JP5076829B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関と電動機を動力源として走行するハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関とモータジェネレータを動力源とするハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle that travels using an internal combustion engine and an electric motor as power sources, and more particularly, to a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine and a motor generator as power sources.
内燃機関と電動機を動力源として走行するハイブリッド車両においては、内燃機関と電動機との両方の動力を駆動輪に伝達して走行することが可能なパラレル方式のハイブリッド車両がある。当該パラレル方式のハイブリッド車両は、内燃機関と電動機と駆動輪がそれぞれ連結された遊星歯車機構を備えており、当該遊星歯車機構の所定の回転要素と固定端と係合させるクラッチ機構を制御することで、燃費、電力効率、走行感などの改善が図られている。 Among hybrid vehicles that travel using an internal combustion engine and an electric motor as power sources, there are parallel hybrid vehicles that can travel by transmitting the power of both the internal combustion engine and the electric motor to drive wheels. The parallel hybrid vehicle includes a planetary gear mechanism in which an internal combustion engine, an electric motor, and a drive wheel are connected, and controls a clutch mechanism that engages a predetermined rotating element and a fixed end of the planetary gear mechanism. Therefore, improvements such as fuel efficiency, power efficiency, and driving feeling are being made.
例えば、特許文献1では、サンギヤにモータを、リングギヤに前輪を、キャリアにエンジンのクランクシャフトを、それぞれ接続した動力分配統合機構において、キャリアを第1クラッチにより、サンギヤを第2クラッチにより、それぞれケースに接続したハイブリッド車が開示されている。このハイブリッド車では、動力循環が生じる場合に、バッテリの残容量(SOC)が小さいときには第2クラッチをオンとしてモータを回転不能に固定して走行し、バッテリの残容量(SOC)が大きいときには第1クラッチをオンとしてエンジンを回転不能に固定して走行する。これにより、バッテリの充放電管理をより適正に行うことができると共に車両の燃費効率を向上させることができるというものである。
For example, in
また、特許文献2では、ラビニオ式遊星歯車機構を動力分配装置に設け、キャリアをエンジンに連結し、第1サンギヤを第1モータジェネレータに連結し、第2サンギヤを第2モータジェネレ−タおよび駆動輪に連結するとともに、摩擦材同士の係合によるリングギヤと固定端との連結によって、リングギヤの回転を制止することが可能なクラッチを備えたハイブリッド車両が開示されている。クラッチがリングギヤと固定端との連結を行わずに、リングギヤの回転が制止されない状態では、一般に知られているハイブリッド車両と同様に、遊星歯車機構の作用によって動力を分配することができる。一方、クラッチがリングギヤと固定端との連結を行い、リングギヤの回転が制止されている状態では、内燃機関と駆動輪とは所定の変速比で機械的に直結される。これにより、動力と電力との変換を介することなく、内燃機関の動力を駆動輪に直接伝達し、動力循環を回避することができるというものである。
In
しかしながら、特許文献1に記載のハイブリッド車では、エンジン(エンジンのクランクシャフトに接続されたキャリア)とケースに接続された第1クラッチを追加したため、モータのみのEV走行時の効率は若干上昇するものの、エンジン駆動時に増速運転条件下において直結運転状態に移行するとエンジン回転数が上昇してしまう。そのため、エンジンの燃料消費効率の高いポイントで運転することができなくなってしまうという問題がある。
However, in the hybrid vehicle described in
また、特許文献2では、クラッチを用いてリングギヤを制止させることにより、エンジン回転数の上昇を抑制しつつ循環運転状態を回避することができるが、クラッチ締結後は車速上昇に応じてエンジン回転数が成行きで上昇するため、最適燃費動作線で動作しなくなる。そのため、エンジンの熱効率が低下する可能性がある。
Further, in
本発明の主な課題は、内燃機関を燃費最適条件で動作させることが可能であり、燃費効率を向上させることが可能なハイブリッド車両を提供することである。 The main subject of this invention is providing the hybrid vehicle which can operate an internal combustion engine on fuel-consumption optimal conditions, and can improve fuel-consumption efficiency.
本発明の一視点においては、内燃機関の動力を、駆動輪、第1モータジェネレータ、及び第2モータジェネレータのいずれかに分配して伝達するとともに、前記第1モータジェネレータ及び前記第2モータジェネレータの一方によって回生した電力で駆動する前記第1モータジェネレータ及び前記第2モータジェネレータの他方の動力を前記駆動輪に伝達することが可能な動力分配装置を備えたハイブリッド車両であって、前記動力分配装置は、第1遊星歯車機構、第2遊星歯車機構、及びクラッチ機構を有し、前記第1遊星歯車機構の第1回転要素は、前記第1モータジェネレータと連結され、前記第1遊星歯車機構の第2回転要素は、前記内燃機関と連結され、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素は、前記クラッチ機構によって断続可能に前記駆動輪と連結され、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素は、前記クラッチ機構によって断続可能に前記駆動輪と連結され、前記第2遊星歯車機構の第2回転要素は、前記内燃機関と連結され、前記第2遊星歯車機構の第3回転要素は、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素と連結され、前記クラッチ機構は、少なくとも、前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素、及び前記第2遊星歯車機構の第1回転要素の一方とを選択的に連結可能に構成され、前記クラッチ機構の断続動作を制御する動力制御装置を備え、前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも高いときに前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素とを連結するように前記クラッチ機構を制御し、前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも低いときに前記駆動輪と、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素とを連結するように前記クラッチ機構を制御することを特徴とする。 In one aspect of the present invention, the power of the internal combustion engine is distributed and transmitted to any one of the drive wheels, the first motor generator, and the second motor generator, and the power of the first motor generator and the second motor generator is transmitted. A hybrid vehicle comprising a power distribution device capable of transmitting the other power of the first motor generator and the second motor generator driven by electric power regenerated by one to the drive wheels, the power distribution device Has a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a clutch mechanism, and a first rotating element of the first planetary gear mechanism is connected to the first motor generator, and the first planetary gear mechanism includes: The second rotating element is connected to the internal combustion engine, and the third rotating element of the first planetary gear mechanism can be intermittently connected by the clutch mechanism. The first rotating element of the second planetary gear mechanism is connected to the driving wheel so as to be intermittently connected by the clutch mechanism, and the second rotating element of the second planetary gear mechanism is connected to the internal combustion engine. And a third rotating element of the second planetary gear mechanism is connected to a third rotating element of the first planetary gear mechanism, and the clutch mechanism includes at least the drive wheel and the first planetary gear. A power control device configured to selectively connect one of the third rotating element of the mechanism and the first rotating element of the second planetary gear mechanism, and controlling the intermittent operation of the clutch mechanism; The apparatus controls the clutch mechanism to connect the driving wheel and the third rotating element of the first planetary gear mechanism when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the rotational speed of the driving wheel, The power control device And wherein the rotational speed of the internal combustion engine to control the clutch mechanism so as to couple with the driving wheels when lower than the rotational speed of the drive wheel, a first rotating element of the second planetary gear mechanism To do.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記第1遊星歯車機構は、シングルピニオン型遊星歯車機構であり、前記第2遊星歯車機構は、ダブルピニオン型遊星歯車機構であり、前記第1遊星歯車機構の第1回転要素は、第1サンギヤであり、前記第1遊星歯車機構の第2回転要素は、キャリアであり、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素は、リングギヤであり、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素は、第2サンギヤであり、前記第2遊星歯車機構の第2回転要素は、前記キャリアであり、前記第2遊星歯車機構の第3回転要素は、前記リングギヤである。 