JP6040886B2 - Power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device.
従来、ハイブリッド車両では、走行中等にエンジンが停止されることがある。例えば、特許文献1に開示された車両用動力伝達装置の制御装置の技術では、自動変速部がニュートラル状態でエンジン停止制御が実行されるとき、切換クラッチを作動させるため、差動部遊星歯車装置のエンジンに連結された差動部キャリヤおよび自動変速部に連結された差動部リングギヤが一体回転させられる。これにより、エンジン停止制御に伴い、差動部遊星歯車装置の各回転要素は一体回転または略一体回転された状態で回転速度が低下させられる。特許文献1によれば、高回転化され易い自動変速部に連結された差動部リングギヤの高回転化が防止されるとされている。
Conventionally, in a hybrid vehicle, the engine may be stopped during traveling. For example, in the technology of the control device for a vehicle power transmission device disclosed in
エンジンを停止する場合、車体の振動を抑制できることが望ましい。例えば、エンジンのクランク軸を固定する固定手段を有する場合に、エンジン停止時に固定手段を作動させるタイミングが早いと、振動が発生してしまう可能性がある。 When stopping the engine, it is desirable to be able to suppress the vibration of the vehicle body. For example, in the case where the fixing means for fixing the crankshaft of the engine is provided, if the timing for operating the fixing means when the engine is stopped is early, vibration may occur.
本発明の目的は、エンジンを停止するときの振動を抑制することができる動力伝達装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the power transmission device which can suppress the vibration when stopping an engine.
本発明の動力伝達装置は、3つの回転要素を有する差動部と、前記差動部の回転要素に連結されたエンジンと、前記エンジンのクランク軸を固定可能な固定手段と、前記クランク軸にトルクを伝達可能に前記差動部に接続された回転機とを備え、前記エンジンを停止するときに前記回転機によってエンジン停止制御を実行し、前記エンジンが回転停止状態となった後に前記固定手段が前記クランク軸を固定することを特徴とする。 The power transmission device of the present invention includes a differential section having three rotating elements, an engine coupled to the rotating elements of the differential section, a fixing means capable of fixing the crankshaft of the engine, and the crankshaft. A rotating machine connected to the differential unit so as to be able to transmit torque, and when the engine is stopped, the engine is controlled to stop by the rotating machine, and the fixing means after the engine has stopped rotating. Fixed the crankshaft.
本発明に係る動力伝達装置は、3つの回転要素を有する差動部と、差動部の回転要素に連結されたエンジンと、エンジンのクランク軸を固定可能な固定手段と、クランク軸にトルクを伝達可能に差動部に接続された回転機とを備え、エンジンを停止するときに回転機によってエンジン停止制御を実行し、エンジンが回転停止状態となった後に固定手段がクランク軸を固定する。本発明に係る動力伝達装置によれば、エンジンを停止するときの振動を抑制することができるという効果を奏する。 A power transmission device according to the present invention includes a differential section having three rotating elements, an engine coupled to the rotating elements of the differential section, fixing means capable of fixing the crankshaft of the engine, and torque applied to the crankshaft. And a rotating machine connected to the differential portion so as to be able to transmit, engine stop control is executed by the rotating machine when the engine is stopped, and the fixing means fixes the crankshaft after the engine has stopped rotating. According to the power transmission device of the present invention, there is an effect that vibration when the engine is stopped can be suppressed.
以下に、本発明の実施形態に係る動力伝達装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a power transmission device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[第1実施形態]
図1から図10を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、動力伝達装置に関する。図1は、本発明の第1実施形態の制御に係るフローチャート、図2は、第1実施形態に係る車両のスケルトン図、図3は、第1実施形態に係る車両の入出力関係図、図4は、第1実施形態に係る車両の作動係合表を示す図、図5は、単独モータEVモードに係る共線図、図6は、両モータEVモードに係る共線図、図7は、HV走行モードに係る共線図、図8は、実施形態のモード選択に係るマップを示す図、図9は、第1実施形態の制御に係るタイムチャート、図10は、第1実施形態の所定時間を示す図である。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10. The present embodiment relates to a power transmission device. FIG. 1 is a flowchart according to the control of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a skeleton diagram of the vehicle according to the first embodiment, and FIG. 3 is an input / output relationship diagram of the vehicle according to the first embodiment. 4 is a diagram showing an operation engagement table of the vehicle according to the first embodiment, FIG. 5 is a collinear diagram related to the single motor EV mode, FIG. 6 is a collinear diagram related to the both motor EV mode, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing a map according to the mode selection of the embodiment, FIG. 9 is a time chart according to the control of the first embodiment, and FIG. 10 is a diagram of the first embodiment. It is a figure which shows predetermined time.
本実施形態に係る車両100は、図2に示すように、動力源としてエンジン1、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を有するハイブリッド(HV)車両である。車両100は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド(PHV)車両であってもよい。図2および図3に示すように、車両100は、エンジン1、第一遊星歯車機構10、第二遊星歯車機構20、第一回転機MG1、第二回転機MG2、クラッチCL1、ブレーキBK1、HV_ECU50、MG_ECU60およびエンジン_ECU70を含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、本実施形態に係る動力伝達装置1−1は、エンジン1、第二遊星歯車機構20、第一回転機MG1、クラッチCL1およびブレーキBK1を含んで構成されている。動力伝達装置1−1は、更に、HV_ECU50、MG_ECU60およびエンジン_ECU70を含んで構成されてもよい。本実施形態では、第二遊星歯車機構20が、3つの回転要素を有する差動部として機能する。また、クラッチCL1およびブレーキBK1が、エンジン1のクランク軸を固定可能な固定手段として機能する。また、第一回転機MG1が、クランク軸にトルクを伝達可能に差動部に接続された回転機として機能する。また、HV_ECU50、MG_ECU60およびエンジン_ECU70は制御部として機能する。
Further, the power transmission device 1-1 according to the present embodiment includes the
機関の一例であるエンジン1は、燃料の燃焼エネルギーをクランク軸(出力軸)の回転運動に変換して出力する。エンジン1のクランク軸は、入力軸2と接続されている。入力軸2は、動力伝達機構の入力軸である。動力伝達機構は、第一回転機MG1、第二回転機MG2、クラッチCL1、ブレーキBK1、差動装置30等を含んで構成されている。入力軸2は、エンジン1のクランク軸と同軸上かつクランク軸の延長線上に配置されている。入力軸2は、第一遊星歯車機構10の第一キャリア14と接続されている。つまり、エンジン1は、第一遊星歯車機構10を介して差動部としての第二遊星歯車機構20の回転要素に連結されている。
An
本実施形態の第一遊星歯車機構10は、エンジン1の回転を変速して出力可能である。第一遊星歯車機構10は、エンジン1と第二遊星歯車機構20とを接続する。第一遊星歯車機構10は、シングルピニオン式であり、第一サンギア11、第一ピニオンギア12、第一リングギア13および第一キャリア14を有する。
The first
第一リングギア13は、第一サンギア11と同軸上であってかつ第一サンギア11の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア12は、第一サンギア11と第一リングギア13との間に配置されており、第一サンギア11および第一リングギア13とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア12は、第一キャリア14によって回転自在に支持されている。第一キャリア14は、入力軸2と連結されており、入力軸2と一体回転する。従って、第一ピニオンギア12は、入力軸2と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能であり、かつ第一キャリア14によって支持されて第一ピニオンギア12の中心軸線周りに回転(自転)可能である。
The
クラッチCL1は、第一サンギア11と第一キャリア14とを連結可能なクラッチ装置である。本実施形態のクラッチCL1は、摩擦係合式のクラッチ装置である。クラッチCL1は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のクラッチCL1は、第一サンギア11と第一キャリア14とを連結し、第一サンギア11と第一キャリア14とを一体回転させることができる。完全係合状態のクラッチCL1は、第一遊星歯車機構10の差動を規制する。一方、開放状態のクラッチCL1は、第一サンギア11と第一キャリア14とを切り離し、第一サンギア11と第一キャリア14との相対回転を許容する。つまり、開放状態のクラッチCL1は、第一遊星歯車機構10の差動を許容する。なお、クラッチCL1は、半係合状態に制御可能である。
The clutch CL <b> 1 is a clutch device that can connect the first sun gear 11 and the
ブレーキBK1は、第一サンギア11の回転を規制することができるブレーキ装置である。ブレーキBK1は、第一サンギア11に接続された係合要素と、車体側、例えば動力伝達機構のケースと接続された係合要素とを有する。ブレーキBK1は、クラッチCL1と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができる。ブレーキBK1は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のブレーキBK1は、第一サンギア11と車体側とを連結し、第一サンギア11の回転を規制することができる。一方、開放状態のブレーキBK1は、第一サンギア11と車体側とを切り離し、第一サンギア11の回転を許容する。なお、ブレーキBK1は、半係合状態に制御可能である。半係合状態のブレーキBK1は、第一サンギア11の回転を許容する。 The brake BK1 is a brake device that can regulate the rotation of the first sun gear 11. The brake BK1 has an engagement element connected to the first sun gear 11 and an engagement element connected to the vehicle body side, for example, a case of a power transmission mechanism. The brake BK1 can be a friction engagement type clutch device similar to the clutch CL1. The brake BK1 is engaged or released by being controlled by, for example, hydraulic pressure. The fully engaged brake BK1 connects the first sun gear 11 and the vehicle body side and can regulate the rotation of the first sun gear 11. On the other hand, the released brake BK1 separates the first sun gear 11 from the vehicle body side and allows the first sun gear 11 to rotate. The brake BK1 can be controlled to be in a half-engaged state. The half-engaged brake BK1 allows the first sun gear 11 to rotate.
