JP5997452B2 - Drive device for hybrid vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、動力分割機構を備えるハイブリッド車両の駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle including a power split mechanism.

遊星歯車列等からなる動力分割機構を備えたハイブリッド車両が開発されている(例えば、特許文献１参照)。動力分割機構の各回転要素には、エンジン、モータジェネレータ、駆動輪出力軸が接続されている。そして、各回転要素の拘束を解くことにより、動力分割機構を介してエンジン動力をモータジェネレータと駆動輪出力軸とに分配することが可能となる。この動力分割機構を備えたハイブリッド車両においては、モータジェネレータの回転数を制御することにより、車速に関係なく効率の良い領域でエンジンを作動させることができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。   A hybrid vehicle including a power split mechanism including a planetary gear train or the like has been developed (see, for example, Patent Document 1). An engine, a motor generator, and a drive wheel output shaft are connected to each rotating element of the power split mechanism. Then, by releasing the restraint of each rotating element, the engine power can be distributed to the motor generator and the drive wheel output shaft via the power split mechanism. In a hybrid vehicle equipped with this power split mechanism, by controlling the rotation speed of the motor generator, the engine can be operated in an efficient region regardless of the vehicle speed, and the fuel efficiency performance of the hybrid vehicle can be improved. It becomes possible.

特開２００１−１１２１１２号公報JP 2001-112112 A

ところで、動力分割機構を備えたハイブリッド車両は、低速走行時にエンジンを停止させて燃費性能を向上させる一方、高速走行時にエンジンを始動させて動力性能を確保することが多い。すなわち、低速走行から高速走行に移行する際にエンジンを始動する必要があるが、動力分割機構の各回転要素の拘束が解かれた状態では、モータジェネレータからエンジンに始動トルクを伝達することが不可能となる。このため、エンジン始動時には、動力分割機構の各回転要素を拘束した状態、つまり動力分割機構を介してエンジンとモータジェネレータとを直結した状態に制御していた。しかしながら、エンジンとモータジェネレータとを直結してエンジンを始動することは、走行状況によってはハイブリッド車両の電費性能や燃費性能を低下させる要因となっていた。   By the way, a hybrid vehicle equipped with a power split mechanism often stops the engine when traveling at a low speed to improve fuel efficiency, while ensuring the power performance by starting the engine when traveling at a high speed. In other words, it is necessary to start the engine when shifting from low-speed traveling to high-speed traveling, but it is not possible to transmit the starting torque from the motor generator to the engine in a state where the rotation elements of the power split mechanism are released. It becomes possible. For this reason, when the engine is started, control is performed so that each rotating element of the power split mechanism is constrained, that is, the engine and the motor generator are directly connected via the power split mechanism. However, starting the engine by directly connecting the engine and the motor generator has been a factor of lowering the power consumption performance and the fuel consumption performance of the hybrid vehicle depending on the traveling state.

本発明の目的は、ハイブリッド車両の電費燃費性能を向上させることにある。   An object of the present invention is to improve the power consumption fuel efficiency performance of a hybrid vehicle.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、駆動輪出力軸に連結される第１モータジェネレータを備え、前記駆動輪出力軸にモータ動力を伝達するモータ駆動系と、エンジン、第２モータジェネレータおよび前記駆動輪出力軸に連結される動力分割機構を備え、前記動力分割機構を介して前記駆動輪出力軸にエンジン動力を伝達するエンジン駆動系と、前記駆動輪出力軸と前記動力分割機構との間に設けられ、前記モータ駆動系に前記エンジン駆動系を接続する締結状態と、接続を解除する解放状態とに切り換えられるクラッチ機構と、前記動力分割機構を構成する複数の回転要素のうち１つの回転要素と固定部材とを締結することにより、エンジン動力を増速して前記駆動輪出力軸に伝達する増速状態に前記動力分割機構を切り換えるブレーキ機構と、所定車速を上回る状態のもとで前記クラッチ機構を解放状態から締結状態に切り換える際に、前記ブレーキ機構を締結したまま前記第２モータジェネレータを駆動して前記エンジンを始動する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記ブレーキ機構を締結した後に前記第２モータジェネレータを駆動して前記エンジンを始動し、前記エンジンを始動した後に前記クラッチ機構を締結状態に切り換える、ことを特徴とする。 A drive device for a hybrid vehicle of the present invention includes a first motor generator coupled to a drive wheel output shaft, a motor drive system that transmits motor power to the drive wheel output shaft, an engine, a second motor generator, and the drive. A power split mechanism coupled to the wheel output shaft, and an engine drive system that transmits engine power to the drive wheel output shaft via the power split mechanism; and between the drive wheel output shaft and the power split mechanism And a clutch mechanism that is switched between a fastening state in which the engine drive system is connected to the motor drive system and a release state in which the connection is released, and one rotation element among the plurality of rotation elements constituting the power split mechanism And a fixing member to fasten the engine power and transmit it to the drive wheel output shaft. Mechanism and, when switching to the engaged state from the released state to the clutch mechanism under a state exceeding a predetermined vehicle speed, and a control means for the driving of the second motor-generator while fastening the brake mechanism for starting the engine , it has a, said control means, wherein said after fastening the brake mechanism second by driving the motor generator to start the engine, switching the clutch mechanism to the engaged state after starting the engine, it And

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記制御手段は、運転手からの要求駆動力が所定駆動力を下回り、かつ車両が減速して所定車速を下回る場合に、前記ブレーキ機構を締結したまま前記クラッチ機構を解放して前記エンジンを停止させる一方、前記要求駆動力が所定駆動力を下回り、かつ車両が加速して所定車速を上回る場合に、前記ブレーキ機構を締結したまま前記エンジンを始動して前記クラッチ機構を締結することを特徴とする。また、本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記要求駆動力は、セレクトレバーの操作状況、アクセルペダルの操作状況、ブレーキペダルの操作状況および車速から選択される少なくとも１つに基づくことを特徴とする。 Driving device for a hybrid vehicle of the present invention, the control unit, when the required driving force from the driver Ri falls below a predetermined driving force, and the vehicle is below a predetermined vehicle speed decelerates entered into the brake mechanism while Ru is stopped the engine by releasing the clutch mechanism remains, the driving force demand Ri falls below a predetermined driving force, and when the vehicle is accelerating above a predetermined vehicle speed, the still entered into the brake mechanism The engine is started and the clutch mechanism is fastened. In the hybrid vehicle drive device of the present invention, the required driving force is based on at least one selected from an operation state of a select lever, an operation state of an accelerator pedal, an operation state of a brake pedal, and a vehicle speed. To do.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記動力分割機構は、共線図上で、前記第２モータジェネレータに連結される回転要素、前記ブレーキ機構に連結される回転要素、前記エンジンに連結される回転要素、前記駆動輪出力軸に連結される回転要素の順に配列される構成であることを特徴とする。   In the drive device for a hybrid vehicle according to the present invention, the power split mechanism is connected to the rotary element connected to the second motor generator, the rotary element connected to the brake mechanism, and the engine on an alignment chart. The rotating element and the rotating element connected to the drive wheel output shaft are arranged in this order.

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記動力分割機構を構成する複数の回転要素のうち、前記第２モータジェネレータに連結される回転要素は、第１サンギヤであり、前記ブレーキ機構に連結される回転要素は、前記第１サンギヤにピニオンギヤを介して噛み合う第２サンギヤであり、前記エンジンに連結される回転要素は、前記ピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアであり、前記駆動輪出力軸に連結される回転要素は、前記ピニオンギヤに噛み合うリングギヤであることを特徴とする。   In the drive device for a hybrid vehicle according to the present invention, of the plurality of rotating elements constituting the power split mechanism, the rotating element connected to the second motor generator is a first sun gear and is connected to the brake mechanism. The rotating element is a second sun gear that meshes with the first sun gear via a pinion gear, and the rotating element coupled to the engine is a carrier that rotatably supports the pinion gear, and is coupled to the drive wheel output shaft. The rotating element is a ring gear meshing with the pinion gear.

本発明によれば、クラッチ機構を締結してモータ駆動系にエンジン駆動系を接続する際に、所定車速を上回る状態のもとではブレーキ機構を締結しながら第２モータジェネレータを駆動してエンジンを始動している。これにより、エンジン始動時における第２モータジェネレータの回転変動を抑制することができ、第２モータジェネレータの消費電力を抑制することができるため、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。   According to the present invention, when the clutch mechanism is engaged and the engine drive system is connected to the motor drive system, the engine is driven by driving the second motor generator while the brake mechanism is engaged under a condition exceeding the predetermined vehicle speed. It has started. Thereby, the rotation fluctuation of the second motor generator at the start of the engine can be suppressed, and the power consumption of the second motor generator can be suppressed, so that the fuel efficiency performance of the hybrid vehicle can be improved.

本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニットを示す概略図である。It is the schematic which shows the drive device, ie, power unit, of the hybrid vehicle which is one embodiment of this invention. パワーユニットの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a power unit. 各走行モードにおけるクラッチ、モータジェネレータ、エンジンの作動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operating state of the clutch in each driving mode, a motor generator, and an engine. 各走行モードの切換順序を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the switching order of each driving mode. (ａ)および(ｂ)はシリーズモードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in series mode. (ａ)および(ｂ)はＥＶモードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in EV mode. (ａ)および(ｂ)はＰＳ１モードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in PS1 mode. (ａ)および(ｂ)はＰＳ２モードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in PS2 mode. (ａ)および(ｂ)はＯＤ１モードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in OD1 mode. (ａ)および(ｂ)はＯＤ２モードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in OD2 mode. (ａ)および(ｂ)は直結モードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。(a) And (b) is the schematic and collinear diagram which show the operating state of the power unit in direct connection mode. 低中車速領域で参照されるモードマップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the mode map referred in a low-medium vehicle speed area | region. (ａ)〜(ｃ)はＥＶモードからＰＳ１モードに切り換える際のエンジン始動手順を示す共線図である。(a)-(c) is an alignment chart which shows the engine starting procedure at the time of switching from EV mode to PS1 mode. (ａ)〜(ｃ)はＥＶモードからＰＳ１モードに切り換える際のエンジン始動手順を示す共線図である。(a)-(c) is an alignment chart which shows the engine starting procedure at the time of switching from EV mode to PS1 mode. (ａ)〜(ｃ)はＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際のエンジン始動手順を示す共線図である。(a)-(c) is an alignment chart which shows the engine starting procedure at the time of switching from EV mode to OD1 mode. (ａ)および(ｂ)はＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際におけるエンジン始動手順の比較例を示す共線図である。(a) And (b) is an alignment chart which shows the comparative example of the engine starting procedure at the time of switching from EV mode to OD1 mode. ＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際におけるエンジン始動手順の比較例を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the comparative example of the engine starting procedure at the time of switching from EV mode to OD1 mode. 本発明の他の実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニットを示す概略図である。It is the schematic which shows the drive device, ie, power unit, of the hybrid vehicle which is other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニットを示す概略図である。It is the schematic which shows the drive device, ie, power unit, of the hybrid vehicle which is other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニット１０を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット１０は、動力源として内燃機関であるエンジン１１を備えるとともに、動力源として第１モータジェネレータＭ１および第２モータジェネレータＭ２を備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a hybrid vehicle drive device, that is, a power unit 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a power unit 10 mounted on a hybrid vehicle includes an engine 11 that is an internal combustion engine as a power source, and includes a first motor generator M1 and a second motor generator M2 as power sources.