In the hybrid vehicle of the present invention, the first planetary gear mechanism is a single pinion type planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism is a double pinion type planetary gear mechanism, and the first planetary gear mechanism is the first planetary gear mechanism. One rotating element is a first sun gear, a second rotating element of the first planetary gear mechanism is a carrier, a third rotating element of the first planetary gear mechanism is a ring gear, and the second planetary gear is The first rotating element of the mechanism is a second sun gear, the second rotating element of the second planetary gear mechanism is the carrier, and the third rotating element of the second planetary gear mechanism is the ring gear.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記第1遊星歯車機構及び前記第2遊星歯車機構は、ラビニオ型遊星歯車機構であり、前記ラビニオ型遊星歯車機構は、第1サンギヤ、キャリア、リングギヤ、及び第2サンギヤによって構成され、前記第1遊星歯車機構は、前記第1サンギヤ、前記キャリア、前記リングギヤによって構成され、前記第2遊星歯車機構は、ラビニオ型遊星歯車機構であり、前記ラビニオ型遊星歯車機構は、前記第2サンギヤ、前記キャリア、及び前記リングギヤによって構成され、前記第1遊星歯車機構の第1回転要素は、前記第1サンギヤであり、前記第1遊星歯車機構の第2回転要素は、前記キャリアであり、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素は、前記リングギヤであり、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素は、前記第2サンギヤであり、前記第2遊星歯車機構の第2回転要素は、前記キャリアであり、前記第2遊星歯車機構の第3回転要素は、前記リングギヤである。 In the hybrid vehicle of the present invention, the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are Ravigneaux planetary gear mechanisms, and the Ravigneaux planetary gear mechanism includes a first sun gear, a carrier, a ring gear, and a second gear. The first planetary gear mechanism is composed of the first sun gear, the carrier, and the ring gear, the second planetary gear mechanism is a Ravigneaux type planetary gear mechanism, and the Ravigneaux type planetary gear mechanism is , The second sun gear, the carrier, and the ring gear, the first rotating element of the first planetary gear mechanism is the first sun gear, and the second rotating element of the first planetary gear mechanism is the A carrier, and the third rotation element of the first planetary gear mechanism is the ring gear, and the first rotation of the second planetary gear mechanism. Element is the second sun gear, a second rotation element of the second planetary gear mechanism is a carrier, the third rotating element of the second planetary gear mechanism is the ring gear.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記クラッチ機構は、第1クラッチ及び第2クラッチによって構成され、前記第1クラッチは、前記駆動輪と、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素とを断続可能に構成され、前記第2クラッチは、前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素とを断続可能に構成される。 In the hybrid vehicle of the present invention, the clutch mechanism includes a first clutch and a second clutch, and the first clutch can connect and disconnect the drive wheel and the first rotating element of the second planetary gear mechanism. The second clutch is configured to be able to intermittently connect the driving wheel and the third rotating element of the first planetary gear mechanism.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記クラッチ機構は、前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素、及び前記第2遊星歯車機構の第1回転要素の一方とを選択的に連結可能なドグクラッチによって構成される。 In the hybrid vehicle of the present invention, the clutch mechanism selectively connects the drive wheel and one of the third rotating element of the first planetary gear mechanism and the first rotating element of the second planetary gear mechanism. Consists of possible dog clutches.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記第1モータジェネレータと固定端とを断続可能に構成されたブレーキを備える。 The hybrid vehicle of the present invention includes a brake configured to be able to intermittently connect the first motor generator and a fixed end.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記ブレーキは、前記動力制御装置によっての断続動作が制御される。 In the hybrid vehicle of the present invention, the brake is controlled to be intermittently operated by the power control device.
本発明の前記ハイブリッド車両において、前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも低いときに前記第1モータジェネレータと固定端とを連結するように前記ブレーキを制御する。 In the hybrid vehicle of the present invention, the power control device controls the brake so as to connect the first motor generator and the fixed end when the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the rotational speed of the drive wheel. To do.
本発明によれば、走行条件に応じてクラッチ機構の接続・切離しの切替を行うことにより、燃費効率を向上させることができる。つまり、低中速域(減速比が1より大きい場合)では第1遊星歯車機構の第3回転要素と駆動輪とを連結することで、第2遊星歯車機構の第1回転要素と駆動輪とを連結する場合よりも、第1モータジェネレータの回転を高くすることができ、第1モータジェネレータの発電量増大により、燃費効率を向上させることができる。 According to the present invention, the fuel efficiency can be improved by switching the connection / disengagement of the clutch mechanism in accordance with the traveling conditions. In other words, in the low to medium speed range (when the reduction ratio is greater than 1), the third rotating element of the first planetary gear mechanism and the driving wheel are connected to each other, thereby connecting the first rotating element and the driving wheel of the second planetary gear mechanism. The rotation of the first motor generator can be made higher than when the two are connected, and the fuel efficiency can be improved by increasing the power generation amount of the first motor generator.
また、高速域(減速比が1より小さい場合)では第2遊星歯車機構の第1回転要素と駆動輪とを連結することで、第1モータジェネレータの回転が内燃機関の回転と逆回転になるのを防止することができる。そのため、第1モータジェネレータが逆回転力行状態、かつ、第2モータジェネレータを強制回生状態で動作するいわゆる動力循環の状態に移ることがなく、しかも、両モータジェネレータともに回転数を固定していないので、燃費最適条件で動作させることが可能であり、内燃機関の燃費効率を向上させることができる。 Further, in the high speed range (when the reduction ratio is smaller than 1), the rotation of the first motor generator is reverse to the rotation of the internal combustion engine by connecting the first rotating element of the second planetary gear mechanism and the drive wheel. Can be prevented. Therefore, the first motor generator does not shift to a so-called power circulation state in which the second motor generator operates in the reverse rotational power running state and the second motor generator operates in the forced regeneration state, and both the motor generators do not have fixed rotation speeds. It is possible to operate under the optimum fuel consumption conditions, and to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine.