クラッチCL1およびブレーキBK1がそれぞれ完全係合すると、入力軸2が固定され、入力軸2は回転不能となる。また、入力軸2と接続されたクランク軸も固定され、回転不能となる。つまり、固定手段としてのクラッチCL1およびブレーキBK1は、完全係合することにより、エンジン1のクランク軸を固定することができる。
When the clutch CL1 and the brake BK1 are completely engaged, the
本実施形態の第二遊星歯車機構20は、第一遊星歯車機構10と駆動輪32とを接続している。第二遊星歯車機構20は、シングルピニオン式であり、第二サンギア21、第二ピニオンギア22、第二リングギア23および第二キャリア24を有する。第二遊星歯車機構20は、第一遊星歯車機構10と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構10を挟んでエンジン1と互いに対向している。第二サンギア21、第二リングギア23および第二キャリア24は、差動回転可能な3つの回転要素である。
The second
第二リングギア23は、第二サンギア21と同軸上であってかつ第二サンギア21の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア22は、第二サンギア21と第二リングギア23との間に配置されており、第二サンギア21および第二リングギア23とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア22は、第二キャリア24によって回転自在に支持されている。第二キャリア24は、第一リングギア13と接続されており、第一リングギア13と一体回転する。第二ピニオンギア22は、第二キャリア24と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能であり、かつ第二キャリア24によって支持されて第二ピニオンギア22の中心軸線周りに回転(自転)可能である。
The
第二サンギア21には第一回転機MG1の回転軸33が接続されている。第一回転機MG1の回転軸33は、入力軸2と同軸上に配置されており、第二サンギア21と一体回転する。第二リングギア23には、カウンタドライブギア25が接続されている。
The
カウンタドライブギア25は、カウンタドリブンギア26と噛み合っている。カウンタドリブンギア26は、カウンタシャフト27を介してドライブピニオンギア28と接続されている。また、カウンタドリブンギア26には、リダクションギア35が噛み合っている。リダクションギア35は、第二回転機MG2の回転軸34に接続されている。リダクションギア35は、カウンタドリブンギア26よりも小径である。
The
ドライブピニオンギア28は、差動装置30のデフリングギア29と噛み合っている。差動装置30は、左右の駆動軸31を介して駆動輪32と接続されている。第二回転機MG2は、第二リングギア23と駆動輪32との動力伝達経路に対して接続されている。
The
第一回転機MG1および第二回転機MG2は、それぞれモータ(電動機)としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、インバータを介してバッテリ3と接続されている。回転機MG1,MG2によって発電された電力は、バッテリ3に蓄電可能である。第一回転機MG1および第二回転機MG2としては、例えば、三相交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
The first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 each have a function as a motor (electric motor) and a function as a generator. The first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 are connected to the
第一回転機MG1は、第二遊星歯車機構20、第一遊星歯車機構10および入力軸2を介してエンジン1のクランク軸に接続されている。すなわち、第一回転機MG1は、クランク軸にトルクを伝達可能に差動部としての第二遊星歯車機構20に接続されている。
The first rotating machine MG1 is connected to the crankshaft of the
図3に示す各ECU50,60,70は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。HV_ECU50は、車両100全体を統合制御する機能を有している。MG_ECU60およびエンジンECU70は、HV_ECU50と電気的に接続されている。
Each
MG_ECU60は、第一回転機MG1および第二回転機MG2を制御することができる。MG_ECU60は、例えば、第一回転機MG1に対して供給する電流値を調節し、第一回転機MG1の出力トルクを制御すること、および第二回転機MG2に対して供給する電流値を調節し、第二回転機MG2の出力トルクを制御することができる。 The MG_ECU 60 can control the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2. For example, the MG_ECU 60 adjusts the current value supplied to the first rotating machine MG1, controls the output torque of the first rotating machine MG1, and adjusts the current value supplied to the second rotating machine MG2. The output torque of the second rotary machine MG2 can be controlled.
エンジンECU70は、例えば、エンジン1の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジン1の点火制御を行うこと、エンジン1に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。
The
HV_ECU50には、車速センサ、アクセル開度センサ、MG1回転数センサ、MG2回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、HV_ECU50は、車速、アクセル開度、第一回転機MG1の回転数、第二回転機MG2の回転数、動力伝達機構の出力軸の回転数、バッテリ状態SOC等を取得することができる。 The HV_ECU 50 is connected to a vehicle speed sensor, an accelerator opening sensor, an MG1 rotational speed sensor, an MG2 rotational speed sensor, an output shaft rotational speed sensor, a battery sensor, and the like. With these sensors, the HV_ECU 50 obtains the vehicle speed, the accelerator opening, the rotational speed of the first rotating machine MG1, the rotational speed of the second rotating machine MG2, the rotational speed of the output shaft of the power transmission mechanism, the battery state SOC, and the like. Can do.
HV_ECU50は、取得する情報に基づいて、車両100に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。HV_ECU50は、算出した要求値に基づいて、第一回転機MG1の出力トルク(以下、「MG1トルク」とも記載する。)、第二回転機MG2の出力トルク(以下、「MG2トルク」とも記載する。)およびエンジン1の出力トルク(以下、「エンジントルク」とも記載する。)を決定する。HV_ECU50は、MG1トルクの指令値およびMG2トルクの指令値をMG_ECU60に対して出力する。また、HV_ECU50は、エンジントルクの指令値をエンジンECU70に対して出力する。
The HV_ECU 50 can calculate the required driving force, required power, required torque, and the like for the
HV_ECU50は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチCL1およびブレーキBK1をそれぞれ制御する。HV_ECU50は、クラッチCL1に対する供給油圧の指令値(PbCL1)およびブレーキBK1に対する供給油圧の指令値(PbBK1)をそれぞれ出力する。図示しない油圧制御装置は、各指令値PbCL1,PbBK1に応じてクラッチCL1およびブレーキBK1に対する供給油圧を制御する。 The HV_ECU 50 controls the clutch CL1 and the brake BK1 based on a travel mode described later. The HV_ECU 50 outputs a command value (PbCL1) of the supply hydraulic pressure for the clutch CL1 and a command value (PbBK1) of the supply hydraulic pressure for the brake BK1. A hydraulic control device (not shown) controls the hydraulic pressure supplied to the clutch CL1 and the brake BK1 according to the command values PbCL1, PbBK1.
