JP4961713B2 - Control device for hybrid drive - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、原動機のトルクが遊星歯車機構を経由して車輪に伝達されるように構成され、かつ、原動機から車輪に至る経路に、第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータが設けられているハイブリッド駆動装置の制御装置に関するものである。 The present invention is configured such that the torque of the prime mover is transmitted to the wheels via the planetary gear mechanism, and the first motor generator and the second motor generator are provided in a path from the prime mover to the wheels. The present invention relates to a control device for a hybrid drive device.
従来、複数の動力源として内燃機関およびモータ・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、動力源として内燃機関およびモータ・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 internal combustion engine and a motor / generator is known as a plurality of power sources. In such a hybrid vehicle, fuel efficiency 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 internal combustion engine and a motor / generator as power 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、内燃機関が車体に取り付けられている。また、遊星歯車装置が設けられており、サンギヤおよびリングギヤおよびキャリヤを有している。そして、内燃機関のクランク軸がキャリヤに連結され、第１の電動発電機がサンギヤに連結され、リングギヤにはプロペラ軸の一端が連結されている。また、プロペラ軸には第２の電動発電機が連結されているとともに、プロペラ軸の他端は、デファレンシャル装置を介して一対の車軸に連結されている。さらに、車軸には車輪が取り付けられている。さらにプロペラ軸の一部であって、第２の電動発電機の連結部よりも内燃機関とは隔たる側に変速機が設けられている。この変速機は、第１速ないし第３速を切り換え可能である。そして、運転者からの運転指令と車両の運転状態とに基づいてハイブリッド車が制御される。すなわち、内燃機関を、休止を含む如何なる運転状態にて運転すべきか、また第１の電動発電機および第２の電動発電機を如何なる電動状態または発電状態にて運転すべきか計算し、その計算結果に基づいて、内燃機関、第１の電動発電機、第２の電動発電機の作動を制御する。また、各変速段において内燃機関が賄う車軸トルクが増大される。なお、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は、特許文献２ないし５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、車両の負荷が高まる場合、たとえば、車両が登坂路を走行する場合、車両がトレーラーを牽引して走行する場合などにおいて、車両の要求駆動力が増加すると、反力を受ける第１の電動発電機の発電、駆動力を補助する第２の電動発電機の力行により、第１の電動発電機および第２の電動発電機の負荷が高くなり、第１の電動発電機および第２の電動発電機の温度が上昇する恐れがあった。
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のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で流通する電力量を低減し、また、第２のモータ・ジェネレータの温度上昇を抑制し、かつ、要求駆動力を満たすことの可能なハイブリッド駆動装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made of the above circumstances as the background, the amount of power flowing between the first motor generator and second motor generator low Hesi, also, the second motor-generator An object of the present invention is to provide a hybrid drive device that can suppress a temperature rise and satisfy a required drive force.
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構が設けられ、この遊星歯車機構の回転要素が第１の要素および第２の要素および第３の要素を有しており、前記第１の要素に原動機が連結され、前記第３の要素が車輪に連結され、前記第２の要素に第１のモータ・ジェネレータが連結され、前記第３の要素から前記車輪に至る経路に第２のモータ・ジェネレータが連結されており、前記原動機のトルクを前記第１の要素から前記第３の要素に伝達し、かつ、第３の要素に伝達されたトルクを前記車輪に伝達する場合に、前記原動機のトルクの反力トルクを受け持つ前記第１のモータ・ジェネレータと、前記第２のモータ・ジェネレータとの間で電力の授受をおこなう電気回路が設けられているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、前記電気回路を経由して電力が授受されるときに、前記第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立したか否かを判断する判断手段と、前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記第３の要素の回転数を変化させず、前記第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させて前記電気回路を流通する電力量を減少させるように前記原動機の目標回転数を求め、かつ、前記原動機の実回転数を前記目標回転数に制御することを想定し、前記原動機のパワーの変化を抑制するように、前記原動機の目標トルクを求める原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、請求項１の構成に加えて、前記遊星歯車機構の第３の要素から前記車輪に至る経路に変速機が設けられており、前記第２のモータ・ジェネレータが前記変速機の入力側に配置されているとともに、前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記変速機の変速比を制御することにより、前記第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させて、前記電気回路を流通する電力量を減少させる変速比制御手段を、更に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, in addition to the configuration of the first aspect, a transmission is provided in a path from the third element of the planetary gear mechanism to the wheel, and the second motor / generator is configured to change the speed change. together are arranged on the input side of the machine, of the previous SL two determination if at least one decision is affirmative, by controlling the transmission ratio of the transmission, the first motor-generator It further has gear ratio control means for reducing the number of electric power flowing through the electric circuit by lowering the rotational speed.
請求項３の発明は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構が設けられ、この遊星歯車機構の回転要素が第１の要素および第２の要素および第３の要素を有しており、前記第１の要素に原動機が連結され、前記第３の要素が車輪に連結され、前記第２の要素に第１のモータ・ジェネレータが連結され、前記第３の要素から前記車輪に至る経路に第２のモータ・ジェネレータが連結され、前記遊星歯車機構の第３の要素から前記車輪に至る経路に変速機が設けられており、前記第２のモータ・ジェネレータが前記変速機の入力側に配置されているとともに、前記原動機のトルクを前記第１の要素から前記第３の要素に伝達し、かつ、この第３の要素のトルクを前記車輪に伝達する場合に、前記原動機のトルクの反力トルクを受け持つ前記第１のモータ・ジェネレータと、前記第２のモータ・ジェネレータとの間で電力の授受をおこなう電気回路が設けられているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、前記電気回路を経由して電力が授受されるときに、前記第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立したか否かを判断する判断手段と、前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記原動機の回転数を一定にするように制御しつつ、前記変速機の出力回転数を同じとしてダウンシフトを実行することにより、前記第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させて前記電気回路を流通する電力量を減少させる変速比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 third aspect of the present invention, a planetary gear mechanism having a plurality of rotating elements capable of differential rotation is provided, and the rotating elements of the planetary gear mechanism have a first element, a second element, and a third element. A prime mover is coupled to the first element, the third element is coupled to a wheel, a first motor / generator is coupled to the second element, and the third element is coupled to the wheel. A second motor / generator is connected to the route to reach, and a transmission is provided on a route from the third element of the planetary gear mechanism to the wheel, and the second motor / generator is input to the transmission. The torque of the prime mover when the torque of the prime mover is transmitted from the first element to the third element and the torque of the third element is transmitted to the wheel. Of the reaction torque of In the control device for a hybrid drive apparatus provided with an electric circuit for transmitting and receiving electric power between the first motor / generator and the second motor / generator, the first motor / generator and the second motor / generator The second motor / generator is controlled in a high load state when power is transferred to / from the motor / generator via the electric circuit, or the second motor / generator Of the two determinations that the torque is equal to or greater than the thermal rating limit torque, a determination means for determining whether or not at least one determination is satisfied, and when at least one determination of the two determinations is satisfied , while controlling the rotational speed of the front Symbol prime mover so as to be constant, by executing a downshift as the same output rotational speed of the variable speed machine, the It is characterized in that by lowering the rotational speed of the first motor-generator and a transmission ratio control means for reducing the amount of power flowing through the electrical circuit.
請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記原動機から前記車輪に至る経路の動力伝達状態を制御する複数の運転モードを有し、これらの運転モード同士を選択的に切り換え可能に構成されていることを特徴とするものである。
In addition to the configuration of
請求項５の発明は、請求項４の構成に加えて、前記原動機から前記車輪に至る経路に動力伝達装置が設けられており、この動力伝達装置は、相対回転可能な４個の要素を有しており、この動力伝達装置は、４個の要素同士の連結関係、およびいずれかの要素の回転・停止を制御することが可能に構成されており、前記運転モードのいずれかのモードを選択すると、前記４個の回転要素が相対回転可能な状態となる構成を、前記動力伝達装置が有していることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, a power transmission device is provided in a path from the prime mover to the wheel, and the power transmission device has four elements capable of relative rotation. The power transmission device is configured to be able to control the connection relationship between the four elements and the rotation / stop of any of the elements, and select any one of the operation modes. Then, the power transmission device has a configuration in which the four rotating elements are in a state of being relatively rotatable.
請求項６の発明は、請求項５の構成に加えて、前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合に、前記電気回路を流通する電力量を減少させるモードを選択するモード選択手段を、更に有していることを特徴とするものである。
The invention of
請求項７の発明は、請求項６の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記電気回路を流通する電力量を減少させるためにモードの変更をおこなう場合、前記原動機のパワーを変更することなく、前記モードの変更をおこなう手段を、更に含む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 sixth aspect, the mode selection means changes the power of the prime mover when changing the mode in order to reduce the amount of power flowing through the electric circuit. And a means for changing the mode is further included.
請求項８の発明は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構が設けられ、この遊星歯車機構の回転要素が第１の要素および第２の要素および第３の要素を有しており、前記第１の要素に原動機が連結され、前記第３の要素が車輪に連結され、前記第２の要素に第１のモータ・ジェネレータが連結され、前記第３の要素から前記車輪に至る経路に第２のモータ・ジェネレータが連結されており、前記原動機のトルクを前記第１の要素から前記第３の要素に伝達し、かつ、第３の要素に伝達されたトルクを前記車輪に伝達する場合に、前記原動機のトルクの反力トルクを受け持つ前記第１のモータ・ジェネレータと、前記第２のモータ・ジェネレータとの間で電力の授受をおこなう電気回路が設けられており、前記原動機から前記車輪に至る経路の変速比が異なる複数の運転モードを有し、これらの運転モード同士を選択的に切り換え可能に構成されているハイブリッド駆動装置の制御装置において、前記第１のモータ・ジェネレータと前記第２のモータ・ジェネレータとの間で、前記電気回路を経由して電力が授受されるときに、前記第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立したか否かを判断する判断手段と、前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記原動機の回転数を一定にするように制御しつつ、前記第１のモータ・ジェネレータの回生制御と力行制御とが切り替わるように、前記原動機から前記車輪に至る経路の変速比が相対的に大きくなるように前記運転モードの変更をおこなうモード選択手段とを備えていることを特徴とするものである。
The invention of
請求項９の発明は、請求項４ないし８のいずれかの構成に加えて、前記原動機から前記車輪に至る経路に動力伝達装置が設けられており、この動力伝達装置は第２の遊星歯車機構を有しており、この第２の遊星歯車機構は、回転要素同士の連結状態、および回転要素の停止・固定を制御することにより、前記動力伝達装置から出力されるトルクの向きを、前記車両を前進させる場合に前記動力伝達装置から出力されるトルクの向きとは逆向きにする後進モードを設定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 ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the fourth to eighth aspects, a power transmission device is provided in a path from the prime mover to the wheel, and the power transmission device is a second planetary gear mechanism. The second planetary gear mechanism controls the state of torque output from the power transmission device by controlling the coupling state of the rotating elements and stopping / fixing of the rotating elements. When the vehicle is moved forward, it is configured to be able to set a reverse mode that reverses the direction of the torque output from the power transmission device.
請求項１０の発明は、請求項９の構成に加えて、前記第２の要素が第１のサンギヤで構成され、前記第３の要素が第１のリングギヤで構成され、前記第１の要素が、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第１のピニオンギヤを公転・自転可能に保持する第１のキャリヤで構成されており、前記第２の遊星歯車機構には、シングルピニオン型の遊星歯車機構およびダブルピニオン式の遊星歯車機構が含まれており、前記シングルピニオン型の遊星歯車機構は、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第２のピニオンギヤを公転・自転可能に保持する第２のキャリヤとを有しており、前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、第３のサンギヤを有しており、前記第２のリングギヤが、前記シングルピニオン型の遊星歯車機構と前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構とで共用されており、前記第２のピニオンギヤが、前記シングルピニオン型の遊星歯車機構と前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構とで共用されており、前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、前記第３のサンギヤおよび第２のピニオンギヤに噛合する第３のピニオンギヤを有しており、この第３のピニオンギヤは、前記第２のキャリヤにより自転・公転可能に保持されており、前記原動機と前記第２のキャリヤとを選択的に連結・解放する第１のクラッチと、前記第２のモータ・ジェネレータと前記第３のサンギヤとを選択的に連結・解放する第２のクラッチと、前記第３のサンギヤを選択的に固定する第１のブレーキと、前記第２のキャリヤを選択的に固定する第２のブレーキとが設けられていることを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the ninth aspect, the second element is composed of a first sun gear, the third element is composed of a first ring gear, and the first element is A first pinion gear meshed with the first sun gear and the first ring gear is configured as a first carrier that holds the first pinion gear so as to be capable of revolving and rotating, and the second planetary gear mechanism includes a single pinion type Planetary gear mechanisms and double pinion type planetary gear mechanisms are included, and the single pinion type planetary gear mechanism includes a second sun gear and a second ring gear, and the second sun gear and the second ring gear. A second carrier that holds the meshed second pinion gear so as to be capable of revolution and rotation, and the double pinion type planetary gear mechanism has a third sun gear, and Ring gear is shared by the single pinion type planetary gear mechanism and the double pinion type planetary gear mechanism, and the second pinion gear is used by the single pinion type planetary gear mechanism and the double pinion type planetary gear mechanism. The double pinion type planetary gear mechanism has a third pinion gear that meshes with the third sun gear and the second pinion gear, and the third pinion gear includes: A first clutch, which is held by a second carrier so as to be able to rotate and revolve, selectively connects and releases the prime mover and the second carrier, the second motor generator, and the third motor A second clutch for selectively connecting and releasing the sun gear; a first brake for selectively fixing the third sun gear; and the second key. It is characterized in that a second brake for selectively fixing the rear is provided.
