In a seventh aspect of the invention, in the sixth aspect of the invention, the second mode setting means includes means for setting the mechanical direct-coupled deceleration mode when a load on at least one of the motor generators is relatively large. This is a hybrid drive device characterized in that.

請求項8の発明は、請求項6または7に記載の発明において、前記第2モード設定手段は、前記変速機構の変速比を低速変速比から高速変速比に切り替えた後に前記機械直結減速モードに切り替える手段を含むことを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6 or 7, wherein the second mode setting means switches to the mechanical direct-coupled deceleration mode after switching the speed ratio of the speed change mechanism from the low speed speed ratio to the high speed speed ratio. The hybrid drive device includes a switching means.

請求項9の発明は、請求項6ないし8のいずれかの発明において、前記機械直結減速モードで前記内燃機関の出力トルクが増大した場合に前記第2電動発電機の出力トルクを低下させる電動発電機制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the sixth to eighth aspects, the motor generator that reduces the output torque of the second motor generator when the output torque of the internal combustion engine increases in the mechanical direct-coupled deceleration mode. The hybrid drive apparatus further includes a machine control means.

請求項10の発明は、請求項6ないし9のいずれかの発明において、前記第2モード設定手段は、前記機械直結減速モードを設定する場合に前記内燃機関と前記第2電動発電機との回転数が同期した時に前記クラッチ機構を係合させる手段を含むことを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the sixth to ninth aspects, the second mode setting means rotates the internal combustion engine and the second motor generator when the mechanical direct-coupled deceleration mode is set. The hybrid drive device includes means for engaging the clutch mechanism when the numbers are synchronized.

請求項11の発明は、請求項1ないし10のいずれかの発明において、前記第1電動発電機と前記動力分配機構と前記第2電動発電機とが同一軸線上に配置されるとともに、その動力分配機構が第1電動発電機と第2電動発電機との間に配置されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   The invention of claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 10, wherein the first motor generator, the power distribution mechanism, and the second motor generator are arranged on the same axis, and the power The hybrid drive device is characterized in that the distribution mechanism is disposed between the first motor generator and the second motor generator.

請求項12の発明は、請求項1ないし11のいずれかの発明において、前記クラッチ機構は、噛み合い式のドグクラッチ機構によって構成され、かつ前記変速機構は、前記各変速比を設定するために係合および解放の各状態に切り替えられる摩擦式係合機構を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eleventh aspects, the clutch mechanism is constituted by a meshing dog clutch mechanism, and the transmission mechanism is engaged to set the respective gear ratios. And a frictional engagement mechanism that can be switched to each of the released states.

請求項13の発明は、請求項1ないし12のいずれかの発明において、前記動力分配機構は、サンギヤとリングギヤとキャリヤとを回転要素とする遊星歯車機構によって構成されるとともに、前記内燃機関がその遊星歯車機構におけるいずれかの回転要素に連結され、前記第1電動発電機が他の回転要素に連結され、前記出力部材が更に他の回転要素に連結され、前記クラッチ機構は、前記内燃機関が連結された前記回転要素と前記第2電動発電機とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。   The invention of claim 13 is the invention according to any one of claims 1 to 12, wherein the power distribution mechanism is constituted by a planetary gear mechanism having a sun gear, a ring gear and a carrier as rotating elements, and the internal combustion engine is It is connected to one of the rotating elements in the planetary gear mechanism, the first motor generator is connected to another rotating element, the output member is further connected to another rotating element, and the clutch mechanism is connected to the internal combustion engine. The hybrid drive device is configured to selectively connect the connected rotating element and the second motor generator.

請求項1の発明によれば、第2電動発電機と出力部材との間の変速機構における変速比を少なくとも高低に切り替えることができ、これに加えて内燃機関と第2電動発電機とをクラッチ機構によって直接連結できるので、設定可能な運転状態が従来になく多様化し、運転状態に合わせて運転モードを設定することにより動力の伝達効率を向上させることができる。   According to the first aspect of the present invention, the speed ratio in the speed change mechanism between the second motor generator and the output member can be switched to at least high and low, and in addition, the internal combustion engine and the second motor generator are clutched. Since it can be directly connected by the mechanism, the settable driving states are more diversified than ever, and the power transmission efficiency can be improved by setting the driving mode according to the driving state.

請求項2の発明によれば、変速機構をニュートラル状態とすることにより、第2電動発電機を出力部材から切り離すことができる。したがって、例えばこの発明はハイブリッド駆動装置を搭載した車両が高速巡航する場合、第2電動発電機を高速で回転させたり、それに伴う電力を第1電動発電機に供給してこれをモータとして機能させて大きくトルクを発生させたりする事態を回避もしくは抑制し、動力の伝達効率を向上させることができる。   According to the invention of claim 2, the second motor generator can be disconnected from the output member by setting the speed change mechanism to the neutral state. Therefore, for example, in the case where a vehicle equipped with a hybrid drive device cruises at a high speed, the present invention rotates the second motor generator at a high speed or supplies the accompanying electric power to the first motor generator to function as a motor. Therefore, it is possible to avoid or suppress a situation where a large torque is generated, and to improve power transmission efficiency.

請求項3の発明によれば、第1電動発電機がいわゆる負回転する場合、内燃機関と第2電動発電機とが連結されるとともに、第2電動発電機と出力部材との連結が断たれるので、第2電動発電機の回転数を増大させたり、それに伴って発生する電力を第1電動発電機に供給してこれをモータとして機能させたりする事態を回避もしくは抑制し、動力の伝達効率を向上させることができる。   According to the invention of claim 3, when the first motor generator rotates so-called negatively, the internal combustion engine and the second motor generator are connected, and the connection between the second motor generator and the output member is disconnected. Therefore, it is possible to avoid or suppress the situation in which the rotation speed of the second motor generator is increased or the electric power generated thereby is supplied to the first motor generator to function as a motor, thereby transmitting power. Efficiency can be improved.

請求項4の発明によれば、クラッチ機構を係合させる場合、回転数を予め同期させるので、クラッチ機構の係合による回転数の変化やそれに起因する回生トルクなどが防止もしくは抑制され、その結果、ショックや出力トルクの段差を回避もしくは抑制することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, when the clutch mechanism is engaged, the rotation speed is synchronized in advance, so that a change in the rotation speed due to the engagement of the clutch mechanism and a regenerative torque caused thereby are prevented or suppressed. , Shock and output torque steps can be avoided or suppressed.

請求項5の発明によれば、クラッチ機構によって第2電動発電機を内燃機関に連結した状態で第2電動発電機を駆動することによって内燃機関を始動することができる。その場合、変速機構がニュートラル状態になっていて第2電動発電機が出力部材に対して遮断されているので、内燃機関の始動に伴う反力が出力部材に現れることがなく、したがっていわゆる反力のキャンセルのための制御が不要になる。   According to the invention of claim 5, the internal combustion engine can be started by driving the second motor generator in a state where the second motor generator is connected to the internal combustion engine by the clutch mechanism. In that case, since the speed change mechanism is in the neutral state and the second motor generator is cut off from the output member, the reaction force accompanying the start of the internal combustion engine does not appear in the output member, and thus the so-called reaction force Control for canceling is no longer necessary.

請求項6の発明によれば、機械直結減速モードでは内燃機関が出力した動力の一部が動力分配機構を介して出力部材に伝達され、他の動力がクラッチ機構および第2電動発電機を介して出力部材に伝達される。そのため、内燃機関から出力部材に対していわゆる機械的手段によって伝達される動力の量が多くなり、その結果、動力の伝達効率を向上させることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, in the mechanical direct-coupled deceleration mode, a part of the power output from the internal combustion engine is transmitted to the output member via the power distribution mechanism, and the other power is transmitted via the clutch mechanism and the second motor generator. Is transmitted to the output member. Therefore, the amount of power transmitted from the internal combustion engine to the output member by so-called mechanical means increases, and as a result, power transmission efficiency can be improved.

請求項7の発明によれば、電動発電の負荷が増大する場合には、機械直結減速モードが設定されて電力変換を伴う動力の伝達が抑制される。そのため、電動発電機の負荷を軽減して電気系統の耐久性を向上させ、また構成を簡素化でき、さらには電力変換に伴う動力損失を低減して動力の伝達効率を向上させることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, when the load of the electric power generation increases, the mechanical direct-coupled deceleration mode is set and the transmission of power accompanied by power conversion is suppressed. Therefore, the load on the motor generator can be reduced to improve the durability of the electric system, the configuration can be simplified, and further, the power loss associated with the power conversion can be reduced to improve the power transmission efficiency.