エンジン１１と第２モータジェネレータＭ２との間には、遊星歯車列によって構成される動力分割機構１２が設けられている。動力分割機構１２は、エンジン１１のクランク軸１３にダンパ機構１４を介して連結されるキャリア(回転要素)１５と、キャリア１５に回転自在に支持されるピニオンギヤ(回転要素)１６とを有している。ピニオンギヤ１６には第１ギヤ部１６ａおよび第２ギヤ部１６ｂが形成されており、第１ギヤ部１６ａと第２ギヤ部１６ｂとは同軸上に配置されている。第１ギヤ部１６ａには第１サンギヤ(回転要素)１７が噛み合っており、第２ギヤ部１６ｂには第２サンギヤ(回転要素)１８が噛み合っている。第１サンギヤ１７にはモータ出力軸１９を介してモータジェネレータＭ２のロータ２０ａが連結されており、第２サンギヤ１８には中空軸２１を介してシンクロハブ２２が固定されている。また、ピニオンギヤ１６の第１ギヤ部１６ａにはリングギヤ(回転要素)２３が噛み合っており、リングギヤ２３には中空軸２４を介してスプライン歯２５が固定されている。さらに、パワーユニット１０のケース(固定部材)２６にはスプライン歯２７が固定されている。図１に示すように、シンクロハブ２２の一端側にはスプライン歯２５が配置されており、シンクロハブ２２の他端側にはスプライン歯２７が配置されている。すなわち、シンクロハブ２２の両端には、シンクロハブ２２を挟むようにスプライン歯２５，２７が配置されている。   A power split mechanism 12 constituted by a planetary gear train is provided between the engine 11 and the second motor generator M2. The power split mechanism 12 includes a carrier (rotating element) 15 connected to the crankshaft 13 of the engine 11 via a damper mechanism 14 and a pinion gear (rotating element) 16 that is rotatably supported by the carrier 15. Yes. The pinion gear 16 is formed with a first gear portion 16a and a second gear portion 16b, and the first gear portion 16a and the second gear portion 16b are arranged coaxially. A first sun gear (rotating element) 17 is engaged with the first gear portion 16a, and a second sun gear (rotating element) 18 is engaged with the second gear portion 16b. A rotor 20 a of a motor generator M 2 is connected to the first sun gear 17 via a motor output shaft 19, and a synchro hub 22 is fixed to the second sun gear 18 via a hollow shaft 21. A ring gear (rotating element) 23 meshes with the first gear portion 16 a of the pinion gear 16, and spline teeth 25 are fixed to the ring gear 23 via a hollow shaft 24. Further, spline teeth 27 are fixed to the case (fixing member) 26 of the power unit 10. As shown in FIG. 1, spline teeth 25 are arranged on one end side of the synchro hub 22, and spline teeth 27 are arranged on the other end side of the synchro hub 22. That is, spline teeth 25 and 27 are arranged at both ends of the synchro hub 22 so as to sandwich the synchro hub 22.

図１に示すように、シンクロハブ２２の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ３０が噛み合っている。シンクロスリーブ３０にはフォーク部材３１が装着されており、フォーク部材３１はアクチュエータ３２の伸縮ロッド３２ａに連結されている。シンクロスリーブ３０を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯２５に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ３０を介して第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを締結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ３０を矢印ｂ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯２７に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ３０を介して第２サンギヤ１８とケース２６とを締結することが可能となる。また、シンクロスリーブ３０を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ３０はシンクロハブ２２だけに噛み合った状態となる。   As shown in FIG. 1, a synchro sleeve 30 is engaged with the outer peripheral portion of the synchro hub 22 so as to be movable in the axial direction. A fork member 31 is attached to the sync sleeve 30, and the fork member 31 is connected to an extendable rod 32 a of the actuator 32. The sync sleeve 30 can be engaged with the spline teeth 25 by moving the sync sleeve 30 in the direction of arrow a. As a result, the second sun gear 18 and the ring gear 23 can be fastened via the sync sleeve 30. On the other hand, the synchro sleeve 30 can be engaged with the spline teeth 27 by moving the synchro sleeve 30 in the direction of arrow b. As a result, the second sun gear 18 and the case 26 can be fastened via the sync sleeve 30. Further, by moving the sync sleeve 30 to the neutral position shown in FIG. 1, the sync sleeve 30 is engaged with only the sync hub 22.

これらのシンクロハブ２２、スプライン歯２５およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられるクラッチＣＬ３が構成されている。また、シンクロハブ２２、スプライン歯２７およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とケース２６とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられるクラッチＣＬ４が構成されている。このクラッチＣＬ４は、サンギヤ１８をケース２６に固定するブレーキ機構として機能している。これらのクラッチＣＬ３，ＣＬ４は共用される１つのシンクロスリーブ３０を有しており、アクチュエータ３２によってシンクロスリーブ３０をスライドさせることにより、双方のクラッチＣＬ３，ＣＬ４の作動状態を切り換えることができる。すなわち、シンクロスリーブ３０を矢印ａ方向に移動させることにより、クラッチＣＬ３を締結状態に切り換えることができ、クラッチＣＬ４を解放状態に切り換えることができる。また、シンクロスリーブ３０を図１に示す中立位置に移動させることにより、クラッチＣＬ３，ＣＬ４を共に解放状態に切り換えることができる。さらに、シンクロスリーブ３０を矢印ｂ方向に移動させることにより、クラッチＣＬ４を締結状態に切り換えることができ、クラッチＣＬ３を解放状態に切り換えることができる。   The sync hub 22, the spline teeth 25, and the sync sleeve 30 constitute a clutch CL 3 that is switched between a fastening state in which the second sun gear 18 and the ring gear 23 are fastened and a release state in which the fastening is released. Further, the synchro hub 22, the spline teeth 27, and the synchro sleeve 30 constitute a clutch CL4 that is switched between a fastening state in which the second sun gear 18 and the case 26 are fastened and a released state in which the fastening is released. The clutch CL4 functions as a brake mechanism that fixes the sun gear 18 to the case 26. These clutches CL3 and CL4 have a single synchro sleeve 30 that is shared, and the operation state of both clutches CL3 and CL4 can be switched by sliding the synchro sleeve 30 by the actuator 32. That is, by moving the synchro sleeve 30 in the direction of arrow a, the clutch CL3 can be switched to the engaged state, and the clutch CL4 can be switched to the released state. Further, by moving the synchro sleeve 30 to the neutral position shown in FIG. 1, both the clutches CL3 and CL4 can be switched to the released state. Furthermore, by moving the synchro sleeve 30 in the direction of the arrow b, the clutch CL4 can be switched to the engaged state, and the clutch CL3 can be switched to the released state.

図１に示すように、リングギヤ２３とスプライン歯２５とを連結する中空軸２４には駆動ギヤ３３が固定されており、この駆動ギヤ３３に噛み合う従動ギヤ３４が中空軸２４に平行となる前輪出力軸(駆動輪出力軸)３５に回転自在に支持されている。従動ギヤ３４にはスプライン歯３６が固定されており、このスプライン歯３６に隣接するシンクロハブ３７が前輪出力軸３５に固定されている。また、シンクロハブ３７の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ３８が噛み合っている。シンクロスリーブ３８にはフォーク部材３９が装着されており、フォーク部材３９はアクチュエータ４０の伸縮ロッド４０ａに連結されている。アクチュエータ４０によってシンクロスリーブ３８を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３８をスプライン歯３６に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ３８を介してリングギヤ２３と前輪出力軸３５とを連結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ３８を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ３８をシンクロハブ３７だけに噛み合わせることができ、前輪出力軸３５からリングギヤ２３を切り離すことが可能となる。このように、前輪出力軸３５と従動ギヤ３４との間には、シンクロハブ３７、スプライン歯３６およびシンクロスリーブ３８からなるクラッチ(クラッチ機構)ＣＬ１が設けられている。なお、前輪出力軸３５の一端部にはデファレンシャル機構４１が接続されており、前輪出力軸３５はデファレンシャル機構４１を介して駆動輪である前輪４２ｆに連結されている。   As shown in FIG. 1, a drive gear 33 is fixed to the hollow shaft 24 that connects the ring gear 23 and the spline teeth 25, and a driven gear 34 that meshes with the drive gear 33 is parallel to the hollow shaft 24. A shaft (drive wheel output shaft) 35 is rotatably supported. Spline teeth 36 are fixed to the driven gear 34, and a synchro hub 37 adjacent to the spline teeth 36 is fixed to the front wheel output shaft 35. A synchro sleeve 38 is engaged with the outer peripheral portion of the synchro hub 37 so as to be movable in the axial direction. A fork member 39 is attached to the synchro sleeve 38, and the fork member 39 is connected to the telescopic rod 40 a of the actuator 40. By moving the synchro sleeve 38 in the direction of arrow a by the actuator 40, the synchro sleeve 38 can be engaged with the spline teeth 36. As a result, the ring gear 23 and the front wheel output shaft 35 can be connected via the synchro sleeve 38. On the other hand, by moving the synchro sleeve 38 to the neutral position shown in FIG. 1, the synchro sleeve 38 can be engaged with only the synchro hub 37, and the ring gear 23 can be disconnected from the front wheel output shaft 35. As described above, the clutch (clutch mechanism) CL1 including the synchro hub 37, the spline teeth 36, and the synchro sleeve 38 is provided between the front wheel output shaft 35 and the driven gear 34. A differential mechanism 41 is connected to one end of the front wheel output shaft 35, and the front wheel output shaft 35 is connected to a front wheel 42 f that is a driving wheel via the differential mechanism 41.

