JP5310264B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a noise or shock generated in engaging engagement elements with each other in a hybrid vehicle. <P>SOLUTION: A hybrid driving device 10 includes a lock mechanism 700 for unrotationally locking an MG1 in a lock state that a clutch board 710 is engaged with a clutch board 720. An ECU 100 executes MG1 lock control in shifting the lock mechanism 700 from a non-lock state to a lock state. A threshold &beta; for discriminating whether or not the engagement elements are put in a rotation synchronizing state is set to be smaller when inaccuracy &gamma; is larger. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えばドグクラッチ等、係合時に係合要素相互間の回転同期を要する係合装置を備えたハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a control device for a hybrid vehicle including an engagement device that requires rotational synchronization between engagement elements when engaged, such as a dog clutch.

この種の装置として、係合部材相互間の円周方向の位相の適合精度を向上させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された駆動装置によれば、第1の係合部材と第2の係合部材とを係合させる場合に、第1の係合部材を電動機で回転させることにより当該位相を調整する位相調整手段を備えることにより、係合ショックを抑制できるとされている。   As this type of device, a device that improves the accuracy of phase matching between the engaging members in the circumferential direction has been proposed (for example, see Patent Document 1). According to the drive device disclosed in Patent Document 1, when the first engagement member and the second engagement member are engaged, the phase is obtained by rotating the first engagement member with an electric motor. It is said that the engagement shock can be suppressed by providing phase adjusting means for adjusting.

特許文献2には、係合時における電動機の回転数を予め定められた所定の範囲に制限することにより、係合ショックを抑制する技術が開示されている。また、特許文献3には、電動機の回転速度をフィードバック制御することによって、係合部材を同期させる技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for suppressing the engagement shock by limiting the number of rotations of the electric motor during engagement to a predetermined range. Patent Document 3 discloses a technique for synchronizing the engaging members by feedback control of the rotation speed of the electric motor.

特開2006−038136号公報JP 2006-038136 A 特開平09−156387号公報JP 09-156387 A 特開2006−034076号公報JP 2006-034076 A

この種の係合装置により、相互に差動作用を有する複数の回転要素のうち一の回転要素をロックする構成を採るハイブリッド車両において、係合装置の係合要素同士を係合させる過程において、車両に外乱要素が入力された場合、例えばドライバ操作等により内燃機関に対する要求出力が変化すると、係合要素同士の回転同期状態の維持が困難になってしまうという問題がある。係る問題に対し、上記各特許文献に開示される技術思想は、元より係合時の要求出力の変化が考慮されていないため、係る問題を好適に解決することはできない。即ち、上記各特許文献に開示される技術を含む従来の技術には、係合要素同士を係合させるにあたって内燃機関の要求トルクに変化が生じた場合に、騒音やショックの増大を回避できないという技術的な問題点がある。   In a hybrid vehicle that adopts a configuration in which one rotation element among a plurality of rotation elements having a differential action is locked by this type of engagement device, in the process of engaging the engagement elements of the engagement device, When a disturbance element is input to the vehicle, for example, if the required output to the internal combustion engine changes due to a driver operation or the like, there is a problem that it becomes difficult to maintain the rotation synchronization state between the engagement elements. With respect to such a problem, the technical ideas disclosed in each of the above-mentioned patent documents do not take into account a change in required output at the time of engagement, and thus cannot solve the problem suitably. That is, in the conventional techniques including the techniques disclosed in the above patent documents, an increase in noise and shock cannot be avoided when a change occurs in the required torque of the internal combustion engine when engaging the engaging elements. There are technical problems.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、係合要素同士を係合させるにあたって騒音やショックの発生を抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can suppress generation of noise and shock when engaging engagement elements.

上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及び回転電機を含む動力要素と、前記回転電機により回転速度が調整可能な第1回転要素、車軸に繋がる駆動軸に連結される第2回転要素及び前記内燃機関に連結される第3回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備え、該複数の回転要素の状態に応じて定まる動力伝達モードに従って前記動力要素と前記駆動軸との間の動力伝達を行う動力伝達機構と、前記第1回転要素に固定された第1係合要素と該第1係合要素に対向するように取り付けられた第2係合要素とを有し、前記動力伝達モードとして前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が固定される固定変速モードに対応する、前記第1係合要素と前記第2係合要素とが係合してなるロック状態と、前記動力伝達モードとして前記変速比が連続的に可変な無段変速モードに対応する、前記第1係合要素と前記第2係合要素とが係合しない非ロック状態との間で状態を切り替え可能に構成されると共に、前記非ロック状態から前記ロック状態へと前記状態を切り替える過程としてのロック過程が、前記第1係合要素と前記第2係合要素とを回転同期状態に維持する回転同期段階と、前記回転同期状態において前記第1係合要素と前記第2係合要素とを係合させる係合段階とを含むロック手段を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、一次遅れを伴って前記回転電機のトルクを推定する推定手段と、前記推定されたトルクと、前記回転電機の慣性モーメントとに基づいて、前記係合段階における前記回転電機の回転速度の不確定さγを算出する算出手段と、前記回転電機回転同期状態にあるか否かを判別するための閾値βを、前記算出された不確定さγと、前記第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の許容値とに基づいて設定する設定手段と、前記回転電機の回転数速度が前記設定された閾値β以内である場合に、前記第1及び第2係合要素が前記回転同期状態であると判別する判別手段と、前記第1及び第2係合要素が前記回転同期状態であると判別された場合に、前記状態が前記非ロック状態から前記ロック状態に切り替わるように前記第1及び前記第2係合要素を制御する制御手段とを備え、前記設定手段は、前記不確定さγが大きいほど前記閾値βが小さくなるように設定することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a hybrid vehicle control device according to the present invention includes a power element including an internal combustion engine and a rotating electric machine, a first rotating element whose rotation speed can be adjusted by the rotating electric machine, and a drive shaft connected to the axle. A plurality of rotating elements including a second rotating element coupled to the internal combustion engine and a third rotating element coupled to the internal combustion engine, each of which is capable of differentially rotating, and a power transmission mode determined according to a state of the plurality of rotating elements And a power transmission mechanism for transmitting power between the power element and the drive shaft, a first engagement element fixed to the first rotation element, and a first engagement element that is attached to face the first engagement element A first engagement element corresponding to a fixed speed change mode in which a speed ratio as a ratio between a rotation speed of the internal combustion engine and a rotation speed of the drive shaft is fixed as the power transmission mode. Element and the second The first engagement element and the second engagement element corresponding to a locked state in which a combination element is engaged and a continuously variable transmission mode in which the transmission ratio is continuously variable as the power transmission mode. A lock process as a process of switching the state from the non-lock state to the lock state is configured so that the state can be switched between the non-lock state and the non-lock state. a rotation synchronization step of maintaining the second engagement element to the rotation synchronization state, and a locking means comprising an engaging step of engaging the second engagement element and said first engaging element in the rotation synchronization state A control device for a hybrid vehicle, comprising: an estimation unit that estimates torque of the rotating electrical machine with a first-order delay; the engagement stage based on the estimated torque and an inertia moment of the rotating electrical machine; In Said calculating means for calculating an uncertainty γ rotational speed of the rotary electric machine, the threshold value β for the rotating electrical machine is determined whether or not the rotation synchronization state, and uncertainty γ the calculated, the setting means for the first and second engagement element is set based on the allowable value of engageable relative rotational speed, the rotational speeds speed of the rotary electric machine is within the threshold value β, which is the set And determining means for determining that the first and second engagement elements are in the rotation-synchronized state , and the state when the first and second engagement elements are determined to be in the rotation-synchronized state. There and control means for controlling said first and said second engagement element as Waru switches from said unlocked state to the locked state, the setting means, said threshold value β as uncertainty γ is large It is characterized in that it is set to be small.

本発明に係るハイブリッド車両は、動力要素として、例えばモータジェネレータ等の電動発電機等の形態を採り得る回転電機と、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等を問わない各種の態様を採り得る内燃機関とを少なくとも備えた車両である。また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、このハイブリッド車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。   A hybrid vehicle according to the present invention includes, as a power element, a rotating electrical machine that can take the form of a motor generator such as a motor generator, a fuel type, a fuel supply mode, a fuel combustion mode, an intake / exhaust system configuration, and a cylinder. The vehicle includes at least an internal combustion engine that can take various forms regardless of the arrangement or the like. The hybrid vehicle control device according to the present invention is a device for controlling the hybrid vehicle, and includes, for example, one or a plurality of CPUs (Central Processing Units), MPUs (Micro Processing Units), various processors or various controllers, Alternatively, various processing units such as a single or a plurality of ECUs (Electronic Controlled Units), which may appropriately include various storage means such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), buffer memory or flash memory, Various computer systems such as various controllers or microcomputer devices can be used.

本発明に係るハイブリッド車両は、動力伝達機構を備える。動力伝達機構は、回転電機によりその回転速度を調整可能な第1回転要素、駆動軸に連結される第2回転要素及び内燃機関に連結される第3回転要素を含む、相互に差動作用をなし得る複数の回転要素を備えており、係る差動作用により各回転要素の状態(端的には、回転可能であるか否か及び他の回転要素又は固定要素と連結された状態にあるか否か等を含む)に応じて定まる各種の動力伝達モードに従って、上記動力要素と駆動軸との間の動力伝達(端的にはトルクの伝達である)を行う機構である。特に、動力伝達機構に備わる複数の回転要素のうち、第1、第2及び第3回転要素は、典型的には、これらのうち二要素の回転速度が定まれば自ずと残余の一回転要素の回転速度が定まる二自由度の差動機構(尚、回転要素は必ずしもこれら三要素に限定されない)を構築する。動力伝達機構は、例えば、一又は複数の遊星歯車機構等のギア機構を好適な一形態として採り得るものであって、複数の遊星歯車機構を含む場合には、各遊星歯車機構を構成する回転要素の一部が複数の遊星歯車機構相互間で適宜共有され得る。   The hybrid vehicle according to the present invention includes a power transmission mechanism. The power transmission mechanism includes a first rotating element whose rotation speed can be adjusted by a rotating electric machine, a second rotating element connected to the drive shaft, and a third rotating element connected to the internal combustion engine, and has a differential action between them. A plurality of possible rotating elements, and the state of each rotating element by such differential action (in short, whether it can be rotated and whether it is connected to other rotating elements or fixed elements) This is a mechanism for performing power transmission between the power element and the drive shaft (terminally torque transmission) in accordance with various power transmission modes determined in accordance with the power transmission mode. In particular, among the plurality of rotating elements provided in the power transmission mechanism, the first, second, and third rotating elements are typically one of the remaining one rotating element as long as the rotational speed of two of these elements is determined. A two-degree-of-freedom differential mechanism in which the rotation speed is determined (note that the rotation element is not necessarily limited to these three elements) is constructed. The power transmission mechanism can take, for example, a gear mechanism such as one or a plurality of planetary gear mechanisms as a preferred form, and in the case of including a plurality of planetary gear mechanisms, the rotation constituting each planetary gear mechanism. A part of the elements can be appropriately shared among a plurality of planetary gear mechanisms.

動力伝達機構は、好適な一形態として、内燃機関の動力(端的にはトルクである)を第1回転要素と駆動軸(即ち、駆動軸に連結される回転要素)とに所定の比率で分配可能な所謂動力分割機構や、動力要素として他の回転電機が備わる構成において、複数の回転電機の役割を、内燃機関の反力を負担する反力要素と駆動軸への動力供給を担う出力要素との間で交互に切り替えるための、或いは回転電機の回転速度を適宜減速又は変速するための各種減速又は変速機構等を含み得るが、動力伝達機構の実践上の態様は、ハイブリッド車両の仕様、仕向け、要求性能、或いは例えば電気的、機械的又は経済的な各種の制約に応じて多種多様であってよい。   As a preferred embodiment, the power transmission mechanism distributes the power of the internal combustion engine (terminally torque) to the first rotation element and the drive shaft (that is, the rotation element connected to the drive shaft) at a predetermined ratio. Possible so-called power split mechanism and other rotary electric machine as a power element, the role of multiple rotary electric machines, the reaction force element that bears the reaction force of the internal combustion engine and the output element that supplies power to the drive shaft Various reduction or transmission mechanisms or the like for switching the speed of the rotating electrical machine or for appropriately reducing or changing the rotational speed of the rotating electrical machine, the practical aspect of the power transmission mechanism is the specification of the hybrid vehicle, There may be a wide variety depending on destination, required performance, or various electrical, mechanical or economic constraints.

尚、「動力伝達モード」とは、動力伝達に際しての物理的、機械的又は電気的な各種の制約及び仕組みの総称であり、例えば、駆動軸の回転速度と内燃機関の回転速度との比たる変速比に関して言えば、例えば固定されているのか自由に又は予め物理的又は電気的に定まり得る範囲で連続的であるのかといった性質に関するモードや、その採り得る範囲に関するモード、反力要素及び出力要素の選択に関するモード、走行用の動力を供給すべき動力要素の選択に関するモード、駆動軸への動力供給を担う出力要素と内燃機関の反力を受け持つ反力要素との間の役割分担に関するモード等を適宜含み得る趣旨である。   The “power transmission mode” is a general term for various physical, mechanical or electrical restrictions and mechanisms for power transmission, and is, for example, the ratio between the rotational speed of the drive shaft and the rotational speed of the internal combustion engine. With regard to the transmission ratio, for example, a mode related to the nature of whether it is fixed or free or continuous within a range that can be determined physically or electrically in advance, a mode related to the possible range, a reaction force element and an output element Mode related to selection, mode related to selection of power elements to which driving power should be supplied, mode related to role sharing between output elements responsible for power supply to the drive shaft and reaction force elements responsible for the reaction force of the internal combustion engine, etc. Can be included as appropriate.

本発明に係るハイブリッド車両は、ロック手段を備える。ロック手段は、第1回転要素に同軸的に取り付けられた第1係合要素と、この第1係合要素に対向するように取り付けられ、第1係合要素と係合可能な第2係合要素とを備え、これらが相互に係合してなるロック状態と、これらが相互いに解放された非ロック状態とを採ることができる。   The hybrid vehicle according to the present invention includes locking means. The locking means includes a first engagement element that is coaxially attached to the first rotation element, and a second engagement that is attached to face the first engagement element and is engageable with the first engagement element. It is possible to adopt a locked state in which the elements are engaged with each other and an unlocked state in which they are released from each other.