請求項8の発明によれば、クラッチ機構を係合状態として機械直結減速モードを設定する場合、変速機構の変速比を高速側の変速比に設定して第2電動発電機の回転数を低下させた後、クラッチ機構を係合させて第2電動発電機と内燃機関とを連結するので、機械直結減速モードに切り替えた後に内燃機関の回転数を相対的に低回転数に抑制することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, when the mechanical direct coupling deceleration mode is set with the clutch mechanism engaged, the speed ratio of the speed change mechanism is set to the speed ratio on the high speed side to reduce the rotation speed of the second motor generator. Then, the second motor generator and the internal combustion engine are connected by engaging the clutch mechanism, so that the rotational speed of the internal combustion engine can be suppressed to a relatively low rotational speed after switching to the mechanical direct connection deceleration mode. it can.

請求項9の発明によれば、第2電動発電機の出力トルクを相対的に小さくすることができるので、第2電動発電機を小型で小容量のものとすることができ、ひいてはハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型化することができる。   According to the invention of claim 9, since the output torque of the second motor generator can be made relatively small, the second motor generator can be made small and have a small capacity, and hence the hybrid drive device. It is possible to reduce the size of the overall structure.

請求項10の発明によれば、機械直結減速モードを設定する場合、クラッチ機構を係合させることになるが、その場合、いわゆる回転同期が成立し、もしくは成立に近い状態になってからクラッチ機構が係合するので、運転モードの切り替えに伴うショックを防止もしくは抑制することができる。   According to the tenth aspect of the present invention, when the mechanical direct coupling deceleration mode is set, the clutch mechanism is engaged. In this case, the clutch mechanism is established after the so-called rotation synchronization is established or close to the establishment. Is engaged, it is possible to prevent or suppress a shock accompanying switching of the operation mode.

請求項11の発明によれば、内燃機関側に外径の大きい部材を配置し、これとは反対側に外径が相対的に小さい部材を配置する構成を採ることが容易になり、その結果、車載性が向上し、特にいわゆる前置きエンジン後輪駆動車に対する車載性を向上させることができる。   According to the invention of claim 11, it becomes easy to adopt a configuration in which a member having a large outer diameter is disposed on the internal combustion engine side and a member having a relatively small outer diameter is disposed on the opposite side. In addition, the in-vehicle property is improved, and in particular, the in-vehicle property for a so-called front engine rear wheel drive vehicle can be improved.

請求項12の発明によれば、出力スプリットモードを設定する場合、いわゆる係合機構としてはドグクラッチ機構のみを係合させることになるので、動力の伝達状態を維持して出力スプリットモードを設定しておくために消費する動力が殆ど不要になる。例えば摩擦式係合機構を係合状態に維持する油圧を消費しないので、オイルポンプ損失を低減し、エネルギ効率を向上させることができる。   According to the twelfth aspect of the present invention, when setting the output split mode, only the dog clutch mechanism is engaged as a so-called engagement mechanism, so the power split state is maintained and the output split mode is set. The power consumed to save the energy is almost unnecessary. For example, since the hydraulic pressure for maintaining the frictional engagement mechanism in the engaged state is not consumed, the oil pump loss can be reduced and the energy efficiency can be improved.

請求項13の発明によれば、上述した各請求項の発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention of claim 13, the same effects as those of the inventions of the above-described claims can be obtained.

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図1はこの発明の一具体例を示す図であって、ここに示す具体例では、原動機(エンジン:ENG)1と、発電機あるいは電動機として二つのモータ・ジェネレータ(MG1、MG2)2,3とが動力装置として設けられている。その原動機1は、要は内燃機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼して動力を出力する動力装置である。好ましくはスロットル開度などの負荷を電気的に制御でき、また所定の負荷に対して回転数を制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できる内燃機関である。以下の説明では、原動機1をエンジン1と記す。   Next, the present invention will be described based on specific examples. FIG. 1 is a diagram showing a specific example of the present invention. In this specific example, a motor (engine: ENG) 1 and two motor generators (MG1, MG2) 2, 3 as generators or motors are shown. Are provided as a power unit. The prime mover 1 is an internal combustion engine, and is a power device that outputs power by burning fuel such as a gasoline engine, a diesel engine, or a natural gas engine. Preferably, the internal combustion engine can electrically control a load such as a throttle opening, and can set an optimum operating point with the best fuel consumption by controlling the rotational speed with respect to a predetermined load. In the following description, the prime mover 1 is referred to as the engine 1.

このエンジン1が動力分配機構4に連結されている。動力分配機構4は、エンジン1が出力した動力を第1モータ・ジェネレータ2と出力側とに分配するための機構であって、三つの回転要素で差動作用をなす遊星歯車機構によって構成されている。具体的には、動力分配機構4は、シングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構を用いて構成することができ、図1に示す例では、キャリヤCfを入力要素、サンギヤSfを反力要素、リングギヤRfを出力要素としたシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、外歯歯車であるサンギヤSfの外周側に、内歯歯車であるリングギヤRfがサンギヤSfに対して同心円上に配置され、これらのサンギヤSfとリングギヤRfとに噛み合っているピニオンギヤがキャリヤCfによって自転自在および公転自在に保持されている。そして、そのキャリヤCfにエンジン1のクランクシャフトなどの出力用の部材が連結されている。なお、エンジン1とキャリヤCfとの間に、発進用のクラッチやトルクコンバータ(ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ)などの動力伝達機構を適宜に設けてもよいことは勿論である。   The engine 1 is connected to a power distribution mechanism 4. The power distribution mechanism 4 is a mechanism for distributing the power output from the engine 1 to the first motor / generator 2 and the output side, and is constituted by a planetary gear mechanism that performs a differential action with three rotating elements. Yes. Specifically, the power distribution mechanism 4 can be configured using a single pinion planetary gear mechanism or a double pinion planetary gear mechanism. In the example shown in FIG. 1, the carrier Cf is the input element and the sun gear Sf is It is constituted by a single pinion type planetary gear mechanism having a force element and a ring gear Rf as an output element. That is, on the outer peripheral side of the sun gear Sf that is an external gear, a ring gear Rf that is an internal gear is arranged concentrically with the sun gear Sf, and the pinion gear that meshes with the sun gear Sf and the ring gear Rf is provided by the carrier Cf. It is held freely and revolving. An output member such as a crankshaft of the engine 1 is connected to the carrier Cf. Of course, a power transmission mechanism such as a starting clutch or a torque converter (a torque converter with a lock-up clutch) may be appropriately provided between the engine 1 and the carrier Cf.

また、動力分配機構4のサンギヤSfにこの発明における第1電動発電機に相当する第1モータ・ジェネレータ(MG1)2が連結されている。この第1モータ・ジェネレータ2は、一例として、ロータに永久磁石を備えた同期電動機によって構成され、発電機および電動機として機能するように構成されている。そして、そのロータがサンギヤSfに連結され、ステータがケーシング(図示せず)などに固定されている。   A first motor / generator (MG1) 2 corresponding to the first motor generator in the present invention is connected to the sun gear Sf of the power distribution mechanism 4. As an example, the first motor / generator 2 is configured by a synchronous motor including a permanent magnet in a rotor, and is configured to function as a generator and an electric motor. The rotor is connected to the sun gear Sf, and the stator is fixed to a casing (not shown) or the like.

さらに、リングギヤRfが、この発明の出力部材に相当する出力軸5に連結されている。上記の第1モータ・ジェネレータ2および動力分配機構4は、エンジン1の回転中心軸線上にここに挙げた順序で配置されており、出力軸5はこれらエンジン1および第1モータ・ジェネレータ2ならびに動力分配機構4と同一軸線上に配置されている。   Further, the ring gear Rf is connected to the output shaft 5 corresponding to the output member of the present invention. The first motor / generator 2 and the power distribution mechanism 4 are arranged on the rotation center axis of the engine 1 in the order listed here, and the output shaft 5 has the engine 1, the first motor / generator 2 and the power. It is arranged on the same axis as the distribution mechanism 4.