請求項１の発明によれば、原動機のトルクが遊星歯車機構の第１の要素に入力されるとともに、第３の要素から出力されたトルクが車輪に伝達されて、駆動力が発生する。そして、原動機のトルクを遊星歯車機構を経由させて車輪に伝達する場合、反力トルクを受け持つ第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、電気回路を経由して電力が授受される。そして、第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、電気回路を経由して電力が授受されるときに、第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立した場合は、第３の要素の回転数を変化させず、第１のモータ・ジェネレータの回転数が低下して電気回路を流通する電力量が減少するような原動機の目標回転数が求められる。したがって、第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータの温度上昇を抑制できる。また、原動機の目標回転数を求める場合、原動機のパワーの変化を抑制するように、原動機の目標トルクが求められる。したがって、車両における駆動力不足を抑制できる。
According to the first aspect of the invention, the torque of the prime mover is input to the first element of the planetary gear mechanism, and the torque output from the third element is transmitted to the wheels to generate a driving force. When the torque of the prime mover is transmitted to the wheels via the planetary gear mechanism, the electric power is transmitted between the first motor generator and the second motor generator responsible for the reaction torque via the electric circuit. It is given and received. When the electric power is transferred between the first motor generator and the second motor generator via an electric circuit, the second motor generator is controlled in a high load state. Alternatively, if at least one of the two determinations that the torque of the second motor / generator is equal to or greater than the thermal rating limit torque is satisfied , the rotation speed of the third element is not changed, The target rotational speed of the prime mover is required so that the rotational speed of the motor /
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、２つの判定のうちの少なくとも一方の判定が成立した場合は、変速機の変速比を制御することにより、第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させ、電気回路における電力流通量が低下される。また、変速機の変速比を制御することより、要求駆動力の過不足を、一層抑制しやすくなる。
According to the invention of
請求項３の発明によれば、原動機のトルクが遊星歯車機構の第１の要素に入力されるとともに、第３の要素から出力されたトルクが車輪に伝達されて、駆動力が発生する。そして、原動機のトルクを遊星歯車機構を経由させて車輪に伝達する場合、反力トルクを受け持つ第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、電気回路を経由して電力が授受される。そして、第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、電気回路を経由して電力が授受されるときに、第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立した場合は、原動機の回転数を一定にするように制御しつつ、変速機の出力回転数を同じとしてダウンシフトを実行することにより、第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させ、電気回路の電力流通量が低下される。また、変速機でダウンシフトを実行することにより、車両の駆動力不足を抑制できる。
According to the invention of
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、モードが切り換えられると、原動機から車輪に至る経路の動力伝達状態が変更される。
According to the invention of claim 4, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of
請求項５の発明によれば、請求項４の発明と同様の効果を得られる他に、原動機から出力されたトルクが動力伝達装置を経由して車輪に伝達される。また、いずれかの運転モードが選択されると、動力伝達装置の４個の回転要素が相対回転可能な状態となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the same effect as that of the fourth aspect of the invention can be obtained, and the torque output from the prime mover is transmitted to the wheels via the power transmission device. Further, when any one of the operation modes is selected, the four rotating elements of the power transmission device are in a state in which they can be relatively rotated.
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他に、２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、電気回路を流通する電力量を減少させるモードを選択することができる。
According to the invention of
請求項７の発明によれば、請求項６の発明と同様の効果を得られる他に、電気回路を流通する電力量を減少させるためにモードの変更をおこなう場合、原動機の出力を変更することなく、モードの変更がおこなわれる。
According to the invention of
請求項８の発明によれば、原動機のトルクが遊星歯車機構の第１の要素に入力されるとともに、第３の要素から出力されたトルクが車輪に伝達されて、駆動力が発生する。そして、原動機のトルクを遊星歯車機構を経由させて車輪に伝達する場合、反力トルクを受け持つ第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、電気回路を経由して電力が授受される。そして、第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、電気回路を経由して電力が授受されるときに、第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立した場合は、原動機の回転数を一定にするように制御しつつ、第１のモータ・ジェネレータの回生制御と力行制御とが切り替わるように、原動機から車輪に至る経路の変速比が相対的に大きくなるようにモードが変更されて電気回路を流通する電力量が減少する。したがって、第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータの温度上昇を抑制でき、かつ、要求駆動力の過不足を抑制できる。
According to the invention of
請求項９の発明によれば、請求項４ないし８のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、原動機から出力されたトルクが動力伝達装置を経由して車輪に伝達される。この動力伝達装置を構成する第２の遊星歯車機構の回転要素同士の連結状態、および回転要素の停止・固定を制御することにより、動力伝達装置から車輪に伝達されるトルクの向きを、車両を前進させる場合に動力伝達装置から出力されるトルクの向きとは逆にできる。請求項１０の発明においても、請求項９の発明と同様の効果を得られる。
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to obtaining the same effect as that of any of the fourth to eighth aspects, torque output from the prime mover is transmitted to the wheels via the power transmission device. By controlling the coupling state of the rotating elements of the second planetary gear mechanism constituting the power transmission device and stopping / fixing of the rotating elements, the direction of the torque transmitted from the power transmission device to the wheels can be controlled by When moving forward, the direction of the torque output from the power transmission device can be reversed. Also in 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、後述する実施例の制御を実行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種類の動力源を有している。２種類の動力源は、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、パワートレーンおよび動力伝達経路が構成されている。車両Ｖｅの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）、燃料噴射装置（図示せず）、点火時期制御装置（図示せず）などの出力制御装置を有しており、少なくとも１つの装置を制御することにより、エンジン出力を制御することが可能である。
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 execute control of an embodiment described later. 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 power sources. The two types of power sources have different power generation principles. In this embodiment, the
一方、他の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、エンジン１の出力軸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。
On the other hand, the motor /
これらのサンギヤ１０およびリングギヤ１１およびキャリヤ１３は、相互に差動回転可能に構成されている。そして、キャリヤ１３と出力軸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。また、出力軸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（ＭＧ１）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。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。
The
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（制御可能）可能に構成されており、変速機７は有段変速機または無段変速機のいずれであってもよい。この実施例では、変速機７として有段変速機を用いた場合、より具体的には、遊星歯車機構を有する有段変速機を用いた場合について説明する。変速機７は、遊星歯車機構を構成する回転要素同士の動力伝達経路を切り替えたり、回転要素の回転・停止を制御するために、摩擦係合装置、具体的にはクラッチおよびブレーキを有している。ここで、摩擦係合装置としては、油圧制御式または電磁制御式のいずれを用いてもよいが、この実施例では、油圧制御式の摩擦係合装置を用いる場合について説明する。そして、これらの摩擦係合装置の係合・解放を制御することにより、例えば、ドライブポジションでは第１速ないし第６速を選択し、リバースポジションでは固定された変速比を選択可能に構成されている。そして、ドライブポジションが選択された場合は、第１速ないし第６速の変速段を、選択的に、かつ段階的に変更可能である。また、変速段を示す数字が大きくなるほど、変速機７の変速比が小さくなるように構成されている。
On the other hand, the
そして、変速機７の入力側には入力回転部材２９が連結され、変速機７の出力側には出力回転部材３０が連結されている。さらに、入力回転部材２９と、動力分配装置８のリングギヤ１１とが一体回転するように連結され、モータ・ジェネレータ２のロータ５が入力回転部材２９に連結されている。前記出力回転部材３０は、いわゆるプロペラシャフトであり、この出力回転部材３０がデファレンシャル３１のドライブピニオンシャフト（図示せず）に連結されている。また、デファレンシャル３１のサイドギヤ（図示せず）にはドライブシャフト３２が連結されており、ドライブシャフト３２に車輪３が連結されている。
An
さらに、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３３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３３との間の回路にはインバータ３４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３５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３５との間の回路にはインバータ３６が設けられている。これらの蓄電装置３３，３５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、インバータ３４とインバータ３６とを接続する電気回路３９が設けられており、蓄電装置３３と蓄電装置３５との間で電力の授受をおこなうことが可能に構成されているとともに、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３３，３５を経由することなく、電力の授受をおこなうことが可能に構成されている。
Further, a
一方、変速機７の制御、例えば、ドライブポジション、リバースポジション、ニュートラルポジションなどのシフトポジションを切り換える制御、ドライブポジションが選択された場合における変速段の自動変速制御などを実行するために、油圧制御装置３７が設けられている。この油圧制御装置３７は、油圧回路、マニュアルバルブ、ソレノイドバルブ、圧力制御弁などにより構成された公知の構成を有しており、油圧制御装置３７により、各シフトポジションの切り換え、前述した摩擦係合装置の係合・解放が制御されるように構成されている。
On the other hand, in order to execute control of the
つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明する。まず、電子制御装置３８が設けられており、電子制御装置３８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３３，３５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、モータ・ジェネレータ２，１４の温度を検知するセンサの信号、入力回転部材２９および出力回転部材３０の回転数を検知するセンサの信号、車両Ｖｅが走行する道路の勾配を検知するセンサの信号、車両Ｖｅの加速度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３８からは、エンジン１を制御する信号、モータ・ジェネレータ２，１４（インバータ３４，３６）を制御する信号、油圧制御装置３７を制御する信号などが出力される。
Next, a control system of the vehicle Ve will be described. First, 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、入力回転部材２９および変速機７および出力回転部材３０およびデファレンシャル３１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。
In the vehicle Ve shown in FIG. 2, when the
このように、モータ・ジェネレータ１４で反力トルクを受け持つ場合、各種の条件に基づいて、モータ・ジェネレータ１４の回転方向が、正回転、停止、逆回転などに選択的に切り換えられる。例えば、モータ・ジェネレータ１４が正回転して反力トルクを受け持つ場合、モータ・ジェネレータ１４は回生制御され、モータ・ジェネレータ１４で発生した電力を、蓄電装置３５に充電したり、インバータ３６，３４を経由させてモータ・ジェネレータ２に供給し、モータ・ジェネレータ２を力行制御することが可能である。すなわち、モータ・ジェネレータ２が電動機として駆動され、そのトルクが入力回転部材２９、変速機７、デファレンシャル３１を経由して車輪３に伝達される。これに対して、モータ・ジェネレータ１４が逆回転して反力トルクを受け持つ場合、モータ・ジェネレータ１４は力行制御される。モータ・ジェネレータ１４に供給する電力は、蓄電装置３５またはモータ・ジェネレータ２から供給することが可能である。すなわち、モータ・ジェネレータ２を回生制御させて、その電力を、インバータ３４，３６を経由させてモータ・ジェネレータ１４に供給することも可能である。
As described above, when the motor /
ここで、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。このように、動力分配装置８の変速比を制御することにより、エンジン１の運転状態を最適燃費線に沿って制御することが可能である。
Here, the concept of controlling the gear ratio of the
また、前述したように、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３８に入力される信号およびデータに基づいて判断される。
Further, as described above, it is possible to execute control in which the motor /
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の惰力走行時に入力回転部材２９に伝達された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３３に充電することも可能である。
On the other hand, when the vehicle Ve travels coastingly, the kinetic energy of the vehicle Ve is transmitted to the
つぎに、図２に示された車両Ｖｅにおいて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。この実施例１は、請求項１の発明に対応する。図１のフローチャートは、例えば、車両Ｖｅにおける負荷が高い使用条件となる場合に実行されるものである。車両Ｖｅの負荷が高い場合には、車両Ｖｅがトラックであり、かつ、トラックがトレーラーを牽引して走行する（積載貨物重量が大重量である）場合、車両Ｖｅが急坂路を登坂する場合などが含まれる。まず、「エンジン出力の補正を禁止するフラグ」がオンされているか否かが判断される（ステップＳ１）。この「エンジン出力の補正を禁止する」の技術的意味については後述する。
Next, an example of control that can be executed in the vehicle Ve shown in FIG. 2 will be described based on the flowchart of FIG. The first embodiment corresponds to the invention of
このステップＳ１で否定的に判断された場合は、電子制御装置３８に入力される信号、および電子制御装置３８に記憶されているデータに基づいて、車両Ｖｅにおける負荷が計算される（ステップＳ２）。このステップＳ２の処理では、アクセル開度、車速、道路勾配、車両Ｖｅの加速度などの信号が用いられる。このステップＳ２についで、モータ・ジェネレータ２が高負荷状態で制御されるか否かが判定される（ステップＳ３）。このステップＳ３の処理は、例えば、モータ・ジェネレータ２の温度に基づいて判断可能である。そして、ステップＳ３で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２のトルクＴｍの絶対値が、「所定値」を越えているか否かが判断される（ステップＳ４）。
If a negative determination is made in step S1, the load on the vehicle Ve is calculated based on the signal input to the
この実施例では、モータ・ジェネレータ２が力行制御される場合のトルクを正のトルクとして表し、モータ・ジェネレータ２が回生制御される場合のトルクを負のトルクとして表されており、正のトルクおよび負のトルクの絶対値を判定している。また、ステップＳ４で用いる「所定値」は、モータ・ジェネレータ２の熱定格制限トルクに応じた値を意味する。つまり、モータ・ジェネレータ２は、回生制御または力行制御のいずれが実行される場合においても、高トルクであるほど大電流となり、温度が上昇しやすくなるという特性を有している。図１の制御は基本的にはモータ・ジェネレータ２の負荷増大、言い換えれば、温度上昇を抑制するための制御であり、したがって、ステップＳ４では、モータ・ジェネレータ２のトルクが、連続運転可能なトルクを越えているか否かを判断している。ここで、「連続運転可能なトルク」とは、モータ・ジェネレータの過熱を招くことなく、所定時間以上、そのモータ・ジェネレータを運転可能なトルクである。
In this embodiment, the torque when the motor /
そして、ステップＳ３およびステップＳ４で共に肯定判断されるということは、モータ・ジェネレータ２の負荷を軽減させて温度上昇を抑制することが好ましいと考えられる。そこで、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、エンジントルクの反力を受け持つモータ・ジェネレータ１４の回転数Ｎｇが零を越えており、かつ、正回転しているか否かが判断される（ステップＳ５）。このステップＳ５で肯定的に判断された場合は、次式（１）の計算を実行する（ステップＳ６）。
ＤｓｒＮｅ＝ＤｓｒＮｅ−ΔＮｅ ・・・（１）
この式（１）において、ＤｓｒＮｅは、目標エンジン回転数であり、ΔＮｅはエンジン回転数の変化率である。つまり、ステップＳ６では、実エンジン回転数を低下させる（零に近づける）ような目標エンジン回転数が算出される。
And if it is determined to be affirmative in both step S3 and step S4, it is considered preferable to reduce the load on the motor /
DsrNe = DsrNe−ΔNe (1)
In this equation (1), DsrNe is the target engine speed, and ΔNe is the rate of change of the engine speed. That is, in step S6, a target engine speed that reduces the actual engine speed (closes to zero) is calculated.
