JP5153587B2 - Power equipment - Google Patents
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Description
本発明は、直進・旋回可能な輸送機関を推進するための左右の被駆動部を駆動する動力装置に関する。 The present invention relates to a power unit that drives left and right driven parts for propelling a straight and turnable transportation system.
従来、この種の動力装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この動力装置は、車両の左右の駆動輪を駆動するためのものであり、いずれも一般的な1ロータタイプの第1および第2の回転機と、いずれも一般的なシングルピニオンタイプの第1および第2の遊星歯車装置と、発電機を備えている。第1遊星歯車装置の第1サンギヤおよび第2遊星歯車装置の第2サンギヤは、第1回転機の出力軸および第2回転機の出力軸にそれぞれ連結されており、第1遊星歯車装置の第1キャリアおよび第2遊星歯車装置の第2キャリアは、左駆動輪および右駆動輪にそれぞれ連結されている。また、第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよび第2遊星歯車装置の第2リングギヤは、互いに直結されるとともに、発電機に連結されている。
Conventionally, what was disclosed by
以上の構成の従来の動力装置では、次のようにして左右の駆動輪が駆動される。すなわち、第1および第2の回転機に電力を供給することによって、第1および第2の回転機の出力軸を正転させるとともに、第3回転機において発電を行う。これにより、第1および第2の回転機のトルクはそれぞれ、第1および第2のサンギヤに伝達されるとともに、第3回転機での発電に伴って第1および第2のリングギヤに作用する制動トルクを反力として、第1および第2のキャリアに伝達され、さらに、左右の駆動輪に伝達される。その結果、左右の駆動輪が正転し、車両が走行する。 In the conventional power unit configured as described above, the left and right drive wheels are driven as follows. That is, by supplying electric power to the first and second rotating machines, the output shafts of the first and second rotating machines are rotated in the forward direction and power is generated in the third rotating machine. As a result, the torques of the first and second rotating machines are transmitted to the first and second sun gears, respectively, and braking is applied to the first and second ring gears along with power generation in the third rotating machine. Torque is transmitted as reaction force to the first and second carriers, and further to the left and right drive wheels. As a result, the left and right drive wheels rotate forward and the vehicle travels.
また、車両の右旋回時には、第1回転機を正転させることによって、第1サンギヤおよび第1キャリアに、正転させるトルクが伝達されるとともに、第1リングギヤに、逆転させるトルクが伝達される。さらに、第2回転機を逆転させることによって、第2サンギヤおよび第2キャリアに、逆転させるトルクが伝達されるとともに、第2リングギヤに、正転させるトルクが伝達される。この場合、第1および第2のリングギヤが互いに連結されているので、上述した第1リングギヤを逆転させるトルクと第2リングギヤを正転させるトルクが互いに相殺される。また、第1キャリアを介して左駆動輪に、正転させるトルクが伝達され、第2キャリアを介して右駆動輪に、逆転させるトルクが伝達される。以上の結果、車両の右旋回時、左駆動輪が増速されるとともに、右駆動輪が減速され、それにより、車両の右旋回がアシストされる。車両の左旋回時にも、上記とは逆の動作によって、車両の左旋回がアシストされる。 In addition, when the vehicle turns right, by rotating the first rotating machine in the forward direction, the forward rotating torque is transmitted to the first sun gear and the first carrier, and the reverse rotating torque is transmitted to the first ring gear. The Further, by rotating the second rotating machine in the reverse direction, the reverse rotation torque is transmitted to the second sun gear and the second carrier, and the forward rotation torque is transmitted to the second ring gear. In this case, since the first and second ring gears are connected to each other, the torque that reversely rotates the first ring gear and the torque that normally rotates the second ring gear cancel each other. In addition, the forward rotation torque is transmitted to the left driving wheel via the first carrier, and the reverse rotation torque is transmitted to the right driving wheel via the second carrier. As a result, when the vehicle turns right, the left drive wheel is accelerated and the right drive wheel is decelerated, thereby assisting the vehicle to turn right. Even when the vehicle is turning left, the vehicle is assisted to turn left by the reverse operation.
しかし、上述した従来の動力装置は、第1および第2のキャリアが互いに無関係に回転するように構成されているので、左右の駆動輪の回転(トルク・回転数)を精度良く制御することが非常に困難であり、それにより、良好なドライバビリティを確保することができないおそれがある。 However, since the conventional power unit described above is configured such that the first and second carriers rotate independently of each other, the rotation (torque / rotation speed) of the left and right drive wheels can be accurately controlled. This is very difficult, and it may not be possible to ensure good drivability.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、左右の被駆動部の回転を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる動力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a power device that can easily and accurately control the rotation of left and right driven parts, thereby improving drivability. The purpose is to do.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、直進・旋回可能な輸送機関(実施形態における(以下、本項において同じ)車両V)を推進するための左右の被駆動部(左右の前輪WFL,WFR)を駆動する動力装置1、1Aであって、出力部(クランク軸3a)を有し、出力部から動力を出力する原動機(エンジン3)と、第1ロータ(ロータ13)を有し、供給された電力を動力に変換し、第1ロータから出力可能な第1回転機11と、第2ロータ(ロータ23)を有し、供給された電力を動力に変換し、第2ロータから出力可能な第2回転機21と、第3ロータ(ロータ33)を有し、第3ロータに入力された動力を電力に変換可能な第3回転機31と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1要素(第1サンギヤS1)、第2要素(第1キャリアC1、第3リングギヤR3)、第3要素(第1リングギヤR1、第2リングギヤR2、第3キャリアC3)、第4要素(第2キャリアC2、第3サンギヤS3)および第5要素(第2サンギヤS2)を有する差動装置(第1遊星歯車装置PS1、第2遊星歯車装置PS2、第3遊星歯車装置PS3)と、を備え、第1要素は、第1回転機11の第1ロータに機械的に連結され、第2要素は、左右の被駆動部の一方に機械的に連結され、第3要素は、原動機の出力部に機械的に連結され、第4要素は、左右の被駆動部の他方に機械的に連結され、第5要素は、第2回転機21の第2ロータに機械的に連結され、第3回転機31の第3ロータは、原動機の出力部に機械的に連結され、第1回転機11と第3回転機31、および、第2回転機21と第3回転機31はそれぞれ、互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この動力装置によれば、差動装置の第1〜第5の要素が、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成されている。また、これらの第1〜第5の要素はそれぞれ、第1回転機の第1ロータ、左右の被駆動部の一方、原動機の出力部、左右の被駆動部の他方、および第2回転機の第2ロータに機械的に連結されている。さらに、第1回転機と第3回転機、および、第2回転機と第3回転機はそれぞれ、互いに電気的に接続されている。 According to this power device, the first to fifth elements of the differential gear can transmit power between each other, and rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the number of rotations between each other during power transmission. At the same time, they are arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between their rotational speeds. The first to fifth elements are respectively the first rotor of the first rotating machine, one of the left and right driven parts, the output part of the prime mover, the other of the left and right driven parts, and the second rotating machine. It is mechanically connected to the second rotor. Further, the first rotating machine and the third rotating machine, and the second rotating machine and the third rotating machine are electrically connected to each other.
以上の構成の動力装置により、左右の被駆動部は、例えば次のようにして駆動される。すなわち、原動機の動力の一部を、第3回転機において電力に変換するとともに、この電力を、第1および第2の回転機に供給する。その結果、原動機の動力の残りと、電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機の動力は、差動装置を介して左右の被駆動部に伝達され、ひいては、左右の被駆動部が駆動される。この場合において、第2および第4の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されているときには、各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図102のように表される。 With the power unit configured as described above, the left and right driven parts are driven, for example, as follows. That is, a part of the power of the prime mover is converted into electric power in the third rotating machine, and this electric power is supplied to the first and second rotating machines. As a result, the remaining power of the prime mover and the power of the first and second rotating machines generated as a result of the supply of power are transmitted to the left and right driven parts via the differential, and as a result The drive unit is driven. In this case, when the second and fourth elements are respectively connected to the left and right driven parts, the rotational speed relationship and the torque relationship between the various rotating elements are expressed as shown in FIG. The
図102に示すように、上述した各種の回転要素の間の連結関係から、第2および第4の要素の回転数は、左右の被駆動部の回転数とそれぞれ相関関係にあり、第1および第5の要素の回転数は、第1および第2のロータの回転数(以下、それぞれ「第1回転機の回転数」「第2回転機の回転数」という)とそれぞれ相関関係にある。また、図102において、TM1およびTM2はそれぞれ、第1および第2の回転機の出力トルク(以下、それぞれ「第1回転機トルク」「第2回転機トルク」という)であり、T3Tは、第3要素に伝達されるトルクである。さらに、TLTおよびTRTはそれぞれ、左右の被駆動部に伝達されるトルク(以下、それぞれ「左被駆動部伝達トルク」「右被駆動部伝達トルク」という)である。なお、同図および後述する他の速度共線図では、周知のように、値0を示す横線に交わる縦線は、各パラメータの回転数を示すためのものであり、この横線から縦線上の白丸までの距離が、各パラメータの回転数に相当する。
As shown in FIG. 102, the rotational speeds of the second and fourth elements are correlated with the rotational speeds of the left and right driven parts, respectively, based on the connection relationship between the various rotary elements described above. The number of revolutions of the fifth element is correlated with the number of revolutions of the first and second rotors (hereinafter referred to as “the number of revolutions of the first rotating machine” and “the number of revolutions of the second rotating machine”, respectively). In FIG. 102, TM1 and TM2 are output torques of the first and second rotating machines (hereinafter referred to as “first rotating machine torque” and “second rotating machine torque”, respectively), and T3T is This is the torque transmitted to the three elements. Further, TLT and TRT are torques transmitted to the left and right driven parts (hereinafter referred to as “left driven part transmission torque” and “right driven part transmission torque”, respectively). In this figure and other velocity collinear charts to be described later, as is well known, the vertical line intersecting the horizontal line indicating the
また、図102において、第1および第2の要素の回転数をそれぞれ示すための縦線の間の距離をA、第2および第3の要素の回転数をそれぞれ示すための縦線の間の距離をB、第3および第4の要素の回転数をそれぞれ示すための縦線の間の距離をC、第4および第5の要素の回転数をそれぞれ示すための縦線の間の距離をDとすると、左右の被駆動部伝達トルクTLT,TRTは、次式(1)および(2)でそれぞれ表される。
TLT=−{(C+B+A)TM1+C・T3T−D・TM2}/(C+B)
……(1)
TRT=−{(B+C+D)TM2+B・T3T−A・TM1}/(B+C)
……(2)
In FIG. 102, the distance between the vertical lines for indicating the rotational speeds of the first and second elements is A, and the distance between the vertical lines for indicating the rotational speeds of the second and third elements, respectively. B is the distance, C is the distance between the vertical lines for indicating the rotational speeds of the third and fourth elements, and C is the distance between the vertical lines for indicating the rotational speeds of the fourth and fifth elements. Assuming D, left and right driven portion transmission torques TLT and TRT are expressed by the following equations (1) and (2), respectively.
TLT =-{(C + B + A) TM1 + C.T3T-D.TM2} / (C + B)
...... (1)
TRT =-{(B + C + D) TM2 + B.T3T-A.TM1} / (B + C)
(2)
これらの式(1)および(2)から明らかなように、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を制御することによって、第1〜第5の要素の回転数に関する共線関係を満たす限りにおいて、左右の被駆動部伝達トルクTLT,TRTの大小関係を任意に制御することができる。また、図102から明らかなように、第1および第2の回転機の回転数を制御することによって、第1〜第5の要素の回転数に関する共線関係を満たす限りにおいて、左右の被駆動部の回転数の大小関係を任意に制御することができる。 As is clear from these equations (1) and (2), the collinear relationship regarding the rotation speeds of the first to fifth elements is satisfied by controlling the first and second rotating machine torques TM1 and TM2. As long as it is possible, the magnitude relationship between the left and right driven portion transmission torques TLT and TRT can be arbitrarily controlled. Further, as is apparent from FIG. 102, the left and right driven parts are controlled as long as the collinear relationship regarding the rotational speeds of the first to fifth elements is satisfied by controlling the rotational speeds of the first and second rotating machines. It is possible to arbitrarily control the magnitude relationship between the rotational speeds of the parts.
この場合、前述したように、第1および第2の回転機に、原動機の動力の一部を用いて第3回転機で発電した電力が供給されることから、上述したように左右の被駆動部伝達トルクTLT,TRTや左右の被駆動部の回転数の大小関係を任意に制御できることは、原動機の動力を左右の被駆動部に任意に分配できることを意味する。したがって、本発明による動力装置によれば、輸送機関の左右の旋回をアシストすることができる。また、以上のような左右の被駆動部への原動機の動力の分配中、左右の被駆動部にそれぞれ連結された第2および第4の要素が、前述した従来の場合と異なり、互いに無関係に回転するのではなく、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するので、左右の被駆動部の回転を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。 In this case, as described above, the first and second rotating machines are supplied with the electric power generated by the third rotating machine using a part of the power of the prime mover. The ability to arbitrarily control the magnitude relationship between the part transmission torques TLT, TRT and the rotation speed of the left and right driven parts means that the power of the prime mover can be arbitrarily distributed to the left and right driven parts. Therefore, according to the power plant according to the present invention, it is possible to assist the left and right turning of the transportation system. Also, during the distribution of the power of the prime mover to the left and right driven parts as described above, the second and fourth elements respectively connected to the left and right driven parts are different from each other unlike the conventional case described above. Since the rotation is performed while maintaining the collinear relationship with respect to the number of rotations, the rotation of the left and right driven parts can be easily and accurately controlled, thereby improving the drivability.
なお、これまでに述べた動作例は、第2および第4の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されている場合の例であるが、これとは逆に、第4および第2の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されている場合にも、同様の動作が行われることはもちろんである。また、本発明による動力装置は、これまでに述べた動作に限らず、他の様々な動作によって、左右の被駆動部を駆動することができる。 The operation examples described so far are examples in which the second and fourth elements are connected to the left and right driven parts, respectively, but on the contrary, the fourth and second elements Of course, the same operation is also performed when each is connected to the left and right driven parts. Moreover, the power plant according to the present invention can drive the left and right driven parts not only with the operations described so far but also with various other operations.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の動力装置1、1Aにおいて、差動装置は、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1メンバ(第1サンギヤS1)、第2メンバ(第1キャリアC1)および第3メンバ(第1リングギヤR1)を有する第1差動装置(第1遊星歯車装置PS1)と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第4メンバ(第3リングギヤR3)、第5メンバ(第3キャリアC3)および第6メンバ(第3サンギヤS3)を有する第2差動装置(第3遊星歯車装置PS3)と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第7メンバ(第2リングギヤR2)、第8メンバ(第2キャリアC2)および第9メンバ(第2サンギヤS2)を有する第3差動装置(第2遊星歯車装置PS2)と、を有し、第1要素は、第1メンバで構成され、第2要素は、第2および第4のメンバで構成され、第3要素は、第3、第5および第7のメンバで構成され、第4要素は、第6および第8のメンバで構成され、第5要素は、第9メンバで構成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the
この構成によれば、第1差動装置の第1〜第3のメンバ、第2差動装置の第4〜第6のメンバ、および第3差動装置の第7〜第9のメンバがそれぞれ、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成されている。図103(a)は、第1〜第3のメンバの間の回転数の関係、第4〜第6のメンバの間の回転数の関係、および第7〜第9のメンバの間の回転数の関係の一例をそれぞれ示している。 According to this configuration, the first to third members of the first differential device, the fourth to sixth members of the second differential device, and the seventh to ninth members of the third differential device are respectively It is possible to transmit power between each other, and while transmitting power, rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and are arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between these rotational speeds Has been. FIG. 103 (a) shows the rotational speed relationship between the first to third members, the rotational speed relationship between the fourth to sixth members, and the rotational speed between the seventh to ninth members. One example of the relationship is shown.
また、本発明では、差動装置の第1要素は第1メンバで、第2要素は第2および第4のメンバで、第3要素は第3、第5および第7のメンバで、それぞれ構成され、第4要素は第6および第8のメンバで、第5要素は第9メンバで、それぞれ構成されている。したがって、図103(b)の速度共線図から明らかなように、第1〜第9のメンバによって、第1〜第5の要素を適切に構成することができる。 In the present invention, the first element of the differential device is the first member, the second element is the second and fourth members, and the third element is the third, fifth and seventh members, respectively. The fourth element is the sixth and eighth members, and the fifth element is the ninth member. Therefore, as is apparent from the velocity alignment chart of FIG. 103 (b), the first to fifth members can be appropriately configured by the first to ninth members.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の動力装置1において、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第10メンバ(第4リングギヤR4)、第11メンバ(第4キャリアC4)および第12メンバ(第4サンギヤS4)を有する第4差動装置(第4遊星歯車装置PS4)をさらに備え、第3要素は、第10および第11のメンバを介して、原動機の出力部に機械的に連結されており、第3回転機の第3ロータは、第12および第11のメンバを介して、原動機の出力部に機械的に連結されていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、第4差動装置の第10〜第12のメンバが、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成されている。また、差動装置の第3要素が、第10および第11のメンバを介して、第3回転機の第3ロータが、第12および第11のメンバを介して、原動機の出力部にそれぞれ機械的に連結されている。 According to this configuration, the tenth to twelfth members of the fourth differential gear can transmit power between each other and rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between the power transmissions. At the same time, they are arranged in order in a nomographic chart showing the relationship between the rotational speeds. The third element of the differential device is connected to the output unit of the prime mover via the tenth and eleventh members, and the third rotor of the third rotating machine is connected to the output unit of the prime mover via the twelfth and eleventh members. Connected.
以上の構成の動力装置により、左右の被駆動部は、例えば次のようにして駆動される。すなわち、原動機の動力の一部を、第3回転機において電力に変換するとともに、この電力を、第1および第2の回転機に供給する。この場合において、第2および第4の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されているときには、各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図104のように表される。 With the power unit configured as described above, the left and right driven parts are driven, for example, as follows. That is, a part of the power of the prime mover is converted into electric power in the third rotating machine, and this electric power is supplied to the first and second rotating machines. In this case, when the second and fourth elements are respectively connected to the left and right driven parts, the rotational speed relationship and torque relationship between the various rotating elements are expressed as shown in FIG. 104, for example. The
図104に示すように、上述した各種の回転要素の間の連結関係から、第3要素の回転数は、第10メンバの回転数と相関関係にあり、第11メンバの回転数は、原動機の出力部の回転数(以下「原動機の回転数」という)と、第12メンバの回転数は、第3回転機の第3ロータの回転数(以下「第3回転機の回転数」という)と、それぞれ相関関係にある。また、図104において、TPMは、原動機の出力トルク(以下「原動機トルク」という)であり、TG3は、第3回転機での発電に伴って、第3回転機から第12メンバに作用する制動トルク(以下「第3回転機発電トルク」という)であり、T10Tは、第10メンバに伝達されるトルクである。その他のパラメータについては、図102と同様である。 As shown in FIG. 104, the rotational speed of the third element is correlated with the rotational speed of the tenth member, and the rotational speed of the eleventh member is The rotational speed of the output section (hereinafter referred to as “the rotational speed of the prime mover”) and the rotational speed of the twelfth member are the rotational speed of the third rotor of the third rotating machine (hereinafter referred to as “the rotational speed of the third rotating machine”). Are correlated. In FIG. 104, TPM is the output torque of the prime mover (hereinafter referred to as “prime motor torque”), and TG3 is the braking that acts on the twelfth member from the third rotary machine in accordance with the power generation by the third rotary machine. Torque (hereinafter referred to as “third rotating machine power generation torque”), and T10T is torque transmitted to the tenth member. Other parameters are the same as in FIG.
図104から明らかなように、原動機トルクTPMの一部が、第3回転機に伝達され、残りは、第3回転機発電トルクTG3を反力として、第10メンバに伝達され、さらに、差動装置の第3要素に伝達される。以上のように、原動機の動力の一部が第3回転機に伝達され、残りは差動装置に伝達される。また、第3回転機からの電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機の動力は、差動装置に伝達される。さらに、原動機と第1および第2の回転機から差動装置に伝達された動力は、左右の被駆動部に伝達され、ひいては、左右の被駆動部が駆動される。この図104に示す各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係と、前述した図102との比較から明らかなように、本発明による動力装置においても、請求項1の場合と同様、輸送機関の左右の旋回をアシストすることができ、それに加え、左右の被駆動部の回転を容易に精度良く制御できることにより、ドライバビリティを向上させることができる。
As is apparent from FIG. 104, a part of the prime mover torque TPM is transmitted to the third rotating machine, and the rest is transmitted to the tenth member using the third rotating machine power generation torque TG3 as a reaction force. To the third element of the device. As described above, a part of the power of the prime mover is transmitted to the third rotating machine, and the rest is transmitted to the differential device. Further, the power of the first and second rotating machines generated with the supply of electric power from the third rotating machine is transmitted to the differential device. Further, the power transmitted from the prime mover and the first and second rotating machines to the differential device is transmitted to the left and right driven parts, and the left and right driven parts are driven. As is clear from the comparison of the rotational speed relationship and the torque relationship between the various rotary elements shown in FIG. 104 and FIG. 102 described above, the power plant according to the present invention is the same as in the case of
また、上述したように左右の被駆動部を駆動する場合、図104に一点鎖線で示す速度共線図から明らかなように、原動機の回転数に対して、第3回転機の回転数を低下させ、第1および第2の回転機の回転数を上昇させるとともに、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を減少させることによって、原動機の動力を無段階に増速して、左右の被駆動部に伝達することができる。逆に、図104に破線で示す速度共線図から明らかなように、原動機の回転数に対して、第3回転機の回転数を上昇させ、第1および第2の回転機の回転数を低下させるとともに、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を増大させることによって、原動機の動力を無段階に減速して、左右の被駆動部に伝達することができる。このため、例えば、原動機が熱機関である場合に、原動機の回転数を、より良好な燃費が得られるように制御できるので、動力装置の効率を高めることができる。なお、これまでに述べた動作例は、第2および第4の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されている場合の例であるが、これとは逆に、第4および第2の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されている場合にも、同様の動作が行われることはもちろんである。 Further, when the left and right driven parts are driven as described above, the rotational speed of the third rotating machine is reduced with respect to the rotational speed of the prime mover, as is apparent from the speed alignment chart shown by the one-dot chain line in FIG. And increasing the rotational speeds of the first and second rotating machines and decreasing the first and second rotating machine torques TM1 and TM2 to increase the power of the prime mover steplessly. It can be transmitted to the driven part. Conversely, as is apparent from the speed alignment chart shown by the broken line in FIG. 104, the rotational speed of the third rotating machine is increased relative to the rotational speed of the prime mover, and the rotational speeds of the first and second rotating machines are increased. The power of the prime mover can be decelerated steplessly and transmitted to the left and right driven parts by decreasing and increasing the first and second rotating machine torques TM1 and TM2. For this reason, for example, when the prime mover is a heat engine, the number of revolutions of the prime mover can be controlled so that better fuel consumption can be obtained, so that the efficiency of the power plant can be increased. The operation examples described so far are examples in which the second and fourth elements are connected to the left and right driven parts, respectively, but on the contrary, the fourth and second elements Of course, the same operation is also performed when each is connected to the left and right driven parts.
請求項4に係る発明は、請求項1または2に記載の動力装置1Aにおいて、原動機からの動力を変速して第3要素に伝達するための変速装置71をさらに備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
この構成によれば、原動機からの動力が変速装置によって変速された状態で、第3要素に伝達され、ひいては、左右の被駆動部に伝達される。このため、例えば、原動機が熱機関である場合に、変速装置の変速比を制御することによって、原動機の回転数を、より良好な燃費が得られるように制御できるので、動力装置の効率を高めることができる。 According to this configuration, the power from the prime mover is transmitted to the third element while being shifted by the transmission, and is transmitted to the left and right driven parts. For this reason, for example, when the prime mover is a heat engine, it is possible to control the rotational speed of the prime mover so as to obtain better fuel efficiency by controlling the transmission gear ratio of the transmission device, thereby increasing the efficiency of the power plant. be able to.
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の動力装置1、1Aにおいて、充電および放電可能に構成され、第1〜第3の回転機11、21、31に電気的に接続された蓄電装置(バッテリ44)をさらに備えることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the
この構成によれば、充電および放電可能な蓄電装置が、第1〜第3の回転機に電気的に接続されている。このため、例えば、原動機が熱機関である場合に、原動機の最良な燃費(以下「最良燃費」という)が得られる動力に対して、左右の被駆動部を駆動するのに必要な動力が小さいときに、原動機の動力を最良燃費が得られるように制御するとともに、原動機の余剰の動力を電力として蓄電装置に充電することが可能になる。逆に、原動機の最良燃費が得られる動力に対して、左右の被駆動部の駆動に必要な動力が大きいときに、原動機の動力を最良燃費が得られるように制御するとともに、動力の不足を、上記の蓄電装置に充電した電力を第1および第2の回転機に供給することにより補うことが可能になる。以上により、原動機の最良燃費を得ることができ、したがって、動力装置の効率を高めることができる。 According to this configuration, the chargeable and dischargeable power storage device is electrically connected to the first to third rotating machines. For this reason, for example, when the prime mover is a heat engine, the power required to drive the left and right driven parts is smaller than the power that provides the best fuel efficiency (hereinafter referred to as “best fuel efficiency”) of the prime mover. Sometimes, it is possible to control the power of the prime mover so as to obtain the best fuel consumption, and to charge the power storage device with the surplus power of the prime mover as electric power. Conversely, when the power required to drive the left and right driven parts is large relative to the power that provides the best fuel efficiency of the prime mover, the power of the prime mover is controlled so that the best fuel consumption is obtained, and the lack of power is reduced. It becomes possible to compensate by supplying the electric power charged in the power storage device to the first and second rotating machines. As described above, the best fuel efficiency of the prime mover can be obtained, and therefore the efficiency of the power plant can be increased.
前記の目的を達成するため、請求項6に係る発明は、直進・旋回可能な輸送機関(実施形態における(以下、本項において同じ)車両V)を推進するための左右の被駆動部(左右の前輪WFL,WFR)を駆動する動力装置1B、1Cであって、出力部(クランク軸3a)を有し、出力部から動力を出力する原動機(エンジン3)と、第1ロータ(ロータ13)を有し、供給された電力を動力に変換し、第1ロータから出力可能な第1回転機11と、第2ロータ(ロータ23)を有し、供給された電力を動力に変換し、第2ロータから出力可能な第2回転機21と、回転磁界を発生させるための不動のステータ82、93と、磁石(永久磁石81a、永久磁石94a)で構成され、ステータ82、93に対向するように設けられた第3ロータ(第1ロータ81、第1ロータ94)と、軟磁性体(第1コア83a,第2コア83b、コア95a)で構成され、ステータ82、93と第3ロータの間に設けられた第4ロータ(第2ロータ83、第2ロータ95)とを有し、ステータ82、93と第3ロータと第4ロータの間で、回転磁界の発生に伴ってエネルギを入出力するとともに、エネルギの入出力に伴い、回転磁界、第4および第3のロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第3回転機80、91と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1要素(第1サンギヤS1)、第2要素(第1キャリアC1,第3リングギヤR3)、第3要素(第1リングギヤR1,第2リングギヤR2,第3キャリアC3)、第4要素(第2キャリアC2,第3サンギヤS3)および第5要素(第2サンギヤS2)を有する差動装置(第1遊星歯車装置PS1,第2遊星歯車装置PS2,第3遊星歯車装置PS3)と、を備え、第1要素は、第1回転機11の第1ロータに機械的に連結され、第2要素は、左右の被駆動部の一方に機械的に連結され、第3要素は、第3回転機80、91の第3ロータに機械的に連結され、第4要素は、左右の被駆動部の他方に機械的に連結され、第5要素は、第2回転機21の第2ロータに機械的に連結され、第3回転機80、91の第4ロータは、原動機の出力部に機械的に連結され、第1回転機11と第3回転機80、91、および、第2回転機21と第3回転機80、91はそれぞれ、互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この動力装置によれば、差動装置の第1〜第5の要素が、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成されている。また、第3回転機のステータ、第3および第4のロータは、3者の間で、ステータにおける回転磁界の発生に伴ってエネルギが入出力されるとともに、それに伴い、回転磁界、第4および第3のロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように、構成されている。このような回転磁界、第3および第4のロータの三者間の回転数の関係は、遊星歯車装置のサンギヤおよびリングギヤの一方、他方、およびキャリア(以下、これらを「3要素」という)の回転数の関係に相当する。このため、ステータ、第3および第4のロータの間におけるエネルギの入出力の関係は、遊星歯車装置の上記3要素の間におけるエネルギの入出力の関係と同じになっている。 According to this power device, the first to fifth elements of the differential gear can transmit power between each other, and rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the number of rotations between each other during power transmission. At the same time, they are arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between their rotational speeds. In addition, the stator, the third rotor, and the fourth rotor of the third rotating machine input and output energy between the three along with the generation of the rotating magnetic field in the stator. The third rotor is configured to rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between them, and to be arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. Such a rotational magnetic field and the relationship between the rotational speeds of the third and fourth rotors are such that one of the sun gear and the ring gear of the planetary gear device, the other, and the carrier (hereinafter referred to as “three elements”). Corresponds to the rotational speed relationship. Therefore, the energy input / output relationship between the stator and the third and fourth rotors is the same as the energy input / output relationship between the three elements of the planetary gear device.
さらに、これらの第1〜第5の要素はそれぞれ、第1回転機の第1ロータ、左右の被駆動部の一方、第3回転機の第3ロータ、左右の被駆動部の他方、および第2回転機の第2ロータに機械的に連結されている。また、第3回転機の第4ロータは、原動機の出力部に機械的に連結されており、第1回転機と第3回転機、および、第2回転機と第3回転機はそれぞれ、互いに電気的に接続されている。 Furthermore, these first to fifth elements are respectively the first rotor of the first rotating machine, one of the left and right driven parts, the third rotor of the third rotating machine, the other of the left and right driven parts, and the first It is mechanically connected to the second rotor of the two-rotor machine. The fourth rotor of the third rotating machine is mechanically connected to the output unit of the prime mover, and the first rotating machine and the third rotating machine, and the second rotating machine and the third rotating machine are respectively Electrically connected.
以上の構成の動力装置により、左右の被駆動部は、例えば次のようにして駆動される。すなわち、原動機から第4ロータに伝達される動力の一部を用いて、ステータで発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機に供給する。この場合において、第2および第4の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されているときには、各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図105のように表される。 With the power unit configured as described above, the left and right driven parts are driven, for example, as follows. That is, a part of the power transmitted from the prime mover to the fourth rotor is used to generate power in the stator and supply the generated power to the first and second rotating machines. In this case, when the second and fourth elements are respectively connected to the left and right driven parts, the rotational speed relationship and torque relationship between the various rotary elements are expressed as shown in FIG. 105, for example. The
図105に示すように、上述した各種の回転要素の間の連結関係から、第3要素の回転数は第3回転機の第3ロータの回転数と、第3回転機の第4ロータの回転数は原動機の回転数と、それぞれ相関関係にある。また、図105において、TGは、ステータで発電した電力および回転磁界の回転数と等価のトルク(以下「発電用等価トルク」という)であり、TR3は、第3ロータに伝達されるトルクである。その他のパラメータについては、図104と同様である。 As shown in FIG. 105, the rotational speed of the third element is the rotational speed of the third rotor of the third rotating machine and the rotation of the fourth rotor of the third rotating machine from the connection relationship between the various rotating elements described above. The number correlates with the rotational speed of the prime mover. In FIG. 105, TG is a torque equivalent to the electric power generated by the stator and the rotational speed of the rotating magnetic field (hereinafter referred to as “equivalent torque for power generation”), and TR3 is a torque transmitted to the third rotor. . Other parameters are the same as in FIG.
図105から明らかなように、原動機トルクTPMの一部が、ステータに電気エネルギとして伝達され、残りは、発電用等価トルクTGを反力として、第3ロータに伝達され、さらに、差動装置の第3要素に伝達される。以上のように、原動機の動力の一部がステータに電力として伝達され、残りは差動装置に伝達される。また、ステータからの電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機の動力は、差動装置に伝達される。さらに、原動機と第1および第2の回転機から差動装置に伝達された動力は、左右の被駆動部に伝達され、ひいては、左右の被駆動部が駆動される。 As is apparent from FIG. 105, a part of the prime mover torque TPM is transmitted as electric energy to the stator, and the rest is transmitted to the third rotor by using the power generation equivalent torque TG as a reaction force. Is transmitted to the third element. As described above, a part of the power of the prime mover is transmitted as electric power to the stator, and the rest is transmitted to the differential device. Further, the power of the first and second rotating machines generated with the supply of electric power from the stator is transmitted to the differential device. Further, the power transmitted from the prime mover and the first and second rotating machines to the differential device is transmitted to the left and right driven parts, and the left and right driven parts are driven.
この図105に示す各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係と、前述した図102との比較から明らかなように、本発明による動力装置においても、請求項1の場合と同様、第1〜第5の要素の回転数に関する共線関係を満たす限りにおいて、原動機の動力を左右の被駆動部に任意に分配でき、それにより、輸送機関の左右の旋回をアシストすることができる。また、以上のような左右の被駆動部への原動機の動力の分配中、左右の被駆動部にそれぞれ連結された第2および第4の要素が、前述した従来の場合と異なり、互いに無関係に回転するのではなく、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するので、左右の被駆動部の回転を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。
As is apparent from a comparison between the rotational speed relationship and the torque relationship between the various rotary elements shown in FIG. 105 and FIG. 102 described above, the power plant according to the present invention is the same as in the case of
また、上述したように左右の被駆動部を駆動する場合、図105に一点鎖線で示す速度共線図から明らかなように、原動機の回転数に対して、回転磁界の回転数を低下させ、第1および第2の回転機の回転数を上昇させるとともに、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を減少させることによって、原動機の動力を無段階に増速して、左右の被駆動部に伝達することができる。逆に、図105に破線で示す速度共線図から明らかなように、原動機の回転数に対して、回転磁界の回転数を上昇させ、第1および第2の回転機の回転数を低下させるとともに、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を増大させることによって、原動機の動力を無段階に減速して、左右の被駆動部に伝達することができる。このため、例えば、原動機が熱機関である場合に、原動機の回転数を、より良好な燃費が得られるように制御できるので、動力装置の効率を高めることができる。 Further, when driving the left and right driven parts as described above, as is apparent from the speed alignment chart shown by the one-dot chain line in FIG. 105, the rotational speed of the rotating magnetic field is reduced with respect to the rotational speed of the prime mover, By increasing the rotation speed of the first and second rotating machines and decreasing the first and second rotating machine torques TM1 and TM2, the power of the prime mover is increased steplessly to drive the left and right driven Can be transmitted to the part. Conversely, as is apparent from the speed collinear diagram shown by the broken line in FIG. 105, the rotational speed of the rotating magnetic field is increased with respect to the rotational speed of the prime mover, and the rotational speeds of the first and second rotating machines are decreased. At the same time, by increasing the first and second rotating machine torques TM1 and TM2, the power of the prime mover can be decelerated steplessly and transmitted to the left and right driven parts. For this reason, for example, when the prime mover is a heat engine, the number of revolutions of the prime mover can be controlled so that better fuel consumption can be obtained, so that the efficiency of the power plant can be increased.
なお、これまでに述べた動作例は、第2および第4の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されている場合の例であるが、これとは逆に、第4および第2の要素が左右の被駆動部にそれぞれ連結されている場合にも、同様の動作が行われることはもちろんである。また、本発明による動力装置は、これまでに述べた動作に限らず、他の様々な動作によって、左右の被駆動部を駆動することができる。 The operation examples described so far are examples in which the second and fourth elements are connected to the left and right driven parts, respectively, but on the contrary, the fourth and second elements Of course, the same operation is also performed when each is connected to the left and right driven parts. Moreover, the power plant according to the present invention can drive the left and right driven parts not only with the operations described so far but also with various other operations.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載の動力装置1B、1Cにおいて、差動装置は、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1メンバ(第1サンギヤS1)、第2メンバ(第1キャリアC1)および第3メンバ(第1リングギヤR1)を有する第1差動装置(第1遊星歯車装置PS1)と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第4メンバ(第3リングギヤR3)、第5メンバ(第3キャリアC3)および第6メンバ(第3サンギヤS3)を有する第2差動装置(第3遊星歯車装置PS3)と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第7メンバ(第2リングギヤR2)、第8メンバ(第2キャリアC2)および第9メンバ(第2サンギヤS2)を有する第3差動装置(第2遊星歯車装置PS2)と、を有し、第1要素は、第1メンバで構成され、第2要素は、第2および第4のメンバで構成され、第3要素は、第3、第5および第7のメンバで構成され、第4要素は、第6および第8のメンバで構成され、第5要素は、第9メンバで構成されていることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the
この構成によれば、請求項2と同様、第1〜第3の差動装置の第1〜第9のメンバによって、差動装置の第1〜第5の要素を適切に構成することができる。 According to this configuration, similarly to the second aspect, the first to fifth elements of the differential device can be appropriately configured by the first to ninth members of the first to third differential devices. .
請求項8に係る発明は、請求項6または7に記載の動力装置1B、1Cにおいて、充電および放電可能に構成され、第1〜第3の回転機11、21、80、91に電気的に接続された蓄電装置(バッテリ44)をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、充電および放電可能な蓄電装置が、第1〜第3の回転機に電気的に接続されている。このため、例えば、原動機の最良燃費が得られる動力に対して、左右の被駆動部の駆動に必要な動力が小さいときに、原動機の動力を最良燃費が得られるように制御するとともに、原動機の余剰の動力を電力として蓄電装置に充電することが可能になる。逆に、原動機の最良燃費が得られる動力に対して、左右の被駆動部の駆動に必要な動力が大きいときに、原動機の動力を最良燃費が得られるように制御するとともに、動力の不足を、上記の蓄電装置に充電した電力を第1および第2の回転機に供給することにより補うことが可能になる。以上により、原動機の最良燃費を得ることができ、したがって、動力装置の効率をより一層、高めることができる。 According to this configuration, the chargeable and dischargeable power storage device is electrically connected to the first to third rotating machines. For this reason, for example, when the power required for driving the left and right driven parts is small relative to the power that provides the best fuel consumption of the prime mover, the power of the prime mover is controlled so as to obtain the best fuel consumption. It is possible to charge the power storage device using surplus power as electric power. Conversely, when the power required to drive the left and right driven parts is large relative to the power that provides the best fuel efficiency of the prime mover, the power of the prime mover is controlled so that the best fuel consumption is obtained, and the lack of power is reduced. It becomes possible to compensate by supplying the electric power charged in the power storage device to the first and second rotating machines. As described above, the best fuel efficiency of the prime mover can be obtained, and therefore the efficiency of the power plant can be further improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態による動力装置1を、これを適用した車両Vとともに概略的に示している。この車両Vは、駆動輪としての左右の前輪WFL,WFRと、従動輪としての左右の後輪WRL,WRRを有しており、車両Vでは、ハンドル(図示せず)の回転に伴い、左右の前輪WFL,WFRの向きが変化することによって、左右方向への旋回が行われる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a
この動力装置1は、これらの左右の前輪WFL,WFRを駆動するためのものであり、図2および図4に示すように、駆動源としての内燃機関(以下「エンジン」という)3、第1回転機11および第2回転機21と、第3回転機31と、動力を伝達するための第1遊星歯車装置PS1、第2遊星歯車装置PS2、第3遊星歯車装置PS3、および第4遊星歯車装置PS4と、エンジン3や第1〜第3の回転機11〜31の動作を制御するためのECU2を備えている。このエンジン3は、ガソリンエンジンであり、動力を出力するためのクランク軸3aを有している。なお、図2および後述する他の図面では、断面を示す部分のハッチングを適宜、省略するものとする。
This
上記の第1回転機11は、一般的な1ロータタイプの3相ブラシレスDCモータであり、複数の鉄芯やコイルなどで構成されたステータ12と、複数の磁石などで構成されたロータ13とを有している。このステータ12は、回転磁界を発生可能に構成されており、不動のケースCAに固定されている。上記のロータ13は、ステータ12に対向するように配置され、回転自在になっている。以上の構成の第1回転機11では、ステータ12に電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴って、供給された電力は、動力に変換され、ロータ13に出力される。また、ロータ13に動力が入力されると、この動力は、電力に変換され(発電)、ステータ12に出力されるとともに、回転磁界が発生する。
The first
また、ロータ13には、中空の回転軸14が同軸状に一体に設けられている。さらに、図3に示すように、ステータ12は、第1パワードライブユニット(以下「第1PDU」という)41を介して、充電・放電可能なバッテリ44に電気的に接続されている。この第1PDU41は、インバータなどの電気回路で構成されている。さらに、図4に示すように、第1PDU41には、ECU2が電気的に接続されている。ECU2は、第1PDU41を制御することによって、第1回転機11のステータ12に供給する電力と、ステータ12で発電する電力と、第1回転機11のロータ13の回転数(以下「第1回転機回転数」という)NM1を制御する。
The
また、第2および第3の回転機21,31も、第1回転機11と同様、一般的な1ロータタイプの3相ブラシレスDCモータであり、前者21はステータ22およびロータ23を、後者31はステータ32およびロータ33を、それぞれ有している。これらのステータ22、32およびロータ23、33は、第1回転機11のそれと同様に構成されている。さらに、第2回転機21は、第1回転機11と同様、ステータ22に供給された電力を動力に変換し、ロータ23に出力する機能と、ロータ23に入力された動力を電力に変換し、ステータ22に出力する機能を有している。また、第3回転機31も、第1回転機11と同様、ステータ32に供給された電力を動力に変換し、ロータ33に出力する機能と、ロータ33に入力された動力を電力に変換し、ステータ32に出力する機能を有している。
Similarly to the first rotating
また、ロータ23は、第1回転機11のロータ13と同軸状に配置されており、ロータ23には、回転軸24が同軸状に一体に設けられている。ロータ33は、クランク軸3aと同軸状に配置されており、ロータ33には、中空の回転軸34が同軸状に一体に設けられている。さらに、ステータ22および32は、第2パワードライブユニット(以下「第2PDU」という)42および第3パワードライブユニット(以下「第3PDU」という)43をそれぞれ介して、バッテリ44に電気的に接続されている。これらの第2および第3のPDU42,43は、第1PDU41と同様、インバータなどの電気回路で構成されている。また、第2PDU42には、ECU2が電気的に接続されている。ECU2は、第2PDU42を制御することによって、第2回転機21のステータ22に供給する電力と、ステータ22で発電する電力と、第2回転機21のロータ23の回転数(以下「第2回転機回転数」という)NM2を制御する。
Further, the
また、第3PDU43には、第1および第2のPDU41,42とECU2が電気的に接続されている。すなわち、第1回転機11のステータ12と第3回転機31のステータ32は、互いに電気的に接続されており、第2回転機21のステータ22と第3回転機31のステータ32は、互いに電気的に接続されている。ECU2は、第3PDU43を制御することによって、第3回転機31のステータ32に供給する電力と、ステータ32で発電する電力と、第3回転機31のロータ33の回転数(以下「第3回転機回転数」という)NM3を制御する。
In addition, the first and
前述した第1遊星歯車装置PS1は、一般的なシングルピニオンタイプのものであり、第1サンギヤS1と、第1サンギヤS1の外周に設けられた第1リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合う複数の第1プラネタリギヤP1と、これらの第1プラネタリギヤP1を回転自在に支持する第1キャリアC1を有している。第1サンギヤS1の歯数に対する第1リングギヤR1の歯数の比(第1リングギヤR1の歯数/第1サンギヤS1の歯数、以下「第1ギヤ比G1」という)は、所定値に設定されている。周知のように、これらの第1サンギヤS1、第1キャリアC1および第1リングギヤR1は、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成されている。 The first planetary gear device PS1 described above is of a general single pinion type, and meshes with the first sun gear S1, the first ring gear R1 provided on the outer periphery of the first sun gear S1, and both the gears S1, R1. A plurality of first planetary gears P1 and a first carrier C1 that rotatably supports these first planetary gears P1 are provided. The ratio of the number of teeth of the first ring gear R1 to the number of teeth of the first sun gear S1 (the number of teeth of the first ring gear R1 / the number of teeth of the first sun gear S1, hereinafter referred to as “first gear ratio G1”) is set to a predetermined value. Has been. As is well known, the first sun gear S1, the first carrier C1, and the first ring gear R1 can transmit power to each other and rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed during power transmission. These are arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between their rotational speeds.
また、第1サンギヤS1、第1リングギヤR1および第1キャリアC1は、前述した回転軸14と同軸状に配置されている。第1サンギヤS1は、回転軸14に一体に設けられ、それにより、第1回転機11のロータ13に機械的に直結されており、ロータ13と一体に回転自在になっている。第1キャリアC1は、左駆動軸DSLに一体に設けられており、この左駆動軸DSLや減速ギヤ(図示せず)を介して、左前輪WFLに機械的に連結されている。さらに、左駆動軸DSLは、回転軸14と同軸状に配置されており、回転軸14に回転自在に嵌合している。なお、本明細書において、「直結」とは、ギヤなどの変速機構を用いずに各種の要素を連結することをいう。
Further, the first sun gear S1, the first ring gear R1, and the first carrier C1 are arranged coaxially with the
第2遊星歯車装置PS2は、第1遊星歯車装置PS1と同様に構成されており、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合う複数の第2プラネタリギヤP2と、これらの第2プラネタリギヤP2を回転自在に支持する第2キャリアC2を有している。また、第3遊星歯車装置PS3も、第1遊星歯車装置PS1と同様に構成されており、第3サンギヤS3と、第3リングギヤR3と、両ギヤS3,R3に噛み合う複数の第3プラネタリギヤP3と、これらの第3プラネタリギヤP3を回転自在に支持する第3キャリアC3を有している。さらに、第4遊星歯車装置PS4も、第1遊星歯車装置PS1と同様に構成されており、第4サンギヤS4と、第4リングギヤR4と、両ギヤS4,R4に噛み合う複数の第4プラネタリギヤP4と、これらの第4プラネタリギヤP4を回転自在に支持する第4キャリアC4を有している。 The second planetary gear device PS2 is configured in the same manner as the first planetary gear device PS1, and includes a second sun gear S2, a second ring gear R2, a plurality of second planetary gears P2 meshing with both gears S2 and R2, and these The second planetary gear P2 has a second carrier C2 that rotatably supports the second planetary gear P2. The third planetary gear unit PS3 is also configured in the same manner as the first planetary gear unit PS1, and includes a third sun gear S3, a third ring gear R3, and a plurality of third planetary gears P3 that mesh with both gears S3 and R3. The third planetary gear P3 has a third carrier C3 that rotatably supports the third planetary gear P3. Further, the fourth planetary gear unit PS4 is configured in the same manner as the first planetary gear unit PS1, and includes a fourth sun gear S4, a fourth ring gear R4, and a plurality of fourth planetary gears P4 meshing with both the gears S4 and R4. The fourth planetary gear P4 has a fourth carrier C4 that rotatably supports the fourth planetary gear P4.
これらの第2〜第4の遊星歯車装置PS2〜PS4は、第1遊星歯車装置PS1と同じ機能を有している。また、第2サンギヤS2の歯数に対する第2リングギヤR2の歯数の比(第2リングギヤR2の歯数/第2サンギヤS2の歯数、以下「第2ギヤ比G2」という)は、第1遊星歯車装置PS1の第1ギヤ比G1と同様、所定値に設定されており、このことは、第3および第4の遊星歯車装置PS3,PS4についても同様である。以下、第3サンギヤS3の歯数に対する第3リングギヤR3の歯数の比(第3リングギヤR3の歯数/第3サンギヤS3の歯数)を、「第3ギヤ比G3」といい、第4サンギヤS4の歯数に対する第4リングギヤR4の歯数の比(第4リングギヤR4の歯数/第4サンギヤS4の歯数)を、「第4ギヤ比G4」という。 These second to fourth planetary gear devices PS2 to PS4 have the same functions as the first planetary gear device PS1. The ratio of the number of teeth of the second ring gear R2 to the number of teeth of the second sun gear S2 (the number of teeth of the second ring gear R2 / the number of teeth of the second sun gear S2, hereinafter referred to as “second gear ratio G2”) is Like the first gear ratio G1 of the planetary gear device PS1, it is set to a predetermined value, and this is the same for the third and fourth planetary gear devices PS3 and PS4. Hereinafter, the ratio of the number of teeth of the third ring gear R3 to the number of teeth of the third sun gear S3 (the number of teeth of the third ring gear R3 / the number of teeth of the third sun gear S3) is referred to as “third gear ratio G3”. The ratio of the number of teeth of the fourth ring gear R4 to the number of teeth of the sun gear S4 (number of teeth of the fourth ring gear R4 / number of teeth of the fourth sun gear S4) is referred to as “fourth gear ratio G4”.