車両100では、ハイブリッド(HV)走行あるいはEV走行を選択的に実行可能である。HV走行とは、エンジン1を動力源として車両100を走行させる走行モードである。HV走行では、エンジン1に加えて、更に第二回転機MG2を動力源としてもよい。
The
EV走行は、第一回転機MG1あるいは第二回転機MG2の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。EV走行では、エンジン1を停止して走行することが可能である。本実施形態に係る動力伝達装置1−1は、EV走行モードとして、第二回転機MG2を単独の動力源として車両100を走行させる単独モータEVモード(単独駆動EVモード)と、第一回転機MG1および第二回転機MG2を動力源として車両100を走行させる両モータEVモード(両駆動EVモード)を有する。
EV traveling is a traveling mode in which traveling is performed using at least one of the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 as a power source. In EV traveling, it is possible to travel with the
図4の作動係合表において、クラッチCL1の欄およびブレーキBK1の欄の丸印は、係合を示し、空欄は開放を示す。また、三角印は、クラッチCL1あるいはブレーキBK1のいずれかを係合し、他方を開放することを示す。単独モータEVモードは、例えば、クラッチCL1およびブレーキBK1を共に開放して実行される。図5を含む各共線図において、符号S1,C1,R1は、それぞれ第一サンギア11、第一キャリア14、第一リングギア13を示し、符号S2,C2,R2は、それぞれ第二サンギア21、第二キャリア24、第二リングギア23を示す。
In the operation engagement table of FIG. 4, the circles in the column of the clutch CL1 and the column of the brake BK1 indicate engagement, and the blank column indicates release. The triangle mark indicates that either the clutch CL1 or the brake BK1 is engaged and the other is released. The single motor EV mode is executed, for example, by releasing both the clutch CL1 and the brake BK1. In each collinear diagram including FIG. 5, reference numerals S1, C1, and R1 indicate the first sun gear 11, the
単独モータEVモードでは、クラッチCL1およびブレーキBK1が開放している。ブレーキBK1が開放していることで、第一サンギア11の回転が許容され、クラッチCL1が開放していることで、第一遊星歯車機構10は差動可能である。HV_ECU50は、車両100を前進走行させる場合、MG_ECU60を介して第二回転機MG2に正トルクを出力させて車両100に前進方向の駆動力を発生させる。第二リングギア23は、駆動輪32の回転と連動して正回転する。ここで、正回転とは、車両100の前進時の第二リングギア23の回転方向とする。HV_ECU50は、第一回転機MG1をジェネレータとして作動させて引き摺り損失を低減させる。具体的には、HV_ECU50は、第一回転機MG1にわずかなトルクをかけて発電させ、第一回転機MG1の回転数を0回転とする。これにより、第一回転機MG1の引き摺り損失を低減することができる。また、MG1トルクを0としてもコギングトルクを利用してMG1回転数を0に維持できるときは、MG1トルクを加えないようにしてもよい。あるいは、第一回転機MG1のd軸ロックによってMG1回転数を0としてもよい。
In the single motor EV mode, the clutch CL1 and the brake BK1 are released. When the brake BK1 is opened, the first sun gear 11 is allowed to rotate, and when the clutch CL1 is opened, the first
第一リングギア13は、第二キャリア24に連れ回り正回転する。第一遊星歯車機構10では、クラッチCL1およびブレーキBK1が開放されたニュートラルの状態であるため、エンジン1は連れ回されず、第一キャリア14は回転を停止する。よって回生量を大きく取ることが可能である。第一サンギア11は空転して負回転する。
The
単独モータEVモードでの走行時に、バッテリ3の充電状態がフルとなり、回生エネルギーが取れない場合が発生し得る。この場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。クラッチCL1あるいはブレーキBK1を係合することで、エンジン1を駆動輪32と接続し、エンジンブレーキを駆動輪32に作用させることができる。図4に三角印で示すように、単独モータEVモードでクラッチCL1あるいはブレーキBK1を係合すると、エンジン1を連れ回し状態とし、第一回転機MG1でエンジン回転数を上げてエンジンブレーキ状態とすることができる。
When traveling in the single motor EV mode, the
両モータEVモードでは、HV_ECU50は、クラッチCL1およびブレーキBK1を係合する。図6に示すように、クラッチCL1が係合することで、第一遊星歯車機構10の差動は規制され、ブレーキBK1が係合することで、第一サンギア11の回転が規制される。従って、第一遊星歯車機構10の全回転要素の回転が停止する。出力要素である第一リングギア13の回転が規制されることで、これと接続された第二キャリア24が0回転にロックされる。
In the both-motor EV mode, the HV_ECU 50 engages the clutch CL1 and the brake BK1. As shown in FIG. 6, when the clutch CL1 is engaged, the differential of the first
HV_ECU50は、第一回転機MG1および第二回転機MG2にそれぞれ走行駆動用のトルクを出力させる。第二キャリア24は、回転が規制されていることで、第一回転機MG1のトルクに対して反力を取り、第一回転機MG1のトルクを第二リングギア23から出力させることができる。第一回転機MG1は、前進時に負トルクを出力して負回転することで、第二リングギア23から正のトルクを出力させることができる。一方、後進時には、第一回転機MG1は、正トルクを出力して正回転することで、第二リングギア23から負のトルクを出力させることができる。
The HV_ECU 50 causes the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 to output driving driving torque, respectively. Since the rotation of the
HV走行では、差動部としての第二遊星歯車機構20は差動状態を基本とし、変速部の第一遊星歯車機構10は、ロー/ハイの切り替えがなされる。図7において、一点鎖線は、ロー状態のHV走行モード(以下、「HVローモード」とも記載する。)を示し、実線は、ハイ状態のHV走行モード(以下、「HVハイモード」とも記載する。)を示す。
In HV traveling, the second
HVローモード(一点鎖線)では、HV_ECU50は、クラッチCL1を係合し、ブレーキBK1を開放する。クラッチCL1が係合することにより、第一遊星歯車機構10は差動が規制され、各回転要素11,13,14が一体回転する。従って、エンジン1の回転は増速も減速もされず、等速で第一リングギア13から第二キャリア24に伝達される。
In the HV low mode (one-dot chain line), the HV_ECU 50 engages the clutch CL1 and releases the brake BK1. When the clutch CL1 is engaged, the differential of the first
一方、HVハイモード(実線)では、HV_ECU50は、クラッチCL1を開放し、ブレーキBK1を係合する。ブレーキBK1が係合することにより、第一サンギア11の回転が規制される。よって、第一遊星歯車機構10は、第一キャリア14に入力されたエンジン1の回転が増速されて第一リングギア13から出力されるオーバドライブ(OD)状態となる。オーバドライブ時の第一遊星歯車機構10の変速比は、例えば、0.7とすることができる。
On the other hand, in the HV high mode (solid line), the HV_ECU 50 releases the clutch CL1 and engages the brake BK1. The engagement of the brake BK1 restricts the rotation of the first sun gear 11. Therefore, the first
このように、HV_ECU50は、第一遊星歯車機構10の差動を規制する状態と、第一遊星歯車機構10の差動を許容する状態とを切り替えて第一遊星歯車機構10を変速させる。動力伝達装置1−1は、第一遊星歯車機構10を含む変速部によってHVハイモードとHVローモードとの切り替えが可能であり、車両100の伝達効率を向上させることができる。また、変速部の後段には、直列に差動部としての第二遊星歯車機構20が接続されている。第一遊星歯車機構10がオーバドライブであるため、第一回転機MG1を大きく高トルク化しなくてもよいという利点がある。
As described above, the HV_ECU 50 changes the speed of the first
HV_ECU50は、例えば、高車速ではHVハイモードを選択し、中低車速ではHVローモードを選択する。図8は、本実施形態のモード選択に係るマップを示す図である。図8において、横軸は車速、縦軸は要求駆動力を示す。図8に示すように、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷の領域は、モータ走行域(両駆動領域、単駆動領域)である。モータ走行域では、EV走行が優先的に選択される。モータ走行域では、例えば、低負荷時は単独駆動EVモードが選択され、高負荷時は両駆動EVモードが選択される。モータ走行域にあって、充電状態SOCが不足していないとき、即ち回転機MG1,MG2による駆動が可能なときには、エンジン1による駆動よりも回転機MG1,MG2による駆動が優先される。
For example, the HV_ECU 50 selects the HV high mode at high vehicle speeds and the HV low mode at medium to low vehicle speeds. FIG. 8 is a diagram showing a map relating to mode selection according to the present embodiment. In FIG. 8, the horizontal axis represents the vehicle speed, and the vertical axis represents the required driving force. As shown in FIG. 8, the low-load region where the vehicle speed is low and the required driving force is small is the motor travel region (both drive regions, single drive region). In the motor travel area, EV travel is preferentially selected. In the motor travel range, for example, the single drive EV mode is selected when the load is low, and the dual drive EV mode is selected when the load is high. When in the motor traveling area and the state of charge SOC is not insufficient, that is, when driving by the rotating machines MG1 and MG2 is possible, the driving by the rotating machines MG1 and MG2 has priority over the driving by the
モータ走行域よりも高車速や高負荷の領域は、エンジン走行域である。なお、エンジン走行域は、更に、直結(ロー)領域とOD(ハイ)領域に分割されてもよい。直結領域は、HVローモードが選択されるエンジン走行域である。OD領域は、HVハイモードが選択されるエンジン走行域である。 The region of higher vehicle speed and higher load than the motor travel region is the engine travel region. The engine traveling area may be further divided into a direct connection (low) area and an OD (high) area. The direct connection region is an engine traveling region where the HV low mode is selected. The OD region is an engine traveling region where the HV high mode is selected.