このステップＳ６の処理を、図３の共線図に基づいて説明する。この図３の共線図においては、エンジン回転数、モータ・ジェネレータ１４の回転数、リングギヤ１１の回転数が示されている。図３の共線図において、モータ・ジェネレータ１４とリングギヤ１１との間にエンジン１が配置されている。図３において、「正」は正回転を示し、「逆」は逆回転を示し、「零」は停止を意味する。また、正回転とは、エンジン１の回転方向と同じ回転方向を意味する。図３の共線図に示すように、ステップＳ６では、エンジン回転数を実線から破線のように低下させる目標エンジン回転数が求められる。このステップＳ６で目標エンジン回転数を算出する場合、リングギヤ１１の回転数は変化させず、かつ、変速機７の変速比も変更しないことを前提とする。さらに、このステップＳ６で目標エンジン回転数を算出する場合、目標エンジントルクも選択される。すなわち、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に制御する場合を想定し、エンジンパワーが変化しないように、実エンジントルクに応じた目標エンジントルクを選択する。この目標エンジントルクは、予めマップ化して電子制御装置３８に記憶されている。具体的には、エンジントルクを増加させる傾向となる。このように、ステップＳ６の処理では、動力分配装置８の変速比を小さくさせるアップシフトが想定される。
The process of step S6 will be described based on the alignment chart of FIG. In the alignment chart of FIG. 3, the engine speed, the motor /
一方、前記ステップＳ５で否定的に判断された場合は、エンジントルクの反力を受け持つモータ・ジェネレータ１４が逆回転し、かつ、力行制御されていることを意味する。そこで、ステップＳ５で否定的に判断された場合は、次式（２）の計算を実行する（ステップＳ７）。
ＤｓｒＮｅ＝ＤｓｒＮｅ＋ΔＮｅ ・・・（２）
このステップＳ７では、実エンジン回転数を上昇させるような目標エンジン回転数が算出される。
On the other hand, if a negative determination is made in step S5, it means that the motor /
DsrNe = DsrNe + ΔNe (2)
In step S7, a target engine speed that increases the actual engine speed is calculated.
このステップＳ７の処理を、図４の共線図に基づいて説明する。図４の共線図に示すように、ステップＳ７では、エンジン回転数を実線から破線のように上昇させる目標エンジン回転数が求められる。このステップＳ７で目標エンジン回転数を算出する場合も、リングギヤ１１の回転数は変化させず、かつ、変速機７の変速比も変更しないことを前提とする。さらに、このステップＳ７においては、さらに、このステップＳ７で目標エンジン回転数を算出する場合、目標エンジントルクも選択される。すなわち、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に制御する場合を想定し、エンジンパワーが変化しないように、実エンジントルクに応じた目標エンジントルクを選択する。具体的には、エンジントルクを低下させる傾向となる。このように、ステップＳ７の処理では、動力分配装置８の変速比を大きくするダウンシフトが想定される。なお、ステップＳ６，Ｓ７の処理に対応する目標エンジントルクは、予めマップ化して電子制御装置３８に記憶されている。このように、ステップＳ６またはステップＳ７で求められる目標エンジン回転数を選択すると、モータ・ジェネレータ１４の回転数を零に近づけることが可能であり、その負荷の軽減が想定される。
The process of step S7 will be described based on the alignment chart of FIG. As shown in the alignment chart of FIG. 4, in step S7, a target engine speed that increases the engine speed from a solid line as shown by a broken line is obtained. Even when the target engine speed is calculated in step S7, it is assumed that the speed of the
上記のステップＳ６またはステップＳ７についで、次式（３）が成立するか否かが判断される（ステップＳ８）。
ＤｓｒＰｅ＜ＰｅＭａｘ（ＤｓｒＮｅ） ・・・（３）
式（３）において、ＤｓｒＰｅは要求エンジン出力であり、ＰｅＭａｘは最大エンジン出力である。また、ＰｅＭａｘ（ＤｓｒＮｅ）は、目標エンジン回転数に対応する最大エンジン出力である。ここで、要求エンジン出力ＤｓｒＰｅは、例えば、要求駆動力などに基づいて求められる。つまり、目標エンジン回転数ＤｓｒＮｅに応じた最大エンジン出力ＰｅＭａｘが、要求エンジン出力ＤｓｒＰｅを越えるか否かが、ステップＳ８で判断されている。このステップＳ８で肯定的に判断された場合は、必要以上にエンジン出力が高められることになるため、「ステップＳ６またはステップＳ７で求められた値に基づいて、エンジン出力を補正すること」を禁止するフラグがオンされ（ステップＳ９）、この制御ルーチンを終了する。この「ステップＳ６またはステップＳ７で求められた値に基づいて、エンジン出力を補正すること」が、前述したステップＳ１における「エンジン出力を補正すること」の技術的意味である。
Following step S6 or step S7, it is determined whether or not the following equation (3) is satisfied (step S8).
DsrPe <PeMax (DsrNe) (3)
In Equation (3), DsrPe is the required engine output, and PeMax is the maximum engine output. PeMax (DsrNe) is the maximum engine output corresponding to the target engine speed. Here, the required engine output DsrPe is obtained based on the required driving force, for example. That is, it is determined in step S8 whether or not the maximum engine output PeMax corresponding to the target engine speed DsrNe exceeds the required engine output DsrPe. If an affirmative determination is made in step S8, the engine output will be increased more than necessary, so prohibiting “correcting the engine output based on the value obtained in step S6 or step S7” is prohibited. Is turned on (step S9), and this control routine is terminated. This “correcting the engine output based on the value obtained in step S6 or step S7” is the technical meaning of “correcting the engine output” in step S1 described above.
これに対して、ステップＳ８で否定的に判断された場合は、ステップＳ６またはステップＳ７で求められた値に基づいて、エンジン出力を制御することが許可されて、この制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ３で否定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２が高負荷状態で制御されていないので、温度上昇の可能性は低いため、制御ルーチンを終了する。また、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２が高負荷制御されているものの、そのトルクは熱定格で許容された範囲であるため、この制御ルーチンを終了する。さらにまた、ステップＳ１において、肯定的に判断された場合もこの制御ルーチンを終了する。
On the other hand, if a negative determination is made in step S8, control of the engine output is permitted based on the value obtained in step S6 or step S7, and this control routine is terminated. If the determination in step S3 is negative, the motor /
つぎに、電気回路３９における電力流通量と、回転数の比ｉとの関係を、図５に基づいて説明する。ここで、「回転数の比ｉ」とは、エンジン回転数を、変速機の出力回転数で除した値である。この図５は、図２に示された車両Ｖｅにおいて、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ１４との間における電気エネルギの伝達効率の一例を示す図である。図５においては、縦軸には電気エネルギの伝達効率が示され、横軸には「回転数の比ｉ」が示されている。モータ・ジェネレータ１４が停止された場合を、電気エネルギの伝達効率が１．０として表している。電気エネルギの伝達効率が１．０未満になるということは、電気回路３９における電気流通量が増加すること、つまり、車両Ｖｅにおける全体としての電気依存度が大きく（高く）なることを意味する。また、図５の線図には、変速機７の各変速段に対応する特性線が示されている。各変速段に対応する特性線は、上向きに突出された山形の特性を備えている。各変速段に対応する特性線の頂点で、いずれも、電気エネルギの伝達効率が１．０となっている。また、各変速段に対応する特性線の頂点を境として、左側の領域がモータ・ジェネレータ１４が逆回転し、かつ、力行制御されることを示し、右側領域がモータ・ジェネレータ１４が正回転し、かつ、回生制御されることを示している。
Next, the relationship between the amount of power flow in the
図１の制御例では、モータ・ジェネレータ１４が正回転で回生制御されているか、または逆回転で力行制御されているかに関わりなく、かつ、変速機７の変速段に関わりなく、かつ、変速段を変更することなく、目標エンジン回転数を制御して、横軸に示された「回転数の比」を変更し、電気エネルギの伝達効率を１．０に近づけることが可能である。つまり、回生制御されるモータ・ジェネレータの回生発電量を低減し、力行制御するモータ・ジェネレータに対する電力供給量を低減することができる。なお、図５には、第１速を例として、モータ・ジェネレータ１４が逆回転し、かつ、力行制御されている場合において、回転数比を位置Ａ１から位置Ｂ１に変更する例が示されている。
In the control example of FIG. 1, regardless of whether the motor /
つぎに、図１の制御例に対応するタイムチャートの一例を、図６に基づいて説明する。まず、時刻ｔ１以前においてはアクセル開度が略一定であり、かつ、車速が略一定であり、かつ、モータ・ジェネレータの高負荷判定がオフされている。そして、時刻ｔ１でアクセル開度が急激に増加すると、エンジントルクＴｅが増加し、かつ、エンジン出力Ｐｅが正側に増加する。また、時刻ｔ１において、モータ・ジェネレータ２のトルクＴｍが正側に増加し（力行制御）、モータ・ジェネレータ２の出力Ｐｍが正側に増加する。なお、時刻ｔ１以降は、モータ・ジェネレータ２の回転数が上昇している。さらに、時刻ｔ２において、モータ・ジェネレータ１４のトルクが負側で増加し、モータ・ジェネレータ１４の出力Ｐｇが正側に増加する。また、モータ・ジェネレータの高負荷判定が成立すると、エンジンパワーを等パワーに維持しながら、エンジン回転数を低下させ、かつ、エンジントルクが上昇される。
Next, an example of a time chart corresponding to the control example of FIG. 1 will be described based on FIG. First, before time t1, the accelerator opening is substantially constant, the vehicle speed is substantially constant, and the high load determination of the motor / generator is turned off. When the accelerator opening increases rapidly at time t1, the engine torque Te increases and the engine output Pe increases to the positive side. At time t1, the torque Tm of the motor /
すると、エンジントルクの反力を受け持つモータ・ジェネレータ１４のトルクは負側で増大するが、そのモータ・ジェネレータ１４の回転数が低下するため、結果として、モータ・ジェネレータ１４の出力Ｐｇが負側で低下する。このように、モータ・ジェネレータ１４の出力Ｐｇが負側で低下することにともない、そのモータ・ジェネレータ１４の発電電力により仕事をする（力行制御される）モータ・ジェネレータ２の出力Ｐｍも正側で低下する。ついで、時刻ｔ３でモータ・ジェネレータ２のトルクの絶対値が、ステップＳ４で説明した所定値以下になると、エンジン回転数が略一定に制御され、かつ、エンジントルクも略一定に制御されている。これと並行して、モータ・ジェネレータ２，１４の回転数がほぼ一定に制御される。その結果、モータ・ジェネレータ２の力行トルクが略一定になり、かつ、モータ・ジェネレータ１４の回生トルクも略一定になる。
Then, since the torque of the
以上のように、図１の制御例を実行して、ステップＳ４で肯定判断された場合は、ステップＳ６，Ｓ７において、モータ・ジェネレータ１４の回転数を零に近づけるように、目標エンジン回転数ＤｓｒＮｅが求められる。したがって、エンジントルクの反力を受け持つために、力行制御または回生制御されるモータ・ジェネレータ１４の負荷が軽減される。また、このようにしてモータ・ジェネレータ１４の回転数が低下されると、モータ・ジェネレータ１４に電力を供給するモータ・ジェネレータ２の負荷、あるいは、モータ・ジェネレータ１４から電力が供給されるモータ・ジェネレータ２の負荷が軽減される。したがって、モータ・ジェネレータ２，１４の温度上昇を抑制でき、モータ・ジェネレータ２，１４の耐久性が向上する。また、目標エンジン回転数ＤｓｒＮｅを求める場合に、エンジンパワーが変化しないように、目標エンジントルクが求められる。したがって、車両Ｖｅにおける要求駆動力を満たすことができ、ドライバビリティの低下を抑制できる。なお、図１に示す制御例は、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ１４との間で電力の授受をおこなうことを前提としている。言い換えれば、蓄電装置３３，３５に充電せず、かつ、蓄電装置３３，３５からモータ・ジェネレータ２，１４に電力を供給しないことを前提としている。なお、ステップＳ３で肯定的に判断された場合に、前述したステップＳ４を実行することなく、ステップＳ５に進むルーチンを採用することも可能である。さらにステップＳ３またはステップＳ４の少なくとも一方で肯定判断された場合に、ステップＳ５に進むような制御ルーチンを採用することも可能である。
As described above, when the control example of FIG. 1 is executed and an affirmative determination is made in step S4, the target engine speed DsrNe is set so that the speed of the motor /
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Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が、この発明における判断手段に相当し、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７が、この発明の原動機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、動力分配装置８を構成する遊星歯車機構が、この発明の遊星歯車機構に相当し、サンギヤ１０およびリングギヤ１１およびキャリヤ１３が、この発明における「遊星歯車機構の回転要素」に相当し、キャリヤ１３が、この発明の第１の要素（入力要素）に相当し、サンギヤ１０が、この発明の第２の要素（反力要素）に相当し、リングギヤ１１が、この発明の第３の要素（出力要素）に相当し、内燃機関および外燃機関を含むエンジン１が、この発明の原動機に相当し、変速機７が、この発明の変速機に相当し、モータ・ジェネレータ１４が、この発明の第１のモータ・ジェネレータに相当し、車輪３が、この発明の車輪に相当し、モータ・ジェネレータ２が、この発明の第２のモータ・ジェネレータに相当し、インバータ３４，３６および電気回路３９が、この発明の電気回路に相当する。