また、第2および第3のサンギヤS2,S3、第2および第3のリングギヤR2,R3、ならびに、第2および第3のキャリアC2,C3は、前述した回転軸24と同軸状に配置されている。第2サンギヤS2は、回転軸24に一体に設けられ、それにより、第2回転機21のロータ23に機械的に直結されており、ロータ23と一体に回転自在になっている。第2キャリアC2は、右駆動軸DSRに一体に設けられており、この右駆動軸DSRや減速ギヤ(図示せず)を介して、右前輪WFRに機械的に連結されている。さらに、右駆動軸DSRは、回転軸24と同軸状に配置されており、回転軸24に回転自在に嵌合している。
The second and third sun gears S2 and S3, the second and third ring gears R2 and R3, and the second and third carriers C2 and C3 are arranged coaxially with the
また、第2キャリアC2および第3サンギヤS3は、回転軸5に一体に設けられており、互いに一体に回転自在になっている。第1リングギヤR1および第3キャリアC3は、筒状の連結部6に一体に設けられており、第2リングギヤR2および第3キャリアC3は、筒状の連結部7に一体に設けられている。これにより、第1および第2のリングギヤR1,R2と第3キャリアC3は、一体に回転自在になっている。さらに、この連結部7の外周面には、ギヤ7aが形成されており、このギヤ7aは、回転自在のアイドラギヤ8に噛み合っている。第1キャリアC1および第3リングギヤR3は、筒状の連結部9に一体に設けられている。
Further, the second carrier C2 and the third sun gear S3 are provided integrally with the
また、第4サンギヤS4は、前述した回転軸34に同軸状に一体に設けられ、それにより、第3回転機31のロータ33に機械的に直結されており、ロータ33と一体に回転自在になっている。第4キャリアC4は、フライホイール(図示せず)を介して、エンジン3のクランク軸3aに同軸状に直結されており、クランク軸3aと一体に回転自在になっている。さらに、第4リングギヤR4の外周面には、ギヤRGが形成されており、このギヤRGは、上記のアイドラギヤ8に噛み合っている。以上のように、第4リングギヤR4は、第1および第2のリングギヤR1,R2と第3キャリアC3に機械的に連結されている。
The fourth sun gear S4 is coaxially and integrally provided on the
また、図4に示すように、ECU2には、クランク角センサ51から、クランク軸3aのクランク角度位置を表す検出信号が出力される。ECU2は、このクランク角度位置に基づいて、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。さらに、ECU2には、第1回転角センサ52、第2回転角センサ53および第3回転角センサ54からそれぞれ、第1、第2および第3の回転機11,21,31のロータ13,23,33の回転角度位置を表す検出信号が出力される。ECU2は、検出されたロータ11,23,33の回転角度位置に基づいて、第1〜第3の回転機回転数NM1,NM2,NM3をそれぞれ算出する。
As shown in FIG. 4, the
また、ECU2には、左前輪回転数センサ55および右前輪回転数センサ56からそれぞれ、左右の前輪WFL,WFRの回転数(以下、それぞれ「左前輪回転数NWFL」「右前輪回転数NWFR」という)を表す検出信号が、出力される。さらに、ECU2には、左後輪回転数センサ57および右後輪回転数センサ58からそれぞれ、左右の後輪WRL,WRRの回転数(以下、それぞれ「左後輪回転数NWRL」「右後輪回転数NWRR」という)を表す検出信号が、出力される。ECU2は、検出された左右の後輪回転数NWRL,NWRRに基づき、車両Vの速度(以下「車速」という)を算出する。
Further, the
また、ECU2には、操舵角センサ59から車両Vのハンドルの操舵角θstを表す検出信号が、ヨーレートセンサ60から車両Vのヨーレートγを表す検出信号が、出力される。さらに、ECU2には、電流電圧センサ61から、バッテリ44に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が出力される。ECU2は、この検出信号に基づいて、バッテリ44の充電状態を算出する。また、ECU2には、アクセル開度センサ62から、車両Vのアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量であるアクセル開度APを表す検出信号が、ブレーキセンサ63から、車両Vのブレーキペダル(図示せず)の踏み込み量であるブレーキペダル踏込量BPを表す検出信号が、出力される。
Further, the
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどから成るマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ51〜63からの検出信号に応じ、エンジン3および第1〜第3の回転機11〜31の動作を制御する。これにより、動力装置1の各種の動作が行われる。
The
図5(a)は、前述した第1サンギヤS1、第1キャリアC1および第1リングギヤR1の間の回転数の関係の一例を、第3サンギヤS3、第3キャリアC3および第3リングギヤR3の間の回転数の関係の一例とともに示している。これらの回転要素の間の回転数の関係は、前述した第1および第3の遊星歯車装置PS1,PS3の間の連結関係から、例えば、図5(b)に示す1つの速度共線図で表される。同図に示すように、第1および第3の遊星歯車装置PS1、PS3の間の連結によって、互いに回転数が共線関係にある4つの回転要素が構成される。 FIG. 5A shows an example of the rotational speed relationship among the first sun gear S1, the first carrier C1 and the first ring gear R1 described above, between the third sun gear S3, the third carrier C3 and the third ring gear R3. It shows with an example of the relationship of the rotation speed of. The rotational speed relationship between these rotating elements is, for example, one speed collinear diagram shown in FIG. 5B from the connection relationship between the first and third planetary gear devices PS1 and PS3. expressed. As shown in the figure, the connection between the first and third planetary gear devices PS1 and PS3 constitutes four rotating elements whose rotational speeds are collinear with each other.
また、図6(a)は、上記の4つの回転要素の間の回転数の関係の一例を、第2サンギヤS2、第2キャリアC2および第2リングギヤR2の間の回転数の関係の一例とともに示している。これらの回転要素の間の回転数の関係は、前述した第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3の間の連結関係から、例えば、図6(b)に示す1つの速度共線図で表される。同図に示すように、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3の間の連結によって、互いに回転数が共線関係にある5つの回転要素が構成される。以上の構成により、これらの5つの回転要素は、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転する。以下、これらの5つの回転要素のうち、第1サンギヤS1で構成される回転要素を「第1要素」、第1キャリアC1および第3リングギヤR3で構成される回転要素を「第2要素」といい、第1リングギヤR1、第2リングギヤR2および第3キャリアC3で構成される回転要素を「第3要素」という。また、第2キャリアC2および第3サンギヤS3で構成される回転要素を「第4要素」、第2サンギヤS2で構成される回転要素を「第5要素」という。 FIG. 6A shows an example of the rotational speed relationship between the four rotating elements, together with an exemplary rotational speed relationship between the second sun gear S2, the second carrier C2, and the second ring gear R2. Show. The rotational speed relationship between these rotating elements is, for example, one speed collinear diagram shown in FIG. 6B from the connection relationship between the first to third planetary gear devices PS1 to PS3 described above. expressed. As shown in the figure, five rotating elements whose rotational speeds are collinear with each other are configured by connection between the first to third planetary gear devices PS1 to PS3. With the above configuration, these five rotating elements can transmit power to each other, and rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between the powers during transmission. Hereinafter, among these five rotating elements, the rotating element constituted by the first sun gear S1 is referred to as “first element”, and the rotating element constituted by the first carrier C1 and the third ring gear R3 is referred to as “second element”. A rotation element constituted by the first ring gear R1, the second ring gear R2, and the third carrier C3 is referred to as a “third element”. Further, the rotating element constituted by the second carrier C2 and the third sun gear S3 is referred to as “fourth element”, and the rotating element constituted by the second sun gear S2 is referred to as “fifth element”.
さらに、前述したように、第1サンギヤS1すなわち第1要素は、第1回転機11のロータ12に直結されており、第1要素の回転数と第1回転機回転数NM1は、互いに等しい。また、第1キャリアC1および第3リングギヤR3、すなわち第2要素は、左前輪WFLに連結されており、第2要素の回転数と左前輪回転数NWFLは、前述した減速ギヤによる変速を無視すれば、互いに等しい。さらに、第1リングギヤR1、第3キャリアC3および第2リングギヤR2、すなわち第3要素は、第4リングギヤR4に連結されており、第3要素の回転数と第4リングギヤR4の回転数は、前述したギヤRGおよび7aによる変速を無視すれば、互いに等しい。また、第2キャリアC2および第3サンギヤS3、すなわち第4要素は、右前輪WFRに連結されており、第4要素の回転数と右前輪回転数NWFRは、前述した減速ギヤによる変速を無視すれば、互いに等しい。さらに、第2サンギヤS2すなわち第5要素は、第2回転機21のロータ22に直結されており、第5要素の回転数と第2回転機回転数NM2は、互いに等しい。
Furthermore, as described above, the first sun gear S1, that is, the first element is directly connected to the
また、第4サンギヤS4は、第3回転機31のロータ33に直結されており、第4サンギヤS4の回転数と第3回転機回転数NM3は、互いに等しい。さらに、第4キャリアC4は、クランク軸3aに直結されており、第4キャリアC4の回転数とエンジン回転数NEは、互いに等しい。以上のように、第3要素は、第4リングギヤR4および第4キャリアC4を介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。また、第3回転機31のロータ33は、第4サンギヤS4および第4キャリアC4を介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。
The fourth sun gear S4 is directly connected to the
以上から、第1〜第5の要素の回転数と、第4サンギヤS4、第4キャリアC4および第4リングギヤR4の回転数と、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと、第1〜第3の回転機回転数NM1〜NM3と、エンジン回転数NEの関係は、例えば図7のように表される。以下、この図7に示すような速度共線図を用いて、動力装置1の動作について説明する。なお、同図および後述する他の速度共線図では、前述した図102に示す速度共線図と同様、値0を示す横線に交わる縦線は、各パラメータの回転数を表すためのものであり、この横線から縦線上の白丸までの距離が、各パラメータの回転数に相当する。同図および後述する他の速度共線図では、便宜上、この白丸の付近に各パラメータの回転数の符号を表記するとともに、正転方向を「+」で、逆転方向を「−」で、それぞれ表記している。また、以下の説明では、前述した減速ギヤ、ギヤRGおよび7aによる変速や、各ギヤにおける損失などはないものとする。
From the above, the rotational speeds of the first to fifth elements, the rotational speeds of the fourth sun gear S4, the fourth carrier C4 and the fourth ring gear R4, the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR, and the first to third The relationship between the rotating machine speeds NM1 to NM3 and the engine speed NE is expressed as shown in FIG. 7, for example. Hereinafter, the operation of the
動力装置1の動作モードには、「停車中ENG始動モード」「ENG発進モード」「ENG直進モード」「ENG旋回モード」「ENG後進モード」「減速運転モード」「EV発進モード」「EV走行中ENG始動モード」および「EV後進モード」が含まれる。以下、これらの動作モードについて、停車中ENG始動モードから順に説明する。
The operation mode of the
・停車中ENG始動モード
この停車中ENG始動モードは、車両Vの停止中に、エンジン3を始動する動作モードである。停車中ENG始動モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図8のように表される。停車中ENG始動モードでは、エンジン3のクランク軸3aを正転させるために、バッテリ44から第3回転機31に電力を供給し、そのロータ33を第4サンギヤS4とともに正転させる。
-Stop ENG start mode This stop ENG start mode is an operation mode for starting the
この場合、図8から明らかなように、電力供給に伴って発生した第3回転機31の出力トルク(以下「第3回転機トルク」という)TM3は、第4キャリアC4に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第4リングギヤR4や、第1要素、第3要素、第5要素、左右の前輪WFL,WFRを逆転させるように作用する。このため、図8に示すように、そのような左右の前輪WFL,WFRの逆転を防止すべく、左右の前輪WFL,WFRを静止状態に保持するために、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給し、第1および第2の回転機11,21の出力トルク(以下、それぞれ「第1回転機トルク」「第2回転機トルク」という)TM1,TM2を、第1および第5の要素の逆転を阻止するように発生させる。
In this case, as is apparent from FIG. 8, the output torque TM3 of the third rotating machine 31 (hereinafter referred to as “third rotating machine torque”) TM3 generated along with the power supply is generated by the
これにより、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第1および第5の要素にそれぞれ伝達され、さらに、第3要素を介して第4リングギヤR4に伝達され、第4リングギヤR4の逆転を阻止するように作用する。第3回転機トルクTM3は、第4リングギヤR4に伝達されたトルク(以下「第4リングギヤ伝達トルク」という)TR4を反力として、クランク軸3aに伝達され、その結果、クランク軸3aが正転する。図8において、T3Tは、第3要素に伝達されるトルク(以下「第3要素伝達トルク」という)であり、TCRKは、クランク軸3aに伝達されるトルクである。
Thus, the first and second rotating machine torques TM1 and TM2 are transmitted to the first and fifth elements, respectively, and further transmitted to the fourth ring gear R4 via the third element, and the fourth ring gear R4 Acts to prevent reversal. The third rotating machine torque TM3 is transmitted to the
また、停車中ENG始動モードでは、第3回転機回転数NM3は、エンジン回転数NEがエンジン3の始動に適した所定の始動時用回転数NSTになるように、制御される。具体的には、この場合、第4サンギヤS4の回転数が第3回転機回転数NM3と等しいことと、第4キャリアC4の回転数がエンジン回転数NEと等しいことと、第4リングギヤR4の回転数が値0になることから、第3回転機回転数NM3は、次式(3)が成立するように制御される。
NM3=(G4+1)NST ……(3)
In the stopped ENG start mode, the third rotating machine speed NM3 is controlled so that the engine speed NE becomes a predetermined start speed NST suitable for starting the
NM3 = (G4 + 1) NST (3)
以上により、停車中ENG始動モードでは、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが値0に、エンジン回転数NEが始動時用回転数NSTに、それぞれ制御される。その状態で、検出されたクランク角度位置に応じ、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグ(いずれも図示せず)の点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。このように、停車中ENG始動モードでは、エンジン回転数NEを始動に適した始動時用回転数NSTに制御した状態で、エンジン3を始動することができるので、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。また、エンジン3の始動に伴って、左右の前輪WFL,WFRを駆動することがなく、両者WFL,WFRを静止状態に保持することができる。
As described above, in the stopped ENG start mode, the left and right front wheel speeds NWFL and NWFR are controlled to the
・ENG発進モード
このENG発進モードは、エンジン3の動力を用いて、停車中の車両Vを発進させる動作モードである。ENG発進モードでは、エンジン3のスロットル弁や燃料噴射弁を制御することにより、エンジン3に吸入される混合気を制御することによって、エンジン3の動力を増大させる。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行い、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給するとともに、それらのロータ13,23を正転させる。ENG発進モードの開始時における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図9のように表される。同図において、TWLTおよびTWRTはそれぞれ、左右の前輪WFL,WFRに伝達されるトルク(以下、それぞれ「左前輪伝達トルクTWLT」「右前輪伝達トルクTWRT」という)である。
ENG start mode This ENG start mode is an operation mode in which the stopped vehicle V is started using the power of the
図9に示すように、ENG発進モードの開始時、左右の前輪WFL,WFRのフリクションが第3回転機31のフリクションよりも大きいため、第4リングギヤR4の回転数が左右の前輪回転数NWFL,NWFRとともに値0の状態になるとともに、第3回転機31のロータ33が正転する。このため、上記の第3回転機31での発電に伴って発生した第3回転機31の制動トルク(以下「第3回転機発電トルク」という)TG3は、ロータ33とともに正転する第4サンギヤS4の回転数を低下させるように作用する。
As shown in FIG. 9, since the friction of the left and right front wheels WFL, WFR is larger than the friction of the third
また、エンジン3から第4キャリアC4に伝達されたトルク(以下「第4キャリア伝達トルク」という)TC4は、第3回転機発電トルクTG3を反力として、第4リングギヤR4に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。換言すれば、第4キャリア伝達トルクTC4は、第3回転機31と第4リングギヤR4に分配される。また、第1および第2の回転機11,21への電力供給に伴い、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2が、第1および第5の要素にそれぞれ伝達される。さらに、エンジン3から第3要素に上記のように伝達された第3要素伝達トルクT3Tは、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機トルクTM1,TM2とともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
Further, torque (hereinafter referred to as “fourth carrier transmission torque”) TC4 transmitted from the
この場合、第3回転機31で発電する電力を制御することによって、第3回転機発電トルクTG3を漸増させるとともに、第3回転機回転数NM3を低下させる。第4遊星歯車装置PS4の機能から明らかなように、上記のように第3回転機発電トルクTG3を漸増させることによって、エンジン3から第4リングギヤR4を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTが、漸増する。また、上記のように第3回転機回転数NM3を低下させることによって、エンジン3から第3回転機31に伝達される動力が低下し、第4リングギヤR4を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力が増大する。
In this case, by controlling the electric power generated by the third
以上の結果、図10に示すように、左右の前輪WFL,WFRが駆動され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、車両Vが前方に発進する。以上のように、ENG発進モードでは、第3回転機31での発電電力を制御することによって、エンジン3から左右の前輪WFL,WFRに伝達されるトルクを漸増させることができるので、左右の前輪WFL,WFRからエンジン3に急激に大きな負荷が作用するのを防止でき、エンジンストールを発生させることなく、車両Vを発進させることができる。したがって、車両Vの発進用の発進クラッチが不要になる。
As a result, as shown in FIG. 10, the left and right front wheels WFL, WFR are driven, the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR rise in the forward rotation direction, and the vehicle V starts forward. As described above, in the ENG start mode, the torque transmitted from the
また、ENG発進モード中、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが互いに等しくなるように制御されるとともに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御される。この要求トルクTREQは、車両Vに要求されるトルクであり、算出された車速と検出されたアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。以上により、ENG発進モード中、車両Vの良好な直進性を得ることができる。さらに、第3回転機回転数NM3は、エンジン回転数NEに応じて制御される。以下、この場合における第1〜第3の回転機11〜31の制御について、具体的に説明する。
Further, during the ENG start mode, the first and second rotating machine rotational speeds NM1, NM2 are controlled so that the left and right front wheel rotating speeds NWFL, NWFR are equal to each other, and the first and second
上述したように左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するので、両者を代表して、左前輪回転数NWFLを用いると、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと共線関係にあるため、次式(4)が成立するように制御される。
NM1=NM2=NWFL ……(4)
As described above, the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other. Therefore, if the left front wheel rotation speed NWFL is used as a representative of both, the first and second rotating machine rotation speeds NM1 and NM2 are used. Is in a collinear relationship with the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR, and is controlled so that the following expression (4) is established.
NM1 = NM2 = NWFL (4)
また、図10から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、次式(5)で表される。
(G2・G3+G3+1+G1)TM1+(G2・G3+G3+1)TWLT
+(G2・G3+G3)T3T+G2・G3・TWRT=0 ……(5)
As is clear from FIG. 10, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the following equation (5).
(G2 · G3 + G3 + 1 + G1) TM1 + (G2 · G3 + G3 + 1) TWLT
+ (G2 / G3 + G3) T3T + G2 / G3 / TWRT = 0 (5)
この場合、前述したように、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、次式(6)が得られる。
TWLT=TWRT=TREQ/2 ……(6)
また、第4リングギヤ伝達トルクTR4が第3要素に伝達されることと、第4サンギヤS4に第3回転機発電トルクTG3が伝達されることから、第3要素伝達トルクT3Tは次式(7)で表される。
T3T=−TR4=−G4・TG3 ……(7)
In this case, as described above, since the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, the following equation (6) is obtained.
TWLT = TWRT = TREQ / 2 (6)
Further, since the fourth ring gear transmission torque TR4 is transmitted to the third element and the third rotating machine power generation torque TG3 is transmitted to the fourth sun gear S4, the third element transmission torque T3T is expressed by the following equation (7). It is represented by
T3T = −TR4 = −G4 · TG3 (7)
これらの式(5)〜(7)から、第1回転機トルクTM1は次式(8)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(8)が成立するように制御される。
TM1=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2-(G2・G3+G3)G4・TG3}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(8)
From these formulas (5) to (7), the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following formula (8). Accordingly, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ / 2- (G2, G3 + G3) G4, TG3} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (8)
さらに、図10から明らかなように、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、次式(9)で表される。
(G1+1+G3+G2・G3)TM2+(G1+1+G3)TWRT
+(G1+1)T3T+G1・TWLT=0 ……(9)
上記の式(6)、(7)および(9)から、第2回転機トルクTM2は次式(10)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(10)が成立するように制御される。
TM2=-{(2・G1+1+G3)TREQ/2-(G1+1)G4・TG3}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(10)
Further, as is apparent from FIG. 10, the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the following equation (9).
(G1 + 1 + G3 + G2 · G3) TM2 + (G1 + 1 + G3) TWRT
+ (G1 + 1) T3T + G1 · TWLT = 0 (9)
From the above formulas (6), (7) and (9), the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following formula (10). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ / 2- (G1 + 1) G4 ・ TG3} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) …… (10)
また、第4リングギヤR4の回転数が左前輪回転数NWFLと、第4キャリアC4の回転数がエンジン回転数NEと、第4サンギヤS4の回転数が第3回転機回転数NM3と、それぞれ等しいことから、第3回転機回転数NM3は次式(11)で表される。したがって、第3回転機回転数NM3は、この式(11)が成立するように制御される。
NM3=(G4+1)NE−G4・NWFL ……(11)
Further, the rotation speed of the fourth ring gear R4 is equal to the left front wheel rotation speed NWFL, the rotation speed of the fourth carrier C4 is equal to the engine rotation speed NE, and the rotation speed of the fourth sun gear S4 is equal to the third rotation machine rotation speed NM3. Therefore, the third rotating machine speed NM3 is expressed by the following equation (11). Therefore, the third rotating machine rotation speed NM3 is controlled so that this equation (11) is established.
NM3 = (G4 + 1) NE-G4 · NWFL (11)
なお、ENG発進モード中、車両Vの緩発進時や下り坂での発進時には、要求トルクTREQが小さいため、第3回転機31で発電した電力の一部を第1および第2の回転機11,21に供給し、残りをバッテリ44に充電する。一方、車両Vの急発進時や上り坂での発進時には、要求トルクTREQが大きいため、第3回転機31で発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給する。
In addition, during the ENG start mode, when the vehicle V starts slowly or starts on a downhill, the required torque TREQ is small, so that a part of the power generated by the third
・ENG直進モード
このENG直進モードは、エンジン3の動力を用いて、車両Vを前方に直進させる動作モードであり、上述したENG発進モードや、後述するEV走行中ENG始動モードに続いて選択される。ENG直進モードでは、通常直進モード、充電直進モードおよびアシスト直進モードが、要求動力に応じて選択される。この要求動力は、前述した要求トルクTREQと車速によって定まるものである。以下、これらの運転モードについて、通常直進モードから順に説明する。
ENG straight travel mode This ENG straight travel mode is an operation mode in which the power of the
・通常直進モード
通常直進モードは、要求動力が所定の最良燃費範囲(エンジン3の最良な燃費が得られる動力の範囲)内にあるときに選択される。また、通常直進モードでは、エンジン3のスロットル弁や燃料噴射弁を制御することによって、エンジン3の動力を要求動力になるように制御する。さらに、ENG発進モードと同様、エンジン3から第3回転機31に伝達される動力の一部を用いて発電を行うとともに、発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。
Normal straight-ahead mode The normal straight-ahead mode is selected when the required power is within a predetermined best fuel consumption range (power range in which the best fuel consumption of the
通常直進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図11のように表される。同図から明らかなように、エンジン3の出力トルク(以下「エンジントルク」という)TENGは、第4キャリアC4にすべて伝達され、さらに、第4キャリアC4に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、第3回転機発電トルクTG3を反力として、第4リングギヤR4に伝達される。換言すれば、エンジントルクTENGがすべて、第3回転機31と第4リングギヤR4に分配される。また、エンジン3から第4リングギヤR4に伝達された第4リングギヤ伝達トルクTR4は、第3要素に伝達される。さらに、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、ENG発進モードと同様、エンジン3から上記のように第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotating elements in the normal straight traveling mode is expressed as shown in FIG. 11, for example. As can be seen from the figure, the output torque (hereinafter referred to as “engine torque”) TENG of the
また、通常直進モードでは、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。この目標エンジン回転数NEOBJは、算出された車速および要求トルクTREQに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。このマップでは、目標エンジン回転数NEOBJは、エンジン3の最良の燃費が得られるような値に設定されている。さらに、第1〜第3の回転機11〜31の制御によって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。これにより、車両Vの良好な直進性を得ることができる。また、左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力の和(以下「左右の前輪伝達動力」という)は、エンジン3の動力と等しくなる。
Further, in the normal straight traveling mode, the engine speed NE is controlled to be the target engine speed NEOBJ by controlling the first to third
この場合、第1〜第3の回転機11〜31と第4遊星歯車装置PS4は、無段変速装置として機能し、エンジン3の動力を無段階に変速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達する。以下、第1〜第3の回転機11〜31の制御について、具体的に説明する。
In this case, the first to third
通常直進モードでは、ENG発進モードと同様、上述したように左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するので、両者を代表して、左前輪回転数NWFLを用いると、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、前記式(4)が成立するように制御される。 In the normal straight mode, as in the ENG start mode, the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other as described above. Therefore, if the left front wheel rotation speed NWFL is used as a representative of both, And 2nd rotary machine rotation speed NM1, NM2 is controlled so that said Formula (4) may be materialized.
また、図11から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。さらに、ENG発進モードと同様、前述したように左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、前記式(6)が得られる。また、第4リングギヤ伝達トルクTR4が第3要素に伝達されることと、エンジントルクTENGがすべて、第4サンギヤS4と第4リングギヤR4に分配されることから、第3要素伝達トルクT3Tは次式(12)で表される。
T3T=−TR4=G4・TENG/(1+G4) ……(12)
さらに、エンジン3の動力と左右の前輪伝達動力が互いに等しいので、エンジントルクTENGおよび目標エンジン回転数NEOBJと、要求トルクTREQおよび左前輪回転数NWFLの関係は、次式(13)で表される。
TENG=−TREQ・NWFL/NEOBJ ……(13)
As is clear from FIG. 11, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). Further, as in the ENG start mode, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled so as to be ½ of the required torque TREQ, respectively, as described above, thereby obtaining the equation (6). Further, since the fourth ring gear transmission torque TR4 is transmitted to the third element and all the engine torque TENG is distributed to the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear R4, the third element transmission torque T3T is given by It is represented by (12).
T3T = -TR4 = G4.TENG / (1 + G4) (12)
Furthermore, since the power of the
TENG = -TREQ / NWFL / NEOBJ (13)
これらの式(5)、(6)、(12)および(13)から、第1回転機トルクTM1は次式(14)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(14)が成立するように制御される。
TM1=-TREQ{(2・G2・G3+G3+1)/2-(G2・G3+G3)G4・NWFL/(1+G4)NEOBJ}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(14)
From these formulas (5), (6), (12) and (13), the first rotating machine torque TM1 is represented by the following formula (14). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 = -TREQ {(2, G2, G3 + G3 + 1) / 2- (G2, G3 + G3) G4, NWFL / (1 + G4) NEOBJ}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (14)
また、図11から明らかなように、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(9)で表される。上記の式(6)、(9)、(12)および(13)から、第2回転機トルクTM2は次式(15)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(15)が成立するように制御される。
TM2=-TREQ{(2・G1+1+G3)/2-(G1+1)G4・NWFL/(1+G4)NEOBJ}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(15)
As is clear from FIG. 11, the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (9). From the above formulas (6), (9), (12) and (13), the second rotating machine torque TM2 is represented by the following formula (15). Accordingly, the electric power supplied to the second
TM2 = -TREQ {(2 ・ G1 + 1 + G3) / 2- (G1 + 1) G4 ・ NWFL / (1 + G4) NEOBJ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (15)
さらに、第4リングギヤR4の回転数が左前輪回転数NWFLと、第4キャリアC4の回転数がエンジン回転数NEと、第4サンギヤS4の回転数が第3回転機回転数NM3と、それぞれ等しいことと、上述したようにエンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御することから、第3回転機回転数NM3は次式(16)で表される。したがって、第3回転機回転数NM3は、この式(16)が成立するように制御される。
NM3=(G4+1)NEOBJ−G4・NWFL ……(16)
Further, the rotation speed of the fourth ring gear R4 is equal to the left front wheel rotation speed NWFL, the rotation speed of the fourth carrier C4 is equal to the engine rotation speed NE, and the rotation speed of the fourth sun gear S4 is equal to the third rotation machine rotation speed NM3. Since the engine speed NE is controlled to become the target engine speed NEOBJ as described above, the third rotating machine speed NM3 is expressed by the following equation (16). Therefore, the third rotating machine rotational speed NM3 is controlled so that this equation (16) is established.
NM3 = (G4 + 1) NEOBJ-G4 · NWFL (16)
また、エンジントルクTENGがすべて、第4サンギヤS4と第4リングギヤR4に分配されることから、第3回転機発電トルクTG3とエンジントルクTENGの関係は、次式(17)で表される。
TG3=−TENG/(1+G4) ……(17)
この式(17)と上記の式(13)から、第3回転機発電トルクTG3は次式(18)で表される。したがって、第3回転機31で発電する電力は、この式(18)が成立するように制御される。
TG3=TREQ・NWFL/(1+G4)NEOBJ ……(18)
Further, since all the engine torque TENG is distributed to the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear R4, the relationship between the third rotating machine power generation torque TG3 and the engine torque TENG is expressed by the following equation (17).
TG3 = -TENG / (1 + G4) (17)
From this equation (17) and the above equation (13), the third rotating machine power generation torque TG3 is expressed by the following equation (18). Therefore, the electric power generated by the third
TG3 = TREQ · NWFL / (1 + G4) NEOBJ (18)
以上の第1〜第3の回転機11〜31の制御により、左右の前輪回転数NWFL,NWFRに対して、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NEOBJになるように制御され、ひいては、エンジン3の動力が無段階に変速され、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも高いほど、すなわち、第1〜第3の回転機11〜31と第4遊星歯車装置PS4による増速度合が大きいほど、前記式(4)および(16)から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、より高速側に制御されるとともに、第3回転回転数NM3はより低速側に制御される。また、前記式(14)および(15)から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも高いほど、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、より小さな値に制御される。以上により、図11に一点鎖線で示すように、目標エンジン回転数NEOBJに制御されるエンジン回転数NEに対して、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが無段階に上昇し、エンジン3の動力が無段階に増速された状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
By the control of the first to third
上記とは逆に、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも低いほど、すなわち、第1〜第3の回転機11〜31と第4遊星歯車装置PS4による減速度合が大きいほど、前記式(4)および(16)から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、より低速側に制御されるとともに、第3回転回転数NM3はより高速側に制御される。また、前記式(14)および(15)から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも低いほど、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、より大きな値に制御される。以上により、図11に破線で示すように、目標エンジン回転数NEOBJに制御されるエンジン回転数NEに対して、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが無段階に低下し、エンジン3の動力が無段階に減速された状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
Contrary to the above, the lower the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are lower than the target engine rotational speed NEOBJ, that is, the greater the deceleration by the first to third
なお、上述した第1〜第3の回転機11〜31と第4遊星歯車装置PS4を用いた変速動作は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向が正転方向の場合、すなわち、NM3=(G4+1)NEOBJ−G4・NWFL>0で、NEOBJ>G4・NWFL/(G4+1)が成立している場合に、行われる。
The speed change operation using the first to third
一方、NEOBJ<G4・NWFL/(G4+1)で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まるロータ33の回転方向が逆転方向の場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力を第3回転機31に供給し、ロータ33を逆転させる。この場合にも、第1および第2の回転機11,21で発電する電力や、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2、第3回転機回転数NM3を制御することによって、エンジン3の動力を無段階に変速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。この場合、図11から明らかなように、エンジン3の動力を、より大きく増速した状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。
On the other hand, when NEOBJ <G4 · NWFL / (G4 + 1) and the rotational direction of the
・充電直進モード
この充電直進モードは、次の条件(a)および(b)が成立しているときに選択される。
(a)算出されたバッテリ44の充電状態が第1所定値よりも小さいとき
(b)前述した要求動力が最良燃費範囲よりも小さい側にあるとき
これにより、充電直進モードは、バッテリ44の電力が比較的小さく、過充電にならないときで、かつ、要求動力が、エンジン3の最良な燃費が得られる動力(以下「最良燃費動力」という)よりも小さいときに選択される。以下、充電直進モードにおける動作について、通常直進モードと異なる点を中心に説明する。
-Straight charge mode This straight charge mode is selected when the following conditions (a) and (b) are satisfied.
(A) When the calculated state of charge of the
充電直進モード中、エンジン3の動力を、要求動力よりも大きな最良燃費動力になるように制御する。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行い、発電した電力の一部をバッテリ44に充電するとともに、残りを第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電される。また、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、通常直進モードと同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。この目標エンジントルクTEOBJは、最良燃費動力を目標エンジン回転数NEOBJで除算した値である。
During the straight charge mode, the power of the
以上により、充電直進モード中、左右の前輪伝達動力(左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力の和)は、要求動力と等しくなるとともに、この左右の前輪伝達動力と、バッテリ44に充電される電力(エネルギ)との和は、エンジン3の動力と等しくなる。また、充電直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、前述した図11と同様である。
Thus, during the straight charge mode, the left and right front wheel transmission power (the sum of the power transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR) is equal to the required power, and the left and right front wheel transmission power and the
充電直進モード中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。この場合にも、通常直進モードと同様、エンジントルクTENGがすべて、第4サンギヤS4と第4リングギヤR4に分配されることから、第3回転機発電トルクTG3とエンジントルクTENGの関係は、前記式(17)で表される。このことと、上述したようにエンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、第3回転機発電トルクTG3は、次式(19)で表される。したがって、第3回転機31で発電する電力は、この式(19)が成立するように制御される。
TG3=−TEOBJ/(1+G4) ……(19)
また、通常直進モードと同様、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御することから、第3回転機回転数NM3は、前記式(16)が成立するように制御される。
Specifically, during the straight charge mode, the first to third
TG3 = −TEOBJ / (1 + G4) (19)
Further, since the engine speed NE is controlled so as to become the target engine speed NEOBJ as in the normal straight-ahead mode, the third rotating machine speed NM3 is controlled so that the above equation (16) is satisfied.
さらに、バッテリ44の充電に用いられるトルクを充電トルクTGとすると、第3回転機31で発電した電力の一部を充電し、残りを第1および第2の回転機11,21に供給することから、次式(20)が得られる。
(TG3−TG)NM3=−(TM1+TM2)NWFL ……(20)
Further, assuming that the torque used for charging the
(TG3-TG) NM3 =-(TM1 + TM2) NWFL (20)
また、通常直進モードと同様、図11に示すようなトルクの関係が各種の回転要素の間に成立することと、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTを要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、次式(21)が成立する。
TM1+TM2=−TREQ−T3T ……(21)
さらに、この場合にも、第4リングギヤ伝達トルクTR4が第3要素に伝達されることと、エンジントルクTENGがすべて、第4サンギヤS4と第4リングギヤR4に分配されることから、第3要素伝達トルクT3Tは前記式(12)で表される。このことと、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、第3要素伝達トルクT3Tは、次式(22)で表される。
T3T=−TR4=G4・TEOBJ/(1+G4) ……(22)
これらの式(21)および(22)から、次式(23)が得られる。
TM1+TM2=−TREQ−G4・TEOBJ/(1+G4) ……(23)
Further, as in the normal straight-ahead mode, the torque relationship as shown in FIG. 11 is established between various rotating elements, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are set to ½ of the required torque TREQ. Since it controls, following Formula (21) is materialized.
TM1 + TM2 = −TREQ−T3T (21)
Further, in this case, since the fourth ring gear transmission torque TR4 is transmitted to the third element and all the engine torque TENG is distributed to the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear R4, the third element transmission is performed. The torque T3T is expressed by the above equation (12). Since this and the engine torque TENG are controlled to be the target engine torque TEOBJ, the third element transmission torque T3T is expressed by the following equation (22).
T3T = -TR4 = G4.TEOBJ / (1 + G4) (22)
From these equations (21) and (22), the following equation (23) is obtained.
TM1 + TM2 = −TREQ−G4 · TEOBJ / (1 + G4) (23)
また、以上の式(16)、(19)、(20)および(23)から、充電トルクTGは次式(24)で表される。したがって、バッテリ44に充電される電力は、この式(24)が成立するように制御される。
TG=−(TREQ・NWFL+TEOBJ・NEOBJ)
/{(G4+1)NEOBJ−G4・NWFL} ……(24)
Further, from the above equations (16), (19), (20) and (23), the charging torque TG is expressed by the following equation (24). Therefore, the electric power charged in the
TG =-(TREQ / NWFL + TEOBJ / NEOBJ)
/ {(G4 + 1) NEOBJ-G4 · NWFL} (24)
また、この場合にも、図11に示すようなトルクの関係が各種の回転要素の間に成立することから、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。この式(5)と、第3要素伝達トルクT3Tに関する上記の式(22)と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第1回転機トルクTM1は、次式(25)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(25)が成立するように制御される。
TM1=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2+(G2・G3+G3)G4・TEOBJ/(1+G4)}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(25)
Also in this case, since the torque relationship as shown in FIG. 11 is established between the various rotating elements, the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element The relationship of the transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). Since this equation (5), the above equation (22) relating to the third element transmission torque T3T, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, respectively, The rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (25). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ / 2 + (G2, G3 + G3) G4, TEOBJ / (1 + G4)} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (25)
同様に、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(9)で表される。この式(9)と、第3要素伝達トルクT3Tに関する式(22)と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第2回転機トルクTM2は次式(26)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(26)が成立するように制御される。
TM2=-{(2・G1+1+G3)TREQ/2+(G1+1)G4・TEOBJ/(1+G4)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(26)
また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。
Similarly, the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (9). Since the equation (9), the equation (22) relating to the third element transmission torque T3T, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, the second rotating machine The torque TM2 is expressed by the following equation (26). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ / 2 + (G1 + 1) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (26)
Further, the first and second rotating machine rotation speeds NM1, NM2 are controlled so that the above-described expression (4) is established, as in the normal straight traveling mode.
なお、上述した充電直進モード中における第1〜第3の回転機11〜31の制御は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向が正転方向の場合、すなわち、NM3=(G4+1)NEOBJ−G4・NWFL>0で、NEOBJ>G4・NWFL/(G4+1)が成立している場合に、行われる。
Note that the control of the first to third
一方、NEOBJ<G4・NWFL/(G4+1)で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まるロータ33の回転方向が逆転方向の場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力の一部をバッテリ44に充電し、残りを第3回転機31に供給し、ロータ33を逆転させる。この場合にも、エンジン3の動力が最良燃費動力に制御され、エンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電されるとともに、要求動力と同じ大きさの動力が左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
On the other hand, when NEOBJ <G4 · NWFL / (G4 + 1) and the rotational direction of the
・アシスト直進モード
このアシスト直進モードは、次の条件(c)および(d)が成立しているときに選択される。
(c)バッテリ44の充電状態が第2所定値(<第1所定値)よりも大きいとき
(d)要求動力が最良燃費範囲よりも大きい側にあるとき
これにより、アシスト直進モードは、バッテリ44の電力が十分にあり、過放電にならないときで、かつ、要求動力がエンジン3の最良燃費動力よりも大きいときに選択される。以下、アシスト直進モードにおける動作について、通常直進モードと異なる点を中心に説明する。
Assist straight travel mode This assist straight travel mode is selected when the following conditions (c) and (d) are satisfied.
(C) When the state of charge of the
アシスト直進モード中、エンジン3の動力を、要求動力よりも小さな最良燃費動力になるように制御する。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力に加え、バッテリ44の電力を、第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給によって補われる。また、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
During the assist straight-ahead mode, the power of the
以上により、アシスト直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、バッテリ44からの電力(エネルギ)とエンジン3の動力の和と等しくなる。また、アシスト直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、前述した図11と同様である。
As described above, in the assist straight traveling mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and is equal to the sum of the electric power (energy) from the
アシスト直進モード中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。この場合にも、充電直進モードと同様、第3回転機発電トルクTG3とエンジントルクTENGの関係が、前記式(17)で表されることと、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、第3回転機31で発電する電力は、前記式(19)が成立するように制御される。また、通常直進モードと同様、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御することから、第3回転機回転数NM3は、前記式(16)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
さらに、アシスト直進モード中、充電直進モードと同様、図11に示すようなトルクの関係が成立し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御する。以上から、第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2に関する前記式(25)および(26)がそれぞれ成立するように制御される。また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。
Further, during the assist straight traveling mode, the torque relationship as shown in FIG. 11 is established as in the charging straight traveling mode, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, respectively. The engine torque TENG is controlled to be the target engine torque TEOBJ. From the above, the electric power supplied to the first and second
さらに、要求トルクTREQのうち、バッテリ44からの電力供給によるアシストトルクに対応する分を、アシスト対応トルクTREQ_Aとし、エンジントルクTENGに対応する分を、エンジン対応トルクTREQ_0とすると、これらのトルクの間に、次式(27)が成立する。
TREQ=TREQ_0+TREQ_A ……(27)
Further, of the required torque TREQ, the portion corresponding to the assist torque due to the power supply from the
TREQ = TREQ_0 + TREQ_A (27)
また、第3回転機31で発電した電力を第1および第2の回転機11,12に供給することで第1および第2の回転機11,21で発生するトルクをそれぞれ、第1トルクTM1_0および第2トルクTM2_0とし、バッテリ44からの電力供給により第1および第2の回転機11,21で発生するトルクをそれぞれ、第1アシストトルクTA1および第2アシストトルクTA2とする。第1回転機トルクTM1、第1トルクTM1_0および第1アシストトルクTA1の間に、次式(28)が成立するとともに、第2回転機トルクTM2、第2トルクTM2_0および第2アシストトルクTA2の間に、次式(29)が成立する。
TM1=TM1_0+TA1 ……(28)
TM2=TM2_0+TA2 ……(29)
Further, by supplying the electric power generated by the third
TM1 = TM1_0 + TA1 (28)
TM2 = TM2_0 + TA2 (29)
さらに、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給がないとすれば、前記式(25)から明らかなように、第1トルクTM1_0、エンジン対応トルクTREQ_0および目標エンジントルクTEOBJの間に、次式(30)が成立する。また、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給がないとすれば、前記式(26)から明らかなように、第2トルクTM2_0、エンジン対応トルクTREQ_0および目標エンジントルクTEOBJの間に、次式(31)が成立する。
TM1_0=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ_0/2+(G2・G3+G3)G4・TEOBJ/(1+G4)}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(30)
TM2_0=-{(2・G1+1+G3)TREQ_0/2+(G1+1)G4・TEOBJ/(1+G4)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(31)
Furthermore, if there is no power supply from the
TM1_0 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ_0 / 2 + (G2, G3 + G3) G4, TEOBJ / (1 + G4)}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (30)
TM2_0 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ_0 / 2 + (G1 + 1) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (31)
以上の式(25)、(27)、(28)および(30)から、次式(32)が得られるとともに、式(26)、(27)、(29)および(31)から、次式(33)が得られる。また、アシスト対応トルクTREQ_Aは、次式(34)で表される。
TA1=-(2・G2・G3+G3+1)TREQ_A/2(G2・G3+G3+1+G1) ……(32)
TA2=-(2・G1+1+G3)TREQ_A/2(G2・G3+G3+1+G1) ……(33)
TREQ_A=TREQ+TEOBJ・NEOBJ/NWFL ……(34)
From the above equations (25), (27), (28) and (30), the following equation (32) is obtained, and from the equations (26), (27), (29) and (31), (33) is obtained. Moreover, assist corresponding | compatible torque TREQ_A is represented by following Formula (34).
TA1 =-(2 ・ G2 ・ G3 + G3 + 1) TREQ_A / 2 (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1) ...... (32)
TA2 =-(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ_A / 2 (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1) …… (33)
TREQ_A = TREQ + TEOBJ / NEOBJ / NWFL (34)
上記の式(32)および(34)から、第1アシストトルクTA1は、次式(35)で表され、式(33)および(34)から、第2アシストトルクTA2は、次式(36)で表される。したがって、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、これらの式(35)および(36)がそれぞれ成立するように制御される。
TA1=-(2・G2・G3+G3+1)(TREQ+TEOBJ・NEOBJ/NWFL)/2(G2・G3+G3+1+G1)
……(35)
TA2=-(2・G1+1+G3)(TREQ+TEOBJ・NEOBJ/NWFL)/2(G2・G3+G3+1+G1)
……(36)
From the above equations (32) and (34), the first assist torque TA1 is expressed by the following equation (35), and from the equations (33) and (34), the second assist torque TA2 is expressed by the following equation (36). It is represented by Therefore, the electric power supplied from the
TA1 =-(2 ・ G2 ・ G3 + G3 + 1) (TREQ + TEOBJ ・ NEOBJ / NWFL) / 2 (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (35)
TA2 =-(2 ・ G1 + 1 + G3) (TREQ + TEOBJ ・ NEOBJ / NWFL) / 2 (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (36)
なお、上述したアシスト直進モード中における第1〜第3の回転機11〜31の制御は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向が正転方向の場合、すなわち、NM3=(G4+1)NEOBJ−G4・NWFL>0で、NEOBJ>G4・NWFL/(G4+1)が成立している場合に行われる。
Note that the control of the first to third
一方、NEOBJ<G4・NWFL/(G4+1)で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まるロータ33の回転方向が逆転方向の場合において、要求トルクTREQが小さいときには、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力とバッテリ44の電力の双方を、第3回転機31に供給し、ロータ33を逆転させる。また、要求トルクTREQが大きいときには、第1〜第3の回転機11〜31に電力を供給し、ロータ13,23を正転させるとともに、ロータ33を逆転させる。この場合にも、エンジン3の動力が最良燃費動力に制御され、エンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44からの電力供給によって補われるとともに、要求動力と同じ大きさの動力が左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
On the other hand, when the required torque TREQ is small when NEOBJ <G4 · NWFL / (G4 + 1) and the rotational direction of the
・ENG旋回モード
このENG旋回モードは、エンジン3の動力を用いた車両Vの旋回中に、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させることによって、旋回アシストを行う動作モードである。なお、車両Vの旋回中か否かの判定は、操舵角θstおよびヨーレートγに応じて行われる。ENG旋回モードには、左右の前輪WFL,WFRに、車両Vの右旋回中に小さな旋回アシスト力を作用させる第1右旋回アシストモードと、大きな旋回アシスト力を作用させる第2右旋回アシストモードが含まれる。まず、第1右旋回アシストモードについて説明する。
ENG turning mode This ENG turning mode is an operation mode in which turning assistance is performed by applying a turning assist force to the left and right front wheels WFL and WFR during turning of the vehicle V using the power of the
・第1右旋回アシストモード
この第1右旋回アシストモード中、基本的には、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。このようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。また、これらの左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQは、車速、アクセル開度AP、操舵角θstおよびヨーレートγに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。このマップでは、基本的には、左前輪要求トルクTLREQは、右前輪要求トルクTRREQよりも大きな値に設定されている。
First right turn assist mode During the first right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第1右旋回アシストモード中、左前輪伝達トルクTWLTが右前輪伝達トルクTWRTよりも大きくなり、その結果、小さな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。また、左右の前輪伝達動力が要求動力になり、この場合における要求動力は、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQと左右の前輪回転数NWFL,NWFRによって定まるものである。 As described above, during the first right turn assist mode, the left front wheel transmission torque TWLT is greater than the right front wheel transmission torque TWRT. As a result, a small turn assist force acts on the left and right front wheels WFL, WFR, and the right side of the vehicle V Turn assist is performed. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly. The left and right front wheel transmission power is the required power, and the required power in this case is determined by the left and right front wheel required torques TLREQ and TRREQ and the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR.