ロック手段が非ロック状態にある場合、動力伝達機構により、動力伝達モードの一つとして無段変速モードが実現される。無段変速モードでは、内燃機関の回転速度と駆動軸の回転速度との比たる変速比を、理論的に、実質的に或いは予め規定された物理的、機械的、機構的又は電気的な制約の範囲内で連続的に(実践上連続的であるのと同等に段階的な態様を含む)変化させることが可能となる。より具体的には、上述の二自由度の差動機構において回転電機を内燃機関の反力を受け持つ反力要素として機能させ、回転電機の回転速度を制御することにより内燃機関の回転速度を自由に制御することが可能となる。この場合、好適な一形態として、内燃機関の動作点(例えば、機関回転速度とトルクとにより規定される内燃機関の一運転条件を規定する点)が、例えば、理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で自由に選択され、例えば、燃料消費率が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最小となる、或いはハイブリッド車両のシステム効率(例えば、動力伝達機構の伝達効率と内燃機関の熱効率等に基づいて算出される総合的な効率である)が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最大となる、最適燃費動作点等に制御される。   When the locking means is in the unlocked state, the continuously variable transmission mode is realized as one of the power transmission modes by the power transmission mechanism. In the continuously variable transmission mode, the speed ratio, which is the ratio between the rotational speed of the internal combustion engine and the rotational speed of the drive shaft, is theoretically, substantially or pre-defined by physical, mechanical, mechanical or electrical constraints. It is possible to change continuously within a range of (including a stepped aspect equivalent to being practically continuous). More specifically, in the above-described two-degree-of-freedom differential mechanism, the rotating electrical machine functions as a reaction force element responsible for the reaction force of the internal combustion engine, and the rotational speed of the internal combustion engine is controlled freely by controlling the rotational speed of the rotating electrical machine. It becomes possible to control to. In this case, as a preferred embodiment, the operating point of the internal combustion engine (for example, a point defining one operating condition of the internal combustion engine defined by the engine speed and torque) is, for example, theoretically, substantially or It is freely selected within a range of constraints, for example, the fuel consumption rate is theoretically, substantially or minimally within a range of constraints, or the system efficiency of the hybrid vehicle (for example, the transmission efficiency of the power transmission mechanism and the internal combustion engine). The total efficiency calculated based on the thermal efficiency of the engine, etc.) is theoretically controlled to the optimum fuel consumption operating point or the like that is substantially or maximum within a range of some restrictions.

一方、ロック手段がロック状態にある場合、動力伝達機構により、動力伝達モードの一つとして固定変速モードが実現され、変速比が一の値に固定される(尚、固定される変速比は、例えば有段変速機等により複数の変速比の中から選択されてもよい)。即ち、ロック状態において、内燃機関の回転速度は、第2係合要素と係合した第1係合要素の回転速度、即ち第1回転要素の回転速度と、車速に律束される第2回転要素の回転速度とにより必然的に定まることとなる。第2係合要素は、好適には固定要素であるが、固定変速モードを実現可能である限りにおいて回転要素であってもよい。固定変速モードでは、ロック手段に内燃機関の反力を負担させることが可能となるため、回転電機を理想的には非稼動とすることができ、運転条件により生じ得る、所謂動力循環と称される無駄な電気パスの発生を回避することが可能となる。   On the other hand, when the locking means is in the locked state, the power transmission mechanism realizes the fixed transmission mode as one of the power transmission modes, and the transmission ratio is fixed to one value (note that the fixed transmission ratio is For example, it may be selected from a plurality of gear ratios by a stepped transmission or the like). That is, in the locked state, the rotation speed of the internal combustion engine is the second rotation controlled by the rotation speed of the first engagement element engaged with the second engagement element, that is, the rotation speed of the first rotation element and the vehicle speed. It is inevitably determined by the rotational speed of the element. The second engagement element is preferably a fixed element, but may be a rotating element as long as the fixed shift mode can be realized. In the fixed speed change mode, the locking means can bear the reaction force of the internal combustion engine, so that the rotating electrical machine can be ideally deactivated and is called so-called power circulation, which can occur depending on operating conditions. It is possible to avoid generation of useless electrical paths.

ここで、本発明に係るロック手段は、非ロック状態からロック状態へ状態遷移する過程として規定されるロック過程が、第1係合要素と第2係合要素とを回転同期状態に維持する回転同期段階と、回転同期状態に維持されたこれら第1及び第2係合要素を相互に係合させる係合段階とを含む構成となっており、例えばドグクラッチ機構やカムロック機構等の、所謂回転同期式の係合装置となっている。   Here, in the locking means according to the present invention, the locking process defined as the process of making a state transition from the unlocked state to the locked state is a rotation that maintains the first engagement element and the second engagement element in a rotationally synchronized state. The structure includes a synchronization stage and an engagement stage in which the first and second engagement elements maintained in the rotation synchronization state are engaged with each other. For example, a so-called rotation synchronization such as a dog clutch mechanism or a cam lock mechanism is provided. This is an engagement device of the type.

このように本発明におけるハイブリッド車両は、動力要素、動力伝達機構及びロック手段を備えてなり、以下に説明する「推定手段」、「算出手段」、「設定手段」、「判別手段」及び制御手段を備えた制御装置によって制御される。   As described above, the hybrid vehicle according to the present invention includes a power element, a power transmission mechanism, and a lock unit. The “estimation unit”, “calculation unit”, “setting unit”, “determination unit”, and control unit described below. It is controlled by a control device having

推定手段は、回転電機のトルクを推定する。外乱要素の入力がハイブリッド車両にあった場合、回転電機のトルクは少なからずその影響を受ける。回転電機により回転速度が調整可能な第1回転要素は、駆動軸側の第2回転要素及び内燃機関側の第3回転要素と相互に差動関係にあり、車速が変化しない(即ち、第2回転要素の回転速度が変化しない)と仮定すれば、第1回転要素の回転状態は、第3回転要素の回転状態に左右される。従って、係合段階を迎えるにあたって外乱要素の入力がある場合、回転電機のトルクは程度の差こそ変化する。外乱要素によるトルクの変化は外乱要素の種類、ハイブリッド車両を構成する要素等の要因が複雑に絡み合っているため、その変化を正確に把握することは実践上不可能である。そこで、本発明では、例えば外乱オブザーバ等を用いて外乱要素が入力される前後の回転電機のトルクの差分に基づいて、回転電機のトルクを推定する。   The estimating means estimates the torque of the rotating electrical machine. When the disturbance element is input to the hybrid vehicle, the torque of the rotating electrical machine is influenced by the influence. The first rotating element whose rotation speed can be adjusted by the rotating electrical machine is in a differential relationship with the second rotating element on the drive shaft side and the third rotating element on the internal combustion engine side, and the vehicle speed does not change (that is, the second rotation element). Assuming that the rotation speed of the rotation element does not change), the rotation state of the first rotation element depends on the rotation state of the third rotation element. Accordingly, when there is an input of a disturbance element at the time of entering the engagement stage, the torque of the rotating electrical machine changes only to a certain degree. A change in torque due to a disturbance element is complicated in terms of factors such as the type of disturbance element and elements constituting the hybrid vehicle, and it is impossible in practice to accurately grasp the change. Therefore, in the present invention, the torque of the rotating electrical machine is estimated based on the difference in torque of the rotating electrical machine before and after the disturbance element is input using, for example, a disturbance observer.

ここで「推定」とは、検出、算出、導出、推定、同定、選択及び取得等の包括概念であって、制御上の参照情報として確定し得る限りにおいて、その実践的態様は如何様にも限定されない趣旨である。例えば、特定手段は、ハイブリッド車両のアクセル開度及び車速から推定される要求駆動力に基づいた演算処理の結果として、或いはこれらに基づいてマップから該当値を選択することによって推定を行ってもよい。   Here, “estimation” is a comprehensive concept such as detection, calculation, derivation, estimation, identification, selection, and acquisition, and so on, as long as it can be determined as reference information for control, its practical aspect is in any way. The purpose is not limited. For example, the specifying means may perform the estimation by selecting a corresponding value from the map as a result of the arithmetic processing based on the required driving force estimated from the accelerator opening and the vehicle speed of the hybrid vehicle, or based on these. .

しかしながら、このように推定された回転電機のトルクには必然的に誤差が伴う。そのため、回転電機の回転速度もまた誤差を伴うこととなる。上述のように、回転電機は第1回転要素の回転速度を調整可能に配置されているため、第1回転要素に固定された第1係合要素の回転速度にも誤差に伴う不確定さが生じる。従って、外乱要素の入力がある場合、第1及び第2係合要素の回転同期状態を正確に制御することが困難になるという問題がある。   However, the torque of the rotating electrical machine estimated in this way necessarily includes an error. Therefore, the rotational speed of the rotating electrical machine also involves an error. As described above, since the rotating electrical machine is arranged so that the rotation speed of the first rotation element can be adjusted, the rotation speed of the first engagement element fixed to the first rotation element also has uncertainty due to an error. Arise. Therefore, when there is an input of a disturbance element, there is a problem that it is difficult to accurately control the rotation synchronization state of the first and second engagement elements.

この問題に対して、本発明では、第1及び第2係合要素が回転同期状態であると判別するための閾値βを、不確定さγが大きいほど小さくなるように設定することで解決を図っている。ここで、閾値βは、判別手段において第1及び第2係合要素が回転同期状態であるか否かを判別するための閾値として用いられる。仮に回転電機の回転速度が誤差を伴わず、正確に制御することが可能である場合には、当該閾値は第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値として設定すればよいが、実際の回転電機の回転速度には不確定さγが伴うため、本発明では回転同期状態であるか否かの判別するための閾値を考慮して、第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値よりも小さい値に設定する。特に、不確定さγが増大するにつれて、第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度に、より確実に収まるように不確定さγが大きいほど、閾値βは小さくなるように設定される。このように閾値βを設定すれば、第1及び第2係合要素の相対的な回転速度が仮にγ(すなわち不確定さの最大値の分)だけばらついたとしても、依然として、相対的な回転速度は、第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値以内に収めることができるので、係合ショックが問題になることを抑制することができる。即ち、予め回転電機の回転速度の不確定さを回転同期状態を判別するための閾値を設定する際に考慮することで、より確実に係合ショックの発生を効果的に抑制することができる。   In order to solve this problem, the present invention solves this problem by setting the threshold value β for determining that the first and second engagement elements are in a rotation synchronization state so that the threshold value β decreases as the uncertainty γ increases. I am trying. Here, the threshold value β is used as a threshold value for determining whether or not the first and second engagement elements are in a rotation synchronization state in the determination unit. If the rotation speed of the rotating electrical machine does not involve an error and can be accurately controlled, the threshold value is set as the maximum value of the relative rotation speed at which the first and second engagement elements can be engaged. However, since the uncertainty γ accompanies the actual rotational speed of the rotating electrical machine, the present invention takes into account the threshold value for determining whether or not the rotation is in a synchronized state. It is set to a value smaller than the maximum value of the relative rotational speed at which the engagement element can be engaged. In particular, as the uncertainty γ increases, the threshold β decreases as the uncertainty γ increases so that the relative rotational speed at which the first and second engagement elements can engage with each other is more reliably accommodated. Is set as follows. If the threshold value β is set in this way, even if the relative rotational speed of the first and second engaging elements varies by γ (that is, the maximum amount of uncertainty), the relative rotational speed still remains. Since the speed can be kept within the maximum value of the relative rotational speed at which the first and second engagement elements can be engaged, it is possible to suppress the problem of the engagement shock. That is, by taking into account the uncertainty of the rotational speed of the rotating electrical machine in advance when setting the threshold value for determining the rotation synchronization state, it is possible to more effectively suppress the occurrence of the engagement shock.

尚、具体的な閾値βの設定方法としては、第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値をαとすると、例えばβ=α/f(γ)、β=α・g(γ)及びβ=αk・γなどの算出式を用いることができる。ここで、f(γ)及びg(γ)は、不確定さγを変数とする任意の関数であり、kは所定の定数である。これらの関数及び定数は、係合ショックは問題にならない程度に微小になるような回転同期状態を判別するための閾値βが算出されるように、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定される。
As a specific method for setting the threshold value β, if the maximum value of the relative rotational speed at which the first and second engaging elements can be engaged is α, for example, β = α / f (γ), β = Α · g (γ) and β = α k · γ can be used. Here, f (γ) and g (γ) are arbitrary functions having uncertainty γ as a variable, and k is a predetermined constant. These functions and constants are experimentally, empirically, and theoretically calculated in advance so that the threshold value β for determining the rotational synchronization state that makes the engagement shock small enough not to cause a problem is calculated. Alternatively, it is set based on simulation or the like.

制御手段は、判別手段において回転同期状態と判別された場合に、第1及び前記第2係合要素を係合させるように制御する。   The control means performs control so that the first and second engagement elements are engaged when the determination means determines that the rotation is synchronized.

以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、係合時に外乱要素の入力がある場合であっても、予め回転電機の回転速度の不確かさを考慮して回転同期状態を判別することによって、係合時における騒音や係合ショックを効果的に抑制することが可能となる。これは、係合要素を構成するギア等がかけたり破損したりすることを効果的に回避することにも繋がる。   As described above, according to the hybrid vehicle control device of the present invention, even when there is an input of a disturbance element at the time of engagement, the rotational synchronization state is considered in advance in consideration of the uncertainty of the rotational speed of the rotating electrical machine. By discriminating, it is possible to effectively suppress noise and engagement shock during engagement. This also leads to effectively avoiding the gears and the like constituting the engaging element from being applied or damaged.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記設定手段は、前記閾値βを、次式β=α―γ但し、αは、前記許容値であり、前記第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値により算出することで又は該式に基づいて予め作成されたマップから前記回転電機の回転数速度に対応する前記閾値βを読み出すことで、前記閾値βを設定する
In one aspect of the hybrid vehicle control device according to the present invention, the setting means sets the threshold value β to the following formula β = α−γ ( where α is the allowable value, and the first and second engagement element to read the threshold value β corresponding to the rotational speed rate of the rotary electric machine from a map created in advance based on the or formula to calculate the maximum value) of engageable relative rotational speed Then, the threshold value β is set .

この態様によれば、第1及び第2係合要素が回転同期状態であると判別するための閾値βは、第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値αと、係合段階における回転電機の回転速度の不確定さγとの差として設定される。ここで、「第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度」とは、第1及び第2係合要素を係合させた場合に、係合ショックが生じない、又は生じたとしてもドライバに対して不快感を与えない程度に微小になるような相対的な回転速度である。即ち、厳密な意味では第1及び第2係合要素を係合させる場合には相対速度をゼロにすることが係合ショックを完全に解消できるという観点から最も好ましいが、実際には少々の相対的な回転速度があっても係合ショックは問題にならない程度に微小である。従って、「第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度」とは、ハイブリッド車両に用いられる係合要素の種類、材質等によって個別の値を有するものであり、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定される。従って、本発明に係る「係合可能な相対的な回転速度の最大値」とは、当該ロック手段或いは制御装置に固有であると共に予め設定される、既知の値である。   According to this aspect, the threshold value β for determining that the first and second engagement elements are in the rotation synchronization state is the maximum value of the relative rotational speed at which the first and second engagement elements can be engaged. It is set as the difference between α and the uncertainty γ of the rotational speed of the rotating electrical machine in the engagement stage. Here, “the relative rotational speed at which the first and second engaging elements can be engaged” means that when the first and second engaging elements are engaged, an engagement shock does not occur, or Even if it occurs, it is a relative rotational speed that is so small that it does not cause discomfort to the driver. That is, in a strict sense, when engaging the first and second engagement elements, it is most preferable to make the relative speed zero from the viewpoint that the engagement shock can be completely eliminated. Even if there is a reasonable rotation speed, the engagement shock is so small that it does not become a problem. Therefore, the “relative rotational speed at which the first and second engagement elements can be engaged” has individual values depending on the type and material of the engagement elements used in the hybrid vehicle. In other words, it is set empirically, theoretically, or based on simulation. Therefore, the “maximum value of the relative rotational speed that can be engaged” according to the present invention is a known value that is unique to the locking means or the control device and is preset.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記算出手段は、前記不確定さγを、前記ロック過程における所定の期間の長さΔt、該Δtに入力された外乱トルクによる前記推定されたトルクの変化量ΔT及び前記回転電機の慣性モーメントJから次式γ=ΔT×Δt/Jにより算出する
In another aspect of the hybrid vehicle control device according to the present invention, the calculation means estimates the uncertainty γ by a length Δt of a predetermined period in the locking process and a disturbance torque input to the Δt. from amount of change in torque delta T及 beauty inertia moment J of the rotating electrical machine is calculated by the following equation γ = ΔT × Δt / J.