Here, the correspondence between the functional means shown in FIG. 1 and the configuration of the present invention will be described. Steps S2, S3, and S4 correspond to the determining means in the present invention, and steps S5, S6, and S7 are performed. This corresponds to the prime mover control means of the present invention. The correspondence relationship between the configuration shown in FIG. 2 and the configuration of the present invention will be described. The planetary gear mechanism constituting the
つぎに、図２に示された車両Ｖｅにおいて実行可能な制御例を図７に基づいて説明する。この実施例２は、請求項２および請求項３の発明に対応する。この図７は、電気系統の負荷低減、つまり、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ１４との間における電力流通量を低減させることを目的として、変速機７の変速比を制御する構成となっている。図７において、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４の処理は、図１に示されたステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４の処理と同じである。図７においてステップＳ４で肯定的に判断された場合は、変速機７における最適変速段（変速比）が判定される（ステップＳ１１）。ここで、最適変速段とは、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ１４との間における電力流通量を可及的に少なくすることができる変速段を意味しており、例えば、図８の特性線図を用いて判定される。この図８の特性線図は、図５の特性線図の一部を拡大して示しており、図８においては、第１速の特性線および第２速の特性線が示されている。そして、前述した回転数比ｉを達成する場合において、電気エネルギの伝達効率が１．０に近くなる方の変速段が、最適変速段として判定される。この図８の特性線図においては、第２速の特性線における位置Ｃ１よりも、第１速の特性線における位置Ｃ２の方が、最適変速段として判定されることを示している。なお、位置Ｃ１においては、モータ・ジェネレータ１４が正回転で回生制御され、位置Ｃ２においては、モータ・ジェネレータ１４は、逆回転で力行制御される。
Next, a control example that can be executed in the vehicle Ve shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. The second embodiment corresponds to the inventions of
このステップＳ１１についで、現在の変速段が第２速であるとすると、その第２速から第１速に変速することが可能であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２においては、モータ・ジェネレータ２，１４で許容される最大回転数、ピニオンギヤ１２で許容される最大回転数（自転回転数）などが用いられる。モータ・ジェネレータ２，１４で許容される最大回転数は、その定格および耐久性などに基づいて決定される。また、ピニオンギヤ１２で許容される最大回転数は、動力分配装置８を構成する各ギヤの耐久性に基づいて決定される。ステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、変速によってピニオンギヤ１２およびモータ・ジェネレータ２，１４の耐久性が低下する可能性が少ないため、変速機７の変速段を第２速から第１速にダウンシフトし（ステップＳ１３）、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１２で否定的に判断された場合は、変速によってピニオンギヤ１２およびモータ・ジェネレータ２，１４の耐久性が低下する可能性があるため、変速機７の変速段を現状の第２速に保持し（ステップＳ１４）、この制御ルーチンを終了する。
Following step S11, if the current gear position is the second speed, it is determined whether or not it is possible to shift from the second speed to the first speed (step S12). In this step S12, the maximum number of rotations allowed by the motor /
図７の制御例を実行する場合に、前提となる変速機７の具体的な構成例を、図９に基づいて説明する。すなわち、図９には変速機７の構成の一部として、第１速および第２速に関連する回転要素が示されている。この変速機７は、同軸上に配置された回転部材１７，１８を有しているとともに、２組の遊星歯車機構１９，２０を有している。まず、遊星歯車機構１９はシングルピニオン形式の遊星歯車機構であり、遊星歯車機構１９は、サンギヤ２１と、サンギヤ２１と同軸上に配置されたリングギヤ２２と、サンギヤ２１およびリングギヤ２２に噛合する複数のピニオンギヤ２３を、自転かつ公転自在に保持したキャリヤ２４とを有している。そして、キャリヤ２４と回転部材１８とが一体回転するように連結されているとともに、サンギヤ２１が回転部材１７と一体回転するように連結されている。
A specific configuration example of the
また、遊星歯車機構２０はシングルピニオン形式の遊星歯車機構であり、遊星歯車機構２０は、サンギヤ２５と、サンギヤ２５と同軸上に配置されたリングギヤ２６と、サンギヤ２５およびリングギヤ２６に噛合する複数のピニオンギヤ２７を、自転かつ公転自在に保持したキャリヤ２８とを有している。そして、キャリヤ２８と、遊星歯車機構１９のリングギヤ２２とが一体回転するように連結されているとともに、サンギヤ２５が回転部材１７と一体回転するように連結されている。さらに、遊星歯車機構１９のリングギヤ２２、および遊星歯車機構２０のキャリヤ２８の回転・停止を制御するブレーキＢ１が設けられている。さらに、遊星歯車機構２０のリングギヤ２６の回転・停止を制御するブレーキＢ２が設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２が、図２に示された油圧制御装置３７により制御される。摩擦式ブレーキまたは電磁式ブレーキのいずれを用いてもよい。そして、回転部材１７が入力回転部材２９に連結され、回転部材１８が出力回転部材３０に連結されている。
The
そして、変速機７で第２速から第１速にダウンシフトする場合における回転要素の状態を図１０の共線図に基づいて説明する。図１０の共線図において、変速機７では、サンギヤ２１，２５とリングギヤ２６との間にキャリヤ２４が配置され、キャリヤ２４とリングギヤ２６との間にリングギヤ２２およびキャリヤ２８が配置されている。まず、第２速を設定する場合は、ブレーキＢ２が係合され、かつ、ブレーキＢ１が解放される。すると、変速機７においては、実線で示すようにブレーキＢ２によりリングギヤ２６が固定される。また、キャリヤ２４が正回転し、かつ、サンギヤ２１，２５も正回転する。ここで、キャリヤ２４の回転数は、サンギヤ２１，２５の回転数よりも低い。すなわち、変速機７の入力回転部材２９の回転数に対して、出力回転部材３０の回転数が減速される。また、モータ・ジェネレータ１４が正回転され、かつ、回生制御されて、エンジントルクの反力を受け持っている。
The state of the rotating element when the
つぎに、第２速から第１速にダウンシフトする場合は、ブレーキＢ１が係合され、かつ、ブレーキＢ２が解放される。すると、破線で示すように、変速機７のリングギヤ２２およびキャリヤ２８が停止され、リングギヤ２６が逆回転する。そして、出力回転部材３０の回転数は第２速の場合と同じであるが、入力回転部材２９の回転数は、第２速の場合よりも高くなる。また、エンジン回転数は一定に制御されており、モータ・ジェネレータ１４の回転数は、第２速の場合よりも第１速の場合の方が低回転数となる。図１０の共線図では、第１速においても、モータ・ジェネレータ１４が正回転し、かつ、力行制御されてエンジントルクの反力が受け持たれている。
Next, when downshifting from the second speed to the first speed, the brake B1 is engaged and the brake B2 is released. Then, as indicated by a broken line, the
つぎに、実施例２に対応するタイムチャートの一例を図１１に基づいて説明する。時刻ｔ１以前においては、高負荷判定がオフされており、変速機７の変速段として第２速が選択されている。また、時刻ｔ１以前においては、エンジン回転数Ｎｅが略一定であり、かつ、モータ・ジェネレータ１４が正回転し、かつ、モータ・ジェネレータ２も正回転している。モータ・ジェネレータ１４の回転数Ｎｇはエンジン回転数よりも高く、エンジン回転数は、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎｍよりも高い。この時刻ｔ１以前においては、エンジントルクおよびモータ・ジェネレータ２のトルクが零ニュートンメートルよりも高く、かつ、略一定に制御されている。また、モータ・ジェネレータ１４は回生制御され、かつ、その回生トルクも略一定に制御されている。また、エンジン出力Ｐｅは零キロワットよりも高く、かつ、略一定に制御され、モータ・ジェネレータ２の出力Ｐｍも零キロワットよりも高く、かつ、略一定に制御されている。また、エンジン出力よりもモータ・ジェネレータ２の出力の方が低い。一方、モータ・ジェネレータ１４の出力は負の出力となっている。
Next, an example of a time chart corresponding to the second embodiment will be described with reference to FIG. Prior to time t1, the high load determination is turned off, and the second speed is selected as the gear position of the
そして、時刻ｔ１で高負荷判定がオフからオンに切り換えられ、時刻ｔ２で、変速機の変速段が第２速から第１速にダウンシフトされる。すると、モータ・ジェネレータ２の回転数が上昇を開始し、かつ、モータ・ジェネレータ１４の回転数が低下し始める。すなわち、変速機７で変速が開始される。なお、エンジン回転数は略一定に維持されている。この時刻ｔ２以降、モータ・ジェネレータ２のトルクが低下するとともに、モータ・ジェネレータ１４の回生トルクは略一定に制御されている。また、時刻ｔ２以降、モータ・ジェネレータ２の出力は低下し、モータ・ジェネレータ１４の出力は零キロワットに近づいている。そして、変速機７の変速途中で、モータ・ジェネレータ２の回転数がエンジン回転数よりも高くなるとともに、モータ・ジェネレータ１４の回転数がエンジン回転数よりも低くなる。その後、モータ・ジェネレータ２のトルクが負のトルクとなり、かつ、出力も負の値となる。
Then, at time t1, the high load determination is switched from off to on, and at time t2, the transmission gear stage is downshifted from the second speed to the first speed. Then, the rotational speed of the motor /
そして、時刻ｔ３でモータ・ジェネレータ２の回転数が、第１速における変速比および車速に対応する回転数に同期した時点で、ダウンシフトが終了し、以後、モータ・ジェネレータ２，１４の回転数が略一定に制御される。また、時刻ｔ３以降、モータ・ジェネレータ２のトルクは負の値で略一定に制御されている。さらに、時刻ｔ３以降、モータ・ジェネレータ２の出力は負の値で略一定に制御され、かつ、モータ・ジェネレータ１４の出力は正の値で略一定に制御されている。このように、実施例２においては、変速機７の変速比を制御することにより、モータ・ジェネレータ１４の回転数を低下させ、電気回路３９における電力流通量を低下させることができる。また、変速機７での変速にともない、モータ・ジェネレータ２のトルクは正の値から負の値に変化しているが、変速機７でダウンシフトが実行されるため、変速機７の入力トルクが増幅されて出力されるため、要求駆動力の過不足を抑制できる。なお、第２速から第１速にダウンシフトする場合を挙げているが、他の変速段同士の間でダウンシフトして、電気回路３９における電力流通量を低減することも可能である。また、図８の特性線図では、変速機７でダウンシフトを実行する場合について説明しているが、変速機７でアップシフトを実行することにより、電気回路３９における電力流通量を低減させることも可能である。図７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Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が、この発明の判断手段に相当し、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が、この発明の変速比制御手段に相当する。
At the time t3, when the rotation speed of the motor /
図２に示された車両Ｖｅで実行可能な他の制御例を、図１２に基づいて説明する。この実施例３は、請求項１ないし３の発明に対応している。この実施例３は、図１のフローチャートと図７のフローチャートとを組み合わせたものであり、図１および図７のフローチャートと同じ処理については、図１および図７と同じステップ番号を付してある。図１２においては、ステップＳ２からステップＳ８に進み、ステップＳ８で肯定的に判断された場合は、前述したステップＳ１１に進むルーチンとなっている。つまり、この実施例３においては、ステップＳ８で肯定的に判断された場合は、図１で説明したステップＳ９の処理をおこなうことに代えて、ステップＳ１１ないしステップＳ１４の処理が実行される。この実施例３においても、実施例１および実施例２と同様の処理においては、実施例１および実施例２と同様の効果を得られる。 Another control example that can be executed by the vehicle Ve shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. The third embodiment corresponds to the first to third aspects of the invention. The third embodiment is a combination of the flowchart of FIG. 1 and the flowchart of FIG. 7, and the same processing as the flowchart of FIG. 1 and FIG. 7 is assigned the same step number as that of FIG. . In FIG. 12, the routine proceeds from step S2 to step S8, and when the determination in step S8 is affirmative, the routine proceeds to step S11 described above. That is, in the third embodiment, if the determination in step S8 is affirmative, the processes in steps S11 to S14 are executed instead of performing the process in step S9 described in FIG. Also in the third embodiment, the same effects as in the first and second embodiments can be obtained in the same processing as in the first and second embodiments.