また、前輪出力軸３５の他端部には従動ギヤ４３が固定されており、この従動ギヤ４３に噛み合う駆動ギヤ４４が前輪出力軸３５に平行となる中空軸４５に固定されている。中空軸４５にはシンクロハブ４６が固定されており、このシンクロハブ４６に隣接するスプライン歯４７が、モータジェネレータＭ１のモータ出力軸４８に固定されている。また、シンクロハブ４６の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ４９が噛み合っている。シンクロスリーブ４９にはフォーク部材５０が装着されており、フォーク部材５０はアクチュエータ５１の伸縮ロッド５１ａに連結されている。アクチュエータ５１によってシンクロスリーブ４９を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ４９をスプライン歯４７に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ４９を介してモータジェネレータＭ１のロータ５２ａを前輪出力軸３５に連結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ４９を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ４９をシンクロハブ４６だけに噛み合わせることができ、前輪出力軸３５からモータジェネレータＭ１を切り離すことが可能となる。このように、モータジェネレータＭ１と駆動ギヤ４４との間には、シンクロハブ４６、スプライン歯４７およびシンクロスリーブ４９からなるクラッチＣＬ２が設けられている。なお、前輪出力軸３５の一端部には駆動ギヤ６０が固定されており、この駆動ギヤ６０に噛み合う従動ギヤ６１が前輪出力軸３５に平行となる後輪出力軸(駆動輪出力軸)６２に固定されている。モータジェネレータＭ１の中心を貫通して後方に延びる後輪出力軸６２には、トランスファクラッチ６３等を介して駆動輪である後輪４２ｒに連結されている。   A driven gear 43 is fixed to the other end of the front wheel output shaft 35, and a drive gear 44 that meshes with the driven gear 43 is fixed to a hollow shaft 45 that is parallel to the front wheel output shaft 35. A synchro hub 46 is fixed to the hollow shaft 45, and spline teeth 47 adjacent to the synchro hub 46 are fixed to the motor output shaft 48 of the motor generator M1. A synchro sleeve 49 meshes with the outer peripheral portion of the synchro hub 46 so as to be movable in the axial direction. A fork member 50 is attached to the sync sleeve 49, and the fork member 50 is connected to the telescopic rod 51 a of the actuator 51. The sync sleeve 49 can be engaged with the spline teeth 47 by moving the sync sleeve 49 in the arrow a direction by the actuator 51. Thereby, the rotor 52a of the motor generator M1 can be connected to the front wheel output shaft 35 via the sync sleeve 49. On the other hand, by moving the synchro sleeve 49 to the neutral position shown in FIG. 1, the synchro sleeve 49 can be engaged with only the synchro hub 46, and the motor generator M <b> 1 can be disconnected from the front wheel output shaft 35. As described above, the clutch CL 2 including the sync hub 46, the spline teeth 47, and the sync sleeve 49 is provided between the motor generator M 1 and the drive gear 44. A drive gear 60 is fixed to one end of the front wheel output shaft 35, and a driven gear 61 that meshes with the drive gear 60 is connected to a rear wheel output shaft (drive wheel output shaft) 62 that is parallel to the front wheel output shaft 35. It is fixed. A rear wheel output shaft 62 that passes through the center of the motor generator M1 and extends rearward is connected to a rear wheel 42r that is a driving wheel via a transfer clutch 63 and the like.

これまで説明したように、パワーユニット１０にはモータジェネレータＭ１が設けられており、モータジェネレータＭ１によってモータ駆動系ＭＤが構成されている。このようなモータ駆動系ＭＤを設けることにより、モータジェネレータＭ１からのモータ動力を前輪出力軸３５に伝達することが可能となる。また、パワーユニット１０には、エンジン１１、第２モータジェネレータＭ２および動力分割機構１２によって構成されるエンジン駆動系ＥＤが設けられている。このようなエンジン駆動系ＥＤを設けることにより、動力分割機構１２を介してエンジン１１からのエンジン動力を前輪出力軸３５に伝達することが可能となる。さらに、前輪出力軸３５と動力分割機構１２との間、つまりモータ駆動系ＭＤとエンジン駆動系ＥＤとの間には、クラッチＣＬ１が設けられている。このクラッチＣＬ１を締結することにより、モータ駆動系ＭＤにエンジン駆動系ＥＤが接続される一方、クラッチＣＬ１を解放することにより、モータ駆動系ＭＤからエンジン駆動系ＥＤが切り離される。   As described above, the power unit 10 is provided with the motor generator M1, and the motor generator M1 constitutes the motor drive system MD. By providing such a motor drive system MD, the motor power from the motor generator M1 can be transmitted to the front wheel output shaft 35. Further, the power unit 10 is provided with an engine drive system ED constituted by the engine 11, the second motor generator M2, and the power split mechanism 12. By providing such an engine drive system ED, the engine power from the engine 11 can be transmitted to the front wheel output shaft 35 via the power split mechanism 12. Further, a clutch CL1 is provided between the front wheel output shaft 35 and the power split mechanism 12, that is, between the motor drive system MD and the engine drive system ED. By engaging the clutch CL1, the engine drive system ED is connected to the motor drive system MD, while by releasing the clutch CL1, the engine drive system ED is disconnected from the motor drive system MD.

続いて、図２はパワーユニット１０の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、モータジェネレータＭ１のステータ５２ｂにはインバータ６４が接続されており、モータジェネレータＭ２のステータ２０ｂにはインバータ６５が接続されている。また、双方のインバータ６４，６５には、通電ライン６６，６７を介してバッテリ６８が接続されている。ハイブリッド車両には、電動機および発電機として機能するモータジェネレータＭ１，Ｍ２のトルクや回転数(回転速度)を制御するモータ制御ユニット(制御手段)７０が設けられている。モータ制御ユニット７０は、後述する車両制御ユニット７３からのモータ動力要求値に基づいて制御信号を設定し、このモータ動力要求値が得られるようにインバータ６４，６５に制御信号を出力する。また、ハイブリッド車両には、バッテリ６８の充電状態ＳＯＣ、電流、電圧、温度等を監視するバッテリ制御ユニット７１が設けられている。さらに、ハイブリッド車両には、エンジン１１のトルクや回転数(回転速度)を制御するエンジン制御ユニット(制御手段)７２が設けられている。エンジン制御ユニット７２は、車両制御ユニット７３からのエンジン動力要求値に基づいて制御信号を設定し、このエンジン動力要求値が得られるように図示しないスロットルバルブやインジェクタ等に制御信号を出力する。   Next, FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the power unit 10. As shown in FIG. 2, an inverter 64 is connected to the stator 52b of the motor generator M1, and an inverter 65 is connected to the stator 20b of the motor generator M2. Further, a battery 68 is connected to both the inverters 64 and 65 via energization lines 66 and 67. The hybrid vehicle is provided with a motor control unit (control means) 70 that controls the torque and rotation speed (rotation speed) of the motor generators M1 and M2 that function as an electric motor and a generator. The motor control unit 70 sets a control signal based on a motor power request value from the vehicle control unit 73 described later, and outputs a control signal to the inverters 64 and 65 so as to obtain this motor power request value. The hybrid vehicle is also provided with a battery control unit 71 that monitors the state of charge SOC, current, voltage, temperature, and the like of the battery 68. Further, the hybrid vehicle is provided with an engine control unit (control means) 72 for controlling the torque and the rotational speed (rotational speed) of the engine 11. The engine control unit 72 sets a control signal based on the engine power request value from the vehicle control unit 73, and outputs a control signal to a throttle valve, an injector, etc. (not shown) so as to obtain this engine power request value.

そして、各制御ユニット７０〜７２を統括的に制御するとともに、アクチュエータ３２，４０，５１やトランスファクラッチ６３等を制御するため、ハイブリッド車両には車両制御ユニット(制御手段)７３が設けられている。車両制御ユニット７３には、セレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ７４、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ７５、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ７６、車速を検出する車速センサ７７等が接続されている。車両制御ユニット７３は、各種センサ７４〜７７からの情報に基づいて車両状態(運転手の要求駆動力や車速等)を判定し、所定のモードマップを参照して車両状態に応じた走行モードを設定する。そして、車両制御ユニット７３は、車両状態および走行モードに応じたエンジン動力やモータ動力を設定し、各制御ユニット７０〜７２やアクチュエータ３２，４０，５１等に対して制御信号を出力する。なお、各制御ユニット７０〜７３は、通信ネットワーク７８を介して相互に接続されている。また、各制御ユニット７０〜７３は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成されている。   The hybrid vehicle is provided with a vehicle control unit (control means) 73 to control the control units 70 to 72 in an integrated manner and to control the actuators 32, 40, 51, the transfer clutch 63, and the like. The vehicle control unit 73 includes an inhibitor switch 74 for detecting the operation state of the select lever, an accelerator pedal sensor 75 for detecting the operation state of the accelerator pedal, a brake pedal sensor 76 for detecting the operation state of the brake pedal, and a vehicle speed for detecting the vehicle speed. A sensor 77 or the like is connected. The vehicle control unit 73 determines the vehicle state (the driver's requested driving force, vehicle speed, etc.) based on information from the various sensors 74 to 77, and refers to a predetermined mode map to determine the driving mode according to the vehicle state. Set. The vehicle control unit 73 sets engine power and motor power according to the vehicle state and the travel mode, and outputs control signals to the control units 70 to 72, the actuators 32, 40, 51, and the like. The control units 70 to 73 are connected to each other via a communication network 78. Each of the control units 70 to 73 includes a CPU that calculates control signals and the like, a ROM that stores control programs, arithmetic expressions, map data, and the like, and a RAM that temporarily stores data.