本願発明者の研究によれば、係合時に外乱要素の入力がある場合に生じる、回転電機の回転速度の不確かさγは上式によって算出することができる。   According to the research of the present inventor, the uncertainty γ of the rotational speed of the rotating electrical machine that occurs when there is an input of a disturbance element during engagement can be calculated by the above equation.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記推定手段は、前記ハイブリッド車両へ入力される外乱要素を監視する外乱オブザーバを有する。   In another aspect of the hybrid vehicle control device according to the present invention, the estimation means includes a disturbance observer that monitors a disturbance element input to the hybrid vehicle.

この態様では、外乱オブザーバを用いて、回転電機の過去のトルクの経時変化を基準に現時点におけるトルクを推定する。例えば、外乱オブザーバが一次遅れを含む場合、即ち時間微分を行うことによって回転電機のトルクを推定する場合には、必然的に推測されたトルクには誤差が伴う。このような場合であっても、本願の発明によれば、上述のように予め生じる誤差を考慮して回転同期状態を判別するための閾値を設定することによって、係合ショックが生じることを効果的に抑制することができる。   In this aspect, the current torque is estimated using a disturbance observer based on the temporal change of the past torque of the rotating electrical machine. For example, when the disturbance observer includes a first-order lag, that is, when the torque of the rotating electrical machine is estimated by performing time differentiation, an error is necessarily included in the estimated torque. Even in such a case, according to the invention of the present application, it is effective that the engagement shock is generated by setting the threshold value for determining the rotation synchronization state in consideration of the error generated in advance as described above. Can be suppressed.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記係合段階より前の所定の期間において、前記内燃機関のトルクの値を制御するための信号である内燃機関出力指示信号を一定値又は一定範囲内に維持する一定化手段を更に備える。   In another aspect of the hybrid vehicle control device according to the present invention, an internal combustion engine output instruction signal, which is a signal for controlling the value of the torque of the internal combustion engine, in a predetermined period before the engagement stage is set to a constant value. Alternatively, there is further provided a constanting means for maintaining within a certain range.

上述の各態様では、予め回転電機の回転数の不確定さγを考慮して閾値βを設定しているが、外乱要素の影響が大きい場合、例えばドライバが急加減速したり、路面状況が急激に変化した場合には、不確定さγの値が大きくなる。すると、回転同期状態を判別するための閾値β(=α―γ)の値が小さくなり、回転電機の回転数をより精度よく行う必要が生じ、回転同期状態を実現することが困難になってしまう。前述のように、係合時に外乱要素の入力がある場合には回転電機の回転数を正確に制御することは困難であるため、閾値βが極端に小さくなってしまうと、回転同期状態を実現することが現実的に不可能になってしまう。   In each aspect described above, the threshold value β is set in advance in consideration of the uncertainty γ of the rotational speed of the rotating electrical machine. However, when the influence of disturbance elements is large, for example, the driver suddenly accelerates or decelerates or the road surface condition is In the case of a sudden change, the value of uncertainty γ increases. Then, the value of the threshold β (= α−γ) for determining the rotation synchronization state becomes small, and it becomes necessary to perform the rotation speed of the rotating electrical machine with higher accuracy, and it becomes difficult to realize the rotation synchronization state. End up. As described above, when there is an input of a disturbance element at the time of engagement, it is difficult to accurately control the rotation speed of the rotating electrical machine. Therefore, when the threshold value β becomes extremely small, the rotation synchronization state is realized. It becomes impossible in practice.

そこで、本態様に係る制御装置では、不確定さγが過度に大きくならないように、一定化手段により内燃機関出力指示信号を一定値又は一定範囲内に維持する。内燃機関出力指示信号とは、例えばエンジンなどの内燃機関に出力すべきトルクを指示するエンジン指令パワー信号であり、ドライバのアクセルペダルの踏み具合に応じて変化する信号である。つまり、一定化手段によって、ドライバがアクセルを大きく踏み込んでも、不確定さγが過度に大きくなる場合には、エンジン指令パワー信号はアクセルの踏み込みの程度まで増加せずに、より小さい値で一定に制限される。言い換えれば、不確定さγが適度な大きさになるように、内燃機関出力指示信号を一定値に制限される。   Therefore, in the control device according to this aspect, the internal combustion engine output instruction signal is maintained within a constant value or within a certain range by the stabilizing means so that the uncertainty γ does not become excessively large. The internal combustion engine output instruction signal is an engine command power signal for instructing torque to be output to an internal combustion engine such as an engine, for example, and is a signal that changes in accordance with the degree of depression of the driver's accelerator pedal. In other words, if the uncertainty γ becomes excessively large even if the driver depresses the accelerator largely by the stabilizing means, the engine command power signal does not increase to the extent that the accelerator is depressed, and remains constant at a smaller value. Limited. In other words, the internal combustion engine output instruction signal is limited to a constant value so that the uncertainty γ becomes an appropriate magnitude.

以上説明したように、本態様によれば、大きな外乱要素の入力があった場合であっても、内燃機関出力指示信号を適切に制限することによって、回転電機の回転数の不確定さγを適切な値に抑え、より確実に係合ショックの発生を抑制することが可能となる。   As described above, according to this aspect, even when a large disturbance element is input, the uncertainty γ of the rotational speed of the rotating electrical machine can be reduced by appropriately limiting the internal combustion engine output instruction signal. It is possible to suppress the occurrence of the engagement shock more reliably by suppressing to an appropriate value.

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。   Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.

第1実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually illustrating a configuration of a hybrid vehicle according to a first embodiment. 第1実施形態に係るハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually illustrating a configuration of a hybrid drive device in a hybrid vehicle according to a first embodiment. 第1実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作共線図である。It is an operation | movement alignment chart of the hybrid drive device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るハイブリッド駆動装置のMG1ロック制御のフローチャートである。It is a flowchart of MG1 lock control of the hybrid drive device concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係るハイブリッド駆動装置のMG1の回転数のフィードバック制御に関する各種制御信号の入出力を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the input / output of the various control signals regarding the feedback control of the rotation speed of MG1 of the hybrid drive device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るハイブリッド駆動装置のMG1のトルクと推定トルクとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the torque of MG1 and the estimated torque of the hybrid drive device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るハイブリッド駆動装置の回転同期が完了する前後におけるMG1の回転数の経時変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of a time-dependent change of the rotation speed of MG1 before and after the rotation synchronization of the hybrid drive device which concerns on 1st Embodiment is completed. 第2実施形態に係るハイブリッド駆動装置のMG1のロック制御の実行過程におけるエンジンの動作状態の一時間推移を例示する模式的な時間特性図である。FIG. 10 is a schematic time characteristic diagram illustrating a one-hour transition of the engine operating state in the execution process of the lock control of MG1 of the hybrid drive device according to the second embodiment. 第2実施形態に係るハイブリッド駆動装置のエンジン指令パワー制限タイミング制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the engine command power restriction | limiting timing control of the hybrid drive device which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。It is a schematic block diagram which represents notionally the structure of the hybrid drive device which concerns on 3rd Embodiment.

<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<1:第1実施形態>
<1-1:実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両1の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両1の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<Embodiment of the Invention>
Various preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<1: First Embodiment>
<1-1: Configuration of Embodiment>
First, the configuration of the hybrid vehicle 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid vehicle 1.

図1において、ハイブリッド車両1は、ハイブリッド駆動装置10、PCU(Power Control Unit)11、バッテリ12、アクセル開度センサ13、車速センサ14及びECU100を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。   In FIG. 1, a hybrid vehicle 1 is an example of a “hybrid vehicle” according to the present invention that includes a hybrid drive device 10, a PCU (Power Control Unit) 11, a battery 12, an accelerator opening sensor 13, a vehicle speed sensor 14, and an ECU 100. It is.

ECU100は、CPU、ROM及びRAM等を備え、ハイブリッド車両1の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述するMG1ロック制御を実行可能に構成されている。尚、ECU100は、本発明に係る各種手段の一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、上記各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and is configured to be able to control the operation of each part of the hybrid vehicle 1, and is an example of the “hybrid vehicle control device” according to the present invention. The ECU 100 is configured to execute MG1 lock control, which will be described later, according to a control program stored in the ROM. The ECU 100 is an integrated electronic control unit configured to function as an example of various units according to the present invention, and all the operations related to the above units are configured to be executed by the ECU 100. However, the physical, mechanical, and electrical configurations of the above-described means according to the present invention are not limited thereto. For example, each of these means includes various ECUs, various processing units, various controllers, microcomputer devices, and the like. It may be configured as a computer system or the like.

PCU11は、バッテリ12から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ12に供給することが可能な不図示のインバータを含み、バッテリ12と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力(即ち、この場合、バッテリ12を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる)を制御可能に構成された電力制御ユニットである。PCU11は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその動作が制御される構成となっている。   The PCU 11 converts the DC power extracted from the battery 12 into AC power and supplies it to a motor generator MG1 and a motor generator MG2, which will be described later, and also converts AC power generated by the motor generator MG1 and the motor generator MG2 into DC power. Inverter (not shown) that can be supplied to the battery 12 and input / output power between the battery 12 and each motor generator, or input / output power between the motor generators (ie, in this case, This is a power control unit configured to be able to control power transmission / reception between the motor generators without using the battery 12. The PCU 11 is electrically connected to the ECU 100, and its operation is controlled by the ECU 100.

バッテリ12は、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な蓄電手段である。   The battery 12 is a rechargeable power storage unit that functions as a power supply source related to power for powering the motor generator MG1 and the motor generator MG2.

アクセル開度センサ13は、ハイブリッド車両1の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Taを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ13は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Taは、ECU100によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。   The accelerator opening sensor 13 is a sensor configured to be able to detect an accelerator opening Ta as an operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the hybrid vehicle 1. The accelerator opening sensor 13 is electrically connected to the ECU 100, and the detected accelerator opening Ta is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

車速センサ14は、ハイブリッド車両1の車速Vを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ14は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速Vは、ECU100によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。   The vehicle speed sensor 14 is a sensor configured to be able to detect the vehicle speed V of the hybrid vehicle 1. The vehicle speed sensor 14 is electrically connected to the ECU 100, and the detected vehicle speed V is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

ハイブリッド駆動装置10は、ハイブリッド車両1のパワートレインとして機能する動力ユニットである。   The hybrid drive device 10 is a power unit that functions as a power train of the hybrid vehicle 1.

ここで、図2を参照し、ハイブリッド駆動装置10の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、ハイブリッド駆動装置10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。   Here, the detailed configuration of the hybrid drive apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid drive apparatus 10. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図2において、ハイブリッド駆動装置10は、エンジン200、動力分割機構300、モータジェネレータMG1(以下、適宜「MG1」と略称する)、モータジェネレータMG2(以下、適宜「MG2」と略称する)、入力軸400、駆動軸500、減速機構600及びロック機構700を備える。   In FIG. 2, the hybrid drive device 10 includes an engine 200, a power split mechanism 300, a motor generator MG1 (hereinafter appropriately referred to as “MG1”), a motor generator MG2 (hereinafter appropriately referred to as “MG2”), an input shaft. 400, a drive shaft 500, a speed reduction mechanism 600, and a lock mechanism 700.

エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両1の主たる動力源として機能するように構成されている。
モータジェネレータMG1は、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータMG2は、電動発電機であり、モータジェネレータMG1と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータMG1及びMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。
The engine 200 is a gasoline engine which is an example of the “internal combustion engine” according to the present invention, and is configured to function as a main power source of the hybrid vehicle 1.
Motor generator MG1 is a motor generator that is an example of a “rotary electric machine” according to the present invention, and includes a power running function that converts electrical energy into kinetic energy and a regeneration function that converts kinetic energy into electrical energy. It has become. Motor generator MG2 is a motor generator, and has a power running function that converts electrical energy into kinetic energy and a regeneration function that converts kinetic energy into electrical energy, similar to motor generator MG1. Motor generators MG1 and MG2 are configured as, for example, synchronous motor generators, and include, for example, a rotor having a plurality of permanent magnets on an outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. However, it may have other configurations.

動力分割機構300は、中心部に設けられた、本発明に係る「第1回転要素」の一例たるサンギアS1と、サンギアS1の外周に同心円状に或いは同軸的に設けられた、本発明に係る「第2回転要素」の一例たるリングギアR1と、サンギアS1とリングギアR1との間に配置されてサンギアS1の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアP1と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「第3回転要素」の一例たるキャリアC1とを備えた、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる動力分配装置である。   The power split mechanism 300 includes a sun gear S1 as an example of the “first rotating element” according to the present invention provided in the center, and a concentric or coaxial arrangement on the outer periphery of the sun gear S1. A ring gear R1, which is an example of a “second rotating element”, a plurality of pinion gears P1 that are arranged between the sun gear S1 and the ring gear R1 and revolve around the outer periphery of the sun gear S1, and the rotation of each of the pinion gears It is a power distribution device that is an example of a “power transmission mechanism” according to the present invention, and includes a carrier C1 that is an example of a “third rotating element” according to the present invention that supports a shaft.

ここで、サンギアS1は、サンギア軸310を介してモータジェネレータMG1のロータRTに連結されており、その回転速度はモータジェネレータMG1の回転速度(以下、適宜「MG1回転速度Nmg1」と称する)と等価である。また、リングギアR1は、駆動軸500及び減速機構600を介してモータジェネレータMG2の不図示のロータに結合されており、その回転速度はモータジェネレータMG2の回転速度(以下、適宜「MG2回転速度Nmg2」と称する)と等価である。更に、キャリアC1は、エンジン200の先に述べたクランクシャフト205に連結された入力軸400と連結されており、その回転速度は、エンジン200の機関回転速度NEと等価である。尚、ハイブリッド駆動装置10において、MG1回転速度Nmg1及びMG2回転速度Nmg2は、夫々レゾルバ等の回転センサにより一定の周期で検出されており、ECU100に一定又は不定の周期で送出されている。   Here, sun gear S1 is connected to rotor RT of motor generator MG1 via sun gear shaft 310, and the rotational speed thereof is equivalent to the rotational speed of motor generator MG1 (hereinafter referred to as “MG1 rotational speed Nmg1” as appropriate). It is. The ring gear R1 is coupled to a rotor (not shown) of the motor generator MG2 via the drive shaft 500 and the speed reduction mechanism 600, and the rotation speed thereof is the rotation speed of the motor generator MG2 (hereinafter referred to as “MG2 rotation speed Nmg2 as appropriate”). Is equivalent). Further, the carrier C1 is connected to the input shaft 400 connected to the above-described crankshaft 205 of the engine 200, and the rotational speed thereof is equivalent to the engine rotational speed NE of the engine 200. In the hybrid drive device 10, the MG1 rotation speed Nmg1 and the MG2 rotation speed Nmg2 are detected at a constant cycle by a rotation sensor such as a resolver, and are sent to the ECU 100 at a constant or indefinite cycle.