以下、第1右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図12のように表される。同図に示すように、通常、低車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの回転差は比較的大きく、それにより、両者の関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEが比較的低いことと、第4リングギヤR4の回転数がエンジン回転数NEよりも高くなることによって、両者の関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation during the first right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotating elements is expressed as shown in FIG. 12, for example. As shown in the figure, normally, when turning right while traveling at low vehicle speeds, the rotational difference between the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR is relatively large, so that the first and second rotations determined by the relationship between them. The rotation directions of the
このような場合には、バッテリ44から第1および第3の回転機11,31に電力を供給し、ロータ13および33をそれぞれ、正転および逆転させる。また、第2回転機21において、後述するように伝達される動力を用い、発電を行うとともに、発電した電力を第1および第3の回転機11,31にさらに供給する。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図12のように表される。
In such a case, electric power is supplied from the
図12から明らかなように、エンジントルクTENGは、第4キャリアC4に伝達され、第4キャリアC4に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、第3回転機トルクTM3を反力として、第4リングギヤR4に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。すなわち、エンジン3の動力と第3回転機31の動力は、合成され、第3要素に伝達される。また、エンジン3および第3回転機31から第3要素に伝達された動力の一部と、電力の供給に伴って第1回転機11から第1要素に伝達された動力の一部は、第5要素を介して、第2回転機21に伝達され、その結果、第2回転機21のロータ23が逆転する。このため、上記の第2回転機21での発電に伴って発生した第2回転機21の制動トルク(以下「第2回転機発電トルク」という)TG2は、ロータ23とともに逆転する第5要素の回転数を低下させるように作用する。
As is apparent from FIG. 12, the engine torque TENG is transmitted to the fourth carrier C4, and a part of the engine torque TENG transmitted to the fourth carrier C4 is obtained by using the third rotating machine torque TM3 as a reaction force. It is transmitted to the ring gear R4 and further transmitted to the third element. That is, the power of the
また、第1回転機11への電力供給に伴って第1要素に伝達された第1回転機トルクTM1と、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tと、第5要素に伝達された第2回転機発電トルクTG2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
Further, the first rotating machine torque TM1 transmitted to the first element with the power supply to the first rotating
第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。すなわち、この場合、図12から明らかなように、第1回転機回転数NM1と、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係は、次式(37)で表される。したがって、この式(37)が成立するように、第1回転機回転数NM1は制御される。
NM1={(G1+1+G3)NWFL−G1・NWFR}/(1+G3)
……(37)
Specifically, the first to third
NM1 = {(G1 + 1 + G3) NWFL-G1 · NWFR} / (1 + G3)
...... (37)
また、図12から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。それに加え、この場合、充電直進モードと同様、第3要素伝達トルクT3Tが前記式(22)で表されることと、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御することから、第1回転機トルクTM1は次式(38)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(38)が成立するように制御される。
TM1=-{(G2・G3+G3+1)TLREQ+(G2・G3+G3)G4・TEOBJ/(1+G4)+G2・G3・TRREQ}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(38)
As is clear from FIG. 12, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). In addition, in this case, as in the straight charge mode, the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (22), and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are respectively determined as the left and right front wheel request torques TLREQ and TRREQ. Therefore, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (38). Therefore, the power supplied to the first rotating
TM1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) TLREQ + (G2 ・ G3 + G3) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4) + G2 ・ G3 ・ TRREQ}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (38)
さらに、図12から明らかなように、第2回転機回転数NM2と左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係は、次式(39)で表される。したがって、第2回転機回転数NM2は、この式(39)が成立するように制御される。
NM2={(G2・G3+1+G3)NWFR−G2・G3・NWFL}
/(1+G3) ……(39)
Further, as is apparent from FIG. 12, the relationship between the second rotating machine speed NM2 and the left and right front wheel speeds NWFL, NWFR is expressed by the following equation (39). Therefore, the second rotating machine rotational speed NM2 is controlled so that this equation (39) is established.
NM2 = {(G2, G3 + 1 + G3) NWFR-G2, G3, NWFL}
/ (1 + G3) ...... (39)
また、図12から明らかなように、第2回転機発電トルクTG2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、次式(40)で表される。
(G1+1+G3+G2・G3)TG2+(G1+1+G3)TWRT
+(G1+1)T3T+G1・TWLT=0 ……(40)
この式(40)と、第3要素伝達トルクT3Tが式(22)で表されることと、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御することから、第2回転機発電トルクTG2は、次式(41)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(41)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)TRREQ+(G1+1)G4・TEOBJ/(1+G4)+G1・TLREQ}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(41)
As is clear from FIG. 12, the relationship among the second rotating machine power generation torque TG2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the following equation (40).
(G1 + 1 + G3 + G2 · G3) TG2 + (G1 + 1 + G3) TWRT
+ (G1 + 1) T3T + G1 · TWLT = 0 (40)
The expression (40) and the third element transmission torque T3T are expressed by the expression (22), and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to become the left and right front wheel required torques TLREQ and TRREQ, respectively. Therefore, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (41). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) TRREQ + (G1 + 1) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4) + G1 ・ TLREQ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (41)
さらに、図12から明らかなように、第3回転機トルクTM3とエンジントルクTENGの関係は、次式(42)で表される。
TM3=−TENG/(1+G4) ……(42)
この場合、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、第3回転機トルクTM3は次式(43)で表される。したがって、第3回転機31に供給する電力は、この式(43)が成立するように制御される。
TM3=−TEOBJ/(1+G4) ……(43)
さらに、第3回転機回転数NM3は、通常直進モードと同様、前記式(16)が成立するように制御される。
Further, as is apparent from FIG. 12, the relationship between the third rotating machine torque TM3 and the engine torque TENG is expressed by the following equation (42).
TM3 = -TENG / (1 + G4) (42)
In this case, since the engine torque TENG is controlled to be the target engine torque TEOBJ, the third rotating machine torque TM3 is expressed by the following equation (43). Therefore, the electric power supplied to the third
TM3 = -TEOBJ / (1 + G4) (43)
Further, the third rotating machine rotation speed NM3 is controlled so that the expression (16) is established, as in the normal straight traveling mode.
また、第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21に電力を供給し、そのロータ23を正転させるとともに、第2回転機21に供給する電力は、前記式(37)において第2回転機発電トルクTG2を第2回転機トルクTM2に置き換えた式が成立するように、制御される。
In addition, during the first right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
さらに、第1右旋回アシストモード中でかつ低車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を、第1回転機11に(第2回転機21のロータ23が正転する場合には、第1および第2の回転機11,21に)供給する。この場合、第3回転機31で発電する電力は、第3回転機発電トルクTG3に関する前記式(19)が成立するように制御される。
Further, during the first right turn assist mode and at the low vehicle speed, the rotation direction of the
次に、第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図13のように表される。同図に示すように、この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの回転差は比較的小さいため、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEが比較的高いことによって、第4リングギヤR4の回転数とエンジン回転数NEの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向は、正転方向になる。
Next, the operation in the first right turn assist mode and at high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 13, for example. As shown in the figure, in this case, since the rotation difference between the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR is relatively small, the first and second
このような場合には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、基本的には、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。さらに、最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力が、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQと左右の前輪回転数NWFL,NWFRによって定まる要求動力に対して余るときには、その余剰分は、第3回転機31での発電により電力としてバッテリ44に充電されることで、消費される。逆に、不足するときには、その不足分は、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給することで、補われる。以上により、左右の前輪伝達動力は、要求動力になるように制御される。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図13のように表される。また、この場合における各種の回転要素におけるトルク(動力)の伝達は、図13と前述した図11との比較から明らかなように、通常直進モードの場合と同様に行われ、それにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
In such a case, a part of the power of the
第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。すなわち、図13と前述した低車速走行中の図12との比較から明らかなように、第1回転機回転数NM1は、前記式(37)が成立するように制御されるとともに、第1回転機11に供給する電力は、第1回転機トルクTM1に関する前記式(38)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
また、第2回転機回転数NM2は、前記式(39)が成立するように制御される。さらに、第2回転機21に供給する電力は、前記式(41)における第2回転機発電トルクTG2を第2回転機トルクTM2に置き換えた次式(44)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)TRREQ+(G1+1)G4・TEOBJ/(1+G4)+G1・TLREQ}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(44)
また、第3回転機回転数NM3は、前記式(16)が成立するように制御されるとともに、第3回転機31で発電する電力は、第3回転機発電トルクTG3に関する前記式(19)が成立するように制御される。
Further, the second rotating machine speed NM2 is controlled so that the formula (39) is established. Furthermore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) TRREQ + (G1 + 1) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4) + G1 ・ TLREQ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
(44)
Further, the third rotating machine rotation speed NM3 is controlled so that the expression (16) is established, and the electric power generated by the third
以上の第1〜第3の回転機11〜31の制御において、エンジン3の動力の一部を用いて第3回転機31で発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給する場合には、エンジン3の動力が、第1〜第4の遊星歯車装置PS1〜PS4、および第1〜第3の回転機11〜31を介して、左右の前輪WFL,WFRに分配され、左前輪WFLに分配されるエンジン3の動力は、右前輪WFRのそれよりも大きくなる。
In the control of the first to third
・第2右旋回アシストモード
この第2右旋回アシストモード中、左右の前輪WFL,WFRの間に大きなトルク差を発生させ、大きな旋回アシスト力を生じさせるために、第1右旋回アシストモードとは異なり、右前輪WFRには、駆動力を作用させずに、制動力を作用させる。また、基本的には、第1右旋回アシストモードと同様、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。
Second right turn assist mode During the second right turn assist mode, the first right turn assist mode is used to generate a large turn assist force by generating a large torque difference between the left and right front wheels WFL, WFR. Unlike the mode, the braking force is applied to the right front wheel WFR without applying the driving force. Basically, similarly to the first right turn assist mode, the power of the
さらに、第2右旋回アシストモード中、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、左前輪伝達トルクTWLTを前述した左前輪要求トルクTLREQになるように制御し、右前輪WFRに作用する制動トルクを右前輪要求制動トルクBRREQになるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。また、この右前輪要求制動トルクBRREQは、車速、アクセル開度AP、操舵角θstおよびヨーレートγに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
Further, during the second right turn assist mode, the first to third
以上により、第2右旋回アシストモード中、左前輪WFLには駆動力が、右前輪WFRには制動力が、それぞれ作用し、その結果、大きな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。また、左前輪WFLに伝達される動力と、右前輪WFRに作用する制動力との差が、要求動力になる。 As described above, during the second right turn assist mode, the driving force acts on the left front wheel WFL and the braking force acts on the right front wheel WFR. As a result, a large turning assist force acts on the left and right front wheels WFL, WFR. Then, a right turn assist of the vehicle V is performed. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly. Further, the difference between the power transmitted to the left front wheel WFL and the braking force acting on the right front wheel WFR is the required power.
以下、第2右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図14のように表される。同図に示すように、前述した図12の場合と同様、低車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第4リングギヤR4の回転数の関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation in the second right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 14, for example. As shown in FIG. 12, as in the case of FIG. 12, the first and second
このような場合には、バッテリ44から第1〜第3の回転機11〜31に電力を供給し、ロータ13を正転させるとともに、ロータ23,33をいずれも逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図14のように表される。同図において、TWRは、右前輪WFLから受けるトルク(以下「右前輪トルク」という)である。
In such a case, electric power is supplied from the
図14から明らかなように、前述した図12の場合と同様、エンジントルクTENGは、第4キャリアC4に伝達され、第4キャリアC4に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、第3回転機トルクTM3を反力として、第4リングギヤR4に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。すなわち、エンジン3の動力と第3回転機31の動力は、合成され、第3要素に伝達される。また、第1回転機11への電力供給に伴って発生した第1回転機トルクTM1は、第1要素に伝達され、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tを反力として、左前輪WFLに伝達され、左前輪WFLを引き続き正転させる。すなわち、駆動力が左前輪WFLに作用する。さらに、第2回転機21への電力供給に伴って発生した第2回転機トルクTM2は、第5要素に伝達され、左前輪WFLに作用する走行抵抗を反力として、右前輪WFRに伝達され、右前輪WFRを逆転させるように作用する。すなわち、制動力が右前輪WFRに作用する。
As is clear from FIG. 14, as in the case of FIG. 12 described above, the engine torque TENG is transmitted to the fourth carrier C4, and a part of the engine torque TENG transmitted to the fourth carrier C4 is the third rotating machine. The torque TM3 is used as a reaction force and transmitted to the fourth ring gear R4 and further to the third element. That is, the power of the
第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。すなわち、この場合、第1〜第3の回転機回転数NM1〜NM3は、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(37)、(39)および(16)がそれぞれ成立するように制御される。また、第3回転機31に供給する電力も、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(43)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
さらに、図14から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左前輪伝達トルクTWLTと、右前輪トルクTWRと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、次式(45)で表される。
(G2・G3+G3+1+G1)TM1+(G2・G3+G3+1)TWLT
+(G2・G3+G3)T3T+G2・G3・TWR=0 ……(45)
Furthermore, as is clear from FIG. 14, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left front wheel transmission torque TWLT, the right front wheel torque TWR, and the third element transmission torque T3T is expressed by the following equation (45). .
(G2 · G3 + G3 + 1 + G1) TM1 + (G2 · G3 + G3 + 1) TWLT
+ (G2 / G3 + G3) T3T + G2 / G3 / TWR = 0 (45)
この場合、上述したように、左前輪伝達トルクTWLTを左前輪要求トルクTLREQになるように制御するとともに、右前輪WFRに作用する制動トルクを右前輪要求制動トルクBRREQになるように制御する。また、右前輪WFRから第4要素に右前輪トルクTWRが伝達されており、そのことは、第4要素から右前輪WFRに制動力が作用していることと同じである。さらに、第3要素伝達トルクT3Tは、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(22)で表される。以上のことと、上記の式(45)から、第1回転機トルクTM1は次式(46)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(46)が成立するように制御される。
TM1=-{(G2・G3+G3+1)TLREQ+G2・G3・BRREQ+(G2・G3+G3)G4・TEOBJ/(1+G4)}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(46)
In this case, as described above, the left front wheel transmission torque TWLT is controlled to become the left front wheel required torque TLREQ, and the braking torque acting on the right front wheel WFR is controlled to become the right front wheel required braking torque BRREQ. Further, the right front wheel torque TWR is transmitted from the right front wheel WFR to the fourth element, which is the same as the braking force acting on the right front wheel WFR from the fourth element. Further, the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (22) as in the first right turn assist mode. From the above and the above equation (45), the first rotating machine torque TM1 is represented by the following equation (46). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) TLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ + (G2 ・ G3 + G3) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4)}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (46)
同様に、第2回転機トルクTM2は次式(47)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、次式(47)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・TLREQ+(G1+1)G4・TEOBJ/(1+G4)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(47)
Similarly, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (47). Therefore, the power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ TLREQ + (G1 + 1) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (47)
また、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第3の回転機11,31に供給する。この場合、第2回転機21で発電する電力は、上記の式(47)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた式が成立するように、制御される。
In the second right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
さらに、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に(第2回転機21のロータ23が正転する場合には、第1回転機11のみに)供給する。この場合、第3回転機31で発電する電力は、前記式(19)が成立するように制御される。
Further, during the second right turn assist mode and at the low vehicle speed, the rotation direction of the
次に、第2右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図15のように表される。同図に示すように、高車速走行中における右旋回時、前述した図13の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEと第4リングギヤR4の回転数の関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向は、正転方向になる。
Next, the operation during the second right turn assist mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 15, for example. As shown in the figure, during a right turn while traveling at a high vehicle speed, the first and second
このような場合には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行う。また、第2回転機21において、後述するように伝達される動力を用い、発電を行う。さらに、第2および第3の回転機21,31で発電した電力を、基本的には、第1回転機11に供給し、そのロータ13を正転させる。また、この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図15のように表される。
In such a case, power is generated by the third
図15から明らかなように、前述した図11に示す通常直進モードの場合と同様、エンジントルクTENGは、第4キャリアC4に伝達され、第4キャリアC4に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、第3回転機発電トルクTG3を反力として、第4リングギヤR4に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。すなわち、エンジン3の動力は、第3回転機31と第3要素に分配される。また、エンジン3から第3要素に伝達された動力の一部は、第5要素を介して、第2回転機21に伝達され、その結果、第2回転機21のロータ23が正転する。このため、上記の第2回転機21での発電に伴って発生した第2回転機発電トルクTG2は、ロータ23とともに正転する第5要素の回転数を低下させるように作用する。
As is clear from FIG. 15, the engine torque TENG is transmitted to the fourth carrier C4, and a part of the engine torque TENG transmitted to the fourth carrier C4 is similar to the case of the normal straight traveling mode shown in FIG. The third rotating machine power generation torque TG3 is transmitted as a reaction force to the fourth ring gear R4 and further to the third element. That is, the power of the
また、第1回転機11への電力供給に伴って発生した第1回転機トルクTM1は、第1要素に伝達され、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tを反力として、左前輪WFLに伝達され、左前輪WFLを引き続き正転させる。すなわち、駆動力が左前輪WFLに作用する。さらに、第2回転機発電トルクTG2は、第5要素に伝達され、左前輪WFLに作用する走行抵抗を反力として、右前輪WFRに伝達され、右前輪WFRを逆転させるように作用する。すなわち、制動力が右前輪WFRに作用する。
Further, the first rotating machine torque TM1 generated with the power supply to the first rotating
第2右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。この場合、図15と前述した図14との比較から明らかなように、第1〜第3の回転機回転数NM1〜NM3は、前記式(37)、(39)および(16)がそれぞれ成立するように制御される。また、第1回転機11に供給する電力は、第1回転機トルクTM1に関する前記式(46)が成立するように制御される。さらに、第2回転機21で発電する電力は、前記式(47)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた次式(48)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・TLREQ+(G1+1)G4・TEOBJ/(1+G4)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(48)
また、第3回転機31で発電する電力は、前記式(19)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ TLREQ + (G1 + 1) G4 ・ TEOBJ / (1 + G4)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (48)
In addition, the electric power generated by the third
さらに、前述したように、第2右旋回アシストモード中には、左前輪WFLに駆動力を作用させるとともに、右前輪WFRに制動力を作用させる。このため、左前輪要求トルクTLREQが比較的大きく、左前輪WFLに作用する駆動力が大きい場合には、車両Vがオーバーステア状態になるおそれがあり、これを回避するために、第2右旋回アシストモードは選択されない。 Further, as described above, during the second right turn assist mode, a driving force is applied to the left front wheel WFL and a braking force is applied to the right front wheel WFR. For this reason, if the left front wheel required torque TLREQ is relatively large and the driving force acting on the left front wheel WFL is large, the vehicle V may be in an oversteer state. Times assist mode is not selected.
一方、車両Vの左旋回中には、左旋回アシスト力を生じさせる第1および第2の左旋回アシストモードが選択される。これらの第1および第2の左旋回アシストモードにおける制御や、それに応じて得られる動作は、上述した第1および第2の右旋回アシストモードと同様に行われるので、その詳細な説明については省略する。なお、第1および第2の左右の旋回アシストモード中、バッテリ44の充電・放電が行われる場合があるため、各モードの選択の可否は、バッテリ44の過充電・過放電を防止するために、バッテリ44の充電状態に応じて決定される。
On the other hand, during the left turn of the vehicle V, the first and second left turn assist modes for generating the left turn assist force are selected. Since the control in these first and second left turn assist modes and the operation obtained accordingly are performed in the same manner as in the first and second right turn assist modes described above, the detailed description thereof will be given. Omitted. In addition, since the
・ENG後進モード
このENG後進モードは、エンジン3の運転中に車両Vを後進させる動作モードである。ENG後進モード中、基本的には、第1および第2の回転機11,21の動力を用いて、車両Vを後進させる。ENG後進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図16のように表される。この場合、エンジン3の動力を増大させるとともに、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行う。また、第3回転機31で発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給するとともに、それらのロータ13,23を逆転させる。これにより、図16から明らかなように、電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第1および第5の要素にそれぞれ伝達され、第1要素と第5要素に伝達されたトルクは、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。その結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが逆転方向に上昇し、ひいては、車両Vが後方に発進する。
ENG reverse drive mode This ENG reverse drive mode is an operation mode in which the vehicle V moves backward while the
また、ENG後進モード中、図16に示すように、第3回転機31のロータ33が正転するため、第4キャリアC4に伝達されたエンジントルクTENGの一部が、第3回転機31での発電に伴って発生した第3回転機発電トルクTG3を反力として、第4リングギヤR4に伝達され、さらに、第3要素に伝達され、ひいては、左右の前輪WFL,WFRを正転させるように作用する。このため、車両Vの後進を支障なく行うべく、第3回転機31で発電する電力は、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2が、第3回転機発電トルクTG3により定まる第3要素伝達トルクT3Tを上回るように、制御される。
Further, during the ENG reverse mode, as shown in FIG. 16, the
さらに、この場合、第1および第2の回転機11,21は、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように、制御される。具体的には、図16から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。また、上述した各種の要素におけるトルクの伝達から明らかなように、第3要素伝達トルクT3Tは、前記式(7)で表される。
Further, in this case, the first and second
これらの式(5)および(7)と、上述したように、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第1回転機トルクTM1は前記式(8)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(8)が成立するように制御される。同様に、第2回転機トルクTM2は前記式(10)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(10)が成立するように制御される。
Since the expressions (5) and (7) and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, as described above, the first rotating machine torque TM1 is It is represented by the formula (8). Accordingly, the electric power supplied to the first rotating
また、ENG後進モード中、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、車両Vが直進しているときには、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御され、車両Vが旋回しているときには、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)がそれぞれ成立するように制御される。さらに、第3回転機回転数NM3は、前記式(11)が成立するように制御される。また、第3回転機31で発電した電力のみでは不足する場合には、バッテリ44の電力が、第1および第2の回転機11,21に供給される。
Further, during the ENG reverse drive mode, the first and second rotating machine rotational speeds NM1, NM2 are controlled so that the above equation (4) is established, as in the normal straight drive mode, when the vehicle V is going straight ahead, When the vehicle V is turning, the control is performed so that the expressions (37) and (39) are satisfied, respectively, as in the ENG turning mode. Further, the third rotating machine speed NM3 is controlled so that the formula (11) is established. In addition, when only the power generated by the third
さらに、ENG後進モード中、第4遊星歯車装置PS4の機能から明らかなように、エンジン3に作用する負荷は、第3回転機発電トルクTG3が大きいほどより大きくなる。このため、停車中の車両Vを後方に発進させる場合には、エンジンストールを防止するために、第3回転機発電トルクTG3を漸増させる。
Furthermore, during the ENG reverse mode, as is apparent from the function of the fourth planetary gear unit PS4, the load acting on the
・減速運転モード
この減速運転モードは、車両Vの減速走行中、すなわち、アクセル開度APがほぼ値0で、車両Vが惰性で走行しているときに選択される動作モードである。減速運転モード中、エンジン3への燃料の供給を停止するフューエルカットが行われる。また、減速運転モード中には、車両Vの直進中に選択される「減速直進モード」と、車両Vの旋回中に選択される「減速旋回モード」が含まれる。まず、減速直進モードについて説明する。
Deceleration operation mode This deceleration operation mode is an operation mode selected when the vehicle V is traveling at a reduced speed, that is, when the accelerator pedal opening AP is approximately 0 and the vehicle V is traveling inertially. During the deceleration operation mode, a fuel cut that stops the supply of fuel to the
・減速直進モード
この減速直進モード中、車両Vの慣性エネルギを用いて、第1〜第3の回転機11〜31で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ44に充電する。また、減速直進モードは、バッテリ44の過充電を防止するために、バッテリ44の充電状態が第1所定値よりも小さいときに選択される。減速直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図17のように表される。同図において、TWLは、左前輪WFLから受けるトルク(以下「左前輪トルク」という)であり、TG1は、第1回転機11での発電に伴って発生した第1回転機11の制動トルク(以下「第1回転機発電トルク」という)である。
-Deceleration straight- ahead mode During this deceleration straight-ahead mode, the inertial energy of the vehicle V is used to generate power with the first to third rotating machines 11-31, and the generated power is charged into the
図17から明らかなように、減速直進モード中、第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2はそれぞれ、第1および第5の要素に伝達され、第1および第5の要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2は、第3要素に後述するように伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As apparent from FIG. 17, during the deceleration straight-ahead mode, the first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 are transmitted to the first and fifth elements, respectively, and the rotation speeds of the first and fifth elements are obtained. Acts to lower the The first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 transmitted to the first and fifth elements, respectively, together with the third element transmission torque T3T transmitted to the third element as will be described later, And transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the fourth element, respectively, and acts to reduce the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR.
また、この場合、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力の一部は、第3要素および第4遊星歯車装置PS4を介して、第3回転機31に伝達され、第4リングギヤR4の回転数とエンジン回転数NEの関係から、第3回転機31のロータ33は逆転する。このため、第3回転機発電トルクTG3は、第4キャリアC4に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第4リングギヤR4の回転数を低下させるように作用する。その結果、第3要素には、第4リングギヤR4を介して、第3回転機発電トルクTG3に基づく制動トルクが作用する。
Further, in this case, a part of the power due to inertia received from the left and right front wheels WFL, WFR is transmitted to the third
また、減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、要求制動トルクBREQになるように制御する。これにより、車両Vを、その良好な直進性を確保しながら、減速させることができる。この要求制動トルクBREQは、検出されたブレーキペダル踏込量BPに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
In addition, during the straight deceleration mode, the first to third
さらに、減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜31の制御によって、エンジン回転数NEを非常に低い所定回転数NELになるように制御する。これにより、クランク軸3aを回転させることによる損失が抑えられるので、第1〜第3の回転機11〜31で発電し、バッテリ44により大きな電力を充電することができる。また、減速走行中、エンジン回転数NEが高いと、エンジン3の吸気・排気動作によって、多量の新気がエンジン3の排気管に導入され、それにより、排気管に設けられた排ガス浄化用の触媒(いずれも図示せず)の温度が急激に低下し、触媒が不活性状態になり、ひいては、減速直後のエンジン3の運転の再開時、排ガスを触媒で十分に浄化できなくなってしまう。これに対して、本実施形態によれば、減速直進モード中、上述したようにエンジン回転数NEを所定回転数NELになるように制御するので、排気管への新気の導入を抑えることができ、それにより、触媒が活性状態に維持され、したがって、減速直後のエンジン3の運転の再開時、排ガスを触媒で十分に浄化することができる。
Furthermore, during the deceleration straight-ahead mode, the engine speed NE is controlled to a very low predetermined speed NEL by the control of the first to third
減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。すなわち、この場合、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。また、図17から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1と、左右の前輪トルクTWL,TWRと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、次式(49)で表される。
(G2・G3+G3+1+G1)TG1+(G2・G3+G3+1)TWL
+(G2・G3+G3)T3T+G2・G3・TWR=0 ……(49)
Specifically, the first to third
(G2 · G3 + G3 + 1 + G1) TG1 + (G2 · G3 + G3 + 1) TWL
+ (G2 / G3 + G3) T3T + G2 / G3 / TWR = 0 (49)
また、上述した各種の要素におけるトルクの伝達から明らかなように、第3要素伝達トルクT3Tと第3回転機発電トルクTG3の間の関係は、前記式(7)で表される。これらの式(7)および(49)と、上述したように左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ要求制動トルクBREQになるように制御することから、第1回転機発電トルクTG1は次式(50)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(50)が成立するように制御される。
TG1=-{(2・G2・G3+G3+1)BREQ-(G2・G3+G3)G4・TG3}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(50)
Further, as apparent from the transmission of torque in the various elements described above, the relationship between the third element transmission torque T3T and the third rotating machine power generation torque TG3 is expressed by the equation (7). Since these equations (7) and (49) and the braking torque acting on the left and right front wheels WFL and WFR as described above are controlled so as to become the required braking torque BREQ, the first rotating machine power generation torque TG1 is It is represented by the following formula (50). Therefore, the electric power generated by the first rotating
TG1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) BREQ- (G2, G3 + G3) G4, TG3} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (50)
同様に、第2回転機発電トルクTG2は次式(51)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(51)が成立するように制御される。
TG2=-{(2・G1+1+G3)BREQ-(G1+1)G4・TG3}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(51)
Similarly, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (51). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) BREQ- (G1 + 1) G4 ・ TG3} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) ...... (51)
さらに、前述したようにエンジン回転数NEを所定回転数NELになるように制御することから、第3回転機31で発電する電力と、第3回転機回転数NM3は、次式(52)が成立するように制御される。
NM3=(G4+1)NEL−G4・NWFL ……(52)
Further, as described above, the engine speed NE is controlled so as to become the predetermined speed NEL. Therefore, the electric power generated by the third
NM3 = (G4 + 1) NEL-G4 · NWFL (52)
・減速旋回モード
この減速旋回モードには、車両Vの減速走行中における右旋回時に選択される「減速右旋回モード」と、左旋回時に選択される「減速左旋回モード」が含まれる。これらのモードの動作は互いに同様に行われるので、以下、両者を代表して、減速右旋回モード中の動作についてのみ説明する。
Decelerated turning mode This decelerating turning mode includes a “decelerated right turning mode” that is selected during a right turn while the vehicle V is decelerating and a “decelerated left turn mode” that is selected during a left turn. Since the operations in these modes are performed in the same manner, only the operations in the deceleration right turn mode will be described below as a representative of both.
・減速右旋回モード
この減速右旋回モード中、第1〜第3の回転機11〜31を後述するように制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに制動トルクを作用させるとともに、両者WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御する。この場合、左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQはそれぞれ、車速、操舵角θst、ヨーレートγおよびブレーキペダル踏込量BPに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。これらのマップでは、同じ大きさの車速、操舵角θst、ヨーレートγおよびブレーキペダル踏込量BPに対し、左前輪要求制動トルクBLREQは、右前輪要求制動トルクBRREQよりも大きな値に設定されている。以上により、減速右旋回モード中、オーバーステアを抑制しながら、車両Vを安定的に旋回させることができる。
Deceleration right turn mode During this decelerating right turn mode, the first to third
以下、減速右旋回モード中の動作について、まず、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図18のように表される。同図に示すように、この場合、前述した図12の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第4リングギヤR4の回転数の関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向は、逆転方向になる。このような場合には、第1および第3の回転機11,31で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第2回転機21に供給するとともに、そのロータ23を逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図18のように表される。
Hereinafter, the operation in the deceleration right turn mode will be described first in the deceleration right turn mode and at low vehicle speed. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 18, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 12 described above, the rotational directions of the
図18から明らかなように、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中、第1回転機発電トルクTG1は、第1要素に伝達され、第1要素の回転数を低下させるように作用し、第2回転機トルクTM2は、第5要素に伝達され、第5要素の回転数を逆転方向に上昇させるように作用する。また、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1回転機発電トルクTG1および第2回転機トルクTM2は、第3要素に後述するように伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、第2および第4要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、減速直進モードと同様、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As is apparent from FIG. 18, during the deceleration right turn mode and at the low vehicle speed, the first rotating machine power generation torque TG1 is transmitted to the first element and acts to reduce the rotational speed of the first element. The second rotating machine torque TM2 is transmitted to the fifth element and acts to increase the rotation speed of the fifth element in the reverse rotation direction. Further, the first rotating machine power generation torque TG1 and the second rotating machine torque TM2 transmitted to the first and fifth elements, respectively, together with the third element transmitting torque T3T transmitted to the third element as will be described later, It is transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the second and fourth elements, respectively, and acts to reduce the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR, as in the straight deceleration mode.
また、この場合、減速直進モードと同様、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力の一部は、第3回転機31に伝達され、第3回転機31のロータ33は逆転する。このため、第3回転機発電トルクTG3は、第4キャリアC4に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第4リングギヤR4の回転数を低下させるように作用する。その結果、第3要素には、第4リングギヤR4を介して、第3回転機発電トルクTG3に基づく制動トルクが作用する。
Further, in this case, as in the deceleration straight traveling mode, a part of the power due to inertia received from the left and right front wheels WFL, WFR is transmitted to the third
減速右旋回モード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。この場合、図18と図17の比較から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1と、左右の前輪トルクTWL,TWRと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(49)で表される。また、この場合にも、第3要素伝達トルクT3Tと第3回転機発電トルクTG3の関係は、前記式(7)で表される。これらの式(7)および(49)と、上述したように、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御することから、第1回転機発電トルクTG1は次式(53)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(53)が成立するように制御される。
TG1=-{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ-(G2・G3+G3)G4・TG3}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(53)
Specifically, the first to third
TG1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ- (G2 ・ G3 + G3) G4 ・ TG3} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (53)
同様に、第2回転機トルクTM2は次式(54)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(54)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ-(G2・G3+G3)G4・TG3}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(54)
また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Similarly, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (54). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ BLREQ- (G2 ・ G3 + G3) G4 ・ TG3} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (54)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, as in the ENG turning mode.
さらに、図18から明らかなように、第3回転機発電トルクTG3は、エンジン回転数NEを上昇させるように作用するので、第3回転機31で発電する電力と、第3回転機回転数NM3は、より大きな電力をバッテリ44に充電するとともに、触媒を活性状態に維持するために、エンジン回転数NEが高くならないように制御される。この場合、第3回転機31で発電する電力と、第3回転機回転数NM3を、減速直進モードと同様、エンジン回転数NEが所定回転数NELになるように制御してもよい。
Further, as apparent from FIG. 18, the third rotating machine power generation torque TG3 acts to increase the engine speed NE, so that the electric power generated by the third
次に、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図19のように表される。同図に示すように、この場合には、前述した図13の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEと第4リングギヤR4の回転数の関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向は、正転方向になる。このような場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第3回転機31に供給するとともに、そのロータ33を正転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図19のように表される。
Next, the operation during the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 19, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 13 described above, the
図19から明らかなように、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2はそれぞれ、第1および第5の要素に伝達され、第1および第5の要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2は、第3要素に後述するように伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、第2および第4要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、この場合にも、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As apparent from FIG. 19, during the deceleration right turn mode and the high vehicle speed traveling, the first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 are transmitted to the first and fifth elements, respectively. And it acts to reduce the rotational speed of the fifth element. The first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 transmitted to the first and fifth elements, respectively, together with the third element transmission torque T3T transmitted to the third element as will be described later, And transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the fourth element, respectively, and acts to reduce the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, also in this case, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR.
また、この場合、第3回転機31のロータ33が正転するため、第3回転機トルクTM3は、第4キャリアC4に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第4リングギヤR4の回転数を低下させるように作用する。その結果、第3要素には、第4リングギヤR4を介して、第3回転機トルクTM3に基づく制動トルクが作用する。
In this case, since the
さらに、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。すなわち、この場合、図19と図18の比較から明らかなように、第1回転機11で発電する電力は、前記式(53)において第3回転機発電トルクTG3を第3回転機トルクTM3に置き換えた次式(55)が成立するように制御される。
TG1=-{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ-(G2・G3+G3)G4・TM3}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(55)
Furthermore, the first to third
TG1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ- (G2 ・ G3 + G3) G4 ・ TM3} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (55)
同様に、第2回転機21で発電する電力は、前記式(54)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えるとともに、第3回転機発電トルクTG3を第3回転機トルクTM3に置き換えた次式(56)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ-(G2・G3+G3)G4・TM3}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(56)
さらに、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Similarly, the electric power generated by the second
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ BLREQ- (G2 ・ G3 + G3) G4 ・ TM3} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (56)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, as in the ENG turning mode.
また、図19から明らかなように、第3回転機トルクTM3がエンジン回転数NEを上昇させるように作用することから、第3回転機31に供給する電力と、第3回転機回転数NM3は、エンジン回転数NEが高くならないように制御される。この場合、第3回転機31に供給する電力と、第3回転機回転数NM3を、減速直進モードと同様、エンジン回転数NEが所定回転数NELになるように制御してもよい。
Further, as apparent from FIG. 19, since the third rotating machine torque TM3 acts to increase the engine speed NE, the power supplied to the third
さらに、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機31のロータ33の回転方向が、逆転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を、バッテリ44に充電する。この場合における第3回転機31で発電する電力と、第3回転機回転数NM3の制御は、上述した手法によって行われ、その詳細な説明については省略する。
Further, during the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed, the rotation direction of the
・EV発進モード
このEV発進モードは、エンジン3の停止中に、第1および第2の回転機11,21の動力を用いて、車両Vを前方に発進させ、走行させる動作モードである。また、EV発進モードは、バッテリ44の充電状態が前述した第2所定値よりも大きく、バッテリ44が過放電にならないようなときに、選択される。また、EV発進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図20のように表される。EV発進モード中、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給するとともに、ロータ13,23を正転させる。この場合、図20から明らかなように、電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第1および第5の要素にそれぞれ伝達され、第1要素と第5要素に伝達されたトルクは、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRが駆動される結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。
EV start mode This EV start mode is an operation mode in which the vehicle V is started forward and traveled using the power of the first and second
また、図20から明らかなように、EV発進モード中、第1および第2の回転機11,21の動力は、第3要素を介して、第4リングギヤR4に伝達され、さらに、第4プラネタリギヤP4を介して、第4サンギヤS4に伝達される。この場合、エンジン3のフリクションが第3回転機31のそれよりも大きいため、上記のような動力の伝達に伴って、第4サンギヤS4が、第3回転機31のロータ33とともに逆転する。それに伴い、第3回転機31で発電が行われていなくても、第3回転機31のステータ32において回転磁界が発生し、その場合には、それによる回転抵抗(以下「第3磁界回転抵抗」という)DM3が、ロータ33を介して第4サンギヤS4に作用する。この場合、この第3磁界回転抵抗DM3を反力として、第1および第2の回転機11,21から第4リングギヤR4に伝達された第4リングギヤ伝達トルクTR4が、第4キャリアC4を介してクランク軸3aに伝達され、エンジン回転数NEが上昇するおそれがある。
As is apparent from FIG. 20, during the EV start mode, the power of the first and second
このため、EV発進モード中には、上記の第3磁界回転抵抗DM3を打ち消すように、第3回転機31に電力を供給し、ロータ33を逆転させる。この場合、第3回転機31に供給する電力は、第3回転機トルクTM3が第3磁界回転抵抗DM3と等しくなるように制御される。
Therefore, during the EV start mode, electric power is supplied to the third
また、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。これにより、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、車両Vの良好な直進性を得ることができる。この場合、第1および第2の回転機11,21は、具体的には、次のように制御される。
Further, when the vehicle V is running straight in the EV start mode, the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other by controlling the first and second
すなわち、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。また、図20から明らかなように、第1回転機トルクTM1と左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTの関係は、次式(57)で表される。
(G2・G3+G3+1+G1)TM1+(G2・G3+G3+1)TWLT
+G2・G3・TWRT=0 ……(57)
That is, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expression (4) is established, as in the normal straight traveling mode. As is clear from FIG. 20, the relationship between the first rotating machine torque TM1 and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT is expressed by the following equation (57).
(G2 · G3 + G3 + 1 + G1) TM1 + (G2 · G3 + G3 + 1) TWLT
+ G2 / G3 / TWRT = 0 (57)
上述したように左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することと、この式(57)から、第1回転機トルクTM1は次式(58)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(58)が成立するように制御される。
TM1=−{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(58)
As described above, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are each controlled to be ½ of the required torque TREQ, and from this equation (57), the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (58). expressed. Therefore, the power supplied to the first rotating
TM1 = − {(2 · G2 · G3 + G3 + 1) TREQ / 2}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) (58)
同様に、第2回転機トルクTM2と左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTの関係は、次式(59)で表される。
(G1+1+G3+G2・G3)TM2+(G1+1+G3)TWRT
+G1・TWLT=0 ……(59)
上述したように左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することと、この式(59)から、第2回転機トルクTM2は次式(60)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(60)が成立するように制御される。
TM2=−{(2・G1+1+G3)TREQ/2}
/(G1+1+G3+G2・G3) ……(60)
Similarly, the relationship between the second rotating machine torque TM2 and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT is expressed by the following equation (59).
(G1 + 1 + G3 + G2 · G3) TM2 + (G1 + 1 + G3) TWRT
+ G1 · TWLT = 0 (59)
As described above, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are each controlled to be ½ of the required torque TREQ, and from this equation (59), the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (60). expressed. Therefore, the power supplied to the second
TM2 = − {(2 · G1 + 1 + G3) TREQ / 2}
/ (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) (60)
また、EV発進モード中で且つ車両Vの旋回時、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。さらに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力はそれぞれ、基本的には、上記の式(58)および(60)に基づいて制御される。この場合、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、ENG旋回モードと同様、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させてもよい。
Further, when the vehicle V is turning in the EV start mode, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are set so as to satisfy the expressions (37) and (39) as in the ENG turning mode. Be controlled. Furthermore, the electric power supplied to the first and second
・EV走行中ENG始動モード
このEV走行中ENG始動モードは、EV発進モード中で車両Vが走行しているときに、エンジン3を始動する動作モードであり、バッテリ44の充電状態が前述した第1所定値よりも小さくなったときに、選択される。EV走行中ENG始動モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図21のように表される。以下、EV走行中ENG始動モードにおける動作について、EV発進モードと異なる点を中心に説明する。
ENG start mode during EV travel This ENG start mode during EV travel is an operation mode in which the
図21に示すように、EV走行中ENG始動モードでは、EV発進モードと同様、第1および第2の回転機11,21から第3回転機31に動力が伝達され、ロータ33が逆転する。この動力を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給し、両者11,21のロータ13,23を正転させる。これにより、第1および第2の回転機11,21から第4リングギヤR4に伝達された第4リングギヤ伝達トルクTR4は、第3回転機発電トルクTG3を反力として、第4キャリアC4に伝達され、さらに、クランク軸3aに伝達される。換言すれば、第4リングギヤR4に伝達された第1および第2の回転機11,21の動力が、クランク軸3aと第3回転機31に分配される。また、第3回転機回転数NM3を値0になるように制御し、それにより、第1および第2の回転機11,21から第3回転機31に分配される動力を減少させるとともに、クランク軸3aに分配される動力を増大させ、それにより、クランク軸3aが正転する。その状態で、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。
As shown in FIG. 21, in the EV traveling ENG start mode, as in the EV start mode, power is transmitted from the first and second
また、EV走行中ENG始動モードでは、前述した停車中ENG始動モードと同様、エンジン回転数NEが始動時用回転数NSTになるように、第3回転機回転数NM3を制御する。具体的には、第3回転機回転数NM3は、次式(61)が成立するように制御される。
NM3=(G4+1)NST−G4・NWFL ……(61)
Further, in the ENG start mode during EV travel, the third rotating machine speed NM3 is controlled so that the engine speed NE becomes the start speed NST, as in the above-described stopped ENG start mode. Specifically, the third rotating machine rotation speed NM3 is controlled so that the following expression (61) is established.
NM3 = (G4 + 1) NST-G4 · NWFL (61)
この場合において、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが低いときには、第4リングギヤR4の回転数と始動時用回転数NSTの関係によって定まる第4サンギヤS4の回転方向が正転方向になる場合がある。その場合には、バッテリ44から第3回転機31に電力を供給するとともに、そのロータ33を正転させ、第3回転機回転数NM3を制御することによって、エンジン回転数NEを始動時用回転数NSTになるように制御する。したがって、EV走行中ENG始動モードでは、停車中ENG始動モードと同様、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。
In this case, when the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are low, the rotational direction of the fourth sun gear S4 determined by the relationship between the rotational speed of the fourth ring gear R4 and the starting rotational speed NST may be the forward rotation direction. . In that case, power is supplied from the
さらに、図21から明らかなように、第3回転機発電トルクTG3(または第3回転機トルクTM3)は、左右の前輪WFL,WFRに対し、制動トルクとして作用する。このため、EV走行中ENG始動モードでは、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTの急減を防止し、良好なドライバビリティを確保するために、第3回転機31で発電する電力(第3回転機31に供給する電力)は、第3回転機発電トルクTG3(第3回転機トルクTM3)が漸増するように制御される。 Further, as is apparent from FIG. 21, the third rotating machine power generation torque TG3 (or the third rotating machine torque TM3) acts as a braking torque on the left and right front wheels WFL, WFR. For this reason, in the ENG start mode during EV traveling, the electric power generated by the third rotating machine 31 (the third rotating machine 31) in order to prevent a rapid decrease in the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT and ensure good drivability. Is controlled such that the third rotating machine power generation torque TG3 (third rotating machine torque TM3) gradually increases.