動力分配機構4を挟んで第1モータ・ジェネレータ2とは反対側に、この発明の第2電動発電機に相当する第2モータ・ジェネレータ(MG2)3が、同一軸線上に配置されている。この第2モータ・ジェネレータ3は、主として、第1モータ・ジェネレータ2で発電した電力を受けてモータとして機能することにより、いわゆるトルクアシストを行うためのものであり、要求される特性が前記第1モータ・ジェネレータ2とは異なるので、例えば第1モータ・ジェネレータ2よりも外径の小さい高回転数型のものが用いられている。また、第2モータ・ジェネレータ3は、前述した第1モータ・ジェネレータ2と同様にロータに永久磁石を備えた同期電動機によって構成されていて、発電機および電動機として機能するようになっており、そのロータが変速機構6の入力用の部材に連結され、かつステータがケーシング(図示せず)などに固定されている。   A second motor / generator (MG2) 3 corresponding to the second motor / generator of the present invention is arranged on the same axis on the opposite side of the power distribution mechanism 4 from the first motor / generator 2. The second motor / generator 3 mainly serves to perform so-called torque assist by receiving the electric power generated by the first motor / generator 2 and functioning as a motor. Since it is different from the motor / generator 2, for example, a high rotational speed type whose outer diameter is smaller than that of the first motor / generator 2 is used. The second motor / generator 3 is composed of a synchronous motor having a permanent magnet in the rotor, like the first motor / generator 2 described above, and functions as a generator and an electric motor. The rotor is connected to an input member of the speed change mechanism 6, and the stator is fixed to a casing (not shown) or the like.

上記の各モータ・ジェネレータ2,3は発電機および電動機として機能するようになっており、そのためにこれらのモータ・ジェネレータ2,3は図示しないインバータなどのコントローラを介してバッテリーなどの蓄電装置に接続されている。そして、一方のモータ・ジェネレータ2,3によって発電した電力を他方のモータ・ジェネレータ3,2に供給して該他方のモータ・ジェネレータ3,2をモータとして機能させることができるように構成されている。   Each of the motor generators 2 and 3 functions as a generator and an electric motor. For this purpose, the motor generators 2 and 3 are connected to a power storage device such as a battery through a controller such as an inverter (not shown). Has been. The electric power generated by one motor / generator 2 or 3 is supplied to the other motor / generator 3 or 2 so that the other motor / generator 3 or 2 can function as a motor. .

変速機構6は、第2モータ・ジェネレータ3の出力した動力を減速もしくは増速して出力軸5に伝達するための機構であって、少なくとも高低の二つの変速比に切り替えることができるように構成されている。より好ましくは、少なくとも二つの変速比とトルクを伝達しないニュートラル状態とを設定できるように構成されている。したがって、変速機構6は、低速用ギヤ対および高速用ギヤ対からなる機構や、一組の遊星歯車機構とクラッチおよびブレーキからなる機構、二つ組の遊星歯車機構を組み合わせた複合遊星歯車機構とブレーキなどの係合装置とからなる機構などによって構成することができる。図2にその一例を模式的に示してあり、ここに示す例は、いわゆるステップドピニオン型の遊星歯車機構7と二つのブレーキBHi,BLoとによって構成されている。   The speed change mechanism 6 is a mechanism for decelerating or increasing the power output from the second motor / generator 3 and transmitting the power to the output shaft 5 and is configured to be able to switch between at least two high and low speed ratios. Has been. More preferably, at least two gear ratios and a neutral state in which torque is not transmitted can be set. Therefore, the speed change mechanism 6 includes a mechanism composed of a low-speed gear pair and a high-speed gear pair, a mechanism composed of a set of planetary gear mechanisms and a clutch and a brake, and a compound planetary gear mechanism combining two sets of planetary gear mechanisms. A mechanism including an engagement device such as a brake can be used. An example is schematically shown in FIG. 2, and the example shown here is constituted by a so-called stepped pinion type planetary gear mechanism 7 and two brakes BHi and BLo.

具体的に説明すると、大径の第1サンギヤS1とこれより小径の第2サンギヤS2とが同一軸線上に隣接して配置されており、第1サンギヤS1に小径のピニオンギヤP1が噛み合っており、また第2サンギヤS2に相対的に大径のピニオンギヤP2が噛み合っている。そして、これらのピニオンギヤP1,P2はキャリヤCによって自転かつ公転自在に保持されている。さらに、サンギヤS1,S2と同心円上に配置されたリングギヤRが、一方のピニオンギヤ(例えば大径のピニオンギヤP2)に噛み合っている。そのリングギヤRに前記第2モータ・ジェネレータ3のロータが連結され、したがってリングギヤRが入力要素となっている。また、キャリヤCが前記出力軸5に連結され、したがってキャリヤCが出力要素となっている。さらに、大径の第1サンギヤS1がハイブレーキBHiに連結され、また小径の第2サンギヤS2がローブレーキBLoに連結されている。これらのブレーキBHi,BLoはこの発明の摩擦式係合機構に相当し、一例として油圧を供給することにより係合してトルクを伝達し、油圧を抜くことにより解放状態となって伝達トルク容量が低下し、次第にトルクを伝達しなくなるように構成されている。   More specifically, a first sun gear S1 having a large diameter and a second sun gear S2 having a smaller diameter are disposed adjacent to each other on the same axis, and a pinion gear P1 having a small diameter meshes with the first sun gear S1. A relatively large pinion gear P2 meshes with the second sun gear S2. These pinion gears P1 and P2 are held by a carrier C so as to rotate and revolve. Further, a ring gear R disposed concentrically with the sun gears S1 and S2 meshes with one pinion gear (for example, a large-diameter pinion gear P2). The rotor of the second motor / generator 3 is connected to the ring gear R, and therefore the ring gear R is an input element. Further, the carrier C is connected to the output shaft 5, so that the carrier C is an output element. Further, the large-diameter first sun gear S1 is connected to the high brake BHi, and the small-diameter second sun gear S2 is connected to the low brake BLo. These brakes BHi and BLo correspond to the frictional engagement mechanism of the present invention. For example, the brakes BHi and BLo are engaged by transmitting hydraulic pressure to transmit torque, and are released by releasing the hydraulic pressure, so that the transmission torque capacity is increased. It is configured to decrease and gradually stop transmitting torque.

したがって、ハイブレーキBHiによって第1サンギヤS1を固定した状態で第2モータ・ジェネレータ3からリングギヤRに動力を入力すると、第1サンギヤS1の歯数とリングギヤRの歯数との比であるギヤ比に応じた減速作用が生じ、リングギヤRに入力されたトルクが増幅されて出力軸5に伝達される。また、ローブレーキBLoによって第2サンギヤS2を固定した状態で第2モータ・ジェネレータ3からリングギヤRに動力を入力すると、第2サンギヤS2の歯数とリングギヤRの歯数との比であるギヤ比に応じた減速作用が生じ、リングギヤRに入力されたトルクが増幅されて出力軸5に伝達される。その場合、第1サンギヤS1を固定した場合の減速比が、第2サンギヤS2を固定した場合の減速比より小さくなる。すなわち、ハイブレーキBHiを係合させることにより高速変速比が設定され、これに対してローブレーキBLoを係合させることにより低速変速比が設定される。さらに、各ブレーキBHi,BLoを共に解放すると、変速機構6はトルクを伝達しないニュートラル状態になり、第2モータ・ジェネレータと出力軸5とが遮断される。したがって、変速機構6は高速変速比、低速変速比、ニュートラル状態の三つの態様に設定されるようになっている。   Therefore, when power is input from the second motor / generator 3 to the ring gear R while the first sun gear S1 is fixed by the high brake BHi, the gear ratio, which is the ratio between the number of teeth of the first sun gear S1 and the number of teeth of the ring gear R. In response to this, a deceleration action is generated, and the torque input to the ring gear R is amplified and transmitted to the output shaft 5. When power is input from the second motor / generator 3 to the ring gear R with the second sun gear S2 fixed by the low brake BLo, a gear ratio that is a ratio between the number of teeth of the second sun gear S2 and the number of teeth of the ring gear R. In response to this, a deceleration action is generated, and the torque input to the ring gear R is amplified and transmitted to the output shaft 5. In this case, the reduction ratio when the first sun gear S1 is fixed is smaller than the reduction ratio when the second sun gear S2 is fixed. That is, the high speed gear ratio is set by engaging the high brake BHi, and the low speed gear ratio is set by engaging the low brake BLo. Further, when the brakes BHi and BLo are released together, the speed change mechanism 6 enters a neutral state where torque is not transmitted, and the second motor / generator and the output shaft 5 are disconnected. Therefore, the transmission mechanism 6 is set in three modes: a high speed transmission ratio, a low speed transmission ratio, and a neutral state.