一方、駆動軸500は、ハイブリッド車両1の駆動輪たる右前輪FR及び左前輪FLを夫々駆動するドライブシャフトSFR及びSFLと、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構600を介して連結されている。従って、モータジェネレータMG2から駆動軸500に供給されるモータトルクTmg2(即ち、本発明に係る「動力」の一例である)は、減速機構600を介して各ドライブシャフトへと伝達され、各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、同様に減速機構600及び駆動軸500を介してモータジェネレータMG2に入力される。即ち、MG2回転速度Nmg2は、ハイブリッド車両1の車速Vと一義的な関係にある。   On the other hand, drive shaft 500 is connected to drive shafts SFR and SFL for driving right front wheel FR and left front wheel FL, which are drive wheels of hybrid vehicle 1, and reduction mechanism 600 as a reduction gear including various reduction gears such as a differential. Has been. Therefore, the motor torque Tmg2 (that is, an example of “power” according to the present invention) supplied from the motor generator MG2 to the drive shaft 500 is transmitted to each drive shaft via the speed reduction mechanism 600, and each drive shaft. Similarly, the driving force transmitted from each driving wheel is input to the motor generator MG2 via the speed reduction mechanism 600 and the driving shaft 500. That is, the MG2 rotational speed Nmg2 is uniquely related to the vehicle speed V of the hybrid vehicle 1.

動力分割機構300は、係る構成の下で、エンジン200からクランクシャフト205を介して入力軸400に供給されるエンジントルクTeを、キャリアC1とピニオンギアP1とによってサンギアS1及びリングギアR1に所定の比率(各ギア相互間のギア比に応じた比率)で分配し、エンジン200の動力を2系統に分割することが可能となっている。   Under such a configuration, the power split mechanism 300 applies engine torque Te supplied from the engine 200 to the input shaft 400 via the crankshaft 205 to the sun gear S1 and the ring gear R1 by the carrier C1 and the pinion gear P1. It is possible to divide the power of the engine 200 into two systems by distributing at a ratio (a ratio according to the gear ratio between the gears).

動力分割機構300の動作を分かり易くするため、リングギアR1の歯数に対するサンギアS1の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン200からキャリアC1に対しエンジントルクTeを作用させた場合に、サンギア軸310に現れるトルクTesは下記(1)式により、また駆動軸500に現れるトルクTerは下記(2)式により夫々表される。   In order to make the operation of the power split mechanism 300 easy to understand, when the gear ratio ρ as the number of teeth of the sun gear S1 with respect to the number of teeth of the ring gear R1 is defined, when the engine torque Te is applied from the engine 200 to the carrier C1, The torque Tes appearing on the sun gear shaft 310 is expressed by the following equation (1), and the torque Ter appearing on the drive shaft 500 is expressed by the following equation (2).

Tes=−Te×ρ/(1+ρ)・・・(1)
Ter=Te×1/(1+ρ)・・・(2)
尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構300のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構600は、予め設定された減速比に従って駆動軸500の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両1は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。例えばモータジェネレータMG2と減速機構600との間に、動力分割機構300と同等の遊星歯車機構を介在させ、この遊星歯車機構のサンギアにMG2のロータを、リングギアにリングギアR1を夫々連結すると共に、キャリアを回転不能に固定することによって、MG2回転速度Nmg2を減速させる構成であってもよい。
Tes = −Te × ρ / (1 + ρ) (1)
Ter = Te × 1 / (1 + ρ) (2)
The configuration of the embodiment relating to the “power transmission mechanism” according to the present invention is not limited to that of the power split mechanism 300. For example, a power transmission mechanism according to the present invention includes a plurality of planetary gear mechanisms, and a plurality of rotating elements included in one planetary gear mechanism are appropriately coupled to each of a plurality of rotating elements included in another planetary gear mechanism, An integral differential mechanism may be configured. In addition, the speed reduction mechanism 600 according to the present embodiment merely reduces the rotational speed of the drive shaft 500 in accordance with a preset speed reduction ratio. A stepped transmission device including a plurality of shift speeds including the clutch mechanism and the brake mechanism as a component may be provided. For example, a planetary gear mechanism equivalent to the power split mechanism 300 is interposed between the motor generator MG2 and the speed reduction mechanism 600, the rotor of MG2 is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism, and the ring gear R1 is connected to the ring gear. The MG2 rotational speed Nmg2 may be decelerated by fixing the carrier to be non-rotatable.

ロック機構700は、一対のクラッチ板710及び720を有するドグクラッチ機構である。   The lock mechanism 700 is a dog clutch mechanism having a pair of clutch plates 710 and 720.

クラッチ板710は、サンギア軸310に固定されており、サンギア軸310と一体に回転可能な、本発明に係る「第1係合要素」の一例である。クラッチ板710において、クラッチ板720と対向する対向面には、周方向に所定間隔で不図示の歯状部材(所謂、ドグ歯である)が形成されている。   The clutch plate 710 is an example of the “first engagement element” according to the present invention, which is fixed to the sun gear shaft 310 and can rotate together with the sun gear shaft 310. In the clutch plate 710, a tooth-like member (not shown) (not shown) is formed on a surface facing the clutch plate 720 at a predetermined interval in the circumferential direction.

クラッチ板720は、固定要素たるケースCSに固定された、本発明に係る「第2係合要素」の一例である。クラッチ板720において、クラッチ板710と対向する対向面には、クラッチ板710と同様に周方向に所定間隔で不図示の歯状部材が形成されている。一対のクラッチ板710及び720は、サンギア軸310に対して、同軸的に取り付けられている。   The clutch plate 720 is an example of the “second engagement element” according to the present invention, which is fixed to the case CS as a fixing element. In the clutch plate 720, tooth-like members (not shown) are formed on the facing surface facing the clutch plate 710 at a predetermined interval in the circumferential direction like the clutch plate 710. The pair of clutch plates 710 and 720 are coaxially attached to the sun gear shaft 310.

クラッチ板720は、不図示の電磁アクチュエータの作用により、図中右方向へ所定量ストローク可能に構成されており、所定量ストロークした状態において、対向面に形成された歯状部材が、クラッチ板710の対向面に形成された歯状部材と相互に噛合する(より具体的には、一方の凸部と他方の凹部が、また一方の凹部と他方の凸部とが噛合する)ことにより、ロック状態を採るように構成されている。ロック状態において、クラッチ板710の回転は、固定要素たるケースCSに固定されたクラッチ板720によって阻まれ、クラッチ板710は回転不能にロックされる。   The clutch plate 720 is configured to be capable of a predetermined amount of stroke in the right direction in the drawing by the action of an electromagnetic actuator (not shown), and in a state where the predetermined amount of stroke has been applied, the tooth-like member formed on the opposing surface is the clutch plate 710. Interlocks with the tooth-like member formed on the opposite surface (more specifically, one convex part and the other concave part, and one concave part and the other convex part mesh). It is configured to take a state. In the locked state, the rotation of the clutch plate 710 is blocked by the clutch plate 720 fixed to the case CS, which is a fixed element, and the clutch plate 710 is locked so as not to rotate.

補足すると、このようにドグクラッチ機構では、係合要素同士が回転同期した状態で、最終的に係合要素同士が所定の位相関係にある必要がある。従って、ロック機構700を非ロック状態(クラッチ板同士が離間した状態)からロック状態へ状態遷移させるロック過程においては、(ア)モータジェネレータMG1によりクラッチ板710の回転がゼロ又は略ゼロに維持され、更に位相制御により然るべき位相状態が形成された後に、(イ)アクチュエータによりクラッチ板720がストロークされる構成を採る。即ち、(ア)は本発明に係る「回転同期段階」の一例であり、(イ)は本発明に係る「係合段階」の一例である。尚、係合段階には、或いは係合段階の後段階としては、歯状部材相互間に形成されたガタを詰める所謂ガタ詰め段階が存在してもよい。   Supplementally, in the dog clutch mechanism as described above, the engagement elements need to finally have a predetermined phase relationship in a state in which the engagement elements are rotationally synchronized. Accordingly, in the locking process in which the lock mechanism 700 is shifted from the unlocked state (the clutch plates are separated from each other) to the locked state, (a) the rotation of the clutch plate 710 is maintained at zero or substantially zero by the motor generator MG1. Further, after the appropriate phase state is formed by the phase control, (a) the clutch plate 720 is stroked by the actuator. That is, (a) is an example of the “rotation synchronization stage” according to the present invention, and (b) is an example of the “engagement stage” according to the present invention. In addition, in the engagement stage, or as a stage after the engagement stage, there may be a so-called backlash filling stage for filling backlash formed between the tooth-like members.

尚、この電磁アクチュエータは、PCU11を介してECU100と電気的に接続された状態となっており、その動作状態は、ECU100により制御される構成となっている。また、ドグクラッチ機構の実践的態様は、ロック機構700のものに限定されない。例えば、サンギア軸310に、第1係合要素として中空のハブが固定され、このハブの外周面に歯状部材(即ち、外歯)が形成され、一方で、ケースCSに固定された環状部材の外周面に同様に歯状部材(即ち、外歯)が形成され、更に、第2係合要素として、この環状部材の外歯に勘合する内歯を有するスリーブが、図示右方向に電磁アクチュエータによりストローク可能に設置される構成であってもよい。この場合、スリーブの内歯と環状部材の外歯とを常時噛合させ、ストローク時にスリーブの内歯が更にハブの外歯と噛合することにより、ハブと環状部材とを固定させ、ロック状態を構築してもよい。   This electromagnetic actuator is in a state of being electrically connected to the ECU 100 via the PCU 11, and its operation state is controlled by the ECU 100. Further, the practical aspect of the dog clutch mechanism is not limited to that of the lock mechanism 700. For example, a hollow hub is fixed to the sun gear shaft 310 as a first engagement element, and a tooth-like member (that is, an external tooth) is formed on the outer peripheral surface of the hub, while the annular member is fixed to the case CS. Similarly, a tooth-like member (that is, an external tooth) is formed on the outer peripheral surface of the sleeve, and a sleeve having an internal tooth that engages with the external tooth of the annular member as a second engagement element May be configured to be strokeable. In this case, the inner teeth of the sleeve and the outer teeth of the annular member are always meshed, and the inner teeth of the sleeve are further meshed with the outer teeth of the hub during the stroke, so that the hub and the annular member are fixed to establish a locked state. May be.

また、本発明に係るロック手段は、このようなドグクラッチ機構に限定されない。例えば、ロック手段は、サンギア軸310に固定された、第1係合要素たるカムと、このカムとの間にカムボールを挟んでこのカムと一体に回転するクラッチ板と、固定要素に連結された第2係合要素たる電磁アクチュエータとを備える所謂カムロック式係合装置であってもよい。この種のカムロック式係合装置においては、カムが係合対象(この場合、固定要素たる電磁アクチュエータである)と回転同期した状態において、電磁アクチュエータによりクラッチ板を電磁アクチュエータ側の摩擦要素へ引きつけ、クラッチ板とカムとの間に生じる差回転によりカムボールを介してセルフロック作用を発現させ、カムの回転を阻止することが可能である。   Further, the locking means according to the present invention is not limited to such a dog clutch mechanism. For example, the locking means is connected to the cam that is a first engagement element fixed to the sun gear shaft 310, a clutch plate that rotates integrally with the cam with a cam ball interposed between the cam and the fixing element. A so-called cam lock type engagement device may be provided that includes an electromagnetic actuator as a second engagement element. In this type of cam lock type engaging device, in a state in which the cam is rotationally synchronized with the object to be engaged (in this case, the electromagnetic actuator as a fixed element), the electromagnetic actuator attracts the clutch plate to the friction element on the electromagnetic actuator side, The differential rotation generated between the clutch plate and the cam can cause a self-locking action via the cam ball, thereby preventing the cam from rotating.

<1-2:実施形態の動作>
<1-2-1:変速モードの詳細>
本実施形態に係るハイブリッド車両1は、サンギアS1の状態に応じて、本発明に係る「動力伝達モード」の一例たる変速モードとして固定変速モード又は無段変速モードを選択可能である。ここで、図3を参照し、ハイブリッド車両1の変速モードについて説明する。ここに、図3は、ハイブリッド駆動装置10の動作共線図である。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
<1-2: Operation of Embodiment>
<1-2-1: Details of shift mode>
The hybrid vehicle 1 according to the present embodiment can select a fixed shift mode or a continuously variable transmission mode as a shift mode that is an example of the “power transmission mode” according to the present invention, depending on the state of the sun gear S1. Here, the shift mode of the hybrid vehicle 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an operation collinear diagram of the hybrid drive device 10. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図3(a)において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータMG1(一義的にサンギアS1)、エンジン200(一義的にキャリアC1)及びモータジェネレータMG2(一義的にリングギアR1)が表されている。ここで、動力分割機構300は、回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギアS1、キャリアC1及びリングギアR1のうち二要素の回転速度が定まった場合に、残余の一回転要素の回転速度が必然的に定まる構成となっている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置10の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。尚、これ以降適宜、動作共線図上の点を動作点mi(iは自然数)によって表すこととする。即ち、一の動作点miには一の回転速度が対応している。   In FIG. 3A, the vertical axis represents the rotation speed, and the horizontal axis represents the motor generator MG1 (uniquely sun gear S1), engine 200 (uniquely carrier C1), and motor generator MG2 (in order from the left). The ring gear R1) is uniquely represented. Here, power split mechanism 300 is a planetary gear mechanism with two degrees of freedom of rotation, and when the rotational speeds of two elements of sun gear S1, carrier C1, and ring gear R1 are determined, the rotational speed of the remaining one rotational element. Is inevitably determined. That is, on the operation collinear diagram, the operation state of each rotary element can be represented by one operation collinear line corresponding to one operation state of the hybrid drive device 10 on a one-to-one basis. It should be noted that the points on the operation collinear chart will be represented by operation points mi (i is a natural number) as appropriate. That is, one rotational speed corresponds to one operating point mi.