また、EV走行中ENG始動モードにおいて、車両Vが直進しているときには、第1および第2の回転機11,21は、具体的には、次のように制御される。すなわち、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。
When the vehicle V is traveling straight in the ENG start mode during EV traveling, the first and second
さらに、この場合、図21から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。また、第3要素伝達トルクT3Tと第3回転機発電トルクTG3の関係は、前記式(7)で表される。これらの式(5)および(7)と、EV発進モードと同様、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第1回転機トルクTM1は前記式(8)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(8)が成立するように制御される。同様に、第2回転機トルクTM2は前記式(10)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(10)が成立するように制御される。
Further, in this case, as is apparent from FIG. 21, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). . The relationship between the third element transmission torque T3T and the third rotating machine power generation torque TG3 is expressed by the above equation (7). Since these equations (5) and (7) and the EV start mode are controlled so that the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are each halved of the required torque TREQ, the first rotating machine torque TM1 Is represented by the formula (8). Accordingly, the electric power supplied to the first rotating
また、EV走行中ENG始動モードにおいて、車両Vが旋回しているときには、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(33)および(35)が成立するように制御される。さらに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力はそれぞれ、基本的には、上記の式(8)および(10)に基づいて制御される。この場合、ENG旋回モードと同様、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに左右の旋回アシスト力を作用させてもよい。
Further, when the vehicle V is turning in the ENG start mode during EV traveling, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are the same as in the ENG turning mode, respectively, in the above formulas (33) and (35). Is controlled to hold. Furthermore, the electric power supplied to the first and second
・EV後進モード
このEV後進モードは、エンジン3の停止中に、第1および第2の回転機11,21の動力を用いて、車両Vを後方に発進させ、走行させる動作モードである。また、EV後進モードは、EV発進モードと同様、バッテリ44の充電状態が前述した第2所定値よりも大きく、バッテリ44が過放電にならないようなときに、選択される。また、EV後進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図22のように表される。同図における各種の回転要素の回転方向およびトルクの向きは、前述したEV発進モードを示す図20における各種の回転要素のそれらに対し、それぞれ逆向きになっているだけである。したがって、EV後進モード中、第1〜第3の回転機11〜31の制御は、ロータ13および23を逆転させるとともに、ロータ33を正転させる以外は、EV発進モードと同様に行われる。
EV Reverse Mode This EV reverse mode is an operation mode in which the vehicle V is started backward by using the power of the first and second
また、本実施形態における各種の要素と本発明の各種の要素との対応関係は、次の通りである。すなわち、車両Vおよび左右の前輪WFL,WFRが、本発明における輸送機関および左右の被駆動部にそれぞれ相当し、エンジン3およびクランク軸3aが、本発明における原動機および出力部にそれぞれ相当する。また、ロータ13,23,33が、本発明における第1〜第3のロータにそれぞれ相当する。さらに、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3が、本発明における差動装置に相当し、第1サンギヤS1が本発明における第1要素に、第1キャリアC1および第3リングギヤR3が、本発明における第2要素に、それぞれ相当する。また、第1リングギヤR1、第2リングギヤR2および第3キャリアC3が、本発明における第3要素に相当し、第2キャリアC2および第3サンギヤS3が、本発明における第4要素に、第2サンギヤS2が本発明における第5要素に、それぞれ相当する。
The correspondence between various elements in the present embodiment and various elements of the present invention is as follows. That is, the vehicle V and the left and right front wheels WFL and WFR correspond to the transportation engine and the left and right driven parts in the present invention, respectively, and the
さらに、第1遊星歯車装置PS1が、本発明における第1差動装置に相当し、第1サンギヤS1、第1キャリアC1および第1リングギヤR1が、本発明における第1〜第3のメンバに、それぞれ相当する。また、第3遊星歯車装置PS3が、本発明における第2差動装置に相当し、第3リングギヤR3、第3キャリアC3および第3サンギヤS3が、本発明における第4〜第6のメンバにそれぞれ相当する。さらに、第2遊星歯車装置PS2が、本発明における第3差動装置に相当し、第2リングギヤR2、第2キャリアC2および第2サンギヤS2が、本発明における第7〜第9のメンバにそれぞれ相当する。また、第4遊星歯車装置PS4が、本発明における第4差動装置に相当し、第4サンギヤS4、第4キャリアC4および第4リングギヤR4が、本発明における第10〜第12のメンバにそれぞれ相当する。さらに、バッテリ44が、本発明における蓄電装置に相当する。
Further, the first planetary gear device PS1 corresponds to the first differential device in the present invention, and the first sun gear S1, the first carrier C1, and the first ring gear R1 are the first to third members in the present invention. Each corresponds. Further, the third planetary gear device PS3 corresponds to the second differential device in the present invention, and the third ring gear R3, the third carrier C3 and the third sun gear S3 are the fourth to sixth members in the present invention, respectively. Equivalent to. Further, the second planetary gear device PS2 corresponds to the third differential device in the present invention, and the second ring gear R2, the second carrier C2, and the second sun gear S2 are respectively used as the seventh to ninth members in the present invention. Equivalent to. The fourth planetary gear device PS4 corresponds to the fourth differential device in the present invention, and the fourth sun gear S4, the fourth carrier C4, and the fourth ring gear R4 are the tenth to twelfth members in the present invention, respectively. Equivalent to. Further, the
以上のように、本実施形態によれば、第1〜第5の要素は、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成されている。また、第1要素が第1回転機11のロータ13に、第2要素が左前輪WFLに、それぞれ機械的に連結(直結)されている。さらに、第3要素が第4リングギヤR4および第4キャリアC4を介して、クランク軸3aに機械的に連結されており、第4要素が右前輪WFRに、第5要素が第2回転機21のロータ23に、それぞれ機械的に連結(直結)されている。また、第3回転機31のロータ33が、第4サンギヤS4および第4キャリアC4を介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。さらに、第1回転機11のステータ12と第3回転機31のステータ32、および、第2回転機21のステータ22と第3回転機31のステータ32はそれぞれ、互いに電気的に接続されている。
As described above, according to the present embodiment, the first to fifth elements can transmit power between each other, and rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between the power transmissions. At the same time, they are arranged in order in a nomographic chart showing the relationship between the rotational speeds. The first element is mechanically connected (directly connected) to the
さらに、図12〜図15を用いて説明したように、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させ、車両Vの左右の旋回アシストを行うことができる。この場合、左右の前輪WFL,WFRに連結された第2および第4の要素が、前述した従来の場合と異なり、互いに無関係に回転するのではなく、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するので、左右の前輪WFL,WFRの回転(回転数・トルク)を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。また、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3の間の連結によって、第1〜第5の要素を適切に構成することができる。さらに、図11などを用いて説明したように、エンジン3の動力を無段階に変速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができ、エンジン回転数NEを、より良好な燃費が得られる目標エンジン回転数NEOBJになるように制御するので、動力装置1の効率を高めることができる。
Further, as described with reference to FIGS. 12 to 15, the left and right front wheels WFL and WFR can be made to act on the turning assist force to perform the left and right turning assist of the vehicle V. In this case, the second and fourth elements connected to the left and right front wheels WFL, WFR do not rotate independently of each other, but rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed, unlike the conventional case described above. Therefore, the rotation (rotation speed / torque) of the left and right front wheels WFL and WFR can be easily and accurately controlled, thereby improving drivability. Moreover, the 1st-5th element can be comprised appropriately by the connection between 1st-3rd planetary gear apparatus PS1-PS3. Further, as described with reference to FIG. 11 and the like, the power of the
また、充電および放電可能なバッテリ44が、第1〜第3の回転機11〜31に電気的に接続されており、充電直進モードなどで説明したように、エンジン3の動力を最良燃費動力に制御するとともに、要求動力に対するエンジン3の動力の余剰分が、電力としてバッテリ44に充電される。さらに、アシスト直進モードなどで説明したように、要求動力に対するエンジン3の動力の不足分が、バッテリ44に充電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給することで補われる。以上により、エンジン3の最良燃費を得ることができ、したがって、動力装置1の効率をさらに高めることができる。
Further, a
なお、上述した第1実施形態では、本発明における第10および第12のメンバはそれぞれ、第4リングギヤR4および第4サンギヤS4であるが、これとは逆に、第4サンギヤS4および第4リングギヤR4でもよい。すなわち、第4リングギヤR4を第3回転機31のロータ33に、第4サンギヤS4を第3要素(第1リングギヤR1、第2リングギヤR2、第3キャリアC3)に、それぞれ連結(直結)してもよい。
In the first embodiment described above, the tenth and twelfth members of the present invention are the fourth ring gear R4 and the fourth sun gear S4, respectively, but on the contrary, the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear. R4 may be used. That is, the fourth ring gear R4 is connected (directly connected) to the
次に、図23を参照しながら、本発明の第2実施形態による動力装置1Aについて説明する。同図に示すように、この動力装置1Aは、第1実施形態と比較して、第4遊星歯車装置PS4に代えて、エンジン3の動力を変速して第3要素に伝達するための変速装置71を備える点が主に異なっている。以下、動力装置1Aについて、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a
図23に示す変速装置71は、ギヤ式の有段自動変速装置であり、入力軸(図示せず)および出力軸72と、これらの入力軸および出力軸72に設けられた複数の遊星歯車装置と、入力軸と出力軸72の間を接続・遮断する摩擦式のクラッチ(いずれも図示せず)を有している。変速装置71では、前進用の第1速、第2速および第3速と後進用の1つの変速段から成る計4つの変速段が設定されており、上記のクラッチの接続中、入力軸に入力された動力は、これらの4つの変速段の1つの変速比により変速された状態で、出力軸72に出力される。また、図24に示すように、変速装置71はECU2に接続されており、その変速段の変更やクラッチの接続・遮断動作は、ECU2によって制御される。
A
また、図23に示すように、動力装置1Aでは、第1実施形態と異なり、第3回転機31のロータ33は、フライホイールを介してクランク軸3aに機械的に直結されており、変速装置71の入力軸は、ロータ33と一体になっており、クランク軸3aに機械的に直結されている。また、変速装置71の出力軸72には、ギヤ73が一体に設けられており、このギヤ73は、前述したアイドラギヤ8に噛み合っている。以上のように、前述した第3要素、すなわち、第1および第2のリングギヤR1,R2と第3キャリアC3は、ギヤ7a、アイドラギヤ8、ギヤ73および変速装置71を介して、クランク軸3aに機械的に連結されており、第3回転機31のロータ33は、クランク軸3aに機械的に直結されている。
Also, as shown in FIG. 23, in the
以上の構成の動力装置1Aでは、図23と前述した図2との比較から明らかなように、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3と、左右の前輪WFL,WFRと、第1および第2の回転機11,21の連結関係は、第1実施形態とまったく同じである。一方、第1実施形態と異なり、クランク軸3aおよび第3回転機31のロータ33は、互いに直結されており、エンジン回転数NEと第3回転機回転数NM3は、互いに等しい。また、変速装置71の出力軸72は、ギヤ73やアイドラギヤ8、ギヤ7aを介して、第3要素に連結されており、第3要素の回転数と変速装置71の出力軸72の回転数は、これらのギヤ73,7aによる変速を無視すれば、互いに等しい。以上から、動力装置1Aにおける各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図25のように表される。以下、動力装置1Aの各種の動作について、同図に示すような速度共線図を参照しながら説明する。
In the
動力装置1Aの動作モードには、第1実施形態と同様、停車中ENG始動モード、ENG発進モード、ENG直進モード、ENG旋回モード、ENG後進モード、減速運転モード、EV発進モード、EV走行中ENG始動モード、およびEV後進モードが含まれる。これらの動作モードにおける各種の制御動作は、第1実施形態と同様、前述した各種のセンサ51〜63からの検出信号に応じ、ECU2によって行われる。以下、これらの動作モードについて、停車中ENG始動モードから順に、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
As in the first embodiment, the operation mode of the
・停車中ENG始動モード
停車中ENG始動モードでは、変速装置71のクラッチにより入力軸と出力軸72の間を遮断し、ひいては、クランク軸3aおよび第3回転機31のロータ33と第3要素との間を遮断する。その状態で、第3回転機31に電力を供給し、ロータ33をクランク軸3aとともに正転させる。この場合、第3回転機回転数NM3を、エンジン回転数NEが前述した始動時用回転数NSTになるように制御し、その状態で、クランク角度位置に応じ、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。したがって、第1実施形態と同様、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。
-Stopped ENG start mode In the stopped ENG start mode, the clutch of the
また、この場合、上述したクラッチによるロータ33と第3要素の間の遮断によって、第3回転機31の動力は、左右の前輪WFL,WFRには伝達されない。それに加え、第1および第2の回転機11,21を例えば相関短絡させることによって、両者11,21のロータ13,23に静止状態に保持するようなトルクを発生させ、それにより、左右の前輪WFL,WFRを静止状態に保持する。以上により、図25に示すように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが値0に保持され、車両Vが静止状態に保持される。なお、停車中、エンジン3が運転しているときには、変速装置71のクラッチによってクランク軸3aと左右の前輪WFL,WFRの間を遮断し、それにより、エンジン3の動力は、左右の前輪WFL,WFRに伝達されず、また、上述した第1および第2の回転機11,21の制御によって、左右の前輪WFL,WFRを静止状態に保持する。
In this case, the power of the third
・ENG発進モード
ENG発進モード中、エンジン3の動力を増大させるとともに、その一部を用いて、第3回転機31で発電を行う。また、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給するとともに、それらのロータ13,23を正転させる。さらに、停車中ENG始動モードで述べたようにそれまで遮断されていた変速装置71のクラッチを、徐々に接続することによって、クランク軸3aと第3要素の間を徐々に接続する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図26のように表される。
· During the ENG mode ENG start mode, the increasing power of the
図26から明らかなように、ENG発進モード中、エンジン3から変速装置71を介して第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tと、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRが駆動される結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。この場合、上述したように、変速装置71のクラッチにより、クランク軸3aと第3要素の間を徐々に接続するので、エンジン3から左右の前輪WFL,WFRに伝達される左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTを漸増させることができる。したがって、第1実施形態と同様、左右の前輪WFL,WFRからエンジン3に急激に大きな負荷が作用するのを防止でき、エンジンストールを発生させることなく、車両Vを発進させることができる。
As apparent from FIG. 26, during the ENG start mode, the third element transmission torque T3T transmitted from the
また、ENG発進モード中、第1実施形態と同様、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2を、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが互いに等しくなるように、前記式(4)が成立するように制御する。また、第1および第2の回転機11,21に供給する電力を、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御する。以上により、車両Vの良好な直進性を得ることができる。
Further, during the ENG start mode, as in the first embodiment, the first and second rotating machine rotation speeds NM1, NM2 are set so that the left and right front wheel rotation speeds NWFL, NWFR are equal to each other. Control to be established. Further, the power supplied to the first and second
以下、この場合における第1〜第3の回転機11〜31の制御について、具体的に説明する。図26と前述した図10との比較から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表されることから、第1回転機トルクTM1は次式(62)で表される。
TM1=-{TREQ(2・G2・G3+G3+1)/2+(G2・G3+G3)T3T}/(G2・G3+G3+1+G1) ……(62)
また、上述したように、変速装置71のクラッチにより、クランク軸3aと第3要素の間を徐々に接続することから、エンジン3から第3要素に伝達される第3要素伝達トルクT3Tは、漸増する。このため、第3要素伝達トルクT3Tを算出するとともに、算出した第3要素伝達トルクT3Tに応じ、上記の式(62)が成立するように、第1回転機11に供給する電力を制御する。第3要素伝達トルクT3Tは、エンジン3のスロットル弁の開度、変速装置71の変速比、およびクラッチの接続度合に応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、算出される。
Hereinafter, the control of the first to third
TM1 =-{TREQ (2, G2, G3 + G3 + 1) / 2 + (G2, G3 + G3) T3T} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1) ...... (62)
Further, as described above, since the clutch of the
さらに、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(9)で表されることから、第2回転機トルクTM2は次式(63)で表される。
TM2=-{TREQ(2・G1+1+G3)/2+(G1+1)T3T}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(63)
したがって、第2回転機21に供給する電力は、算出した第3要素伝達トルクT3Tに応じ、この式(63)が成立するように制御される。
Further, since the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (9), the second rotating machine torque TM2 is It is represented by Formula (63).
TM2 =-{TREQ (2 ・ G1 + 1 + G3) / 2 + (G1 + 1) T3T} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) ...... (63)
Therefore, the electric power supplied to the second
・ENG直進モード
ENG直進モードでは、第1実施形態と同様、通常直進モード、充電直進モードおよびアシスト直進モードが、要求動力に応じて選択される。以下、これらの運転モードについて、通常直進モードから順に説明する。
-ENG rectilinear mode In the ENG rectilinear mode, as in the first embodiment, the normal rectilinear mode, the charging rectilinear mode, and the assist rectilinear mode are selected according to the required power. Hereinafter, these operation modes will be described in order from the normal straight-ahead mode.
・通常直進モード
通常直進モードでは、エンジン3の動力を要求動力になるように制御し、ENG発進モードと同様、エンジン3から第3回転機31に伝達される動力の一部を用いて発電を行うとともに、発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図26と同様に表される。この場合にも、ENG発進モードの場合と同様、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tは、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機トルクTM1,TM2とともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
Normal straight-ahead mode In the normal straight-ahead mode, the power of the
また、通常直進モードでは、変速装置71の変速比を、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NEOBJになるように、制御する。この場合、目標エンジン回転数NEOBJは、車速および要求トルクTREQに応じ、第1実施形態とは異なる所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。このマップは、変速装置71の変速比、目標エンジン回転数NEOBJ、車速、および要求トルクTREQの間の関係を、実験によりあらかじめ求め、マップ化したものである。さらに、第1〜第3の回転機11〜31を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。これにより、車両Vの良好な直進性を得ることができる。さらに、左右の前輪伝達動力(左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力の和)は、エンジン3の動力と等しくなる。
Further, in the normal straight-ahead mode, the gear ratio of the
・充電直進モード
充電直進モード中、第1実施形態と同様、エンジン3の動力を、要求動力よりも大きな最良燃費動力になるように制御する。また、変速装置71の変速比を、通常直進モードと同様に制御することによって、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上により、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。さらに、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行い、発電した電力の一部をバッテリ44に充電するとともに、残りを第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電される。また、第1〜第3の回転機11〜31を制御することによって、通常直進モードと同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。
-Charge straight running mode During the charge straight running mode, similarly to the first embodiment, the power of the
以上により、充電直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、この左右の前輪伝達動力と、バッテリ44に充電される電力(エネルギ)との和は、エンジン3の動力と等しくなる。また、充電直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、前述した図26と同様である。
As described above, during the straight charge mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and the sum of the left and right front wheel transmission power and the electric power (energy) charged in the
・アシスト直進モード
アシスト直進モード中、第1実施形態と同様、エンジン3の動力を、要求動力よりも小さな最良燃費動力になるように制御する。また、変速装置71の変速比を通常直進モードと同様に制御することによって、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上により、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。さらに、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力に加え、バッテリ44の電力を、第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給によって補われる。また、第1〜第3の回転機11〜31を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。
Assist straight- ahead mode During the assist straight-ahead mode, the power of the
以上により、アシスト直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、バッテリ44からの電力(エネルギ)とエンジン3の動力の和と等しくなる。また、アシスト直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、前述した図26と同様である。
As described above, in the assist straight traveling mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and is equal to the sum of the electric power (energy) from the
・ENG旋回モード
ENG旋回モードには、第1実施形態と同様、第1および第2の右旋回アシストモードが含まれる。まず、第1右旋回アシストモードについて説明する。
-ENG turning mode The ENG turning mode includes the first and second right turn assist modes as in the first embodiment. First, the first right turn assist mode will be described.
・第1右旋回アシストモード
第1右旋回アシストモード中、第1実施形態と同様、基本的には、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、変速装置71の変速比を通常直進モードと同様に制御することによって、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上により、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。さらに、第1〜第3の回転機11〜31を制御することによって、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御する。前述したように、左前輪要求トルクTLREQは、右前輪要求トルクTRREQよりも大きな値に設定されている。
First right turn assist mode During the first right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第1右旋回アシストモード中、第1実施形態と同様、左前輪伝達トルクTWLTが右前輪伝達トルクTWRTよりも大きくなり、その結果、小さな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。また、左右の前輪伝達動力が要求動力になる。 As described above, during the first right turn assist mode, as in the first embodiment, the left front wheel transmission torque TWLT is larger than the right front wheel transmission torque TWRT. As a result, a small turn assist force is applied to the left and right front wheels WFL, WFR. Acts to turn the vehicle V to the right. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly. Also, the left and right front wheel transmission power is the required power.
以下、第1右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図27のように表される。同図に示すように、前述した図12の場合と同様、低車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation during the first right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various rotating elements is expressed as shown in FIG. 27, for example. As shown in FIG. 12, as in the case of FIG. 12, the first and second
このような場合には、基本的には、第2および第3の回転機21,31で発電を行うとともに、発電した電力を、第1回転機11に供給し、そのロータ13を正転させる。この場合、最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力が、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQと左右の前輪回転数NWFL,NWFRによって定まる要求動力に対して余るときには、その余剰分は、第2および第3の回転機21,31で発電した電力をバッテリ44に充電することで、消費される。逆に、不足するときには、その不足分は、バッテリ44から第1回転機11に電力をさらに供給することで、補われる。それでも不足する場合には、その不足分は、第3回転機31で発電を行わずに、バッテリ44からの電力供給により第3回転機31から動力を出力することで、補われる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図27のように表される。
In such a case, basically, the second and third
図27から明らかなように、エンジン3(および第3回転機31)から第3要素に伝達された動力の一部と、電力の供給に伴って第1回転機11から第1要素に伝達された動力の一部は、第5要素を介して、第2回転機21に伝達され、その結果、第2回転機21のロータ23が逆転する。このため、第1実施形態と同様、上記の第2回転機21での発電に伴って発生した第2回転機発電トルクTG2は、ロータ23とともに逆転する第5要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1要素に伝達された第1回転機トルクTM1と、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tと、第5要素に伝達された第2回転機発電トルクTG2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
As is clear from FIG. 27, a part of the motive power transmitted from the engine 3 (and the third rotating machine 31) to the third element and the power supplied from the first rotating
また、第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21に電力を供給し、そのロータ23を正転させる。
In addition, during the first right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
次に、第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図28のように表される。同図に示すように、この場合、前述した図13の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの回転差は比較的小さいため、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。
Next, the operation in the first right turn assist mode and at high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 28, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 13 described above, since the rotational difference between the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR is relatively small, the first determined by the relationship between the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. The rotation directions of the
このような場合には、基本的には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。さらに、最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力が要求動力に対して余るときには、その余剰分は、第3回転機31で発電した電力をバッテリ44に充電することで、消費される。逆に、不足するときには、その不足分は、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給することで、補われる。それでも不足する場合には、その不足分は、第3回転機31で発電を行わずに、バッテリ44からの電力供給により第3回転機31から動力を出力することで、補われる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図28のように表される。
In such a case, basically, a part of the power of the
図28から明らかなように、エンジン3(および第3回転機31)から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tは、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機トルクTM1,TM2とともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。 As apparent from FIG. 28, the third element transmission torque T3T transmitted from the engine 3 (and the third rotating machine 31) to the third element is transmitted to the first and fifth elements, respectively. The two rotating machine torques TM1 and TM2 are transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the second and fourth elements, respectively. As a result, the left and right front wheels WFL, WFR are continuously driven and rotate forward.
第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中、エンジン3の動力の一部を用いて第3回転機31で発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給する場合には、エンジン3の動力が、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3、および第1〜第3の回転機11〜31を介して、左右の前輪WFL,WFRに分配され、左前輪WFLに分配されるエンジン3の動力は、右前輪WFRのそれよりも大きくなる。
While in the first right turn assist mode and traveling at a high vehicle speed, the electric power generated by the third
・第2右旋回アシストモード
第2右旋回アシストモード中、第1実施形態と同様、基本的には、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、変速装置71の変速比を通常直進モードと同様に制御し、それにより、エンジン回転数NEを、目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上により、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。さらに、第1〜第3の回転機11〜31を制御することによって、左前輪伝達トルクTWLTを左前輪要求トルクTLREQになるように制御するとともに、右前輪WFRに作用する制動トルクを右前輪要求制動トルクBRREQになるように制御する。
Second right turn assist mode During the second right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第2右旋回アシストモード中、第1実施形態と同様、左前輪WFLには駆動力が、右前輪WFRには制動力が、それぞれ作用し、その結果、大きな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。また、左前輪WFLに伝達される動力と、右前輪WFRに作用する制動力との差が、要求動力になる。 As described above, during the second right turn assist mode, as in the first embodiment, the driving force is applied to the left front wheel WFL and the braking force is applied to the right front wheel WFR. Acting on the front wheels WFL and WFR of the vehicle V, and turning the vehicle V to the right. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly. Further, the difference between the power transmitted to the left front wheel WFL and the braking force acting on the right front wheel WFR is the required power.
以下、第2右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図29のように表される。同図に示すように、前述した図14の場合と同様、低車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation in the second right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various rotary elements is expressed as shown in FIG. 29, for example. As shown in FIG. 14, as in the case of FIG. 14 described above, the first and second
このような場合には、基本的には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給し、ロータ13を正転させるとともに、ロータ23を逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図29のように表される。
In such a case, basically, a part of the power of the
図29から明らかなように、図14の場合と同様、第1回転機11への電力供給に伴って発生した第1回転機トルクTM1は、第1要素に伝達され、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tを反力として、左前輪WFLに伝達され、左前輪WFLを引き続き正転させる。すなわち、駆動力が左前輪WFLに作用する。さらに、第2回転機21への電力供給に伴って発生した第2回転機トルクTM2は、第5要素に伝達され、左前輪WFLから第2要素に作用する走行抵抗を反力として、右前輪WFRに伝達され、右前輪WFRを逆転させるように作用する。すなわち、制動力が右前輪WFRに作用する。
As is clear from FIG. 29, as in the case of FIG. 14, the first rotating machine torque TM1 generated along with the power supply to the first rotating
また、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第3の回転機11,31に供給する。
In the second right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
次に、第2右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図30のように表される。同図に示すように、高車速走行中における右旋回時、前述した図15の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。
Next, the operation during the second right turn assist mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 30, for example. As shown in the figure, during a right turn while traveling at a high vehicle speed, the first and second
このような場合には、基本的には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行う。また、第2回転機21において、後述するように伝達される動力を用い、発電を行う。さらに、第2および第3の回転機21,31で発電した電力を、第1回転機11に供給し、そのロータ13を正転させる。また、この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図30のように表される。
In such a case, basically, the third
図30から明らかなように、第1実施形態と同様、エンジン3から第3要素に伝達された動力の一部は、第5要素を介して、第2回転機21に伝達され、その結果、第2回転機21のロータ23が正転する。このため、上記の第2回転機21での発電に伴って発生した第2回転機発電トルクTG2は、ロータ23とともに正転する第5要素の回転数を低下させるように作用する。
As is clear from FIG. 30, as in the first embodiment, a part of the power transmitted from the
また、第1回転機11への電力供給に伴って発生した第1回転機トルクTM1は、第1要素に伝達され、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tを反力として、左前輪WFLに伝達され、左前輪WFLを引き続き正転させる。すなわち、駆動力が左前輪WFLに作用する。さらに、第2回転機発電トルクTG2は、第5要素に伝達され、左前輪WFLから第2要素に作用する走行抵抗を反力として、右前輪WFRに伝達され、右前輪WFRを逆転させるように作用する。すなわち、制動力が右前輪WFRに作用する。
Further, the first rotating machine torque TM1 generated with the power supply to the first rotating
また、前述したように、第2右旋回アシストモード中には、左前輪WFLに駆動力を作用させるとともに、右前輪WFRに制動力を作用させる。このため、左前輪要求トルクTLREQが比較的大きく、左前輪WFLに作用する駆動力が大きい場合には、車両Vがオーバーステア状態になるおそれがあり、これを回避するために、第2右旋回アシストモードは選択されない。 Further, as described above, during the second right turn assist mode, the driving force is applied to the left front wheel WFL and the braking force is applied to the right front wheel WFR. For this reason, if the left front wheel required torque TLREQ is relatively large and the driving force acting on the left front wheel WFL is large, the vehicle V may be in an oversteer state. Times assist mode is not selected.
一方、車両Vの左旋回中には、左旋回アシスト力を生じさせる第1および第2の左旋回アシストモードが選択される。これらの第1および第2の左旋回アシストモードにおける動作は、上述した第1および第2の右旋回アシストモードと同様に行われるので、その詳細な説明については省略する。 On the other hand, during the left turn of the vehicle V, the first and second left turn assist modes for generating the left turn assist force are selected. Since the operations in the first and second left turn assist modes are performed in the same manner as in the first and second right turn assist modes described above, detailed description thereof will be omitted.
・ENG後進モード
ENG後進モード中、変速装置71の変速段を、後進用の1つの変速段に設定し、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機31で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を逆転させる。ENG後進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図31のように表される。
· During the ENG backward mode ENG backward mode, the speed position of the
図31における各種の回転要素の回転方向およびトルクの向きは、前述したENG発進モードを示す図26における各種の回転要素のそれらに対し、それぞれ逆向きになっているだけである。したがって、ENG後進モード中、第1〜第3の回転機11〜31の制御は、ロータ13および23を逆転させる以外は、ENG直進モードやENG旋回モードと同様に行われる。また、車両Vの停止中から、ENG後進モードを開始する場合には、エンジンストールを防止するために、変速装置71のクラッチを徐々に接続する。
The rotational directions and torque directions of the various rotary elements in FIG. 31 are merely opposite to those of the various rotary elements in FIG. 26 showing the ENG start mode described above. Therefore, during the ENG reverse mode, the control of the first to third
・減速運転モード
減速運転モードには、第1実施形態と同様、車両Vの直進中および旋回中にそれぞれ選択される「減速直進モード」および「減速旋回モード」が含まれる。まず、減速直進モードについて説明する。
Deceleration operation mode The deceleration operation mode includes a “deceleration rectilinear mode” and a “deceleration turn mode” that are selected during straight traveling and turning of the vehicle V, respectively, as in the first embodiment. First, the straight deceleration mode will be described.
・減速直進モード
減速直進モード中、変速装置71のクラッチによって、入力軸と出力軸72の間を遮断し、ひいては、クランク軸3aおよびロータ33と第3要素との間を遮断する。その状態で、車両Vの慣性エネルギを用いて、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ44に充電する。減速直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図32のように表される。
-Deceleration straight- ahead mode During the deceleration straight-ahead mode, the clutch of the
図32から明らかなように、この場合、第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2はそれぞれ、第1および第5の要素に伝達され、第1および第5の要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1要素に伝達された第1回転機発電トルクTG1と第5要素に伝達された第2回転機発電トルクTG2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As is apparent from FIG. 32, in this case, the first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 are transmitted to the first and fifth elements, respectively, to reduce the rotational speeds of the first and fifth elements. It works to let you. The first rotating machine power generation torque TG1 transmitted to the first element and the second rotating machine power generation torque TG2 transmitted to the fifth element are the left and right front wheels WFL, WFR via the second and fourth elements, respectively. And acts to lower the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR.
また、減速直進モード中、第1および第2の回転機11,21を以下のように制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、要求制動トルクBREQになるように制御する。これにより、車両Vを、その良好な直進性を確保しながら、減速させることができる。また、上述したように変速装置71のクラッチでクランク軸3aおよびロータ33と第3要素との間を遮断状態に保持するので、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力がクランク軸3aやロータ33に伝達されるのを防止でき、それにより、バッテリ44により大きな電力を充電することができる。
Further, during the straight deceleration mode, the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other and the left and right front wheels WFL are controlled by controlling the first and second
以下、減速直進モード中における第1および第2の回転機11,21の制御について、具体的に説明する。すなわち、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、第1実施形態と同様、前記式(4)が成立するように制御される。また、図32から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1と、左右の前輪トルクTWL,TWRの関係は、次式(64)で表される。
(G2・G3+G3+1+G1)TG1+(G2・G3+G3+1)TWL
+G2・G3・TWR=0 ……(64)
Hereinafter, the control of the first and second
(G2 · G3 + G3 + 1 + G1) TG1 + (G2 · G3 + G3 + 1) TWL
+ G2, G3, TWR = 0 (64)
この場合、上述したように、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ要求制動トルクBREQになるように制御することから、第1回転機発電トルクTG1は次式(65)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(65)が成立するように制御される。
TG1=−(2・G2・G3+G3+1)BREQ/(G2・G3+G3+1+G1) ……(65)
In this case, as described above, since the braking torque acting on the left and right front wheels WFL, WFR is controlled to become the required braking torque BREQ, the first rotating machine power generation torque TG1 is expressed by the following equation (65). The Therefore, the electric power generated by the first rotating
TG1 = − (2 · G2 · G3 + G3 + 1) BREQ / (G2 · G3 + G3 + 1 + G1) (65)
同様に、第2回転機発電トルクTG2は次式(66)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(66)が成立するように制御される。
TG2=−(2・G1+1+G3)BREQ/(G1+1+G3+G2・G3) ……(66)
Similarly, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (66). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 = − (2 · G1 + 1 + G3) BREQ / (G1 + 1 + G3 + G2 · G3) (66)
・減速旋回モード
この減速旋回モードには、第1実施形態と同様、減速右旋回モードおよび減速左旋回モードが含まれる。これらのモード中の動作は互いに同様に行われるので、以下、両者を代表して、減速右旋回モード中の動作についてのみ説明する。
Deceleration turning mode This deceleration turning mode includes a deceleration right turn mode and a deceleration left turn mode, as in the first embodiment. Since the operations in these modes are performed in the same manner, only the operations in the deceleration right turn mode will be described below on behalf of both.
・減速右旋回モード
減速右旋回モード中、上述した減速直進モードと同様、変速装置71のクラッチによって、入力軸と出力軸72の間を遮断し、ひいては、クランク軸3aおよびロータ33と第3要素との間を遮断する。その状態で、第1および第2の回転機11,21を後述するように制御することによって、第1実施形態と同様、左右の前輪WFL,WFRに制動トルクを作用させるとともに、両者WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御する。これにより、減速右旋回モード中、オーバーステアを抑制しながら、車両Vを安定的に旋回させることができる。
Deceleration right turn mode During the deceleration right turn mode, the clutch of the
以下、減速右旋回モード中の動作について、まず、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図33のように表される。同図に示すように、この場合、前述した図18の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。このような場合には、第1回転機11で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第2回転機21に供給するとともに、そのロータ23を逆転させる。この場合、上述したように、変速装置71のクラッチでクランク軸3aおよびロータ33と第3要素との間を遮断状態に保持するので、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力がクランク軸3aやロータ33に伝達されるのを防止でき、それにより、バッテリ44により大きな電力を充電することができる。
Hereinafter, the operation in the deceleration right turn mode will be described first in the deceleration right turn mode and at low vehicle speed. In this case, the rotational speed relationship and the torque relationship between the various types of rotary elements are expressed as shown in FIG. 33, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 18 described above, the rotational directions of the
また、図33から明らかなように、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中、第1回転機発電トルクTG1は、第1要素に伝達され、第1要素の回転数を低下させるように作用し、第2回転機トルクTM2は、第5要素に伝達され、第5要素の回転数を逆転方向に上昇させるように作用する。また、第1要素に伝達された第1回転機発電トルクTG1と第5要素に伝達された第2回転機トルクTM2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、減速直進モードと同様、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 Further, as is apparent from FIG. 33, the first rotating machine power generation torque TG1 is transmitted to the first element during the deceleration right turn mode and at the low vehicle speed so as to reduce the rotation speed of the first element. The second rotating machine torque TM2 is transmitted to the fifth element and acts to increase the rotation speed of the fifth element in the reverse direction. The first rotating machine power generation torque TG1 transmitted to the first element and the second rotating machine torque TM2 transmitted to the fifth element are transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the second and fourth elements, respectively. It is transmitted and acts to lower the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR, as in the straight deceleration mode.
減速右旋回モード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜31は、具体的には、次のように制御される。この場合、図33と、前述した減速直進モードの場合を示す図32との比較から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1と、左右の前輪トルクTWL,TWRの関係は、前記式(64)で表される。また、この式(64)と、上述したように、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御することから、第1回転機発電トルクTG1は次式(67)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(67)が成立するように制御される。
TG1=−{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(67)
Specifically, the first to third
TG1 = − {(G2 · G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 · G3 · BRREQ}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) (67)
同様に、第2回転機トルクTM2は次式(68)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(68)が成立するように制御される。
TM2=−{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ}
/(G1+1+G3+G2・G3) ……(68)
また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、第1実施形態と同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Similarly, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (68). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 = − {(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 · BLREQ}
/ (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) (68)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1, NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, respectively, as in the first embodiment.
次に、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図34のように表される。同図に示すように、この場合には、前述した図19の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。このような場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ44に充電する。
Next, the operation during the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship and the torque relationship between the various types of rotary elements are expressed as shown in FIG. 34, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 19, the
図34から明らかなように、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、減速直進モードと同様、第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2はそれぞれ、第1および第5の要素に伝達され、第1および第5の要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1要素に伝達された第1回転機発電トルクTG1と第5要素に伝達された第2回転機発電トルクTG2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、この場合にも、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As is apparent from FIG. 34, the first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 are the first and fifth elements, respectively, in the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed, as in the deceleration straight travel mode. And acts to reduce the rotational speed of the first and fifth elements. The first rotating machine power generation torque TG1 transmitted to the first element and the second rotating machine power generation torque TG2 transmitted to the fifth element are the left and right front wheels WFL, WFR via the second and fourth elements, respectively. And acts to lower the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, also in this case, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR.
減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、第1および第2の回転機11,21は、具体的には、次のように制御される。すなわち、この場合、図34と図33の比較から明らかなように、第1回転機11で発電する電力は、前記式(67)が成立するように制御される。同様に、第2回転機21で発電する電力は、前記式(68)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた次式(69)が成立するように制御される。
TG2=−{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ}
/(G1+1+G3+G2・G3) ……(69)
さらに、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、第1実施形態と同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Specifically, the first and second
TG2 = − {(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 · BLREQ}
/ (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) (69)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, respectively, as in the first embodiment.
なお、減速直進モードおよび減速旋回モード中、変速装置71のクラッチを接続状態に保持するとともに、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力を用いて、第3回転機31で発電を行ってもよい。
In addition, during the deceleration straight travel mode and the deceleration turning mode, the clutch of the
・EV発進モード
EV発進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図35のように表される。EV発進モード中、第1実施形態と同様、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給し、それらのロータ13,23を正転させる。また、変速装置71のクラッチによって、その入力軸と出力軸72の間を遮断し、ひいては、クランク軸3aおよびロータ33と第3要素との間を遮断する。
EV Start Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various rotary elements during the EV start mode is expressed as shown in FIG. 35, for example. During the EV start mode, as in the first embodiment, power is supplied from the
EV発進モード中、図35から明らかなように、第1実施形態と同様、電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第1および第5の要素にそれぞれ伝達され、第1要素と第5要素に伝達されたトルクは、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRが駆動される結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。 As is apparent from FIG. 35, in the EV start mode, as in the first embodiment, the first and second rotating machine torques TM1 and TM2 generated along with the supply of power are applied to the first and fifth elements. The torque transmitted to each of the first and fifth elements is transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the second and fourth elements, respectively. As a result, the left and right front wheels WFL, WFR are driven, and as a result, the left and right front wheel rotation speeds NWFL, NWFR rise in the forward direction, and the vehicle V starts forward.
また、この場合、第1実施形態と異なり、上述したように、クラッチでクランク軸3aおよびロータ33と第3要素との間を遮断状態に保持するので、第1および第2の回転機11,21の動力がクランク軸3aやロータ33に伝達されるのを防止でき、したがって、それによる損失が発生するのを防止することができる。さらに、EV発進モード中、図35と、前述した図20との比較から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2や、第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、第1実施形態と同様に制御される。
Further, in this case, unlike the first embodiment, as described above, the
これにより、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが互いに等しくなるように制御されるとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御される。その結果、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、車両Vの良好な直進性を得ることができる。また、EV発進モード中で且つ車両Vの旋回時、第1実施形態と同様、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させることが可能である。
Thus, when the vehicle V is traveling straight in the EV start mode, the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are each set to 1 of the required torque TREQ. It is controlled to be / 2. As a result, when the vehicle V is traveling straight in the EV start mode, it is possible to obtain a favorable straight traveling property of the vehicle V. Also, during the EV start mode and when the vehicle V is turning, the turning assist force is applied to the left and right front wheels WFL and WFR by controlling the first and second
・EV走行中ENG始動モード
EV走行中ENG始動モードでは、EV発進モード中に遮断していた変速装置71のクラッチを、引き続き遮断状態に保持し、その状態で、バッテリ44から第3回転機31に電力を供給し、そのロータ33をクランク軸3aとともに正転させる。この場合、停車中ENG始動モードの場合と同様、第3回転機回転数NM3を、エンジン回転数NEが前述した始動時用回転数NSTになるように制御し、その状態で、クランク角度位置に応じ、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。したがって、EV走行中ENG始動モードでは、第1実施形態と同様、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。
-EV traveling ENG start mode In the EV traveling ENG start mode, the clutch of the
そして、エンジン3が始動した後には、変速装置71のクラッチによって、その入力軸と出力軸72の間を接続し、ひいては、クランク軸3aと第3要素の間を接続する。それにより、第1および第5の要素に伝達された第1および第2の回転機11,21の動力に加え、第3要素に伝達されたエンジン3の動力が、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。なお、EV走行中ENG始動モードでは、上述したように、EV発進モードと同様、変速装置71のクラッチによりクランク軸3aと第3要素の間が遮断状態に保持されることから、第1および第2の回転機11,21は、上述したEV発進モードと同様に制御される。
Then, after the
・EV後進モード
EV後進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図36のように表される。同図における各種の回転要素の回転方向およびトルクの向きは、前述したEV発進モードを示す図35における各種の回転要素のそれらに対し、それぞれ逆向きになっているだけである。したがって、EV後進モード中、第1および第2の回転機11,21の制御は、それらのロータ13,23を逆転させる以外は、EV発進モードと同様に行われる。なお、EV後進モード中、変速装置71のクラッチを接続状態に保持するとともに、クランク軸3aの逆転を防止するために、変速装置71の変速段を後進用の変速段に設定する。
EV Reverse Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements during the EV reverse mode is expressed as shown in FIG. 36, for example. The rotational directions and torque directions of the various rotary elements in the figure are merely opposite to those of the various rotary elements in FIG. 35 showing the EV start mode described above. Therefore, during the EV reverse mode, the control of the first and second
以上のように、本実施形態によれば、第1〜第5の要素は、第1実施形態と同様に構成されている。また、第1要素が第1回転機11のロータ13に、第2要素が左前輪WFLに、それぞれ機械的に連結されている。さらに、第3要素が、変速装置71を介して、クランク軸3aに機械的に連結されており、第4要素が右前輪WFRに、第5要素が第2回転機21のロータ23に、それぞれ機械的に連結されている。また、第3回転機31のロータ33が、クランク軸3aに機械的に連結されている。さらに、第1実施形態と同様、第1回転機11のステータ12と第3回転機31のステータ32、および、第2回転機21のステータ22と第3回転機31のステータ32はそれぞれ、互いに電気的に接続されている。
As described above, according to the present embodiment, the first to fifth elements are configured in the same manner as in the first embodiment. Further, the first element is mechanically connected to the
また、図27〜図30を用いて説明したように、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させ、車両Vの左右の旋回アシストを行うことができる。この場合、第1実施形態と同様、左右の前輪WFL,WFRに連結された第2および第4の要素が、前述した従来の場合と異なり、互いに無関係に回転するのではなく、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するので、左右の前輪WFL,WFRの回転(回転数・トルク)を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。また、通常直進モードなどにおいて説明したように、変速装置71の変速比を制御することによって、エンジン回転数NEを、より良好な燃費が得られる目標エンジン回転数NEOBJになるように制御するので、動力装置1Aの効率を高めることができる。
In addition, as described with reference to FIGS. 27 to 30, the left and right front wheels WFL and WFR can be made to act on the turning assist force to perform the left and right turning assist of the vehicle V. In this case, as in the first embodiment, the second and fourth elements connected to the left and right front wheels WFL, WFR do not rotate independently of each other, unlike the conventional case described above. Since it rotates while maintaining the linear relationship, the rotation (rotation speed / torque) of the left and right front wheels WFL, WFR can be easily and accurately controlled, thereby improving drivability. Further, as described in the normal straight traveling mode and the like, by controlling the speed ratio of the
また、第1実施形態と同様、充電および放電可能なバッテリ44が、第1〜第3の回転機11〜31に電気的に接続されており、充電直進モードなどで説明したように、エンジン3の動力を最良燃費動力に制御するとともに、要求動力に対するエンジン3の動力の余剰分が、電力としてバッテリ44に充電される。さらに、アシスト直進モードなどで説明したように、要求動力に対するエンジン3の動力の不足分が、上記のバッテリ44に充電した電力を第1回転機11や第2回転機21、第3回転機31に供給することで補われる。以上により、エンジン3の最良燃費を得ることができ、したがって、動力装置1Aの効率をさらに高めることができる。
Similarly to the first embodiment, the chargeable /
なお、上述した第2実施形態では、変速装置71は、ギヤ式の有段自動変速装置であるが、エンジン3からの動力を変速して第3要素に伝達可能な任意の変速装置でもよい。例えば、ベルト式やトロイダル式の無段自動変速装置や油圧式の自動変速装置でもよい。また、変速装置71を省略してもよい。
In the second embodiment described above, the
さらに、第1および第2の実施形態では、本発明における第3要素に相当する第3キャリアC3、第1および第2のリングギヤR1,R2は、互いに一体に設けられているが、エンジン3に連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。また、第1および第2の実施形態では、本発明における第1および第3のメンバはそれぞれ、第1サンギヤS1および第1リングギヤR1であるが、これとは逆に、第1リングギヤR1および第1サンギヤS1でもよい。すなわち、第1リングギヤR1を第1回転機11のロータ13に、第1サンギヤS1をクランク軸3aに、それぞれ連結(直結)してもよい。また、第1および第2の実施形態では、本発明における第7および第9のメンバはそれぞれ、第2リングギヤR2および第2サンギヤS2であるが、これとは逆に、第2サンギヤS2および第2リングギヤR2でもよい。すなわち、第2サンギヤS2をクランク軸3aに、第2リングギヤR2を第2回転機21のロータ23に、それぞれ連結(直結)してもよい。
Further, in the first and second embodiments, the third carrier C3 and the first and second ring gears R1 and R2 corresponding to the third element in the present invention are provided integrally with each other. As long as they are connected, they are not necessarily provided integrally with each other. In the first and second embodiments, the first and third members of the present invention are the first sun gear S1 and the first ring gear R1, respectively. On the contrary, the first ring gear R1 and the first ring gear R1 One sun gear S1 may be used. That is, the first ring gear R1 may be connected (directly connected) to the
次に、図37を参照しながら、本発明の第3実施形態による動力装置1Bについて説明する。同図に示すように、この動力装置1Bは、第1実施形態と比較して、第4遊星歯車装置PS4および第3回転機31に代えて、第3回転機80を備える点が主に異なっている。以下、動力装置1Bについて、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a
図37および図40に示すように、この第3回転機80は、2ロータタイプのものであり、特開2008−067592号公報や特開2008−132971号公報に開示された回転機と同様に構成されている。以下、その構成および動作について、簡単に説明する。第3回転機80は、第1ロータ81と、第1ロータ81に対向するように配置されたステータ82と、両者81,82の間に所定の間隔を存した状態で設けられた第2ロータ83とを備えている。第1ロータ81、第2ロータ83およびステータ82は、径方向に、内側からこの順で並んでいる。以下、図37および図40の左側を「左」、右側を「右」として説明する。
As shown in FIGS. 37 and 40, the third
第1ロータ81は、2n個の永久磁石81aを有しており、これらの永久磁石81aは、回転軸84の周方向(以下、単に「周方向」という)に等間隔で並んだ状態で、リング状の取付部81bの外周面に取り付けられている。この回転軸84は、クランク軸3aと同軸状に配置され、回転自在になっており、回転軸84には、ギヤ85が同軸状に一体に設けられている。このギヤ85は、前述したアイドラギヤ8に噛み合っている。上記の取付部81bは、軟磁性体、例えば鉄で構成されており、その内周面が、円板状のフランジ81cの外周面に取り付けられている。このフランジ81cは、回転軸84に一体に設けられている。以上により、永久磁石81aを含む第1ロータ81は、回転軸84と一体に回転自在になっており、ギヤ85やアイドラギヤ8を介して、前述した第3要素に機械的に連結されている。
The
また、図41に示すように、回転軸84を中心として、周方向に隣り合う各2つの永久磁石81aがなす中心角は、所定角度θである。また、永久磁石81aの極性は、周方向に隣り合う各2つについては互いに異なっている。以下、永久磁石81aの左側および右側の磁極をそれぞれ、「第1磁極」および「第2磁極」という。
As shown in FIG. 41, the central angle formed by each of the two
ステータ82は、回転磁界を発生させるものであり、周方向に等間隔で並んだ3n個の電機子82aを有している。各電機子82aは、鉄芯82bと、鉄芯82bに集中巻きで巻回されたコイル82cなどで構成されている。鉄芯82bの内周面の軸線方向の中央部には、周方向に延びる溝82dが形成されている。3n個のコイル82cは、n組のU相、V相およびW相の3相コイルを構成している(図41参照)。また、電機子82aは、取付部82eを介して不動のケースCAに固定されている。
The
さらに、図38に示すように、ステータ82は、前述した第3PDU43を介してバッテリ44に電気的に接続されている。すなわち、第1回転機11のステータ12と第3回転機80のステータ82は、互いに電気的に接続されており、第2回転機21のステータ22と第3回転機80のステータ82は、互いに電気的に接続されている。また、ステータ82は、バッテリ44から電力が供給されたとき、または、後述するように発電したときに、鉄芯82bの左右の端部に、互いに異なる極性の磁極がそれぞれ発生するように構成されている。これらの磁極の発生に伴って、第1ロータ81の左側(第1磁極側)の部分との間および右側(第2磁極側)の部分との間に、第1および第2の回転磁界が周方向に回転するようにそれぞれ発生する。以下、鉄芯82bの左右の端部に発生する磁極をそれぞれ、「第1電機子磁極」「第2電機子磁極」という。また、これらの第1および第2の電機子磁極の数はそれぞれ、永久磁石81aの磁極の数と同じ、すなわち2nである。
Further, as shown in FIG. 38, the
第2ロータ83は、複数の第1コア83aおよび第2コア83bを有している。第1および第2のコア83a,83bはそれぞれ、周方向に等間隔で並んでおり、両者83a,83bの数はいずれも、永久磁石81aと同じ、すなわち2nに設定されている。各第1コア83aは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したもので、軸線方向に永久磁石81aのほぼ半分の長さで延びている。各第2コア83bは、第1コア83aと同様に構成されている。
The
また、軸線方向において、第1コア83aは、第1ロータ81の左側(第1磁極側)の部分とステータ82の左側(第1電機子磁極側)の部分との間に配置され、第2コア83bは、第1ロータ81の右側(第2磁極側)の部分とステータ82の右側(第2電機子磁極側)の部分との間に配置されている。さらに、第2コア83bは、第1コア83aに対して周方向に互い違いに並んでおり、その中心が、第1コア83aの中心に対して、前述した所定角度θの1/2、ずれている(図41参照)。
Further, in the axial direction, the
また、第1および第2のコア83a,83bはそれぞれ、フランジ83cの外端部に、軸線方向に若干延びる棒状の連結部83dを介して取り付けられている。フランジ83cは、フライホイールを介して、クランク軸3aに直結されている。これにより、第1および第2のコア83a,83bを含む第2ロータ83は、クランク軸3aに機械的に直結されており、クランク軸3aと一体に回転自在になっている。
Each of the first and
以上の構成の第3回転機80は、一般的なシングルピニオンタイプの遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機を組み合わせた機能を有する装置とみなすことができる。以下、この点に関し、第3回転機80の動作に基づいて簡単に説明する。図41の構成は、それと等価のものとして、図42のように示すことができるため、以下、第3回転機80の動作を、永久磁石81a、電機子82a、第1および第2のコア83a,83bが、図42に示すように配置されているものとして説明する。なお、図42では、便宜上、複数の構成要素の符号を省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
The third
また、便宜上、第1および第2の回転磁界の動きを、それと等価の、永久磁石81aと同数の2n個の仮想の永久磁石(以下「仮想磁石」という)VMの物理的な動きに置き換えて、説明するものとする。さらに、仮想磁石VMの左側(第1磁極側)および右側(第2磁極側)の磁極をそれぞれ、第1および第2の電機子磁極として、第1ロータ81の左側(第1磁極側)の部分との間および右側(第2磁極側)の部分との間にそれぞれ発生する回転磁界を、第1および第2の回転磁界として、説明するものとする。さらに、以下、永久磁石81aの左側の部分および右側の部分をそれぞれ、「第1磁石部」「第2磁石部」という。
For the sake of convenience, the movements of the first and second rotating magnetic fields are replaced with the physical movements of the equivalent 2n virtual permanent magnets (hereinafter referred to as “virtual magnets”) VM, which are equivalent to the
まず、第3回転機80の動作として、第1ロータ81を回転不能にした状態で、ステータ82への電力供給により第1および第2の回転磁界を発生させた場合の動作について説明する。
First, as an operation of the third
図43(a)に示すように、各第1コア83aが各第1磁石部に対向するとともに、各第2コア83bが隣り合う各2つの第2磁石部の間に位置した状態から、第1および第2の回転磁界を、同図の下方に回転させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第1電機子磁極の極性を、それに対向する各第1磁極の極性と異ならせるとともに、各第2電機子磁極の極性をそれに対向する各第2磁極の極性と同じにする。
As shown in FIG. 43 (a), each
第1コア83aは、第1磁極および第1電機子磁極によって磁化されるとともに、第1磁極、第1コア83aおよび第1電機子磁極の間に、磁力線(以下「第1磁力線」という)L1が発生する。同様に、第2コア83bは、第2電機子磁極および第2磁極によって磁化されるとともに、第2電機子磁極、第2コア83bおよび第2磁極の間に、磁力線(以下「第2磁力線」という)L2が発生する。
The
図43(a)〜図44(c)に示すように、仮想磁石VMが回転するのに伴い、これらの第1および第2の磁力線L1,L2による磁力によって、第1および第2のコア83a,83bがそれぞれ、仮想磁石VMの回転方向、すなわち第1および第2の回転磁界の回転方向(以下「磁界回転方向」という)に駆動され、その結果、第2ロータ83が磁界回転方向に回転する。図45(a)および図45(b)はそれぞれ、図43(a)および図43(b)に示す状態において形成される磁気回路を示している。また、図43(a)〜図44(c)に示すように第1および第2のコア83a,83bが駆動される場合、第1磁力線L1により第1コア83aに作用する磁力は、徐々に弱くなり、第1コア83aを磁界回転方向に駆動する駆動力が、徐々に小さくなる。また、第2磁力線L2により第2コア83bに作用する磁力は、徐々に強くなり、第2コア83bを磁界回転方向に駆動する駆動力が、徐々に大きくなる。
As shown in FIGS. 43 (a) to 44 (c), as the virtual magnet VM rotates, the first and
そして、図44(c)に示す状態から、仮想磁石VMがさらに回転すると、第1および第2の磁力線L1,L2による磁力によって、第1および第2のコア83a,83bが磁界回転方向に駆動され、第2ロータ83が磁界回転方向に回転する。その際、仮想磁石VMが図43(a)に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、第1磁力線L1により第1コア83aに作用する磁力は強くなり、第1コア83aに作用する駆動力が大きくなる。逆に、第2磁力線L2により第2コア83bに作用する磁力は弱くなり、第2コア83bに作用する駆動力が小さくなる。
Then, when the virtual magnet VM further rotates from the state shown in FIG. 44 (c), the first and
以上のように、仮想磁石VMの回転、すなわち第1および第2の回転磁界の回転に伴い、第1および第2のコア83a,83bにそれぞれ作用する駆動力が、交互に大きくなったり、小さくなったりする状態を繰り返しながら、第2ロータ83が磁界回転方向に回転する。この場合、第1および第2のコア83a,83bを介して伝達されるトルクをT83a,T83bとすると、第2ロータ83に伝達されるトルク(以下「第2ロータ伝達トルク」という)TR2と、これら2つのトルクT83a,T83bとの関係は、概ね図46に示すものになる。同図に示すように、第2ロータ伝達トルクTR2は、上記のように変化する2つのトルクT83a,T83bを足し合わせたものとなり、ほぼ一定になる。
As described above, with the rotation of the virtual magnet VM, that is, the rotation of the first and second rotating magnetic fields, the driving forces acting on the first and
また、第1および第2の磁力線L1,L2による磁力の作用によって、第1コア83aが、第1磁力線L1で結ばれた第1磁極と第1電機子磁極の中間に位置し、かつ、第2コア83bが、第2磁力線L2で結ばれた第2磁極と第2電機子磁極の中間に位置した状態を保ちながら、第2ロータ83が回転する。このため、第1および第2の回転磁界の回転数(以下「磁界回転数」という)NMFと、第1ロータ81の回転数(以下「第1ロータ回転数」という)NR1と、第2ロータ83の回転数(以下「第2ロータ回転数」という)NR2との間には一般に、次式(70)が成立する。
NR2=(NMF+NR1)/2 ……(70)
この式(70)から明らかなように、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2は、互いに共線関係にある。
The
NR2 = (NMF + NR1) / 2 (70)
As is apparent from the equation (70), the magnetic field rotation speed NMF and the first and second rotor rotation speeds NR1 and NR2 are collinear with each other.