本実施形態では、HVハイモードとHVローモードとの切り替えによりエンジン1の回転を変速して出力することで、メカニカルポイントが2つとなり、燃費を向上させることができる。なお、メカニカルポイントは、遊星歯車機構10,20に入力される動力が電気パスを介さずに機械的な伝達によって全てカウンタドライブギア25に伝達される高効率な動作点である。
In the present embodiment, by shifting the speed of the
本実施形態に係る動力伝達装置1−1は、第一遊星歯車機構10がエンジン1の回転を増速して第一リングギア13から出力することができる。従って、動力伝達装置1−1は、第一遊星歯車機構10を備えずに第二キャリア24に対して直接エンジン1が接続されている場合のメカニカルポイントに対して、更にハイギア側にもう一つのメカニカルポイントを有する。つまり、動力伝達装置1−1は、ハイギア側に2つのメカニカルポイントを有する。よって、動力伝達装置1−1は、高速走行時の伝達効率向上による燃費の向上を図ることができるハイブリッドシステムを実現できる。
In the power transmission device 1-1 according to the present embodiment, the first
また、動力伝達装置1−1は、クラッチCL1およびブレーキBK1を係合することで、第二遊星歯車機構20の入力要素の回転を規制することができ、両モータEVモードによる走行を可能とできる。このため、両モータEVモードを実現するために別途クラッチ等を設ける必要がなく、構成が簡素化される。本実施形態のレイアウトでは、第二回転機MG2の減速比を大きく取ることができる。また、FFあるいはRRレイアウトによりコンパクトな配置を実現できる。
Further, the power transmission device 1-1 can regulate the rotation of the input element of the second
(協調変速制御)
HV_ECU50は、HVハイモードとHVローモードとの切り替えを行う場合、第一遊星歯車機構10と第二遊星歯車機構20とを同時に変速させる協調変速制御を実行することができる。HV_ECU50は、協調変速制御において、第一遊星歯車機構10および第二遊星歯車機構20の一方の変速比を増加させ、他方の変速比を減少させる。
(Cooperative shift control)
When switching between the HV high mode and the HV low mode, the HV_ECU 50 can execute coordinated shift control that simultaneously shifts the first
HV_ECU50は、HVハイモードからHVローモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構20の変速比をハイギア側に変化させる。これにより、車両100のエンジン1から駆動輪32までの全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。HV_ECU50は、例えば、車両100全体での変速比をロー側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構10および第二遊星歯車機構20を協調して変速させる。
When switching from the HV high mode to the HV low mode, the HV_ECU 50 changes the gear ratio of the second
一方、HV_ECU50は、HVローモードからHVハイモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構20の変速比をローギア側に変化させる。HV_ECU50は、例えば、車両100全体での変速比をハイ側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構10および第二遊星歯車機構20を協調して変速させる。
On the other hand, when switching from the HV low mode to the HV high mode, the HV_ECU 50 changes the gear ratio of the second
第二遊星歯車機構20の変速比の調節は、例えば、第一回転機MG1の回転数の制御によって行われる。HV_ECU50は、例えば、入力軸2とカウンタドライブギア25との間の変速比を無段階に変化させるように第一回転機MG1を制御する。これにより、遊星歯車機構10,20、第一回転機MG1、クラッチCL1およびブレーキBK1を含む全体、すなわち差動部と変速部を含む変速装置が電気的無段変速機として作動する。差動部と変速部を含む変速装置の変速比幅がワイドであるため、差動部から駆動輪32までの変速比を比較的大きく取れる。また、HV走行モードの高車速走行時の動力循環が低減される。
The adjustment of the gear ratio of the second
(エンジン始動制御)
HV_ECU50は、単独モータEVモードからエンジン1を始動する場合、クラッチCL1あるいはブレーキBK1を係合し、エンジン回転数を上昇させて点火を行う。クラッチCL1あるいはブレーキBK1が係合すると、第一リングギア13から第一キャリア14にトルクが伝達され、エンジン1には正トルクが入力される。この正トルクにより、エンジン1が回転を開始し、エンジン回転数が上昇する。本実施形態では、MG1トルクによって、エンジンのクランキングがなされる。このときに、第二回転機MG2は、走行用のトルクに加えて、MG1トルクによってエンジン1を駆動することによる反力トルクに対して、当該反力トルクをキャンセルする反力キャンセルトルクを出力する。HV_ECU50は、エンジン回転数が予め定められた点火回転数以上となると、エンジン1の点火を行ってエンジン1の始動を完了する。
(Engine start control)
When starting the
ここで、車両100では、エンジン1を停止するときに、ショックが発生したり、遊星歯車機構10,20で歯打ち音が発生してしまったりすることがある。例えば、HV走行モードから両駆動EVモードに移行する場合など、エンジン1を停止して入力軸2を固定する場合がある。この場合に、エンジン1の振動がおさまる前にクラッチCL1およびブレーキBK1を係合状態として入力軸2を固定してしまうと、ショックが発生したり、第一遊星歯車機構10等で歯打ち音が発生してしまったりする可能性がある。
Here, in the
本実施形態に係る動力伝達装置1−1は、エンジン1を停止するときに第一回転機MG1によってエンジン停止制御を実行し、エンジン1が回転停止状態となった後にクラッチCL1およびブレーキBK1がクランク軸を固定する。ここで、回転停止状態は、例えば、エンジン回転数が0となった状態や、エンジン1のクランク角度の変動幅が所定以下となった状態である。本実施形態の動力伝達装置1−1によれば、クランク軸を固定するときのショックの発生や歯打ち音の発生が抑制される。
The power transmission device 1-1 according to the present embodiment executes engine stop control by the first rotating machine MG1 when the
図1および図9を参照して、第1実施形態の制御について説明する。図9のタイムチャートには、(a)エンジン回転数、(b)MG1トルク、(c)MG1回転数、(d)MG2トルク、(e)MG2回転数、(f)クラッチCL1の係合油圧、(g)ブレーキBK1の係合油圧、(h)充電状態SOCが示されている。図1の制御フローは、例えば、走行中に所定の間隔で繰り返し実行される。 The control of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 9. The time chart of FIG. 9 includes (a) engine speed, (b) MG1 torque, (c) MG1 speed, (d) MG2 torque, (e) MG2 speed, and (f) engagement hydraulic pressure of the clutch CL1. , (G) engagement hydraulic pressure of the brake BK1, and (h) charge state SOC. The control flow in FIG. 1 is repeatedly executed at predetermined intervals during traveling, for example.