本発明の実施形態に係るハイブリッド車両では、内燃機関(図1の11)の動力を、駆動輪(図1の23)、第1モータジェネレータ(図1のMG1)、及び第2モータジェネレータ(図1のMG2)のいずれかに分配して伝達するとともに、前記第1モータジェネレータ(図1のMG1)及び前記第2モータジェネレータ(図1のMG2)の一方によって回生した電力で駆動する前記第1モータジェネレータ(図1のMG1)及び前記第2モータジェネレータ(図1のMG2)の他方の動力を前記駆動輪(図1の23)に伝達することが可能な動力分配装置(図1の2)を備えたハイブリッド車両(図1の1)であって、前記動力分配装置(図1の2)は、第1遊星歯車機構(図1の3)、第2遊星歯車機構(図1の4)、及びクラッチ機構(図1のC1、C2)を有し、前記第1遊星歯車機構(図1の3)の第1回転要素(図1の14)は、前記第1モータジェネレータ(図1のMG1)と連結され、前記第1遊星歯車機構(図1の3)の第2回転要素(図1の17)は、前記内燃機関(図1の11)と連結され、前記第1遊星歯車機構(図1の3)の第3回転要素(図1の16)は、前記クラッチ機構(図1のC2)によって断続可能に前記駆動輪(図1の23)と連結され、前記第2遊星歯車機構(図1の4)の第1回転要素(図1の18)は、前記クラッチ機構(図1のC1)によって断続可能に前記駆動輪(図1の23)と連結され、前記第2遊星歯車機構(図1の4)の第2回転要素(図1の17)は、前記内燃機関(図1の11)と連結され、前記第2遊星歯車機構(図1の4)の第3回転要素(図1の16)は、前記第1遊星歯車機構(図1の3)の第3回転要素(図1の16)と連結され、前記クラッチ機構(図1のC1、C2)は、少なくとも、前記駆動輪(図1の23)と、前記第1遊星歯車機構(図1の3)の第3回転要素(図1の16)、及び前記第2遊星歯車機構(図1の4)の第1回転要素(図1の18)の一方とを選択的に連結可能に構成され、前記クラッチ機構の断続動作を制御する動力制御装置を備え、前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも高いときに前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素とを連結するように前記クラッチ機構を制御し、前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも低いときに前記駆動輪と、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素とを連結するように前記クラッチ機構を制御する。 In the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the power of the internal combustion engine (11 in FIG. 1) is supplied to the drive wheels (23 in FIG. 1), the first motor generator (MG1 in FIG. 1), and the second motor generator (FIG. 1). 1 MG2) and distributed to one of the first motor generator (MG1 in FIG. 1) and the first motor generator driven by electric power regenerated by one of the second motor generator (MG2 in FIG. 1). A power distribution device (2 in FIG. 1) capable of transmitting the other power of the motor generator (MG1 in FIG. 1) and the second motor generator (MG2 in FIG. 1) to the drive wheels (23 in FIG. 1). The power distribution device (2 in FIG. 1) includes a first planetary gear mechanism (3 in FIG. 1) and a second planetary gear mechanism (4 in FIG. 1). And clutch machine (C1 and C2 in FIG. 1), and the first rotating element (14 in FIG. 1) of the first planetary gear mechanism (3 in FIG. 1) is connected to the first motor generator (MG1 in FIG. 1). The second rotating element (17 in FIG. 1) of the first planetary gear mechanism (3 in FIG. 1) is connected to the internal combustion engine (11 in FIG. 1), and the first planetary gear mechanism (in FIG. 1). 3) is connected to the drive wheel (23 in FIG. 1) by the clutch mechanism (C2 in FIG. 1), and is connected to the second planetary gear mechanism (FIG. 1). 4) of the first rotating element (18 in FIG. 1) is connected to the driving wheel (23 in FIG. 1) so as to be intermittently connected by the clutch mechanism (C1 in FIG. 1), and the second planetary gear mechanism (see FIG. 1). 1), the second rotating element (17 in FIG. 1) is connected to the internal combustion engine (11 in FIG. 1), and the second planetary gear machine. The third rotating element (16 in FIG. 1) (4 in FIG. 1) is connected to the third rotating element (16 in FIG. 1) of the first planetary gear mechanism (3 in FIG. 1), and the clutch mechanism ( C1, C2) in FIG. 1 includes at least the driving wheel (23 in FIG. 1), a third rotating element (16 in FIG. 1) of the first planetary gear mechanism (3 in FIG. 1), and the second A planetary gear mechanism (4 in FIG. 1) is configured to be selectively connectable to one of the first rotating elements (18 in FIG. 1), and includes a power control device that controls the intermittent operation of the clutch mechanism. The control device controls the clutch mechanism to connect the driving wheel and the third rotating element of the first planetary gear mechanism when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the rotational speed of the driving wheel. The power control device is configured to drive the engine when the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the rotational speed of the drive wheel. The clutch mechanism is controlled to connect the driving wheel and the first rotating element of the second planetary gear mechanism .
本発明の実施例1に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の構成を模式的に示した概略図である。 A hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram schematically illustrating the configuration of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.
ハイブリッド車両1は、エンジン11とモータジェネレータMG1、MG2を動力源として走行する車両であり、エンジン11とモータジェネレータMG1、MG2との両方の動力を駆動輪23に伝達して走行することが可能なパラレル方式のハイブリッド車両である。ハイブリッド車両1は、エンジン11とモータジェネレータMG1、MG2と駆動輪23がそれぞれ連結された動力分配装置2を備えており、当該動力分配装置2における遊星歯車機構3、4の所定の回転要素16、18と出力軸21とを係合させるクラッチC1、C2を制御することで、エンジン11の動力を、駆動輪23と、第1モータジェネレータMG1又は第2モータジェネレータMG2とに分配する。遊星歯車機構3、4におけるサンギヤ14、キャリア17、サンギヤ18、およびリングギヤ16の4つの回転要素のうち、2つの回転要素の回転数が決定されると、残余の2つの回転要素の回転数が決定される。ハイブリッド車両1は、エンジン11と、クランクシャフト12と、サンギヤ14と、ピニオンギヤ15と、リングギヤ16と、キャリア17と、サンギヤ18と、ピニオンギヤ19、20と、出力軸21と、デファレンシャルギヤ22と、駆動輪23と、エンジンECU24と、モータECU25と、動力制御装置26と、車速センサ27と、アクセル開度センサ28と、シフトポジションセンサ29と、ブレーキポジションセンサ30と、第1モータジェネレータMG1と、第2モータジェネレータMG2と、第1クラッチC1と、第2クラッチC2と、を有する。
エンジン11は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料の爆発燃焼により動力をクランクシャフト12から出力する内燃機関である。エンジン11は、エンジンECU24により燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御などの制御を受けている。
The engine 11 is an internal combustion engine that outputs power from a
クランクシャフト12は、エンジン11の動力出力軸であり、キャリア17と連結されており、キャリア17と一体に回転する。
The
サンギヤ14は、第1モータジェネレータMG1のロータと連結された外歯歯車であり、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3の回転要素である。サンギヤ14は、外周にて複数のピニオンギヤ15と噛み合っている。 The sun gear 14 is an external gear connected to the rotor of the first motor generator MG1, and is a rotating element of the first row single pinion type planetary gear mechanism 3. The sun gear 14 meshes with a plurality of pinion gears 15 on the outer periphery.