以上から、上述した第1ロータ回転数NR1が値0のときには、NR2=NMF/2が成立し、このときの磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間の関係を示す速度共線図は、例えば図47(a)のように表される。上記の式(70)から明らかなように、図47(a)に示す速度共線図において、磁界回転数NMFを表す縦線と第2ロータ回転数NR2を表す縦線との間の距離と、第1ロータ回転数NR1を表す縦線と第2ロータ回転数NR2を表す縦線との間の距離との比は、1:1である。このことは、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間の関係を表す他の速度共線図についても同様である。 From the above, when the first rotor rotational speed NR1 is 0, NR2 = NMF / 2 is established, and the relationship between the magnetic field rotational speed NMF and the first and second rotor rotational speeds NR1 and NR2 at this time. For example, a velocity collinear diagram showing is expressed as shown in FIG. As apparent from the above equation (70), in the velocity collinear chart shown in FIG. 47 (a), the distance between the vertical line representing the magnetic field rotational speed NMF and the vertical line representing the second rotor rotational speed NR2 The ratio of the distance between the vertical line representing the first rotor speed NR1 and the vertical line representing the second rotor speed NR2 is 1: 1. The same applies to the other collinear charts showing the relationship between the magnetic field rotation speed NMF and the first and second rotor rotation speeds NR1 and NR2.
また、この場合、第2ロータ伝達トルクTR2は、ステータ82への供給電力および磁界回転数NMFと等価のトルクを駆動用等価トルクTSEとすると、この駆動用等価トルクTSEの2倍になる。すなわち、次式(71)が成立する。
TR2=−2・TSE ……(71)
以上のように、第1ロータ81を回転不能にした状態でステータ82に電力を供給した場合には、この電力はすべて、第2ロータ83に動力として伝達される。
In this case, the second rotor transmission torque TR2 is twice the driving equivalent torque TSE, assuming that the driving equivalent torque TSE is equivalent to the power supplied to the
TR2 = -2.TSE (71)
As described above, when electric power is supplied to the
次に、第2ロータ83を回転不能にした状態で、ステータ82への電力供給により第1および第2の回転磁界を発生させた場合の動作について説明する。
Next, an operation in the case where the first and second rotating magnetic fields are generated by supplying power to the
この場合にも、図49(a)に示すように、各第1コア83aが各第1磁石部に対向するとともに、各第2コア83bが隣り合う各2つの第2磁石部の間に位置した状態から、第1および第2の回転磁界を同図の下方に回転させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第1電機子磁極の極性を、それに対向する各第1磁極の極性と異ならせるとともに、各第2電機子磁極の極性をそれに対向する各第2磁極の極性と同じにする。
Also in this case, as shown in FIG. 49 (a), each
図49(a)〜図50(c)に示すように、仮想磁石VMが回転するのに伴い、第1コア83aと第1磁極の間の第1磁力線L1による磁力と、第2コア83bと第2磁極の間の第2磁力線L2による磁力によって、第1および第2の磁石部がそれぞれ、仮想磁石VMの回転方向、すなわち磁界回転方向と逆方向(図49の上方)に駆動され、ひいては、第1ロータ81が磁界回転方向と逆方向に回転する。この場合、第1および第2の回転磁界の回転に伴い、第1磁極と第1コア83aの間の第1磁力線L1による磁力と、第2コア83bと第2磁極の間の第2磁力線L2による磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、永久磁石81aに、すなわち第1ロータ81に交互に作用し、それにより、第1ロータ81が磁界回転方向と逆方向に回転する。また、そのように磁力すなわち駆動力が第1ロータ81に交互に作用することによって、第1ロータ81に伝達されるトルク(以下「第1ロータ伝達トルク」という)TR1は、ほぼ一定になる。
As shown in FIG. 49A to FIG. 50C, as the virtual magnet VM rotates, the magnetic force generated by the first magnetic field line L1 between the
また、このときの磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間の関係は、NR1=−NMFで表され、例えば図47(b)のように表される。このように、第1ロータ81は、第1および第2の回転磁界と同じ速度で逆方向に回転する。さらに、この場合、第1ロータ伝達トルクTR1は、駆動用等価トルクTSEと等しくなり、次式(72)が成立する。
TR1=TSE ……(72)
Further, the relationship between the magnetic field rotation speed NMF and the first and second rotor rotation speeds NR1 and NR2 at this time is represented by NR1 = −NMF, for example, as illustrated in FIG. Thus, the
TR1 = TSE (72)
また、第3回転機80では、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2がいずれも値0でない場合、例えば、第1および/または第2のロータ81,83を動力により回転させた状態で、第1および第2の回転磁界を発生させた場合には、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間に、前述した一般式(70)がそのまま成立し、三者間の速度関係は、例えば図48(a)のように表される。
In the third
また、第2ロータ83を動力により回転させるとともに、例えばステータ82における相間短絡により磁界回転数NMFを値0に制御した場合には、第2ロータ83に入力された動力(エネルギ)は、ステータ82には伝達されず、第1および第2の磁力線L1,L2による磁力を介して、第1ロータ81にすべて伝達される。同様に、第1ロータ81を動力により回転させるとともに、磁界回転数NMFを値0に制御した場合には、第1ロータ81に入力された動力(エネルギ)は、ステータ82には伝達されず、第1および第2の磁力線L1,L2による磁力を介して、第2ロータ83にすべて伝達される。
Further, when the
また、このときの磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間の関係は、NR1=2・NR2で表され、例えば図48(b)のように表される。また、第1および第2のロータ伝達トルクTR1,TR2の間に、次式(73)が成立する。
TR1=−TR2/2 ……(73)
Further, the relationship between the magnetic field rotation speed NMF and the first and second rotor rotation speeds NR1 and NR2 at this time is represented by NR1 = 2 · NR2, and is represented, for example, as shown in FIG. Further, the following equation (73) is established between the first and second rotor transmission torques TR1 and TR2.
TR1 = -TR2 / 2 (73)
さらに、第3回転機80では、ステータ82への電力供給が行われていない場合でも、ステータ82に対して、第1ロータ81への動力の入力により永久磁石81aが回転したり、第2ロータ83への動力の入力により第1および第2のコア83a,83bが回転したときには、ステータ82において、誘導起電力が発生し、発電が行われる。この発電に伴って、第1および第2の回転磁界が発生した場合にも、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間に、前記式(70)が成立する。また、発電した電力および磁界回転数NMFと等価のトルクを発電用等価トルクTGEとすると、この発電用等価トルクTGEと、第1および第2のロータ伝達トルクTR1,TR2の間に、上記の式(71)および(72)のような関係が成立する。
Further, in the third
さらに、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間に、前記式(70)で表されるような関係が常に成立し、このような三者間の回転数の関係は、遊星歯車装置のリングギヤおよびサンギヤの一方、他方、およびプラネタリギヤを支持するキャリアの回転数の関係に相当する。また、そのような関係が、ステータ82への電力供給時だけでなく、発電時にも同様に得られることから、第3回転機80は、一般的なシングルピニオンタイプの遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機を組み合わせた機能を有する装置とみなすことができる。
Further, the relationship represented by the above formula (70) is always established between the magnetic field rotation speed NMF and the first and second rotor rotation speeds NR1 and NR2, and the rotation speed between these three parties is The relationship corresponds to the relationship between the number of rotations of the carrier that supports one or the other of the ring gear and the sun gear of the planetary gear device and the planetary gear. In addition, since such a relationship is obtained not only when power is supplied to the
さらに、ECU2は、第3PDU43を制御することによって、ステータ82に供給する電力と、電力の供給に伴って発生する第1および第2の回転磁界の磁界回転数NMFを制御する。また、ECU2は、第3PDU43を制御することによって、ステータ82で発電する電力と、発電に伴って発生する第1および第2の回転磁界の磁界回転数NMFを制御する。
Further, the
さらに、図39に示すように、ECU2には、第3回転角センサ64が接続されており、第3回転角センサ64は、第1ロータ81の回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をECU2に出力する。ECU2は、検出された第1ロータ81の回転角度位置に基づいて、第1ロータ回転数NR1を算出する。また、第2ロータ83がクランク軸3aに直結されているため、ECU2は、検出されたクランク角度位置に基づいて、第2ロータ83の回転角度位置を算出するとともに、第2ロータ回転数NR2を算出する。
Further, as shown in FIG. 39, a third
以上の構成の動力装置1Bでは、図37と前述した図2との比較から明らかなように、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3と、左右の前輪WFL,WFRと、第1および第2の回転機11,21の連結関係は、第1実施形態と同様である。一方、第1実施形態と異なり、クランク軸3aおよび第2ロータ83は、互いに直結されており、エンジン回転数NEと第2ロータ回転数NR2は、互いに等しい。また、第1ロータ81は、ギヤ85やアイドラギヤ8、ギヤ7aを介して、第3要素に連結されており、これらのギヤ85,7aによる変速を無視すれば、第1ロータ回転数NR1と第3要素の回転数は互いに等しい。また、第3回転機80において、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2は、前記式(70)を用いて説明したように、共線関係にある。以上から、動力装置1Bにおける各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図51のように表される。以下、動力装置1Bの各種の動作について、同図に示すような速度共線図を参照しながら説明する。
In the
動力装置1Bの動作モードには、第1実施形態と同様、停車中ENG始動モード、ENG発進モード、ENG直進モード、ENG旋回モード、ENG後進モード、減速運転モード、EV発進モード、EV走行中ENG始動モード、およびEV後進モードが含まれる。これらの動作モードにおける各種の制御動作は、前述した各種のセンサ51〜53および55〜64からの検出信号に応じ、ECU2によって行われる。以下、これらの動作モードについて、停車中ENG始動モードから順に、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
As in the first embodiment, the operation mode of the
・停車中ENG始動モード
停車中ENG始動モードでは、バッテリ44から第3回転機80のステータ82に電力を供給するとともに、第1および第2の回転磁界を正転させる。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図52のように表される。同図から明らかなように、ステータ82で発生した駆動用等価トルクTSEは、第2ロータ83に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第1ロータ81や、第1要素、第3要素、第5要素、左右の前輪WFL,WFRを逆転させるように作用する。このため、図52に示すように、そのような左右の前輪WFL,WFRの逆転を防止すべく、左右の前輪WFL,WFRを静止状態に保持するために、第1実施形態と同様、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給し、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を、第1および第5の要素の逆転を阻止するように発生させる。
-Stopping ENG Start Mode In the stop ENG start mode, electric power is supplied from the
これにより、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第1および第5の要素にそれぞれ伝達され、さらに、第3要素を介して第1ロータ81に伝達され、第1ロータ81の逆転を阻止するように作用する。駆動用等価トルクTSEは、第1ロータ伝達トルクTR1を反力として、クランク軸3aに伝達され、その結果、クランク軸3aが正転する。
As a result, the first and second rotating machine torques TM1 and TM2 are transmitted to the first and fifth elements, respectively, and further transmitted to the
また、停車中ENG始動モードでは、磁界回転数NMFは、エンジン回転数NEがエンジン3の始動に適した所定の始動時用回転数NSTになるように、制御される。具体的には、この場合、第2ロータ回転数NR2がエンジン回転数NEと等しいことと、第1ロータ回転数NR1が値0になることと、前記式(70)から、磁界回転数NMFは、次式(74)が成立するように制御される。
NMF=2・NST ……(74)
In the stopped ENG start mode, the magnetic field rotation speed NMF is controlled so that the engine rotation speed NE becomes a predetermined start rotation speed NST suitable for starting the
NMF = 2 ・ NST (74)
以上により、停車中ENG始動モードでは、第1実施形態と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが値0に、エンジン回転数NEが始動時用回転数NSTに、それぞれ制御される。その状態で、検出されたクランク角度位置に応じ、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。したがって、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。また、エンジン3の始動に伴って、左右の前輪WFL,WFRを駆動することがなく、両者WFL,WFRを静止状態に保持することができる。
As described above, in the stopped ENG start mode, the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are controlled to the
・ENG発進モード
ENG発進モード中、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。ENG発進モードの開始時における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図53のように表される。同図に示すように、ENG発進モードの開始時、第1ロータ回転数NR1が左右の前輪回転数NWFL,NWFRとともに値0の状態にあるため、両者の関係によって定まる回転磁界の回転方向は、正転方向になる。このため、エンジン3から第2ロータ83に伝達された第2ロータ伝達トルクTR2の一部は、上記の第3回転機80での発電に伴って発生した発電用等価トルクTGEを反力として、第1ロータ81に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。換言すれば、第2ロータ伝達トルクTR2は、ステータ82と第1ロータ81に分配される。
· During the ENG mode ENG start mode, using part of the motive power of the
また、第1実施形態と同様、第1および第2の回転機11,21への電力供給に伴い、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2が、第1および第5の要素にそれぞれ伝達される。さらに、エンジン3から第3要素に上記のように伝達された第3要素伝達トルクT3Tは、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機トルクTM1,TM2とともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
Similarly to the first embodiment, the first and second rotating machine torques TM1 and TM2 are respectively applied to the first and fifth elements as power is supplied to the first and second
この場合、第3回転機80で発電する電力を制御することによって、発電用等価トルクTGEを漸増させるとともに、磁界回転数NMFを低下させる。前述した第3回転機80の機能から明らかなように、上記のように発電用等価トルクTGEを漸増させることによって、エンジン3から第1ロータ81を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTが漸増する。また、上記のように磁界回転数NMFを低下させることによって、エンジン3からステータ82に電力の形態で伝達される動力が低下し、第1ロータ81を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力が増大する。
In this case, by controlling the power generated by the third
以上の結果、図54に示すように、左右の前輪WFL,WFRが駆動され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。以上のように、ENG発進モードでは、第3回転機80での発電電力を制御することによって、エンジン3から左右の前輪WFL,WFRに伝達されるトルクを漸増させることができるので、第1実施形態と同様、左右の前輪WFL,WFRからエンジン3に急激に大きな負荷が作用するのを防止でき、エンジンストールを発生させることなく、車両Vを発進させることができる。したがって、車両Vの発進用の発進クラッチが不要になる。
As a result, as shown in FIG. 54, the left and right front wheels WFL, WFR are driven, the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR rise in the forward direction, and the vehicle V starts forward. As described above, in the ENG start mode, the torque transmitted from the
また、ENG発進モード中、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、第1実施形態と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが互いに等しくなるように制御されるとともに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御される。以上により、ENG発進モード中、車両Vの良好な直進性を得ることができる。さらに、磁界回転数NMFは、エンジン回転数NEに応じて制御される。以下、この場合における第1〜第3の回転機11〜80の制御について、具体的に説明する。
Further, during the ENG start mode, the first and second rotating machine rotation speeds NM1, NM2 are controlled so that the left and right front wheel rotation speeds NWFL, NWFR are equal to each other, as in the first embodiment, and the first The electric power supplied to the second
上述したように左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するので、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、第1実施形態と同様、前記式(4)が成立するように制御される。 As described above, since the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other, the first and second rotating machine rotation speeds NM1 and NM2 are the same as those in the first embodiment. It is controlled to be established.
また、図54から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。この場合にも、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、前記式(6)が得られる。さらに、第1ロータ伝達トルクTR1が第3要素に伝達されることと、前述した第3回転機80の機能から、第3要素伝達トルクT3Tは次式(75)で表される。
T3T=−TR1=−TGE ……(75)
As is clear from FIG. 54, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). Also in this case, since the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, the above equation (6) is obtained. Further, from the fact that the first rotor transmission torque TR1 is transmitted to the third element and the function of the third
T3T = -TR1 = -TGE (75)
これらの式(5)、(6)および(75)から、第1回転機トルクTM1は次式(76)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(76)が成立するように制御される。
TM1=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2-(G2・G3+G3)TGE}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(76)
From these formulas (5), (6) and (75), the first rotating machine torque TM1 is represented by the following formula (76). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ / 2- (G2, G3 + G3) TGE} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (76)
さらに、図54から明らかなように、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(9)で表される。上記の式(6)、(9)および(75)から、第2回転機トルクTM2は次式(77)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(77)が成立するように制御される。
TM2=-{(2・G1+1+G3)TREQ/2-(G1+1)TGE}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(77)
Further, as is apparent from FIG. 54, the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the equation (9). From the above equations (6), (9) and (75), the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (77). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ / 2- (G1 + 1) TGE} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) ...... (77)
また、第1ロータ回転数NR1が左前輪回転数NWFLと、第2ロータ回転数NR2がエンジン回転数NEと、それぞれ等しいことと、前記式(70)から、磁界回転数NMFは次式(78)で表される。したがって、磁界回転数NMFは、この式(78)が成立するように制御される。
NMF=2・NE−NWFL ……(78)
Further, from the fact that the first rotor rotational speed NR1 is equal to the left front wheel rotational speed NWFL and the second rotor rotational speed NR2 is equal to the engine rotational speed NE, the magnetic field rotational speed NMF is expressed by the following formula (78 ). Therefore, the magnetic field rotation speed NMF is controlled so that this equation (78) is established.
NMF = 2 ・ NE-NWFL (78)
なお、ENG発進モード中、第1実施形態と同様、車両Vの緩発進時や下り坂での発進時には、要求トルクTREQが小さいため、第3回転機80で発電した電力の一部を第1および第2の回転機11,21に供給し、残りをバッテリ44に充電する。一方、車両Vの急発進時や上り坂での発進時には、要求トルクTREQが大きいため、第3回転機80で発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給する。
In the ENG start mode, as in the first embodiment, when the vehicle V starts slowly or starts on a downhill, the required torque TREQ is small, so that a part of the electric power generated by the third
・ENG直進モード
ENG直進モードでは、第1実施形態と同様、通常直進モード、充電直進モードおよびアシスト直進モードが、要求動力に応じて選択される。以下、これらの運転モードについて、通常直進モードから順に説明する。
-ENG rectilinear mode In the ENG rectilinear mode, as in the first embodiment, the normal rectilinear mode, the charging rectilinear mode, and the assist rectilinear mode are selected according to the required power. Hereinafter, these operation modes will be described in order from the normal straight-ahead mode.
・通常直進モード
通常直進モードでは、ENG発進モードと同様、エンジン3から第2ロータ83に伝達される動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。
Normal straight-ahead mode In the normal straight-ahead mode, as in the ENG start mode, a part of the power transmitted from the
通常直進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図55のように表される。図55から明らかなように、エンジントルクTENGは、第2ロータ83にすべて伝達され、第2ロータ83に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、発電用等価トルクTGEを反力として、第1ロータ81に伝達される。換言すれば、エンジントルクTENGの一部が、ステータ82に電気エネルギとして分配され、残りが第1ロータ81に分配される。この場合のトルク分配比は、前述した第3回転機80の機能から明らかなように、1:1である。また、エンジン3から第1ロータ81に伝達された第1ロータ伝達トルクTR1は、第3要素に伝達される。さらに、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、ENG発進モードと同様、エンジン3から上記のように第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。以上の結果、第1実施形態と同様、通常直進モードでは、左右の前輪伝達動力(左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力の和)は、エンジン3の動力と等しくなる。
The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements in the normal straight traveling mode is expressed as shown in FIG. 55, for example. As is clear from FIG. 55, the engine torque TENG is all transmitted to the
また、通常直進モードでは、第1実施形態と同様、第1〜第3の回転機11〜80を後述するように制御することによって、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。また、第1〜第3の回転機11〜80の制御によって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。したがって、車両Vの良好な直進性を得ることができる。
Further, in the normal straight traveling mode, similarly to the first embodiment, the first to third
この場合、第1実施形態と同様、第1〜第3の回転機11〜80は、無段変速装置として機能し、エンジン3の動力を無段階に変速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達する。以下、第1〜第3の回転機11〜80の制御について、具体的に説明する。
In this case, as in the first embodiment, the first to third
通常直進モードでは、ENG発進モードと同様、上述したように左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するので、両者を代表して、左前輪回転数NWFLを用いると、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、前記式(4)が成立するように制御される。 In the normal straight mode, as in the ENG start mode, the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other as described above. Therefore, if the left front wheel rotation speed NWFL is used as a representative of both, And 2nd rotary machine rotation speed NM1, NM2 is controlled so that said Formula (4) may be materialized.
また、図55から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。さらに、ENG発進モードと同様、前述したように左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、前記式(6)が成立する。また、第1ロータ伝達トルクTR1が第3要素に伝達されることと、エンジントルクTENGがすべて、ステータ82と第1ロータ81に1:1の分配比で分配されることから、第3要素伝達トルクT3Tは次式(79)で表される。
T3T=−TR1=TENG/2 ……(79)
また、エンジン3の動力と左右の前輪伝達動力が互いに等しいので、エンジントルクTENGおよび目標エンジン回転数NEOBJと、要求トルクTREQおよび左前輪回転数NWFLの関係は、前記式(13)で表される。
As is clear from FIG. 55, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). Further, as in the ENG start mode, since the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ as described above, the above equation (6) is established. Further, since the first rotor transmission torque TR1 is transmitted to the third element and the engine torque TENG is all distributed to the
T3T = -TR1 = TENG / 2 (79)
Further, since the power of the
これらの式(5)、(6)、(13)および(79)から、第1回転機トルクTM1は次式(80)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(80)が成立するように制御される。
TM1=-TREQ{(2・G2・G3+G3+1)/2-(G2・G3+G3)NWFL/2・NEOBJ}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(80)
From these formulas (5), (6), (13) and (79), the first rotating machine torque TM1 is represented by the following formula (80). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 = -TREQ {(2, G2, G3 + G3 + 1) / 2- (G2, G3 + G3) NWFL / 2, NEOBJ} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (80)
さらに、図55から明らかなように、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(9)で表される。
上記の式(6)、(9)、(13)および(79)から、第2回転機トルクTM2は次式(81)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(81)が成立するように制御される。
TM2=-TREQ{(2・G1+1+G3)/2-(G1+1)NWFL/2・NEOBJ}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(81)
Further, as is apparent from FIG. 55, the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (9).
From the above equations (6), (9), (13) and (79), the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (81). Accordingly, the electric power supplied to the second
TM2 = -TREQ {(2 ・ G1 + 1 + G3) / 2- (G1 + 1) NWFL / 2 ・ NEOBJ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) …… (81)
また、第1ロータ回転数NR1が左前輪回転数NWFLと、第2ロータ回転数NR2がエンジン回転数NEと、それぞれ等しいことと、上述したようにエンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御することと、前記式(70)から、磁界回転数NMFは次式(82)で表される。したがって、磁界回転数NMFは、この式(82)が成立するように制御される。
NMF=2・NEOBJ−NWFL ……(82)
Further, the first rotor rotational speed NR1 is equal to the left front wheel rotational speed NWFL, the second rotor rotational speed NR2 is equal to the engine rotational speed NE, and the engine rotational speed NE is set to the target engine rotational speed NEOBJ as described above. From the above control and the equation (70), the magnetic field rotation speed NMF is expressed by the following equation (82). Therefore, the magnetic field rotation speed NMF is controlled so that this equation (82) is established.
NMF = 2 ・ NEOBJ-NWFL (82)
さらに、エンジントルクTENGが、第1ロータ81とステータ82に1:1の分配比で分配されることから、発電用等価トルクTGEとエンジントルクTENGの関係は、次式(83)で表される。
TGE=−TENG/2 ……(83)
この式(83)と上記の式(13)から、発電用等価トルクTGEは次式(84)で表される。したがって、第3回転機80で発電する電力は、この式(84)が成立するように制御される。
TGE=TREQ・NWFL/2・NEOBJ ……(84)
Further, since the engine torque TENG is distributed to the
TGE = -TENG / 2 (83)
From this equation (83) and the above equation (13), the power generation equivalent torque TGE is expressed by the following equation (84). Therefore, the electric power generated by the third
TGE = TREQ ・ NWFL / 2 ・ NEOBJ (84)
以上の第1〜第3の回転機11〜80の制御により、左右の前輪回転数NWFL,NWFRに対して、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NEOBJになるように制御され、ひいては、エンジン3の動力が無段階に変速され、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも高いほど、すなわち、第1〜第3の回転機11〜80による増速度合が大きいほど、前記式(4)および(82)から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、より高速側に制御されるとともに、磁界回転数NMFはより低速側に制御される。また、前記式(80)および(81)から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも高いほど、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、より小さな値に制御される。以上により、図55に一点鎖線で示すように、目標エンジン回転数NEOBJに制御されるエンジン回転数NEに対して、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが無段階に上昇し、エンジン3の動力が無段階に増速された状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
Through the control of the first to third
上記とは逆に、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも低いほど、すなわち、第1〜第3の回転機11〜80による減速度合が大きいほど、前記式(4)および(82)から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、より低速側に制御されるとともに、磁界回転数NMFはより高速側に制御される。また、前記式(80)および(81)から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも低いほど、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、より大きな値に制御される。以上により、図55に破線で示すように、目標エンジン回転数NEOBJに制御されるエンジン回転数NEに対して、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが無段階に低下し、エンジン3の動力が無段階に減速された状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
Contrary to the above, as the left and right front wheel speeds NWFL, NWFR are lower than the target engine speed NEOBJ, that is, the degree of deceleration by the first to third
なお、上述した第1〜第3の回転機11〜80を用いた変速動作は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向が正転方向の場合、すなわち、NMF=2・NEOBJ−NWFL>0で、NEOBJ>NWFL/2が成立している場合に、行われる。
The shifting operation using the first to third
一方、NEOBJ<NWFL/2で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力を第3回転機80に供給し、第1および第2の回転磁界を逆転させる。この場合にも、第1および第2の回転機11,21で発電する電力や、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2、磁界回転数NMFを制御することによって、エンジン3の動力を無段階に変速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。この場合、図55から明らかなように、エンジン3の動力を、より大きく増速した状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。
On the other hand, when NEOBJ <NWFL / 2 and the rotational directions of the first and second rotating magnetic fields determined by the relationship between the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR and the target engine rotational speed NEOBJ are the reverse rotation directions, the first and first The two
・充電直進モード
充電直進モード中、第1実施形態と同様、エンジン3の動力を、要求動力よりも大きな最良燃費動力になるように制御する。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行い、発電した電力の一部をバッテリ44に充電するとともに、残りを第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電される。また、第1〜第3の回転機11〜80を後述するように制御することによって、通常直進モードと同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジン回転数NEを、目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
-Charge straight running mode During the charge straight running mode, similarly to the first embodiment, the power of the
以上により、充電直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、この左右の前輪伝達動力と、バッテリ44に充電される電力(エネルギ)との和は、エンジン3の動力と等しくなる。また、充電直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、前述した図55と同様である。
As described above, during the straight charge mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and the sum of the left and right front wheel transmission power and the electric power (energy) charged in the
充電直進モード中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。この場合にも、通常直進モードと同様、エンジントルクTENGがすべて、ステータ82と第1ロータ81に分配されることから、発電用等価トルクTGEとエンジントルクTENGの関係は、前記式(83)で表される。このことと、上述したようにエンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、発電用等価トルクTGEは、次式(85)で表される。したがって、第3回転機80で発電する電力は、この式(85)が成立するように制御される。
TGE=−TEOBJ/2 ……(85)
また、通常直進モードと同様、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御することから、磁界回転数NMFは、前記式(82)が成立するように制御される。
Specifically, during the straight charge mode, the first to third
TGE = -TEOBJ / 2 (85)
Further, since the engine speed NE is controlled to become the target engine speed NEOBJ, as in the normal straight-ahead mode, the magnetic field speed NMF is controlled so that the formula (82) is satisfied.
さらに、バッテリ44の充電に用いられるトルクを充電トルクTGとすると、第3回転機80で発電した電力の一部を充電し、残りを第1および第2の回転機11,21に供給することから、次式(86)が成立する。
(TGE−TG)NMF=−(TM1+TM2)NWFL ……(86)
Further, assuming that the torque used for charging the
(TGE-TG) NMF =-(TM1 + TM2) NWFL (86)
また、通常直進モードと同様、図55に示すようなトルクの関係が各種の回転要素の間に成立することと、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、前記式(21)が成立する。さらに、この場合にも、第1ロータ伝達トルクTR1が第3要素に伝達されることと、エンジントルクTENGがすべて、ステータ82と第1ロータ81に1:1の分配比で分配されることから、第3要素伝達トルクT3Tは前記式(79)で表される。このことと、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、第3要素伝達トルクT3Tは、次式(87)で表される。
T3T=−TR1=TEOBJ/2 ……(87)
これらの式(21)および(87)から、次式(88)が得られる。
TM1+TM2=−TREQ−TEOBJ/2 ……(88)
Further, as in the normal straight-ahead mode, the torque relationship shown in FIG. 55 is established between the various types of rotary elements, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are each halved of the required torque TREQ. Therefore, the expression (21) is established. Furthermore, also in this case, the first rotor transmission torque TR1 is transmitted to the third element, and the engine torque TENG is all distributed to the
T3T = -TR1 = TEOBJ / 2 (87)
From these equations (21) and (87), the following equation (88) is obtained.
TM1 + TM2 = −TREQ−TEOBJ / 2 (88)
また、以上の式(82)、(85)、(86)および(88)から、充電トルクTGは次式(89)で表される。したがって、バッテリ44に充電される電力は、この式(89)が成立するように制御される。
TG=−(TREQ・NWFL+TEOBJ・NEOBJ)
/{2・NEOBJ−NWFL} ……(89)
Further, from the above equations (82), (85), (86) and (88), the charging torque TG is expressed by the following equation (89). Therefore, the electric power charged in
TG =-(TREQ / NWFL + TEOBJ / NEOBJ)
/{2.NEOBJ-NWFL} (89)
また、この場合にも、図55に示すようなトルクの関係が各種の回転要素の間に成立することから、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。この式(5)と、第3要素伝達トルクT3Tに関する上記の式(87)と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第1回転機トルクTM1は、次式(90)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(90)が成立するように制御される。
TM1=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2+(G2・G3+G3)TEOBJ/2}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(90)
Also in this case, since the torque relationship as shown in FIG. 55 is established between the various types of rotating elements, the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element The relationship of the transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). Since the equation (5), the equation (87) relating to the third element transmission torque T3T, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, the first The rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (90). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ / 2 + (G2, G3 + G3) TEOBJ / 2} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (90)
同様に、第2回転機トルクTM2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(9)で表される。この式(9)と、第3要素伝達トルクT3Tに関する式(87)と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第2回転機トルクTM2は次式(91)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(91)が成立するように制御される。
TM2=-{(2・G1+1+G3)TREQ/2+(G1+1)TEOBJ/2}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(91)
また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。
Similarly, the relationship among the second rotating machine torque TM2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (9). Since the equation (9), the equation (87) relating to the third element transmission torque T3T, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, the second rotating machine Torque TM2 is expressed by the following equation (91). Accordingly, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ / 2 + (G1 + 1) TEOBJ / 2} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) …… (91)
Further, the first and second rotating machine rotation speeds NM1, NM2 are controlled so that the above-described expression (4) is established, as in the normal straight traveling mode.
なお、上述した充電直進モード中における第1〜第3の回転機11〜80の制御は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向が正転方向の場合、すなわち、NMF=2・NEOBJ−NWFL>0で、NEOBJ>NWFL/2が成立している場合に、行われる。
Note that the control of the first to third
一方、NEOBJ<NWFL/2で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力の一部をバッテリ44に充電し、残りを第3回転機80に供給し、第1および第2の回転磁界を逆転させる。この場合にも、エンジン3の動力が最良燃費動力に制御され、エンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電されるとともに、要求動力と同じ大きさの動力が左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
On the other hand, when NEOBJ <NWFL / 2 and the rotational directions of the first and second rotating magnetic fields determined by the relationship between the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR and the target engine rotational speed NEOBJ are the reverse rotation directions, the first and first Power is generated by the two
・アシスト直進モード
アシスト直進モード中、充電直進モードと同様、エンジン3の動力を、要求動力よりも小さな最良燃費動力になるように制御する。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力に加え、バッテリ44の電力を、第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給によって補われる。また、第1〜第3の回転機11,21、80を後述するように制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
Assist straight- ahead mode During the assist straight-ahead mode, the power of the
以上により、アシスト直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、バッテリ44からの電力(エネルギ)とエンジン3の動力の和と等しくなる。また、アシスト直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、前述した図55と同様である。
As described above, in the assist straight traveling mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and is equal to the sum of the electric power (energy) from the
アシスト直進モード中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。この場合にも、充電直進モードと同様、発電用等価トルクTGEとエンジントルクTENGの関係が、前記式(83)で表されることと、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、第3回転機80で発電する電力は、前記式(85)が成立するように制御される。また、通常直進モードと同様、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御することから、磁界回転数NMFは、前記式(82)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
さらに、アシスト直進モード中、充電直進モードと同様、図55に示すようなトルクの関係が成立し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御する。以上から、第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2に関する前記式(90)および(91)がそれぞれ成立するように制御される。また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。
Further, during the assist straight traveling mode, the torque relationship as shown in FIG. 55 is established as in the charge straight traveling mode, and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, respectively. The engine torque TENG is controlled to be the target engine torque TEOBJ. From the above, the electric power supplied to the first and second
さらに、第1実施形態と同様、要求トルクTREQのうち、バッテリ44からの電力供給によるアシストトルクに対応する分を、アシスト対応トルクTREQ_Aとし、エンジントルクTENGに対応する分を、エンジン対応トルクTREQ_0とすると、これらのトルクの間に、前記式(27)が成立する。また、第3回転機80で発電した電力を第1および第2の回転機11,12に供給することで第1および第2の回転機11,21で発生するトルクをそれぞれ、第1および第2のトルクTM1_0,TM2_0とし、バッテリ44からの電力供給により第1および第2の回転機11,21で発生するトルクをそれぞれ、第1および第2のアシストトルクTA1,TA2とする。第1回転機トルクTM1、第1トルクTM1_0および第1アシストトルクTA1の間に、前記式(28)が成立するとともに、第2回転機トルクTM2、第2トルクTM2_0および第2アシストトルクTA2の間に、前記式(29)が成立する。
Further, as in the first embodiment, of the required torque TREQ, the portion corresponding to the assist torque due to the power supply from the
さらに、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給がないとすれば、前記式(90)から明らかなように、第1トルクTM1_0、エンジン対応トルクTREQ_0および目標エンジントルクTEOBJの間に、次式(92)が成立する。また、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給がないとすれば、前記式(91)から明らかなように、第2トルクTM2_0、エンジン対応トルクTREQ_0および目標エンジントルクTEOBJの間に、次式(93)が成立する。
TM1_0=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ_0+(G2・G3+G3)TEOBJ}/2(G2・G3+G3+1+G1)
……(92)
TM2_0=-{(2・G1+1+G3)TREQ_0+(G1+1)TEOBJ}/2(G1+1+G3+G2・G3)
……(93)
Further, if there is no power supply from the
TM1_0 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ_0 + (G2, G3 + G3) TEOBJ} / 2 (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (92)
TM2_0 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ_0 + (G1 + 1) TEOBJ} / 2 (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (93)
以上の式(27)、(28)、(90)および(92)から、前記式(32)が得られるとともに、式(27)、(29)、(91)および(93)から、前記式(33)が得られる。また、アシスト対応トルクTREQ_Aは、前記式(34)で表される。これらの式(32)および(34)から、第1アシストトルクTA1は、前記式(35)で表され、式(33)および(34)から、第2アシストトルクTA2は、前記式(36)で表される。したがって、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、これらの式(35)および(36)がそれぞれ成立するように制御される。
From the above equations (27), (28), (90) and (92), the above equation (32) is obtained, and from the equations (27), (29), (91) and (93), the above equation is obtained. (33) is obtained. Further, the assist-corresponding torque TREQ_A is expressed by the equation (34). From these formulas (32) and (34), the first assist torque TA1 is expressed by the formula (35), and from the formulas (33) and (34), the second assist torque TA2 is calculated by the formula (36). It is represented by Therefore, the electric power supplied from the
なお、上述したアシスト直進モード中における第1〜第3の回転機11〜80の制御は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向が正転方向の場合、すなわち、NMF=2・NEOBJ−NWFL>0で、NEOBJ>NWFL/2が成立している場合に行われる。
Note that the control of the first to third
一方、NEOBJ<NWFL/2で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向が逆転方向の場合において、要求トルクTREQが小さいときには、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力とバッテリ44の電力の双方を、第3回転機80に供給し、第1および第2の回転磁界を逆転させる。また、要求トルクTREQが大きいときには、第1〜第3の回転機11〜80に電力を供給し、ロータ13,23を正転させるとともに、第1および第2の回転磁界を逆転させる。この場合にも、エンジン3の動力が最良燃費動力に制御され、エンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44からの電力供給によって補われるとともに、要求動力と同じ大きさの動力が左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
On the other hand, when NEOBJ <NWFL / 2 and the rotational directions of the first and second rotating magnetic fields determined by the relationship between the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR and the target engine rotational speed NEOBJ are the reverse rotation directions, the required torque TREQ is small. Sometimes, the first and second
・ENG旋回モード
ENG旋回モードには、第1実施形態と同様、第1および第2の右旋回アシストモードが含まれる。まず、第1右旋回アシストモードについて説明する。
-ENG turning mode The ENG turning mode includes the first and second right turn assist modes as in the first embodiment. First, the first right turn assist mode will be described.
・第1右旋回アシストモード
第1右旋回アシストモード中、基本的には、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、第1〜第3の回転機11〜80を後述するように制御することによって、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。このようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
First right turn assist mode During the first right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第1実施形態と同様、第1右旋回アシストモード中、左前輪伝達トルクTWLTが右前輪伝達トルクTWRTよりも大きくなり、その結果、小さな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。 As described above, as in the first embodiment, during the first right turn assist mode, the left front wheel transmission torque TWLT is greater than the right front wheel transmission torque TWRT, and as a result, a small turn assist force is applied to the left and right front wheels WFL, WFR. Acts to turn the vehicle V to the right. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly.
以下、第1右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図56のように表される。同図に示すように、低車速走行中における右旋回時、前述した図12の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの回転差は比較的大きく、それにより、両者の関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEが比較的低いことと、第1ロータ回転数NR1がエンジン回転数NEよりも高くなることによって、両者の関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation during the first right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 56, for example. As shown in the figure, when turning right during low vehicle speed driving, the rotational difference between the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR is relatively large, as in FIG. 12 described above, and is thus determined by the relationship between the two. The rotation directions of the
このような場合には、バッテリ44から第1および第3の回転機11,80に電力を供給し、ロータ13を正転させるとともに、第1および第2の回転磁界を逆転させる。また、第2回転機21において、後述するように伝達される動力を用い、発電を行うとともに、発電した電力を第1および第3の回転機11,80にさらに供給する。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図56のように表される。
In such a case, electric power is supplied from the
図56から明らかなように、エンジントルクTENGは、第2ロータ83に伝達され、駆動用等価トルクTSEを反力として、第1ロータ81に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。すなわち、第3回転機80に供給された電力は、動力に変換された後、エンジン3の動力と合成され、第3要素に伝達される。また、エンジン3および第3回転機80から第3要素に伝達された動力の一部と、電力の供給に伴って第1回転機11から第1要素に伝達された動力の一部は、第5要素を介して、第2回転機21に伝達され、その結果、第2回転機21のロータ23が逆転する。このため、第1実施形態と同様、第2回転機発電トルクTG2は、ロータ23とともに逆転する第5要素の回転数を低下させるように作用する。
As is apparent from FIG. 56, the engine torque TENG is transmitted to the
また、第1要素に伝達された第1回転機トルクTM1と、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tと、第5要素に伝達された第2回転機発電トルクTG2は、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。これにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
Further, the first rotating machine torque TM1 transmitted to the first element, the third element transmitting torque T3T transmitted from the
第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。この場合、図56から明らかなように、第1回転機回転数NM1と、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係は、前記式(37)で表される。したがって、この式(37)が成立するように、第1回転機回転数NM1は制御される。
Specifically, the first to third
また、図56から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。それに加え、この場合、充電直進モードと同様、第3要素伝達トルクT3Tが前記式(87)で表されることと、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQに制御することから、第1回転機トルクTM1は次式(94)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(94)が成立するように制御される。
TM1=-{(G2・G3+G3+1)TLREQ+(G2・G3+G3)TEOBJ/2+G2・G3・TRREQ}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(94)
As is clear from FIG. 56, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). In addition, in this case, as in the straight charge mode, the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (87), and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are respectively determined as the left and right front wheel request torques TLREQ and TRREQ. Therefore, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (94). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) TLREQ + (G2 ・ G3 + G3) TEOBJ / 2 + G2 ・ G3 ・ TRREQ} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (94)
さらに、図56から明らかなように、第2回転機回転数NM2と左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係は、前記式(39)で表される。したがって、第2回転機回転数NM2は、この式(39)が成立するように制御される。 Further, as is apparent from FIG. 56, the relationship between the second rotating machine rotational speed NM2 and the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR is expressed by the equation (39). Therefore, the second rotating machine rotational speed NM2 is controlled so that this equation (39) is established.
また、図56から明らかなように、第2回転機発電トルクTG2と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(40)で表される。この式(40)と、第3要素伝達トルクT3Tが式(87)で表されることと、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御することから、第2回転機発電トルクTG2は、次式(95)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(95)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)TRREQ+(G1+1)TEOBJ/2+G1・TLREQ}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(95)
As is clear from FIG. 56, the relationship among the second rotating machine power generation torque TG2, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (40). This equation (40), the third element transmission torque T3T is expressed by equation (87), and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to become the left and right front wheel required torques TLREQ and TRREQ, respectively. Therefore, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (95). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) TRREQ + (G1 + 1) TEOBJ / 2 + G1 ・ TLREQ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) …… (95)
また、図56から明らかなように、駆動用等価トルクTSEとエンジントルクTENGの関係は、次式(96)で表される。
TSE=−TENG/2 ……(96)
この場合、エンジントルクTENGを目標エンジントルクTEOBJになるように制御することから、駆動用等価トルクTSEは次式(97)で表される。したがって、第3回転機80に供給する電力は、この式(97)が成立するように制御される。
TSE=−TEOBJ/2 ……(97)
さらに、磁界回転数NMFは、通常直進モードと同様、前記式(82)が成立するように制御される。
As is clear from FIG. 56, the relationship between the driving equivalent torque TSE and the engine torque TENG is expressed by the following equation (96).
TSE = -TENG / 2 (96)
In this case, since the engine torque TENG is controlled to become the target engine torque TEOBJ, the driving equivalent torque TSE is expressed by the following equation (97). Accordingly, the electric power supplied to the third
TSE = -TEOBJ / 2 (97)
Further, the magnetic field rotation speed NMF is controlled so that the above equation (82) is established, as in the normal straight-ahead mode.
また、第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21に電力を供給し、そのロータ23を正転させるとともに、第2回転機21に供給する電力は、前記式(95)において第2回転機発電トルクTG2を第2回転機トルクTM2に置き換えた式が成立するように、制御される。
In addition, during the first right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
さらに、第1右旋回アシストモード中でかつ低車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力を、第1回転機11に(第2回転機21のロータ23が正転する場合には、第1および第2の回転機11,21に)供給する。この場合、第3回転機80で発電する電力は、発電用等価トルクTGEに関する前記式(85)が成立するように制御される。
Further, during the first right turn assist mode and at the low vehicle speed, the rotation of the first and second rotating magnetic fields of the third
次に、第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図57のように表される。同図に示すように、この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの回転差は比較的小さいため、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEが比較的高いことによって、第1ロータ回転数NR1とエンジン回転数NEの関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向は、正転方向になる。
Next, the operation in the first right turn assist mode and at high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 57, for example. As shown in the figure, in this case, since the rotation difference between the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR is relatively small, the first and second
このような場合には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行うとともに、基本的には、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。さらに、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQと左右の前輪回転数NWFL,NWFRによって定まる要求動力が、最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力よりも小さいときには、その余剰分が、第3回転機80での発電により電力としてバッテリ44に充電され、逆に、大きいときには、その不足分が、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給することによって補われる。以上により、左右の前輪伝達動力は、要求動力になるように制御される。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図57のように表される。また、この場合における各種の回転要素におけるトルク(動力)の伝達は、図57と前述した図55との比較から明らかなように、通常直進モードの場合と同様に行われ、それにより、左右の前輪WFL,WFRは、引き続き駆動され、正転する。
In such a case, a part of the power of the
第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。すなわち、図57と前述した低車速走行中の図56との比較から明らかなように、第1回転機回転数NM1は、前記式(37)が成立するように制御されるとともに、第1回転機11に供給する電力は、第1回転機トルクTM1に関する前記式(94)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
また、第2回転機回転数NM2は、前記式(39)が成立するように制御される。さらに、第2回転機21に供給する電力は、前記式(95)における第2回転機発電トルクTG2を第2回転機トルクTM2に置き換えた次式(98)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)TRREQ+(G1+1)TEOBJ/2+G1・TLREQ}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(98)
また、磁界回転数NMFは、前記式(82)が成立するように制御されるとともに、第3回転機80で発電する電力は、前記式(85)が成立するように制御される。
Further, the second rotating machine speed NM2 is controlled so that the formula (39) is established. Further, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) TRREQ + (G1 + 1) TEOBJ / 2 + G1 ・ TLREQ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) …… (98)
The magnetic field rotation speed NMF is controlled so that the formula (82) is satisfied, and the electric power generated by the third
以上の第1〜第3の回転機11〜80の制御において、エンジン3の動力の一部を用いて第3回転機80で発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給する場合には、エンジン3の動力が、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3、および第1〜第3の回転機11〜80を介して、左右の前輪WFL,WFRに分配され、左前輪WFLに分配されるエンジン3の動力は、右前輪WFRのそれよりも大きくなる。
In the control of the first to third
・第2右旋回アシストモード
この第2右旋回アシストモード中、基本的には、第1右旋回アシストモードと同様、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、第2右旋回アシストモード中、第1〜第3の回転機11〜80を後述するように制御することによって、第1実施形態と同様、左前輪伝達トルクTWLTを左前輪要求トルクTLREQになるように制御し、右前輪WFRに作用する制動トルクを右前輪要求制動トルクBRREQになるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力とエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
Second right turn assist mode During the second right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第2右旋回アシストモード中、左前輪WFLには駆動力が、右前輪WFRには制動力が、それぞれ作用し、その結果、大きな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。また、左前輪WFLに伝達される動力と、右前輪WFRに作用する制動力との差が、要求動力になる。 As described above, during the second right turn assist mode, the driving force acts on the left front wheel WFL and the braking force acts on the right front wheel WFR. As a result, a large turning assist force acts on the left and right front wheels WFL, WFR. Then, a right turn assist of the vehicle V is performed. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly. Further, the difference between the power transmitted to the left front wheel WFL and the braking force acting on the right front wheel WFR is the required power.