続いて、車両状態に応じて設定される各走行モードについて説明する。図３は各走行モードにおけるクラッチＣＬ１〜ＣＬ４、モータジェネレータＭ１，Ｍ２、エンジン１１の作動状態を示す説明図である。図４は各走行モードの切換順序を示す説明図である。図５(ａ)および(ｂ)はシリーズモードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図６(ａ)および(ｂ)はＥＶモードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図７(ａ)および(ｂ)はＰＳ１モードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図８(ａ)および(ｂ)はＰＳ２モードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図９(ａ)および(ｂ)はＯＤ１モードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図１０(ａ)および(ｂ)はＯＤ２モードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図１１(ａ)および(ｂ)は直結モードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。なお、図５(ａ)〜図１１(ａ)の概略図においては、ダンパ機構１４、後輪出力軸６２、トランスファクラッチ６３を省いて図示している。また、図５(ｂ)〜図１１(ｂ)の共線図において、符号Ｓαは第１サンギヤ１７を示し、符号Ｓβは第２サンギヤ１８を示し、符号Ｃはキャリア１５を示し、符号Ｒはリングギヤ２３を示している。 Next, each travel mode set according to the vehicle state will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing operating states of the clutches CL1 to CL4, the motor generators M1 and M2, and the engine 11 in each travel mode. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the switching order of each travel mode. FIGS. 5A and 5B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the series mode. FIGS. 6A and 6B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the EV mode. FIGS. 7A and 7B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the PS1 mode. FIGS. 8A and 8B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the PS2 mode. FIGS. 9A and 9B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the OD1 mode. FIGS. 10A and 10B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the OD2 mode. FIGS. 11A and 11B are a schematic diagram and a collinear diagram showing the operating state of the power unit 10 in the direct connection mode. In the schematic diagrams of FIGS. 5A to 11A, the damper mechanism 14, the rear wheel output shaft 62, and the transfer clutch 63 are omitted. Further, in the diagram of FIG 5 (b) ~ FIG 11 (b), reference numeral S alpha denotes a first sun gear 17, reference numeral S beta denotes the second sun gear 18, reference numeral C denotes the carrier 15, the reference numeral R indicates the ring gear 23.

図３および図４に示すように、図示するハイブリッド車両には、走行モードとして、シリーズモード、ＥＶモード、ＰＳ１モード、ＰＳ２モード、ＯＤ１モード、ＯＤ２モードおよび直結モードの７つの走行モードが設定されている。図３および図５に示すように、シリーズモードにおいては、クラッチＣＬ２，ＣＬ３が締結される一方、クラッチＣＬ１，ＣＬ４が解放される。これにより、前輪出力軸３５にモータジェネレータＭ１が接続される一方、前輪出力軸３５から動力分割機構１２のリングギヤ２３が切り離される。また、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とが締結されることから、動力分割機構１２を介してエンジン１１とモータジェネレータＭ２とは直結された状態となる。このシリーズモードは、例えば要求駆動力の大きな低車速領域での走行モードとなっている。シリーズモードを設定することにより、エンジン動力によってモータジェネレータＭ２を発電させながら、モータジェネレータＭ１のモータ動力を用いた走行が可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１に多くの電力を供給することができ、大きなモータトルクを得ることが可能となる。なお、シリーズモードにおいては、前輪出力軸３５からリングギヤ２３が切り離されることから、停車時においてもモータジェネレータＭ２による発電が可能となっている。また、シリーズモードでの走行中に要求駆動力が低下した場合には、モータジェネレータＭ２の発電を停止させるＥＶモードに切り換えられる。図３および図６に示すように、シリーズモードからＥＶモードに切り換える際には、クラッチＣＬ３が解放されるとともにエンジン１１およびモータジェネレータＭ２が停止される。このＥＶモードを設定することにより、要求駆動力が低下した場合にエンジン１１を停止させることができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。   As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the hybrid vehicle shown in the figure has seven travel modes, series mode, EV mode, PS1 mode, PS2 mode, OD1 mode, OD2 mode, and direct connection mode, as travel modes. Yes. As shown in FIGS. 3 and 5, in the series mode, the clutches CL2 and CL3 are engaged, while the clutches CL1 and CL4 are released. Thus, motor generator M1 is connected to front wheel output shaft 35, while ring gear 23 of power split mechanism 12 is disconnected from front wheel output shaft 35. Further, since second sun gear 18 and ring gear 23 are fastened, engine 11 and motor generator M2 are directly connected via power split mechanism 12. This series mode is, for example, a travel mode in a low vehicle speed region with a large required driving force. By setting the series mode, it is possible to run using the motor power of the motor generator M1 while generating the motor generator M2 with the engine power. Thereby, a large amount of electric power can be supplied to motor generator M1, and a large motor torque can be obtained. In the series mode, the ring gear 23 is disconnected from the front wheel output shaft 35, so that the motor generator M2 can generate power even when the vehicle is stopped. When the required driving force decreases during traveling in the series mode, the mode is switched to the EV mode in which the power generation of the motor generator M2 is stopped. As shown in FIGS. 3 and 6, when switching from the series mode to the EV mode, the clutch CL3 is released and the engine 11 and the motor generator M2 are stopped. By setting the EV mode, the engine 11 can be stopped when the required driving force is reduced, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.

図３および図７に示すように、パワースプリットモードとも言われるＰＳ１モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ２が締結される一方、クラッチＣＬ３，ＣＬ４が解放される。これにより、前輪出力軸３５にモータジェネレータＭ１が接続されるとともに、前輪出力軸３５に動力分割機構１２のリングギヤ２３が接続される。また、第２サンギヤ１８およびリングギヤ２３の拘束が解かれることから、動力分割機構１２を介してエンジン動力をリングギヤ２３とモータジェネレータＭ２とに分配することでき、モータジェネレータＭ２の回転数を制御することでリングギヤ２３の無段変速が可能となる。このＰＳ１モードは、例えば要求駆動力の大きな低中車速領域での走行モードとなっている。ＰＳ１モードを設定することにより、エンジン動力を無段変速させながら前輪出力軸３５に伝達するとともに、モータジェネレータＭ１のモータ動力を前輪出力軸３５に伝達しながら、ハイブリッド車両を走行させることが可能となる。続いて、ＰＳ１モードでの走行中に高車速領域に達した場合には、前輪出力軸３５からモータジェネレータＭ１を切り離して走行するＰＳ２モードに切り換えられる。図３および図８に示すように、ＰＳ１モードからＰＳ２モードに切り換える際には、ＰＳ１モードの状態からクラッチＣＬ２が解放されるとともにモータジェネレータＭ１が停止される。このＰＳ２モードを設定することにより、高車速領域においてモータジェネレータＭ１を駆動輪４２ｆ，４２ｒから切り離すことが可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１の引きずり損失を解消することができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。   As shown in FIGS. 3 and 7, in the PS1 mode, which is also called the power split mode, the clutches CL1 and CL2 are engaged, and the clutches CL3 and CL4 are released. As a result, the motor generator M1 is connected to the front wheel output shaft 35, and the ring gear 23 of the power split mechanism 12 is connected to the front wheel output shaft 35. Further, since the constraints on the second sun gear 18 and the ring gear 23 are released, the engine power can be distributed to the ring gear 23 and the motor generator M2 via the power split mechanism 12, and the rotational speed of the motor generator M2 is controlled. Thus, continuously variable transmission of the ring gear 23 becomes possible. The PS1 mode is, for example, a traveling mode in a low / medium vehicle speed region where the required driving force is large. By setting the PS1 mode, it is possible to drive the hybrid vehicle while transmitting the engine power to the front wheel output shaft 35 while continuously shifting the engine power and transmitting the motor power of the motor generator M1 to the front wheel output shaft 35. Become. Subsequently, when the high vehicle speed region is reached during traveling in the PS1 mode, the mode is switched to the PS2 mode in which the motor generator M1 is separated from the front wheel output shaft 35 for traveling. As shown in FIGS. 3 and 8, when switching from the PS1 mode to the PS2 mode, the clutch CL2 is released from the state of the PS1 mode and the motor generator M1 is stopped. By setting the PS2 mode, the motor generator M1 can be disconnected from the drive wheels 42f and 42r in the high vehicle speed region. Thereby, the drag loss of motor generator M1 can be eliminated, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.

図３および図９に示すように、オーバードライブモードとも言われるＯＤ１モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ４が締結される一方、クラッチＣＬ３が解放される。これにより、前輪出力軸３５にモータジェネレータＭ１が接続されるとともに、前輪出力軸３５に動力分割機構１２のリングギヤ２３が接続される。また、第２サンギヤ１８がケース２６に固定されることから、エンジン動力を固定変速比で増速してリングギヤ２３に伝達することが可能となる。このＯＤ１モードは、例えば要求駆動力の小さな中車速領域での走行モードとなっている。ＯＤ１モードを設定することにより、エンジン動力を増速させながら前輪出力軸３５に伝達するとともに、モータジェネレータＭ１のモータ動力を前輪出力軸３５に伝達しながら、ハイブリッド車両を走行させることが可能となる。続いて、ＯＤ１モードでの走行中に高車速領域に達した場合には、前輪出力軸３５からモータジェネレータＭ１を切り離して走行するＯＤ２モードに切り換えられる。図３および図１０に示すように、ＯＤ１モードからＯＤ２モードに切り換える際には、ＯＤ１モードの状態からクラッチＣＬ２が解放されるとともにモータジェネレータＭ１が停止される。このＯＤ２モードを設定することにより、高車速領域においてモータジェネレータＭ１を駆動輪４２ｆ，４２ｒから切り離すことが可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１の引きずり損失を解消することができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。   As shown in FIGS. 3 and 9, in the OD1 mode, which is also referred to as the overdrive mode, the clutches CL1, CL2, CL4 are engaged and the clutch CL3 is released. As a result, the motor generator M1 is connected to the front wheel output shaft 35, and the ring gear 23 of the power split mechanism 12 is connected to the front wheel output shaft 35. Further, since the second sun gear 18 is fixed to the case 26, the engine power can be increased at a fixed gear ratio and transmitted to the ring gear 23. The OD1 mode is, for example, a traveling mode in a medium vehicle speed region with a small required driving force. By setting the OD1 mode, it is possible to drive the hybrid vehicle while transmitting the engine power to the front wheel output shaft 35 while increasing the engine power and transmitting the motor power of the motor generator M1 to the front wheel output shaft 35. . Subsequently, when the high vehicle speed region is reached during traveling in the OD1 mode, the mode is switched to the OD2 mode in which the motor generator M1 is separated from the front wheel output shaft 35 and travels. As shown in FIGS. 3 and 10, when switching from the OD1 mode to the OD2 mode, the clutch CL2 is released from the state of the OD1 mode and the motor generator M1 is stopped. By setting the OD2 mode, the motor generator M1 can be disconnected from the drive wheels 42f and 42r in the high vehicle speed region. Thereby, the drag loss of motor generator M1 can be eliminated, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.