図3(a)において、モータジェネレータMG2の動作点が動作点m1であるとする。この場合、モータジェネレータMG1の動作点が動作点m3であれば、残余の一回転要素たるキャリアC1に連結されたエンジン200の動作点は、動作点m2となる。この際、駆動軸500の回転速度を維持したままMG1の動作点を動作点m4及び動作点m5に変化させれば、エンジン200の動作点は夫々動作点m6及び動作点m7へと変化する。   In FIG. 3A, it is assumed that the operating point of motor generator MG2 is operating point m1. In this case, if the operating point is the operating point m3 of motor generators MG1, the operating point of the engine 200 connected to the remainder of the one rotation element serving carrier C1 becomes the operating point m @ 2. At this time, if the operating point of MG1 is changed to the operating point m4 and the operating point m5 while maintaining the rotational speed of the drive shaft 500, the operating point of the engine 200 changes to the operating point m6 and the operating point m7, respectively.

即ち、この場合、モータジェネレータMG1を回転速度制御装置とすることによって、エンジン200を所望の動作点で動作させることが可能となる。この状態に対応する変速モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン200の動作点(この場合の動作点とは、機関回転速度とエンジントルクTeとの組み合わせによって規定される)は、基本的にエンジン200の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点に制御される。尚、当然ながら無段変速モードにおいて、MG1回転速度Nmg1は可変である必要がある。このため、無段変速モードが選択される場合、ロック機構700は、サンギアS1が解放状態となるように、その駆動状態が制御される。   That is, in this case, the engine 200 can be operated at a desired operating point by using the motor generator MG1 as the rotational speed control device. The speed change mode corresponding to this state is the continuously variable speed change mode. In the continuously variable transmission mode, the operating point of the engine 200 (the operating point in this case is defined by the combination of the engine speed and the engine torque Te) basically has the minimum fuel consumption rate of the engine 200. It is controlled to the optimum fuel consumption operating point. Of course, in the continuously variable transmission mode, the MG1 rotational speed Nmg1 needs to be variable. Therefore, when the continuously variable transmission mode is selected, the driving state of the lock mechanism 700 is controlled so that the sun gear S1 is in the released state.

ここで補足すると、動力分割機構300において、駆動軸500に先に述べたエンジントルクTeに対応するトルクTerを供給するためには、サンギア軸310にエンジントルクTeに応じて現れる先述のトルクTesと大きさが等しく且つ符合が反転した(即ち、負トルクである)反力トルクをモータジェネレータMG1からサンギア軸310に供給する必要がある。この場合、動作点m3或いは動作点m4といった正回転領域の動作点において、モータジェネレータMG1は正回転負トルクの発電状態となる。即ち、無段変速モードにおいては、モータジェネレータMG1(一義的にサンギアS1)を反力要素として機能させることにより、駆動軸500にエンジントルクTeの一部を供給し、且つサンギア軸310に分配されるエンジントルクTeの一部で発電が行われる。駆動軸500に対し要求されるトルクがエンジン直達のトルクで不足する場合には、この発電電力を利用する形で、モータジェネレータMG2から駆動軸500に対し適宜トルクTmg2が供給される。   Supplementally, in the power split mechanism 300, in order to supply the torque Ter corresponding to the engine torque Te described above to the drive shaft 500, the torque Tes that appears on the sun gear shaft 310 according to the engine torque Te and It is necessary to supply reaction force torque having the same magnitude and reversed sign (that is, negative torque) from the motor generator MG1 to the sun gear shaft 310. In this case, at the operating point in the positive rotation region such as the operating point m3 or the operating point m4, the motor generator MG1 is in a power generation state of positive rotating negative torque. That is, in the continuously variable transmission mode, the motor generator MG1 (uniquely the sun gear S1) functions as a reaction force element so that a part of the engine torque Te is supplied to the drive shaft 500 and distributed to the sun gear shaft 310. Electricity is generated with a part of the engine torque Te. When the torque required for drive shaft 500 is insufficient due to the engine direct torque, torque Tmg2 is appropriately supplied from motor generator MG2 to drive shaft 500 using this generated power.

一方、例えば高速軽負荷走行時等、例えばMG2回転速度Nmg2が高いものの機関回転速度NEが低く済むような運転条件においては、MG1が、例えば動作点m5の如き負回転領域の動作点となる。この場合、モータジェネレータMG1は、エンジントルクTeの反力トルクとして負トルクを出力しており、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、モータジェネレータMG1からのトルクTmg1は、ハイブリッド車両1の駆動トルクとして駆動軸500に伝達されてしまう。   On the other hand, for example, when driving at a high speed and a light load, under operating conditions where the engine speed NE is low but the MG2 rotational speed Nmg2 is high, for example, MG1 is the operating point in the negative rotational region such as the operating point m5. In this case, motor generator MG1 outputs a negative torque as a reaction torque of engine torque Te, and enters a state of negative rotation negative torque and a power running state. That is, in this case, torque Tmg1 from motor generator MG1 is transmitted to drive shaft 500 as the drive torque of hybrid vehicle 1.

他方で、モータジェネレータMG2は、駆動軸500に出力される、要求トルクに対し過剰なトルクを吸収するため、負トルク状態となる。この場合、モータジェネレータMG2は、正回転負トルクの状態となって発電状態となる。このような状態においては、モータジェネレータMG1からの駆動力をモータジェネレータMG2での発電に利用し、この発電電力によりMG1を力行駆動する、といった所謂動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド駆動装置10の伝達効率が低下してハイブリッド駆動装置10のシステム効率が低下する。   On the other hand, motor generator MG2 is in a negative torque state because it absorbs excessive torque with respect to the required torque output to drive shaft 500. In this case, motor generator MG2 is in a state of positive rotation and negative torque and is in a power generation state. In such a state, an inefficient electric path called so-called power circulation occurs in which the driving force from the motor generator MG1 is used for power generation by the motor generator MG2, and the MG1 is driven by this generated power. It will be. In a state where the power circulation occurs, the transmission efficiency of the hybrid drive device 10 is reduced, and the system efficiency of the hybrid drive device 10 is reduced.

そこで、ハイブリッド車両1では、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、ロック機構700が先に述べたロック状態に制御される。その様子が図3(b)に示される。ロック機構700がロック状態となると、即ち、サンギアS1がロックされると、必然的にモータジェネレータMG1もまたロック状態となり、モータジェネレータMG1の動作点は、回転速度がゼロである動作点m8となる。このため、エンジン200の動作点は動作点m9となり、その機関回転速度NEは、車速Vと一義的なMG2回転速度Nmg2により一義的に決定される(即ち、変速比が一定となる)。このようにモータジェネレータMG1がロック状態にある場合に対応する変速モードが、固定変速モードである。   Therefore, in the hybrid vehicle 1, the lock mechanism 700 is controlled to the above-described locked state in an operation region that is determined in advance such that such power circulation can occur. This is shown in FIG. When the lock mechanism 700 is locked, that is, when the sun gear S1 is locked, the motor generator MG1 is inevitably also locked, and the operating point of the motor generator MG1 is the operating point m8 where the rotational speed is zero. . For this reason, the operating point of the engine 200 is the operating point m9, and the engine rotational speed NE is uniquely determined by the vehicle speed V and the unambiguous MG2 rotational speed Nmg2 (that is, the gear ratio is constant). Thus, the shift mode corresponding to the case where motor generator MG1 is in the locked state is the fixed shift mode.

固定変速モードでは、本来モータジェネレータMG1が負担すべきエンジントルクTeの反力トルクをロック機構700の物理的な制動力により代替させることができる。即ち、モータジェネレータMG1を発電状態にも力行状態にも制御する必要はなくなり、モータジェネレータMG1を停止させることが可能となる。従って、基本的にモータジェネレータMG2を稼動させる必要もなくなり、MG2は言わば空転状態となる。結局、固定変速モードでは、駆動軸500に現れる駆動トルクが、エンジントルクTeのうち、動力分割機構300により駆動軸500側に分割された直達成分(上記(2)式参照)のみとなり、ハイブリッド駆動装置10は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、その伝達効率が向上する。   In the fixed transmission mode, the reaction torque of the engine torque Te that should be borne by the motor generator MG1 can be replaced by the physical braking force of the lock mechanism 700. That is, it is not necessary to control motor generator MG1 in both the power generation state and the power running state, and motor generator MG1 can be stopped. Therefore, basically it is not necessary to operate the motor generator MG2, and the MG2 is in an idling state. After all, in the fixed speed change mode, the drive torque appearing on the drive shaft 500 is only the directly achieved portion (see the above formula (2)) divided by the power split mechanism 300 on the drive shaft 500 side in the engine torque Te, and hybrid drive The device 10 only performs mechanical power transmission, and the transmission efficiency is improved.

<1-2-2:MG1ロック制御の詳細>
ハイブリッド車両1において、変速モードは、ECU100によりその都度、ハイブリッド駆動装置10のシステム効率ηsysがより高い変速モードに制御される。この際、ECU100は、予めROMに格納された変速マップを参照する。この変速マップは、縦軸及び横軸に夫々要求駆動力Ft及び車速Vが表されてなる二次元マップである。変速マップ上においては、モータジェネレータMG1をロック状態に制御して固定変速モードを選択すべき領域が、MG1ロック領域として規定されている。尚、要求駆動力Ftとは、各ドライブシャフトに加わる駆動力の要求値であり、車速センサ14により検出される車速Vとアクセル開度センサ13により検出されるアクセル開度Accとをパラメータとする要求駆動力マップより取得される。ECU100は、車速V及び要求駆動力Ftにより規定されるハイブリッド車両1の運転条件が、固定変速モードに該当する場合に、MG1ロック制御を実行することによって、変速モードを無段変速モードから固定変速モードへ切り替える。
<1-2-2: Details of MG1 lock control>
In the hybrid vehicle 1, the speed change mode is controlled by the ECU 100 to a speed change mode in which the system efficiency ηsys of the hybrid drive device 10 is higher each time. At this time, the ECU 100 refers to a shift map stored in advance in the ROM. This shift map is a two-dimensional map in which the required driving force Ft and the vehicle speed V are represented on the vertical axis and the horizontal axis, respectively. On the shift map, an area in which motor generator MG1 is controlled to be locked and the fixed shift mode is to be selected is defined as an MG1 lock area. The required driving force Ft is a required value of the driving force applied to each drive shaft, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 14 and the accelerator opening Acc detected by the accelerator opening sensor 13 are used as parameters. Obtained from the required driving force map. The ECU 100 executes the MG1 lock control when the operating condition of the hybrid vehicle 1 defined by the vehicle speed V and the required driving force Ft corresponds to the fixed speed change mode, thereby changing the speed change mode from the continuously variable speed change mode. Switch to mode.

ここで、図4を参照し、MG1ロック制御の詳細について説明する。ここに、図4は、MG1ロック制御のフローチャートである。   Here, the details of the MG1 lock control will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of the MG1 lock control.

図4において、まずECU100は、回転同期制御を実行する(ステップS101)。ここで、回転同期制御とは、クラッチ板710とクラッチ板720とを回転同期状態に維持する制御であり、モータジェネレータMG1によりクラッチ板710の回転速度を、クラッチ板720の回転速度と同様に、ゼロになるように或いはゼロに近付けるように制御することにより実現される。また、本実施形態では、この回転同期制御において、クラッチ板710とクラッチ板720との位相状態も制御されることとする。即ち、これ以降に説明における「回転同期状態」とは、両者間で回転速度が同期し且つ位相が整合した状態を意味することとする。   In FIG. 4, first, the ECU 100 executes rotation synchronization control (step S101). Here, the rotation synchronization control is control for maintaining the clutch plate 710 and the clutch plate 720 in a rotation synchronization state, and the rotation speed of the clutch plate 710 by the motor generator MG1 is similar to the rotation speed of the clutch plate 720. This is realized by controlling to be zero or close to zero. In the present embodiment, the phase state between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 is also controlled in this rotation synchronization control. That is, the “rotation synchronization state” in the following description means a state in which the rotation speed is synchronized and the phase is matched between the two.

回転同期制御が開始されると、ECU100は、回転同期判別用閾値βを設定する(ステップS102)。ここで、回転同期判別用閾値βとは、クラッチ板710とクラッチ板720との回転速度の差に対応する、回転同期制御が終了したか否かを判別するための閾値である。上述の通り、厳密な意味での回転同期状態は、両者間の回転速度が等しくなることが必要とされるが、実際には、両者の回転速度が厳密に一致していない場合であっても、回転同期状態とみなすことができる。即ち、クラッチ板710とクラッチ板720との互いの回転速度の差がある程度小さければ、両者を係合させた場合に係合ショックや騒音が発生しない、又は発生しても問題とならない。そこで、本実施形態では、クラッチ板710とクラッチ板720との互いの回転速度に差はある場合であっても、その回転速度の差が回転同期判別用閾値β以内であれば、実質的に係合ショックや騒音が発生しない、又は発生しても問題とならないとして回転同期状態であると判別するように設定される。後述するように本実施形態では、クラッチ板710とクラッチ板720との回転速度の差が、回転同期判別用閾値β以内に収まった場合に回転同期状態であると判別される。   When the rotation synchronization control is started, the ECU 100 sets a rotation synchronization determination threshold value β (step S102). Here, the rotation synchronization determination threshold value β is a threshold value for determining whether or not the rotation synchronization control corresponding to the difference in rotation speed between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 has ended. As described above, the rotationally synchronized state in the strict sense requires that the rotational speeds between the two be equal, but in fact, even if the rotational speeds of both do not exactly match It can be regarded as a rotation synchronization state. That is, if the difference in rotational speed between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 is small to some extent, no engagement shock or noise will occur when they are engaged, or even if they do not cause any problems. Therefore, in the present embodiment, even if there is a difference between the rotational speeds of the clutch plate 710 and the clutch plate 720, if the rotational speed difference is within the rotation synchronization determination threshold value β, substantially. It is set so that it is determined that there is no engagement shock or noise, or that there is no problem even if it occurs, and that it is in a rotationally synchronized state. As will be described later, in the present embodiment, when the difference in rotational speed between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 falls within the rotation synchronization determination threshold value β, it is determined that the rotation synchronization state is established.

回転同期判別用閾値βは、クラッチ板710及びクラッチ板720の材質や形状等の固有の要素から、クラッチ板710とクラッチ板720とを係合させた場合に係合ショックが発生しない、又は発生しても問題とならない最大の回転速度の差として規定される許容値αと、係合段階におけるモータジェネレータMG1の回転数の乱れを示す回転数誤差γとを用いて、次式
β=α―γ・・・(3)
によって規定される。
The rotation synchronization determination threshold value β is not generated or is not generated when the clutch plate 710 and the clutch plate 720 are engaged due to inherent factors such as the material and shape of the clutch plate 710 and the clutch plate 720. Using the allowable value α defined as the maximum rotational speed difference that does not cause a problem and the rotational speed error γ indicating the disturbance of the rotational speed of the motor generator MG1 in the engagement stage, the following expression β = α− γ (3)
It is prescribed by.