図1に示すハイブリッド駆動装置は、更に、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とを選択的に連結するクラッチ機構8を備えている。このクラッチ機構8は、要は、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3もしくは変速機構6の入力要素とをトルク伝達可能に連結する機構であればよく、摩擦式の係合機構や噛み合い式の係合機構などを採用することができる。図1には、噛み合い式の係合機構であるドグクラッチを採用した例を示してあり、第2モータ・ジェネレータ3のロータに一体的に連結されているハブ9が、第2モータ・ジェネレータ3と動力分配機構4との間でこれらの外周側に配置されている。このハブ9にはスリーブ10が軸線方向に前後動可能にスプライン嵌合している。また、そのスリーブ10がスプライン嵌合可能な他のハブ11が、前記ハブ9に隣接して配置されている。該他のハブ11は、動力分配機構4におけるキャリヤCfに一体となって回転するように連結されている。   The hybrid drive apparatus shown in FIG. 1 further includes a clutch mechanism 8 that selectively connects the engine 1 and the second motor / generator 3. The clutch mechanism 8 may be any mechanism that connects the engine 1 and the input element of the second motor / generator 3 or the speed change mechanism 6 so as to be able to transmit torque, and is a friction type engagement mechanism or a mesh type engagement mechanism. A combination mechanism or the like can be employed. FIG. 1 shows an example in which a dog clutch which is a meshing engagement mechanism is employed, and a hub 9 integrally connected to the rotor of the second motor / generator 3 is connected to the second motor / generator 3. These are arranged on the outer peripheral side with respect to the power distribution mechanism 4. A sleeve 10 is splined to the hub 9 so as to be movable back and forth in the axial direction. Further, another hub 11 to which the sleeve 10 can be spline-fitted is disposed adjacent to the hub 9. The other hub 11 is connected to the carrier Cf in the power distribution mechanism 4 so as to rotate together.

したがって、クラッチ機構8は、スリーブ10を図1の右側の位置に移動させた状態では、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とが遮断された解放状態となり、スリーブ10を図1の左側の位置に移動させることにより、スリーブ10が前記他のハブ11にスプライン嵌合して、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とを連結する係合状態となるようになっている。このようなスリーブ10の移動は、手動操作によって行うように構成してもよく、あるいは電気的に制御できる適宜のアクチュエータによって行うように構成してもよい。   Therefore, when the sleeve 10 is moved to the right position in FIG. 1, the clutch mechanism 8 is in a released state in which the engine 1 and the second motor / generator 3 are disconnected, and the sleeve 10 is moved to the left position in FIG. As a result, the sleeve 10 is spline-fitted to the other hub 11 so that the engine 1 and the second motor / generator 3 are connected. Such movement of the sleeve 10 may be configured to be performed manually or may be configured to be performed by an appropriate actuator that can be electrically controlled.

図1に示すように、エンジン1側から第1モータ・ジェネレータ2、動力分配機構4、第2モータ・ジェネレータ3、変速機構6の順に配置した構成では、エンジン1側の外径が大きく、これとは反対側の外径が相対的に小さくなる。そのため、図1に示すように構成すれば、エンジン1を車両の前後方向に向けて搭載する前置きエンジン後輪駆動車に対する車載性が向上する。   As shown in FIG. 1, the configuration in which the first motor / generator 2, the power distribution mechanism 4, the second motor / generator 3, and the transmission mechanism 6 are arranged in this order from the engine 1 side has a large outer diameter on the engine 1 side. The outer diameter on the opposite side of the is relatively small. Therefore, if it is configured as shown in FIG. 1, the vehicle mountability with respect to the front engine rear wheel drive vehicle in which the engine 1 is mounted in the front-rear direction of the vehicle is improved.

上述したクラッチ機構8の係合・解放による運転モードの切り替え、および変速機構6における各ブレーキBHi,BLoの係合・解放による変速もしくは運転モードの切り替え、ならびに各モータ・ジェネレータ2,3による回生・力行の制御を電気的に行うように構成されており、そのための電子制御装置(ECU)12が設けられている。この電子制御装置12は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、図示しないセンサによって検出されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その結果を制御指令信号として出力するように構成されている。   Switching of the operation mode by engagement / release of the clutch mechanism 8 described above, switching of the shift or operation mode by engagement / release of the brakes BHi and BLo in the transmission mechanism 6, and regeneration / regeneration by the motor generators 2, 3 The power running control is configured to be performed electrically, and an electronic control unit (ECU) 12 is provided for this purpose. The electronic control unit 12 is mainly composed of a microcomputer, performs computation using data detected by a sensor (not shown) or data stored in advance, and outputs the result as a control command signal. It is configured.

つぎに上述したハイブリッド駆動装置の作用について説明する。先ず、エンジン1を始動する場合について説明すると、エンジン1が通常の車両用エンジンと同様にスタータモータを備えていれば、そのスタータジェネレータによってエンジン1をモータリング(クランキング)してエンジン1を始動することができるが、これに替えて、前述した第2モータ・ジェネレータ3によってエンジン1をモータリングして始動することもできる。第2モータ・ジェネレータ3によってエンジン1をモータリングする場合、変速機構6における各ブレーキBHi,BLoを解放し、かつクラッチ機構8を係合状態とする。具体的には、前記スリーブ10を図1の左側に移動させて、各ハブ9,11に対してスリーブ10を係合させることにより、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とをトルク伝達可能に連結する。これらクラッチ機構8および各ブレーキBHi,BLoの係合・解放の制御は、前記電子制御装置12からの制御指令信号によって行うことができ、したがって前記電子制御装置12がこの発明の始動制御手段に相当している。   Next, the operation of the hybrid drive device described above will be described. First, the case of starting the engine 1 will be described. If the engine 1 has a starter motor as in the case of a normal vehicle engine, the engine 1 is motored (cranked) by the starter generator and the engine 1 is started. However, instead of this, the engine 1 can be motored and started by the second motor / generator 3 described above. When the engine 1 is motored by the second motor / generator 3, the brakes BHi and BLo in the transmission mechanism 6 are released and the clutch mechanism 8 is engaged. Specifically, the sleeve 10 is moved to the left in FIG. 1 and the sleeves 10 are engaged with the hubs 9 and 11 so that the engine 1 and the second motor / generator 3 can transmit torque. Link. Engagement / release control of the clutch mechanism 8 and the brakes BHi and BLo can be performed by a control command signal from the electronic control unit 12, and therefore the electronic control unit 12 corresponds to the start control means of the present invention. is doing.

この状態で蓄電装置から第2モータ・ジェネレータ3に電力を供給してこれを駆動すると、エンジン1が第2モータ・ジェネレータ3によって回転させられ、エンジン1に燃料を供給し、ガソリンエンジンの場合には点火制御を行うことにより、エンジン1が始動される。その場合、変速機構6における各ブレーキBHi,BLoが解放させられていて第2モータ・ジェネレータ3と出力軸5との連結が解かれているので、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクが出力軸5に伝達されることがなく、したがって出力軸5のトルクを変化させないようにするためのいわゆる反力をキャンセルする制御が不要になる。言い換えれば、特に制御を行うことなく出力軸5のトルク変動を防止でき、エンジン1の始動に伴うショックなどの違和感を回避もしくは抑制できる。   In this state, when electric power is supplied from the power storage device to the second motor / generator 3 and driven, the engine 1 is rotated by the second motor / generator 3 to supply fuel to the engine 1. The engine 1 is started by performing ignition control. In this case, since the brakes BHi and BLo in the speed change mechanism 6 are released and the connection between the second motor / generator 3 and the output shaft 5 is released, the output torque of the second motor / generator 3 is output to the output shaft. Therefore, the control for canceling the so-called reaction force for preventing the torque of the output shaft 5 from changing is unnecessary. In other words, torque fluctuation of the output shaft 5 can be prevented without performing any particular control, and a sense of incongruity such as a shock accompanying the start of the engine 1 can be avoided or suppressed.