図３および図１１に示すように、直結モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ３が締結される一方、クラッチＣＬ２，ＣＬ４が解放される。これにより、前輪出力軸３５に動力分割機構１２のリングギヤ２３が接続される。また、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とが締結されることから、動力分割機構１２を介してエンジン１１とモータジェネレータＭ２とは直結された状態となる。この直結モードは、例えば要求駆動力の大きな高車速領域での走行モードとなっている。直結モードを設定することにより、前述したＯＤ１モードやＯＤ２モードよりも変速比を増大つまりダウンシフトさせることが可能となる。すなわち、直結モードにおいては、エンジン動力を等速で前輪出力軸３５に伝達することができるため、大きな駆動力でハイブリッド車両を走行させることが可能となる。なお、高車速領域において実行される直結モードにおいては、前述したＰＳ２モードやＯＤ２モードと同様に、駆動輪４２ｆ，４２ｒからモータジェネレータＭ１が切り離されるようになっている。   As shown in FIGS. 3 and 11, in the direct connection mode, clutches CL1 and CL3 are engaged, while clutches CL2 and CL4 are released. As a result, the ring gear 23 of the power split mechanism 12 is connected to the front wheel output shaft 35. Further, since second sun gear 18 and ring gear 23 are fastened, engine 11 and motor generator M2 are directly connected via power split mechanism 12. This direct connection mode is, for example, a travel mode in a high vehicle speed region where the required driving force is large. By setting the direct connection mode, it is possible to increase, that is, downshift, the gear ratio as compared with the above-described OD1 mode and OD2 mode. That is, in the direct connection mode, the engine power can be transmitted to the front wheel output shaft 35 at a constant speed, so that the hybrid vehicle can be driven with a large driving force. In the direct connection mode executed in the high vehicle speed region, the motor generator M1 is disconnected from the drive wheels 42f and 42r, as in the PS2 mode and the OD2 mode described above.

続いて、低中車速領域における走行モードの切り換えについて説明する。図１２は低中車速領域で参照されるモードマップの一例を示す説明図である。図１２に示すように、低車速領域において要求駆動力が小さい場合には、走行モードとしてＥＶモードが選択される。ＥＶモードにおいては、クラッチＣＬ１が解放されてクラッチＣＬ２が締結されることから、前輪出力軸３５からエンジン駆動系ＥＤが切り離される一方、前輪出力軸３５に対してモータ駆動系ＭＤが接続された状態となる。このＥＶモードは、モータ駆動系ＭＤからのモータ動力のみを用いて車両を走行させる走行モードとなっている。   Next, switching of the driving mode in the low / medium vehicle speed region will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a mode map referred to in the low / medium vehicle speed region. As shown in FIG. 12, when the required driving force is small in the low vehicle speed region, the EV mode is selected as the travel mode. In the EV mode, since the clutch CL1 is released and the clutch CL2 is engaged, the engine drive system ED is disconnected from the front wheel output shaft 35, while the motor drive system MD is connected to the front wheel output shaft 35. It becomes. This EV mode is a travel mode in which the vehicle travels using only the motor power from the motor drive system MD.

また、低中車速領域において要求駆動力が大きい場合には、走行モードとしてＰＳ１モードが選択される。ＰＳ１モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ２が共に締結されることから、前輪出力軸３５にモータ駆動系ＭＤおよびエンジン駆動系ＥＤが接続された状態となる。また、クラッチＣＬ３，ＣＬ４が共に解放されることから、動力分割機構１２はエンジン動力を無段変速させる無段変速状態となる。このＰＳ１モードは、モータ駆動系ＭＤから出力されるモータ動力と、エンジン駆動系ＥＤから無段変速されて出力されるエンジン動力とを合わせて車両を走行させる走行モードである。   Further, when the required driving force is large in the low to medium vehicle speed region, the PS1 mode is selected as the traveling mode. In the PS1 mode, since the clutches CL1 and CL2 are both engaged, the motor drive system MD and the engine drive system ED are connected to the front wheel output shaft 35. Further, since both the clutches CL3 and CL4 are released, the power split mechanism 12 enters a continuously variable transmission state in which the engine power is continuously variable. The PS1 mode is a travel mode in which the vehicle travels by combining the motor power output from the motor drive system MD and the engine power output by the continuously variable transmission from the engine drive system ED.

さらに、中車速領域において要求駆動力が小さい場合、つまり所定駆動力を下回るとともに所定車速を上回る場合には、走行モードとしてＯＤ１モードが選択される。ＯＤ１モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ２が共に締結されることから、前輪出力軸３５にモータ駆動系ＭＤおよびエンジン駆動系ＥＤが接続された状態となる。また、クラッチＣＬ３が解放されてクラッチＣＬ４が締結されることから、動力分割機構１２はエンジン動力を固定変速比で増速させる増速状態となる。このＯＤ１モードは、モータ駆動系ＭＤから出力されるモータ動力と、エンジン駆動系ＥＤから増速されて出力されるエンジン動力とを合わせて車両を走行させる走行モードである。   Further, when the required driving force is small in the middle vehicle speed range, that is, when the driving force is lower than the predetermined driving force and higher than the predetermined vehicle speed, the OD1 mode is selected as the traveling mode. In the OD1 mode, since the clutches CL1 and CL2 are both engaged, the motor drive system MD and the engine drive system ED are connected to the front wheel output shaft 35. Further, since the clutch CL3 is released and the clutch CL4 is engaged, the power split mechanism 12 enters a speed increasing state in which the engine power is increased at a fixed gear ratio. The OD1 mode is a travel mode in which the vehicle travels by combining the motor power output from the motor drive system MD and the engine power output after being accelerated from the engine drive system ED.

図１２に示すように、要求駆動力の増大や車速の上昇により、走行モードをＥＶモードからＰＳ１モードやＯＤ１モードに切り換える際には、ＥＶモードでの走行中にエンジン１１を始動する必要がある。続いて、ＰＳ１モードに切り換える際のエンジン始動手順について説明した後に、ＯＤ１モードに切り換える際のエンジン始動手順について説明する。図１３〜図１４はＥＶモードからＰＳ１モードに切り換える際のエンジン始動手順を示す共線図である。また、図１５はＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際のエンジン始動手順を示す共線図である。なお、図１３〜図１４に示すように、ＰＳ１モードに切り換える際のエンジン始動手順として、状況に応じて適宜選択される３つのエンジン始動手順が設定されている。また、図１３〜図１５において、符号Ｎｃで示す回転数はエンジン１１の始動回転数を意味しており、符号Ｎｒで示す回転数は現在の車速に対応するリングギヤ２３の回転数を意味している。   As shown in FIG. 12, when the traveling mode is switched from the EV mode to the PS1 mode or the OD1 mode due to an increase in required driving force or an increase in the vehicle speed, it is necessary to start the engine 11 during traveling in the EV mode. . Subsequently, after describing the engine start procedure when switching to the PS1 mode, the engine start procedure when switching to the OD1 mode will be described. FIGS. 13 to 14 are collinear diagrams showing the engine starting procedure when switching from the EV mode to the PS1 mode. FIG. 15 is an alignment chart showing an engine start procedure when switching from the EV mode to the OD1 mode. As shown in FIGS. 13 to 14, three engine starting procedures that are appropriately selected according to the situation are set as the engine starting procedure when switching to the PS1 mode. In FIGS. 13 to 15, the rotational speed indicated by the symbol Nc means the starting rotational speed of the engine 11, and the rotational speed indicated by the symbol Nr means the rotational speed of the ring gear 23 corresponding to the current vehicle speed. Yes.

まず、ＥＶモードからＰＳ１モードに切り換える際のエンジン始動手順について説明する。図１３(ａ)に示すように、クラッチＣＬ３を締結することにより、動力分割機構１２は直結状態に切り換えられる。次いで、図１３(ｂ)に示すように、リングギヤ２３の回転数がＮｒに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を正側に増速させた後に、クラッチＣＬ１が締結される。続いて、図１３(ｃ)に示すように、クラッチＣＬ３を解放することにより、動力分割機構１２は無段変速状態に切り換えられる。そして、車速に連動するリングギヤ２３を支点にキャリア１５の回転数がＮｃに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を正側に増速させた後に、エンジン１１が始動される。このように、図１３に示すエンジン始動手順においては、動力分割機構１２を直結状態にしてクラッチＣＬ１を同期させてから締結した後に、動力分割機構１２を無段変速状態にしてエンジン１１を始動している。   First, the engine starting procedure when switching from the EV mode to the PS1 mode will be described. As shown in FIG. 13 (a), the power split mechanism 12 is switched to the directly connected state by engaging the clutch CL3. Next, as shown in FIG. 13B, after the rotational speed of the motor generator M2 is increased to the positive side until the rotational speed of the ring gear 23 reaches Nr, the clutch CL1 is engaged. Subsequently, as shown in FIG. 13C, the power split mechanism 12 is switched to the continuously variable transmission state by releasing the clutch CL3. Then, the engine 11 is started after the rotational speed of the motor generator M2 is increased to the positive side until the rotational speed of the carrier 15 reaches Nc with the ring gear 23 linked to the vehicle speed as a fulcrum. As described above, in the engine start procedure shown in FIG. 13, after the power split mechanism 12 is directly connected and engaged after the clutch CL1 is synchronized, the power split mechanism 12 is set to the continuously variable transmission state and the engine 11 is started. ing.