ピニオンギヤ15は、サンギヤ14に噛合するとともにリングギヤ16に噛合する外歯歯車であり、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3の回転要素である。ピニオンギヤ15は、自転かつ公転自在にキャリア17に保持されている。
The
リングギヤ16は、サンギヤ14及びサンギヤ18と同心円上に配置された内歯歯車であり、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3及び第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4の共通の回転要素である。リングギヤ16は、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3における内周にて複数のピニオンギヤ15と噛み合っている。リングギヤ16は、第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4における内周にて複数のピニオンギヤ20と噛み合っている。リングギヤ16は、第2クラッチC2の一端と連結されている。
The
キャリア17は、ピニオンギヤ15及びピニオンギヤ19、20を自転かつ公転自在に保持する部材であり、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3及び第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4の共通の回転要素である。キャリア17は、エンジン11のクランクシャフト12と連結されている。
The
サンギヤ18は、第1クラッチC1の一端と連結された外歯歯車であり、第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4の回転要素である。サンギヤ18は、外周にて複数のピニオンギヤ19と噛み合っている。
The
ピニオンギヤ19は、サンギヤ18に噛合する外歯歯車であり、第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4の回転要素である。ピニオンギヤ19は、自転かつ公転自在にキャリア17に保持されている。
The
ピニオンギヤ20は、リングギヤ16に噛合する外歯歯車であり、第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4の回転要素である。ピニオンギヤ20は、自転かつ公転自在にキャリア17に保持されている。
The
出力軸21は、第1クラッチC1及び第2クラッチC2の他端と連結された回転軸である。出力軸21は、第2モータジェネレータMG2のロータと連結されている。出力軸21は、第1クラッチC1のみが係合することでリングギヤ16と一体に回転し、第2クラッチC2のみが係合することでサンギヤ18と一体に回転し、第1クラッチC1及び第2クラッチC2の両方が係合することでクランクシャフト12と一体に回転する。出力軸21は、デファレンシャルギヤ22と機械的に接続されている。
The
デファレンシャルギヤ22は、出力軸21からの駆動力が入力されるとともに、左右の駆動輪23の回転数の差を吸収し円滑な転がり走行ができるようにした装置である。
The
駆動輪23は、車両を駆動する車輪であり、デファレンシャルギヤ22と機械的に接続されている。
The
エンジンECU24は、エンジン11の燃料噴射、点火、吸入空気量調節などの制御を行う制御装置である。エンジンECU24は、動力制御装置26と通信可能に接続されており、運転状態を検出する各種センサから信号入力されている。エンジンECU24は、動力制御装置26からの信号によりエンジン11を制御するとともに、必要に応じてエンジン11の運転状態に関するデータを動力制御装置26に向けて出力する。
The
モータECU25は、モータジェネレータMG1、MG2を駆動制御する制御装置である。モータECU25には、モータジェネレータMG1、MG2を駆動制御するために必要な信号(例えば、モータジェネレータMG1、MG2のロータの回転位置を検出した信号、モータジェネレータMG1、MG2に印加される相電流など)が入力されている。モータECU25は、動力制御装置26と通信可能に接続されており、動力制御装置26からの制御信号によってモータジェネレータMG1、MG2を駆動制御するとともに、必要に応じてモータジェネレータMG1、MG2の運転状態に関するデータを動力制御装置26に出力する。
The
動力制御装置26は、所定のプログラムに基づいてクラッチC1、C2の制御を行うコンピュータ装置である。動力制御装置26には、車速センサ27からの車速、アクセル開度センサ28からのアクセル開度、シフトポジションセンサ29からのシフトポジション、ブレーキポジションセンサ30からのブレーキペダルポジションなどが入力されている。動力制御装置26は、エンジンECU24やモータECU25と通信可能に接続されており、エンジンECU24やモータECU25と各種制御信号やデータのやりとりを行う。動力制御装置26は、モータECU25を介して、第1モータジェネレータMG1によって回生した電力で第2モータジェネレータMG2を駆動するように制御し、第2モータジェネレータMG2によって回生した電力で第1モータジェネレータMG1を駆動するように制御する。
The
車速センサ27は、車速を検出するセンサであり、検出された信号を動力制御装置26に向けて出力する。
The
アクセル開度センサ28は、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するセンサであり、検出された信号を動力制御装置26に向けて出力する。
The
シフトポジションセンサ29は、シフトレバーの操作位置(シフトポジション)を検出するセンサであり、検出された信号を動力制御装置26に向けて出力する。
The
ブレーキポジションセンサ30は、ブレーキペダルの踏み込み量(プレーキポジション)を検出するセンサであり、検出された信号を動力制御装置26に向けて出力する。
The
第1モータジェネレータMG1は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる同期発電電動機である。第1モータジェネレータMG1のロータは、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3のサンギヤ14と連結されている。第1モータジェネレータMG1は、モータECU25によって駆動制御される。
The first motor generator MG1 is a synchronous generator motor that can be driven as a generator and can be driven as a motor. The rotor of the first motor generator MG1 is connected to the sun gear 14 of the first row single pinion type planetary gear mechanism 3. First motor generator MG1 is driven and controlled by
第2モータジェネレータMG2は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる同期発電電動機である。第2モータジェネレータMG2のロータは、出力軸21と連結されている。第2モータジェネレータMG2は、モータECU25によって駆動制御される。
The second motor generator MG2 is a synchronous generator motor that can be driven as a generator as well as a generator. The rotor of second motor generator MG2 is connected to
第1クラッチC1は、第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4のサンギヤ18から出力軸21への動力の伝達を断続可能にする機構である。第1クラッチC1は、動力制御装置26により係合・非係合が制御される。
The first clutch C <b> 1 is a mechanism that enables intermittent transmission of power from the
第2クラッチC2は、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構3及び第2列ダブルピニオン型遊星歯車機構4のリングギヤ16から出力軸21への動力の伝達を断続可能にする機構である。第2クラッチC2は、動力制御装置26により係合・非係合が制御される。
The second clutch C2 is a mechanism that enables the transmission of power from the
次に、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の動作について図面を用いて説明する。図2は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の動力制御装置の動作の一例を模式的に示したフローチャートである。図5は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の動力分配装置における各回転要素の回転数の関係を模式的に示した低中速時の共線図である。図6は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の動力分配装置における各回転要素の回転数の関係を模式的に示した高速時の共線図である。図7は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の動力分配装置における各回転要素の回転数の関係を模式的に示した切替時の共線図である。 Next, the operation of the hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart schematically showing an example of the operation of the power control apparatus for a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a collinear diagram schematically illustrating the relationship between the rotational speeds of the respective rotating elements in the power distribution device for a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a collinear chart schematically showing the relationship between the rotational speeds of the rotary elements in the power distribution device for a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a collinear diagram at the time of switching schematically showing the relationship between the rotational speeds of the rotary elements in the power distribution device for a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention.