つぎに、図１により説明した実施例１の制御を実行可能な車両のパワートレーンの他の構成例を、図１３に基づいて説明する。この図１３に示された車両Ｖｅにおいて、図２に示された車両Ｖｅの構成と同じ構成部分については、図２と同じ符号を付してある。図１３に示された車両Ｖｅでは、変速機４０の構成が、変速機７の構成と相違している。この変速機４０は、２組の遊星歯車機構４１，４２を有している。これらの遊星歯車機構４１，４２はいずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、遊星歯車機構４１は、外歯歯車であるサンギヤ４３と、そのサンギヤ４３に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ４４と、これらのサンギヤ４３およびリングギヤ４４に噛み合っているピニオンギヤ４５を、自転自在および公転自在に保持するキャリヤ４６とを回転要素として有している。この実施例では前記出力軸９の外側に、中空軸４７が相対回転可能に取り付けられており、この中空軸４７の外周にサンギヤ４３が形成されている。また、中空軸４７に対して、モータ・ジェネレータ２のロータ５および動力分配装置８のリングギヤ１１が一体回転するように設けられている。さらに、キャリヤ４６が出力回転部材３０と一体回転するように連結されている。
Next, another configuration example of the vehicle power train capable of executing the control of the first embodiment described with reference to FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the vehicle Ve shown in FIG. 13, the same components as those of the vehicle Ve shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In the vehicle Ve shown in FIG. 13, the configuration of the
また、遊星歯車機構４２は、外歯歯車であるサンギヤ４８と、そのサンギヤ４８に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ４９と、これらのサンギヤ４８およびリングギヤ４９に噛み合っているピニオンギヤ５０を自転自在および公転自在に保持するキャリヤ５１とを回転要素として有している。そして、遊星歯車機構４１と遊星歯車機構４２とは、そのサンギヤ４３，４８同士が一体回転するように連結され、またキャリヤ４６とリングギヤ４９とが一体回転するように連結されることにより、２組の回転要素同士の連結を有する複合遊星歯車機構を構成している。そして、この複合遊星歯車機構で、互いに連結されたサンギヤ４３，４８により１個の回転要素が構成され、互いに連結されたキャリヤ４６およびリングギヤ４９により１個の回転要素が構成され、キャリヤ５１により１個の回転要素が構成され、全部で４個の回転要素が構成されている。
The
また、変速機４０を構成する回転要素同士の連結状態を制御し、かつ、回転要素の回転・停止を制御するためのクラッチおよびブレーキが設けられている。具体的には、リングギヤ４４を選択的に固定するブレーキＢ１が設けられている。また、出力軸９とキャリヤ５１とを選択的に連結するクラッチＣ１が設けられている。さらに、リングギヤ４４と中空軸４７とを選択的に連結する他のクラッチＣ２が設けられている。これらのクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１としては、油圧制御式のクラッチおよびブレーキを用いること、または、電磁制御式のクラッチおよびブレーキを用いることが可能である。この実施例では、油圧制御式のクラッチおよびブレーキを用いている場合について説明し、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の係合・解放を制御する油圧室の油圧を制御するアクチュエータとして、油圧制御装置３７が設けられている。このように、図１３のパワートレーンにおいては、エンジン１と変速機４０との間には、中空軸４７およびキャリヤ５１を並列に配置して構成される２系統の動力伝達経路が形成されている。言い換えれば、変速機４０においては、中空軸４７およびキャリヤ５１が入力部材として機能し得る。
In addition, a clutch and a brake are provided for controlling the connection state of the rotating elements constituting the
つぎに、図１３に示された車両Ｖｅの作用について説明する。この車両Ｖｅにおいては、車両Ｖｅが前進走行するための走行モードとして３種類のモードを設定することができる。ここで走行モードとは、エンジン１から出力回転部材３０にトルクを伝達する経路を制御するパターン、変速機４０における回転要素同士の連結状態および回転要素の回転・停止を制御するパターン、クラッチやブレーキを制御するパターンなどを意味する。具体的には、これらの走行モードとして、低速（Ｌｏ）モードと中速（Ｍｉｄ）モードと高速（Ｈｉ）モードとを選択的に切り換え可能であり、これらのモードの切り換えにより、ブレーキＢ１および各クラッチＣ１，Ｃ２の係合・解放状態が制御される。
Next, the operation of the vehicle Ve shown in FIG. 13 will be described. In this vehicle Ve, three types of modes can be set as travel modes for the vehicle Ve to travel forward. Here, the traveling mode refers to a pattern for controlling a route for transmitting torque from the
図１４には、各走行モード（ｍｏｄｅ）と、各ブレーキＢ１およびクラッチ，Ｃ１，Ｃ２の係合・解放の状態との関係を示してある。なお、図１４で「○」印はクラッチまたはブレーキが係合されることを示し、「×」印はクラッチやブレーキが解放されることを示す。まず、低速（Ｌｏ）モードは、ブレーキＢ１が係合され、かつ、各クラッチＣ１，Ｃ２を解放させて設定される。そして、エンジントルクが動力分配装置８のキャリヤ１３に入力され、モータ・ジェネレータ１４が正回転している場合は、そのモータ・ジェネレータ１４が回生制御されて、反力トルクを受け持ち、リングギヤ１１から出力されたトルクが、変速機４０のサンギヤ４３に伝達される。また、モータ・ジェネレータ１４から供給される電力により、モータ・ジェネレータ２が力行制御され、モータ・ジェネレータ２のトルクがサンギヤ４３に付加される。ここで、変速機４０においては、ブレーキＢ１より固定されたリングギヤ４４が反力要素となり、キャリヤ４６から出力されたトルクが出力回転部材３０に伝達される。つまり、変速機４０における入力要素であるサンギヤ４３の回転数に対して、出力要素であるキャリヤ４６の回転数の方が低速となり、トルクが伝達される。つまり、変速機４０が減速機として働く。
FIG. 14 shows the relationship between each running mode (mode) and the state of engagement / release of each brake B1 and clutch C1, C2. In FIG. 14, “◯” indicates that the clutch or brake is engaged, and “X” indicates that the clutch or brake is released. First, the low speed (Lo) mode is set by engaging the brake B1 and releasing the clutches C1 and C2. When the engine torque is input to the
一方、低速モードが選択される車速よりも高速になると、中速（Ｍｉｄ）モードが選択される。この中速（Ｍｉｄ）モードは、図１４に示すように、クラッチＣ１が係合され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。すなわち、低速（Ｌｏ）モードを設定していたブレーキＢ１を解放するとともに、クラッチＣ１を係合させることになる。そのクラッチＣ１は、エンジン１とキャリヤ５１とを連結するものであるから、運転モードの切り替えに伴うショックを防止するために、いわゆる同期切替を実行することが好ましい。その同期切替とは、クラッチＣ１の係合・解放の状態の変更に伴っていずれかの回転部材の回転数に変化を生じさせない切替制御であり、具体的には、エンジン回転数もしくはキャリヤ１３の回転数と、キャリヤ５１との回転数とを一致させた状態で、クラッチＣ１を係合もしくは解放させる。
On the other hand, when the vehicle speed becomes higher than the vehicle speed for which the low speed mode is selected, the medium speed (Mid) mode is selected. In this medium speed (Mid) mode, as shown in FIG. 14, the clutch C1 is engaged, and the clutch C2 and the brake B1 are released. That is, the brake B1 that has set the low speed (Lo) mode is released and the clutch C1 is engaged. Since the clutch C1 connects the
この中速（Ｍｉｄ）モードでは、クラッチＣ１が係合されて、エンジン１と変速機４０のキャリヤ５１とが一体回転する。そして、エンジントルクが変速機４０のキャリヤ５１に伝達されるとともに、モータ・ジェネレータ２が正回転し、かつ、回生制御されて反力トルクを受け持ち、変速機４０のリングギヤ４９から出力されたトルクが出力回転部材３０に伝達される。また、エンジントルクがキャリヤ１３にも伝達されており、モータ・ジェネレータ１４が正回転で力行制御されて反力を受け持ち、リングギヤ１１から出力されたトルクが、変速機４０のサンギヤ４８に伝達される。このように、エンジントルクは、変速機４０に対して、サンギヤ４８およびキャリヤ５１の２系統から入力される。
In the medium speed (Mid) mode, the clutch C1 is engaged, and the
さらに、高速（Ｈｉ）モードは、クラッチＣ２を係合させ、かつ、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放して設定される。ここで、動力分配装置８においては、キャリヤ１３にエンジントルクが入力され、モータ・ジェネレータ１４が正回転し、かつ、モータ・ジェネレータ１４が発電機として駆動することで反力トルクが受け持たれ、リングギヤ１１からトルクが出力される。このリングギヤ１１のトルクが、中空軸４７を経由してサンギヤ４３，４８に伝達される。ここで、遊星歯車機構４１では、サンギヤ４３とリングギヤ４４とがクラッチＣ２によって連結されているので、遊星歯車機構４１の全体が一体となって回転する。さらに、遊星歯車機構４１に対して遊星歯車機構４２のサンギヤ４８、およびキャリヤ４６が連結されているので、遊星歯車機構４２も全体が一体となって回転する。すなわち、遊星歯車機構４１，４２は、それらの全体が一体回転し、特に変速作用は生じない。つまり、変速機４０の変速比が「１」となる。また、モータ・ジェネレータ１４で発生した電力がモータ・ジェネレータ２に供給され、モータ・ジェネレータ２が力行制御され、そのトルクがサンギヤ４３，４８に伝達される。
Further, the high speed (Hi) mode is set by engaging the clutch C2 and releasing the clutch C1 and the brake B1. Here, in the
この図１３のパワートレーンを有する車両Ｖｅにおいても、前述した図１の制御を実行可能である。すなわち、変速機４０の動力伝達状態を制御するモードを変更することなく、エンジン１の回転数を制御することにより、電気回路３９における電力流通量の増加を抑制することができる。図１３のパワートレーンを有する車両Ｖｅにおいて、図１の制御例を実行する例を、図１５に基づいて説明する。図１５は、図５と同じ意味を持つ線図であり、図１５では、低速モード、中速モード、高速モードにおいて、変速比と電気エネルギの伝達効率との関係が示されている。変速比とは、エンジン回転数を出力回転部材３０の回転数で除した値である。
The above-described control shown in FIG. 1 can also be executed in the vehicle Ve having the power train shown in FIG. That is, by controlling the number of revolutions of the
各モードに対応する特性線は、上向きに突出された山形の特性を備えている。各モードに対応する特性線の頂点で、いずれも、電気エネルギの伝達効率が１．０となっている。また、各モードに対応する特性線の頂点を境として、左側の領域がモータ・ジェネレータ１４が逆回転し、かつ、力行制御されることを示し、右側領域がモータ・ジェネレータ１４が正回転し、かつ、回生制御されることを示している。図１の制御例では、モータ・ジェネレータ１４が正回転で回生制御されているか、または逆回転で力行制御されているかに関わりなく、かつ、変速機７のモードに関わりなく、かつ、変速機７における変速比を変更することなく、目標エンジン回転数を制御して、横軸に示された「回転数の比」を変更し、電気エネルギの伝達効率を１．０に近づけることが可能である。つまり、回生制御されるモータ・ジェネレータの回生発電量を低減し、力行制御するモータ・ジェネレータに対する電力供給量を低減することができる。なお、図１５には、低速モードを例として、モータ・ジェネレータ１４が逆回転し、かつ、力行制御されている場合において、回転数比を位置Ｄ１から位置Ｄ２に変更する例が示されている。また、低速モードを示す特性線と、中速モードを示す特性線との境界に示された破線Ｅ１は、低速モードと中速モードとを切り換える基準となる変速比である。さらに、中速モードを示す特性線と、高速モードを示す特性線との境界に示された破線Ｅ２は、高速モードと中速モードとを切り換える基準となる変速比である。