以下、第2右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図58のように表される。同図に示すように、前述した図56の場合と同様、低車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数NR1の関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation in the second right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 58, for example. As shown in the figure, as in the case of FIG. 56 described above, the first and second
このような場合には、バッテリ44から第1〜第3の回転機11〜80に電力を供給し、ロータ13を正転させるとともに、ロータ23、第1および第2の回転磁界をいずれも逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図58のように表される。
In such a case, electric power is supplied from the
図58から明らかなように、前述した図56の場合と同様、エンジントルクTENGは、第2ロータ83に伝達され、第2ロータ83に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、駆動用等価トルクTSEを反力として、第1ロータ81に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。すなわち、第3回転機80に供給された電力は、動力に変換された後、エンジン3の動力と合成され、第3要素に伝達される。また、第1回転機11への電力供給に伴って発生した第1回転機トルクTM1は、第1要素に伝達され、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tを反力として、左前輪WFLに伝達され、左前輪WFLを引き続き正転させる。すなわち、駆動力が左前輪WFLに作用する。さらに、第2回転機21への電力供給に伴って発生した第2回転機トルクTM2は、第5要素に伝達され、左前輪WFLに作用する走行抵抗を反力として、右前輪WFRに伝達され、右前輪WFRを逆転させるように作用する。すなわち、制動力が右前輪WFRに作用する。
As is apparent from FIG. 58, the engine torque TENG is transmitted to the
第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。この場合、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2と磁界回転数NMFは、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(37)、(39)および(82)がそれぞれ成立するように制御される。また、第3回転機80に供給する電力も、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(97)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
さらに、図58から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左前輪伝達トルクTWLTと、右前輪トルクTWRと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(45)で表される。 Further, as is apparent from FIG. 58, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left front wheel transmission torque TWLT, the right front wheel torque TWR, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (45). .
この場合、上述したように、左前輪伝達トルクTWLTを左前輪要求トルクTLREQになるように制御するとともに、右前輪WFRに作用する制動トルクを右前輪要求制動トルクBRREQになるように制御する。また、右前輪WFRから第4要素に右前輪トルクTWRが伝達されており、そのことは、第4要素から右前輪WFRに制動力が作用していることと同じである。さらに、第3要素伝達トルクT3Tは、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(87)で表される。以上のことと、上記の式(45)から、第1回転機トルクTM1は次式(99)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(99)が成立するように制御される。
TM1=-{(G2・G3+G3+1)TLREQ+G2・G3・BRREQ+(G2・G3+G3)TEOBJ/2}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(99)
In this case, as described above, the left front wheel transmission torque TWLT is controlled to become the left front wheel required torque TLREQ, and the braking torque acting on the right front wheel WFR is controlled to become the right front wheel required braking torque BRREQ. Further, the right front wheel torque TWR is transmitted from the right front wheel WFR to the fourth element, which is the same as the braking force acting on the right front wheel WFR from the fourth element. Further, the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (87) as in the first right turn assist mode. From the above and the above equation (45), the first rotating machine torque TM1 is represented by the following equation (99). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) TLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ + (G2 ・ G3 + G3) TEOBJ / 2} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (99)
同様に、第2回転機トルクTM2は次式(100)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(100)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・TLREQ+(G1+1)TEOBJ/2}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(100)
Similarly, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (100). Accordingly, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ TLREQ + (G1 + 1) TEOBJ / 2} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (100)
また、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第3の回転機11,80に供給する。この場合、第2回転機21で発電する電力は、上記の式(100)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた式が成立するように、制御される。
In the second right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
さらに、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に(第2回転機21のロータ23が正転する場合には、第1回転機11のみに)供給する。この場合、第3回転機80で発電する電力は、前記式(85)が成立するように制御される。
Further, during the second right turn assist mode and at the low vehicle speed, the rotation of the first and second rotating magnetic fields of the third
次に、第2右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図59のように表される。同図に示すように、高車速走行中における右旋回時、前述した図57の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数NR1の関係によって定まる第3回転機80の第1および第2の回転磁界の回転方向は、正転方向になる。
Next, the operation during the second right turn assist mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 59, for example. As shown in the figure, during a right turn while traveling at a high vehicle speed, as in the case of FIG. 57 described above, the first and second
このような場合には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行う。また、第2回転機21において、後述するように伝達される動力を用い、発電を行う。さらに、第2および第3の回転機21,80で発電した電力を、基本的には、第1回転機11に供給し、そのロータ13を正転させる。また、この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図59のように表される。
In such a case, power is generated by the third
図59から明らかなように、前述した図55に示す通常直進モードの場合と同様、エンジントルクTENGは、第2ロータ83に伝達され、第2ロータ83に伝達されたエンジントルクTENGの一部は、発電用等価トルクTGEを反力として、第1ロータ81に伝達され、さらに、第3要素に伝達される。すなわち、エンジン3の動力は、第3回転機80と第3要素に分配される。また、エンジン3から第3要素に伝達された動力の一部は、第5要素を介して、第2回転機21に伝達され、その結果、第2回転機21のロータ23が正転する。このため、上記の第2回転機21での発電に伴って発生した第2回転機発電トルクTG2は、ロータ23とともに正転する第5要素の回転数を低下させるように作用する。
As apparent from FIG. 59, the engine torque TENG is transmitted to the
さらに、第1回転機11への電力供給に伴って発生した第1回転機トルクTM1は、第1要素に伝達され、エンジン3から第3要素に伝達された第3要素伝達トルクT3Tを反力として、左前輪WFLに伝達され、左前輪WFLを引き続き正転させる。すなわち、駆動力が左前輪WFLに作用する。また、第2回転機発電トルクTG2は、第5要素に伝達され、左前輪WFLに作用する走行抵抗を反力として、右前輪WFRに伝達され、右前輪WFRを逆転させるように作用する。すなわち、制動力が右前輪WFRに作用する。
Furthermore, the first rotating machine torque TM1 generated with the power supply to the first rotating
第2右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。この場合、図59と前述した図58との比較から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2と磁界回転数NMFは、前記式(37)、(39)および(82)がそれぞれ成立するように制御される。また、第1回転機11に供給する電力は、第1回転機トルクTM1に関する前記式(99)が成立するように制御される。さらに、第2回転機21で発電する電力は、前記式(100)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた次式(101)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・TLREQ+(G1+1)TEOBJ/2}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(101)
また、第3回転機80で発電する電力は、前記式(85)が成立するように制御される。
Specifically, the first to third
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ TLREQ + (G1 + 1) TEOBJ / 2} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (101)
In addition, the electric power generated by the third
一方、車両Vの左旋回中には、左旋回アシスト力を生じさせる第1および第2の左旋回アシストモードが選択される。これらの第1および第2の左旋回アシストモードにおける制御や、それに応じて得られる動作は、上述した第1および第2の右旋回アシストモードと同様に行われるので、その詳細な説明については省略する。なお、第1実施形態と同様、第1および第2の左右の旋回アシストモード中、バッテリ44の充電・放電が行われる場合があるため、各モードの選択の可否は、バッテリ44の過充電・過放電を防止するために、バッテリ44の充電状態に応じて決定される。
On the other hand, during the left turn of the vehicle V, the first and second left turn assist modes for generating the left turn assist force are selected. Since the control in these first and second left turn assist modes and the operation obtained accordingly are performed in the same manner as in the first and second right turn assist modes described above, the detailed description thereof will be given. Omitted. As in the first embodiment, since the
・ENG後進モード
ENG後進モード中、第1実施形態と同様、基本的には、第1および第2の回転機11,21の動力を用いて、車両Vを後進させる。ENG後進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図60のように表される。この場合、エンジン3の動力を増大させるとともに、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機80で発電を行う。また、第3回転機80で発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給するとともに、それらのロータ13,23を逆転させる。これにより、図60から明らかなように、電力の供給に伴って発生した第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、第1および第5の要素にそれぞれ伝達され、第1要素と第5要素に伝達されたトルクは、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される。その結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが逆転方向に上昇し、ひいては、車両Vが後方に発進する。
ENG reverse drive mode During the ENG reverse drive mode, basically, the vehicle V is moved backward using the power of the first and second
また、ENG後進モード中、図60に示すように、第1ロータ回転数NR1およびエンジン回転数NEの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向が正転方向になるため、第2ロータ82に伝達されたエンジントルクTENGの一部が、発電用等価トルクTGEを反力として、第1ロータ81に伝達され、さらに、第3要素に伝達され、ひいては、左右の前輪WFL,WFRを正転させるように作用する。このため、車両Vの後進を支障なく行うべく、第3回転機80で発電する電力は、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2が、発電用等価トルクTGEにより定まる第3要素伝達トルクT3Tを上回るように、制御される。
In addition, during the ENG reverse mode, as shown in FIG. 60, since the rotation directions of the first and second rotating magnetic fields determined by the relationship between the first rotor rotational speed NR1 and the engine rotational speed NE are normal rotation directions, A part of the engine torque TENG transmitted to the
さらに、この場合、第1および第2の回転機11,21は、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御される。具体的には、図60から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。また、上述した各種の要素におけるトルクの伝達から明らかなように、第3要素伝達トルクT3Tは、前記式(75)で表される。
Further, in this case, the first and second
これらの式(5)および(75)と、上述したように、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第1回転機トルクTM1は前記式(76)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(76)が成立するように制御される。同様に、第2回転機トルクTM2は前記式(77)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(77)が成立するように制御される。
Since these equations (5) and (75) and the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are controlled to be ½ of the required torque TREQ, as described above, the first rotating machine torque TM1 is It represents with said Formula (76). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
また、ENG後進モード中、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、車両Vが直進しているときには、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御され、車両Vが旋回しているときには、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)がそれぞれ成立するように制御される。さらに、第3回転機80で発電した電力のみでは不足する場合には、バッテリ44の電力が、第1および第2の回転機11,21に供給される。
Further, during the ENG reverse drive mode, the first and second rotating machine rotational speeds NM1, NM2 are controlled so that the above equation (4) is established, as in the normal straight drive mode, when the vehicle V is going straight ahead, When the vehicle V is turning, the control is performed so that the expressions (37) and (39) are satisfied, respectively, as in the ENG turning mode. Furthermore, when only the electric power generated by the third
また、ENG後進モード中、第3回転機80の機能から明らかなように、エンジン3に作用する負荷は、発電用等価トルクTGEが大きいほどより大きくなる。このため、停車中の車両Vを後方に発進させる場合には、エンジンストールを防止するために、発電用等価トルクTGEを漸増させる。また、磁界回転数NMFは、前記式(78)が成立するように制御される。
In addition, during the ENG reverse mode, as is apparent from the function of the third
・減速運転モード
この減速運転モードには、第1実施形態と同様、減速直進モードおよび減速旋回モードが含まれる。まず、減速直進モードについて説明する。
Deceleration operation mode The deceleration operation mode includes a deceleration straight-ahead mode and a deceleration turning mode, as in the first embodiment. First, the straight deceleration mode will be described.
・減速直進モード
この減速直進モード中、車両Vの慣性エネルギを用いて、第1〜第3の回転機11〜80で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ44に充電する。また、減速直進モードは、バッテリ44の過充電を防止するために、バッテリ44の充電状態が第1所定値よりも小さいときに選択される。減速直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図61のように表される。
And deceleration advance mode during the deceleration advance mode, using the inertial energy of the vehicle V, electric power generation is performed by the first to third
図61から明らかなように、減速直進モード中、第1実施形態と同様、第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2はそれぞれ、第1および第5の要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2は、第3要素に後述するように伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As is clear from FIG. 61, during the straight deceleration mode, the first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 decrease the rotational speeds of the first and fifth elements, respectively, as in the first embodiment. Act on. The first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 transmitted to the first and fifth elements, respectively, together with the third element transmission torque T3T transmitted to the third element as will be described later, And transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the fourth element, respectively, and acts to reduce the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR.
また、この場合、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力の一部は、第3要素を介して、第1ロータ81に伝達され、第1ロータ回転数NR1とエンジン回転数NEの関係から、第1および第2の回転磁界の回転方向は逆転方向になる。このため、発電用等価トルクTGEは、第2ロータ83に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第1ロータ回転数NR1を低下させるように作用する。その結果、第3要素には、第1ロータ81を介して、発電用等価トルクTGEに基づく制動トルクが作用する。
Further, in this case, a part of the power due to inertia received from the left and right front wheels WFL, WFR is transmitted to the
さらに、減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜80を後述するように制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、要求制動トルクBREQになるように制御する。これにより、車両Vを、その良好な直進性を確保しながら、減速させることができる。
Further, during the straight deceleration mode, the first to third
さらに、減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜80の制御によって、エンジン回転数NEを非常に低い所定回転数NELになるように制御する。これにより、クランク軸3aを回転させることによる損失が抑えられるので、第1〜第3の回転機11〜80で発電し、バッテリ44により大きな電力を充電することができる。それに加え、排気管への新気の導入を抑えることができ、それにより、触媒が活性状態に維持され、したがって、減速直後のエンジン3の運転の再開時、排ガスを触媒で十分に浄化することができる。
Furthermore, during the deceleration straight-ahead mode, the engine speed NE is controlled to be a very low predetermined speed NEL by the control of the first to third rotating machines 11-80. Thereby, since the loss by rotating the
減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。すなわち、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。また、図61から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1と、左右の前輪トルクTWL,TWRと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(49)で表される。
Specifically, the first to third
また、上述した各種の要素におけるトルクの伝達から明らかなように、第3要素伝達トルクT3Tと発電用等価トルクTGEの間の関係は、前記式(75)で表される。これらの式(75)および(49)と、上述したように左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ要求制動トルクBREQになるように制御することから、第1回転機発電トルクTG1は次式(102)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(102)が成立するように制御される。
TG1=-{(2・G2・G3+G3+1)BREQ-(G2・G3+G3)TGE}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(102)
同様に、第2回転機発電トルクTG2は次式(103)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(103)が成立するように制御される。
TG2=-{(2・G1+1+G3)BREQ-(G1+1)TGE}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(103)
Further, as apparent from the transmission of torque in the various elements described above, the relationship between the third element transmission torque T3T and the power generation equivalent torque TGE is expressed by the equation (75). Since these equations (75) and (49) and the braking torque acting on the left and right front wheels WFL and WFR are controlled to become the required braking torque BREQ as described above, the first rotating machine power generation torque TG1 is It is represented by the following formula (102). Therefore, the electric power generated by the first rotating
TG1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) BREQ- (G2, G3 + G3) TGE} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (102)
Similarly, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (103). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) BREQ- (G1 + 1) TGE} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) ...... (103)
さらに、前述したようにエンジン回転数NEを所定回転数NELになるように制御することから、第3回転機80で発電する電力と、磁界回転数NMFは、次式(104)が成立するように制御される。
NMF=2・NEL−NWFL ……(104)
Further, as described above, since the engine speed NE is controlled to be the predetermined speed NEL, the electric power generated by the third
NMF = 2 ・ NEL-NWFL (104)
・減速旋回モード
減速旋回モードには、第1実施形態と同様、減速右旋回モードおよび減速左旋回モードが含まれる。これらのモードの動作は互いに同様に行われるので、以下、両者を代表して、減速右旋回モード中の動作についてのみ説明する。
Deceleration turning mode The deceleration turning mode includes a deceleration right turning mode and a deceleration left turning mode, as in the first embodiment. Since the operations in these modes are performed in the same manner, only the operations in the deceleration right turn mode will be described below as a representative of both.
・減速右旋回モード
この減速右旋回モード中、第1〜第3の回転機11〜80を後述するように制御することによって、第1実施形態と同様、左右の前輪WFL,WFRに制動トルクを作用させるとともに、両者WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御する。以上により、減速右旋回モード中、オーバーステアを抑制しながら、車両Vを安定的に旋回させることができる。
Decelerated right turn mode During this decelerated right turn mode, the left and right front wheels WFL and WFR are braked as in the first embodiment by controlling the first to third
以下、減速右旋回モード中の動作について、まず、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図62のように表される。同図に示すように、この場合、前述した図18の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数NR1の関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。このような場合には、第1および第3の回転機11,80で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第2回転機21に供給するとともに、そのロータ23を逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図62のように表される。
Hereinafter, the operation in the deceleration right turn mode will be described first in the deceleration right turn mode and at low vehicle speed. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotating elements is expressed as shown in FIG. 62, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 18 described above, the rotational directions of the
図62から明らかなように、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中、第1実施形態と同様、第1回転機発電トルクTG1は、第1要素に伝達され、第1要素の回転数を低下させるように作用し、第2回転機トルクTM2は、第5要素に伝達され、第5要素の回転数を逆転方向に上昇させるように作用する。また、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1回転機発電トルクTG1および第2回転機トルクTM2は、第3要素に後述するように伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、減速直進モードと同様、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As is apparent from FIG. 62, during the reduced right turn mode and at the low vehicle speed, the first rotating machine power generation torque TG1 is transmitted to the first element as in the first embodiment, and the rotation speed of the first element The second rotating machine torque TM2 is transmitted to the fifth element and acts to increase the rotational speed of the fifth element in the reverse direction. Further, the first rotating machine power generation torque TG1 and the second rotating machine torque TM2 transmitted to the first and fifth elements, respectively, together with the third element transmitting torque T3T transmitted to the third element as will be described later, It is transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the second and fourth elements, respectively, and acts to reduce the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR, as in the straight deceleration mode.
また、この場合、減速直進モードと同様、左右の前輪WFL,WFRから受ける慣性による動力の一部は、第1ロータ81に伝達され、第1ロータ回転数NR1とエンジン回転数NEの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。このため、発電用等価トルクTGEは、第2ロータ83に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第1ロータ回転数NR1を低下させるように作用する。その結果、第3要素には、第1ロータ81を介して、発電用等価トルクTGEに基づく制動トルクが作用する。
Further, in this case, as in the straight deceleration mode, a part of the power due to inertia received from the left and right front wheels WFL, WFR is transmitted to the
減速右旋回モード中で且つ低車速走行中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。この場合、図62と図61の比較から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1と、左右の前輪トルクTWL,TWRと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(49)で表される。また、第3要素伝達トルクT3Tと発電用等価トルクTGEの関係は、前記式(75)で表される。これらの式(49)および(75)と、上述したように、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御することから、第1回転機発電トルクTG1は次式(105)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(105)が成立するように制御される。
TG1=-{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ-(G2・G3+G3)TGE}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(105)
Specifically, the first to third
TG1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ- (G2 ・ G3 + G3) TGE} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (105)
同様に、第2回転機トルクTM2は次式(106)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(106)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ-(G2・G3+G3)TGE}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(106)
また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Similarly, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (106). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ BLREQ- (G2 ・ G3 + G3) TGE} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (106)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, as in the ENG turning mode.
さらに、図62から明らかなように、発電用等価トルクTGEは、エンジン回転数NEを上昇させるように作用するので、第3回転機80で発電する電力と、磁界回転数NMFは、より大きな電力をバッテリ44に充電するとともに、触媒を活性状態に維持するために、エンジン回転数NEが高くならないように制御される。この場合、第3回転機80で発電する電力と、磁界回転数NMFを、減速直進モードと同様、エンジン回転数NEが所定回転数NELになるように制御してもよい。
Further, as is apparent from FIG. 62, the power generation equivalent torque TGE acts to increase the engine speed NE, so that the power generated by the third
次に、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図63のように表される。同図に示すように、この場合には、前述した図19の場合と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数NR1の関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向は、正転方向になる。このような場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第3回転機80に供給するとともに、その第1および第2の回転磁界を正転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図63のように表される。
Next, the operation during the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 63, for example. As shown in the figure, in this case, as in the case of FIG. 19, the
図63から明らかなように、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、第1実施形態と同様、第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2はそれぞれ、第1および第5の要素に伝達され、第1および第5の要素の回転数を低下させるように作用する。また、第1および第5の要素にそれぞれ伝達された第1および第2の回転機発電トルクTG1,TG2は、第3要素に後述するように伝達された第3要素伝達トルクT3Tとともに、第2および第4の要素をそれぞれ介して左右の前輪WFL,WFRに伝達され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを低下させるように作用する。すなわち、この場合にも、制動力が左右の前輪WFL,WFRに作用する。 As is apparent from FIG. 63, during the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed, the first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 are the first and fifth rotation torques, respectively, as in the first embodiment. It is transmitted to the element and acts to reduce the rotational speed of the first and fifth elements. The first and second rotating machine power generation torques TG1 and TG2 transmitted to the first and fifth elements, respectively, together with the third element transmission torque T3T transmitted to the third element as will be described later, And transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the fourth element, respectively, and acts to reduce the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. That is, also in this case, the braking force acts on the left and right front wheels WFL, WFR.
また、この場合、第1および第2の回転磁界が正転するため、駆動用等価トルクTSEは、第2ロータ83に作用するエンジン3のフリクションを反力として、第1ロータ回転数NR1を低下させるように作用する。その結果、第3要素には、第1ロータ83を介して、駆動用等価トルクTSEに基づく制動トルクが作用する。
In this case, since the first and second rotating magnetic fields rotate forward, the driving equivalent torque TSE reduces the first rotor rotational speed NR1 using the friction of the
さらに、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜80は、具体的には、次のように制御される。すなわち、図63と図61の比較から明らかなように、第1回転機11で発電する電力は、前記式(105)において発電用等価トルクTGEを駆動用等価トルクTSEに置き換えた次式(107)が成立するように制御される。
TG1=-{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ-(G2・G3+G3)TSE}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(107)
Further, the first to third
TG1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ- (G2 ・ G3 + G3) TSE} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (107)
同様に、第2回転機21で発電する電力は、前記式(106)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えるとともに、発電用等価トルクTGEを駆動用等価トルクTSEに置き換えた次式(108)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ-(G2・G3+G3)TSE}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(108)
さらに、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Similarly, the electric power generated by the second
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ BLREQ- (G2 ・ G3 + G3) TSE} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (108)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, as in the ENG turning mode.
また、図63から明らかなように、駆動用等価トルクTSEがエンジン回転数NEを上昇させるように作用することから、第3回転機80に供給する電力と、磁界回転数NMFは、エンジン回転数NEが高くならないように制御される。この場合、第3回転機80に供給する電力と、磁界回転数NMFを、減速直進モードと同様、エンジン回転数NEが所定回転数NELになるように制御してもよい。
Further, as apparent from FIG. 63, since the driving equivalent torque TSE acts to increase the engine speed NE, the electric power supplied to the third
さらに、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向が、逆転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力を、バッテリ44に充電する。この場合における第3回転機80で発電する電力と、磁界回転数NMFの制御は、上述した手法によって行われ、その詳細な説明については省略する。
Further, when the vehicle is traveling in the right deceleration mode and traveling at a high vehicle speed, the rotational directions of the first and second rotating magnetic fields determined by the relationship between the engine rotational speed NE and the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are reversed. There is. In that case, the third
・EV発進モード
EV発進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図64のように表される。EV発進モード中、第1実施形態と同様、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給するとともに、ロータ13,23を正転させる。これにより、左右の前輪WFL,WFRが駆動される結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。
EV Start Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements in the EV start mode is expressed as shown in FIG. 64, for example. During the EV start mode, as in the first embodiment, power is supplied from the
また、図64から明らかなように、EV発進モード中、第1および第2の回転機11,21の動力は、第3要素を介して第1ロータ81に伝達され、それにより、第1ロータ81が第3要素とともに正転する。それに伴い、第3回転機80で発電が行われていなくても、第3回転機80において第1および第2の回転磁界が発生し、その場合には、それによる回転抵抗(以下「磁界回転抵抗」という)DMFが、第1ロータ81や第2ロータ83に作用する。この場合、この磁界回転抵抗DMFを反力として、第1および第2の回転機11,21から第1ロータ81に伝達された第1ロータ伝達トルクTR1が、第2ロータ83を介してクランク軸3aに伝達され、エンジン回転数NEが上昇するおそれがある。
As is apparent from FIG. 64, during the EV start mode, the power of the first and second
このため、EV発進モード中には、上記の磁界回転抵抗DMFを打ち消すように、第3回転機80に電力を供給し、第1および第2の回転磁界を逆転させる。この場合、第3回転機80に供給する電力は、駆動用等価トルクTSEが磁界回転抵抗DMFと等しくなるように制御される。
Therefore, during the EV start mode, power is supplied to the third
また、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。これにより、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、車両Vの良好な直進性を得ることができる。この場合、第1および第2の回転機11,21は、第1実施形態と同様に制御される。また、EV発進モード中で且つ車両Vの旋回時、第1実施形態と同様、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させることが可能である。
Further, when the vehicle V is running straight in the EV start mode, the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other by controlling the first and second
・EV走行中ENG始動モード
EV走行中ENG始動モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図65のように表される。同図に示すように、EV走行中ENG始動モードでは、上述したEV発進モードと同様、第1および第2の回転機11,21から第3回転機80の第1ロータ81に動力が伝達され、第1ロータ81が正転する。この動力を用いて、第3回転機80で発電を行うとともに、発電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給し、両者11,21のロータ13,23を正転させる。これにより、第1および第2の回転機11,21から第1ロータ81に伝達された第1ロータ伝達トルクTR1は、発電用等価トルクTGEを反力として、第2ロータ83に伝達され、さらに、クランク軸3aに伝達される。換言すれば、第1ロータ81に伝達された第1および第2の回転機11,21の動力(エネルギ)が、クランク軸3aとステータ82に分配される。また、磁界回転数NMFを値0になるように制御し、それにより、第1および第2の回転機11,21からステータ82に分配されるエネルギを減少させるとともに、クランク軸3aに分配される動力を増大させ、それにより、クランク軸3aが正転する。その状態で、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。
-EV Traveling ENG Start Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements in the EV traveling ENG start mode is expressed as shown in FIG. 65, for example. As shown in the figure, in the EV traveling ENG start mode, power is transmitted from the first and second
また、EV走行中ENG始動モードでは、前述した停車中ENG始動モードと同様、磁界回転数NMFを、エンジン回転数NEが始動時用回転数NSTになるように制御する。具体的には、磁界回転数NMFは、次式(109)が成立するように制御される。
NMF=2・NST−NWFL ……(109)
Further, in the EV traveling ENG start mode, the magnetic field rotation speed NMF is controlled so that the engine rotation speed NE becomes the starting rotation speed NST, as in the above-described stopped ENG start mode. Specifically, the magnetic field rotation speed NMF is controlled so that the following expression (109) is established.
NMF = 2 ・ NST-NWFL (109)
この場合において、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが低いときには、第1ロータ回転数NR1と始動時用回転数NSTの関係によって定まる第1および第2の回転磁界の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、バッテリ44から第3回転機80に電力を供給するとともに、第1および第2の回転磁界を正転させ、磁界回転数NMFを制御することによって、エンジン回転数NEを始動時用回転数NSTになるように制御する。したがって、EV走行中ENG始動モードでは、停車中ENG始動モードと同様、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。
In this case, when the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are low, the rotation directions of the first and second rotating magnetic fields determined by the relationship between the first rotor rotation speed NR1 and the starting rotation speed NST are in the forward rotation direction. There is a case. In that case, power is supplied from the
さらに、図65から明らかなように、発電用等価トルクTGE(または駆動用等価トルクTSE)は、左右の前輪WFL,WFRに対し、制動トルクとして作用する。このため、EV走行中ENG始動モードでは、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTの急減を防止し、良好なドライバビリティを確保するために、第3回転機80で発電する電力(第3回転機80に供給する電力)は、発電用等価トルクTGE(駆動用等価トルクTSE)が漸増するように制御される。 Further, as apparent from FIG. 65, the power generation equivalent torque TGE (or the driving equivalent torque TSE) acts as a braking torque on the left and right front wheels WFL, WFR. For this reason, in the ENG start mode during EV traveling, the electric power generated by the third rotating machine 80 (third rotating machine 80) is prevented in order to prevent a sudden decrease in the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT and to ensure good drivability. Is controlled so that the power generation equivalent torque TGE (drive equivalent torque TSE) gradually increases.
また、EV走行中ENG始動モードにおいて、車両Vが直進しているときには、第1および第2の回転機11,21は、具体的には、次のように制御される。すなわち、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。
When the vehicle V is traveling straight in the ENG start mode during EV traveling, the first and second
さらに、この場合、図65から明らかなように、第1回転機トルクTM1と、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTと、第3要素伝達トルクT3Tの関係は、前記式(5)で表される。また、第3要素伝達トルクT3Tと発電用等価トルクTGEの関係は、前記式(75)で表される。これらの式(5)および(75)と、EV発進モードと同様、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御することから、第1回転機トルクTM1は前記式(76)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(76)が成立するように制御される。同様に、第2回転機トルクTM2は前記式(77)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(77)が成立するように制御される。
Furthermore, in this case, as is apparent from FIG. 65, the relationship among the first rotating machine torque TM1, the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT, and the third element transmission torque T3T is expressed by the above equation (5). . Further, the relationship between the third element transmission torque T3T and the power generation equivalent torque TGE is expressed by the equation (75). Since these equations (5) and (75) and the EV start mode are controlled so that the left and right front wheel transmission torques TWLT and TWRT are each ½ of the required torque TREQ, the first rotating machine torque TM1 Is represented by the formula (76). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
また、EV走行中ENG始動モードにおいて、車両Vが旋回しているときには、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)がそれぞれ成立するように制御される。さらに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力はそれぞれ、基本的には、上記の式(76)および(77)が成立するように制御される。この場合、ENG旋回モードと同様、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに左右の旋回アシスト力を作用させてもよい。
Further, when the vehicle V is turning in the ENG start mode during EV traveling, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are the same as in the ENG turning mode, respectively, in the above formulas (37) and (39). Are controlled so as to hold each. Further, the electric power supplied to the first and second
・EV後進モード
EV後進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図66のように表される。同図における各種の回転要素の回転方向およびトルクの向きは、前述したEV発進モードを示す図64における各種の回転要素のそれらに対し、それぞれ逆向きになっているだけである。したがって、EV後進モード中、第1〜第3の回転機11〜80の制御は、ロータ13および23を逆転させるとともに、第1および第2の回転磁界を正転させる以外は、EV発進モードと同様に行われる。
EV Reverse Mode The rotational speed relationship and the torque relationship between the various rotary elements in the EV reverse mode are expressed as shown in FIG. 66, for example. The rotational directions and torque directions of the various rotary elements in the figure are merely opposite to those of the various rotary elements in FIG. 64 showing the EV start mode described above. Therefore, during the EV reverse mode, the first to third
また、本実施形態における各種の要素と本発明の各種の要素との対応関係は、次の通りである。すなわち、第1および第2のロータ81,83が、本発明における第3および第4のロータにそれぞれ相当する。また、永久磁石81aが本発明における磁石に、第1および第2のコア83a,83bが本発明における軟磁性体に、それぞれ相当する。その他の対応関係については、第1実施形態と同様である。
The correspondence between various elements in the present embodiment and various elements of the present invention is as follows. That is, the first and
以上のように、本実施形態によれば、第1〜第5の要素は、第1実施形態と同様に構成されている。また、第1要素が第1回転機11のロータ13に、第2要素が左前輪WFLに、それぞれ機械的に連結されている。さらに、第3要素が第3回転機80の第1ロータ81に機械的に連結されており、第4要素が右前輪WFRに、第5要素が第2回転機21のロータ23に、それぞれ機械的に連結されている。また、第3回転機80の第2ロータ83が、クランク軸3aに機械的に連結されている。さらに、第1回転機11のステータ12と第3回転機80のステータ82、および、第2回転機21のステータ22と第3回転機80のステータ82はそれぞれ、互いに電気的に接続されている。
As described above, according to the present embodiment, the first to fifth elements are configured in the same manner as in the first embodiment. Further, the first element is mechanically connected to the
また、図56〜図59を用いて説明したように、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させ、車両Vの左右の旋回アシストを行うことができる。この場合、左右の前輪WFL,WFRに連結された第2および第4の要素が、前述した従来の場合と異なり、互いに無関係に回転するのではなく、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するので、左右の前輪WFL,WFRの回転(回転数・トルク)を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。さらに、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3の間の連結によって、第1〜第5の要素を適切に構成することができる。また、図55などを用いて説明したように、エンジン3の動力を無段階に減速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができ、エンジン回転数NEを、より良好な燃費が得られる目標エンジン回転数NEOBJになるように制御するので、動力装置1Bの効率を高めることができる。
Further, as described with reference to FIGS. 56 to 59, the left and right front wheels WFL and WFR can be made to act on the turning assist force to perform the left and right turning assist of the vehicle V. In this case, the second and fourth elements connected to the left and right front wheels WFL, WFR do not rotate independently of each other, but rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed, unlike the conventional case described above. Therefore, the rotation (rotation speed / torque) of the left and right front wheels WFL and WFR can be easily and accurately controlled, thereby improving drivability. Furthermore, the 1st-5th element can be comprised appropriately by the connection between 1st-3rd planetary gear apparatus PS1-PS3. Further, as described with reference to FIG. 55 and the like, the power of the
さらに、充電および放電可能なバッテリ44が、第1〜第3の回転機11〜80に電気的に接続されており、第1実施形態と同様、充電直進モードなどで説明したように、エンジン3の動力を最良燃費動力に制御するとともに、要求動力に対するエンジン3の動力の余剰分が、電力としてバッテリ44に充電される。また、アシスト直進モードなどで説明したように、要求動力に対するエンジン3の動力の不足分が、上記のバッテリ44に充電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給することで補われる。以上により、エンジン3の最良燃費を得ることができ、したがって、動力装置1Bの効率をさらに高めることができる。
Further, a
さらに、第3回転機80が一般的なシングルピニオンタイプの遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機を組み合わせた機能を有しているので、第1実施形態で述べたエンジン3の動力を変速するための第4遊星歯車装置PS4は不要であり、その分、動力装置1Bの小型化を図ることができる。
Further, since the third
なお、第3実施形態では、第1および第2のコア83a,83bを鋼板で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。また、第3実施形態では、ステータ82および第1ロータ81を、径方向の外側および内側にそれぞれ配置しているが、これとは逆に、径方向の内側および外側にそれぞれ配置してもよい。さらに、第3実施形態では、ステータ82、第1および第2のロータ81,83を径方向に並ぶように配置し、いわゆるラジアルタイプとして第3回転機80を構成しているが、ステータ82、第1および第2のロータ81,83を軸線方向に並ぶように配置し、いわゆるアキシャルタイプとして第3回転機80を構成してもよい。
In the third embodiment, the first and
また、第3実施形態における永久磁石81aに代えて、電磁石を用いてもよい。さらに、第3実施形態では、コイル82cを鉄芯82bに集中巻きで巻回しているが、これに限らず、分布巻き(波巻き)でもよい。また、第3実施形態では、コイル82cを、U相〜W相の3相コイルで構成しているが、第1および第2の回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。さらに、第3実施形態では、鉄芯82bや、永久磁石81a、第1および第2のコア83a,83bを等間隔に配置しているが、不等間隔に配置してもよい。
Further, instead of the
次に、図67を参照しながら、本発明の第4実施形態による動力装置1Cについて説明する。同図に示すように、この動力装置1Cは、第3実施形態と比較して、第3回転機80に代えて、第3回転機91を備える点が主に異なっている。以下、動力装置1Cについて、第3実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a
図67および図70に示すように、第3回転機91は、第3実施形態の第3回転機80と同様、2ロータタイプのものであり、ステータ93と、ステータ93に対向するように設けられた第1ロータ94と、両者93,94の間に設けられた第2ロータ95を有している。これらのステータ93、第2ロータ95および第1ロータ94は、回転軸96の径方向(以下、単に「径方向」という)に、外側からこの順で並んでおり、同軸状に配置されている。この回転軸96は、クランク軸3aと同軸状に配置され、回転自在になっており、回転軸96には、ギヤ97が同軸状に一体に設けられている。このギヤ97は、前述したアイドラギヤ8に噛み合っている。
As shown in FIGS. 67 and 70, the third
上記のステータ93は、回転磁界を発生させるものであり、図70および図71に示すように、鉄芯93aと、この鉄芯93aに設けられたU相、V相およびW相のコイル93c,93d,93eを有している。なお、図70では、便宜上、U相コイル93cのみを示している。鉄芯93aは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、回転軸96の軸線方向(以下、単に「軸線方向」という)に延びており、不動のケースCAに固定されている。また、鉄芯93aの内周面には、12個のスロット93bが形成されており、これらのスロット93bは、軸線方向に延びるとともに、回転軸96の周方向(以下、単に「周方向」という)に等間隔で並んでいる。上記のU相〜W相のコイル93c〜93eは、スロット93bに分布巻き(波巻き)で巻回されるとともに、前述した第3PDU43を介して、バッテリ44に電気的に接続されている(図68参照)。すなわち、第1回転機11のステータ12と第3回転機91のステータ93は、互いに電気的に接続されており、第2回転機21のステータ22と第3回転機91のステータ93は、互いに電気的に接続されている。
The
以上の構成のステータ93では、バッテリ44から電力が供給され、U相〜W相のコイル93c〜93eに電流が流れたときに、または、後述するように発電が行われたときに、鉄芯93aの第1ロータ94側の端部に、4個の磁極が周方向に等間隔で発生する(図74参照)とともに、これらの磁極による回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯93aに発生する磁極を「電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各2つの電機子磁極の極性は、互いに異なっている。なお、図74や後述する他の図面では、電機子磁極を、鉄芯93aやU相〜W相のコイル93c〜93eの上に、(N)および(S)で表記している。
In the
図71に示すように、第1ロータ94は、8個の永久磁石94aから成る磁極列を有している。これらの永久磁石94aは、周方向に等間隔で並んでおり、この磁極列は、ステータ93の鉄芯93aに対向している。各永久磁石94aは、軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、ステータ93の鉄芯93aのそれと同じに設定されている。
As shown in FIG. 71, the
また、永久磁石94aは、リング状の取付部94bの外周面に取り付けられている。この取付部94bは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、円板状のフランジ94cの外周面に取り付けられている。このフランジ94cは、前述した回転軸96に一体に設けられている。以上により、永久磁石94aを含む第1ロータ94は、回転軸96と一体に回転自在になっており、回転軸96や、ギヤ97、アイドラギヤ8、ギヤ7aを介して、第3要素に機械的に連結されている。さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部94bの外周面に永久磁石94aが取り付けられているので、各永久磁石94aには、ステータ93側の端部に、(N)または(S)の1つの磁極が現れる。なお、図71や後述する他の図面では、永久磁石94aの磁極を(N)および(S)で表記している。また、周方向に隣り合う各2つの永久磁石94aの極性は、互いに異なっている。
Moreover, the
第2ロータ95は、6個のコア95aから成る軟磁性体列を有している。これらのコア95aは、周方向に等間隔で並んでおり、この軟磁性体列は、ステータ93の鉄芯93aと第1ロータ94の磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア95aは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、軸線方向に延びている。また、コア95aの軸線方向の長さは、永久磁石94aと同様、ステータ93の鉄芯93aのそれと同じに設定されている。さらに、コア95aは、円板状のフランジ95bの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部95cを介して取り付けられている。このフランジ95bは、フライホイールを介して、クランク軸3aに機械的に直結されている。これにより、コア95aを含む第2ロータ95は、クランク軸3aに機械的に直結されており、クランク軸3aと一体に回転自在になっている。なお、図71や図74では、便宜上、連結部95cおよびフランジ95bを省略している。
The
以上の構成の第3回転機91では、第1ロータ94とステータ93の間において、複数の電機子磁極による回転磁界が発生するとともにコア95aが配置されていることから、各コア95aは、永久磁石94aの磁極(以下「磁石磁極」という)と電機子磁極によって磁化される。このことと、上述したように隣り合う各2つのコア95aの間に間隔が空いていることによって、磁石磁極とコア95aと電機子磁極を結ぶような磁力線MLが発生する(図74参照)。このため、ステータ93への電力の供給により回転磁界を発生させると、この磁力線MLによる磁力の作用によって、ステータ93に供給された電力は動力に変換され、その動力が、第1ロータ94や第2ロータ95から出力される。
In the third
ここで、ステータ93に供給された電力および回転磁界の電気角速度ωmfと等価のトルクを「駆動用等価トルクTe」という。以下、この駆動用等価トルクTeと、第1および第2のロータ94,95に伝達されるトルク(以下、それぞれ「第1ロータ伝達トルクT1」「第2ロータ伝達トルクT2」という)の関係、および、回転磁界、第1および第2のロータ94,95の間の電気角速度の関係について説明する。
Here, a torque equivalent to the electric power supplied to the
第3回転機91を次の条件(A)の下に構成した場合には、第3回転機91に相当する等価回路は図72のように表される。
(A)電機子磁極が2個、磁石磁極が4個、すなわち、電機子磁極のN極およびS極を1組とする極対数が値1、磁石磁極のN極およびS極を1組とする極対数が値2であり、コア95aが3個(第1〜第3のコア)である
なお、このように、本明細書で用いる「極対」は、N極およびS極の1組をいう。
When the third
(A) Two armature magnetic poles and four magnet magnetic poles, that is, the number of pole pairs in which the N poles and S poles of the armature magnetic poles are one set is 1, and the N poles and S poles of the magnet magnetic poles are one set. The number of pole pairs to be set is 2 and the number of
この場合、コア95aのうちの第1コアを通過する磁石磁極の磁束Ψk1は、次式(110)で表される。
したがって、第1コアを介してU相コイル93cを通過する磁石磁極の磁束Ψu1は、式(110)にcosθ2を乗算することで得られた次式(111)で表される。
同様に、コア95aのうちの第2コアを通過する磁石磁極の磁束Ψk2は、次式(112)で表される。
したがって、第2コアを介してU相コイル93cを通過する磁石磁極の磁束Ψu2は、式(112)にcos(θ2+2π/3)を乗算することで得られた次式(113)で表される。
同様に、コア95aのうちの第3コアを介してU相コイル93cを通過する磁石磁極の磁束Ψu3は、次式(114)で表される。
図72に示すような第3回転機91では、コア95aを介してU相コイル93cを通過する磁石磁極の磁束Ψuは、上記の式(111)、(113)および(114)で表される磁束Ψu1〜Ψu3を足し合わせたものになるので、次式(115)で表される。
また、この式(115)を一般化すると、コア95aを介してU相コイル93cを通過する磁石磁極の磁束Ψuは、次式(116)で表される。
この式(117)において、b=a+cとするとともに、cos(θ+2π)=cosθに基づいて整理すると、次式(118)が得られる。
この式(119)の右辺の第2項は、a−c≠0を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式(120)から明らかなように値0になる。
また、上記の式(119)の右辺の第3項も、a−c≠0を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式(121)から明らかなように値0になる。
以上により、a−c≠0のときには、コア95aを介してU相コイル93cを通過する磁石磁極の磁束Ψuは、次式(122)で表される。
さらに、この式(123)において、c・θ2=θe2とするとともに、c・θ1=θe1とすると、次式(124)が得られる。
同様に、コア95aを介してV相コイル93dを通過する磁石磁極の磁束Ψvは、V相コイル93dの電気角度位置がU相コイル93cに対して電気角2π/3だけ進んでいることから、次式(125)で表される。また、コア95aを介してW相コイル93eを通過する磁極の磁束Ψwは、W相コイル93eの電気角度位置がU相コイル93cに対して電気角2π/3だけ遅れていることから、次式(126)で表される。
また、上記の式(124)〜(126)でそれぞれ表される磁束Ψu〜Ψwを時間微分すると、次式(127)〜(129)がそれぞれ得られる。
さらに、コア95aを介さずにU相〜W相のコイル93c〜93eを直接、通過する磁石磁極の磁束は、極めて小さく、その影響は無視できる。このため、コア95aを介してU相〜W相のコイル93c〜93eをそれぞれ通過する磁石磁極の磁束Ψu〜Ψwの時間微分値dΨu/dt〜dΨw/dt(式(127)〜(129))は、ステータ93に対して磁石磁極やコア95aが回転するのに伴ってU相〜W相のコイル93c〜93eに発生する逆起電圧(誘導起電圧)(以下、それぞれ「U相逆起電圧Vcu」「V相逆起電圧Vcv」「W相逆起電圧Vcw」という)をそれぞれ表す。
Furthermore, the magnetic flux of the magnet magnetic poles passing directly through the U-phase to W-
このことから、U相、V相およびW相のコイル93c〜93eをそれぞれ流れる電流Iu、IvおよびIwは、次式(130)、(131)および(132)で表される。
また、これらの式(130)〜(132)より、U相コイル93cに対する回転磁界のベクトルの電気角度位置θmfは、次式(133)で表されるとともに、U相コイル93cに対する回転磁界の電気角速度(以下「磁界電気角速度」という)ωmfは、次式(134)で表される。
さらに、U相〜W相のコイル93c〜93eに電流Iu〜Iwがそれぞれ流れることで第1および第2のロータ94,95に出力される機械的出力(動力)Wは、リラクタンス分を除くと、次式(135)で表される。
また、この機械的出力Wと、前述した第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2と、第1および第2のロータ電気角速度ωe1,ωe2との関係は、次式(137)で表される。
さらに、ステータ93に供給された電力と機械的出力Wが互いに等しい(ただし、損失は無視)ことと、式(134)および(136)から、前述した駆動用等価トルクTe(ステータ93に供給された電力および回転磁界の電気角速度ωmfと等価のトルク)は、次式(140)で表される。
さらに、前述したように、式(134)の電気角速度の関係および式(141)のトルクの関係は、b=a+cおよびa−c≠0を条件として成立する。この条件b=a+cは、磁石磁極の数をp、電機子磁極の数をqとすると、b=(p+q)/2、すなわち、b/q=(1+p/q)/2で表される。ここで、p/q=mとすると、b/q=(1+m)/2が得られることから明らかなように、上記のb=a+cという条件が成立していることは、電機子磁極の数と磁石磁極の数とコア95aの数との比が、1:m:(1+m)/2であることを表す。また、上記のa−c≠0という条件が成立していることは、m≠1.0であることを表す。
Furthermore, as described above, the relationship between the electrical angular velocities in the equation (134) and the torque relationship in the equation (141) are satisfied on condition that b = a + c and a−c ≠ 0. This condition b = a + c is expressed as b = (p + q) / 2, that is, b / q = (1 + p / q) / 2, where p is the number of magnet magnetic poles and q is the number of armature magnetic poles. Here, assuming that p / q = m, b / q = (1 + m) / 2 is obtained. As is apparent from the fact that the condition of b = a + c is satisfied, the number of armature magnetic poles The ratio of the number of magnetic poles and the number of
以上から明らかなように、第3回転機91は、その電機子磁極の数と磁石磁極の数とコア95aの数との比が、1:m:(1+m)/2(m≠1.0)に設定されていれば、適正に作動するとともに、式(134)に示す電気角速度の関係と、式(141)に示すトルクの関係が成立する。本実施形態では、前述したように、電機子磁極が4個、磁石磁極が8個、コア95aが6個であり、すなわち、電機子磁極の数と、磁石磁極の数と、コア95aの数との比は、1:2:(1+2)/2であり、したがって、第3回転機91は、適正に作動するとともに、式(134)に示す電気角速度の関係と、式(141)に示すトルクの関係が成立する。
As apparent from the above, in the third
次に、ステータ93に供給された電力が、具体的にどのようにして動力に変換され、第1ロータ94や第2ロータ95から出力されるかについて説明する。まず、図74〜図76を参照しながら、第1ロータ94を回転不能に保持した状態でステータ93に電力を供給した場合について説明する。なお、図74〜図76では、理解の容易化のために、同じ1つの電機子磁極およびコア95aに、ハッチングを付している。
Next, how the electric power supplied to the
まず、図74(a)に示すように、ある1つのコア95aの中心と、ある1つの永久磁石94aの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア95aから3つ目のコア95aの中心と、その永久磁石94aから4つ目の永久磁石94aの中心が、周方向に互いに一致した状態から、回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する1つおきの電機子磁極の位置を、中心がコア95aと一致している各永久磁石94aの中心と周方向に一致させるとともに、この電機子磁極の極性をこの永久磁石94aの磁石磁極の極性と異ならせる。
First, as shown in FIG. 74 (a), the center of a
前述したようにステータ93による回転磁界が第1ロータ94との間に発生することと、コア95aを有する第2ロータ95がステータ93と第1ロータ94の間に配置されていることから、電機子磁極および磁石磁極により、各コア95aは磁化される。このことと、隣り合う各コア95aの間に間隔が空いていることから、電機子磁極とコア95aと磁石磁極を結ぶような磁力線MLが発生する。なお、図74〜図76では、便宜上、鉄芯93aや取付部94bにおける磁力線MLを省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
As described above, the rotating magnetic field generated by the
図74(a)に示す状態では、磁力線MLは、周方向の位置が互いに一致している電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極を結び、かつ、これらの電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線MLが直線状であることにより、コア95aには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
In the state shown in FIG. 74 (a), the magnetic field lines ML connect the armature magnetic pole, the
そして、回転磁界の回転に伴って電機子磁極が図74(a)に示す位置から図74(b)に示す位置に回転すると、磁力線MLが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線MLが直線状になるように、コア95aに磁力が作用する。この場合、磁力線MLで互いに結ばれた電機子磁極および磁石磁極を結ぶ直線に対して、磁力線MLが、このコア95aにおいて回転磁界の回転方向(以下「磁界回転方向」という)と逆方向に凸に曲がった状態になるため、上記の磁力は、コア95aを磁界回転方向に駆動するように作用する。このような磁力線MLによる磁力の作用により、コア95aは、磁界回転方向に駆動され、図74(c)に示す位置に回転し、コア95aが設けられた第2ロータ95も、磁界回転方向に回転する。なお、図74(b)および(c)における破線は、磁力線MLの磁束量が極めて小さく、電機子磁極とコア95aと磁石磁極の間の磁気的なつながりが弱いことを表している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
When the armature magnetic pole rotates from the position shown in FIG. 74 (a) to the position shown in FIG. 74 (b) along with the rotation of the rotating magnetic field, the magnetic field line ML is bent, and accordingly, the magnetic field line ML becomes a straight line. A magnetic force acts on the
また、回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線MLがコア95aにおいて磁界回転方向と逆方向に凸に曲がる→磁力線MLが直線状になるようにコア95aに磁力が作用する→コア95aおよび第2ロータ95が、磁界回転方向に回転する」という動作が、図75(a)〜(d)、図76(a)および(b)に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第1ロータ94を回転不能に保持した状態で、ステータ93に電力を供給した場合には、上述したような磁力線MLによる磁力の作用によって、ステータ93に供給された電力は動力に変換され、その動力が第2ロータ95から出力される。
Further, as the rotating magnetic field further rotates, the above-described series of operations, that is, “the magnetic force line ML bends in the direction opposite to the magnetic field rotating direction in the
また、図77は、図74(a)の状態から電機子磁極が電気角2πだけ回転した状態を示しており、図77と図74(a)の比較から明らかなように、コア95aは、電機子磁極に対して1/3の回転角度だけ、同方向に回転していることが分かる。この結果は、前記式(134)において、ωe1=0とすることによって、ωe2=ωmf/3が得られることと合致する。 FIG. 77 shows a state in which the armature magnetic pole is rotated by an electrical angle of 2π from the state of FIG. 74 (a). As is clear from a comparison between FIG. 77 and FIG. It can be seen that the armature magnetic pole rotates in the same direction by a rotation angle of 1/3. This result agrees with the fact that ωe2 = ωmf / 3 is obtained by setting ωe1 = 0 in the equation (134).