図2を参照すると、まず、動力制御装置(図1の26)は、エンジン回転数Neと出力軸回転数Noutに基づいて減速比(Ne/Nout)を計算する(ステップA1)。なお、エンジン回転数はエンジン(図1の11)からエンジンECU(図1の24)を介して動力制御装置(図1の26)に入力され、出力軸回転数は、出力軸(図1の21)と一体に回転する第2モータジェネレータ(図1のMG2)からモータECU(図1の25)を介して動力制御装置(図1の26)に入力される。 Referring to FIG. 2, first, the power control device (26 in FIG. 1) calculates a reduction ratio (Ne / Nout) based on the engine speed Ne and the output shaft speed Nout (step A1). The engine speed is input from the engine (11 in FIG. 1) to the power control device (26 in FIG. 1) via the engine ECU (24 in FIG. 1), and the output shaft speed is the output shaft (in FIG. 1). 21) is input from the second motor generator (MG2 in FIG. 1) rotating integrally with the power control device (26 in FIG. 1) via the motor ECU (25 in FIG. 1).
次に、動力制御装置(図1の26)は、計算した減速比が1より大きいか否かを判定する(ステップA2)。 Next, the power control device (26 in FIG. 1) determines whether or not the calculated reduction gear ratio is greater than 1 (step A2).
減速比が1より大きい場合(ステップA2のYES)、動力制御装置(図1の26)は、第2クラッチ(図1のC2)を係合した状態にする(ステップA3)。減速比が1より大きい場合、車両は低中速域にあるので、第2クラッチ(図1のC2)を係合することで(図5参照)、第1クラッチ(図1のC1)を係合したとき(図8参照)よりも第1モータジェネレータ(図1のMG1)の回転を高くすることができる。これにより、第1モータジェネレータ(図1のMG1)の発電量を高くすることができ、エンジン(図1の11)を燃費最適条件で動作させることができる。その後、ステップA1に戻る。 If the reduction ratio is greater than 1 (YES in step A2), the power control device (26 in FIG. 1) engages the second clutch (C2 in FIG. 1) (step A3). When the reduction ratio is greater than 1, the vehicle is in the low and medium speed range, and therefore the first clutch (C1 in FIG. 1) is engaged by engaging the second clutch (C2 in FIG. 1) (see FIG. 5). The rotation of the first motor generator (MG1 in FIG. 1) can be made higher than when combined (see FIG. 8). Thereby, the electric power generation amount of a 1st motor generator (MG1 of FIG. 1) can be made high, and an engine (11 of FIG. 1) can be operated on fuel-consumption optimal conditions. Then, it returns to step A1.
ここで、図5の共線図について、ρ1はサンギヤ14、18間のギヤ比であり、ρ2はサンギヤ18とリングギヤ16間のギヤ比である。また、図5では、横軸には左から順に、サンギヤ(S1;図1の14)、キャリア(C;図1の17)、リングギヤ(R;図1の16)、サンギヤ(S2;図1の18)に対応する座標がとられている。これらの各座標間の距離は、S1−C間の距離とC−S2間の距離とが(1/ρ1):1の関係になるようにとられており、R−C間の距離とC−S2間の距離とがρ2:1の関係になるようにとられている。縦軸には、各座標において各回転要素の回転数がとられている。この回転数は、エンジン(図1の11)が回転を行う方向を正とし、負の場合はその回転要素が逆回転している状態を示している。各回転要素の回転数は比例関係にあり、各要素の回転数は、共線図上の動作共線と呼ばれる直線上に並ぶ。第1モータジェネレータMG1をサンギヤS1軸の下部に示し、エンジン(図1の11)をキャリアC軸の下部に示している。第2クラッチ(図1のC2)が係合している場合はリングギヤR軸の下部に出力軸(図1の21)が示され、第1クラッチ(図1のC1)が係合した場合はサンギヤS2軸の下部に出力軸(図1の21)が示される。図6〜図9の共線図についても同様である。
Here, in the collinear diagram of FIG. 5, ρ1 is a gear ratio between the sun gears 14 and 18, and ρ2 is a gear ratio between the
減速比が1より大きくない場合(ステップA2のNO)、動力制御装置(図1の26)は、計算した減速比が1(又は1を中心とする所定の範囲)であるか否かを判定する(ステップA4)。 If the reduction ratio is not greater than 1 (NO in step A2), the power control device (26 in FIG. 1) determines whether or not the calculated reduction ratio is 1 (or a predetermined range centered on 1). (Step A4).
減速比が1である場合(ステップA4のYES)、動力制御装置(図1の26)は、各種センサ、ECUからの信号に基づいて計算された加速度が0より大きいか否かを判定する(ステップA5)。 When the reduction ratio is 1 (YES in step A4), the power control device (26 in FIG. 1) determines whether or not the acceleration calculated based on signals from various sensors and ECUs is greater than 0 ( Step A5).
加速度が0より大きい場合(ステップA5のYES)、動力制御装置(図1の26)は、係合状態を第2クラッチ(図1のC2)から第1クラッチ(図1のC1)に切替える(ステップA6)。つまり、減速比が1であれば第1クラッチ(図1のC1)と第2のクラッチ(図1のC2)の回転数が等しいので(図7参照)、加速度が0より大きい場合、係合している第2クラッチ(図1のC2)を非係合とし、係合していない第1クラッチ(図1のC1)を係合とする。このとき、第1クラッチ(図1のC1)と第2のクラッチ(図1のC2)が両方とも係合した状態があってもよい。その後、ステップA1に戻る。 If the acceleration is greater than 0 (YES in step A5), the power control device (26 in FIG. 1) switches the engagement state from the second clutch (C2 in FIG. 1) to the first clutch (C1 in FIG. 1) ( Step A6). That is, if the reduction ratio is 1, the first clutch (C1 in FIG. 1) and the second clutch (C2 in FIG. 1) have the same rotational speed (see FIG. 7). The engaged second clutch (C2 in FIG. 1) is disengaged, and the unengaged first clutch (C1 in FIG. 1) is engaged. At this time, there may be a state in which both the first clutch (C1 in FIG. 1) and the second clutch (C2 in FIG. 1) are engaged. Then, it returns to step A1.
加速度が0以下の場合(ステップA5のNO)、動力制御装置(図1の26)は、係合状態を第1クラッチ(図1のC1)から第2クラッチ(図1のC2)に切替える(ステップA7)。つまり、減速比が1であれば第1クラッチ(図1のC1)と第2のクラッチ(図1のC2)の回転数が等しいので(図7参照)、加速度が0以下の場合、係合している第1クラッチ(図1のC1)を非係合とし、係合していない第2クラッチ(図1のC2)を係合とする。このとき、第1クラッチ(図1のC1)と第2のクラッチ(図1のC2)が両方とも係合した状態があってもよい。その後、ステップA1に戻る。 When the acceleration is 0 or less (NO in step A5), the power control device (26 in FIG. 1) switches the engagement state from the first clutch (C1 in FIG. 1) to the second clutch (C2 in FIG. 1) ( Step A7). That is, if the reduction ratio is 1, the rotation speeds of the first clutch (C1 in FIG. 1) and the second clutch (C2 in FIG. 1) are equal (see FIG. 7). The engaged first clutch (C1 in FIG. 1) is disengaged and the unengaged second clutch (C2 in FIG. 1) is engaged. At this time, there may be a state in which both the first clutch (C1 in FIG. 1) and the second clutch (C2 in FIG. 1) are engaged. Then, it returns to step A1.