尚、本実施形態においては、閾値βの設定方法として、(3)式を採用しているが、例えば、不確定さγを変数とする任意の関数f(γ)及びg(γ)、並びに所定の定数kを用いて、β=α/f(γ)、β=α・g(γ)及びβ=αk・γなどの算出式を用いて閾値βを設定することも可能である。この場合、これらの関数及び定数は、係合ショックは問題にならない程度に微小になるような回転同期状態を判別するための閾値βが算出されるように、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定するとよい。
In the present embodiment, the equation (3) is adopted as a method for setting the threshold value β. For example, arbitrary functions f (γ) and g (γ) having uncertainty γ as a variable, and It is also possible to set the threshold value β using a calculation formula such as β = α / f (γ), β = α · g (γ), and β = α k · γ using a predetermined constant k. . In this case, these functions and constants are experimentally and empirically in advance so that a threshold value β for determining a rotation synchronization state that is so small that engagement shock does not become a problem is calculated. It may be set theoretically or based on simulation or the like.

係合ショックを抑制するために、クラッチ板710及びクラッチ板720は、係合が開始する以前に回転同期状態にある必要があるが、クラッチ板710が固定されるサンギアS1は、駆動軸500側のリングギアR1及びエンジン200側のピニオンギアP1と相互に差動関係にあり、車速が変化しない(即ち、リングギアR1の回転速度が変化しない)と仮定すれば、サンギアS1の回転状態は、ピニオンギアP1の回転状態に左右される。従って、ロック過程を迎えるにあたってエンジントルクTeが変動すると、係合要素同士の同期関係が程度の差こそあれ崩れ、騒音レベルや係合ショックのレベルが実践上看過し難い程度に上昇する懸念がある。補足すれば、サンギアS1の回転状態は、モータジェネレータMG1により制御されるから、定常的に見れば、エンジントルクTeの変動に伴うサンギアS1の回転変動は、モータジェネレータMG1のトルクTmg1の制御により抑制できるものの、一種の過渡過程であるロック過程において、クラッチ板710及びクラッチ板720の位相関係を好適に維持し得る程度に精細にサンギアS1の回転変動を抑制することは、実践上不可能に近い。尚、このようにエンジントルクTeに変動が生じる場合としては、例えばドライバのスロットルの踏み込み具合が係合時に変化したり、ハイブリッド車両1の走行路面の状況が変動する場合など、ハイブリッド車両に対して外乱要素が入力された場合が相当する。   In order to suppress the engagement shock, the clutch plate 710 and the clutch plate 720 need to be in a rotationally synchronized state before the engagement is started, but the sun gear S1 to which the clutch plate 710 is fixed is on the drive shaft 500 side. Assuming that the ring gear R1 and the pinion gear P1 on the engine 200 side are in a differential relationship and the vehicle speed does not change (that is, the rotational speed of the ring gear R1 does not change), the rotational state of the sun gear S1 is It depends on the rotation state of the pinion gear P1. Therefore, if the engine torque Te fluctuates when entering the lock process, the synchronization relationship between the engagement elements may be collapsed to some extent, and the noise level and the level of engagement shock may rise to a level that is difficult to overlook in practice. . If it supplements, since the rotation state of the sun gear S1 is controlled by the motor generator MG1, the rotation fluctuation of the sun gear S1 accompanying the fluctuation of the engine torque Te is suppressed by the control of the torque Tmg1 of the motor generator MG1. Although it is possible, it is practically impossible to suppress the rotational fluctuation of the sun gear S1 finely to such an extent that the phase relationship between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 can be suitably maintained in the lock process which is a kind of transient process. . Note that the case where the engine torque Te fluctuates in this way is, for example, a case where the degree of depression of the driver's throttle changes at the time of engagement or the situation of the traveling road surface of the hybrid vehicle 1 fluctuates. This corresponds to the case where a disturbance element is input.

このように係合時におけるエンジントルクTeの変動に起因して、クラッチ板710及びクラッチ板720の位相関係を好適に維持することが困難になることを抑制するために、本実施形態では、クラッチ板720と同軸上に固定されたモータジェネレータMG1の回転数Nmg1をフィードバック制御を行っている。ここで、図5は、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1のフィードバック制御に関する各種制御信号の入出力を示すブロック図である。   In this embodiment, in order to suppress the difficulty in favorably maintaining the phase relationship between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 due to fluctuations in the engine torque Te during engagement, Feedback control is performed on the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 fixed coaxially with the plate 720. FIG. 5 is a block diagram showing input / output of various control signals related to feedback control of the rotational speed Nmg1 of motor generator MG1.

ECU100は、クラッチ板710及びクラッチ板720を回転同期状態にするためのモータジェネレータMG1の目標回転数(即ちクラッチ板710の回転速度がゼロになるような回転数)を設定し、制御対象であるモータジェネレータMG1の実際の回転数Nmg1がこの目標回転数に一致するように、制御対象であるモータジェネレータMG1のトルクTmg1を制御する。しかし、上述のように外乱要素の入力がある場合、モータジェネレータMG1のトルクTmg1が少なからず乱されるので、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1もまた目標回転数からずれてしまう。そこで、ECU100は、実際のモータジェネレータMG1の回転数Nmg1をモニタすることで、目標回転数との差分を算出し、当該差分を打ち消すようにモータジェネレータMG1のトルクTmg1をフィードバック制御する。   The ECU 100 sets a target rotational speed of the motor generator MG1 for bringing the clutch plate 710 and the clutch plate 720 into a rotationally synchronized state (that is, a rotational speed at which the rotational speed of the clutch plate 710 becomes zero), and is an object to be controlled. Torque Tmg1 of motor generator MG1 to be controlled is controlled so that actual rotation speed Nmg1 of motor generator MG1 matches this target rotation speed. However, when the disturbance element is input as described above, the torque Tmg1 of the motor generator MG1 is disturbed to some extent, so that the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 also deviates from the target rotational speed. Therefore, ECU 100 monitors the actual rotational speed Nmg1 of motor generator MG1, calculates the difference from the target rotational speed, and feedback-controls torque Tmg1 of motor generator MG1 so as to cancel the difference.

また外乱オブザーバ110は、外乱要素の入力の前後におけるモータジェネレータMG1の出力トルク(即ち、Tmg11及びTmg12)を夫々取得する。外乱オブザーバ110は、外乱要素の入力の前後におけるモータジェネレータMG1の出力トルクTmg11及びTmg12の差分ΔTを求め、当該差分ΔTに基づいてエンジントルクTEのうちモータジェネレータMG1のロータRTに印加される分力を推定する。前述のとおり、モータジェネレータMG1のトルクTmg1は、エンジントルクTEの反力として発生させられるので、このようにエンジントルクTEのうちモータジェネレータMG1のロータRTに印加される分力を推定することによって、モータジェネレータMG1のトルクTmg1を推定することができる。ECU100は、このように外乱オブザーバ110によって推定されたモータジェネレータMG1のトルクTmg1(以下モータジェネレータMG1の推定トルクTmgn1という)に基づいて、トルクの観点からもモータジェネレータMG1の回転数Nmg1をフィードバック制御している。   Also, the disturbance observer 110 acquires the output torque (ie, Tmg11 and Tmg12) of the motor generator MG1 before and after the input of the disturbance element. The disturbance observer 110 obtains a difference ΔT between the output torques Tmg11 and Tmg12 of the motor generator MG1 before and after the input of the disturbance element, and based on the difference ΔT, a component force applied to the rotor RT of the motor generator MG1. Is estimated. As described above, the torque Tmg1 of the motor generator MG1 is generated as a reaction force of the engine torque TE. Thus, by estimating the component force applied to the rotor RT of the motor generator MG1 in the engine torque TE in this way, Torque Tmg1 of motor generator MG1 can be estimated. Based on torque Tmg1 of motor generator MG1 estimated by disturbance observer 110 in this way (hereinafter referred to as estimated torque Tmgn1 of motor generator MG1), ECU 100 performs feedback control on rotational speed Nmg1 of motor generator MG1 also from the viewpoint of torque. ing.

ここで図6は、実際のモータジェネレータMG1のトルクTmg1と、モータジェネレータMG1の推定トルクTmgn1との関係を示すグラフ図である。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between actual torque Tmg1 of motor generator MG1 and estimated torque Tmgn1 of motor generator MG1.

図6に示すように、例えば、時刻t1からドライバがハイブリッド車両1のアクセルを踏むことによって、実際のモータジェネレータMG1のトルクTmg1が時間に比例するように増加した場合、モータジェネレータMG1の推定トルクTmgn1は、モータジェネレータMG1のトルクTmg1と同様に時刻t1から増加し始めるものの、時刻t1付近の時間では実際のモータジェネレータMG1のトルクTmg1に比べて増加の速度が遅い。即ち、モータジェネレータMG1の推定トルクTmgn1は、実際のモータジェネレータMG1のトルクTmg1に対して時間的な遅延を伴う。この遅延は外乱オブザーバ110が推定トルクTmgn1を求める過程において時間微分を含んでいることに起因するものである。具体的には、本実施形態における外乱オブザーバ110は、ある特定の時刻において推定トルクTmgn1を求める際に、当時刻より過去のモータジェネレータMG1のトルクTmg1の変化履歴について時間微分演算を施す。従って、ある時刻で外乱が入力されることによって実際のモータジェネレータMG1のトルクTmg1が変化したとしても、推定トルクTmgn1は過去のモータジェネレータMG1のトルクTmg1に基づいて算出されているため、入力された外乱の影響を含んでいない。そのため、モータジェネレータMG1の推定トルクTmgn1は必然的に誤差を含む。   As shown in FIG. 6, for example, when the actual torque Tmg1 of motor generator MG1 increases in proportion to time by the driver stepping on the accelerator of hybrid vehicle 1 from time t1, estimated torque Tmgn1 of motor generator MG1 is increased. Is increased from time t1 similarly to the torque Tmg1 of the motor generator MG1, but the increase speed is slower than the actual torque Tmg1 of the motor generator MG1 in the time around the time t1. That is, estimated torque Tmgn1 of motor generator MG1 is accompanied by a time delay with respect to actual torque Tmg1 of motor generator MG1. This delay is due to the fact that the disturbance observer 110 includes time differentiation in the process of obtaining the estimated torque Tmgn1. Specifically, when obtaining the estimated torque Tmgn1 at a specific time, the disturbance observer 110 in the present embodiment performs a time differentiation operation on the change history of the torque Tmg1 of the motor generator MG1 from the current time. Therefore, even if the actual torque Tmg1 of the motor generator MG1 changes due to the input of a disturbance at a certain time, the estimated torque Tmgn1 is calculated based on the past torque Tmg1 of the motor generator MG1, and thus input Does not include the effects of disturbance. Therefore, estimated torque Tmgn1 of motor generator MG1 necessarily includes an error.

このようにモータジェネレータMG1の回転数Nmg1のフィードバック制御に用いられる推定トルクTmgn1に誤差が含まれると、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1の制御の正確さが低下してしまう。そこで本実施形態に係る制御装置では、予め推定トルクTmgn1に誤差を考慮して、回転同期状態にあるか否かを判別するための回転同期判別用閾値βを設定する際に考慮することで、係合ショックの発生を効果的に抑制することができる。本願発明者の研究によれば、推定トルクTmgn1に含まれる誤差に基づいて生じるモータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγは、モータジェネレータMG1が有する慣性モーメントJを用いて、次式
γ=(Tmg1−Tmgn1)/J・・・(4)
によって求めることができる。
As described above, if the estimated torque Tmgn1 used for feedback control of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 includes an error, the control accuracy of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 is reduced. Therefore, in the control device according to the present embodiment, by considering the error in the estimated torque Tmgn1 in advance, when setting the rotation synchronization determination threshold β for determining whether or not the rotation synchronization state is set, The occurrence of engagement shock can be effectively suppressed. According to the research of the present inventor, the uncertainty γ of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 generated based on the error included in the estimated torque Tmgn1 is calculated using the following equation γ = (Tmg1-Tmgn1) / J (4)
Can be obtained.

再び図4に戻って、ECU100は設定された回転同期判別用閾値βに基づいて、回転同期が完了したか否かを判別する(ステップS103)。   Returning to FIG. 4 again, the ECU 100 determines whether or not the rotation synchronization is completed based on the set rotation synchronization determination threshold value β (step S103).

ここで、仮にモータジェネレータMG1の回転数Nmg1を正確に制御できると仮定した場合、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1は、クラッチ板710及びクラッチ板720の材質や形状等の固有の要素から、クラッチ板710とクラッチ板720とを係合させた場合に係合ショックが発生しない、又は発生しても問題とならない最大の回転速度の差として規定される許容値αを基準として回転同期が完了したか否かが判別される。即ち、回転数Nmg1が正確に把握できるので、許容値αを回転同期判別用閾値としてそのまま用いても、係合ショックが発生する可能性は極めて少ない。
Here, if it is assumed that the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 can be accurately controlled, the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 is determined based on inherent factors such as the material and shape of the clutch plate 710 and the clutch plate 720, and the clutch plate. Is the rotation synchronization completed with reference to an allowable value α defined as the maximum rotational speed difference that does not cause an engagement shock when the clutch 710 and the clutch plate 720 are engaged or does not cause any problem? It is determined whether or not. That is, since the rotation speed Nmg1 can be accurately grasped, even if the allowable value α is used as it is as the rotation synchronization determination threshold value, there is very little possibility that an engagement shock will occur.

しかしながら、上述したように、実際には、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1を正確に制御することは不可能であり、係合段階におけるモータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγの分だけ、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1に不確定さが伴うこととなる。そこで、本実施形態では、許容値αから係合段階におけるモータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγを予め差し引いた値βを回転同期判別用閾値として用いることで(上式(3)参照)、係合時のショックの発生を効果的に抑制することができる。即ち、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1に含まれる誤差を予め考慮した値に基づいて回転同期状態を判別することに特徴がある。   However, as described above, in actuality, it is impossible to accurately control the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1, and the amount of uncertainty γ of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 in the engagement stage is reduced. Uncertainty accompanies the rotational speed Nmg1 of motor generator MG1. Therefore, in the present embodiment, a value β obtained by subtracting in advance the uncertainty γ of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 in the engagement stage from the allowable value α is used as a rotation synchronization determination threshold (see the above equation (3)). ), The occurrence of shock during engagement can be effectively suppressed. That is, it is characterized in that the rotation synchronization state is determined based on a value that takes into account an error included in the rotation speed Nmg1 of the motor generator MG1 in advance.

図7は、クラッチ板710及びクラッチ板720回転同期が完了する前後におけるモータジェネレータMG1の回転数Nmg1の経時変化の一例を示すグラフ図である。   FIG. 7 is a graph showing an example of a change over time in the rotation speed Nmg1 of the motor generator MG1 before and after the rotation synchronization of the clutch plate 710 and the clutch plate 720 is completed.