次に、図78〜図80を参照しながら、第2ロータ95を回転不能に保持した状態で、ステータ93に電力を供給した場合の動作について説明する。なお、図78〜図80では、理解の容易化のために、同じ1つの電機子磁極および永久磁石94aに、ハッチングを付している。まず、図78(a)に示すように、前述した図74(a)の場合と同様、ある1つのコア95aの中心と、ある1つの永久磁石94aの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア95aから3つ目のコア95aの中心と、その永久磁石94aから4つ目の永久磁石94aの中心が、周方向に互いに一致した状態から、回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する1つおきの電機子磁極の位置を、中心がコア95aと一致している各永久磁石94aの中心と周方向に一致させるとともに、この電機子磁極の極性をこの永久磁石94aの磁石磁極の極性と異ならせる。
Next, an operation when electric power is supplied to the
図78(a)に示す状態では、図74(a)の場合と同様、磁力線MLは、周方向の位置が互いに一致している電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極を結び、かつ、これらの電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線MLが直線状であることにより、永久磁石94aには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
In the state shown in FIG. 78 (a), as in FIG. 74 (a), the magnetic lines of force ML connect the armature magnetic pole, the
そして、回転磁界の回転に伴って電機子磁極が図78(a)に示す位置から図78(b)に示す位置に回転すると、磁力線MLが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線MLが直線状になるように、永久磁石94aに磁力が作用する。この場合、この永久磁石94aが、磁力線MLで互いに結ばれた電機子磁極およびコア95aの延長線上よりも磁界回転方向に進んだ位置にあるため、上記の磁力は、この延長線上に永久磁石94aを位置させるように、すなわち、永久磁石94aを磁界回転方向と逆方向に駆動するように作用する。このような磁力線MLによる磁力の作用により、永久磁石94aは、磁界回転方向と逆方向に駆動され、図78(c)に示す位置に回転し、永久磁石94aが設けられた第1ロータ94も、磁界回転方向と逆方向に回転する。
When the armature magnetic pole rotates from the position shown in FIG. 78 (a) to the position shown in FIG. 78 (b) along with the rotation of the rotating magnetic field, the magnetic field line ML is bent, and accordingly, the magnetic field line ML becomes a straight line. Thus, a magnetic force acts on the
また、回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線MLが曲がり、磁力線MLで互いに結ばれた電機子磁極およびコア95aの延長線上よりも、永久磁石94aが磁界回転方向に進んだ位置に位置する→磁力線MLが直線状になるように永久磁石94aに磁力が作用する→永久磁石94aおよび第1ロータ94が、磁界回転方向と逆方向に回転する」という動作が、図79(a)〜(d)、図80(a)および(b)に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第2ロータ95を回転不能に保持した状態で、ステータ93に電力を供給した場合には、上述したような磁力線MLによる磁力の作用によって、ステータ93に供給された電力は動力に変換され、その動力が第1ロータ94から出力される。
Further, as the rotating magnetic field further rotates, the above-described series of operations, that is, “the magnetic line ML is bent and the
また、図80(b)は、図78(a)の状態から電機子磁極が電気角2πだけ回転した状態を示しており、図80(b)と図78(a)の比較から明らかなように、永久磁石94aは、電機子磁極に対して1/2の回転角度だけ、逆方向に回転していることが分かる。この結果は、前記式(134)において、ωe2=0とすることによって、−ωe1=ωmf/2が得られることと合致する。
FIG. 80 (b) shows a state in which the armature magnetic pole has been rotated by an electrical angle of 2π from the state of FIG. 78 (a), which is apparent from a comparison between FIG. 80 (b) and FIG. 78 (a). In addition, it can be seen that the
また、図81および図82は、電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極の数を、値16、値18および値20にそれぞれ設定し、第1ロータ94を回転不能に保持するとともに、ステータ93への電力の供給により第2ロータ95から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図81は、第2ロータ電気角θe2が値0〜2πまで変化する間におけるU相〜W相の逆起電圧Vcu〜Vcwの推移の一例を示している。
81 and 82, the numbers of armature magnetic poles,
この場合、第1ロータ94が回転不能に保持されていることと、電機子磁極および磁石磁極の極対数がそれぞれ値8および値10であることと、前記式(134)から、磁界電気角速度ωmf、第1および第2のロータ電気角速度ωe1,ωe2の間の関係は、ωmf=2.25・ωe2で表される。図81に示すように、第2ロータ電気角θe2が値0〜2πまで変化する間に、U相〜W相の逆起電圧Vcu〜Vcwは、ほぼ2.25周期分、発生している。また、図81は、第2ロータ95から見たU相〜W相の逆起電圧Vcu〜Vcwの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第2ロータ電気角θe2を横軸として、W相逆起電圧Vcw、V相逆起電圧VcvおよびU相逆起電圧Vcuの順に並んでおり、このことは、第2ロータ95が磁界回転方向に回転していることを表す。以上のような図81に示すシミュレーション結果は、上述した式(134)に基づくωmf=2.25・ωe2の関係と合致する。
In this case, from the fact that the
さらに、図82は、駆動用等価トルクTe、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の推移の一例を示している。この場合、電機子磁極および磁石磁極の極対数がそれぞれ値8および値10であることと、前記式(141)から、駆動用等価トルクTe、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の間の関係は、Te=T1/1.25=−T2/2.25で表される。図82に示すように、駆動用等価トルクTeは、ほぼ−TREFに、第1ロータ伝達トルクT1は、ほぼ1.25・(−TREF)に、第2ロータ伝達トルクT2は、ほぼ2.25・TREFになっている。このTREFは所定のトルク値(例えば200Nm)である。このような図82に示すシミュレーション結果は、上述した式(141)に基づくTe=T1/1.25=−T2/2.25の関係と合致する。 Further, FIG. 82 shows an example of transition of the driving equivalent torque Te and the first and second rotor transmission torques T1 and T2. In this case, the number of pole pairs of the armature magnetic pole and the magnet magnetic pole is 8 and 10, respectively, and from the above equation (141), the driving equivalent torque Te, the first and second rotor transmission torques T1, T2 The relationship between them is expressed as Te = T1 / 1.25 = −T2 / 2.25. As shown in FIG. 82, the driving equivalent torque Te is approximately −TREF, the first rotor transmission torque T1 is approximately 1.25 · (−TREF), and the second rotor transmission torque T2 is approximately 2.25.・ It is TREF. This TREF is a predetermined torque value (for example, 200 Nm). Such a simulation result shown in FIG. 82 agrees with a relationship of Te = T1 / 1.25 = −T2 / 2.25 based on the above-described equation (141).
また、図83および図84は、電機子磁極、コア95aおよび磁石磁極の数を図81および図82の場合と同様に設定し、第1ロータ94に代えて第2ロータ95を回転不能に保持するとともに、ステータ93への電力の供給により第1ロータ94から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図83は、第1ロータ電気角θe1が値0〜2πまで変化する間におけるU相〜W相の逆起電圧Vcu〜Vcwの推移の一例を示している。
83 and 84, the numbers of armature magnetic poles,
この場合、第2ロータ95が回転不能に保持されていることと、電機子磁極および磁石磁極の極対数がそれぞれ値8および値10であることと、前記式(134)から、磁界電気角速度ωmf、第1および第2のロータ電気角速度ωe1,ωe2の間の関係は、ωmf=−1.25・ωe1で表される。図83に示すように、第1ロータ電気角θe1が値0〜2πまで変化する間に、U相〜W相の逆起電圧Vcu〜Vcwは、ほぼ1.25周期分、発生している。また、図83は、第1ロータ94から見たU相〜W相の逆起電圧Vcu〜Vcwの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第1ロータ電気角θe1を横軸として、U相逆起電圧Vcu、V相逆起電圧VcvおよびW相逆起電圧Vcwの順に並んでおり、このことは、第1ロータ94が磁界回転方向と逆方向に回転していることを表す。以上のような図83に示すシミュレーション結果は、上述した式(134)に基づくωmf=−1.25・ωe1の関係と合致する。
In this case, from the fact that the
さらに、図84は、駆動用等価トルクTe、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の推移の一例を示している。この場合にも、図82の場合と同様、式(141)から、駆動用等価トルクTe、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の間の関係は、Te=T1/1.25=−T2/2.25で表される。図84に示すように、駆動用等価トルクTeは、ほぼTREFに、第1ロータ伝達トルクT1は、ほぼ1.25・TREFに、第2ロータ伝達トルクT2は、ほぼ−2.25・TREFになっている。このような図84に示すシミュレーション結果は、上述した式(141)に基づくTe=T1/1.25=−T2/2.25の関係と合致する。 Further, FIG. 84 shows an example of transition of the driving equivalent torque Te and the first and second rotor transmission torques T1 and T2. Also in this case, as in the case of FIG. 82, from the equation (141), the relationship between the driving equivalent torque Te and the first and second rotor transmission torques T1 and T2 is Te = T1 / 1.25 = -T2 / 2.25. As shown in FIG. 84, the driving equivalent torque Te is approximately TREF, the first rotor transmission torque T1 is approximately 1.25 · TREF, and the second rotor transmission torque T2 is approximately −2.25 · TREF. It has become. The simulation result shown in FIG. 84 matches the relationship of Te = T1 / 1.25 = −T2 / 2.25 based on the above-described equation (141).
以上のように、第3回転機91では、ステータ93への電力供給により回転磁界を発生させると、前述した磁石磁極とコア95aと電機子磁極を結ぶような磁力線MLが発生し、この磁力線MLによる磁力の作用によって、ステータ93に供給された電力は動力に変換され、その動力が、第1ロータ94や第2ロータ95から出力されるとともに、上述したような電気角速度やトルクの関係が成立する。このため、ステータ93に電力を供給していない状態で、第1および第2のロータ94,95の少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方のロータをステータ93に対して回転させると、ステータ93において、発電が行われるとともに、回転磁界が発生し、この場合にも、磁石磁極とコア95aと電機子磁極を結ぶような磁力線MLが発生するとともに、この磁力線MLによる磁力の作用によって、上述した式(134)に示す電気角速度の関係と式(141)に示すトルクの関係が成立する。
As described above, in the third
すなわち、発電した電力および磁界電気角速度ωmfと等価のトルクを発電用等価トルクTgとすると、この発電用等価トルクTg、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の間にも、式(141)のような関係が成立する。以上から明らかなように、本実施形態における第3回転機91は、遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機を組み合わせた装置と同じ機能を有する。すなわち、第3回転機91は、第3実施形態による第3回転機80と同じ機能を有している。
That is, if the generated power and the torque equivalent to the magnetic field electrical angular velocity ωmf are set as the power generation equivalent torque Tg, the formula (141) is also generated between the power generation equivalent torque Tg and the first and second rotor transmission torques T1 and T2. ) Is established. As is clear from the above, the third
ただし、前述したように、第3実施形態の第3回転機80では、磁界回転数NMF、第1および第2のロータ回転数NR1,NR2の間の関係は、磁界回転数NMFと第2ロータ回転数NR2の差、および第2ロータ回転数NR2と第1ロータ回転数NR1の差が互いに等しいという関係においてのみ成立する。また、駆動用等価トルクTSE(発電用等価トルクTGE)、第1および第2のロータ伝達トルクTR1,TR2の間の関係は、TSE(TGE):TR1:TR2=1:1:2という関係においてのみ成立する。
However, as described above, in the third
これに対して、前述したように、本実施形態による第3回転機91では、回転磁界の回転数(以下「磁界回転数」という)Nmfと、第1ロータ94の回転数(以下「第1ロータ回転数」という)N1と、第2ロータ95の回転数(以下「第2ロータ回転数」という)N2の関係は、m=(磁石磁極の数p/電機子磁極の数q)≠1.0であれば、前記式(134)を満たす限り、成立する。また、駆動用等価トルクTe(発電用等価トルクTg)、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の間の関係は、m≠1.0であれば、前記式(141)を満たす限り、成立する。
On the other hand, as described above, in the third
したがって、これらの式(134)および(141)におけるα(=a/c)、すなわち、電機子磁極の極対数cに対する磁石磁極の極対数aの比(以下「極対数比」という)を設定することによって、磁界回転数Nmf、第1および第2のロータ回転数N1,N2の間の関係と、駆動用等価トルクTe(発電用等価トルクTg)、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の間の関係を自由に設定でき、第3回転機91の設計の自由度を高めることができる。以上の効果は、ステータ93のコイル93c〜93eの相数が前述した値3以外の場合にも同様に得られる。なお、本実施形態では、極対数比α=2.0であるので、磁界回転数Nmf、第1および第2のロータ回転数N1,N2の間の関係は、Nmf=3・N2−2・N1で表され、駆動用等価トルクTe(発電用等価トルクTg)、第1および第2のロータ伝達トルクT1,T2の間の関係は、Te(Tg)=T1/2=−T2/3で表される。
Therefore, α (= a / c) in these formulas (134) and (141), that is, the ratio of the number of pole pairs a of the magnetic poles to the number of pole pairs c of the armature poles (hereinafter referred to as “pole pair ratio”) is set. Thus, the relationship between the magnetic field rotation speed Nmf, the first and second rotor rotation speeds N1, N2, the driving equivalent torque Te (power generation equivalent torque Tg), and the first and second rotor transmission torques T1. , T2 can be freely set, and the degree of freedom in designing the third
また、ECU2は、第3PDU43を制御することによって、ステータ93に供給する電力と、電力の供給に伴って発生する回転磁界の磁界回転数Nmfを制御する。さらに、ECU2は、第3PDU43を制御することによって、ステータ93で発電する電力と、発電に伴って発生する回転磁界の磁界回転数Nmfを制御する。
Further, the
また、図69に示すように、ECU2には、第3回転角センサ65が接続されており、第3回転角センサ65は、第1ロータ94の回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をECU2に出力する。ECU2は、検出された第1ロータ94の回転角度位置に基づいて、第1ロータ回転数N1を算出する。さらに、第2ロータ95がクランク軸3aに直結されているため、ECU2は、検出されたクランク角度位置に基づいて、第2ロータ95の回転角度位置を算出するとともに、第2ロータ回転数N2を算出する。
As shown in FIG. 69, the
以上の構成の動力装置1Cでは、図67と前述した図2との比較から明らかなように、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3と、左右の前輪WFL,WFRと、第1および第2の回転機11,21の連結関係は、第3実施形態と同様である。また、クランク軸3aおよび第2ロータ95は、互いに直結されており、エンジン回転数NEと第2ロータ回転数N2は、互いに等しい。さらに、第1ロータ94は、ギヤ97やアイドラギヤ8、ギヤ7aを介して、第3要素に連結されており、これらのギヤ97,7aによる変速を無視すれば、第1ロータ回転数N1と第3要素の回転数は、互いに等しい。また、第3回転機91において、磁界回転数Nmf、第1および第2のロータ回転数N1,N2の間の関係は、前記式(134)で表される。以上から、動力装置1Cにおける各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図85のように表される。以下、動力装置1Cの各種の動作について、同図に示すような速度共線図を参照しながら説明する。
In the
動力装置1Cの動作モードには、第1実施形態と同様、停車中ENG始動モード、ENG発進モード、ENG直進モード、ENG旋回モード、ENG後進モード、減速運転モード、EV発進モード、EV走行中ENG始動モード、およびEV後進モードが含まれる。これらの動作モードにおける各種の制御動作は、前述した各種のセンサ51〜53、55〜63および65からの検出信号に応じ、ECU2によって行われる。この場合、これらの動作モードにおける制御や、それに応じて得られる動作は、これまでに述べた動力装置1Cの構成から明らかなように、第3実施形態とほぼ同様に行われる。したがって、以下、これらの動作モードについて、停車中ENG始動モードから順に、簡単に説明する。なお、各動作モードにおいて、左右の前輪WFL,WFRを含む各種の回転要素の間でのトルクの伝達は、第3実施形態と同様に行われるため、その説明については省略するものとする。
As in the first embodiment, the operation mode of the
・停車中ENG始動モード
停車中ENG始動モードでは、クランク軸3aを正転させるために、バッテリ44から第3回転機91のステータ93に電力を供給するとともに、回転磁界を正転させる。また、磁界回転数Nmfを、エンジン回転数NEがエンジン3の始動に適した所定の始動時用回転数NSTになるように、制御する。さらに、左右の前輪WFL,WFRを静止状態に保持するために、第3実施形態と同様、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給し、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2を、第1および第5の要素の逆転を阻止するように発生させる。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図86のように表される。
-Stopping ENG Start Mode In the stopping ENG start mode, power is supplied from the
同図と前述した図52との比較から明らかなように、停車中ENG始動モードでは、磁界回転数Nmfは、次式(142)が成立するように制御される。
Nmf=(α+1)NST ……(142)
As is clear from the comparison between FIG. 52 and FIG. 52 described above, in the stopped ENG start mode, the magnetic field rotation speed Nmf is controlled so that the following expression (142) is established.
Nmf = (α + 1) NST (142)
以上により、停車中ENG始動モードでは、第3実施形態と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが値0に、エンジン回転数NEが始動時用回転数NSTに、それぞれ制御される。その状態で、検出されたクランク角度位置に応じ、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。したがって、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。また、エンジン3の始動に伴って、左右の前輪WFL,WFRを駆動することがなく、両者WFL,WFRを静止状態に保持することができる。
As described above, in the stopped ENG start mode, the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are controlled to the
・ENG発進モード
ENG発進モード中、エンジン3から第2ロータ95に伝達される動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。また、第3回転機91で発電する電力を制御することによって、発電用等価トルクTgを漸増させるとともに、磁界回転数Nmfを低下させる。前述した第3回転機91の機能から明らかなように、上記のように発電用等価トルクTgを漸増させることによって、エンジン3から第1ロータ93を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTが漸増する。また、上記のように磁界回転数Nmfを低下させることによって、エンジン3からステータ93に電力として伝達される動力が低下し、第1ロータ93を介して左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力が増大する。
· During the ENG mode ENG start mode, using part of the power transmitted from the
以上の結果、図87に示すように、左右の前輪WFL,WFRが駆動され、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。以上のように、ENG発進モードでは、第3回転機91での発電電力を制御することによって、第3実施形態と同様、エンジン3から左右の前輪WFL,WFRに伝達されるトルクを漸増させることができるので、左右の前輪WFL,WFRからエンジン3に急激に大きな負荷が作用するのを防止でき、エンジンストールを発生させることなく、車両Vを発進させることができる。したがって、車両Vの発進用の発進クラッチが不要になる。
As a result, as shown in FIG. 87, the left and right front wheels WFL, WFR are driven, the left and right front wheel rotation speeds NWFL, NWFR rise in the forward direction, and the vehicle V starts forward. As described above, in the ENG start mode, the torque transmitted from the
また、ENG発進モード中、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2を、第3実施形態と同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが互いに等しくなるように、すなわち、前記式(4)が成立するように制御する。また、第1および第2の回転機11,21に供給する電力を、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTがそれぞれ要求トルクTREQの1/2になるように制御する。以上により、ENG発進モード中、車両Vの良好な直進性を得ることができる。さらに、磁界回転数Nmfを、エンジン回転数NEに応じて制御する。
Further, during the ENG start mode, the first and second rotating machine rotation speeds NM1 and NM2 are set so that the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are equal to each other, that is, the equation (4) ) Is established. Further, the power supplied to the first and second
この場合、図87と前述した図53との比較から明らかなように、第1回転機トルクTM1は、次式(143)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(143)が成立するように制御される。
TM1=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2-(G2・G3+G3)α・Tg}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(143)
In this case, as is clear from a comparison between FIG. 87 and FIG. 53 described above, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (143). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
TM1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) TREQ / 2- (G2, G3 + G3) α, Tg} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (143)
また、第2回転機トルクTM2は次式(144)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(144)が成立するように制御される。さらに、磁界回転数Nmfは、次式(145)が成立するように制御される。
TM2=-{(2・G1+1+G3)TREQ/2-(G1+1)α・Tg}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(144)
Nmf=(α+1)NE−α・NWFL ……(145)
The second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (144). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ / 2- (G1 + 1) α ・ Tg} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) (144)
Nmf = (α + 1) NE−α · NWFL (145)
・ENG直進モード
ENG直進モードでは、第3実施形態と同様、通常直進モード、充電直進モードおよびアシスト直進モードが、要求動力に応じて選択される。以下、これらの運転モードについて、通常直進モードから順に説明する。
-ENG rectilinear mode In the ENG rectilinear mode, the normal rectilinear mode, the charging rectilinear mode, and the assist rectilinear mode are selected according to the required power, as in the third embodiment. Hereinafter, these operation modes will be described in order from the normal straight-ahead mode.
・通常直進モード
通常直進モードでは、ENG発進モードと同様、エンジン3から第2ロータ95に伝達される動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。
Normal straight-ahead mode In the normal straight-ahead mode, as in the ENG start mode, a part of the power transmitted from the
通常直進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図88のように表される。同図と前述した図55との比較から明らかなように、第1回転機トルクTM1は次式(146)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(146)が成立するように制御される。
TM1=-TREQ{(2・G2・G3+G3+1)/2-(G2・G3+G3)α・NWFL/(1+α)NEOBJ}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(146)
The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements in the normal straight traveling mode is expressed as shown in FIG. 88, for example. As is clear from a comparison between the figure and FIG. 55 described above, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (146). Therefore, the power supplied to the first rotating
TM1 = -TREQ {(2 ・ G2 ・ G3 + G3 + 1) / 2- (G2 ・ G3 + G3) α ・ NWFL / (1 + α) NEOBJ}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (146)
同様に、第2回転機トルクTM2は次式(147)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(147)が成立するように制御される。
TM2=-TREQ{(2・G1+1+G3)/2-(G1+1)α・NWFL/(1+α)NEOBJ}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(147)
さらに、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、前記式(4)が成立するように制御される。
Similarly, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (147). Therefore, the power supplied to the second
TM2 = -TREQ {(2 ・ G1 + 1 + G3) / 2- (G1 + 1) α ・ NWFL / (1 + α) NEOBJ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (147)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the formula (4) is established.
また、磁界回転数Nmfは、次式(148)が成立するように制御される。
Nmf=(α+1)NEOBJ−α・NWFL ……(148)
さらに、発電用等価トルクTgは次式(149)で表される。したがって、第3回転機91で発電する電力は、この式(149)が成立するように制御される。
Tg=TREQ・NWFL/(1+α)NEOBJ ……(149)
Further, the magnetic field rotation speed Nmf is controlled so that the following expression (148) is established.
Nmf = (α + 1) NEOBJ−α · NWFL (148)
Further, the power generation equivalent torque Tg is expressed by the following equation (149). Therefore, the electric power generated by the third
Tg = TREQ · NWFL / (1 + α) NEOBJ (149)
以上の第1〜第3の回転機11〜91の制御によって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRは、互いに等しくなるように制御されるとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTはそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御される。したがって、第3実施形態と同様、車両Vの良好な直進性を得ることができる。また、左右の前輪回転数NWFL,NWFRに対して、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NEOBJになるように制御され、ひいては、エンジン3の動力が無段階に変速され、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。その結果、左右の前輪伝達動力(左右の前輪WFL,WFRに伝達される動力の和)は、エンジン3の動力と等しくなる。
Through the control of the first to third
この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも高いほど、すなわち、第1〜第3の回転機11〜91による増速度合が大きいほど、前記式(4)および(148)から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、より高速側に制御されるとともに、磁界回転数Nmfはより低速側に制御される。また、前記式(146)および(147)から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも高いほど、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、より小さな値に制御される。以上により、図88に一点鎖線で示すように、目標エンジン回転数NEOBJに制御されるエンジン回転数NEに対して、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが無段階に上昇し、エンジン3の動力が無段階に増速された状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
In this case, as the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are higher than the target engine rotation speed NEOBJ, that is, as the speed increase by the first to third
上記とは逆に、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも低いほど、すなわち、第1〜第3の回転機11〜91による減速度合が大きいほど、前記式(4)および(148)から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、より低速側に制御されるとともに、磁界回転数Nmfはより高速側に制御される。また、前記式(146)および(147)から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが目標エンジン回転数NEOBJよりも低いほど、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2は、より大きな値に制御される。以上により、図88に破線で示すように、目標エンジン回転数NEOBJに制御されるエンジン回転数NEに対して、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが無段階に低下し、エンジン3の動力が無段階に減速された状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
Contrary to the above, as the left and right front wheel speeds NWFL, NWFR are lower than the target engine speed NEOBJ, that is, the degree of deceleration by the first to third
なお、上述した第1〜第3の回転機11〜91を用いた変速動作は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向が正転方向の場合、すなわち、Nmf=(α+1)NEOBJ−α・NWFL>0で(ただしα=2)、NEOBJ>α・NWFL/(α+1)が成立している場合に、行われる。
The shifting operation using the first to third
一方、NEOBJ<α・NWFL/(α+1)で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力を第3回転機91に供給し、回転磁界を逆転させる。この場合にも、第1および第2の回転機11,21で発電する電力や、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2、磁界回転数Nmfを制御することによって、エンジン3の動力を無段階に変速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。この場合、図88から明らかなように、エンジン3の動力を、より大きく増速した状態で、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができる。
On the other hand, when NEOBJ <α · NWFL / (α + 1) and the rotational direction of the rotating magnetic field determined by the relationship between the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR and the target engine rotational speed NEOBJ is the reverse rotation direction, the first and second While generating electric power with the
・充電直進モード
充電直進モード中、第3実施形態と同様、エンジン3の動力を、要求動力よりも大きな最良燃費動力になるように制御する。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行い、発電した電力の一部をバッテリ44に充電するとともに、残りを第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電される。また、第1〜第3の回転機11〜91を制御することによって、通常直進モードと同様、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
-Straight-charging mode In the straight- charging mode, the power of the
以上により、充電直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、この左右の前輪伝達動力と、バッテリ44に充電される電力(エネルギ)との和は、エンジン3の動力と等しくなる。また、充電直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、上述した図88と同様である。
As described above, during the straight charge mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and the sum of the left and right front wheel transmission power and the electric power (energy) charged in the
この場合、図88と前述した図55との比較から明らかなように、第3回転機91で発電する電力は、次式(150)が成立するように制御される。また、磁界回転数Nmfは、前記式(148)が成立するように制御される。
Tg=−TEOBJ/(1+α) ……(150)
さらに、第1回転機トルクTM1は次式(151)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(151)が成立するように制御される。
TM1=-{(2・G2・G3+G3+1)TREQ/2+(G2・G3+G3)α・TEOBJ/(1+α)}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(151)
また、第2回転機トルクTM2は次式(152)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(152)が成立するように制御される。
TM2=-{(2・G1+1+G3)TREQ/2+(G1+1)α・TEOBJ/(1+α)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(152)
さらに、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、前記式(4)が成立するように制御される。
In this case, as is clear from a comparison between FIG. 88 and FIG. 55 described above, the electric power generated by the third
Tg = −TEOBJ / (1 + α) (150)
Further, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (151). Therefore, the power supplied to the first rotating
TM1 =-{(2 ・ G2 ・ G3 + G3 + 1) TREQ / 2 + (G2 ・ G3 + G3) α ・ TEOBJ / (1 + α)} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (151)
The second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (152). Therefore, the power supplied to the second
TM2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) TREQ / 2 + (G1 + 1) α ・ TEOBJ / (1 + α)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (152)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the formula (4) is established.
また、バッテリ44の充電に用いられるトルクを充電トルクTGとすると、充電トルクTGは次式(153)で表される。したがって、バッテリ44に充電される電力は、この式(153)が成立するように制御される。
TG=−(TREQ・NWFL+TEOBJ・NEOBJ)
/{(α+1)NEOBJ−α・NWFL} ……(153)
Further, assuming that the torque used for charging the
TG =-(TREQ / NWFL + TEOBJ / NEOBJ)
/ {(Α + 1) NEOBJ-α · NWFL} (153)
なお、上述した充電直進モード中における第1〜第3の回転機11〜91の制御は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向が正転方向の場合、すなわち、Nmf=(α+1)NEOBJ−α・NWFL>0で、NEOBJ>α・NWFL/(α+1)が成立している場合に、行われる。
Note that the control of the first to third
一方、NEOBJ<α・NWFL/(α+1)で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力の一部をバッテリ44に充電し、残りを第3回転機91に供給し、回転磁界を逆転させる。この場合にも、エンジン3の動力が最良燃費動力に制御され、エンジン3の動力の要求動力に対する余剰分が、バッテリ44に電力として充電されるとともに、要求動力と同じ大きさの動力が左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
On the other hand, when NEOBJ <α · NWFL / (α + 1) and the rotational direction of the rotating magnetic field determined by the relationship between the left and right front wheel rotational speeds NWFL, NWFR and the target engine rotational speed NEOBJ is the reverse rotation direction, the first and second While generating electricity with the
・アシスト直進モード
アシスト直進モード中、エンジン3の動力を、要求動力よりも小さな最良燃費動力になるように制御する。また、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力に加え、バッテリ44の電力を、第1および第2の回転機11,21に供給する。この場合、上記のように最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21への電力供給によって補われる。また、第1〜第3の回転機11〜91を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御し、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
Assist straight- ahead mode During the assist straight-ahead mode, the power of the
以上により、アシスト直進モード中、左右の前輪伝達動力は、要求動力と等しくなるとともに、バッテリ44からの電力(エネルギ)とエンジン3の動力の和と等しくなる。また、アシスト直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、上述した図88と同様である。
As described above, in the assist straight traveling mode, the left and right front wheel transmission power is equal to the required power, and is equal to the sum of the electric power (energy) from the
この場合、第3回転機91で発電する電力は、前記式(150)が成立するように制御される。また、磁界回転数Nmfは、前記式(148)が成立するように制御される。さらに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2に関する前記式(151)および(152)がそれぞれ成立するように制御される。また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、前記式(4)が成立するように制御される。さらに、第3実施形態と同様、第1および第2のアシストトルクTA1,TA2はそれぞれ、前記式(35)および(36)で表される。したがって、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に供給する電力は、これらの式(35)および(36)がそれぞれ成立するように制御される。
In this case, the electric power generated by the third
なお、上述したアシスト直進モード中における第1〜第3の回転機11〜91の制御は、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向が正転方向の場合、すなわち、Nmf=(α+1)NEOBJ−α・NWFL>0で、NEOBJ>α・NWFL/(α+1)が成立している場合に行われる。
Note that the control of the first to third
一方、NEOBJ<α・NWFL/(α+1)で、左右の前輪回転数NWFL,NWFRと目標エンジン回転数NEOBJの関係によって定まる回転磁界の回転方向が逆転方向の場合において、要求トルクTREQが小さいときには、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力とバッテリ44の電力の双方を、第3回転機91に供給し、回転磁界を逆転させる。また、要求トルクTREQが大きいときには、第1〜第3の回転機11〜91に電力を供給し、ロータ13,23を正転させるとともに、回転磁界を逆転させる。この場合にも、エンジン3の動力が最良燃費動力に制御され、エンジン3の動力の要求動力に対する不足分が、バッテリ44からの電力供給によって補われるとともに、要求動力と同じ大きさの動力が左右の前輪WFL,WFRに伝達される。
On the other hand, when NEOBJ <α · NWFL / (α + 1) and the rotation direction of the rotating magnetic field determined by the relationship between the left and right front wheel rotation speeds NWFL, NWFR and the target engine rotation speed NEOBJ is the reverse rotation direction, and the required torque TREQ is small, While generating electric power with the 1st and 2nd
・ENG旋回モード
ENG旋回モードには、第1実施形態と同様、第1および第2の右旋回アシストモードが含まれる。まず、第1右旋回アシストモードについて説明する。
-ENG turning mode The ENG turning mode includes the first and second right turn assist modes as in the first embodiment. First, the first right turn assist mode will be described.
・第1右旋回アシストモード
第1右旋回アシストモード中、基本的には、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、第1〜第3の回転機11〜91を制御することによって、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQになるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。このようなエンジン3の動力およびエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
First right turn assist mode During the first right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第3実施形態と同様、第1右旋回アシストモード中、左前輪伝達トルクTWLTが右前輪伝達トルクTWRTよりも大きくなり、その結果、小さな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。 As described above, as in the third embodiment, during the first right turn assist mode, the left front wheel transmission torque TWLT is greater than the right front wheel transmission torque TWRT, and as a result, a small turn assist force is applied to the left and right front wheels WFL, WFR. Acts to turn the vehicle V to the right. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly.
以下、第1右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図89のように表される。同図に示すように、低車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数N1の関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation during the first right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 89, for example. As shown in the figure, when turning right during low vehicle speed traveling, the rotational directions of the
このような場合には、バッテリ44から第1および第3の回転機11,91に電力を供給し、ロータ13を正転させるとともに、回転磁界を逆転させる。また、第2回転機21において、発電を行うとともに、発電した電力を第1および第3の回転機11,91にさらに供給する。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図89のように表される。
In such a case, electric power is supplied from the
第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、図89と前述した図56との比較から明らかなように、第1回転機回転数NM1と、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係は、前記式(37)で表される。したがって、この式(37)が成立するように、第1回転機回転数NM1は制御される。また、第1回転機トルクTM1は次式(154)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(154)が成立するように制御される。
TM1=-{(G2・G3+G3+1)TLREQ+(G2・G3+G3)α・TEOBJ/(1+α)+G2・G3・TRREQ}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(154)
As is apparent from the comparison between FIG. 89 and FIG. 56 described above during the first right turn assist mode and at the low vehicle speed, the relationship between the first rotating machine rotational speed NM1 and the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR. Is represented by the formula (37). Therefore, the first rotating machine rotational speed NM1 is controlled so that the equation (37) is established. The first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (154). Therefore, the power supplied to the first rotating
TM1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) TLREQ + (G2 ・ G3 + G3) α ・ TEOBJ / (1 + α) + G2 ・ G3 ・ TRREQ}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (154)
さらに、図89から明らかなように、第2回転機回転数NM2と左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係は、前記式(39)で表される。したがって、第2回転機回転数NM2は、この式(39)が成立するように制御される。また、図89から明らかなように、第2回転機発電トルクTG2は、次式(155)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(155)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)TRREQ+(G1+1)α・TEOBJ/(1+α)+G1・TLREQ}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(155)
Further, as is apparent from FIG. 89, the relationship between the second rotating machine speed NM2 and the left and right front wheel speeds NWFL, NWFR is expressed by the above equation (39). Therefore, the second rotating machine rotational speed NM2 is controlled so that this equation (39) is established. As is clear from FIG. 89, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (155). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) TRREQ + (G1 + 1) α ・ TEOBJ / (1 + α) + G1 ・ TLREQ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (155)
さらに、駆動用等価トルクTeは次式(156)で表される。したがって、第3回転機91に供給する電力は、この式(156)が成立するように制御される。
Te=−TEOBJ/(1+α) ……(156)
また、磁界回転数Nmfは、前記式(148)が成立するように制御される。
Further, the driving equivalent torque Te is expressed by the following equation (156). Therefore, the power supplied to the third
Te = −TEOBJ / (1 + α) (156)
Further, the magnetic field rotation speed Nmf is controlled so that the formula (148) is established.
さらに、第1右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21に電力を供給し、そのロータ23を正転させるとともに、第2回転機21に供給する電力は、上記式(155)において第2回転機発電トルクTG2を第2回転機トルクTM2に置き換えた式が成立するように、制御される。
Further, during the first right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational direction of the
また、第1右旋回アシストモード中でかつ低車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力を、第1回転機11に(第2回転機21のロータ23が正転する場合には、第1および第2の回転機11,21に)供給する。この場合、第3回転機91で発電する電力は、発電用等価トルクTgに関する前記式(150)が成立するように制御される。
Further, during the first right turn assist mode and the low vehicle speed traveling, the rotational direction of the rotating magnetic field of the third
次に、第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図90のように表される。同図に示すように、この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、第1ロータ回転数N1とエンジン回転数NEの関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向は、正転方向になる。
Next, the operation in the first right turn assist mode and at high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 90, for example. As shown in the figure, in this case, the rotation directions of the
このような場合には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行うとともに、基本的には、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給し、それらのロータ13,23を正転させる。さらに、左右の前輪要求トルクTLREQ,TRREQと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる要求動力が、最良燃費動力に制御されるエンジン3の動力よりも小さいときには、その余剰分が、第3回転機91での発電により電力としてバッテリ44に充電され、逆に大きいときには、その不足分が、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給することによって補われる。以上により、左右の前輪伝達動力は、要求動力になるように制御される。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図90のように表される。
In such a case, power is generated by the third
第1右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中、図90と図89との比較から明らかなように、第1回転機回転数NM1は、前記式(37)が成立するように制御されるとともに、第1回転機11に供給する電力は、第1回転機トルクTM1に関する前記式(154)が成立するように制御される。
As is apparent from a comparison between FIG. 90 and FIG. 89 during the first right turn assist mode and at the high vehicle speed, the first rotating machine rotational speed NM1 is controlled so that the equation (37) is established. At the same time, the electric power supplied to the first rotating
また、第2回転機回転数NM2は、前記式(39)が成立するように制御される。さらに、第2回転機21に供給する電力は、前記式(155)における第2回転機発電トルクTG2を第2回転機トルクTM2に置き換えた次式(157)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)TRREQ+(G1+1)α・TEOBJ/(1+α)+G1・TLREQ}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(157)
また、磁界回転数Nmfは、前記式(148)が成立するように制御されるとともに、第3回転機91で発電する電力は、前記式(150)が成立するように制御される。
Further, the second rotating machine speed NM2 is controlled so that the formula (39) is established. Furthermore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) TRREQ + (G1 + 1) α ・ TEOBJ / (1 + α) + G1 ・ TLREQ} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (157)
Further, the magnetic field rotation speed Nmf is controlled so that the formula (148) is satisfied, and the electric power generated by the third
以上の第1〜第3の回転機11〜91の制御において、エンジン3の動力の一部を用いて第3回転機91で発電した電力をそのまま、第1および第2の回転機11,21に供給する場合には、エンジン3の動力が、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3、および第1〜第3の回転機11〜91を介して、左右の前輪WFL,WFRに分配され、左前輪WFLに分配されるエンジン3の動力は、右前輪WFRのそれよりも大きくなる。
In the control of the first to third
・第2右旋回アシストモード
この第2右旋回アシストモード中、基本的には、第1右旋回アシストモードと同様、エンジン3の動力を最良燃費動力になるように制御する。また、第1〜第3の回転機11〜91を制御することによって、左前輪伝達トルクTWLTを左前輪要求トルクTLREQになるように制御し、右前輪WFRに作用する制動トルクを右前輪要求制動トルクBRREQになるように制御するとともに、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEOBJになるように制御する。以上のようなエンジン3の動力とエンジン回転数NEの制御によって、エンジントルクTENGは、目標エンジントルクTEOBJになるように制御される。
Second right turn assist mode During the second right turn assist mode, basically, the power of the
以上により、第2右旋回アシストモード中、左前輪WFLには駆動力が、右前輪WFRには制動力が、それぞれ作用し、その結果、大きな旋回アシスト力が左右の前輪WFL,WFRに作用し、車両Vの右旋回アシストが行われる。これにより、車両Vの向きを安定的かつ迅速に変更することができる。また、左前輪WFLに伝達される動力と、右前輪WFRに作用する制動力との差が、要求動力になる。 As described above, during the second right turn assist mode, the driving force acts on the left front wheel WFL and the braking force acts on the right front wheel WFR. As a result, a large turning assist force acts on the left and right front wheels WFL, WFR. Then, a right turn assist of the vehicle V is performed. Thereby, the direction of the vehicle V can be changed stably and rapidly. Further, the difference between the power transmitted to the left front wheel WFL and the braking force acting on the right front wheel WFR is the required power.
以下、第2右旋回アシストモード中の動作について、まず、低車速走行中の動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図91のように表される。同図に示すように、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係の関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数N1の関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, with regard to the operation in the second right turn assist mode, first, the operation during low vehicle speed traveling will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various rotary elements is expressed as shown in FIG. 91, for example. As shown in the figure, the
このような場合には、バッテリ44から第1〜第3の回転機11〜91に電力を供給し、ロータ13を正転させるとともに、ロータ23および回転磁界をいずれも逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図91のように表される。また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2と磁界回転数Nmfをそれぞれ、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(37)、(39)および(148)が成立するように制御する。また、第3回転機91に供給する電力は、第1右旋回アシストモードと同様、前記式(156)が成立するように制御される。
In such a case, electric power is supplied from the
図91から明らかなように、第1回転機トルクTM1は次式(158)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(158)が成立するように制御される。
TM1=-{(G2・G3+G3+1)TLREQ+G2・G3・BRREQ+(G2・G3+G3)α・TEOBJ/(1+α)}
/(G2・G3+G3+1+G1) ……(158)
As is clear from FIG. 91, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the following equation (158). Therefore, the power supplied to the first rotating
TM1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) TLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ + (G2 ・ G3 + G3) α ・ TEOBJ / (1 + α)}
/ (G2 / G3 + G3 + 1 + G1) ...... (158)
さらに、第2回転機トルクTM2は次式(159)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(159)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・TLREQ+(G1+1)α・TEOBJ/(1+α)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(159)
Further, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (159). Therefore, the power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ TLREQ + (G1 + 1) α ・ TEOBJ / (1 + α)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (159)
また、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向がいずれも、正転方向になる場合がある。その場合には、第2回転機21で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第3の回転機11,91に供給する。この場合、上記の式(159)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた式が成立するように、第2回転機21で発電する電力は制御される。
In the second right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotational directions of the
さらに、第2右旋回アシストモード中で且つ低車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に(第2回転機21のロータ23が正転する場合には、第1回転機11のみに)供給する。この場合、第3回転機91で発電する電力は、前記式(150)が成立するように制御される。
Further, during the second right turn assist mode and at low vehicle speed, the rotation direction of the rotating magnetic field of the third
次に、第2右旋回アシストモード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図92のように表される。同図に示すように、高車速走行中における右旋回時、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数NR1の関係によって定まる第3回転機91の回転磁界の回転方向は、正転方向になる。
Next, the operation during the second right turn assist mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 92, for example. As shown in the figure, when turning right while traveling at a high vehicle speed, the rotational directions of the
このような場合には、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行う。また、第2回転機21において、後述するように伝達される動力を用い、発電を行う。さらに、第2および第3の回転機21,91で発電した電力を、基本的には、第1回転機11に供給し、そのロータ13を正転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図92のように表される。また、図92と前述した図91との比較から明らかなように、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2と磁界回転数Nmfはそれぞれ、前記式(37)、(39)および(148)が成立するように制御される。
In such a case, power is generated by the third
さらに、第1回転機11に供給する電力を、第1回転機トルクTM1に関する前記式(158)が成立するように制御する。また、第2回転機21で発電する電力を、前記式(159)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えた次式(160)が成立するように制御する。
TG2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・TLREQ+(G1+1)α・TEOBJ/(1+α)}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(160)
また、第3回転機91で発電する電力は、前記式(150)が成立するように制御される。
Further, the electric power supplied to the first rotating
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ TLREQ + (G1 + 1) α ・ TEOBJ / (1 + α)} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (160)
In addition, the electric power generated by the third
一方、車両Vの左旋回中には、左旋回アシスト力を生じさせる第1および第2の左旋回アシストモードによる運転が選択される。これらの第1および第2の左旋回アシストモードにおける制御や、それに応じて得られる動作は、上述した第1および第2の右旋回アシストモードと同様に行われるので、その詳細な説明については省略する。なお、第1および第2の左右の旋回アシストモード中、バッテリ44の充電・放電が行われる場合があるため、各モードの選択の可否は、バッテリ44の過充電・過放電を防止するために、バッテリ44の充電状態に応じて決定される。
On the other hand, during the left turn of the vehicle V, the driving in the first and second left turn assist modes for generating the left turn assist force is selected. Since the control in these first and second left turn assist modes and the operation obtained accordingly are performed in the same manner as in the first and second right turn assist modes described above, the detailed description thereof will be given. Omitted. In addition, since the
・ENG後進モード
ENG後進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図93のように表される。この場合、エンジン3の動力を増大させるとともに、エンジン3の動力の一部を用いて、第3回転機91で発電を行う。また、第3回転機91で発電した電力を、第1および第2の回転機11,21に供給するとともに、それらのロータ13,23を逆転させる。これにより、図93から明らかなように、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが逆転方向に上昇し、ひいては、車両Vが後方に発進する。
ENG reverse mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements during the ENG reverse mode is expressed as shown in FIG. 93, for example. In this case, the power of the
また、ENG後進モード中、第3実施形態と同様、車両Vの後進を支障なく行うべく、第3回転機91で発電する電力を、第1および第2の回転機トルクTM1,TM2が、発電用等価トルクTgにより定まる第3要素伝達トルクT3Tを上回るように、制御する。さらに、この場合、第1回転機トルクTM1は前記式(143)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力を、この式(143)が成立するように制御する。また、第2回転機トルクTM2は前記式(144)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(144)が成立するように制御される。
Further, during the ENG reverse mode, as in the third embodiment, the first and second rotating machine torques TM1 and TM2 generate electric power generated by the third
さらに、ENG後進モード中、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、車両Vが直進しているときには、前記式(4)が成立するように制御され、車両Vが旋回しているときには、前記式(37)および(39)がそれぞれ成立するように制御される。さらに、第3回転機91で発電した電力のみでは不足する場合には、バッテリ44の電力が、第1および第2の回転機11,21に供給される。また、ENG後進モード中、第3回転機91の機能から明らかなように、エンジン3に作用する負荷は、発電用等価トルクTgが大きいほどより大きくなる。このため、停車中の車両Vを後方に発進させる場合には、エンジンストールを防止するために、発電用等価トルクTgを漸増させる。また、磁界回転数Nmfは、前記式(145)が成立するように制御される。
Further, during the ENG reverse mode, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expression (4) is satisfied when the vehicle V is traveling straight, and the vehicle V turns. If so, the above equations (37) and (39) are controlled. Further, when only the power generated by the third
・減速運転モード
この減速運転モードには、第3実施形態と同様、減速直進モードおよび減速旋回モードが含まれる。まず、減速直進モードについて説明する。
Deceleration operation mode This deceleration operation mode includes a deceleration straight-ahead mode and a deceleration turning mode, as in the third embodiment. First, the straight deceleration mode will be described.