まず、ステップS10では、HV_ECU50により、エンジン停止するか否かが判定される。ステップS10では、エンジン停止判断が成立しているか否かが判定される。HV_ECU50は、例えば、充電状態SOCに基づいてエンジン1を停止するか否かを判定する。例えば、モータ走行域において充電状態SOCの低下によりHV走行モードが選択されることがある。モータ走行域で実行されるHV走行モードにおいて、充電状態SOCが所定値α以上に回復すると、エンジン停止判断がなされる。図9では、HV走行モードの走行中に充電状態SOCが所定値αまで回復してEV走行への切り替え判断がなされる。ステップS10の判定の結果、エンジン停止すると判定された場合(ステップS10−Y)にはステップS20に進み、そうでない場合(ステップS10−N)にはステップS90に進む。
First, in step S10, the HV_ECU 50 determines whether or not to stop the engine. In step S10, it is determined whether an engine stop determination is established. For example, the HV_ECU 50 determines whether to stop the
ステップS10で肯定判定がなされると、HV_ECU50は、第一回転機MG1によるエンジン停止制御(以下、単に「エンジン停止制御」と称する。)を開始する。エンジン停止制御は、第一回転機MG1のトルク制御および回転数制御によって、エンジン1の回転数を低下させる制御である。図9では、時刻t1にエンジン停止制御が開始される。本実施形態のエンジン停止制御は、エンジン回転数が共振帯に滞留する時間を短くし、エンジン停止時の振動や騒音を抑制する制御である。エンジン停止制御が開始されると、HV_ECU50は、MG_ECU60に対してエンジン停止制御の実行を指令する。MG_ECU60は、エンジン回転数の低下を促進するようにMG1トルクおよびMG1回転数を制御する。
If an affirmative determination is made in step S10, the HV_ECU 50 starts engine stop control (hereinafter simply referred to as “engine stop control”) by the first rotating machine MG1. The engine stop control is control for reducing the rotational speed of the
ステップS20では、HV_ECU50により、アクセルが踏み込まれているか否かが判定される。本実施形態のHV_ECU50は、アクセル開度が所定開度以上である条件およびアクセル開度変化が所定変化速度以上である条件の少なくともいずれか一方の条件が成立するとステップS20で肯定判定する。ステップS20の判定の結果、アクセルが踏み込まれていると判定された場合(ステップS20−Y)にはステップS70に進み、そうでない場合(ステップS20−N)にはステップS30に進む。 In step S20, the HV_ECU 50 determines whether or not the accelerator is depressed. The HV_ECU 50 of this embodiment makes an affirmative determination in step S20 when at least one of the condition that the accelerator opening is equal to or greater than the predetermined opening and the condition that the change in accelerator opening is equal to or greater than the predetermined change speed is satisfied. As a result of the determination in step S20, if it is determined that the accelerator is depressed (step S20-Y), the process proceeds to step S70, and if not (step S20-N), the process proceeds to step S30.
ステップS30では、HV_ECU50により、エンジン停止が完了したか否かが判定される。ステップS30では、第一回転機MG1によるエンジン停止制御が終了したか否かが判定される。エンジン停止制御は、所定の終了条件が成立すると終了する。本実施形態では、エンジン停止制御中にエンジン停止位置制御(以下、単に「停止位置制御」と称する。)が実行される。停止位置制御は、エンジン1を所望のクランク角度位置やクランク角度範囲で停止させることを狙った制御である。
In step S30, the HV_ECU 50 determines whether the engine stop has been completed. In step S30, it is determined whether or not the engine stop control by the first rotating machine MG1 has ended. The engine stop control ends when a predetermined end condition is satisfied. In the present embodiment, engine stop position control (hereinafter simply referred to as “stop position control”) is executed during engine stop control. The stop position control is control aimed at stopping the
HV_ECU50は、エンジン停止制御中にエンジン回転数が所定回転数以下となると、停止位置制御を開始する。所定回転数は、エンジン1の共振帯よりも低回転側の回転数である。図9では、時刻t2に停止位置制御が開始される。HV_ECU50は、停止位置制御を開始すると、MG1トルクを負トルクから正トルクに切り替える。これにより、それまでよりもエンジン回転数の低下速度が緩くなる。HV_ECU50は、エンジン1のクランク角度位置が所定の角度位置となると、MG1トルクによるエンジン回転数の制御を終了する。所定の角度位置は、クランク角度位置を所望のクランク角度位置や所望のクランク角度範囲で停止させることができる値として予め定められているものである。図9では、時刻t3にMG1トルクが0とされて停止位置制御が終了する。
The HV_ECU 50 starts the stop position control when the engine speed becomes equal to or lower than the predetermined speed during the engine stop control. The predetermined rotation speed is a rotation speed on the lower rotation side than the resonance band of the
HV_ECU50は、停止位置制御の終了と同時にエンジン停止制御を終了させる。つまり、本実施形態では、停止位置制御が終了すると、エンジン停止制御が終了し、ステップS30で肯定判定がなされる。図3では、時刻t3にエンジン停止制御が終了したと判定される状態となる。ステップS30の判定の結果、エンジン停止が完了したと判定された場合(ステップS30−Y)にはステップS40に進み、そうでない場合(ステップS30−N)にはステップS30の判定が繰り返される。 The HV_ECU 50 ends the engine stop control simultaneously with the end of the stop position control. That is, in the present embodiment, when the stop position control ends, the engine stop control ends, and an affirmative determination is made in step S30. In FIG. 3, it is determined that the engine stop control has been completed at time t3. As a result of the determination in step S30, if it is determined that the engine stop has been completed (step S30-Y), the process proceeds to step S40. If not (step S30-N), the determination in step S30 is repeated.
ステップS40では、HV_ECU50により、振動終了の判断がなされる。ステップS40では、エンジンの停止時に発生する振動が止まったか否かが判定される。図9に示すように、エンジン停止制御が終了した後も、エンジン回転数はわずかに変動し続ける。HV_ECU50は、振動が止まったと判断した場合にステップS40で肯定判定を行う。本実施形態では、エンジン停止制御の終了を起点とした経過時間に基づいて、エンジン1の振動が停止したか否かが判断される。
In step S40, the HV_ECU 50 determines the end of vibration. In step S40, it is determined whether the vibration generated when the engine is stopped has stopped. As shown in FIG. 9, even after the engine stop control is finished, the engine speed continues to fluctuate slightly. The HV_ECU 50 makes an affirmative determination in step S40 when determining that the vibration has stopped. In the present embodiment, it is determined whether the vibration of the
HV_ECU50は、エンジン停止制御の終了からの経過時間をタイマによってカウントアップしている。HV_ECU50は、経過時間が所定時間T1以上となると、エンジン1の振動が停止したと判断する。図9では、時刻t5に所定時間T1が経過したと判断される。本実施形態の所定時間T1は、図10に示すように、エンジン1のクランク軸系のイナーシャに応じて可変である。図10において、横軸はクランク軸系イナーシャを示し、縦軸は、所定時間T1の長さを示す。クランク軸系のイナーシャは、エンジン1のクランク軸と、クランク軸に接続されている部品とを含むイナーシャである。
The HV_ECU 50 counts up the elapsed time from the end of the engine stop control by a timer. The HV_ECU 50 determines that the vibration of the
クランク軸系イナーシャが大きいと、クランク軸系イナーシャが小さい場合よりも、エンジン停止時のエンジンの振動が大きくなりやすい。また、クランク軸系イナーシャが大きいと、エンジン停止時の振動が終了するまでの所要時間が大きくなりやすい。図10に示すように、クランク軸系イナーシャと、所定時間T1とは線形関係を有する。クランク軸系イナーシャが増加するに従い、所定時間T1は長い時間となる。HV_ECU50は、図10に示す関係に基づいて予め定められた所定時間T1によって、ステップS40の判定を行う。 When the crankshaft inertia is large, engine vibration when the engine is stopped tends to be larger than when the crankshaft inertia is small. Also, if the crankshaft inertia is large, the time required until the vibration when the engine is stopped tends to increase. As shown in FIG. 10, the crankshaft inertia and the predetermined time T1 have a linear relationship. The predetermined time T1 becomes longer as the crankshaft inertia increases. The HV_ECU 50 performs the determination in step S40 based on a predetermined time T1 determined in advance based on the relationship shown in FIG.