エンジン1を始動して発進する場合には、クラッチ機構8を解放してエンジン1と第2モータ・ジェネレータ3との連結を解き、また変速機構6ではローブレーキBLoを係合させて、その変速比を低速変速比に設定する。したがって、エンジン1が出力した動力は、動力分配機構4におけるキャリヤCfに伝達されてサンギヤSfとリングギヤRfとに分配される。リングギヤRfには出力軸5側から負荷が掛かっているので、サンギヤSfおよびこれに連結されている第1モータ・ジェネレータ2が正回転(エンジン1またはキャリヤCfと同方向の回転)するので、第1モータ・ジェネレータ2を発電機として機能させてサンギヤSfに反力トルクを与えると、リングギヤRfおよびこれに連結された出力軸5に正回転方向のトルクが作用する。   When the engine 1 is started and started, the clutch mechanism 8 is released to disconnect the engine 1 and the second motor / generator 3, and the transmission mechanism 6 engages the low brake BLo to change the speed. Set the ratio to the low gear ratio. Therefore, the power output from the engine 1 is transmitted to the carrier Cf in the power distribution mechanism 4 and distributed to the sun gear Sf and the ring gear Rf. Since the load is applied to the ring gear Rf from the output shaft 5 side, the sun gear Sf and the first motor / generator 2 connected to the sun gear Sf rotate in the forward direction (rotation in the same direction as the engine 1 or the carrier Cf). When the motor / generator 2 is caused to function as a generator and a reaction torque is applied to the sun gear Sf, a torque in the forward rotation direction acts on the ring gear Rf and the output shaft 5 connected thereto.

一方、第1モータ・ジェネレータ2で発電された電力は、第2モータ・ジェネレータ3に供給されてこれがモータとして機能するので、その出力トルクが変速機構6の変速比に応じて増幅されて出力軸5に伝達される。したがって、エンジン1が出力した動力の一部は、動力分配機構4を介して出力軸5に機械的に伝達され、かつ他の動力は電力変換を伴って出力軸5に伝達される。そして、動力分配機構4と変速機構6とにおいてトルクの増幅作用が生じることにより、出力軸5のトルクすなわち車両の駆動トルクを大きくすることができる。なお、この場合、出力軸5の回転数を変化させることなく、エンジン1の回転数を第1モータ・ジェネレータ2によって制御でき、こうすることによりエンジン1を最適燃費で運転することが可能である。   On the other hand, since the electric power generated by the first motor / generator 2 is supplied to the second motor / generator 3 and functions as a motor, its output torque is amplified in accordance with the gear ratio of the transmission mechanism 6 and output shaft. 5 is transmitted. Accordingly, a part of the power output from the engine 1 is mechanically transmitted to the output shaft 5 via the power distribution mechanism 4, and the other power is transmitted to the output shaft 5 with power conversion. Then, the torque distribution effect of the power distribution mechanism 4 and the speed change mechanism 6 occurs, so that the torque of the output shaft 5, that is, the driving torque of the vehicle can be increased. In this case, the rotation speed of the engine 1 can be controlled by the first motor / generator 2 without changing the rotation speed of the output shaft 5, and the engine 1 can be operated with optimum fuel consumption. .

加速や登坂などのためにエンジン負荷が増大し、その回転数が増大すると、第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3の回転数が増大する。すなわち、第1モータ・ジェネレータ2の発電量が増大し、その電力が第2モータ・ジェネレータ3に供給されてこれが大きいトルクを出力するようになる。その状態を動力分配機構4および変速機構6についての共線図として図3に破線で示してある。この状態では、電力変換を伴う動力の伝達量が増大し、電気系統の負荷が増大する。そこで、モータ・ジェネレータ2,3の負荷が予め定めた判断基準値を超えて増大した場合には、機械直結減速モードに切り替えて動力伝達効率の低下を回避する。具体的には、クラッチ機構8を係合状態に切り替えてエンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とを機械的に連結する。なお、その判定基準値は、実験あるいはシミュレーションを行って定めることができる。   When the engine load increases due to acceleration or climbing, and the rotation speed increases, the rotation speeds of the first motor / generator 2 and the second motor / generator 3 increase. That is, the power generation amount of the first motor / generator 2 increases, and the electric power is supplied to the second motor / generator 3, which outputs a large torque. This state is shown by a broken line in FIG. 3 as a collinear diagram for the power distribution mechanism 4 and the transmission mechanism 6. In this state, the transmission amount of power accompanying power conversion increases, and the load on the electric system increases. Therefore, when the load of the motor / generators 2 and 3 increases beyond a predetermined judgment reference value, the mode is switched to the machine direct-coupled deceleration mode to avoid a decrease in power transmission efficiency. Specifically, the clutch mechanism 8 is switched to the engaged state to mechanically connect the engine 1 and the second motor / generator 3. The determination reference value can be determined through experiments or simulations.

この機械直結(パラレル)減速モードでの動作状態を図4に共線図で示してあり、これは上述したように、電気的な負荷が増大する低速高負荷時に設定される運転モードである。この機械直結減速モードでは、エンジン1が出力した動力が動力分配機構4におけるキャリヤCfおよびクラッチ機構8ならびに第2モータ・ジェネレータ3を介して変速機構6に直接入力され、さらに変速機構6での減速作用で増幅されトルクが出力軸5に伝達される。この場合、従前と同様に、第1モータ・ジェネレータ2で発電し、その電力で第2モータ・ジェネレータ3を力行させることもできる。したがってこの機械直結減速モードでは、電力変換を伴わずに出力軸5に対して動力を伝達でき、あるいは電力変換を伴う動力の伝達量を低減できる。そのため、低速高負荷時の動力伝達効率を向上させることができ、また電気系統の耐久性の向上やモータ・ジェネレータ2,3を小型化してハイブリッド駆動装置の全体としての構成の小型化を図ることができる。   The operation state in this mechanical direct connection (parallel) deceleration mode is shown in a collinear diagram in FIG. 4, and as described above, this is an operation mode set at the time of low speed and high load where the electrical load increases. In this mechanical direct-coupled deceleration mode, the power output from the engine 1 is directly input to the transmission mechanism 6 via the carrier Cf, the clutch mechanism 8 and the second motor / generator 3 in the power distribution mechanism 4, and further the deceleration by the transmission mechanism 6. The torque is amplified by the action and transmitted to the output shaft 5. In this case, as in the past, the first motor / generator 2 can generate electric power, and the second motor / generator 3 can be powered by the electric power. Therefore, in this mechanical direct connection deceleration mode, power can be transmitted to the output shaft 5 without power conversion, or the amount of power transmitted with power conversion can be reduced. Therefore, the power transmission efficiency at low speed and high load can be improved, and the durability of the electric system can be improved and the motor generators 2 and 3 can be downsized to reduce the overall configuration of the hybrid drive device. Can do.

また、機械直結減速モードを設定している状態でエンジントルクが増大した場合、それに応じて第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクが低減される。この制御は、前述した電子制御装置12によって行うことができ、したがって電子制御装置12がこの発明の電動発電機制御手段に相当している。このようにエンジントルクが増大した場合、動力分配機構4から出力軸5に伝達されるトルクが増大するので、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを低下させても、車両の駆動トルクを十分に確保することができる。また、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを低下させることにより変速機構6に入力されるトルクが低下するので、変速機構6の小型化を図ることができる。なお、このようなエンジントルクの増大およびそれに伴う第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクの低下の制御は、例えば第2モータ・ジェネレータ3の温度が高くなるなど、第2モータ・ジェネレータ3の負荷を低下させる状況が生じた場合に実行するように構成することができる。   Further, when the engine torque increases in the state where the mechanical direct connection deceleration mode is set, the output torque of the second motor / generator 3 is reduced accordingly. This control can be performed by the electronic control device 12 described above, and therefore the electronic control device 12 corresponds to the motor generator control means of the present invention. When the engine torque increases in this way, the torque transmitted from the power distribution mechanism 4 to the output shaft 5 increases. Therefore, even if the output torque of the second motor / generator 3 is reduced, the driving torque of the vehicle is sufficiently increased. Can be secured. Further, since the torque input to the transmission mechanism 6 is reduced by reducing the output torque of the second motor / generator 3, the transmission mechanism 6 can be downsized. The control of the increase in the engine torque and the decrease in the output torque of the second motor / generator 3 accompanying this increase in the load on the second motor / generator 3 such as an increase in the temperature of the second motor / generator 3, for example. It can be configured to execute when a situation to be reduced occurs.