図１４(ａ)に示すように、クラッチＣＬ３を解放することにより、動力分割機構１２は無段変速状態に切り換えられる。次いで、図１４(ｂ)に示すように、停止するエンジン１１を支点にリングギヤ２３の回転数がＮｒに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を負側に増速させた後に、クラッチＣＬ１が締結される。続いて、図１４(ｃ)に示すように、車速に連動するリングギヤ２３を支点にキャリア１５の回転数がＮｃに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を正側に増速させた後に、エンジン１１が始動される。このように、図１４に示すエンジン始動手順においては、動力分割機構１２を無段変速状態にしてクラッチＣＬ１を同期させてから締結した後に、動力分割機構１２の無段変速状態を維持したままエンジン１１を始動している。   As shown in FIG. 14A, the power split mechanism 12 is switched to the continuously variable transmission state by releasing the clutch CL3. Next, as shown in FIG. 14 (b), the rotational speed of the motor generator M2 is increased to the negative side until the rotational speed of the ring gear 23 reaches Nr with the engine 11 to be stopped as a fulcrum, and then the clutch CL1 is engaged. Is done. Subsequently, as shown in FIG. 14 (c), after the rotational speed of the motor generator M2 is increased to the positive side until the rotational speed of the carrier 15 reaches Nc with the ring gear 23 interlocking with the vehicle speed as a fulcrum, the engine 11 is started. As described above, in the engine starting procedure shown in FIG. 14, after the power split mechanism 12 is brought into the continuously variable transmission state and the clutch CL1 is synchronized and then engaged, the engine is maintained while the power split mechanism 12 is maintained in the continuously variable transmission state. 11 is starting.

続いて、ＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際のエンジン始動手順について説明する。図１５(ａ)に示すように、クラッチＣＬ４を締結することにより、動力分割機構１２は増速状態に切り換えられる。次いで、図１５(ｂ)に示すように、固定されるサンギヤ１８を支点にキャリア１５の回転数がＮｃに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を負側に増速させた後に、エンジン１１が始動される。続いて、固定されるサンギヤ１８を支点にリングギヤ２３の回転数がＮｒに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を負側に増速させた後に、クラッチＣＬ１が締結される。このように、図１５に示すエンジン始動手順においては、動力分割機構１２を増速状態にしてエンジン１１を始動した後に、動力分割機構１２の増速状態を維持したままクラッチＣＬ１を同期させてから締結している。   Next, an engine start procedure when switching from the EV mode to the OD1 mode will be described. As shown in FIG. 15A, the power split mechanism 12 is switched to the speed-up state by engaging the clutch CL4. Next, as shown in FIG. 15 (b), after the rotational speed of the motor generator M 2 is increased to the negative side until the rotational speed of the carrier 15 reaches Nc with the fixed sun gear 18 as a fulcrum, the engine 11 It is started. Subsequently, the rotational speed of the motor generator M2 is increased to the negative side until the rotational speed of the ring gear 23 reaches Nr with the fixed sun gear 18 as a fulcrum, and then the clutch CL1 is engaged. As described above, in the engine start procedure shown in FIG. 15, after the engine 11 is started with the power split mechanism 12 in the speed-up state, the clutch CL1 is synchronized while the speed-up state of the power split mechanism 12 is maintained. It is concluded.

図１５(ａ)〜(ｃ)で説明したように、車両制御ユニット７３は、車速の上昇に伴って走行モードをＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際に、クラッチＣＬ４を締結して動力分割機構１２の増速状態を維持したまま、モータジェネレータＭ２を駆動してエンジン１１を始動回転させている。これにより、エンジン１１を始動してＯＤ１モードに切り換える際に、モータジェネレータＭ２の回転変動を抑制することが可能となる。このように、モータジェネレータＭ２の回転数変動幅を抑制することにより、モータジェネレータＭ２の消費電力を抑制することができるため、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。つまり、ハイブリッド車両の電費性能および燃費性能(電費燃費性能)を向上させることが可能となる。また、モータジェネレータＭ２の回転数変動幅が抑制されることから、エンジン１１を素早く始動することができ、ＥＶモードからＯＤ１モードに素早く切り換えることが可能となる。さらに、モータジェネレータＭ２の回転数変動幅が抑制されることから、エンジン１１の不要な負荷変動を抑制することができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。   As described with reference to FIGS. 15A to 15C, the vehicle control unit 73 engages the clutch CL4 when the traveling mode is switched from the EV mode to the OD1 mode as the vehicle speed increases, and the power split mechanism 12 The engine 11 is started and rotated by driving the motor generator M2 while maintaining the speed increasing state. As a result, when the engine 11 is started and switched to the OD1 mode, it is possible to suppress the rotational fluctuation of the motor generator M2. Thus, since the power consumption of the motor generator M2 can be suppressed by suppressing the fluctuation range of the rotation speed of the motor generator M2, the fuel efficiency performance of the hybrid vehicle can be improved. That is, it becomes possible to improve the power consumption performance and the fuel consumption performance (electric consumption fuel consumption performance) of the hybrid vehicle. Further, since the fluctuation range of the rotational speed of motor generator M2 is suppressed, engine 11 can be started quickly, and the EV mode can be quickly switched to the OD1 mode. Furthermore, since the rotational speed fluctuation range of motor generator M2 is suppressed, unnecessary load fluctuations of engine 11 can be suppressed, and the fuel efficiency performance of the hybrid vehicle can be improved.

続いて、動力分割機構１２を直結状態や無段変速状態に制御してエンジン１１を始動した場合を比較例として挙げ、動力分割機構１２を増速状態に制御することで得られる効果について説明する。ここで、図１６(ａ)、図１６(ｂ)および図１７はＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際におけるエンジン始動手順の比較例を示す共線図である。なお、図１６(ａ)および(ｂ)には図１３の手順に相当するエンジン始動手順が示され、図１７には図１４の手順に相当するエンジン始動手順が示されている。   Subsequently, a case where the engine 11 is started by controlling the power split mechanism 12 in a directly connected state or a continuously variable transmission state will be described as a comparative example, and effects obtained by controlling the power split mechanism 12 in a speed-up state will be described. . Here, FIG. 16A, FIG. 16B, and FIG. 17 are collinear diagrams showing a comparative example of the engine starting procedure when switching from the EV mode to the OD1 mode. 16 (a) and 16 (b) show an engine start procedure corresponding to the procedure of FIG. 13, and FIG. 17 shows an engine start procedure corresponding to the procedure of FIG.

図１６(ａ)に示すように、動力分割機構１２を直結状態に切り換えた後に、モータジェネレータＭ２を正側に増速させ、エンジン１１が始動される(符号Ｌ１)。続いて、動力分割機構１２の直結状態を維持したまま、モータジェネレータＭ２を正側に増速させ、クラッチＣＬ１が締結される(符号Ｌ２)。さらに、動力分割機構１２を無段変速状態に切り換えた後に、サンギヤ１８が停止するまでモータジェネレータＭ２を負側に増速させ、クラッチＣＬ４が締結されて動力分割機構１２が増速状態に切り換えられる(符号Ｌ３)。   As shown in FIG. 16 (a), after switching the power split mechanism 12 to the direct connection state, the motor generator M2 is accelerated to the positive side, and the engine 11 is started (reference L1). Subsequently, while maintaining the direct coupling state of power split device 12, motor generator M2 is accelerated to the positive side, and clutch CL1 is engaged (reference L2). Further, after switching the power split mechanism 12 to the continuously variable transmission state, the motor generator M2 is accelerated to the negative side until the sun gear 18 stops, the clutch CL4 is engaged, and the power split mechanism 12 is switched to the speed increase state. (Reference L3).

また、図１６(ｂ)に示すように、動力分割機構１２を直結状態に切り換えた後に、モータジェネレータＭ２を正側に増速させ、クラッチＣＬ１が締結される(符号Ｌ１)。続いて、動力分割機構１２を無断変速状態に切り換えた後に、キャリア１５の回転数がＮｃに達するまで、モータジェネレータＭ２の回転数を負側に増速させ、エンジン１１が始動される(符号Ｌ２)。さらに、動力分割機構１２を無段変速状態に維持したまま、サンギヤ１８が停止するまでモータジェネレータＭ２を負側で減速させ、クラッチＣＬ４を締結して動力分割機構１２が増速状態に切り換えられる(符号Ｌ３)。   Further, as shown in FIG. 16B, after the power split mechanism 12 is switched to the direct connection state, the motor generator M2 is accelerated to the positive side, and the clutch CL1 is engaged (reference L1). Subsequently, after the power split mechanism 12 is switched to the continuously variable transmission state, the rotational speed of the motor generator M2 is increased to the negative side until the rotational speed of the carrier 15 reaches Nc, and the engine 11 is started (reference L2). ). Further, while maintaining the power split mechanism 12 in the continuously variable transmission state, the motor generator M2 is decelerated on the negative side until the sun gear 18 stops, the clutch CL4 is engaged, and the power split mechanism 12 is switched to the speed-up state ( Symbol L3).

また、図１７に示すように、動力分割機構１２を無段変速状態に切り換えた後に、モータジェネレータＭ２を負側に増速させ、クラッチＣＬ１が締結される(符号Ｌ１)。続いて、動力分割機構１２の無段変速状態を維持したまま、モータジェネレータＭ２を負側で減速させ、エンジン１１を始動する(符号Ｌ２)。さらに、動力分割機構１２を無段変速状態に維持したまま、サンギヤ１８が停止するまでモータジェネレータＭ２を負側で減速させ、クラッチＣＬ４を締結して動力分割機構１２が増速状態に切り換えられる(符号Ｌ３)。   Further, as shown in FIG. 17, after switching the power split mechanism 12 to the continuously variable transmission state, the motor generator M2 is accelerated to the negative side, and the clutch CL1 is engaged (reference L1). Subsequently, the motor generator M2 is decelerated on the negative side while the continuously variable transmission state of the power split mechanism 12 is maintained, and the engine 11 is started (reference L2). Further, while maintaining the power split mechanism 12 in the continuously variable transmission state, the motor generator M2 is decelerated on the negative side until the sun gear 18 stops, the clutch CL4 is engaged, and the power split mechanism 12 is switched to the speed-up state ( Symbol L3).