ステップS40の判定の結果、エンジン1の振動が終了したと判定された場合(ステップS40−Y)にはステップS50に進み、そうでない場合(ステップS40−N)にはステップS40の判定が繰り返される。本実施形態では、ステップS40で肯定判定がなされると、エンジン1が回転停止状態となったと判定される。
As a result of the determination in step S40, if it is determined that the vibration of the
ステップS50では、HV_ECU50により、エンジン1のクランク軸を固定する制御が実行される。ステップS50では、両駆動EVモードの為のクランク軸の固定制御が実行される。HV_ECU50は、ブレーキBK1の係合油圧を増加させて、ブレーキBK1を係合させる。HV_ECU50は、ブレーキBK1を係合し、ブレーキBK1およびクラッチCL1によってエンジン1のクランク軸を固定する。
In step S50, the HV_ECU 50 executes control for fixing the crankshaft of the
なお、本実施形態では、エンジン停止制御の終了後、所定時間T1が経過する前の時刻t4に、ブレーキBK1に対する油圧の供給が開始される。このときにブレーキBK1に供給される油圧は、例えば、ブレーキBK1の油圧室に作動油を充填させ、かつブレーキBK1においてトルクが伝達されない程度の油圧である。これにより、所定時間T1が経過してから、ブレーキBK1を完全係合するまでに要する時間を短縮することができる。 In the present embodiment, the supply of hydraulic pressure to the brake BK1 is started at the time t4 before the predetermined time T1 has elapsed after the end of the engine stop control. The hydraulic pressure supplied to the brake BK1 at this time is, for example, a hydraulic pressure at which hydraulic oil is filled in the hydraulic chamber of the brake BK1 and torque is not transmitted in the brake BK1. Thereby, it is possible to shorten the time required until the brake BK1 is completely engaged after the predetermined time T1 has elapsed.
図9では、時刻t5からブレーキBK1を係合させるための係合油圧の上昇が開始される。時刻t5の時点では、エンジン1の振動が低減しており、ブレーキBK1を係合することによるショックの発生や第一遊星歯車機構10等における歯打ち音の発生が抑制される。また、ブレーキBK1の係合油圧が増加してブレーキBK1が係合し始めると、エンジン1の振動がブレーキBK1によって吸収される。ステップS50が実行されると、ステップS60に進む。
In FIG. 9, the increase in engagement hydraulic pressure for engaging the brake BK1 is started from time t5. At time t5, the vibration of the
ステップS60では、HV_ECU50により、両駆動EVモードが実行される。HV_ECU50は、時刻t6にブレーキBK1が完全係合すると、第一回転機MG1に走行用のトルクを出力させる。これにより、第一回転機MG1および第二回転機MG2を動力源とする両駆動EVモードが開始される。第一回転機MG1は、負回転しながら負トルクを出力し、駆動輪32に前進走行用の駆動力を発生させる。図9では、時刻t6に両駆動EVモードが開始される。ステップS60が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S60, the HV_ECU 50 executes the double drive EV mode. When the brake BK1 is completely engaged at time t6, the HV_ECU 50 causes the first rotating machine MG1 to output a traveling torque. Thereby, the double drive EV mode using the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 as a power source is started. The first rotating machine MG1 outputs a negative torque while negatively rotating, and causes the driving
ステップS70では、HV_ECU50により、スリップ制御が実行される。アクセルが踏み込まれている(ステップS20−Y)場合、両駆動EVモードへの早期移行が優先される。HV_ECU50は、アクセルが踏み込まれていない場合よりも、エンジン停止時のショックを抑制することの優先度を下げる。HV_ECU50は、エンジンの振動が終了したか否かの判定(ステップS40)を経ずに、ブレーキBK1を係合させる。HV_ECU50は、ブレーキBK1の係合油圧を増加させていき、スリップ状態を経てブレーキBK1を完全係合させる。ステップS70が実行されると、ステップS80に進む。 In step S70, the HV_ECU 50 performs slip control. When the accelerator is depressed (step S20-Y), priority is given to the early transition to the double drive EV mode. The HV_ECU 50 lowers the priority of suppressing the shock when the engine is stopped than when the accelerator is not depressed. The HV_ECU 50 engages the brake BK1 without going through the determination (step S40) as to whether or not the engine vibration has ended. The HV_ECU 50 increases the engagement hydraulic pressure of the brake BK1, and fully engages the brake BK1 through the slip state. When step S70 is executed, the process proceeds to step S80.
ステップS80では、HV_ECU50により、両駆動EVモードが開始される。HV_ECU50は、ブレーキBK1が完全係合すると、第一回転機MG1に走行用のトルクを出力させる。ステップS80が実行されると、本制御フローは終了する。 In step S80, the HV_ECU 50 starts the double drive EV mode. When the brake BK1 is completely engaged, the HV_ECU 50 causes the first rotating machine MG1 to output a traveling torque. When step S80 is executed, this control flow ends.
ステップS90では、HV_ECU50により、エンジン走行が継続される。HV_ECU50は、エンジン1の運転を継続し、HV走行モードによる走行を継続させる。ステップS90が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S90, the engine running is continued by the HV_ECU 50. The HV_ECU 50 continues the operation of the
以上説明したように、本実施形態の動力伝達装置1−1は、エンジン1を停止するときに第一回転機MG1によってエンジン停止制御を実行する。よって、エンジン回転数が低下するときの共振が抑制される。また、動力伝達装置1−1は、エンジン1が回転停止状態となった後にクラッチCL1およびブレーキBK1がクランク軸を固定する。よって、エンジン1を停止してクランク軸を固定するときのショックの発生等が抑制される。
As described above, the power transmission device 1-1 of the present embodiment performs engine stop control by the first rotating machine MG1 when the
また、好適には、動力伝達装置1−1は、エンジン停止制御が終了した後、更に所定時間T1の経過後にクラッチCL1およびブレーキBK1によってクランク軸を固定する。よって、クランク軸を固定するときのショックの発生等がより確実に抑制される。 Preferably, the power transmission device 1-1 fixes the crankshaft by the clutch CL1 and the brake BK1 after a predetermined time T1 has elapsed after the engine stop control is completed. Therefore, the occurrence of a shock or the like when the crankshaft is fixed is more reliably suppressed.
また、好適には、動力伝達装置1−1は、所定時間T1を停止時のクランク軸系イナーシャに応じて定める。よって、クランク軸を固定するときのショックの発生等がより確実に抑制される。 Preferably, the power transmission device 1-1 determines the predetermined time T1 according to the crankshaft inertia at the time of stop. Therefore, the occurrence of a shock or the like when the crankshaft is fixed is more reliably suppressed.
また、好適には、動力伝達装置1−1は、エンジン停止制御の終了後のトルク振動が収まった後にクランク軸を固定する。よって、クランク軸を固定するときのショックの発生等がより確実に抑制される。 Further, preferably, the power transmission device 1-1 fixes the crankshaft after the torque vibration after the engine stop control is finished. Therefore, the occurrence of a shock or the like when the crankshaft is fixed is more reliably suppressed.
また、好適には、動力伝達装置1−1は、アクセル開度ないしはアクセル開度の変化で制御を切り替え、所定値以上のアクセル開度やアクセル開度の変化である場合、スリップ制御を行う。これにより、停止位置制御をスキップし、トルク応答性を向上させることができる。 Further, preferably, the power transmission device 1-1 switches the control according to the accelerator opening or the change in the accelerator opening, and performs the slip control when the accelerator opening or the change in the accelerator opening exceeds a predetermined value. Thereby, stop position control can be skipped and torque responsiveness can be improved.