The characteristic line corresponding to each mode has a mountain-shaped characteristic protruding upward. In each of the apexes of the characteristic line corresponding to each mode, the transmission efficiency of electric energy is 1.0. In addition, the left region indicates that the motor /
つぎに、図１３のパワートレーンを有する車両Ｖｅにおいて、図１の制御例を実行する場合に対応する共線図の一例を、図１６に示す。図１６の共線図において、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、リングギヤ４９およびキャリヤ４６が位置しており、モータ・ジェネレータ１４と、リングギヤ４９およびキャリヤ４６との間に、リングギヤ４４が位置している。また、モータ・ジェネレータ２と、リングギヤ４９およびキャリヤ４６との間に、エンジン１が位置している。この図１６に示す共線図は、低速モードが選択された場合に対応するものである。図１６において、モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１４とモータ・ジェネレータ（ＭＧ２）２との間に、エンジン（ＥＮＧ）１が配置され、エンジン１とモータ・ジェネレータ１４との間にリングギヤ４４が配置されている。また、エンジン１とリングギヤ４４との間に、キャリヤ４６が配置されている。この図１６においては、モータ・ジェネレータ１４が正回転し、かつ、回生制御されて反力トルクを受け持っている場合が示されている。ここで、動力分配装置８の回転要素同士が実線で示す状態にある場合に、変速機４０のモードを切り換えることなく、かつ、変速比を変更することなく、エンジン回転数を低下させることにより、破線で示すように、モータ・ジェネレータ１４の回転数を零に近づける制御が実行される。このように、モータ・ジェネレータ１４の回転数を零に近づけることにより、電気回路３９における電力流通量が減少する。なお、図１３のパワートレーンを有する車両Ｖｅにおいて、図１の制御例を実行する場合にも、図６で示したタイムチャートがあてはまる。
Next, FIG. 16 shows an example of an alignment chart corresponding to the case where the control example of FIG. 1 is executed in the vehicle Ve having the power train of FIG. In the alignment chart of FIG. 16, a
つぎに、図１３に示されたパワートレーンを有する車両Ｖｅにおいて実行可能な他の制御を、図１７に基づいて説明する。この図１７は、変速機４０の制御モードを選択的に切り換えることにより、電気回路３９における電力流通量を減少させるものである。図１７において、図１の処理と同じ処理については、図１と同じステップ番号を付してある。図１７のフローチャートにおいて、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は最適動作モードの判定がおこなわれる（ステップＳ２１）。このステップＳ２１の判定においては、例えば図１８の線図が用いられる。図１８の線図は、図１５の線図の一部を拡大したものであり、図１８においては、中速モードの特性線および高速モードの特性線が示されている。そして、前述した回転数比ｉの目標を達成する場合において、電気エネルギの伝達効率が１．０に近くなる方のモードが、「最適動作モード」と判定される。この図１８の特性線図においては、現在選択されている高速モードの特性線における位置Ｆ１よりも、中速モードの特性線における位置Ｆ２の方が、電気エネルギの伝達効率が高く、したがって、中速モードが最適動作モードとして判定されることを示している。なお、状況により、中速モードから高速モードに切り換える方が、電気エネルギの伝達効率が高くなる場合もある。また、中速モードと低速モードとを比較し、中速モードから低速モードに切り換える方が、電気エネルギの伝達効率が高くなるとの判定や、低速モードから中速モードに切り換える方が、電気エネルギの伝達効率が高くなるとの判定をおこなうことも可能である。いずれのモード同士の判定をおこなう場合も、その判定をおこなうための線図を予め電子制御装置３８に記憶してある。
Next, another control that can be executed in the vehicle Ve having the power train shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. In FIG. 17, the amount of power flow in the
このステップＳ２１の判定についで、高速モードから中速モードに切り換える（遷移する）ことが可能であるか否かが判断される（ステップＳ２２）。このステップＳ２２の判断に用いる条件は、図１のステップＳ１２の判断で用いる条件と同じである。そして、ステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、モードの切り換えを実行した場合でも、ピニオンギヤ１２およびモータ・ジェネレータ２，１４の耐久性が低下する可能性が少ないため、現在選択されているモードから、最適と判定されたモードに切り換える制御をおこない（ステップＳ２３）、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、モードの切り換えを実行すると、ピニオンギヤ１２およびモータ・ジェネレータ２，１４の耐久性が低下する可能性があるため、現状のモードを保持し（ステップＳ２４）、この制御ルーチンを終了する。
Following the determination in step S21, it is determined whether or not it is possible to switch (transition) from the high speed mode to the medium speed mode (step S22). The conditions used for the determination in step S22 are the same as the conditions used for the determination in step S12 of FIG. If the determination in step S22 is affirmative, there is little possibility that the durability of the
つぎに、図１７のフローチャートにより、高速モードから中速モードに切り換える場合の回転要素の状態を、図１９の共線図に基づいて説明する。図１９においては、高速モードにおける回転要素の状態が実線で示され、中速モードにおける回転要素の状態が破線で示されている。まず、高速モードにおいては、リングギヤ４４とモータ・ジェネレータ２とが一体回転し、エンジン回転数は、モータ・ジェネレータ２の回転数よりも低回転となっている。また、モータ・ジェネレータ１４の回転数はエンジン回転数よりも低回転となっている。ここで、モータ・ジェネレータ１４が正回転で回生制御されて、発生した電力がモータ・ジェネレータ２に供給され、モータ・ジェネレータ２が力行制御されている。
Next, referring to the flowchart of FIG. 17, the state of the rotating element when switching from the high speed mode to the medium speed mode will be described based on the alignment chart of FIG. In FIG. 19, the state of the rotating element in the high speed mode is indicated by a solid line, and the state of the rotating element in the medium speed mode is indicated by a broken line. First, in the high speed mode, the
そして、高速モードから中速モードに切り換えられると、エンジン１とキャリヤ５１とが一体回転し、モータ・ジェネレータ２の回転数がエンジン回転数よりも低くなっている。また、リングギヤ４４の回転数はエンジン回転数よりも高く、モータ・ジェネレータ１４の回転数は、出力回転部材３０の回転数よりも高くなっている。ここで、モータ・ジェネレータ２が正回転で回生制御されて、発生した電力がモータ・ジェネレータ１４に供給され、モータ・ジェネレータ１４が力行制御されている。なお、図１７のフローチャートにより、中速モードと他のモードとの切り換えをおこなう場合、エンジン回転数とキャリヤ５１の回転数とが同期していない状態で、モードの切り換えをおこなうため、モードの切り換えにともない、エンジン回転数が変化する。また、いずれのモード同士を切り換える場合も、モータ・ジェネレータ１４の回転数が低下する場合と上昇する場合とがある。以上のように、図１７のフローチャートを実行してモードの切り換えをおこなうことにより、図１のフローチャートと同様の効果を得られる。
When the high speed mode is switched to the medium speed mode, the
このように、図１３に示された変速機４０は、各種のモードを切替可能であり、その意味で変速機４０はモード切替装置ということもできる。また、前述した変速機７と変速機４０との相違点を説明すると、変速機７では、動力分配装置８の出力側に変速機７が配置されている、言い換えれば、動力の伝達経路に動力伝達装置８および変速機７が直列に配置されている。これに対して、変速機４０においては、低速モードまたは高速モードが選択された場合は、動力の伝達経路に動力伝達装置８と変速機４０とが直列に配置されていることと同等に機能する。また、変速機４０で中速モードが選択された場合は、動力分配装置８と変速機４０とが直列に配置された状態とは異なる機能を有する。これを図１６の共線図により説明すると、変速機４０のサンギヤ４３，４８以外の要素が、動力分配装置８の要素と一体的に回転するように連結されるとともに、変速機４０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することとなる。一方、変速機７の場合、動力の伝達方向で回転部材１７が最も上流に位置しており、動力分配装置８の回転要素同士の間に、変速機７の回転要素が配置されない。図１７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Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３が、この発明のモード選択手段に相当する。図１７に示されたその他の機能的手段と、この発明の構成との対応関係は、図１７に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係と同じである。
As described above, the
つぎに、図１３のパワートレーンを有する車両Ｖｅにおいて実行可能な他の制御を、図２０に基づいて説明する。図２０のフローチャートは、図１のフローチャートの一部の処理と、図１７のフローチャートの一部の処理とを組み合わせたものである。したがって、図２０の処理において、図１のフローチャートの処理と同じ処理については、図１のステップ番号と同じステップ番号を付してあり、図１７のフローチャートの処理と同じ処理については、図１７のステップ番号と同じステップ番号を付してある。この図２０のフローチャートにおいても、図１および図１７の処理と同じ部分については、図１および図１７と同じ効果を得られる。図２０に示されたその他の機能的手段と、この発明の構成との対応関係は、図１および図１７に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係と同じである。 Next, another control that can be executed in the vehicle Ve having the power train of FIG. 13 will be described with reference to FIG. The flowchart in FIG. 20 is a combination of part of the processing in the flowchart in FIG. 1 and part of the processing in the flowchart in FIG. Therefore, in the process of FIG. 20, the same process as the process of the flowchart of FIG. 1 is given the same step number as the step number of FIG. 1, and the same process as the process of the flowchart of FIG. The same step number as the step number is given. Also in the flowchart of FIG. 20, the same effects as those of FIGS. 1 and 17 can be obtained with respect to the same parts as the processes of FIGS. The correspondence between the other functional means shown in FIG. 20 and the configuration of the present invention is the same as the correspondence between the functional means shown in FIGS. 1 and 17 and the configuration of the present invention.