このように、ＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際に、動力分割機構１２を増速状態以外に制御した場合、つまり動力分割機構１２を直結状態や無段変速状態に制御した場合には、モータジェネレータＭ２の回転数が大きく変動することになる。このように、モータジェネレータＭ２の回転数変動幅を広げることは、モータジェネレータＭ２の消費電力を増大させ、ハイブリッド車両の燃費性能が低下させる要因となる。また、モータジェネレータＭ２の回転数変動幅を広げることは、エンジン１１の始動遅延を招くことから、ＥＶモードからＯＤ１モードへの素早い切り換えが困難となる。さらに、モータジェネレータＭ２の回転数変動幅を広げることは、エンジン１１の不要な負荷変動を招くことから、ハイブリッド車両の燃費性能を低下させる要因となる。これに対し、本発明においては、動力分割機構１２を増速状態に保持したままエンジン１１を始動することにより、前述した燃費性能や始動遅延に関する問題を解消することが可能となるのである。   As described above, when switching from EV mode to OD1 mode, if power split mechanism 12 is controlled to a state other than the speed-up state, that is, if power split mechanism 12 is controlled to a direct connection state or a continuously variable transmission state, motor generator The rotational speed of M2 will fluctuate greatly. Thus, widening the rotational speed fluctuation range of the motor generator M2 increases the power consumption of the motor generator M2 and causes a decrease in fuel efficiency of the hybrid vehicle. Further, widening the rotational speed fluctuation range of the motor generator M2 causes a start delay of the engine 11, so that it is difficult to quickly switch from the EV mode to the OD1 mode. Furthermore, widening the rotational speed fluctuation range of the motor generator M2 causes unnecessary load fluctuations of the engine 11, and thus causes a reduction in fuel efficiency of the hybrid vehicle. On the other hand, in the present invention, the engine 11 is started while the power split mechanism 12 is kept in the accelerated state, whereby the above-described problems relating to fuel efficiency and start delay can be solved.

また、図１２に矢印αで示すように、要求駆動力が所定駆動力を下回るとともに、ハイブリッド車両が加速して所定車速を上回る場合に、ＥＶモードからＯＤ１モードへの切り換えが判定される。この場合には、前述したように、クラッチＣＬ４を締結したままエンジン１１が始動され、エンジン始動後にクラッチＣＬ１が締結される。一方、図１２に矢印βで示すように、要求駆動力が所定駆動力を下回るとともに、ハイブリッド車両が減速して所定車速を下回る場合に、ＯＤ１モードからＥＶモードへの切り換えが判定される。この場合には、クラッチＣＬ４を締結したままクラッチＣＬ１が解放されてエンジン１１が停止される。このように、ＯＤ１モードからＥＶモードに切り換えられる際には、その後の再加速時において素早くＯＤ１モードに切り換えるため、クラッチＣＬ４を締結した状態で保持している。また、所定駆動力を下回りながら減速して所定車速を下回る際に、ＰＳ１モードを挟むことなくＯＤ１モードからＥＶモードに直に切り換えるようにしたので、モータ駆動系ＭＤからエンジン駆動系ＥＤを素早く切り離すことができ、モータジェネレータＭ１による回生効率を向上させることが可能となる。なお、図１２のモードマップにおいては、各モードが直線で区画されているが、これに限られることはなく、曲線等で各モードが区画される他のモードマップでも良いことは言うまでもない。すなわち、前述した所定駆動力や所定車速は固定値に限られることはなく、各モードの判定基準となる所定駆動力を車速に応じて変化させても良く、各モードの判定基準となる所定車速を要求駆動力に応じて変化させても良い。   Further, as indicated by an arrow α in FIG. 12, when the required driving force is less than the predetermined driving force and the hybrid vehicle is accelerated and exceeds the predetermined vehicle speed, switching from the EV mode to the OD1 mode is determined. In this case, as described above, the engine 11 is started with the clutch CL4 engaged, and the clutch CL1 is engaged after the engine is started. On the other hand, as indicated by an arrow β in FIG. 12, when the required driving force falls below the predetermined driving force and the hybrid vehicle decelerates below the predetermined vehicle speed, switching from the OD1 mode to the EV mode is determined. In this case, the clutch CL1 is released with the clutch CL4 engaged, and the engine 11 is stopped. Thus, when switching from the OD1 mode to the EV mode, the clutch CL4 is held in an engaged state in order to quickly switch to the OD1 mode at the time of subsequent reacceleration. In addition, when the vehicle is decelerated below the predetermined driving force and falls below the predetermined vehicle speed, the engine driving system ED is quickly disconnected from the motor driving system MD because the PS1 mode is switched directly to the EV mode without interposing the PS1 mode. Therefore, it is possible to improve the regeneration efficiency by the motor generator M1. In the mode map of FIG. 12, each mode is partitioned by straight lines. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that other modes maps in which each mode is partitioned by a curve or the like may be used. That is, the predetermined driving force and the predetermined vehicle speed described above are not limited to fixed values, and the predetermined driving force that is a criterion for each mode may be changed according to the vehicle speed, and the predetermined vehicle speed that is a criterion for each mode may be changed. May be changed according to the required driving force.

また、図１に示す場合には、クラッチＣＬ３によって、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを締結しているが、これらの回転要素に限られることはなく、動力分割機構１２を構成する３つ以上の回転要素を締結しても良く、動力分割機構１２を構成する他の回転要素同士を締結しても良い。ここで、図１８は本発明の他の実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニット８０を示す概略図である。なお、図１８において、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１８に示すように、エンジン１１に連結されるキャリア１５には、中空軸８１を介してスプライン歯８２が固定されている。このスプライン歯８２はシンクロハブ２２の一端側に配置されており、シンクロスリーブ３０を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯８２に噛み合わせることが可能となる。このように、シンクロハブ２２、スプライン歯８２およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とキャリア１５とを締結するクラッチＣＬ３を構成しても良い。また、前述の説明では、ブレーキ機構として機能するクラッチＣＬ４によって、第２サンギヤ１８をケース２６に固定しているが、これに限られることはなく、動力分割機構１２を構成する他の回転要素をケース２６に固定しても良い。   In the case shown in FIG. 1, the second sun gear 18 and the ring gear 23 are fastened by the clutch CL3. However, the present invention is not limited to these rotating elements, and there are three or more constituting the power split mechanism 12. These rotating elements may be fastened, and other rotating elements constituting the power split mechanism 12 may be fastened. Here, FIG. 18 is a schematic diagram showing a hybrid vehicle drive device, that is, a power unit 80 according to another embodiment of the present invention. In FIG. 18, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 18, spline teeth 82 are fixed to the carrier 15 connected to the engine 11 via a hollow shaft 81. The spline teeth 82 are disposed on one end side of the synchro hub 22, and the synchro sleeve 30 can be engaged with the spline teeth 82 by moving the synchro sleeve 30 in the direction of arrow a. In this way, the clutch CL <b> 3 that fastens the second sun gear 18 and the carrier 15 may be configured by the sync hub 22, the spline teeth 82, and the sync sleeve 30. In the above description, the second sun gear 18 is fixed to the case 26 by the clutch CL4 functioning as a brake mechanism. However, the present invention is not limited to this, and other rotating elements constituting the power split mechanism 12 are not limited thereto. It may be fixed to the case 26.

また、図１９は本発明の他の実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニット９０を示す概略図である。なお、図１９において、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１９に示すように、エンジン１１にダンパ機構１４を介して連結される入力軸９１には、キャリア１５が連結されるとともにシンクロハブ９２が連結されている。このシンクロハブ９２の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ９３が噛み合っている。シンクロスリーブ９３をスプライン歯２５に噛み合わせることにより、シンクロスリーブ９３を介してキャリア１５とリングギヤ２３とを連結することが可能となる。このように、シンクロハブ９２、スプライン歯２５およびシンクロスリーブ９３によって、キャリア１５とリングギヤ２３とを締結するクラッチＣＬ３が構成されている。また、入力軸９１の外側には中空軸９４が回転自在に設けられており、この中空軸９４の一端側には第１サンギヤ１７が固定される一方、中空軸９４の他端側には伝達ギヤ列９５を介してモータジェネレータＭ２が連結されている。   FIG. 19 is a schematic view showing a hybrid vehicle drive device, that is, a power unit 90 according to another embodiment of the present invention. In FIG. 19, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 19, the carrier 15 and the synchro hub 92 are connected to the input shaft 91 connected to the engine 11 via the damper mechanism 14. A synchro sleeve 93 is engaged with the outer peripheral portion of the synchro hub 92 so as to be movable in the axial direction. By meshing the sync sleeve 93 with the spline teeth 25, the carrier 15 and the ring gear 23 can be connected via the sync sleeve 93. As described above, the sync hub 92, the spline teeth 25, and the sync sleeve 93 constitute the clutch CL 3 that fastens the carrier 15 and the ring gear 23. A hollow shaft 94 is rotatably provided outside the input shaft 91, and the first sun gear 17 is fixed to one end side of the hollow shaft 94, while the transmission is transmitted to the other end side of the hollow shaft 94. A motor generator M <b> 2 is connected via a gear train 95.

また、モータジェネレータＭ１のモータ出力軸４８には駆動ギヤ９６が固定されており、この駆動ギヤ９６に噛み合う従動ギヤ９７が前輪出力軸３５に回転自在に設けられている。さらに、従動ギヤ９７にはスプライン歯９８が固定されており、このスプライン歯９８に隣接するシンクロハブ９９が前輪出力軸３５に固定されている。また、シンクロハブ９９の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ１００が噛み合っている。シンクロスリーブ１００をスプライン歯９８に噛み合わせることにより、シンクロスリーブ１００を介してモータジェネレータＭ１を前輪出力軸３５に連結することが可能となる。このように、シンクロハブ９９、スプライン歯９８およびシンクロスリーブ１００によって、駆動輪４２ｆ，４２ｒにモータジェネレータＭ１を接続するクラッチＣＬ２が構成されている。   A drive gear 96 is fixed to the motor output shaft 48 of the motor generator M1, and a driven gear 97 that meshes with the drive gear 96 is rotatably provided on the front wheel output shaft 35. Further, spline teeth 98 are fixed to the driven gear 97, and a synchro hub 99 adjacent to the spline teeth 98 is fixed to the front wheel output shaft 35. A synchro sleeve 100 is engaged with the outer peripheral portion of the synchro hub 99 so as to be movable in the axial direction. By meshing the sync sleeve 100 with the spline teeth 98, the motor generator M1 can be connected to the front wheel output shaft 35 via the sync sleeve 100. As described above, the sync hub 99, the spline teeth 98, and the sync sleeve 100 constitute the clutch CL2 that connects the motor generator M1 to the drive wheels 42f and 42r.