また、好適には、動力伝達装置1−1は、エンジン1と差動部との間に変速部を有し、クランク軸を固定する固定手段は、変速部の複数の係合要素を係合させることで固定する。よって、クランク軸を固定するために変速部の係合要素とは別にブレーキ等を設ける必要がなく、構成が簡素化される。
Preferably, the power transmission device 1-1 has a transmission unit between the
[第1実施形態の第1変形例]
第1実施形態の第1変形例について説明する。第1変形例では、第一回転機MG1によりエンジン1の筒内の気体を圧縮した状態でクランク軸を保持し、固定手段としてのクラッチCL1およびブレーキBK1によってクランク軸を固定した後で第一回転機MG1のトルクを低減させる点で、上記第1実施形態と異なる。図11は、第1実施形態の第1変形例に係るタイムチャートである。
[First Modification of First Embodiment]
A first modification of the first embodiment will be described. In the first modification, the crankshaft is held in a state where the gas in the cylinder of the
図11では、時刻t11にエンジン停止判断がなされ(図1のステップS10−Y)、エンジン停止制御が開始される。時刻t12に停止位置制御が開始される。第1変形例の停止位置制御において、目標とするクランク角度位置やクランク角度範囲は、エンジン1の圧縮反力トルクが高い位置である。以下の説明では、停止位置制御における目標とするクランク角度位置やクランク角度範囲を単に「目標クランク角度」と称する。目標クランク角度は、MG1トルクによってエンジン1の筒内の気体を圧縮する角度位置や角度範囲である。また、目標クランク角度は、MG1トルクを低減させると、エンジン1の圧縮反力トルクによってクランク軸が回転し、クランク角度が目標クランク角度から外れてしまうものである。
In FIG. 11, engine stop determination is made at time t11 (step S10-Y in FIG. 1), and engine stop control is started. Stop position control is started at time t12. In the stop position control of the first modification, the target crank angle position and crank angle range are positions where the compression reaction force torque of the
第1変形例では、HV_ECU50は、停止位置制御において、エンジン1のクランク角度が目標クランク角度となると、停止位置制御を終了する。HV_ECU50は、停止位置制御が終了すると、MG1トルクを維持したままでブレーキBK1を係合させる。図11では、時刻t13に停止位置制御が終了し、ブレーキBK1の係合油圧が上昇する。HV_ECU50は、ブレーキBK1が完全係合した時刻t14からMG1トルクを低減させる。図11では、HV_ECU50は時刻t14にMG1トルクを0まで低減させているが、MG1トルクを漸減させるようにしてもよい。
In the first modification, the HV_ECU 50 ends the stop position control when the crank angle of the
本変形例によれば、クラッチCL1およびブレーキBK1によって入力軸2およびエンジン1のクランク軸が固定されてからMG1トルクが低減される。よって、エンジン1のクランク角度位置が目標クランク角度から外れてしまうことが抑制される。圧縮状態に維持された筒内の気体は、次第に筒内から抜け出る。これにより、次回エンジン1が始動されるまでの間に、筒内の圧力が低下する。よって、次回エンジン1が始動される際の始動性が向上するという利点がある。HV_ECU50は、ブレーキBK1が完全係合した後の時刻t15に両駆動EVモードを開始する。
According to this modification, the MG1 torque is reduced after the
好適には、本変形例の動力伝達装置1−1は、エンジン停止時にエンジンの回転を規制する保持トルク(MG1トルク)が残っている際には、クランク軸を固定した後に保持トルクを低減する。これにより、保持トルクを低減した後にエンジン1が回転してしまうことが抑制される。よって、クランク軸の回転によって歯打ち音が発生してしまうことや、エンジン1の停止位置がずれてしまうことが抑制される。
Preferably, the power transmission device 1-1 of the present modification reduces the holding torque after fixing the crankshaft when the holding torque (MG1 torque) that restricts the rotation of the engine remains when the engine is stopped. . Thereby, it is suppressed that the
[第1実施形態の第2変形例]
第1実施形態の第2変形例について説明する。第2変形例では、停止位置制御中にブレーキBK1によるダンピングトルクが付与されるように油圧制御タイミングが変更されている点で上記第1実施形態および第1変形例と異なる。図12は、第1実施形態の第2変形例に係るタイムチャートである。
[Second Modification of First Embodiment]
A second modification of the first embodiment will be described. The second modification differs from the first embodiment and the first modification in that the hydraulic control timing is changed so that the damping torque by the brake BK1 is applied during the stop position control. FIG. 12 is a time chart according to the second modification of the first embodiment.
図12では、時刻t21にエンジン停止制御が開始される。HV_ECU50は、停止位置制御を開始する時刻t23よりも前の時刻t22にブレーキBK1の係合油圧を上昇させる。本変形例では、MG1回転数が正回転から負回転に切り替わる時刻t22にブレーキBK1の係合油圧が上昇し始める。停止位置制御の開始前の係合油圧は、ブレーキBK1が係合する油圧よりも低い油圧である。HV_ECU50は、時刻t23に停止位置制御を開始するとともにブレーキBK1を係合させ、ブレーキBK1によってダンピングトルクを発生させる。ダンピングトルクは、エンジン1とダンパスプリングによるバネマス振動を制動するトルクである。エンジン1のクランク軸と入力軸2とを接続するダンパスプリングとエンジン1とによるバネマス振動に対して、ブレーキBK1は、ダンピングトルクを付与して振動を制動する。これにより、騒音や振動が低減するという利点がある。
In FIG. 12, engine stop control is started at time t21. The HV_ECU 50 increases the engagement hydraulic pressure of the brake BK1 at time t22 prior to time t23 at which stop position control is started. In this modification, the engagement hydraulic pressure of the brake BK1 starts to increase at time t22 when the MG1 rotation speed switches from positive rotation to negative rotation. The engagement hydraulic pressure before the start of the stop position control is lower than the hydraulic pressure with which the brake BK1 is engaged. The HV_ECU 50 starts the stop position control at time t23, engages the brake BK1, and generates a damping torque by the brake BK1. The damping torque is a torque that brakes spring mass vibration caused by the
なお、ブレーキBK1の油圧制御系は、製造ばらつき等により同一の油圧指令が与えられても実際の出力トルクは製品ごとにばらついてしまう。このばらつきは、プラネタリメンバの回転数Nの変化率から補正可能である。プラネタリメンバは、第二遊星歯車機構20の回転要素に接続されたメンバであり、具体的には、エンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2である。プラネタリメンバの運動方程式は、下記式(1)である。
dNx/dt=k1×Tmg1+k2×Tbk1+k3×Tmg2…(1)
In the hydraulic control system of the brake BK1, the actual output torque varies from product to product even if the same hydraulic command is given due to manufacturing variations or the like. This variation can be corrected from the rate of change of the rotational speed N of the planetary member. The planetary members are members connected to the rotating elements of the second
dNx / dt = k1 × Tmg1 + k2 × Tbk1 + k3 × Tmg2 (1)
ここで、Tmg1;MG1トルク、Tbk1;ブレーキBK1の伝達トルク、Tmg2;MG2トルク、k1〜k3;第二遊星歯車機構20のギア比ρと各メンバのイナーシャで決まる定数である。なお、回転数Nの添字x={MG1,ENG,MG2}である。例えば、エンジン1の運動方程式は下記式(2)で示される。
dNENG/dt=k1×Tmg1+k2×Tbk1+k3×Tmg2…(2)
HV_ECU50は、上記式(1)の運動方程式から、ブレーキBK1の油圧指令値を補正することができる。
Here, Tmg1; MG1 torque, Tbk1; transmission torque of the brake BK1, Tmg2; MG2 torque, k1 to k3; constants determined by the gear ratio ρ of the second
dN ENG / dt = k1 × Tmg1 + k2 × Tbk1 + k3 × Tmg2 (2)
The HV_ECU 50 can correct the hydraulic pressure command value of the brake BK1 from the equation of motion of the above formula (1).