減速比が1でない場合(ステップA4のNO)、動力制御装置(図1の26)は、第1クラッチ(図1のC1)を係合した状態にする(ステップA8)。減速比が1より大きくなく、かつ、減速比が1でない場合、車両は減速比が1より小さい高速域にあるので、第1クラッチ(図1のC1)を係合することで(図6参照)、第2クラッチ(図1のC2)を係合したとき(図9参照)のように第1モータジェネレータ(図1のMG1)の回転がエンジン(図1の11)の回転と逆回転になるのを防止することができる。そのため、第1モータジェネレータ(図1のMG1)が逆回転力行状態、かつ、第2モータジェネレータ(図1のMG2)を強制回生状態で動作するいわゆる動力循環の状態に移ることがない。その後、ステップA1に戻る。 If the reduction ratio is not 1 (NO in step A4), the power control device (26 in FIG. 1) brings the first clutch (C1 in FIG. 1) into an engaged state (step A8). When the speed reduction ratio is not greater than 1 and the speed reduction ratio is not 1, the vehicle is in a high speed range where the speed reduction ratio is less than 1, so that the first clutch (C1 in FIG. 1) is engaged (see FIG. 6). ), When the second clutch (C2 in FIG. 1) is engaged (see FIG. 9), the rotation of the first motor generator (MG1 in FIG. 1) reverses to the rotation of the engine (11 in FIG. 1). Can be prevented. Therefore, the first motor generator (MG1 in FIG. 1) does not shift to the so-called power circulation state in which the second motor generator (MG2 in FIG. 1) operates in the reverse rotational power running state and the forced regeneration state. Then, it returns to step A1.
実施例1によれば、走行条件に応じて第1クラッチC1と第2クラッチC2の接続・切離しの切替を行うことにより、燃費効率を向上させることができる。つまり、低中速域(減速比が1より大きい場合)では第2クラッチ(図1のC2)を係合して第1列シングルピニオン型遊星歯車機構(図1の3)のリングギヤ(図1の16)と出力軸(図1の21)接続することで、第1クラッチ(図1のC1)を係合する場合よりも、第1列シングルピニオン型遊星歯車機構(図1の3)のサンギヤ(図1の14)と連結された第1モータジェネレータ(図1のMG1)の回転を高くすることができ、第1モータジェネレータ(図1のMG1)の発電量増大により、燃費効率を向上させることができる。 According to the first embodiment, the fuel efficiency can be improved by switching the connection / disengagement between the first clutch C1 and the second clutch C2 in accordance with the traveling conditions. That is, in the low and medium speed range (when the reduction ratio is greater than 1), the ring gear (FIG. 1) of the first row single pinion type planetary gear mechanism (3 of FIG. 1) is engaged by engaging the second clutch (C2 of FIG. 1). 16) and the output shaft (21 in FIG. 1) are connected to each other than in the case of engaging the first clutch (C1 in FIG. 1). The rotation of the first motor generator (MG1 in FIG. 1) connected to the sun gear (14 in FIG. 1) can be increased, and the fuel efficiency is improved by increasing the power generation amount of the first motor generator (MG1 in FIG. 1). Can be made.
また、高速域(減速比が1より小さい場合)では第1クラッチ(図1のC1)を係合することで、第1モータジェネレータ(図1のMG1)の回転がエンジン(図1の11)の回転と逆回転になるのを防止することができる。そのため、第1モータジェネレータ(図1のMG1)が逆回転力行状態、かつ、第2モータジェネレータ(図1のMG2)を強制回生状態で動作するいわゆる動力循環の状態に移ることがなく、しかも、両モータジェネレータ(図1のMG1、MG2)ともに回転数を固定していないので、燃費最適条件で動作させることが可能であり、エンジン(図1の11)の燃費効率を向上させることができる。 In the high speed range (when the reduction ratio is smaller than 1), the first motor generator (MG1 in FIG. 1) is rotated by the first clutch (C1 in FIG. 1) to engage the engine (11 in FIG. 1). It is possible to prevent reverse rotation of the rotation. Therefore, the first motor generator (MG1 in FIG. 1) does not shift to a so-called power circulation state in which the second motor generator (MG2 in FIG. 1) operates in the reverse rotational power running state and the forced regeneration state. Since both motor generators (MG1 and MG2 in FIG. 1) do not have a fixed rotation speed, they can be operated under optimum fuel economy conditions, and the fuel efficiency of the engine (11 in FIG. 1) can be improved.
また、車速とアクセル開度に基づくマップにしたがって係合するクラッチを選択するように構成することもできる。そのような構成では、例えば、以下のような動作を行う。まず、車両の発進は、通常、第2クラッチ(図1のC2)を係合した状態で行う。その後、車速、アクセル開度、クラッチ状態を読み込んで(図3のステップB1)、図4に示すようなマップにしたがって加速領域にあるか否かを判定し(図3のステップB2)、判定結果に基づいて第1クラッチ(図1のC1)及び第2クラッチ(図1のC2)の断接を制御する(図3のステップB3又はB4)。例えば、一定加速度で車速が上昇し、第2モータジェネレータ(図1のMG2)の回転数がエンジン回転数や第1モータジェネレータ(図1のMG1)と同一の回転数になった場合(図3のステップB2のNO)、第2クラッチ(図1のC2)を解放して第1クラッチ(図1のC1)を係合する(図3のステップB4)。また、加速中にアクセルを緩めることによりアクセル開度が小さくなった場合(図3のステップB2のNO)にも、第1モータジェネレータ(図1のMG1)の回転数、及びエンジン回転数を第2モータジェネレータ(図1のMG2)の回転数以下に下げるため、第2クラッチ(図1のC2)を解放して第1クラッチ(図1のC1)を係合する(図3のステップB4)。逆に、第1クラッチ(図1のC1)を係合して巡航している場合でも、ドライバが急な加速をするためにアクセルを大きく踏み込んだ場合(図3のステップB2のYES)には、エンジン回転数を上げて減速比を大きくするために、エンジン回転数、及び第1モータジェネレータ(図1のMG1)の回転数が上昇する過程で第2モータジェネレータ(図1のMG2)の回転数と同一になったときに第1クラッチ(図1のC1)を解放して第2クラッチ(図1のC2)を係合する(図3のステップB3)。 Further, the clutch to be engaged can be selected according to a map based on the vehicle speed and the accelerator opening. In such a configuration, for example, the following operation is performed. First, the vehicle is normally started with the second clutch (C2 in FIG. 1) engaged. Thereafter, the vehicle speed, the accelerator opening, and the clutch state are read (step B1 in FIG. 3), and it is determined whether or not the vehicle is in the acceleration region according to the map shown in FIG. 4 (step B2 in FIG. 3). Based on this, the connection / disconnection of the first clutch (C1 in FIG. 1) and the second clutch (C2 in FIG. 1) is controlled (step B3 or B4 in FIG. 3). For example, when the vehicle speed increases at a constant acceleration and the rotation speed of the second motor generator (MG2 in FIG. 1) becomes the same as that of the engine rotation speed or the first motor generator (MG1 in FIG. 1) (FIG. 3). NO in step B2), the second clutch (C2 in FIG. 1) is released, and the first clutch (C1 in FIG. 1) is engaged (step B4 in FIG. 3). Also, when the accelerator opening is reduced by loosing the accelerator during acceleration (NO in step B2 in FIG. 3), the first motor generator (MG1 in FIG. 1) and the engine speed are In order to reduce the rotational speed to 2 or less of the two-motor generator (MG2 in FIG. 1), the second clutch (C2 in FIG. 1) is released and the first clutch (C1 in FIG. 1) is engaged (step B4 in FIG. 3). . Conversely, even when the first clutch (C1 in FIG. 1) is engaged and cruising, if the driver greatly depresses the accelerator to suddenly accelerate (YES in step B2 in FIG. 3). In order to increase the engine speed and increase the reduction ratio, the rotation of the second motor generator (MG2 in FIG. 1) in the process of increasing the engine speed and the first motor generator (MG1 in FIG. 1). When the number becomes the same, the first clutch (C1 in FIG. 1) is released and the second clutch (C2 in FIG. 1) is engaged (step B3 in FIG. 3).