ところで、機械直結減速モードを設定するためにクラッチ機構8を係合させる場合、同期制御を行うことが好ましい。この同期制御は、クラッチ機構8で係合させられる部材の回転数を一致させる制御であり、上記の図1に示す構成のハイブリッド駆動装置では、エンジン回転数を第2モータ・ジェネレータ3の回転数に一致させる。これは、具体的には、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を変化させることにより、エンジン回転数を第2モータ・ジェネレータ3の回転数に一致させることにより実行することができる。このようなクラッチ機構8を係合させることによる機械直結減速モードを設定する制御と、その際の上記の同期制御とは、前述した電子制御装置12からの指令信号に基づいて行われ、したがって前記電子制御装置12がこの発明の第2モード設定手段に相当している。   By the way, when engaging the clutch mechanism 8 in order to set the mechanical direct connection deceleration mode, it is preferable to perform synchronous control. This synchronization control is a control for matching the rotational speeds of the members engaged by the clutch mechanism 8. In the hybrid drive device having the configuration shown in FIG. 1, the engine rotational speed is set to the rotational speed of the second motor / generator 3. To match. Specifically, this can be performed by changing the rotation speed of the first motor / generator 2 so that the engine rotation speed matches the rotation speed of the second motor / generator 3. The control for setting the mechanical direct-coupled deceleration mode by engaging the clutch mechanism 8 and the synchronous control at that time are performed based on the command signal from the electronic control unit 12 described above. The electronic control device 12 corresponds to the second mode setting means of the present invention.

前述した変速機構6における変速比は、ローブレーキBLoを係合させることにより大きくなり、これに対してハイブレーキBHiを係合させることにより相対的に小さくなる。したがって、前述したように車速が次第に増大して第2モータ・ジェネレータ3の回転数が増大した場合、言い換えれば中速状態になった場合、ローブレーキBLoを解放してハイブレーキBHiを係合させることにより、変速機構6における変速比を低下させることとしてもよい。その動作状態を図3に実線で示してある。   The gear ratio in the transmission mechanism 6 described above increases when the low brake BLo is engaged, and relatively decreases when the high brake BHi is engaged. Therefore, as described above, when the vehicle speed gradually increases and the rotation speed of the second motor / generator 3 increases, in other words, when the vehicle enters a medium speed state, the low brake BLo is released and the high brake BHi is engaged. Thus, the transmission ratio in the transmission mechanism 6 may be reduced. The operating state is shown by a solid line in FIG.

このいわゆる中速モードであっても、エンジン負荷が増大してその回転数が増大し、また車速が増大した場合、各モータ・ジェネレータ2,3の回転数が増大する。このような状態は、低速変速比を設定している状態で車速およびエンジン負荷が増大した場合と同様であり、したがって機械的な動力伝達の割合を増大させるために、機械直結減速モードを設定する。具体的には、クラッチ機構8を係合状態に切り替えてエンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とをトルク伝達可能に連結する。その場合、前述した同期制御を実行し、運転モードの切り替えに伴うショックや出力トルク段差を回避もしくは抑制する。   Even in this so-called medium speed mode, when the engine load increases and the rotational speed thereof increases, and when the vehicle speed increases, the rotational speeds of the motor generators 2 and 3 increase. Such a state is the same as the case where the vehicle speed and the engine load increase while the low speed gear ratio is set. Therefore, in order to increase the rate of mechanical power transmission, the mechanical direct connection deceleration mode is set. . Specifically, the clutch mechanism 8 is switched to the engaged state to connect the engine 1 and the second motor / generator 3 so as to transmit torque. In that case, the above-described synchronous control is executed to avoid or suppress the shock and output torque step accompanying the switching of the operation mode.

高速変速比を設定している状態での機械直結減速モードを図5に共線図で示してある。前述したように、機械直結減速モードでは、エンジン1から動力分配機構4および第2モータ・ジェネレータ3ならびに変速機構6を介して出力軸5に伝達される動力割合が増大し、電力変換を伴う動力伝達の割合が低下するために、動力損失が少なくなり、動力の伝達効率が向上する。また、電気系統の負荷が低下してその耐久性を向上させ、またモータ・ジェネレータ2,3やハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。   FIG. 5 is a collinear diagram showing the mechanical direct-coupled deceleration mode in a state where the high speed gear ratio is set. As described above, in the mechanical direct-coupled deceleration mode, the power ratio transmitted from the engine 1 to the output shaft 5 via the power distribution mechanism 4, the second motor / generator 3, and the speed change mechanism 6 increases, and the power accompanied by power conversion is increased. Since the transmission rate is reduced, the power loss is reduced and the power transmission efficiency is improved. Further, the load on the electric system is reduced to improve the durability thereof, and the motor / generators 2 and 3 and the hybrid drive device can be miniaturized.

なお、機械直結減速モードに切り替える場合、ローブレーキBLoに替えてハイブレーキBHiを係合させることにより変速機構6における変速比を低速変速比から高速変速比に切り替え、その後にクラッチ機構8を係合させる。このようにすれば、高速変速比を設定することによりエンジン回転数が低下し、その状態で第2モータ・ジェネレータ3に連結するので、エンジン回転数が高くなることを抑制することができる。このような変速比の切り替えとクラッチ機構8の係合とを、順序をもって実行する手段がこの発明の第2モード設定手段に相当し、これには前記電子制御装置12が相当する。   When switching to the mechanical direct connection deceleration mode, the gear ratio in the transmission mechanism 6 is switched from the low speed gear ratio to the high speed gear ratio by engaging the high brake BHi instead of the low brake BLo, and then the clutch mechanism 8 is engaged. Let By doing so, the engine speed is reduced by setting the high speed gear ratio, and in this state, the second motor / generator 3 is connected. Therefore, it is possible to prevent the engine speed from increasing. The means for executing such switching of the gear ratio and the engagement of the clutch mechanism 8 in order corresponds to the second mode setting means of the present invention, which corresponds to the electronic control unit 12.

上述したこの発明に係るハイブリッド駆動装置では、車速が更に増大すると、いわゆるオーバードライブ状態に制御して、エンジン回転数に対して出力軸5の回転数を高回転数にする。これは、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を低下させ、あるいは負回転方向(エンジン1の回転方向とは反対に回転方向)に回転させることにより設定される。その場合、第1モータ・ジェネレータ2の負方向の回転は、第1モータ・ジェネレータ2に電力を供給してこれを逆転力行させることにより達成される。そして、その電力は、第2モータ・ジェネレータ3を発電機として機能させて得られる電力、あるいは蓄電装置の電力である。したがって、第2モータ・ジェネレータ3を発電機として機能させる場合には、動力循環を可及的に抑制して全体としての動力伝達効率を向上させるために、出力スプリットモードを設定する。   In the hybrid drive device according to the present invention described above, when the vehicle speed further increases, the so-called overdrive state is controlled, and the rotational speed of the output shaft 5 is set to a higher rotational speed than the engine rotational speed. This is set by reducing the rotational speed of the first motor / generator 2 or by rotating it in the negative rotation direction (rotation direction opposite to the rotation direction of the engine 1). In this case, the rotation of the first motor / generator 2 in the negative direction is achieved by supplying electric power to the first motor / generator 2 to perform reverse rotation. And the electric power is the electric power obtained by making the 2nd motor generator 3 function as a generator, or the electric power of an electrical storage apparatus. Therefore, when the second motor / generator 3 is caused to function as a generator, the output split mode is set in order to suppress power circulation as much as possible and improve the overall power transmission efficiency.

この出力スプリットモードは、エンジン1が出力した動力の一部を出力軸5に伝達するとともに、他の動力で第2モータ・ジェネレータ3を駆動して発電させ、その電力で第1モータ・ジェネレータ2を逆転力行させる運転モードである。したがって、出力スプリットモードは第1モータ・ジェネレータ2の回転数が負回転数の場合に設定される。そして、この出力スプリットモードは、変速機構6における各ブレーキBHi,BLoを解放させて(変速機構6をニュートラル状態にして)第2モータ・ジェネレータ3と出力軸5とを遮断し、かつクラッチ機構8を係合させて、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とを連結することにより設定される。   In this output split mode, part of the motive power output from the engine 1 is transmitted to the output shaft 5 and the second motor / generator 3 is driven to generate electric power with other motive power, and the first motor / generator 2 is generated with the electric power. Is an operation mode in which the power is reversed. Therefore, the output split mode is set when the rotation speed of the first motor / generator 2 is a negative rotation speed. In this output split mode, the brakes BHi and BLo in the speed change mechanism 6 are released (the speed change mechanism 6 is in a neutral state), the second motor / generator 3 and the output shaft 5 are disconnected, and the clutch mechanism 8 And the engine 1 and the second motor / generator 3 are connected to each other.