停止位置制御においてブレーキBK1が係合されることにより、エンジン1の振動が抑制され、エンジン1の振動が終了するまでの時間が短縮される。よって、本変形例によれば、ドライバビリティの向上が可能である。時刻t24に停止位置制御が終了し、時刻t25にブレーキBK1の係合が終了する。HV_ECU50は、時刻t26に両駆動EVモードを開始する。
By engaging the brake BK1 in the stop position control, the vibration of the
以上説明したように、好適には、本変形例の動力伝達装置1−1は、エンジン停止制御中にブレーキBK1をスリップ制御する。よって、エンジン1を停止するときの振動継続時間が低減される。また、動力伝達装置1−1は、ブレーキBK1のスリップ制御において、プラネタリメンバの回転数の変化率により、ブレーキBK1による付与トルクを推定し、供給油圧を変更する。よって、動力伝達装置1−1は、製品製造ばらつきによる油圧変化を補正することができ、車両性能のばらつきを低減することができる。上記第1実施形態で説明したスリップ制御は、例えば、本変形例のスリップ制御と同様の制御とすることができる。
As described above, preferably, the power transmission device 1-1 of the present modification performs slip control on the brake BK1 during engine stop control. Therefore, the vibration continuation time when the
[第2実施形態]
図13を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図13は、第2実施形態に係る車両のスケルトン図である。本実施形態の動力伝達装置2−1において、上記第1実施形態の動力伝達装置1−1と異なる点は、変速部に代えてブレーキBcrが設けられている点である。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, components having the same functions as those described in the first embodiment are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted. FIG. 13 is a skeleton diagram of a vehicle according to the second embodiment. The power transmission device 2-1 of the present embodiment is different from the power transmission device 1-1 of the first embodiment in that a brake Bcr is provided instead of the transmission unit.
ブレーキBcrは、入力軸2の回転を規制する。ブレーキBcrは、供給される油圧によって係合あるいは開放する。HV_ECU50は、ブレーキBcrに油圧を供給する油圧制御装置に対して、係合油圧の指令値を出力する。供給される油圧によってブレーキBcrが完全係合すると、入力軸2およびエンジン1のクランク軸の回転が規制される。HV_ECU50は、HV走行モードを実行する場合、ブレーキBcrを開放させる。一方、HV_ECU50は、両駆動EVモードを実行する場合、ブレーキBcrを係合させる。ブレーキBcrが係合して入力軸2の回転がロックされることにより、第二キャリア24はMG1トルクに対する反力受けとして機能し、MG1トルクを第二リングギア23から出力させる。
The brake Bcr restricts the rotation of the
入力軸2におけるエンジン1側と反対側の端部には、オイルポンプ4が配置されている。オイルポンプ4は、入力軸2の回転によって駆動されて作動油を吐出する機械式のポンプである。
An oil pump 4 is disposed at the end of the
本実施形態の動力伝達装置2−1は、上記第1実施形態、上記第1実施形態の第1変形例および上記第1実施形態の第2変形例の制御をそれぞれ実行可能である。HV_ECU50は、上記第1実施形態および第1実施形態の各変形例の制御と同様の制御を実行する場合、ブレーキBK1に代えて、ブレーキBcrを係合あるいは開放するようにすればよい。 The power transmission device 2-1 of the present embodiment can execute the control of the first embodiment, the first modification of the first embodiment, and the second modification of the first embodiment. The HV_ECU 50 may be configured to engage or release the brake Bcr instead of the brake BK1 when executing the same control as the control of each of the first embodiment and the modifications of the first embodiment.
[上記各実施形態の変形例]
上記第1実施形態および第2実施形態の変形例について説明する。充電状態SOCに基づいてエンジン停止判断をすることに代えて、バッテリの温度に基づいてエンジン停止判断がなされてもよい。例えば、EV走行域でバッテリ3の温度が低いためにHV走行が選択されていたところ、バッテリ3の温度が高くなってEV走行モードへの切り替え判断がなされた場合に、エンジン停止制御が開始されてもよい。
[Modifications of the above embodiments]
A modification of the first embodiment and the second embodiment will be described. Instead of making the engine stop determination based on the state of charge SOC, the engine stop determination may be made based on the temperature of the battery. For example, when the HV traveling is selected because the temperature of the
上記各実施形態では、好適には、タイマによってエンジン1の振動が終了したか否かが判定されたが、これに代えて、MG1回転数等に基づいて検出される実際のエンジン1の振動に基づいて、振動のおさまりが判断されてもよい。例えば、MG1回転数の変動量や変動率が所定値以下となった場合に実際のエンジン1の振動が収まったと判定されるようにしてもよい。このように、トルク振動の収まりを第一回転機MG1の回転変動に基づいて検出することで、実際のトルク振動のおさまりに基づいてクランク軸を固定することができる。
In each of the above embodiments, it is preferably determined by the timer whether or not the vibration of the
上記各実施形態のバッテリ3に代えて、あるいはバッテリ3に加えて、キャパシタ等の蓄電装置が用いられてもよい。固定手段は、上記第1実施形態のクラッチCL1およびブレーキBK1や、第2実施形態のブレーキBcrには限定されない。例えば、クラッチCL1、ブレーキBK1の少なくとも1つが、噛み合い式のクラッチ装置とされてもよい。また、ブレーキBcrは、噛み合い式のクラッチ装置とされてもよい。また、クラッチCL1、ブレーキBK1,Bcrは、油圧以外の力によって係合あるいは開放するものであってもよい。
A power storage device such as a capacitor may be used instead of or in addition to the
差動部は、第二遊星歯車機構20として例示したシングルピニオン式の遊星歯車機構には限定されない。差動部は、例えば、ダブルピニオン式の遊星歯車機構や、その他の差動機構であってもよい。
The differential unit is not limited to the single pinion type planetary gear mechanism exemplified as the second
また、上記第1実施形態では、クラッチCL1が係合した状態から、エンジン停止制御がなされたが、これに代えて、ブレーキBK1が係合した状態から、エンジン停止制御がなされてもよい。この場合、HV_ECU50は、エンジン停止制御を実行してエンジン1が回転停止状態となった後に、クラッチCL1を係合してエンジン1のクランク軸を固定する。
In the first embodiment, the engine stop control is performed from the state where the clutch CL1 is engaged. Alternatively, the engine stop control may be performed from the state where the brake BK1 is engaged. In this case, the HV_ECU 50 engages the clutch CL1 to fix the crankshaft of the
以上説明した各実施形態および変形例によれば、以下の動力伝達装置が開示された。「機関と、機関のクランク軸を固定する手段と、差動部とからなり、第一回転機(電動機)および第二回転機(電動機)により電気的無段変速部を形成する動力伝達装置において、機関停止制御完了後にクランク軸を固定する」。 According to the embodiments and modifications described above, the following power transmission devices are disclosed. “In a power transmission device comprising an engine, means for fixing the crankshaft of the engine, and a differential unit, and forming an electrically continuously variable transmission unit by a first rotating machine (electric motor) and a second rotating machine (electric motor) The crankshaft is fixed after the engine stop control is completed. "
上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。 The contents disclosed in each of the above embodiments and modifications can be executed in appropriate combination.
1−1 動力伝達装置
1 エンジン
2 入力軸
10 第一遊星歯車機構
20 第二遊星歯車機構(差動部)
21 第二サンギア(回転要素)
22 第二ピニオンギア
23 第二リングギア(回転要素)
24 第二キャリア(回転要素)
CL1 クラッチ(固定手段)
BK1,Bcr ブレーキ(固定手段)
MG1 第一回転機(回転機)
MG2 第二回転機
1-1
21 Second sun gear (rotating element)
22
24 Second carrier (rotating element)
CL1 clutch (fixing means)
BK1, Bcr brake (fixing means)
MG1 First rotating machine (Rotating machine)
MG2 second rotating machine
Claims (1)
前記差動部の回転要素に連結されたエンジンと、
前記エンジンのクランク軸を固定可能な固定手段と、
前記クランク軸にトルクを伝達可能に前記差動部に接続された回転機と
を備え、
前記エンジンを停止するときに前記回転機によってエンジン停止制御を実行し、前記エンジンが回転停止状態となってからクランク軸系イナーシャに応じて定められる所定時間が経過した後に前記固定手段が前記クランク軸を固定する
ことを特徴とする動力伝達装置。 A differential having three rotating elements;
An engine coupled to the rotating element of the differential section;
Fixing means capable of fixing the crankshaft of the engine;
A rotating machine connected to the differential portion so that torque can be transmitted to the crankshaft,
When the engine is stopped, engine stop control is executed by the rotating machine, and after the predetermined time determined in accordance with the crankshaft system inertia has elapsed after the engine has stopped rotating , the fixing means moves the crankshaft. The power transmission device characterized by fixing.
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