・減速直進モード
この減速直進モード中、車両Vの慣性エネルギを用いて、第1〜第3の回転機11〜91で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ44に充電する。減速直進モード中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図94のように表される。この場合、第1〜第3の回転機11〜91を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、要求制動トルクBREQになるように制御する。これにより、車両Vを、その良好な直進性を確保しながら、減速させることができる。
And deceleration advance mode during the deceleration advance mode, using the inertial energy of the vehicle V, electric power generation is performed by the first to third
さらに、減速直進モード中、第1〜第3の回転機11〜91の制御によって、エンジン回転数NEを非常に低い所定回転数NELになるように制御する。これにより、クランク軸3aを回転させることによる損失が抑えられるので、第1〜第3の回転機11〜91で発電し、バッテリ44により大きな電力を充電することができる。それに加え、排気管への新気の導入を抑えることができ、それにより、触媒が活性状態に維持され、したがって、減速直後のエンジン3の運転の再開時、排ガスを触媒で十分に浄化することができる。
Furthermore, during the deceleration straight-ahead mode, the engine speed NE is controlled to a very low predetermined speed NEL by the control of the first to third
この場合、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。また、図94から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1は次式(161)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(161)が成立するように制御される。
TG1=-{(2・G2・G3+G3+1)BREQ-(G2・G3+G3)α・Tg}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(161)
さらに、第2回転機発電トルクTG2は次式(162)で表される。したがって、第2回転機21で発電する電力は、この式(162)が成立するように制御される。
TG2=-{(2・G1+1+G3)BREQ-(G1+1)α・Tg}/(G1+1+G3+G2・G3) ……(162)
In this case, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expression (4) is established, as in the normal straight traveling mode. As is clear from FIG. 94, the first rotating machine power generation torque TG1 is expressed by the following equation (161). Therefore, the electric power generated by the first rotating
TG1 =-{(2, G2, G3 + G3 + 1) BREQ- (G2, G3 + G3) α ・ Tg} / (G2, G3 + G3 + 1 + G1)
...... (161)
Further, the second rotating machine power generation torque TG2 is expressed by the following equation (162). Therefore, the electric power generated by the second
TG2 =-{(2 ・ G1 + 1 + G3) BREQ- (G1 + 1) α ・ Tg} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3) ...... (162)
また、第3回転機91で発電する電力と、磁界回転数Nmfは、次式(163)が成立するように制御される。
Nmf=(α+1)NEL−α・NWFL ……(163)
Further, the electric power generated by the third
Nmf = (α + 1) NEL−α · NWFL (163)
・減速旋回モード
減速旋回モードには、第3実施形態と同様、減速右旋回モードおよび減速左旋回モードが含まれる。これらのモードの動作は互いに同様に行われるので、以下、両者を代表して、減速右旋回モード中の動作についてのみ説明する。
Deceleration turning mode The deceleration turning mode includes a deceleration right turning mode and a deceleration left turning mode, as in the third embodiment. Since the operations in these modes are performed in the same manner, only the operations in the deceleration right turn mode will be described below as a representative of both.
・減速右旋回モード
この減速右旋回モード中、第1〜第3の回転機11〜91を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに制動トルクを作用させるとともに、両者WFL,WFRに作用する制動トルクをそれぞれ、左右の前輪要求制動トルクBLREQ,BRREQになるように制御する。以上により、減速右旋回モード中、オーバーステアを抑制しながら、車両Vを安定的に旋回させることができる。
・ Decelerated right turn mode During this decelerated right turn mode, the first to third
以下、減速右旋回モード中の動作について、まず、減速右旋回モード中で且つ低車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図95のように表される。同図に示すように、この場合、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はそれぞれ、正転方向および逆転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数N1の関係によって定まる回転磁界の回転方向は、逆転方向になる。
Hereinafter, the operation in the deceleration right turn mode will be described first in the deceleration right turn mode and at low vehicle speed. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 95, for example. As shown in the figure, in this case, the rotation directions of the
このような場合には、第1および第3の回転機11,91で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第2回転機21に供給するとともに、そのロータ23を逆転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図95のように表される。また、図95と図94の比較から明らかなように、第1回転機発電トルクTG1は次式(164)で表される。したがって、第1回転機11で発電する電力は、この式(164)が成立するように制御される。
TG1=-{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ-(G2・G3+G3)α・Tg}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(164)
In such a case, power is generated by the first and third
TG1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ- (G2 ・ G3 + G3) α ・ Tg} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (164)
さらに、第2回転機トルクTM2は次式(165)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(165)が成立するように制御される。
TM2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ-(G2・G3+G3)α・Tg}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(165)
また、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
Further, the second rotating machine torque TM2 is expressed by the following equation (165). Therefore, the electric power supplied to the second
TM2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ BLREQ- (G2 ・ G3 + G3) α ・ Tg} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (165)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1, NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, as in the ENG turning mode.
さらに、第3回転機91で発電する電力と磁界回転数Nmfは、より大きな電力をバッテリ44に充電するとともに、触媒を活性状態に維持するために、エンジン回転数NEが高くならないように制御される。この場合、第3回転機91で発電する電力と、磁界回転数Nmfを、減速直進モードと同様、エンジン回転数NEが所定回転数NELになるように制御してもよい。
Further, the electric power generated by the third
次に、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中における動作について説明する。この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図96のように表される。同図に示すように、この場合には、左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる第1および第2の回転機11,21のロータ13,23の回転方向はいずれも、正転方向になる。また、エンジン回転数NEと第1ロータ回転数N1の関係によって定まる回転磁界の回転方向は、正転方向になる。このような場合には、第1および第2の回転機11,21で発電を行うとともに、発電した電力の一部を、バッテリ44に充電し、残りを、第3回転機91に供給するとともに、その回転磁界を正転させる。この場合における各種の回転要素の間のトルクの関係は、例えば図96のように表される。
Next, the operation during the deceleration right turn mode and at the high vehicle speed will be described. In this case, the rotational speed relationship between the various types of rotary elements is expressed as shown in FIG. 96, for example. As shown in the figure, in this case, the rotation directions of the
さらに、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、第1〜第3の回転機11〜91は、具体的には、次のように制御される。すなわち、この場合、図96と図95の比較から明らかなように、第1回転機11で発電する電力は、前記式(164)において発電用等価トルクTgを駆動用等価トルクTeに置き換えた次式(166)が成立するように制御される。
TG1=-{(G2・G3+G3+1)BLREQ+G2・G3・BRREQ-(G2・G3+G3)α・Te}/(G2・G3+G3+1+G1)
……(166)
Furthermore, the first to third
TG1 =-{(G2 ・ G3 + G3 + 1) BLREQ + G2 ・ G3 ・ BRREQ- (G2 ・ G3 + G3) α ・ Te} / (G2 ・ G3 + G3 + 1 + G1)
...... (166)
また、第2回転機21で発電する電力は、前記式(165)における第2回転機トルクTM2を第2回転機発電トルクTG2に置き換えるとともに、発電用等価トルクTgを駆動用等価トルクTeに置き換えた次式(167)が成立するように制御される。
TG2=-{(G1+1+G3)BRREQ+G1・BLREQ-(G2・G3+G3)α・Te}/(G1+1+G3+G2・G3)
……(167)
さらに、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。
The electric power generated by the second
TG2 =-{(G1 + 1 + G3) BRREQ + G1 ・ BLREQ- (G2 ・ G3 + G3) α ・ Te} / (G1 + 1 + G3 + G2 ・ G3)
...... (167)
Further, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are controlled so that the expressions (37) and (39) are established, as in the ENG turning mode.
また、第3回転機91に供給する電力と、磁界回転数Nmfは、エンジン回転数NEが高くならないように制御される。この場合、第3回転機91に供給する電力と、磁界回転数Nmfを、エンジン回転数NEが所定回転数NELになるように制御してもよい。
Further, the electric power supplied to the third
さらに、減速右旋回モード中で且つ高車速走行中、エンジン回転数NEと左右の前輪回転数NWFL,NWFRの関係によって定まる回転磁界の回転方向が、逆転方向になる場合がある。その場合には、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力を、バッテリ44に充電する。この場合における第3回転機91で発電する電力と、磁界回転数Nmfの制御は、上述した手法によって行われ、その詳細な説明については省略する。
Further, during the deceleration right turn mode and traveling at a high vehicle speed, the rotation direction of the rotating magnetic field determined by the relationship between the engine speed NE and the left and right front wheel speeds NWFL and NWFR may be the reverse direction. In that case, the third
・EV発進モード
EV発進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図97のように表される。EV発進モード中、第1実施形態と同様、バッテリ44から第1および第2の回転機11,21に電力を供給するとともに、ロータ13,23を正転させる。これにより、左右の前輪WFL,WFRが駆動される結果、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが正転方向に上昇し、ひいては、車両Vが前方に発進する。
EV Start Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various rotary elements in the EV start mode is expressed as shown in FIG. 97, for example. During the EV start mode, as in the first embodiment, power is supplied from the
また、図97から明らかなように、EV発進モード中、第1および第2の回転機11,21の動力は、第3要素を介して、第1ロータ93に伝達され、それにより、第1ロータ93が第3要素とともに正転する。それに伴い、第3回転機91において、発電が行われていなくても、回転磁界が発生し、その場合には、それによる回転抵抗(以下「磁界回転抵抗」という)Dmfが、第1ロータ94や第2ロータ95に作用する。この場合、この磁界回転抵抗Dmfを反力として、第1および第2の回転機11,21から第1ロータ94に伝達された第1ロータ伝達トルクT1が、第2ロータ95を介してクランク軸3aに伝達され、エンジン回転数NEが上昇するおそれがある。
As is apparent from FIG. 97, during the EV start mode, the power of the first and second
このため、EV発進モード中には、上記の磁界回転抵抗Dmfを打ち消すように、第3回転機91に電力を供給し、回転磁界を逆転させる。この場合、第3回転機91に供給する電力は、駆動用等価トルクTeが磁界回転抵抗Dmfと等しくなるように制御される。
Therefore, during the EV start mode, power is supplied to the third
また、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪回転数NWFL,NWFRを互いに等しくなるように制御するとともに、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTをそれぞれ、要求トルクTREQの1/2になるように制御する。これにより、EV発進モード中で且つ車両Vの直進時、車両Vの良好な直進性を得ることができる。この場合、第1および第2の回転機11,21は、第3実施形態と同様に制御される。また、EV発進モード中で且つ車両Vの旋回時、第3実施形態と同様、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させることが可能である。
Further, when the vehicle V is running straight in the EV start mode, the left and right front wheel rotational speeds NWFL and NWFR are controlled to be equal to each other by controlling the first and second
・EV走行中ENG始動モード
EV走行中ENG始動モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図98のように表される。EV走行中ENG始動モードでは、第1および第2の回転機11,21から第1ロータ94に伝達される動力を用いて、第3回転機91で発電を行うとともに、発電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給し、両者11,21のロータ13,23を正転させる。これにより、第1および第2の回転機11,21から第1ロータ94に伝達された第1ロータ伝達トルクT1は、発電用等価トルクTgを反力として、第2ロータ95に伝達され、さらに、クランク軸3aに伝達される。換言すれば、第1ロータ94に伝達された第1および第2の回転機11,21の動力(エネルギ)が、クランク軸3aとステータ93に分配される。また、磁界回転数Nmfを値0になるように制御し、それにより、第1および第2の回転機11,21からステータ93に分配されるエネルギを減少させるとともに、クランク軸3aに分配される動力を増大させ、それにより、クランク軸3aが正転する。その状態で、エンジン3の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン3が始動される。
-EV Traveling ENG Start Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various rotary elements in the EV traveling ENG start mode is expressed as shown in FIG. 98, for example. In the ENG start mode during EV traveling, power is transmitted from the first and second
また、EV走行中ENG始動モードでは、磁界回転数Nmfを次式(168)が成立するように制御することによって、エンジン回転数NEを始動時用回転数NSTになるように制御する。
Nmf=(α+1)NST−α・NWFL ……(168)
Further, in the ENG start mode during EV traveling, the engine speed NE is controlled to be the starting speed NST by controlling the magnetic field speed Nmf so that the following equation (168) is satisfied.
Nmf = (α + 1) NST−α · NWFL (168)
この場合において、左右の前輪回転数NWFL,NWFRが低いときには、第1ロータ回転数NR1と始動時用回転数NSTの関係によって定まる回転磁界の回転方向が、正転方向になる場合がある。その場合には、バッテリ44から第3回転機91に電力を供給するとともに、回転磁界を正転させ、磁界回転数Nmfを制御することによって、エンジン回転数NEを始動時用回転数NSTになるように制御する。したがって、EV走行中ENG始動モードでは、停車中ENG始動モードと同様、エンジン3の振動やノイズの発生を防止でき、商品性を高めることができる。
In this case, when the left and right front wheel rotation speeds NWFL and NWFR are low, the rotation direction of the rotating magnetic field determined by the relationship between the first rotor rotation speed NR1 and the starting rotation speed NST may be the forward rotation direction. In that case, power is supplied from the
さらに、図98から明らかなように、発電用等価トルクTg(または駆動用等価トルクTe)は、左右の前輪WFL,WFRに対し、制動トルクとして作用する。このため、EV走行中ENG始動モードでは、左右の前輪伝達トルクTWLT,TWRTの急減を防止し、良好なドライバビリティを確保するために、第3回転機91で発電する電力(第3回転機91に供給する電力)は、発電用等価トルクTg(駆動用等価トルクTe)が漸増するように制御される。
Furthermore, as apparent from FIG. 98, the power generation equivalent torque Tg (or the driving equivalent torque Te) acts as a braking torque on the left and right front wheels WFL, WFR. For this reason, in the ENG start mode during EV traveling, the electric power generated by the third rotating machine 91 (the third
また、EV走行中ENG始動モードにおいて、車両Vが直進しているときには、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2は、通常直進モードと同様、前記式(4)が成立するように制御される。さらに、この場合、第1回転機トルクTM1は前記式(143)で表される。したがって、第1回転機11に供給する電力は、この式(143)が成立するように制御される。また、第2回転機トルクTM2は前記式(144)で表される。したがって、第2回転機21に供給する電力は、この式(144)が成立するように制御される。
Further, in the ENG start mode during EV traveling, when the vehicle V is traveling straight, the first and second rotating machine rotational speeds NM1, NM2 are set so that the above-described expression (4) is established, as in the normal linear traveling mode. Be controlled. Further, in this case, the first rotating machine torque TM1 is expressed by the above formula (143). Therefore, the electric power supplied to the first rotating
また、EV走行中ENG始動モードにおいて、車両Vが旋回しているときには、第1および第2の回転機回転数NM1,NM2はそれぞれ、ENG旋回モードと同様、前記式(37)および(39)が成立するように制御される。さらに、第1および第2の回転機11,21に供給する電力はそれぞれ、基本的には、上記の式(143)および(144)が成立するように制御される。この場合、ENG旋回モードと同様、第1および第2の回転機11,21を制御することによって、左右の前輪WFL,WFRに左右の旋回アシスト力を作用させてもよい。
Further, when the vehicle V is turning in the ENG start mode during EV traveling, the first and second rotating machine rotational speeds NM1 and NM2 are the same as in the ENG turning mode, respectively, in the above formulas (37) and (39). Is controlled to hold. Furthermore, the electric power supplied to the first and second
・EV後進モード
EV後進モードにおける各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係は、例えば図99のように表される。同図における各種の回転要素の回転方向およびトルクの向きは、前述したEV発進モードを示す図97における各種の回転要素のそれらに対し、それぞれ逆向きになっているだけである。したがって、EV後進モード中、第1〜第3の回転機11〜91の制御は、ロータ13および23を逆転させるとともに、回転磁界を正転させる以外は、EV発進モードと同様に行われる。
EV Reverse Mode The relationship between the rotational speed and the torque between the various types of rotary elements in the EV reverse mode is expressed as shown in FIG. 99, for example. The rotational directions and torque directions of the various rotary elements in the figure are only opposite to those of the various rotary elements in FIG. 97 showing the EV start mode described above. Accordingly, during the EV reverse mode, the control of the first to third
また、本実施形態における各種の要素と本発明の各種の要素との対応関係は、次の通りである。すなわち、第1および第2のロータ94,95が、本発明における第3および第4のロータにそれぞれ相当する。また、永久磁石94aが本発明における磁石に、コア95aが本発明における軟磁性体に、それぞれ相当する。その他の対応関係については、第1実施形態と同様である。
The correspondence between various elements in the present embodiment and various elements of the present invention is as follows. That is, the first and
以上のように、本実施形態によれば、第1〜第5の要素は、第1実施形態と同様に構成されている。また、第1要素が第1回転機11のロータ13に、第2要素が左前輪WFLに、それぞれ機械的に連結されている。さらに、第3要素が第3回転機91の第1ロータ94に機械的に連結されており、第4要素が右前輪WFRに、第5要素が第2回転機21のロータ23に、それぞれ機械的に連結されている。また、第3回転機91の第2ロータ95が、クランク軸3aに機械的に連結されている。さらに、第1回転機11のステータ12と第3回転機91のステータ93、および、第2回転機21のステータ22と第3回転機91のステータ93はそれぞれ、互いに電気的に接続されている。
As described above, according to the present embodiment, the first to fifth elements are configured in the same manner as in the first embodiment. Further, the first element is mechanically connected to the
さらに、図89〜図92を用いて説明したように、左右の前輪WFL,WFRに旋回アシスト力を作用させ、車両Vの左右の旋回アシストを行うことができる。この場合、左右の前輪WFL,WFRに連結された第2および第4の要素が、前述した従来の場合と異なり、互いに無関係に回転するのではなく、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するので、左右の前輪WFL,WFRの回転(回転数・トルク)を容易に精度良く制御でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。また、第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3の間の連結によって、第1〜第5の要素を適切に構成することができる。さらに、図88などを用いて説明したように、エンジン3の動力を無段階に減速して、左右の前輪WFL,WFRに伝達することができ、エンジン回転数NEを、より良好な燃費が得られる目標エンジン回転数NEOBJになるように制御するので、動力装置1Cの効率を高めることができる。
Further, as described with reference to FIGS. 89 to 92, the left and right front wheels WFL and WFR can be caused to apply a turning assist force to perform the left and right turning assist of the vehicle V. In this case, the second and fourth elements connected to the left and right front wheels WFL, WFR do not rotate independently of each other, but rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed, unlike the conventional case described above. Therefore, the rotation (rotation speed / torque) of the left and right front wheels WFL and WFR can be easily and accurately controlled, thereby improving drivability. Moreover, the 1st-5th element can be comprised appropriately by the connection between 1st-3rd planetary gear apparatus PS1-PS3. Furthermore, as described with reference to FIG. 88 and the like, the power of the
また、充電および放電可能なバッテリ44が、第1〜第3の回転機11〜91に電気的に接続されており、充電直進モードなどで説明したように、エンジン3の動力を最良燃費動力に制御するとともに、要求動力に対するエンジン3の動力の余剰分が、電力としてバッテリ44に充電される。さらに、アシスト直進モードなどで説明したように、要求動力に対するエンジン3の動力の不足分が、上記のバッテリ44に充電した電力を第1および第2の回転機11,21に供給することで補われる。以上により、エンジン3の最良燃費を得ることができ、したがって、動力装置1Cの効率をさらに高めることができる。
Further, a
また、第3実施形態と同様、第3回転機91が一般的なシングルピニオンタイプの遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機を組み合わせた機能を有しているので、第1実施形態で述べたエンジン3の動力を変速するための第4遊星歯車装置PS4は不要であり、その分、動力装置1Cの小型化を図ることができる。さらに、第3実施形態の第3回転機80を作動させるには、第1および第2のコア83a,83bから成る2つの軟磁性体列を用いなければならないのに対し、本実施形態の第3回転機91を作動させるには、コア95aから成る単一の軟磁性体列を用いればよいので、第3回転機91の構成を単純化でき、ひいては、動力装置1Cの構成の単純化とコストの削減を図ることができる。
Similarly to the third embodiment, the third
また、第3回転機91において、極対数比αが値2.0に設定されている。これにより、前記式(141)から明らかなように、エンジントルクTENGを伝達するためには、発電用等価トルクTg(駆動用等価トルクTe)を、エンジントルクTENGの1/3の大きさに制御すれば足りる。一方、第3実施形態の第3回転機80では、エンジントルクTENGを伝達するためには、前述した機能から明らかなように、発電用等価トルクTGE(駆動用等価トルクTSE)を、エンジントルクTENGの1/2の大きさに制御しなければならない。以上のように、第3実施形態と比較して、発電用等価トルクTgおよび駆動用等価トルクTeを低減できるので、ステータ93や第3PDU43の小型化を図ることができ、ひいては、動力装置1Cのさらなる小型化およびコストの削減を図ることができる。
In the third
さらに、図88から明らかなように、極対数比αが値1.0よりも大きい場合において、エンジン回転数NEが第1ロータ回転数N1よりも高いときには、磁界回転数Nmfが過大になり、第3回転機91の駆動・発電効率が低下する場合がある。このため、極対数比αを値1.0よりも小さな値に設定することによって、図88から明らかなように、値1.0よりも大きな値に設定した場合よりも磁界回転数Nmfを低下させることができ、それにより、上述した磁界回転数Nmfの過大化による第3回転機91の駆動・発電効率の低下を防止することができる。
Further, as apparent from FIG. 88, when the pole pair ratio α is larger than the value 1.0, when the engine speed NE is higher than the first rotor speed N1, the magnetic field speed Nmf becomes excessive, The drive / power generation efficiency of the third
なお、第4実施形態は、第3回転機91における電機子磁極が4個、磁石磁極が8個、コア95aが6個であり、すなわち、電機子磁極の数と磁石磁極の数とコア95aの数との比が、1:2:1.5の例であるが、これらの数の比が1:m:(1+m)/2(m≠1.0)を満たすものであれば、電機子磁極、磁石磁極およびコア95aの数として、任意の数を採用可能である。また、第4実施形態では、コア95aを鋼板で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。さらに、第4実施形態では、ステータ93および第1ロータ94を、径方向の外側および内側にそれぞれ配置しているが、これとは逆に、径方向の内側および外側にそれぞれ配置してもよい。また、第4実施形態では、ステータ93、第1および第2のロータ94,95を径方向に並ぶように配置し、いわゆるラジアルタイプとして第3回転機91を構成しているが、ステータ93、第1および第2のロータ94,95を軸線方向に並ぶように配置し、いわゆるアキシャルタイプとして第3回転機91を構成してもよい。
The fourth embodiment has four armature magnetic poles, eight magnet magnetic poles, and six
さらに、第4実施形態では、1つの磁石磁極を、単一の永久磁石94aの磁極で構成しているが、複数の永久磁石の磁極で構成してもよい。例えば、2つの永久磁石の磁極がステータ93側で近づき合うように、これらの2つの永久磁石を逆V字状に並べることにより、1つの磁石磁極を構成することによって、前述した磁力線MLの指向性を高めることができる。また、第4実施形態における永久磁石94aに代えて、電磁石を用いてもよい。さらに、第4実施形態では、コイル93c〜93eを、U相〜W相の3相コイルで構成しているが、回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。また、スロット93bの数として、第4実施形態で示した以外の任意の数を採用してもよいことはもちろんである。さらに、第4実施形態では、U相〜W相のコイル93c〜93eをスロット93bに分布巻きで巻回しているが、これに限らず、集中巻きでもよい。また、第4実施形態では、スロット93bや、永久磁石94a、コア95aを等間隔に配置しているが、不等間隔に配置してもよい。
Furthermore, in the fourth embodiment, one magnet magnetic pole is constituted by the magnetic pole of a single
さらに、第3および第4の実施形態では、本発明における第3要素に相当する第3キャリアC3、第1および第2のリングギヤR1,R2は、互いに一体に設けられているが、第1ロータ81、94に連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。また、第3および第4の実施形態では、本発明における第1および第3のメンバはそれぞれ、第1サンギヤS1および第1リングギヤR1であるが、これとは逆に、第1リングギヤR1および第1サンギヤS1でもよい。すなわち、第1リングギヤR1を第1回転機11のロータ13に、第1サンギヤS1を第3回転機80、91の第1ロータ81、94に、それぞれ連結(直結)してもよい。さらに、第3および第4の実施形態では、本発明における第7および第9のメンバはそれぞれ、第2リングギヤR2および第2サンギヤS2であるが、これとは逆に、第2サンギヤS2および第2リングギヤR2でもよい。すなわち、第2サンギヤS2を第1ロータ81、94に、第2リングギヤR2を第2回転機21のロータ23に、それぞれ連結(直結)してもよい。
Further, in the third and fourth embodiments, the third carrier C3 and the first and second ring gears R1 and R2 corresponding to the third element in the present invention are provided integrally with each other. As long as they are connected to 81 and 94, they are not necessarily provided integrally with each other. In the third and fourth embodiments, the first and third members in the present invention are the first sun gear S1 and the first ring gear R1, respectively. On the contrary, the first ring gear R1 and the first ring gear R1 One sun gear S1 may be used. That is, the first ring gear R1 may be connected (directly connected) to the
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、差動装置の第1〜第5の要素を、いずれもシングルピニオンタイプの第1〜第3の遊星歯車装置PS1〜PS3の組み合わせで構成しているが、シングルピニオンタイプおよびダブルピニオンタイプの遊星歯車装置においてキャリアとリングギヤが共用化された、いわゆるラビニオタイプの遊星歯車装置(以下「ラビニオ式遊星歯車装置」という)PSRと、第2遊星歯車装置PS2を用いて構成してもよい。図100は、この場合における動力装置1Dを、左右の前輪WFL,WFRとともに概略的に示している。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, each of the first to fifth elements of the differential device is configured by a combination of first to third planetary gear devices PS1 to PS3 of a single pinion type. Even in the double pinion type planetary gear device, the carrier and the ring gear can be shared, so-called Ravigneaux type planetary gear device (hereinafter referred to as “Rabinio type planetary gear device”) PSR and the second planetary gear device PS2. Good. FIG. 100 schematically shows the
図100に示すように、ラビニオ式遊星歯車装置PSRは、サンギヤSAおよびSBと、両ギヤSA,SBの外周に設けられたリングギヤRと、サンギヤSAおよびリングギヤRに噛み合う複数のプラネタリギヤPAと、サンギヤSBおよびリングギヤRにそれぞれ噛み合うとともに、互いに噛み合う、いずれも複数のプラネタリギヤPBおよびPCと、これらのプラネタリギヤPA〜PCを回転自在に支持するキャリアCを有している。サンギヤSAは、前述した回転軸14に一体に設けられており、第1回転機11のロータ13に機械的に直結され、ロータ13と一体に回転自在になっている。キャリアCは、前述した左駆動軸DSLに一体に設けられており、左前輪WFLに機械的に連結されている。サンギヤSBは、前述した回転軸5に一体に設けられており、第2キャリアC2と一体に回転自在になっている。リングギヤRは、前述した連結部7に一体に設けられており、第2リングギヤR2と一体に回転自在になっている。
As shown in FIG. 100, Ravigneaux type planetary gear set PSR includes sun gears SA and SB, ring gear R provided on the outer periphery of both gears SA and SB, a plurality of planetary gears PA meshing with sun gear SA and ring gear R, and a sun gear. Each of the gears meshes with the SB and the ring gear R and meshes with each other, and each has a plurality of planetary gears PB and PC, and a carrier C that rotatably supports these planetary gears PA to PC. The sun gear SA is provided integrally with the
図101は、動力装置1Dの各種の回転要素の間の回転数の関係の一例を示している。同図に示すように、この場合にも、ラビニオ式遊星歯車装置PSRおよび第2遊星歯車装置PS2の間の連結によって、第1〜第5の要素が構成される。したがって、第1実施形態による効果を、同様に得ることができる。また、図100から明らかなように、この動力装置1Dでは、キャリアCおよびリングギヤRが共用化されているので、その分、動力装置1Dの小型化を図ることができる。さらに、リングギヤRと第2リングギヤR2の共用化を図ることが可能であり、それにより、ラビニオ式遊星歯車装置PSRおよび第2遊星歯車装置PS2が一体化された単一の差動装置によって、第1〜第5の要素を構成することができるとともに、動力装置1Dのさらなる小型化を図ることができる。
FIG. 101 shows an example of the rotational speed relationship between the various rotary elements of the
なお、図100に示す動力装置1Dは、第1実施形態の動力装置1にラビニオ式遊星歯車装置PSRを適用したタイプのものであるが、第2〜第4の実施形態の動力装置1A〜1Cにラビニオ式遊星歯車装置PSRを適用してもよいことは、もちろんである。この場合、動力装置1Dでは、本発明における第3要素に相当する第2リングギヤR2およびリングギヤRは、互いに一体に設けられているが、エンジン3に連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。このことは、動力装置1Aにラビニオ式遊星歯車装置PSRを適用した場合についても、同様に当てはまる。さらに、動力装置1Bおよび1Cにラビニオ式遊星歯車装置PSRを適用した場合には、第2リングギヤR2およびリングギヤRは、第1ロータ81、94に連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。また、動力装置1Dでは、本発明における第4要素に相当する第2キャリアC2およびサンギヤSBは、互いに一体に設けられているが、右前輪WFRに連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。
The
さらに、動力装置1Dでは、本発明における第2要素に相当するキャリアCを左前輪WFLに、第4要素に相当する第2キャリアC2およびサンギヤSBを右前輪WFRに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、第4要素を左前輪WFLに、第2要素を右前輪WFRに、それぞれ連結してもよい。また、動力装置1Dでは、本発明における第1および第2の要素がそれぞれ、サンギヤSAおよびキャリアCで構成され、第3要素が、リングギヤRおよび第2リングギヤR2で、第4要素が、サンギヤSBおよび第2キャリアC2で、第5要素が第2サンギヤS2で、それぞれ構成されているが、第1〜第5の要素は、このようなラビニオ式遊星歯車装置PSRおよび第2遊星歯車装置PS2の組み合わせに限らず、他の適当な組み合わせによって、自由に構成することができる。例えば、第1および第2の要素をそれぞれ、サンギヤSBおよびリングギヤRで構成し、第3要素を、キャリアCおよび第2リングギヤR2で、第4要素を、サンギヤSAおよび第2キャリアC2で、第5要素を第2サンギヤS2で、それぞれ構成してもよい。
Furthermore, in the
さらに、実施形態では、本発明における第2要素に相当する第1キャリアC1および第3リングギヤR3は、互いに一体に設けられているが、左前輪WFLに連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。また、実施形態では、本発明における第4要素に相当する第2キャリアC2および第3サンギヤS3は、互いに一体に設けられているが、右前輪WFRに連結されていれば、必ずしも互いに一体に設けられていなくてもよい。さらに、実施形態では、本発明における第2要素に相当する第1キャリアC1および第3リングギヤR3を左前輪WFLに、第4要素に相当する第2キャリアC2および第3サンギヤS3を右前輪WFRに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、第4要素を左前輪WFLに、第2要素を右前輪WFRに、それぞれ連結してもよい。 Further, in the embodiment, the first carrier C1 and the third ring gear R3 corresponding to the second element in the present invention are provided integrally with each other, but are not necessarily provided integrally with each other as long as they are connected to the left front wheel WFL. It does not have to be done. In the embodiment, the second carrier C2 and the third sun gear S3 corresponding to the fourth element in the present invention are provided integrally with each other. However, as long as they are connected to the right front wheel WFR, they are not necessarily provided integrally with each other. It does not have to be done. Furthermore, in the embodiment, the first carrier C1 and the third ring gear R3 corresponding to the second element in the present invention are the left front wheel WFL, and the second carrier C2 and the third sun gear S3 corresponding to the fourth element are the right front wheel WFR. However, these connection relationships may be reversed, that is, the fourth element may be connected to the left front wheel WFL and the second element may be connected to the right front wheel WFR.
また、実施形態では、本発明における第4および第6のメンバはそれぞれ、第3リングギヤR3および第3サンギヤS3であるが、これとは逆に、第3サンギヤS3および第3リングギヤR3でもよい。すなわち、第3サンギヤS3を左前輪WFLに、第3リングギヤR3を右前輪WFRに、それぞれ連結してもよい。さらに、実施形態における各種の回転要素の間を連結する手段は、本発明における条件を満たす限り、任意に採用でき、例えば実施形態で述べたギヤに代えて、プーリなどを用いてもよい。 In the embodiment, the fourth and sixth members in the present invention are the third ring gear R3 and the third sun gear S3, respectively, but conversely, the third sun gear S3 and the third ring gear R3 may be used. That is, the third sun gear S3 may be connected to the left front wheel WFL, and the third ring gear R3 may be connected to the right front wheel WFR. Furthermore, the means for connecting the various rotary elements in the embodiment can be arbitrarily adopted as long as the conditions in the present invention are satisfied. For example, a pulley or the like may be used instead of the gear described in the embodiment.
また、実施形態では、本発明における第1〜第4の差動装置は、第1〜第4の遊星歯車装置PS1〜PS4であるが、各請求項で述べたような機能を有するものであれば、任意の装置で構成することが可能である。例えば、遊星歯車装置のギヤに代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有し、遊星歯車装置と同等の機能を有するような装置でもよい。さらに、詳細な説明は省略するが、特開2008−39045に開示されるような複数の磁石や軟磁性体の組み合わせで構成された装置でもよい。また、第1〜第4の遊星歯車装置PS1〜PS4に代えて、歯数が互いに等しい第1および第2のサイドギヤと、両ギヤに噛み合う複数のピニオンギヤと、これらのピニオンギヤを回転自在に支持するデフケースを有するディファレンシャルギヤを用いてもよい。その場合には、第2実施形態において、エンジン3の動力を、第1〜第3の回転機11〜31を用いることなく、左右の前輪WFL,WFRに1:1の分配比で分配できるので、前述したENG発進モードや通常直進モードにおける第1〜第3の回転機11〜31に関する制御が不要になり、したがって、ECU2の演算負荷を軽減することができる。さらに、第1〜第4の遊星歯車装置PS1〜PS4に代えて、ダブルピニオンタイプの遊星歯車装置を用いてもよい。
In the embodiment, the first to fourth differential gears in the present invention are the first to fourth planetary gear devices PS1 to PS4, but may have functions as described in each claim. Any device can be used. For example, instead of the gear of the planetary gear device, a device having a plurality of rollers for transmitting power by friction between surfaces and having a function equivalent to that of the planetary gear device may be used. Furthermore, although detailed description is omitted, an apparatus constituted by a combination of a plurality of magnets and soft magnetic materials as disclosed in JP 2008-39045 A may be used. Further, instead of the first to fourth planetary gear units PS1 to PS4, first and second side gears having the same number of teeth, a plurality of pinion gears engaged with both gears, and these pinion gears are rotatably supported. A differential gear having a differential case may be used. In that case, in the second embodiment, the power of the
また、実施形態では、本発明における蓄電装置は、バッテリ44であるが、キャパシタでもよい。さらに、バッテリ44を省略してもよい。また、実施形態では、エンジン3や第1〜第3の回転機11、21、31、80、91を制御する制御装置を、ECU2および第1〜第3のPDU41〜43で構成しているが、マイクロコンピュータと電気回路の組み合わせで構成してもよい。
In the embodiment, the power storage device in the present invention is the
さらに、実施形態では、第1〜第3の回転機11,21,31は、DCモータであるが、各請求項で述べた機能を有するものであれば、これに限らず、例えばACモータでもよい。また、実施形態では、本発明の原動機としてのエンジン3は、ガソリンエンジンであるが、動力を出力可能な出力部を有する任意の原動機でもよい。例えば、ディーゼルエンジンや、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む様々な産業用の内燃機関でもよく、あるいは、外燃機関や、電動機、水車、風車、人力により駆動されるペダルなどでもよい。さらに、実施形態では、本発明における左右の被駆動部は、左右の前輪WFL,WFRであるが、左右の後輪WRL,WRRでもよい。また、実施形態では、本発明における輸送機関は、車両Vであるが、例えば船舶や航空機でもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
Furthermore, in the embodiment, the first to
1 動力装置
V 車両(輸送機関)
WFL 左前輪(左被駆動部)
WFR 右前輪(右被駆動部)
3 エンジン(原動機)
3a クランク軸(出力部)
11 第1回転機
13 ロータ(第1ロータ)
21 第2回転機
23 ロータ(第2ロータ)
31 第3回転機
33 ロータ(第3ロータ)
PS1 第1遊星歯車装置(差動装置、第1差動装置)
S1 第1サンギヤ(第1要素、第1メンバ)
C1 第1キャリア(第2要素、第2メンバ)
R1 第1リングギヤ(第3要素、第3メンバ)
PS2 第2遊星歯車装置(差動装置、第3差動装置)
R2 第2リングギヤ(第3要素、第7メンバ)
C2 第2キャリア(第4要素、第8メンバ)
S2 第2サンギヤ(第5要素、第9メンバ)
PS3 第3遊星歯車装置(差動装置、第2差動装置)
R3 第3リングギヤ(第2要素、第4メンバ)
C3 第3キャリア(第3要素、第5メンバ)
S3 第3サンギヤ(第4要素、第6メンバ)
PS4 第4遊星歯車装置(第4差動装置)
R4 第4リングギヤ(第10メンバ)
C4 第4キャリア(第11メンバ)
S4 第4サンギヤ(第12メンバ)
44 バッテリ(蓄電装置)
1A 動力装置
71 変速装置
1B 動力装置
80 第3回転機
81 第1ロータ(第3ロータ)
81a 永久磁石
82 ステータ
83 第2ロータ(第4ロータ)
83a 第1コア(軟磁性体)
83b 第2コア(軟磁性体)
1C 動力装置
91 第3回転機
93 ステータ
94 第1ロータ(第3ロータ)
94a 永久磁石
95 第2ロータ(第4ロータ)
95a コア(軟磁性体)
1D 動力装置
PSR ラビニオ式遊星歯車装置(差動装置)
SA サンギヤ(第1要素)
C キャリア(第2要素)
R リングギヤ(第3要素)
SB サンギヤ(第4要素)
1 Power unit V Vehicle (Transportation)
WFL Front left wheel (Left driven part)
WFR Right front wheel (right driven part)
3 Engine (motor)
3a Crankshaft (output part)
11
21
31
PS1 first planetary gear unit (differential device, first differential device)
S1 First sun gear (first element, first member)
C1 first carrier (second element, second member)
R1 1st ring gear (3rd element, 3rd member)
PS2 Second planetary gear unit (differential device, third differential device)
R2 Second ring gear (third element, seventh member)
C2 2nd carrier (4th element, 8th member)
S2 2nd sun gear (5th element, 9th member)
PS3 Third planetary gear unit (differential device, second differential device)
R3 3rd ring gear (2nd element, 4th member)
C3 3rd carrier (3rd element, 5th member)
S3 3rd sun gear (4th element, 6th member)
PS4 4th planetary gear unit (4th differential gear)
R4 4th ring gear (10th member)
C4 4th carrier (11th member)
S4 4th sun gear (12th member)
44 Battery (power storage device)
83a First core (soft magnetic material)
83b Second core (soft magnetic material)
95a Core (soft magnetic material)
1D Power unit PSR Ravigneaux planetary gear unit (differential device)
SA sun gear (first element)
C carrier (2nd element)
R ring gear (third element)
SB sun gear (fourth element)
Claims (8)
出力部を有し、当該出力部から動力を出力する原動機と、
第1ロータを有し、供給された電力を動力に変換し、前記第1ロータから出力可能な第1回転機と、
第2ロータを有し、供給された電力を動力に変換し、前記第2ロータから出力可能な第2回転機と、
第3ロータを有し、当該第3ロータに入力された動力を電力に変換可能な第3回転機と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1要素、第2要素、第3要素、第4要素および第5要素を有する差動装置と、を備え、
前記第1要素は、前記第1回転機の前記第1ロータに機械的に連結され、
前記第2要素は、前記左右の被駆動部の一方に機械的に連結され、
前記第3要素は、前記原動機の前記出力部に機械的に連結され、
前記第4要素は、前記左右の被駆動部の他方に機械的に連結され、
前記第5要素は、前記第2回転機の前記第2ロータに機械的に連結され、
前記第3回転機の前記第3ロータは、前記原動機の前記出力部に機械的に連結され、
前記第1回転機と前記第3回転機、および、前記第2回転機と前記第3回転機はそれぞれ、互いに電気的に接続されていることを特徴とする動力装置。 A power device for driving left and right driven parts for propelling a straight / turnable transportation system,
A prime mover having an output section and outputting power from the output section;
A first rotating machine that has a first rotor, converts supplied electric power into power, and is capable of outputting from the first rotor;
A second rotating machine that has a second rotor, converts the supplied electric power into motive power, and can output from the second rotor;
A third rotating machine having a third rotor and capable of converting power input to the third rotor into electric power;
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A differential having a first element, a second element, a third element, a fourth element, and a fifth element;
The first element is mechanically coupled to the first rotor of the first rotating machine;
The second element is mechanically coupled to one of the left and right driven parts,
The third element is mechanically coupled to the output of the prime mover;
The fourth element is mechanically connected to the other of the left and right driven parts,
The fifth element is mechanically coupled to the second rotor of the second rotating machine;
The third rotor of the third rotating machine is mechanically coupled to the output section of the prime mover;
The power device, wherein the first rotating machine and the third rotating machine, and the second rotating machine and the third rotating machine are electrically connected to each other.
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1メンバ、第2メンバおよび第3メンバを有する第1差動装置と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第4メンバ、第5メンバおよび第6メンバを有する第2差動装置と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第7メンバ、第8メンバおよび第9メンバを有する第3差動装置と、を有し、
前記第1要素は、前記第1メンバで構成され、
前記第2要素は、前記第2および第4のメンバで構成され、
前記第3要素は、前記第3、第5および第7のメンバで構成され、
前記第4要素は、前記第6および第8のメンバで構成され、
前記第5要素は、前記第9メンバで構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の動力装置。 The differential is
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A first differential having a first member, a second member and a third member;
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A second differential having a fourth member, a fifth member and a sixth member;
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A third differential having a seventh member, an eighth member and a ninth member;
The first element is composed of the first member,
The second element comprises the second and fourth members;
The third element comprises the third, fifth and seventh members;
The fourth element is composed of the sixth and eighth members,
The power unit according to claim 1, wherein the fifth element includes the ninth member.
前記第3要素は、前記第10および第11のメンバを介して、前記原動機の前記出力部に機械的に連結されており、
前記第3回転機の前記第3ロータは、前記第12および第11のメンバを介して、前記原動機の前記出力部に機械的に連結されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の動力装置。 Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A fourth differential having a tenth member, an eleventh member, and a twelfth member;
The third element is mechanically connected to the output unit of the prime mover via the tenth and eleventh members,
The said 3rd rotor of a said 3rd rotary machine is mechanically connected with the said output part of the said motor | power_engine via the said 12th and 11th member, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. The power plant described.
出力部を有し、当該出力部から動力を出力する原動機と、
第1ロータを有し、供給された電力を動力に変換し、前記第1ロータから出力可能な第1回転機と、
第2ロータを有し、供給された電力を動力に変換し、前記第2ロータから出力可能な第2回転機と、
回転磁界を発生させるための不動のステータと、磁石で構成され、前記ステータに対向するように設けられた第3ロータと、軟磁性体で構成され、前記ステータと前記第3ロータの間に設けられた第4ロータとを有し、前記ステータと前記第3ロータと前記第4ロータの間で、前記回転磁界の発生に伴ってエネルギを入出力するとともに、当該エネルギの入出力に伴い、前記回転磁界、前記第4および第3のロータが、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第3回転機と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1要素、第2要素、第3要素、第4要素および第5要素を有する差動装置と、を備え、
前記第1要素は、前記第1回転機の前記第1ロータに機械的に連結され、
前記第2要素は、前記左右の被駆動部の一方に機械的に連結され、
前記第3要素は、前記第3回転機の前記第3ロータに機械的に連結され、
前記第4要素は、前記左右の被駆動部の他方に機械的に連結され、
前記第5要素は、前記第2回転機の前記第2ロータに機械的に連結され、
前記第3回転機の前記第4ロータは、前記原動機の前記出力部に機械的に連結され、
前記第1回転機と前記第3回転機、および、前記第2回転機と前記第3回転機はそれぞれ、互いに電気的に接続されていることを特徴とする動力装置。 A power device for driving left and right driven parts for propelling a straight / turnable transportation system,
A prime mover having an output section and outputting power from the output section;
A first rotating machine that has a first rotor, converts supplied electric power into power, and is capable of outputting from the first rotor;
A second rotating machine that has a second rotor, converts the supplied electric power into motive power, and can output from the second rotor;
A stationary stator for generating a rotating magnetic field, a third rotor composed of magnets and provided so as to face the stator, a soft magnetic material, and provided between the stator and the third rotor A fourth rotor, and energy is input / output with the generation of the rotating magnetic field between the stator, the third rotor, and the fourth rotor. The rotating magnetic field, the fourth and third rotors are configured to rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between them, and to be arranged in order in a collinear diagram showing the rotational speed relationship. A rotating machine,
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A differential having a first element, a second element, a third element, a fourth element, and a fifth element;
The first element is mechanically coupled to the first rotor of the first rotating machine;
The second element is mechanically coupled to one of the left and right driven parts,
The third element is mechanically coupled to the third rotor of the third rotating machine;
The fourth element is mechanically connected to the other of the left and right driven parts,
The fifth element is mechanically coupled to the second rotor of the second rotating machine;
The fourth rotor of the third rotating machine is mechanically coupled to the output section of the prime mover;
The power device, wherein the first rotating machine and the third rotating machine, and the second rotating machine and the third rotating machine are electrically connected to each other.
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第1メンバ、第2メンバおよび第3メンバを有する第1差動装置と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第4メンバ、第5メンバおよび第6メンバを有する第2差動装置と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において順に並ぶように構成された第7メンバ、第8メンバおよび第9メンバを有する第3差動装置と、を有し、
前記第1要素は、前記第1メンバで構成され、
前記第2要素は、前記第2および第4のメンバで構成され、
前記第3要素は、前記第3、第5および第7のメンバで構成され、
前記第4要素は、前記第6および第8のメンバで構成され、
前記第5要素は、前記第9メンバで構成されていることを特徴とする、請求項6に記載の動力装置。 The differential is
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A first differential having a first member, a second member and a third member;
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A second differential having a fourth member, a fifth member and a sixth member;
Power can be transmitted between each other, and while the power is being transmitted, the power rotates while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, and is arranged in order in a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds. A third differential having a seventh member, an eighth member and a ninth member;
The first element is composed of the first member,
The second element comprises the second and fourth members;
The third element comprises the third, fifth and seventh members;
The fourth element is composed of the sixth and eighth members,
The power unit according to claim 6, wherein the fifth element includes the ninth member.
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