このようなブレーキBHi,BLoの解放制御とクラッチ機構8の係合制御とは、前記電子制御装置12から出力される制御指令信号に基づいて実行され、したがって電子制御装置12がこの発明の第1モード設定手段に相当している。また、出力スプリットモードを設定するためにクラッチ機構8を係合させる場合、前述した機械直結減速モードを設定する場合と同様に、同期制御を実行し、運転モードの切り替えに伴うショックや出力トルクの段差を回避もしくは抑制することが好ましい。その同期制御は、前述した場合と同様に、電子制御装置12からの指令信号によって実行することができる。さらに、出力スプリットモードに切り替える場合、第1モータ・ジェネレータ2の回転数がゼロもしくはゼロに近い低回転数で変速機構6をニュートラル状態とし、その後に第2モータ・ジェネレータ3とエンジンとが回転同期した際にクラッチ機構8を係合させて出力スプリットモードに切り替える。このようにすることにより、第2モータ・ジェネレータ3のトルクが小さい状態でクラッチ機構8を係合させることになるので、切り替えショックや出力トルクの段差を抑制することができる。   Such release control of the brakes BHi and BLo and engagement control of the clutch mechanism 8 are executed based on a control command signal output from the electronic control unit 12, and therefore the electronic control unit 12 is the first control unit of the present invention. This corresponds to mode setting means. Further, when the clutch mechanism 8 is engaged to set the output split mode, the synchronous control is executed in the same manner as the case of setting the mechanical direct coupling deceleration mode described above, and the shock and output torque associated with the switching of the operation mode are executed. It is preferable to avoid or suppress the step. The synchronization control can be executed by a command signal from the electronic control unit 12 as in the case described above. Further, when switching to the output split mode, the speed change mechanism 6 is set to the neutral state with the rotation speed of the first motor / generator 2 being zero or close to zero, and then the rotation of the second motor / generator 3 and the engine is synchronized. When this occurs, the clutch mechanism 8 is engaged to switch to the output split mode. By doing so, the clutch mechanism 8 is engaged in a state where the torque of the second motor / generator 3 is small, so that the switching shock and the step of the output torque can be suppressed.

高速巡航時における出力スプリットモードでの動作状態を図6に共線図で示してある。この状態では、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とが一体となって回転し、これに対して第1モータ・ジェネレータ2が逆転力行してこれに連結されているサンギヤSfが逆回転する。その結果、リングギヤRfおよびこれに連結されている出力軸5が、エンジン1よりも高速で正回転する。すなわち、オーバードライブ状態となる。そのため、第2モータ・ジェネレータ3が発電機として機能するとしても、その回転数はエンジン回転数と同じであって特に高回転数になることはなく、またその電力で逆転力行する第1モータ・ジェネレータ2の回転数や出力トルクは低回転数で低トルクでよい。すなわち、電力変換を伴う動力伝達量が少なくなり、いわゆる機械的に伝達される動力の割合が多くなるので、動力伝達効率が良好になる。   The operation state in the output split mode at the time of high-speed cruise is shown in an alignment chart in FIG. In this state, the engine 1 and the second motor / generator 3 rotate as a unit, while the first motor / generator 2 performs reverse rotation and the sun gear Sf connected thereto rotates in reverse. As a result, the ring gear Rf and the output shaft 5 connected thereto rotate forward at a higher speed than the engine 1. That is, it becomes an overdrive state. Therefore, even if the second motor / generator 3 functions as a generator, the rotation speed thereof is the same as the engine rotation speed, and does not become a particularly high rotation speed. The rotation speed and output torque of the generator 2 may be low and low. That is, the amount of power transmission accompanied by power conversion is reduced, and the ratio of so-called mechanically transmitted power is increased, so that power transmission efficiency is improved.

これを前記クラッチ機構8を備えていないハイブリッド駆動装置と比較して説明すると、高速巡航時に前述した出力スプリットモードを設定していないと、図7の共線図に示しように第2モータ・ジェネレータ3を高速で正回転させて発電を行い、その電力を第1モータ・ジェネレータ2に供給してこれを逆転力行させ、その動力を動力分配機構4から出力軸5に伝達することになる。そのため、動力循環が生じ、動力損失が増大する。これに対して、この発明に係るハイブリッド駆動装置では、出力スプリットモードを設定してエンジン1の出力を出力軸5と第2モータ・ジェネレータ3とに分配(もしくは分割)し、これを出力軸5に合成して伝達するので、動力循環が生じず、その結果、動力の伝達効率あるいはエネルギ効率が向上する。   This will be described in comparison with a hybrid drive device that does not include the clutch mechanism 8. If the output split mode is not set during high-speed cruising, the second motor generator is generated as shown in the collinear diagram of FIG. 3 is rotated forward at high speed to generate electric power, and the electric power is supplied to the first motor / generator 2 to perform reverse power running, and the power is transmitted from the power distribution mechanism 4 to the output shaft 5. Therefore, power circulation occurs and power loss increases. On the other hand, in the hybrid drive device according to the present invention, the output split mode is set to distribute (or divide) the output of the engine 1 to the output shaft 5 and the second motor / generator 3, and this is output to the output shaft 5. Therefore, power circulation does not occur, and as a result, power transmission efficiency or energy efficiency is improved.

これを図で示すと図8のとおりである。図8は、出力スプリットモードおよび機械直結減速モードを設定できる本発明例と、出力スプリットモードおよび機械直結減速モードを設定できない比較例とについてシミュレーションを行って動力の伝達効率を求めた結果を示している。図8で実線が本発明例での動力伝達効率を示し、破線が比較例での動力伝達効率を示している。この図8から明らかなように、エンジン1と第2モータ・ジェネレータ3とを連結して高車速時に出力スプリットモードを設定し、また低中速時の高負荷状態で機械直結減速モードを設定することにより、動力の伝達効率が従来なく向上し、ひいては車両の燃費を向上させることができる。なお、図8における「●」印は、機械直結減速モードでの動力伝達効率を示している。   This is illustrated in FIG. FIG. 8 shows the result of calculating the power transmission efficiency by performing simulation for the present invention example in which the output split mode and the mechanical direct connection deceleration mode can be set, and the comparative example in which the output split mode and the mechanical direct connection deceleration mode cannot be set. Yes. In FIG. 8, the solid line shows the power transmission efficiency in the example of the present invention, and the broken line shows the power transmission efficiency in the comparative example. As is apparent from FIG. 8, the engine 1 and the second motor / generator 3 are connected to set the output split mode at high vehicle speed, and to set the mechanical direct connection deceleration mode at high load at low and medium speeds. As a result, the transmission efficiency of power can be improved more than before, and the fuel consumption of the vehicle can be improved. In FIG. 8, “●” marks indicate the power transmission efficiency in the mechanical direct-coupled deceleration mode.

また、出力スプリットモードを設定できない構成では、電力への変換を伴う動力の伝達量が多くなるので、電気的な負荷が大きく、そのため電気系統の耐久性が低下したり、あるいはその構成が大容量化もしくは大型化する可能性がある。これに対して、この発明に係るハイブリッド駆動装置では電気的負荷が小さいので、モータ・ジェネレータ2,3を小型化し、また電気系統の耐久性を向上させることができる。   Also, in the configuration where the output split mode cannot be set, the amount of power transmission accompanied by the conversion to electric power increases, so the electrical load is large, which reduces the durability of the electrical system, or the configuration has a large capacity. There is a possibility of becoming larger or larger. On the other hand, in the hybrid drive device according to the present invention, since the electric load is small, the motor generators 2 and 3 can be downsized and the durability of the electric system can be improved.

さらに、前述したようにクラッチ機構8を噛み合い式の係合機構によって構成し、高車速時に設定される出力スプリットモードでは変速機構6をニュートラル状態にするように構成すれば、出力スプリットモードで動力を伝達する状態を維持するのに特に動力を消費することがなく、この点でも動力の伝達効率を向上させることができる。   Further, as described above, the clutch mechanism 8 is constituted by a meshing engagement mechanism, and in the output split mode set at a high vehicle speed, the transmission mechanism 6 is set to the neutral state. Power is not particularly consumed to maintain the state of transmission, and power transmission efficiency can be improved in this respect as well.