このような構成のパワーユニット９０であっても、ＥＶモードからＯＤ１モードに切り換える際には、クラッチＣＬ４を締結して動力分割機構１２の増速状態を維持したまま、モータジェネレータＭ２からのモータ動力によってエンジン１１を始動回転させることにより、モータジェネレータＭ２の回転変動を抑制しながら走行モードを切り換えることが可能となる。これにより、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させるとともに、エンジン１１を素早く始動して走行モードを素早く切り換えることが可能となる。   Even with the power unit 90 configured as described above, when the EV mode is switched to the OD1 mode, the clutch CL4 is engaged and the speed increase state of the power split mechanism 12 is maintained, and the motor power from the motor generator M2 is maintained. By starting and rotating the engine 11, it becomes possible to switch the running mode while suppressing the rotational fluctuation of the motor generator M2. As a result, the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved, and the engine 11 can be started quickly to switch the driving mode quickly.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、図１、図１８、図１９に示すように、２つのサンギヤ１７，１８を用いて動力分割機構１２を構成することにより、共線図上で、モータジェネレータＭ２に連結される回転要素、前記クラッチＣＬ４に連結される回転要素、エンジン１１に連結される回転要素、前輪出力軸３５に連結される回転要素の順に配列しているが、動力分割機構１２の構成としては図示する構成に限られることはない。例えば、２つのリングギヤを用いて動力分割機構を構成しても良く、２つのキャリアを用いて動力分割機構を構成しても良い。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In the above description, as shown in FIGS. 1, 18, and 19, the power split mechanism 12 is configured by using the two sun gears 17, 18, so that the motor generator M <b> 2 is connected on the alignment chart. The rotating element, the rotating element connected to the clutch CL4, the rotating element connected to the engine 11, and the rotating element connected to the front wheel output shaft 35 are arranged in this order, but the configuration of the power split mechanism 12 is illustrated. The configuration is not limited. For example, a power split mechanism may be configured using two ring gears, or a power split mechanism may be configured using two carriers.

また、図示する場合には、回転同期機能を備えたシンクロメッシュによってクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を構成しているが、これに限られることはなく、噛合クラッチであるドグクラッチによってクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を構成しても良い。さらに、クラッチＣＬ１〜ＣＬ４としては、シンクロメッシュやドグクラッチ等の噛合クラッチに限られることはなく、摩擦クラッチによってクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を構成しても良い。なお、図示するパワーユニット１０，８０，９０は、四輪駆動用のパワーユニットであるが、これに限られることはなく、前輪駆動用や後輪駆動用のパワーユニットに対して本発明を適用しても良い。   In the illustrated case, the clutches CL1 to CL4 are configured by a synchromesh having a rotation synchronization function. However, the clutches CL1 to CL4 are not limited to this, and the clutches CL1 to CL4 are configured by a dog clutch that is a meshing clutch. Also good. Furthermore, the clutches CL1 to CL4 are not limited to meshing clutches such as synchromesh and dog clutches, and the clutches CL1 to CL4 may be configured by friction clutches. The illustrated power units 10, 80, 90 are four-wheel drive power units. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to power units for front wheel drive and rear wheel drive. good.

１０ パワーユニット(駆動装置)
１１ エンジン
１２ 動力分割機構
１５ キャリア(回転要素)
１６ ピニオンギヤ(回転要素)
１７ 第１サンギヤ(回転要素)
１８ 第２サンギヤ(回転要素)
２３ リングギヤ(回転要素)
２６ ケース(固定部材)
３５ 前輪出力軸(駆動輪出力軸)
６２ 後輪出力軸(駆動輪出力軸)
７０ モータ制御ユニット(制御手段)
７２ エンジン制御ユニット(制御手段)
７３ 車両制御ユニット(制御手段)
８０ パワーユニット(駆動装置)
９０ パワーユニット(駆動装置)
ＭＤ モータ駆動系
ＥＤ エンジン駆動系
Ｍ１ モータジェネレータ(第１モータジェネレータ)
Ｍ２ モータジェネレータ(第２モータジェネレータ)
ＣＬ１ クラッチ(クラッチ機構)
ＣＬ４ クラッチ(ブレーキ機構) 10 Power unit (drive device)
11 Engine 12 Power split mechanism 15 Carrier (rotating element)
16 Pinion gear (rotating element)
17 1st sun gear (rotating element)
18 Second sun gear (rotating element)
23 Ring gear (rotating element)
26 Case (fixing member)
35 Front wheel output shaft (drive wheel output shaft)
62 Rear wheel output shaft (drive wheel output shaft)
70 Motor control unit (control means)
72 Engine control unit (control means)
73 Vehicle control unit (control means)
80 Power unit (drive device)
90 Power unit (drive device)
MD Motor drive system ED Engine drive system M1 Motor generator (first motor generator)
M2 motor generator (second motor generator)
CL1 clutch (clutch mechanism)
CL4 clutch (brake mechanism)

Claims (5)

駆動輪出力軸に連結される第１モータジェネレータを備え、前記駆動輪出力軸にモータ動力を伝達するモータ駆動系と、
エンジン、第２モータジェネレータおよび前記駆動輪出力軸に連結される動力分割機構を備え、前記動力分割機構を介して前記駆動輪出力軸にエンジン動力を伝達するエンジン駆動系と、
前記駆動輪出力軸と前記動力分割機構との間に設けられ、前記モータ駆動系に前記エンジン駆動系を接続する締結状態と、接続を解除する解放状態とに切り換えられるクラッチ機構と、
前記動力分割機構を構成する複数の回転要素のうち１つの回転要素と固定部材とを締結することにより、エンジン動力を増速して前記駆動輪出力軸に伝達する増速状態に前記動力分割機構を切り換えるブレーキ機構と、
所定車速を上回る状態のもとで前記クラッチ機構を解放状態から締結状態に切り換える際に、前記ブレーキ機構を締結したまま前記第２モータジェネレータを駆動して前記エンジンを始動する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記ブレーキ機構を締結した後に前記第２モータジェネレータを駆動して前記エンジンを始動し、前記エンジンを始動した後に前記クラッチ機構を締結状態に切り換える、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 A motor drive system including a first motor generator coupled to the drive wheel output shaft, and transmitting motor power to the drive wheel output shaft;
An engine drive system including an engine, a second motor generator, and a power split mechanism coupled to the drive wheel output shaft, and transmitting engine power to the drive wheel output shaft via the power split mechanism;
A clutch mechanism that is provided between the drive wheel output shaft and the power split mechanism and is switched between a fastening state in which the engine drive system is connected to the motor drive system and a release state in which the connection is released;
The power split mechanism is in a speed-up state in which engine power is accelerated and transmitted to the drive wheel output shaft by fastening one rotary element and a fixed member among a plurality of rotary elements constituting the power split mechanism. A brake mechanism for switching between
Control means for driving the second motor generator to start the engine while the brake mechanism is engaged when the clutch mechanism is switched from the disengaged state to the engaged state under a state exceeding a predetermined vehicle speed ;
I have a,
The control means drives the second motor generator after the brake mechanism is engaged and starts the engine, and after starting the engine, switches the clutch mechanism to an engaged state . Drive device. 請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記制御手段は、
運転手からの要求駆動力が所定駆動力を下回り、かつ車両が減速して所定車速を下回る場合に、前記ブレーキ機構を締結したまま前記クラッチ機構を解放して前記エンジンを停止させる一方、
前記要求駆動力が所定駆動力を下回り、かつ車両が加速して所定車速を上回る場合に、前記ブレーキ機構を締結したまま前記エンジンを始動して前記クラッチ機構を締結することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
The control means includes
If the required driving force from the driver Ri falls below a predetermined driving force, and the vehicle is below a predetermined vehicle speed is decelerated while Ru stopping the engine by releasing the clutch mechanism while fastening the brake mechanism ,
The driving force demand Ri falls below a predetermined driving force, and when the vehicle is accelerating above a predetermined vehicle speed, characterized by fastening the clutch mechanism to start the engine while engagement the brake mechanism Drive device for hybrid vehicle. 請求項１または２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記動力分割機構は、共線図上で、前記第２モータジェネレータに連結される回転要素、前記ブレーキ機構に連結される回転要素、前記エンジンに連結される回転要素、前記駆動輪出力軸に連結される回転要素の順に配列される構成であることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to claim 1 or 2,
The power split mechanism is connected to the rotating element connected to the second motor generator, the rotating element connected to the brake mechanism, the rotating element connected to the engine, and the drive wheel output shaft on the collinear diagram. A drive device for a hybrid vehicle, characterized in that the rotating elements are arranged in order. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記動力分割機構を構成する複数の回転要素のうち、
前記第２モータジェネレータに連結される回転要素は、第１サンギヤであり、
前記ブレーキ機構に連結される回転要素は、前記第１サンギヤにピニオンギヤを介して噛み合う第２サンギヤであり、
前記エンジンに連結される回転要素は、前記ピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアであり、
前記駆動輪出力軸に連結される回転要素は、前記ピニオンギヤに噛み合うリングギヤであることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to any one of claims 1 to 3,
Among the plurality of rotating elements constituting the power split mechanism,
The rotating element coupled to the second motor generator is a first sun gear,
The rotating element coupled to the brake mechanism is a second sun gear that meshes with the first sun gear via a pinion gear;
The rotating element coupled to the engine is a carrier that rotatably supports the pinion gear,
A drive device for a hybrid vehicle, wherein the rotating element coupled to the drive wheel output shaft is a ring gear meshing with the pinion gear. 請求項２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、The drive device for a hybrid vehicle according to claim 2,
前記要求駆動力は、セレクトレバーの操作状況、アクセルペダルの操作状況、ブレーキペダルの操作状況および車速から選択される少なくとも１つに基づくことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。The requested driving force is based on at least one selected from an operating state of a select lever, an operating state of an accelerator pedal, an operating state of a brake pedal, and a vehicle speed.
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