図7に示すように、回転同期開始時からモータジェネレータMG1の回転数Nmg1は、完全に同期状態にあるゼロに向かって減少していく。そして、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1が回転同期判別用閾値β以内になった場合に、回転同期が完了したとして係合段階に移行し、ECU100はアクチュエータに命令してクラッチ板710及びクラッチ板720の係合を実行する。係合開始後、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1にはγの分だけ不確定さが伴うため、アクチュエータの作動中に回転数Nmg1は、係合開始時のモータジェネレータMG1の回転数Nmg1をNmg1sとすると、
Nmg1s―γ<Nmg<Nmg1s+γ・・・(5)
の範囲でバラツク可能性がある(図7の一点鎖線を参照)。しかしながら、バラツク範囲の上限回転数Nmg1s+γ及び下限回転数Nmg1s―γの絶対値はいずれも、回転同期判別用閾値βよりも小さいため、回転同期状態を維持することが可能である。即ち、予めモータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγを考慮して回転同期判別用閾値が設定されているため、外乱要素の入力によってモータジェネレータMG1の回転数Nmg1がばらついても、確実に係合ショックを抑制することができる。
As shown in FIG. 7, the rotation speed Nmg1 of motor generator MG1 decreases toward zero in a completely synchronized state from the start of rotation synchronization. When the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 falls within the rotation synchronization determination threshold value β, the ECU 100 commands the actuator and shifts to the clutch plate 710 and the clutch plate 720 because rotation synchronization is completed. The engagement is executed. After the engagement is started, the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 is uncertain by γ, so the rotational speed Nmg1 during the operation of the actuator is the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 at the start of engagement as Nmg1s. Then
Nmg1s−γ <Nmg <Nmg1s + γ (5)
(See the one-dot chain line in FIG. 7). However, since the absolute values of the upper limit rotation speed Nmg1s + γ and the lower limit rotation speed Nmg1s−γ of the variation range are both smaller than the rotation synchronization determination threshold value β, the rotation synchronization state can be maintained. That is, since the rotation synchronization determination threshold value is set in advance in consideration of the uncertainty γ of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1, even if the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 varies due to the input of a disturbance element, it is ensured. The engagement shock can be suppressed.

再度図4に戻って、クラッチ板710とクラッチ板720との回転同期が完了すると(ステップS103:YES)、ECU100は、係合制御を開始する(ステップS104)。係合制御とは、クラッチ板720をクラッチ板710の方向へ所定量ストロークさせる制御を意味し、ECU100が電磁アクチュエータを駆動制御することにより実現される。尚、係合制御の実行期間は、本発明に係る「係合段階」に相当する。   Returning to FIG. 4 again, when the rotation synchronization between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 is completed (step S103: YES), the ECU 100 starts the engagement control (step S104). Engagement control means control for causing the clutch plate 720 to stroke a predetermined amount in the direction of the clutch plate 710, and is realized by the ECU 100 driving and controlling the electromagnetic actuator. The execution period of the engagement control corresponds to the “engagement stage” according to the present invention.

係合制御が開始されると、ECU100は、クラッチ板710とクラッチ板720との係合が完了したか否かを判別する(ステップS105)。係合途中である場合には(ステップS105:NO)、ステップS104が継続され、クラッチ板720のストロークが継続されると共に、両者の係合が完了すると(ステップS105:YES)、MG1ロック制御は終了する。
<2.第2実施形態>
第1実施形態では、予めモータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγを考慮して回転同期判別用閾値が設定している。しかしながら、外乱要素の影響が大きい場合、例えばドライバが急加減速したり、路面状況が急激に変化した場合には、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγの値が大きくなり、バラツク範囲の上限回転数Nmg1s+γ及び下限回転数Nmg1s―γの少なくとも一方が、クラッチ板710とクラッチ板720とを係合させた場合に係合ショックが発生しない、又は発生しても問題とならない最大の回転速度の差として規定される許容値αを超えてしまうことが考えられる。この場合、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1が、許容値αを超える可能性が生じ、係合ショックが生ずるリスクが高まってしまう。
When the engagement control is started, the ECU 100 determines whether or not the engagement between the clutch plate 710 and the clutch plate 720 has been completed (step S105). When the engagement is in progress (step S105: NO), step S104 is continued, the stroke of the clutch plate 720 is continued, and when the engagement of both is completed (step S105: YES), the MG1 lock control is performed. finish.
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the rotation synchronization determination threshold value is set in advance in consideration of the uncertainty γ of the rotation speed Nmg1 of the motor generator MG1. However, when the influence of the disturbance element is large, for example, when the driver suddenly accelerates or decelerates or the road surface condition changes suddenly, the value of the uncertainty γ of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 becomes large, and the variation range When the clutch plate 710 and the clutch plate 720 are engaged with each other, at least one of the upper limit rotation speed Nmg1s + γ and the lower limit rotation speed Nmg1s−γ is the maximum rotation at which no engagement shock occurs or no problem occurs. It is conceivable that the allowable value α defined as the speed difference is exceeded. In this case, there is a possibility that the rotational speed Nmg1 of motor generator MG1 exceeds the allowable value α, and the risk of causing an engagement shock increases.

そこで、第2実施形態では、ある所定値より大きな外乱要素の入力があった場合に、ECU100によりエンジン200の出力値を指令する際の信号であるエンジン指令パワーPneの上限値を予め設定することで、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγを適切な値に抑えることができる。   Therefore, in the second embodiment, when a disturbance element larger than a predetermined value is input, an upper limit value of the engine command power Pne that is a signal when the ECU 100 commands the output value of the engine 200 is set in advance. Thus, the uncertainty γ of the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 can be suppressed to an appropriate value.

図8は、モータジェネレータMG1のロック制御の実行過程におけるエンジン200の動作状態の一時間推移を例示する模式的な時間特性図である。図8では、上段から順に、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1、エンジントルクTe及びエンジン指令パワーPneの時間特性(即ち、横軸は時刻で共通である)が例示されている。   FIG. 8 is a schematic time characteristic diagram illustrating a one-hour transition of the operating state of engine 200 in the execution process of the lock control of motor generator MG1. FIG. 8 illustrates time characteristics of the rotation speed Nmg1, the engine torque Te, and the engine command power Pne of the motor generator MG1 in order from the top (that is, the horizontal axis is common in time).

図示時刻T1において、モータジェネレータMG1のロック要求に応じて回転同期段階が開始され、クラッチ板710とクラッチ板720とが回転同期状態になるように、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1が増加し始める。時刻T2において、ドライバがスロットル開度Thrを時間に比例して増加するように操作し始める。このとき、ECU100は同時に、エンジン200に対してエンジン出力(即ちエンジントルクTe)を増加させるようにエンジン指令パワーPneを上昇させ始める。ここで、上述の通り、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγを適切な値に抑えるために、時刻T3において、エンジン指令パワーPneの値をPne1に一時的に制限する。尚、エンジン指令パワーPneの変化を受けて、エンジントルクTeは、エンジン指令パワーPneから所定の時間だけ遅延して、時刻T4から増加し始める。また時刻T4では、Pne1に制限されていたエンジン指令パワーPneが、再度増加し始める。時刻T5になると、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1の変化が終了し、クラッチ板710とクラッチ板720は回転同期状態となる。尚、本実施形態では時刻T1からT5までの回転同期段階は300msを要するものとする。また、時刻T5では、時刻T3からT4の期間(30ms)において一定とされていたエンジン指令パワーPneに対応するように、エンジントルクTeが一定に維持されると共に、クラッチ板710とクラッチ板720との係合が開始される。係合時(即ち、T5からT6の期間)においてはモータジェネレータMG1の回転数Nmg1に不確定さγが伴うものの、第1実施形態と同様に、許容値αを超えてしまうことはないため、係合ショックが生じることはない。   At a time T1 shown in the figure, a rotation synchronization stage is started in response to a lock request of the motor generator MG1, and the rotation speed Nmg1 of the motor generator MG1 starts to increase so that the clutch plate 710 and the clutch plate 720 are in a rotation synchronization state. At time T2, the driver starts operating to increase the throttle opening degree Thr in proportion to the time. At this time, the ECU 100 starts to increase the engine command power Pne so as to increase the engine output (that is, the engine torque Te) to the engine 200 at the same time. Here, as described above, in order to suppress uncertainty γ of rotation speed Nmg1 of motor generator MG1 to an appropriate value, the value of engine command power Pne is temporarily limited to Pne1 at time T3. In response to the change in the engine command power Pne, the engine torque Te is delayed from the engine command power Pne by a predetermined time and starts increasing from time T4. At time T4, the engine command power Pne that is limited to Pne1 starts to increase again. At time T5, the change in the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1 is completed, and the clutch plate 710 and the clutch plate 720 are in a rotationally synchronized state. In this embodiment, it is assumed that the rotation synchronization stage from time T1 to T5 requires 300 ms. At time T5, the engine torque Te is maintained constant so as to correspond to the engine command power Pne that was constant during the period from time T3 to T4 (30 ms), and the clutch plate 710 and the clutch plate 720 Is engaged. At the time of engagement (ie, the period from T5 to T6), although the uncertainty γ accompanies the rotational speed Nmg1 of the motor generator MG1, it does not exceed the allowable value α as in the first embodiment. There is no engagement shock.

エンジン指令パワーPneを一定値Pne1に制限されている時刻T3からT4の期間は、クラッチ板710とクラッチ板720とが係合するのに要する期間である時刻T5からT6の期間と同様に、30msである。また、エンジン指令パワーPneの制限が開始された時刻T3と、実際にエンジントルクTeが一定に維持され始める時刻T5とは、Amsだけ時間差がある。即ち、本態様では、エンジントルクTeはエンジン指令パワーPneに対してAmsの時間遅延を伴う。   The period from time T3 to T4 in which the engine command power Pne is limited to a constant value Pne1 is 30 ms, similar to the period from time T5 to T6, which is a period required for the clutch plate 710 and the clutch plate 720 to be engaged. It is. Further, there is a time difference of Ams between the time T3 when the restriction of the engine command power Pne is started and the time T5 when the engine torque Te is actually maintained constant. That is, in this aspect, the engine torque Te is accompanied by a time delay of Ams with respect to the engine command power Pne.

尚、係合時(即ち、T5からT6の期間)においてエンジントルクTeが一定に維持されていることは、時刻T3からT4の期間において、スロットル開度が増加しているにも関わらずエンジン指令パワーPneを一定値Pne1に制限されることに起因するものである。そのため、抑制されたエンジン指令パワーPneに従って、遅延して発生したエンジントルクTeのみを用いて走行すると、ドライバの要求(即ち、スロットル開度の程度)に対して加減速が不十分であり、ドライバに違和感を感じさせる原因ともなる。そこで、本実施形態ではバッテリ12に蓄積された電力を用いてモータジェネレータMG2を力行させることにより、制限されたエンジントルクTeを補い、ドライバの違和感を軽減させることができる。   It should be noted that the engine torque Te is maintained constant during engagement (that is, the period from T5 to T6) because the engine command is issued in the period from time T3 to T4 despite the increase in the throttle opening. This is because the power Pne is limited to a constant value Pne1. Therefore, if the vehicle travels using only the engine torque Te generated with a delay in accordance with the suppressed engine command power Pne, the acceleration / deceleration is insufficient with respect to the driver's request (that is, the degree of throttle opening). It also causes a sense of discomfort. Therefore, in the present embodiment, the motor generator MG2 is powered using the electric power stored in the battery 12, so that the limited engine torque Te can be compensated and the driver's uncomfortable feeling can be reduced.

上述したように、係合段階においてエンジントルクTeが一定値Te1に維持されるために、エンジン指令パワーPneが所定の期間において制限を受ける。この所定の期間は、ECU100によるエンジン指令パワー制限タイミング制御によって、回転同期段階のしかるべきタイミングに設けられる。図9は、エンジン指令パワー制限タイミング制御のフローチャート図である。   As described above, since the engine torque Te is maintained at the constant value Te1 in the engagement stage, the engine command power Pne is limited for a predetermined period. This predetermined period is provided at an appropriate timing in the rotation synchronization stage by the engine command power limit timing control by the ECU 100. FIG. 9 is a flowchart of engine command power limit timing control.

まず、ECU100は、エンジン指令パワーPneに対するエンジントルクTeの時間遅延A(ms)を算出する(ステップS201)。時間遅延(Ams)はエンジン200の駆動状態等によって可変であり、予めECU100は、予めROMに格納されたマップを参照することによって、遅延時間A(ms)を特定する。このマップは、例えば、縦軸及び横軸に夫々エンジントルクTe及び遅延時間A(ms)が表されてなる二次元マップである。   First, the ECU 100 calculates a time delay A (ms) of the engine torque Te with respect to the engine command power Pne (step S201). The time delay (Ams) is variable depending on the driving state of the engine 200, and the ECU 100 specifies the delay time A (ms) by referring to a map stored in advance in the ROM. This map is, for example, a two-dimensional map in which the engine torque Te and the delay time A (ms) are represented on the vertical axis and the horizontal axis, respectively.

続いて、ステップS202では回転同期制御が開始したか否かを判断する。回転同期制御が開始されていない場合(ステップS202:NO)、ECUは再びステップS202を実行し、ループを形成する。一方、回転同期制御が開始された場合(ステップS202:YES)、ECU100はカウントを開始し(ステップS203)、カウントが次式
(300ms−A)<カウント<(300ms−A+30ms)・・・(6)
を満たすか否かを判定する。尚、図8に示すように、上式(6)の下限値(300ms−A)及び上限値(300ms−A+30ms)は、夫々エンジン指令パワーPneが制限を受けて一定に維持される期間の開始時である時刻T3及び終了時である時刻T4に対応する。
Subsequently, in step S202, it is determined whether or not the rotation synchronization control is started. When the rotation synchronization control has not been started (step S202: NO), the ECU executes step S202 again to form a loop. On the other hand, when the rotation synchronization control is started (step S202: YES), the ECU 100 starts counting (step S203), and the count is expressed by the following equation (300ms−A) <count <(300ms−A + 30ms) (6). )
It is determined whether or not the above is satisfied. As shown in FIG. 8, the lower limit value (300 ms-A) and the upper limit value (300 ms-A + 30 ms) of the above equation (6) are the start of a period during which the engine command power Pne is limited and maintained constant. It corresponds to time T3 which is time and time T4 which is end time.

上式(6)を満たす場合(ステップ204:YES)、係合段階におけるエンジントルクTeの変化が停止するように、ECU100はエンジン指令パワーPneを一定値Pne1に制限する(ステップS205)。一方、上式(6)を満たさない場合(ステップ204:NO)は、上式(6)を満たすまでカウントを続行する。   When the above equation (6) is satisfied (step 204: YES), the ECU 100 limits the engine command power Pne to a constant value Pne1 so that the change of the engine torque Te in the engagement stage stops (step S205). On the other hand, when the above equation (6) is not satisfied (step 204: NO), the count is continued until the above equation (6) is satisfied.

このように、時刻T5においてエンジントルクTeの変化が一時的に停止するように、予め把握され得る時間遅延量に基づいて、エンジン指令パワーPneが一定値Pne1に制限されるタイミングである時刻T3が決定されているのである。同様に、時刻T6においてエンジントルクTeが再度増加するように、予め把握され得る時間遅延量に基づいて、エンジン指令パワーPneの制限が解除されるタイミングである時刻T5が決定される。また、本実施形態における係合段階に要する期間は30msであるが、この期間の長さ(即ち、クラッチ板同士を係合させるのに要する時間)は、クラッチ板720を所定量ストロークさせるのに要する時間であり、予め実験等により把握可能である。   In this way, the time T3, which is the timing at which the engine command power Pne is limited to the constant value Pne1, based on the time delay amount that can be grasped in advance so that the change in the engine torque Te temporarily stops at the time T5. It has been decided. Similarly, time T5, which is the timing at which the restriction on engine command power Pne is released, is determined based on a time delay amount that can be grasped in advance so that engine torque Te increases again at time T6. Further, the period required for the engagement stage in this embodiment is 30 ms, but the length of this period (that is, the time required for engaging the clutch plates) is to make the clutch plate 720 stroke a predetermined amount. This is the time required and can be determined in advance through experiments or the like.