この発明に係るハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows typically an example of the hybrid drive device concerning this invention. その変速機構の一例を模式的に示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows typically an example of the transmission mechanism. そのクラッチ機構を解放してある状態での動作状態を説明するための共線図である。It is an alignment chart for demonstrating the operation state in the state which has released the clutch mechanism. 低速高負荷時での機械直結減速モードによる動作状態を説明するための共線図である。It is a collinear diagram for demonstrating the operation state by the machine direct connection deceleration mode at the time of low speed and high load. 中速高負荷時での機械直結減速モードによる動作状態を説明するための共線図である。It is a collinear diagram for demonstrating the operation state by the machine direct connection deceleration mode at the time of medium-speed high load. 出力スプリットモードでの動作状態を説明するための共線図である。It is an alignment chart for demonstrating the operation state in output split mode. 動力循環状態を示す共線図である。It is an alignment chart which shows a power circulation state. 動力伝達効率を本発明例と比較例とについて示す線図である。It is a diagram which shows power transmission efficiency about the example of this invention, and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1…内燃機関(エンジン)、 2…第1モータ・ジェネレータ、 3…第2モータ・ジェネレータ、 4…動力分配機構、 5…出力軸、 6…変速機構、 8…クラッチ機構、 12…電子制御装置、 Cf,C…キャリヤ、 Sf,S1,S2…サンギヤ、 Rf,R…リングギヤ、 BHi…ハイブレーキ、 BLo…ローブレーキ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine (engine), 2 ... 1st motor generator, 3 ... 2nd motor generator, 4 ... Power distribution mechanism, 5 ... Output shaft, 6 ... Transmission mechanism, 8 ... Clutch mechanism, 12 ... Electronic control apparatus Cf, C ... carrier, Sf, S1, S2 ... sun gear, Rf, R ... ring gear, BHi ... high brake, BLo ... low brake.

Claims (13)

内燃機関と第1電動発電機と出力部材とが、少なくとも三つの回転要素によって差動作用を行う動力分配機構に連結され、その出力部材が少なくとも高低の二つの変速比を設定可能な変速機構の出力側に連結され、かつその変速機構の入力側に第2電動発電機が連結されているハイブリッド駆動装置において、
前記内燃機関と前記第2電動発電機とを選択的に連結するクラッチ機構を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
An internal combustion engine, a first motor generator, and an output member are connected to a power distribution mechanism that performs a differential action by at least three rotating elements, and the output member is capable of setting at least two high and low gear ratios. In the hybrid drive device connected to the output side and having the second motor generator connected to the input side of the speed change mechanism,
A hybrid drive apparatus further comprising a clutch mechanism for selectively connecting the internal combustion engine and the second motor generator.
前記変速機構は、トルクを伝達しないニュートラル状態を設定可能に構成され、かつ
前記クラッチ機構を係合状態とすることにより前記内燃機関と前記第2電動発電機とを連結するとともに前記変速機構をニュートラル状態とする出力スプリットモードを設定する第1モード設定手段を更に備えている
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。
The transmission mechanism is configured to be able to set a neutral state in which torque is not transmitted, and by connecting the internal combustion engine and the second motor generator by engaging the clutch mechanism, the transmission mechanism is neutral. The hybrid drive apparatus according to claim 1, further comprising first mode setting means for setting an output split mode to be set.
前記第1モード設定手段は、前記第1電動発電機の回転数が、前記内燃機関の回転方向とは反対の負の回転数の場合に前記出力スプリットモードを設定する手段を含むことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド駆動装置。   The first mode setting means includes means for setting the output split mode when the rotation speed of the first motor generator is a negative rotation speed opposite to the rotation direction of the internal combustion engine. The hybrid drive device according to claim 2. 前記第1モード設定手段は、前記第1電動発電機の回転数がゼロに近い所定回転数以下の状態で前記変速機構をニュートラル状態にし、かつその状態で前記内燃機関と前記第2電動発電機との回転数が同期した後に前記クラッチ機構を係合状態に切り替える手段を含むことを特徴とする請求項2または3に記載のハイブリッド駆動装置。   The first mode setting means sets the transmission mechanism in a neutral state when the rotation speed of the first motor generator is equal to or less than a predetermined rotation speed close to zero, and in that state, the internal combustion engine and the second motor generator 4. The hybrid drive device according to claim 2, further comprising means for switching the clutch mechanism to an engaged state after the rotation speed is synchronized. 前記内燃機関が停止している状態で前記変速機構をニュートラル状態とするとともに前記クラッチ機構を係合状態とし、その状態で前記第2電動発電機によって前記内燃機関を回転させる始動制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。   The engine further includes start control means for bringing the speed change mechanism into a neutral state while the internal combustion engine is stopped and engaging the clutch mechanism, and rotating the internal combustion engine with the second motor generator in that state. The hybrid drive device according to claim 1, wherein the hybrid drive device is provided. 前記変速機構をトルク伝達可能な減速状態に設定し、かつ前記クラッチ機構を係合状態として前記第2電動発電機を前記内燃機関に連結する機械直結減速モードを設定する第2モード設定手段を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。   A second mode setting means for setting the transmission mechanism to a deceleration state capable of transmitting torque, and setting a mechanical direct coupling deceleration mode for coupling the second motor generator to the internal combustion engine with the clutch mechanism engaged; The hybrid drive device according to claim 1, wherein the hybrid drive device is provided. 前記第2モード設定手段は、少なくともいずれか一方の電動発電機の負荷が相対的に大きい場合に前記機械直結減速モードを設定する手段を含むことを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド駆動装置。   The hybrid drive apparatus according to claim 6, wherein the second mode setting means includes means for setting the mechanical direct-coupled deceleration mode when a load on at least one of the motor generators is relatively large. . 前記第2モード設定手段は、前記変速機構の変速比を低速変速比から高速変速比に切り替えた後に前記機械直結減速モードに切り替える手段を含むことを特徴とする請求項6または7に記載のハイブリッド駆動装置。   The hybrid according to claim 6 or 7, wherein the second mode setting means includes means for switching to the mechanical direct-coupled deceleration mode after switching the speed ratio of the speed change mechanism from a low speed speed ratio to a high speed speed ratio. Drive device. 前記機械直結減速モードで前記内燃機関の出力トルクが増大した場合に前記第2電動発電機の出力トルクを低下させる電動発電機制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   9. The motor generator control means for reducing the output torque of the second motor generator when the output torque of the internal combustion engine increases in the mechanical direct connection deceleration mode. The hybrid drive device according to any one of the above. 前記第2モード設定手段は、前記機械直結減速モードを設定する場合に前記内燃機関と前記第2電動発電機との回転数が同期した時に前記クラッチ機構を係合させる手段を含むことを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   The second mode setting means includes means for engaging the clutch mechanism when the rotational speeds of the internal combustion engine and the second motor generator are synchronized when setting the mechanical direct connection deceleration mode. A hybrid drive apparatus according to any one of claims 6 to 9. 前記第1電動発電機と前記動力分配機構と前記第2電動発電機とが同一軸線上に配置されるとともに、その動力分配機構が第1電動発電機と第2電動発電機との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   The first motor generator, the power distribution mechanism, and the second motor generator are disposed on the same axis, and the power distribution mechanism is disposed between the first motor generator and the second motor generator. The hybrid drive device according to claim 1, wherein the hybrid drive device is provided. 前記クラッチ機構は、噛み合い式のドグクラッチ機構によって構成され、かつ前記変速機構は、前記各変速比を設定するために係合および解放の各状態に切り替えられる摩擦式係合機構を備えていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   The clutch mechanism is constituted by a meshing dog clutch mechanism, and the speed change mechanism includes a friction type engagement mechanism that can be switched to an engagement state and a release state in order to set the respective gear ratios. The hybrid drive apparatus according to claim 1, wherein the hybrid drive apparatus is characterized in that: 前記動力分配機構は、サンギヤとリングギヤとキャリヤとを回転要素とする遊星歯車機構によって構成されるとともに、前記内燃機関がその遊星歯車機構におけるいずれかの回転要素に連結され、前記第1電動発電機が他の回転要素に連結され、前記出力部材が更に他の回転要素に連結され、
前記クラッチ機構は、前記内燃機関が連結された前記回転要素と前記第2電動発電機とを選択的に連結するように構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
The power distribution mechanism is constituted by a planetary gear mechanism having a sun gear, a ring gear, and a carrier as rotating elements, and the internal combustion engine is connected to any rotating element in the planetary gear mechanism, and the first motor generator Is connected to another rotating element, and the output member is further connected to another rotating element,
13. The clutch mechanism according to claim 1, wherein the clutch mechanism is configured to selectively connect the rotating element to which the internal combustion engine is connected and the second motor generator. Hybrid drive device.
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