本発明の実施例2に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図10は、本発明の実施例2に係るハイブリッド車両の構成を模式的に示した概略図である。 A hybrid vehicle according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a schematic diagram schematically illustrating the configuration of the hybrid vehicle according to the second embodiment of the present invention.
実施例2に係るハイブリッド車両1は、実施例1の動力分配装置(図1の2)の遊星歯車機構(図1の3、4)の組み合わせと等価なラビニオ型遊星歯車機構5を適用したものである。その他の構成、動作は、実施例1と同様である。
The
ラビニオ型遊星歯車機構5は、サンギヤ41と、ピニオンギヤ42、43と、キャリア44と、リングギヤ45と、サンギヤ46と、を有する。
The Ravigneaux type
サンギヤ41は、第1モータジェネレータMG1のロータと連結された外歯歯車でありラビニオ型遊星歯車機構5の回転要素である。サンギヤ41は、外周にて複数のピニオンギヤ42と噛み合っている。
The
ピニオンギヤ42は、サンギヤ41に噛合するとともにピニオンギヤ43に噛合する外歯歯車であり、ラビニオ型遊星歯車機構5の回転要素である。ピニオンギヤ42は、自転かつ公転自在にキャリア44に保持されている。
The
ピニオンギヤ43は、ピニオンギヤ42に噛合するとともにリングギヤ45に噛合しサンギヤ46と噛合する外歯歯車であり、ラビニオ型遊星歯車機構5の回転要素である。ピニオンギヤ43は、自転かつ公転自在にキャリア44に保持されている。
The
キャリア44は、ピニオンギヤ42、43を自転かつ公転自在に保持する部材であり、ラビニオ型遊星歯車機構5の回転要素である。キャリア44は、エンジン11のクランクシャフト12と連結されている。
The
リングギヤ45は、サンギヤ41及びサンギヤ46と同心円上に配置された内歯歯車であり、ラビニオ型遊星歯車機構5の回転要素である。リングギヤ45は、内周にて複数のピニオンギヤ43と噛み合っている。リングギヤ45は、第2クラッチC2の一端と連結されている。
The
サンギヤ46は、第1クラッチC1の一端と連結された外歯歯車であり、ラビニオ型遊星歯車機構5の回転要素である。サンギヤ46は、外周にて複数のピニオンギヤ43と噛み合っている。
The
実施例2によれば、実施例1と同様な効果を奏するとともに、動力分配装置2の小型化かつ軽量化を図ることができる。
According to the second embodiment, the same effects as the first embodiment can be obtained, and the
本発明の実施例3に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図11は、本発明の実施例3に係るハイブリッド車両の構成を模式的に示した概略図である。 A hybrid vehicle according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a schematic diagram schematically illustrating the configuration of the hybrid vehicle according to the third embodiment of the present invention.
実施例3に係るハイブリッド車両1は、実施例1のクラッチ(図1のC1、C2)をドグクラッチ47としたものである。ドグクラッチ47は、選択的に噛合することでリングギヤ16又はサンギヤ18から出力軸21への動力の伝達を断続可能にする機構である。ドグクラッチ47は、動力制御装置26により係合・非係合が制御される。なお、ドグクラッチ47は、リングギヤ16及びサンギヤ18の双方への同時係合は行わない。その他の構成、動作は、実施例1と同様である。
In the
実施例3によれば、実施例1と同様な効果を奏するとともに、ドグクラッチ47を用いることにより油圧制御を用いないで係合要素を構成することが可能なため、高効率化を図ることができる。
According to the third embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved, and the engagement element can be configured without using hydraulic control by using the
本発明の実施例4に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図12は、本発明の実施例4に係るハイブリッド車両の構成を模式的に示した概略図である。
A hybrid vehicle according to
実施例4に係るハイブリッド車両1は、第1モータジェネレータMG1のロータを回転阻止可能にするために、第1モータジェネレータMG1のロータと固定端(例えば、ケース)との間にブレーキBを配設したものである。ブレーキBは、動力制御装置26により係合・非係合が制御される。その他の構成、動作は、実施例1と同様である。
In the
実施例4によれば、実施例1と同様な効果を奏するとともに、高速走行時の増速運転状態では、第1モータジェネレータMG1を回転阻止した方が燃費またはバッテリのSOCを考慮して適切な場合があり、そのような場合には、ブレーキBを動作させて、第1モータジェネレータMG1を回転阻止状態を選択して運転することができる。 According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and in the speed-up operation state at the time of high speed traveling, it is more appropriate to prevent the rotation of the first motor generator MG1 in consideration of fuel consumption or battery SOC. In such a case, the brake B can be operated, and the first motor generator MG1 can be operated by selecting the rotation prevention state.
本発明の実施例5に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図13は、本発明の実施例5に係るハイブリッド車両の構成を模式的に示した概略図である。
A hybrid vehicle according to
実施例5に係るハイブリッド車両1は、実施例2(ラビニオ型遊星歯車機構5を適用したもの)のクラッチ(図10のC1、C2)を実施例3と同様にドグクラッチ47とし、かつ、第1モータジェネレータMG1のロータを回転阻止可能にするために、実施例4と同様に第1モータジェネレータMG1のロータと固定端(例えば、ケース)との間にブレーキBを配設したものである。その他の構成、動作は、実施例2と同様である。
In the
実施例5によれば、実施例2〜4と同様な効果を奏する。 According to the fifth embodiment, the same effects as in the second to fourth embodiments are obtained.