このように、本実施形態に係るモータジェネレータMG1のロック制御によれば、大きな外乱要素の入力があった場合であっても、エンジン指令パワーPneを適切に制限することによって、モータジェネレータMG1の回転数Nmg1の不確定さγを適切な値に抑え、より確実に係合ショックの発生を抑制することが可能となる。
<3.第3実施形態>
上記第1及び第2実施形態においては、ハイブリッド駆動装置10が固定変速モードを採るに際して、MG1がロックされる(正確には、サンギアS1及びクラッチ板710を介してMG1がロックされる)構成を採る。然るに、固定変速モードを得るに際してのハイブリッド駆動装置の構成は、この種のMG1ロックに限定されない。ここで、図10を参照し、他のハイブリッド駆動装置の構成について説明する。ここに、図10は、本発明の第3実施形態に係るハイブリッド駆動装置20の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
As described above, according to the lock control of the motor generator MG1 according to the present embodiment, the rotation of the motor generator MG1 can be performed by appropriately limiting the engine command power Pne even when a large disturbance element is input. The uncertainty γ of several Nmg1 can be suppressed to an appropriate value, and the occurrence of engagement shock can be suppressed more reliably.
<3. Third Embodiment>
In the first and second embodiments, when the hybrid drive apparatus 10 adopts the fixed speed change mode, the MG1 is locked (more precisely, the MG1 is locked via the sun gear S1 and the clutch plate 710). take. However, the configuration of the hybrid drive device for obtaining the fixed speed change mode is not limited to this type of MG1 lock. Here, the configuration of another hybrid drive apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid drive apparatus 20 according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 2, and the description thereof is omitted as appropriate.

図10において、ハイブリッド駆動装置20は、動力分割機構300に代えて、本発明に係る「動力伝達機構」の他の一例として動力分割機構800を備える点において、ハイブリッド駆動装置10と相違する構成となっている。動力分割機構800は、複数の回転要素により構成される差動機構として、シングルピニオンギア型の第1遊星歯車機構810及びダブルピニオン型の第2遊星歯車機構820を備えた、所謂ラビニヨ型遊星歯車機構の形態を採る。   In FIG. 10, the hybrid drive device 20 is different from the hybrid drive device 10 in that it includes a power split mechanism 800 as another example of the “power transmission mechanism” according to the present invention instead of the power split mechanism 300. It has become. The power split mechanism 800 includes a so-called Ravigneaux type planetary gear having a single pinion gear type first planetary gear mechanism 810 and a double pinion type second planetary gear mechanism 820 as a differential mechanism constituted by a plurality of rotating elements. Take the form of a mechanism.

第1遊星歯車機構810は、サンギア811、キャリア812及びリングギア813並びに軸線方向に自転し且つキャリア812の自転により公転するようにキャリア812に保持された、サンギア811及びリングギア813に噛合するピニオンギア814を備え、サンギア811にモータジェネレータMG1のロータが、キャリア812に入力軸400が、またリングギア813に駆動軸500が夫々連結された構成となっている。   The first planetary gear mechanism 810 includes a sun gear 811, a carrier 812, a ring gear 813, and a pinion that meshes with the sun gear 811 and the ring gear 813 that are held in the carrier 812 so as to rotate in the axial direction and revolve due to the rotation of the carrier 812. A gear 814 is provided, the rotor of the motor generator MG 1 is connected to the sun gear 811, the input shaft 400 is connected to the carrier 812, and the drive shaft 500 is connected to the ring gear 813.

第2遊星歯車機構820は、サンギア821、キャリア822及びリングギア823並びに軸線方向に自転し且つキャリア822の自転により公転するように夫々キャリア822に保持された、サンギア821に噛合するピニオンギア825及びリングギア823に噛合するピニオンギア824を備え、サンギア821にブレーキ機構700のカム710(不図示)が連結された構成となっている。即ち、本実施形態においては、サンギア821が、本発明に係る「第1回転要素」の他の一例として機能する。   The second planetary gear mechanism 820 includes a sun gear 821, a carrier 822, a ring gear 823, and a pinion gear 825 that meshes with the sun gear 821 and is held by the carrier 822 so as to rotate in the axial direction and revolve by the rotation of the carrier 822. A pinion gear 824 that meshes with the ring gear 823 is provided, and a cam 710 (not shown) of the brake mechanism 700 is connected to the sun gear 821. That is, in this embodiment, the sun gear 821 functions as another example of the “first rotating element” according to the present invention.

このように、動力分割機構800は、全体として第1遊星歯車機構810のサンギア811、第2遊星歯車機構820のサンギア821(第1回転要素)、相互に連結された第1遊星歯車機構810のキャリア812及び第2遊星歯車機構820のリングギア823からなる第3回転要素群、並びに相互に連結された第1遊星歯車機構810のリングギア813及び第2遊星歯車機構820のキャリア822からなる第2回転要素群の、合計4個の回転要素(回転要素群)を備えている。   As described above, the power split mechanism 800 generally includes the sun gear 811 of the first planetary gear mechanism 810, the sun gear 821 (first rotating element) of the second planetary gear mechanism 820, and the first planetary gear mechanism 810 connected to each other. The third rotating element group including the carrier 812 and the ring gear 823 of the second planetary gear mechanism 820, and the ring gear 813 of the first planetary gear mechanism 810 and the carrier 822 of the second planetary gear mechanism 820 connected to each other. A total of four rotating elements (rotating element groups) of two rotating element groups are provided.

ハイブリッド駆動装置20によれば、サンギア821がロック状態となり、その回転速度がゼロとなると、車速Vと一義的な回転速度を有する第2回転要素群と、このサンギア821とによって、残余の一回転要素たる第3回転要素群の回転速度が規定される。第3回転要素群を構成するキャリア812は、エンジン200(不図示)のクランクシャフト205に連結された入力軸400に連結されているため、結局エンジン200の機関回転速度Neは、車速Vと一義的な関係となって、固定変速モードが実現されるのである。このように、固定変速モードは、ハイブリッド駆動装置10以外の構成においても実現可能であり、それに合わせて、ブレーキ機構700のクラッチ板710が固定される第1回転要素も適宜変更されてよい。尚、動力分割機構800を構成する各回転要素のうち、相互に連結されたもの同士以外の回転要素には差動作用が生じるため、第1回転要素たるサンギア821の回転速度は、第1実施形態と同様にモータジェネレータMG1により制御可能である。   According to the hybrid drive device 20, when the sun gear 821 is locked and its rotational speed becomes zero, the second rotational element group having a rotational speed that is unambiguous with the vehicle speed V and the sun gear 821 make one remaining rotation. The rotation speed of the third rotating element group as the element is defined. Since the carrier 812 constituting the third rotating element group is connected to the input shaft 400 connected to the crankshaft 205 of the engine 200 (not shown), the engine rotational speed Ne of the engine 200 is ultimately the same as the vehicle speed V. Thus, the fixed speed change mode is realized. As described above, the fixed speed change mode can also be realized in configurations other than the hybrid drive device 10, and the first rotating element to which the clutch plate 710 of the brake mechanism 700 is fixed may be appropriately changed accordingly. Of the rotating elements constituting the power split mechanism 800, the rotating elements other than those connected to each other have a differential action. Therefore, the rotational speed of the sun gear 821 as the first rotating element is the first speed. It can be controlled by the motor generator MG1 as in the embodiment.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and control of a hybrid vehicle involving such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、回転同期式の係合装置を備えたハイブリッド車両に利用可能である。   The present invention can be used for a hybrid vehicle including a rotation-synchronized engagement device.

1…ハイブリッド車両、10…ハイブリッド駆動装置、20…ハイブリッド駆動装置(第2実施形態)、100…ECU、200…エンジン、205…クランクシャフト、300…動力分割機構、310…サンギア軸、S1…サンギア、C1…キャリア、R1…リングギア、MG1…モータジェネレータ、MG2…モータジェネレータ、400…入力軸、500…駆動軸、600…減速機構、700…ロック機構、710…第1係合要素、720…第2係合要素、800…動力分割機構(第2実施形態)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hybrid vehicle, 10 ... Hybrid drive device, 20 ... Hybrid drive device (2nd Embodiment), 100 ... ECU, 200 ... Engine, 205 ... Crankshaft, 300 ... Power split mechanism, 310 ... Sun gear shaft, S1 ... Sun gear , C1 ... carrier, R1 ... ring gear, MG1 ... motor generator, MG2 ... motor generator, 400 ... input shaft, 500 ... drive shaft, 600 ... deceleration mechanism, 700 ... lock mechanism, 710 ... first engagement element, 720 ... Second engagement element, 800 ... power split mechanism (second embodiment)

Claims (5)

内燃機関及び回転電機を含む動力要素と、
前記回転電機により回転速度が調整可能な第1回転要素、車軸に繋がる駆動軸に連結される第2回転要素及び前記内燃機関に連結される第3回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備え、該複数の回転要素の状態に応じて定まる動力伝達モードに従って前記動力要素と前記駆動軸との間の動力伝達を行う動力伝達機構と、
前記第1回転要素に固定された第1係合要素と該第1係合要素に対向するように取り付けられた第2係合要素とを有し、前記動力伝達モードとして前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が固定される固定変速モードに対応する、前記第1係合要素と前記第2係合要素とが係合してなるロック状態と、前記動力伝達モードとして前記変速比が連続的に可変な無段変速モードに対応する、前記第1係合要素と前記第2係合要素とが係合しない非ロック状態との間で状態を切り替え可能に構成されると共に、前記非ロック状態から前記ロック状態へと前記状態を切り替える過程としてのロック過程が、前記第1係合要素と前記第2係合要素とを回転同期状態に維持する回転同期段階と、前記回転同期状態において前記第1係合要素と前記第2係合要素とを係合させる係合段階とを含むロック手段
を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
一次遅れを伴って前記回転電機のトルクを推定する推定手段と、
前記推定されたトルクと、前記回転電機の慣性モーメントとに基づいて、前記係合段階における前記回転電機の回転速度の不確定さγを算出する算出手段と、
前記回転電機回転同期状態にあるか否かを判別するための閾値βを、前記算出された不確定さγと、前記第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の許容値とに基づいて設定する設定手段と、
前記回転電機の回転数速度が前記設定された閾値β以内である場合に、前記第1及び第2係合要素が前記回転同期状態であると判別する判別手段と、
前記第1及び第2係合要素が前記回転同期状態であると判別された場合に、前記状態が前記非ロック状態から前記ロック状態に切り替わるように前記第1及び前記第2係合要素を制御する制御手段と
を備え、
前記設定手段は、前記不確定さγが大きいほど前記閾値βが小さくなるように設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
Power elements including an internal combustion engine and a rotating electrical machine;
A plurality of mutually rotatable differentials including a first rotating element whose rotation speed can be adjusted by the rotating electrical machine, a second rotating element connected to a drive shaft connected to an axle, and a third rotating element connected to the internal combustion engine. A power transmission mechanism that transmits power between the power element and the drive shaft in accordance with a power transmission mode determined according to the state of the plurality of rotation elements,
A first engagement element fixed to the first rotation element; and a second engagement element attached so as to face the first engagement element; and the rotational speed of the internal combustion engine as the power transmission mode And a locked state in which the first engagement element and the second engagement element are engaged with each other, corresponding to a fixed transmission mode in which a transmission gear ratio that is a ratio between the rotation speed of the drive shaft and the drive shaft is fixed. Corresponding to the continuously variable transmission mode in which the transmission gear ratio is continuously variable as the transmission mode, the state can be switched between an unlocked state in which the first engagement element and the second engagement element are not engaged. A rotation synchronization stage in which a locking process as a process of switching the state from the unlocked state to the locked state maintains the first engagement element and the second engagement element in a rotation synchronization state. And in the rotation synchronization state, A control apparatus for a hybrid vehicle that includes a locking means including an engaging step of engaging the the engaging element and the second engagement element,
Estimating means for estimating the torque of the rotating electrical machine with a first-order delay ;
Calculation means for calculating an uncertainty γ of the rotational speed of the rotating electrical machine in the engagement stage based on the estimated torque and the moment of inertia of the rotating electrical machine;
A threshold value β for determining whether or not the rotating electrical machine is in a rotation-synchronized state , a relative rotational speed at which the calculated uncertainty γ can be engaged with the first and second engaging elements. setting means for setting, based on the allowable value,
A discriminating means for discriminating that the first and second engaging elements are in the rotation synchronization state when the rotational speed of the rotating electrical machine is within the set threshold value β;
When the first and second engagement element is determined to be the rotation synchronization state, said first and said second engaging element so that the state Waru switch to the locked state from the unlocked state Control means for controlling, and
The setting means sets the threshold β to be smaller as the uncertainty γ is larger.
A control apparatus for a hybrid vehicle characterized by the above.
前記設定手段は、前記閾値βを、次式
β=α―γ
但し、αは、前記許容値であり、前記第1及び第2係合要素が係合可能な相対的な回転速度の最大値
により算出することで又は該式に基づいて予め作成されたマップから前記回転電機の回転数速度に対応する前記閾値βを読み出すことで、前記閾値βを設定する
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
The setting means sets the threshold β to the following equation: β = α−γ
However, α is the allowable value, calculated from the maximum value of the relative rotational speed with which the first and second engaging elements can be engaged, or from a map prepared in advance based on the equation The threshold value β is set by reading the threshold value β corresponding to the rotational speed of the rotating electrical machine.
The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1.
前記算出手段は、前記不確定さγを、前記ロック過程における所定の期間の長さΔt、該Δtに入力された外乱トルクによる前記推定されたトルクの変化量ΔT及び前記回転電機の慣性モーメントJから次式
γ=ΔT×Δt/J
により算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
The calculation unit, the uncertainty gamma, length Δt of the predetermined period in the locking process, the inertia of the amount of change delta T及 beauty the rotating electrical machine of the estimated torque by the disturbance torque input to the Δt From moment J: γ = ΔT × Δt / J
Calculate by
The control device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
前記推定手段は、前記ハイブリッド車両へ入力される外乱要素を監視する外乱オブザーバを有する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
The estimation means includes a disturbance observer that monitors disturbance elements input to the hybrid vehicle.
The hybrid vehicle control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device is a hybrid vehicle control device.
前記係合段階より前の所定の期間において、前記内燃機関のトルクの値を制御するための信号である内燃機関出力指示信号を一定値又は一定範囲内に維持する一定化手段を更に備える
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
In a predetermined period prior to the engaging stage, there is further provided a stabilizing means for maintaining an internal combustion engine output instruction signal, which is a signal for controlling the torque value of the internal combustion engine, within a constant value or a predetermined range.
The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the control device is a hybrid vehicle control device.
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