つぎに、図１および図１７および図２０の制御を実行可能な車両の他の構成例を、図２１に基づいて説明する。図２１においては、エンジン１から車輪３に至る経路に変速機５２が設けられている。この変速機５２は、複数組の遊星歯車機構を組み合わせることにより、四つの回転要素を備えたいわゆる複合型の遊星歯車機構である。図２１に示す例では、ラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、同一軸線上に互いに隣接して配置されたサンギヤ５３，５４を備えており、これらのサンギヤ５３，５４と同心円上に、内歯歯車であるリングギヤ５５が配置されている。このリングギヤ５５およびサンギヤ５３に噛み合うピニオンギヤ５６が設けられており、ピニオンギヤ５６がキャリヤ５７により自転・公転自在に保持されており、したがって、リングギヤ５５とサンギヤ５３との間にシングルピニオン型の遊星歯車機構が形成されている。また、サンギヤ５４およびピニオンギヤ５６に噛み合うピニオンギヤ５８が設けられており、ピニオンギヤ５８が、キャリヤ５７によって自転・公転に保持されている。したがって、サンギヤ５４とリングギヤ５５との間にダブルピニオン型遊星歯車機構が形成されている。上記のラビニョ型遊星歯車機構からなる変速機５２におけるリングギヤ５５が、出力回転部材３０に連結され、したがって、リングギヤ５５が出力要素となっている。また、サンギヤ５３が中空軸４７と一体回転するように連結されている。したがって、このサンギヤ５３が入力要素となっている。なお、サンギヤ５４も変速機５２の入力要素となる。
Next, another configuration example of the vehicle capable of executing the control of FIGS. 1, 17, and 20 will be described based on FIG. 21. In FIG. 21, a
図２１に示す変速機５２は、低速モードおよび中速モードおよび高速モードと、後進モードを設定できるように構成されており、これらの走行モードを設定するための係合装置が設けられている。先ず、出力軸９と、変速機５２におけるキャリヤ５７とを選択的に連結するクラッチＣ３が設けられている。したがって、変速機５２におけるキャリヤ５７が、入力要素もしくは反力要素となっている。また、変速機５２における各サンギヤ５３，５４同士を選択的に連結するクラッチＣ４が設けられている。このクラッチＣ４は、要は、変速機５２を構成する回転要素の全体を一体化させるためのものであり、したがって、変速機５２における少なくともいずれか２つの回転要素同士を選択的に連結するように構成されていればよい。さらに、サンギヤ５４を選択的に固定するブレーキＢ２と、キャリヤ５７を選択的に固定する後進ブレーキＢＲとが設けられている。なお、この図２１において、図１および図１３と同様の構成部分については、図１および図１３と同じ符号を付してある。なお、クラッチやブレーキとしては、油圧制御式または電磁制御式のいずれを用いてもよく、ここでは、油圧制御式のクラッチやブレーキを用いた場合について説明し、クラッチやブレーキが油圧制御装置３７により制御される構成となっている。
The
図２１に示された車両Ｖｅにおいては、各クラッチＣ３，Ｃ４、およびブレーキＢ２，ＢＲを係合・解放させることにより、前進走行時に設定可能な３つの走行モードと、後進走行のための１つの走行モードとで、合計４つの走行モードを選択的に切り換えることができる。その走行モードを設定するための各クラッチ機構Ｃ３，Ｃ４およびブレーキ機構Ｂ２，ＢＲの係合・解放状態を、図２２の作動係合図表に示してある。なお、図２２において「○」印はクラッチやブレーキが係合されることを示し、「×」印はクラッチやブレーキが解放されることを示す。また、各モード同士の切り換えは、切り換えによりクラッチで連結される要素同士の回転数が一致している場合におこなわれる。 In the vehicle Ve shown in FIG. 21, by engaging and releasing the clutches C3 and C4 and the brakes B2 and BR, three travel modes that can be set during forward travel and one for backward travel are provided. A total of four driving modes can be selectively switched between the driving modes. The engaged / released states of the clutch mechanisms C3 and C4 and the brake mechanisms B2 and BR for setting the traveling mode are shown in the operation engagement chart of FIG. In FIG. 22, “◯” indicates that the clutch or the brake is engaged, and “X” indicates that the clutch or the brake is released. In addition, switching between the modes is performed when the rotational speeds of the elements connected by the clutch match by the switching.
まず、低速モードが選択された場合は、ブレーキＢ２を係合させ、かつ他の係合装置が解放される。この低速モードでは、サンギヤ５４がブレーキＢ２によって固定され、サンギヤ５３にエンジン１からトルクが入力され、かつリングギヤ５５から出力回転部材３０にトルクが出力されるから、変速機５２が全体として減速作用をおこなう。そして、低速モードでは、エンジントルクがキャリヤ１３に入力され、モータ・ジェネレータ１４を回生制御させることにより、サンギヤ１０に反力トルクが与えられる。そして、リングギヤ１１から出力されたトルクが、サンギヤ５３に伝達される。また、モータ・ジェネレータ１４が発電機として機能するので、発生した電力をモータ・ジェネレータ２に供給して力行制御させ、モータ・ジェネレータ２の出力トルクをサンギヤ５３に伝達することにより、トルクを補うことができる。
First, when the low speed mode is selected, the brake B2 is engaged and the other engagement devices are released. In this low speed mode, the
つぎに、中速モードでは、クラッチＣ３が係合され、かつ他の係合装置が解放される。この中速モードでは、キャリヤ１３とキャリヤ５７とが連結される。この中速モードでは、エンジントルクがキャリヤ５７に伝達されるとともに、モータ・ジェネレータ２が正回転し、かつ、回生制御されて反力トルクを受け持ち、変速機５２のリングギヤ５５から出力されたトルクが出力回転部材３０に伝達される。また、エンジントルクがキャリヤ１３にも伝達されており、モータ・ジェネレータ１４が正回転で力行制御されて反力を受け持ち、リングギヤ１１から出力されたトルクが、変速機５２のサンギヤ５３に伝達される。このように、エンジントルクは、変速機５２に対して、サンギヤ５３およびキャリヤ５７の２系統から入力される。
Next, in the medium speed mode, the clutch C3 is engaged and the other engagement devices are released. In the medium speed mode, the
さらに、高速モードはクラッチＣ４を係合し、かつ他の係合装置を解放して設定される。したがって、この高速モードでは、各サンギヤ５３，５４が互いに連結されて、変速機５２を構成する回転要素全体が一体化されるので、変速機５２が増減速作用をおこなうことはない。高速モードにおいて、モータ・ジェネレータ１４が正回転で回生制御されて、エンジントルクの反力が受け持たれると、モータ・ジェネレータ１４からモータ・ジェネレータ２に電力が供給されて、モータ・ジェネレータ２が力行制御されて、変速機５２に入力されるトルクが補われる。
Further, the high speed mode is set by engaging the clutch C4 and releasing the other engaging devices. Therefore, in this high speed mode, the sun gears 53 and 54 are connected to each other and the entire rotating elements constituting the
そして、後進モードが選択された場合においては、後進ブレーキＢＲを係合させ、かつ他の係合装置を解放させる第１のパターンと、ブレーキＢ２を係合させ、かつ、他の係合装置を解放させる第２のパターンのいずれかの制御が実行される。まず、第１のパターンについて説明すると、サンギヤ５４が固定されておらず、またキャリヤ５７が後進ブレーキＢＲによって固定されているから、変速機５２は、サンギヤ５３を入力要素とし、かつキャリヤ５７を固定要素とし、さらにリングギヤ５５を出力要素として機能する。そして、エンジントルクがキャリヤ１３に入力され、かつ、モータ・ジェネレータ１４が正回転で回生制御されてエンジントルクが受け持たれ、リングギヤ１１から出力されたトルクがサンギヤ５３に伝達される。ここで、サンギヤ５３とリングギヤ５５との間にはシングルピニオン型遊星歯車機構が形成されているから、入力要素であるサンギヤ５３に対して出力要素であるリングギヤ５５は逆方向に回転する。また、モータ・ジェネレータ１４から供給される電力により、モータ・ジェネレータ２が正回転で力行制御される。このようにエンジン１の出力したトルクの向きを反転して出力回転部材３０から出力できるので、車両Ｖｅの後進走行が可能になる。
When the reverse mode is selected, the first pattern for engaging the reverse brake BR and releasing the other engagement device, the brake B2 and the other engagement device are engaged. Any control of the second pattern to be released is executed. First, the first pattern will be described. Since the
つぎに、第２のパターンについて説明する。動力分配装置８では、エンジン１が停止されることによりキャリヤ１３が固定され、モータ・ジェネレータ２が逆回転で力行制御されて、サンギヤ５３が逆回転される。そして、サンギヤ５４が反力要素となり、リングギヤ５５を逆回転させようとする向きのトルクが発生する。この場合、モータ・ジェネレータ１４は正回転で空転する。
Next, the second pattern will be described. In the
図２１の車両Ｖｅにおいて図１の制御を実行すると、図１の制御で説明した効果を得られる。この場合、変速機５２のモード切換はおこなわれない。また、図２１の車両Ｖｅにおいて図１７の制御を実行すると、図１７の制御で説明した効果を得られる。この場合、低速モードと中速モードと高速モードとが、相互に選択的に切り換えられるとともに、エンジン１の運転点は変更されない。さらに、図２１の車両Ｖｅにおいて図２０の制御を実行すると、図２０の制御で説明した効果を得られる。
When the control of FIG. 1 is executed in the vehicle Ve of FIG. 21, the effect described in the control of FIG. 1 can be obtained. In this case, the mode change of the
ここで、図２１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、サンギヤ１０、リングギヤ１１、キャリヤ１３が、この発明における遊星歯車機構に相当し、サンギヤ１０が、この発明における第１のサンギヤに相当し、リングギヤ１１が、この発明における第１のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ１２が、この発明の第１のピニオンギヤに相当し、キャリヤ１３が、この発明の第１のキャリヤに相当する。また、変速機５２が、この発明における動力伝達装置に相当し、サンギヤ５３，５４、リングギヤ５５、キャリヤ５７、ピニオンギヤ５６，５８が、この発明における第２の遊星歯車機構に相当する。また、サンギヤ５３、リングギヤ５５、ピニオンギヤ５６、キャリヤ５７が、この発明の「シングルピニオン型の遊星歯車機構」に相当する。また、サンギヤ５３が、この発明の第２のサンギヤに相当し、リングギヤ５５が、この発明の第２のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ５６が、この発明の第２のピニオンギヤに相当し、キャリヤ５７が、この発明の第２のキャリヤに相当する。また、サンギヤ５４、リングギヤ５５、ピニオンギヤ５６，５８、キャリヤ５７が、この発明の「ダブルピニオン型の遊星歯車機構」に相当する。また、サンギヤ５４が、この発明の第３のサンギヤに相当し、ピニオンギヤ５８が、この発明の第３のピニオンギヤに相する。また、クラッチＣ３が、この発明における第１のクラッチに相当し、クラッチＣ４が、この発明における第２のクラッチに相当し、ブレーキＢ２が、この発明の第１のブレーキに相当し、ブレーキＢＲが、この発明の第２のブレーキに相当する。
Here, the correspondence between the configuration shown in FIG. 21 and the configuration of the present invention will be described. The
なお、各パワートレーンの構成例において、図５および図１５に示す電気エネルギの理論伝達効率の特性は、動力分配装置８および変速機７，４０，５２を構成数する遊星歯車機構の回転要素同士の共線図上に置ける位置関係、動力分配装置の変速比、変速機の変速比などの条件により決定される。例えば、図２に示されたパワートレーンにおいては、下記のようにして、理論伝達効率を求めることが可能である。
トルクのつり合いより
Ｔｐ＝（（ρ／（１＋ρ））・Ｔｅ＋Ｔｍ）×Ｇｘ ・・・（４）
回転のつり合いより
Ｎｅ＝（ρ・Ｎｇ＋Ｎｍ）／（１＋ρ） ・・・（５）
エネルギ保存の法則より
ηＴｇＮｇ＋ＴｍＮｍ＝零以外 ・・・（６）
ＴｇＮｇ＋ηＴｍＮｍ＝零以外 ・・・（７）
とすると、
式（４）、式（５）、式（６）より
ηｔｏｔａｌ＝｛Ｇｘ／（１＋ρ）＋η（ｉ−（Ｇｘ／（１＋ρ））｝・１／ｉ
・・・（８）
＝｛（Ｇｘ／（１＋ρ））＋１／η（ｉ−（Ｇｘ／（１＋ρ））｝・１／ｉ
・・・（９）
となる。
In the configuration examples of the power trains, the characteristics of the theoretical transmission efficiency of the electric energy shown in FIGS. 5 and 15 are the same between the rotating elements of the planetary gear mechanism including the
From the balance of torque, Tp = ((ρ / (1 + ρ)) · Te + Tm) × Gx (4)
From the balance of rotation, Ne = (ρ · Ng + Nm) / (1 + ρ) (5)
From the law of conservation of energy, ηTgNg + TmNm = other than zero (6)
TgNg + ηTmNm = other than zero (7)
Then,
From equations (4), (5) and (6), ηtotal = {Gx / (1 + ρ) + η (i− (Gx / (1 + ρ))} · 1 / i
... (8)
= {(Gx / (1 + ρ)) + 1 / η (i− (Gx / (1 + ρ))} · 1 / i
... (9)
It becomes.