1 ハイブリッド車両
2 動力分配装置
3 第1列シングルピニオン遊星歯車機構(第1遊星歯車機構)
4 第2列ダブルピニオン遊星歯車機構(第2遊星歯車機構)
5 ラビニオ型遊星歯車機構
11 エンジン(内燃機関)
12 クランクシャフト
14 サンギヤ
15 ピニオンギヤ
16 リングギヤ
17 キャリア
18 サンギヤ
19、20 ピニオンギヤ
21 出力軸
22 デファレンシャルギヤ
23 駆動輪
24 エンジンECU
25 モータECU
26 動力制御装置
27 車速センサ
28 アクセル開度センサ
29 シフトポジションセンサ
30 ブレーキポジションセンサ
41 サンギヤ
42、43 ピニオンギヤ
44 キャリア
45 リングギヤ
46 サンギヤ
47 ドグクラッチ
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
B ブレーキ
DESCRIPTION OF
4 Second row double pinion planetary gear mechanism (second planetary gear mechanism)
5 Ravinio type planetary gear mechanism 11 Engine (Internal combustion engine)
12 crankshaft 14
25 Motor ECU
26
Claims (8)
前記動力分配装置は、第1遊星歯車機構、第2遊星歯車機構、及びクラッチ機構を有し、
前記第1遊星歯車機構の第1回転要素は、前記第1モータジェネレータと連結され、
前記第1遊星歯車機構の第2回転要素は、前記内燃機関と連結され、
前記第1遊星歯車機構の第3回転要素は、前記クラッチ機構によって断続可能に前記駆動輪と連結され、
前記第2遊星歯車機構の第1回転要素は、前記クラッチ機構によって断続可能に前記駆動輪と連結され、
前記第2遊星歯車機構の第2回転要素は、前記内燃機関と連結され、
前記第2遊星歯車機構の第3回転要素は、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素と連結され、
前記クラッチ機構は、少なくとも、前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素、及び前記第2遊星歯車機構の第1回転要素の一方とを選択的に連結可能に構成され、
前記クラッチ機構の断続動作を制御する動力制御装置を備え、
前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも高いときに前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素とを連結するように前記クラッチ機構を制御し、
前記動力制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記駆動輪の回転数よりも低いときに前記駆動輪と、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素とを連結するように前記クラッチ機構を制御することを特徴とするハイブリッド車両。 The power of the internal combustion engine is distributed and transmitted to one of the driving wheels, the first motor generator, and the second motor generator, and is driven by the electric power regenerated by one of the first motor generator and the second motor generator. A hybrid vehicle including a power distribution device capable of transmitting the other power of the first motor generator and the second motor generator to the drive wheels,
The power distribution device includes a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a clutch mechanism,
A first rotating element of the first planetary gear mechanism is connected to the first motor generator;
A second rotating element of the first planetary gear mechanism is connected to the internal combustion engine;
The third rotating element of the first planetary gear mechanism is connected to the drive wheel so as to be intermittent by the clutch mechanism,
The first rotating element of the second planetary gear mechanism is connected to the drive wheel so as to be intermittent by the clutch mechanism,
A second rotating element of the second planetary gear mechanism is connected to the internal combustion engine;
A third rotating element of the second planetary gear mechanism is connected to a third rotating element of the first planetary gear mechanism;
The clutch mechanism is configured to be capable of selectively connecting at least the driving wheel and one of the third rotating element of the first planetary gear mechanism and the first rotating element of the second planetary gear mechanism ,
A power control device for controlling the intermittent operation of the clutch mechanism;
The power control device includes the clutch mechanism so as to connect the driving wheel and the third rotating element of the first planetary gear mechanism when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the rotational speed of the driving wheel. Control
The power control device includes the clutch mechanism so as to connect the drive wheel and the first rotation element of the second planetary gear mechanism when the rotation speed of the internal combustion engine is lower than the rotation speed of the drive wheel. A hybrid vehicle characterized by controlling .
前記第2遊星歯車機構は、ダブルピニオン型遊星歯車機構であり、
前記第1遊星歯車機構の第1回転要素は、第1サンギヤであり、
前記第1遊星歯車機構の第2回転要素は、キャリアであり、
前記第1遊星歯車機構の第3回転要素は、リングギヤであり、
前記第2遊星歯車機構の第1回転要素は、第2サンギヤであり、
前記第2遊星歯車機構の第2回転要素は、前記キャリアであり、
前記第2遊星歯車機構の第3回転要素は、前記リングギヤであることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両。 The first planetary gear mechanism is a single pinion type planetary gear mechanism,
The second planetary gear mechanism is a double pinion type planetary gear mechanism,
The first rotating element of the first planetary gear mechanism is a first sun gear;
The second rotating element of the first planetary gear mechanism is a carrier;
The third rotating element of the first planetary gear mechanism is a ring gear;
The first rotating element of the second planetary gear mechanism is a second sun gear;
The second rotating element of the second planetary gear mechanism is the carrier;
The third rotating element of the second planetary gear mechanism, the hybrid vehicle according to claim 1, wherein the a ring gear.
前記ラビニオ型遊星歯車機構は、第1サンギヤ、キャリア、リングギヤ、及び第2サンギヤによって構成され、
前記第1遊星歯車機構は、前記第1サンギヤ、前記キャリア、前記リングギヤによって構成され、
前記第2遊星歯車機構は、ラビニオ型遊星歯車機構であり、
前記ラビニオ型遊星歯車機構は、前記第2サンギヤ、前記キャリア、及び前記リングギヤによって構成され、
前記第1遊星歯車機構の第1回転要素は、前記第1サンギヤであり、
前記第1遊星歯車機構の第2回転要素は、前記キャリアであり、
前記第1遊星歯車機構の第3回転要素は、前記リングギヤであり、
前記第2遊星歯車機構の第1回転要素は、前記第2サンギヤであり、
前記第2遊星歯車機構の第2回転要素は、前記キャリアであり、
前記第2遊星歯車機構の第3回転要素は、前記リングギヤであることを特徴とする請求項1又は2記載のハイブリッド車両。 The first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are Ravigneaux type planetary gear mechanisms,
The Ravigneaux type planetary gear mechanism is constituted by a first sun gear, a carrier, a ring gear, and a second sun gear,
The first planetary gear mechanism includes the first sun gear, the carrier, and the ring gear.
The second planetary gear mechanism is a Ravigneaux type planetary gear mechanism,
The Ravigneaux type planetary gear mechanism is constituted by the second sun gear, the carrier, and the ring gear,
The first rotating element of the first planetary gear mechanism is the first sun gear;
The second rotating element of the first planetary gear mechanism is the carrier;
The third rotating element of the first planetary gear mechanism is the ring gear;
The first rotating element of the second planetary gear mechanism is the second sun gear;
The second rotating element of the second planetary gear mechanism is the carrier;
The third rotating element of the second planetary gear mechanism, according to claim 1 or 2 hybrid vehicle, wherein said a ring gear.
前記第1クラッチは、前記駆動輪と、前記第2遊星歯車機構の第1回転要素とを断続可能に構成され、
前記第2クラッチは、前記駆動輪と、前記第1遊星歯車機構の第3回転要素とを断続可能に構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載のハイブリッド車両。 The clutch mechanism includes a first clutch and a second clutch,
The first clutch is configured to be able to intermittently connect the driving wheel and the first rotating element of the second planetary gear mechanism,
The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second clutch is configured to be capable of intermittently connecting the driving wheel and a third rotating element of the first planetary gear mechanism.
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