上記の各式において、Ｔｐは出力回転部材３０のトルクであり、ρは動力分配装置８の変速比（サンギヤ１０の歯数Ｚｓ／リングギヤ１１の歯数Ｚｒ）であり、Ｔｅはエンジントルクであり、Ｔｍはモータ・ジェネレータ２のトルクであり、Ｇｘは変速機７の変速比（減速比）であり、Ｎｅはエンジン回転数であり、Ｎｇはモータ・ジェネレータ１４のトルクであり、Ｎｍはモータ・ジェネレータ２の回転数であり、ηは電気変換効率であり、ηｔｏｔａｌは理論伝達効率であり、ｉはエンジン回転数Ｎｅを出力回転部材３０の回転数Ｎｐで除した値である。また、式（６）において、Ｎｇは零以上であり、式（７）において、モータ・ジェネレータ１４が逆回転で力行制御される場合は、Ｎｇは零未満であり、式（８）において、Ｎｇは零を越える値であり、式（９）において、モータ・ジェネレータ１４が逆回転で力行制御される場合は、Ｎｇは零未満である。
In the above equations, Tp is the torque of the
また、各構成例においては、動力分配装置がシングルピニオン型の遊星歯車機構を主体として構成されているが、動力分配装置がダブルピニオン型の遊星歯車機構を主体として構成されている場合にも、この実施例を適用可能である。また、回転要素が４個以上設けられた動力分配装置を有する車両においても、この実施例を適用可能である。つまり、この発明において、第１の要素ないし第３の要素とは、複数個ある回転要素のうち、第１の要素ないし第３の要素を、原動機および２個のモータ・ジェネレータに連結する構成となっており、４要素ある回転要素と、原動機および２個のモータ・ジェネレータとの連結関係を変更可能な動力分配装置であってもよい。また、この発明において、動力分配装置を構成する回転要素には、ギヤ、キャリヤ、回転メンバ、回転軸、コネクティングドラム、ハブなどが含まれる。また、有段変速機の前進段で設定可能な変速段は、６速未満であってもよい。さらに有段変速機としては、選択歯車式変速機を用いることも可能である。また、この実施例において、変速機として無段変速機を用いる場合は、トロイダル式無段変速機またはベルト式無段変速機のいずれを用いてもよい。この場合は、入力回転数と出力回転数との比である変速比を、無段階に制御および変更可能である。また、有段変速機または無段変速機は、その変速比が自動的に切り替えられる変速機、または手動操作により切り換えられる変速機のいずれでもよい。 Further, in each configuration example, the power distribution device is configured mainly with a single pinion type planetary gear mechanism, but when the power distribution device is configured mainly with a double pinion type planetary gear mechanism, This embodiment is applicable. This embodiment can also be applied to a vehicle having a power distribution device provided with four or more rotating elements. In other words, in the present invention, the first element to the third element are configured to connect the first element to the third element among the plurality of rotating elements to the prime mover and the two motor generators. It may be a power distribution device that can change the connection relationship between the four rotating elements, the prime mover, and the two motor / generators. In the present invention, the rotating elements constituting the power distribution device include gears, carriers, rotating members, rotating shafts, connecting drums, hubs, and the like. Further, the speed that can be set in the forward speed of the stepped transmission may be less than the sixth speed. Further, as the stepped transmission, a selection gear type transmission can be used. In this embodiment, when a continuously variable transmission is used as the transmission, either a toroidal continuously variable transmission or a belt type continuously variable transmission may be used. In this case, the gear ratio, which is the ratio between the input rotation speed and the output rotation speed, can be controlled and changed steplessly. Further, the stepped transmission or the continuously variable transmission may be either a transmission whose gear ratio is automatically switched or a transmission which is switched by manual operation.
さらに、蓄電装置３３，３５に代えて、燃料電池を用いた車両においても、図１の制御を実行可能である。さらにまた、蓄電装置および燃料電池の両方を有する車両において、図１の制御例を実行することも可能である。さらに、動力源としてのエンジンおよびモータ・ジェネレータの動力が、後輪（車輪）に伝達されるように構成された図２の車両、つまり、二輪駆動車の他に、動力源としてのエンジンおよびモータ・ジェネレータの動力が、前輪（車輪）に伝達されるように構成された二輪駆動車にも、この実施例を適用可能である。さらに、動力源としてのエンジンおよびモータ・ジェネレータの動力が、トランスファ（図示せず）を経由して前輪（車輪）および後輪（車輪）に分配されるように構成された四輪駆動車にも、この実施例を適用可能である。また、図１の制御例は、変速機７，４０，５２が設けられていない構成のパワートレーンを有する車両においても実行可能である。
Furthermore, instead of the
１…エンジン、 ２，１４…モータ・ジェネレータ、 ３…車輪、 ８…動力分配装置、 １０，５３，５４…サンギヤ、 １１，５５…リングギヤ、 １３，５７…キャリヤ、 ５６，５８…ピニオンギヤ、 ３４，３６…インバータ、 ３９…電気回路、 ５２…変速機、 Ｂ２，ＢＲ…ブレーキ、 Ｃ３，Ｃ４…クラッチ、 Ｖｅ…車両。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第１のモータ・ジェネレータと前記第２のモータ・ジェネレータとの間で、前記電気回路を経由して電力が授受されるときに、前記第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立したか否かを判断する判断手段と、
前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記第３の要素の回転数を変化させず、前記第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させて前記電気回路を流通する電力量を減少させるように前記原動機の目標回転数を求め、かつ、前記原動機の実回転数を前記目標回転数に制御することを想定し、前記原動機のパワーの変化を抑制するように、前記原動機の目標トルクを求める原動機制御手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。 A planetary gear mechanism having a plurality of rotation elements capable of differential rotation is provided, and the rotation element of the planetary gear mechanism includes a first element, a second element, and a third element, A prime mover is connected to the element, the third element is connected to a wheel, a first motor / generator is connected to the second element, and a second motor is connected to the path from the third element to the wheel. The generator is connected to the motor when the torque of the prime mover is transmitted from the first element to the third element and the torque transmitted to the third element is transmitted to the wheel; In the control device of the hybrid drive device provided with an electric circuit for transferring power between the first motor / generator having the reaction torque of the torque and the second motor / generator,
When electric power is transferred between the first motor generator and the second motor generator via the electric circuit, the second motor generator is controlled in a high load state. Or a judging means for judging whether or not at least one of the two judgments that the torque of the second motor / generator is equal to or higher than a thermal rated torque is established;
If at least one of the two determinations is satisfied, the rotational speed of the third element is not changed, and the rotational speed of the first motor / generator is decreased and the electric circuit is circulated. Obtaining the target rotational speed of the prime mover so as to reduce the amount of electric power, and assuming that the actual rotational speed of the prime mover is controlled to the target rotational speed, so as to suppress a change in power of the prime mover, A control device for a hybrid drive device, comprising: a motor control means for obtaining a target torque of the motor.
前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記変速機の変速比を制御することにより、前記第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させて、前記電気回路を流通する電力量を減少させる変速比制御手段を、更に有し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の制御装置。 A transmission is provided in a path from the third element of the planetary gear mechanism to the wheel, and the second motor / generator is disposed on the input side of the transmission;
When at least one of the two determinations is satisfied, the rotational speed of the first motor / generator is decreased and the electric circuit is circulated by controlling a transmission ratio of the transmission. 2. The control apparatus for a hybrid drive apparatus according to claim 1, further comprising gear ratio control means for reducing the amount of electric power.
前記第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータとの間で、前記電気回路を経由して電力が授受されるときに、前記第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立したか否かを判断する判断手段と、
前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記原動機の回転数を一定にするように制御しつつ、前記変速機の出力回転数を同じとしてダウンシフトを実行することにより、前記第１のモータ・ジェネレータの回転数を低下させて前記電気回路を流通する電力量を減少させる変速比制御手段と
を有していることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。 A planetary gear mechanism having a plurality of rotation elements capable of differential rotation is provided, and the rotation element of the planetary gear mechanism includes a first element, a second element, and a third element, A prime mover is connected to the element, the third element is connected to a wheel, a first motor / generator is connected to the second element, and a second motor is connected to the path from the third element to the wheel. A generator is connected, a transmission is provided in a path from the third element of the planetary gear mechanism to the wheels, and the second motor / generator is disposed on the input side of the transmission; , When the torque of the prime mover is transmitted from the first element to the third element, and the torque of the third element is transmitted to the wheel, the reaction torque of the prime mover torque is received. First motor And the generator, the control device of a hybrid drive device electrical circuit is provided for exchanging electric power between said second motor-generator,
The second motor / generator is controlled in a high load state when electric power is transferred between the first motor / generator and the second motor / generator via the electric circuit. Or a judging means for judging whether or not at least one of the two judgments that the torque of the second motor / generator is equal to or higher than a thermal rated limit torque;
Wherein when the at least one determination of the two determination is satisfied, before Symbol while controlling to a constant rotational speed of the prime mover, performing downshift as the same output rotational speed of the variable speed motor And a transmission ratio control means for reducing the amount of electric power flowing through the electric circuit by reducing the rotational speed of the first motor / generator.
前記第１のモータ・ジェネレータと前記第２のモータ・ジェネレータとの間で、前記電気回路を経由して電力が授受されるときに、前記第２のモータ・ジェネレータが高負荷状態で制御されること、または前記第２のモータ・ジェネレータのトルクが熱定格制限トルク以上であることの２つの判定のうち、少なくとも１つの判定が成立したか否かを判断する判断手段と、
前記２つの判定のうちの少なくとも１つの判定が成立した場合は、前記原動機の回転数を一定にするように制御しつつ、前記第１のモータ・ジェネレータの回生制御と力行制御とが切り替わるように、前記原動機から前記車輪に至る経路の変速比が相対的に大きくなるように前記運転モードの変更をおこなうモード選択手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。 A planetary gear mechanism having a plurality of rotation elements capable of differential rotation is provided, and the rotation element of the planetary gear mechanism includes a first element, a second element, and a third element, A prime mover is connected to the element, the third element is connected to a wheel, a first motor / generator is connected to the second element, and a second motor is connected to the path from the third element to the wheel. The generator is connected to the motor when the torque of the prime mover is transmitted from the first element to the third element and the torque transmitted to the third element is transmitted to the wheel; An electric circuit for transferring power between the first motor / generator and the second motor / generator, which are responsible for the reaction torque of the torque, is provided, and a path from the prime mover to the wheels is provided. Speed change In having a plurality of different operation modes, the control device of the hybrid drive device is configured to be switched these operating modes between selectively,
When electric power is transferred between the first motor generator and the second motor generator via the electric circuit, the second motor generator is controlled in a high load state. Or a judging means for judging whether or not at least one of the two judgments that the torque of the second motor / generator is equal to or higher than a thermal rated torque is established;
If the at least one determination of the two determination satisfied, while the rotational speed of the front Symbol prime mover is controlled to be constant, and the power running control is switched between the regenerative control of the first motor Generator As described above, a control device for a hybrid drive apparatus, comprising: mode selection means for changing the operation mode so that a speed ratio of a path from the prime mover to the wheels is relatively large.
前記第２の遊星歯車機構には、シングルピニオン型の遊星歯車機構およびダブルピニオン式の遊星歯車機構が含まれており、
前記シングルピニオン型の遊星歯車機構は、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第２のピニオンギヤを公転・自転可能に保持する第２のキャリヤとを有しており、
前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、第３のサンギヤを有しており、前記第２のリングギヤが、前記シングルピニオン型の遊星歯車機構と前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構とで共用されており、前記第２のピニオンギヤが、前記シングルピニオン型の遊星歯車機構と前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構とで共用されており、前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、前記第３のサンギヤおよび第２のピニオンギヤに噛合する第３のピニオンギヤを有しており、この第３のピニオンギヤは、前記第２のキャリヤにより自転・公転可能に保持されており、
前記原動機と前記第２のキャリヤとを選択的に連結・解放する第１のクラッチと、前記第２のモータ・ジェネレータと前記第３のサンギヤとを選択的に連結・解放する第２のクラッチと、前記第３のサンギヤを選択的に固定する第１のブレーキと、前記第２のキャリヤを選択的に固定する第２のブレーキと
が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。 The second element is constituted by a first sun gear, the third element is constituted by a first ring gear, and the first element is meshed with the first sun gear and the first ring gear. It is composed of a first carrier that holds one pinion gear so that it can revolve and rotate,
The second planetary gear mechanism includes a single pinion type planetary gear mechanism and a double pinion type planetary gear mechanism,
The single pinion type planetary gear mechanism is configured to hold a second sun gear and a second ring gear, and a second pinion gear meshed with the second sun gear and the second ring gear so that the second pinion gear can revolve and rotate. A carrier,
The double pinion type planetary gear mechanism has a third sun gear, and the second ring gear is shared by the single pinion type planetary gear mechanism and the double pinion type planetary gear mechanism. The second pinion gear is shared by the single pinion type planetary gear mechanism and the double pinion type planetary gear mechanism, and the double pinion type planetary gear mechanism includes the third sun gear and the second pinion gear mechanism. A third pinion gear meshing with the second pinion gear, and the third pinion gear is held by the second carrier so as to be able to rotate and revolve,
A first clutch for selectively connecting and releasing the prime mover and the second carrier; a second clutch for selectively connecting and releasing the second motor generator and the third sun gear; The first brake for selectively fixing the third sun gear and the second brake for selectively fixing the second carrier are provided. Control device for hybrid drive.
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