JP6332293B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

ハイブリッド自動車 Download PDF

Info

Publication number
JP6332293B2
JP6332293B2 JP2016019212A JP2016019212A JP6332293B2 JP 6332293 B2 JP6332293 B2 JP 6332293B2 JP 2016019212 A JP2016019212 A JP 2016019212A JP 2016019212 A JP2016019212 A JP 2016019212A JP 6332293 B2 JP6332293 B2 JP 6332293B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
torque
engine
drive mode
rotating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016019212A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017136956A (ja
Inventor
孝典 青木
孝典 青木
耕司 鉾井
耕司 鉾井
康二 吉原
康二 吉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2016019212A priority Critical patent/JP6332293B2/ja
Priority to CN201710060954.5A priority patent/CN107031601B/zh
Priority to US15/421,712 priority patent/US10081267B2/en
Publication of JP2017136956A publication Critical patent/JP2017136956A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6332293B2 publication Critical patent/JP6332293B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/383—One-way clutches or freewheel devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/266—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators with two coaxial motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B60W2520/105—Longitudinal acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B60W2540/103—Accelerator thresholds, e.g. kickdown
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B60W2710/085—Torque change rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/106—Longitudinal acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/906—Motor or generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/907—Electricity storage, e.g. battery, capacitor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/909—Gearing
    • Y10S903/91—Orbital, e.g. planetary gears
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/912—Drive line clutch
    • Y10S903/913—One way
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、より詳しくは、エンジンと第１モータと遊星歯車機構と第２モータと蓄電装置とを備えるハイブリッド自動車に関する。
従来、この種のハイブリッド自動車としては、遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤにそれぞれ第１モータ（発電機モータ）の回転軸，エンジンの出力軸，車軸に連結された駆動軸を接続すると共に駆動軸に第２モータ（電気モータ）を接続し、エンジンの出力軸に逆方向の回転を禁止するワンウェイクラッチを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、車両の走行に要求される要求トルク（必要駆動力）を第２モータのトルク（駆動力）で賄うことができないときには、不足するトルクを第１モータからのトルク（駆動力）で補うようにしている。即ち、第１モータと第２モータとからのトルクにより走行するようにしている（モータ両駆動モード）。
特開平０８−２９５１４０号公報
ところで、第１モータから出力されるトルクが急変すると、車両にショックが発生する場合があるため、モータ両駆動モードでは、第１モータから出力されるトルクを緩変化させることが望ましい。このとき、第２モータから最大トルクが出力されている状態で、第１モータから出力されるトルクを緩変化させると、第１モータのトルクの緩変化に伴って不足するトルクを第２モータで補うことができないため、要求トルクを出力できない場合が生じる。
本発明のハイブリッド自動車は、第１モータからのトルクによるショックを低減することと、要求トルクを出力することとを両立させることを主目的とする。
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
発電可能な第１モータと、
少なくとも１つの遊星歯車により構成され、共線図において前記第１モータ，前記エンジン，車軸に連結された駆動軸の順に並ぶように前記第１モータに接続された第１回転要素と前記エンジンに接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する遊星歯車装置と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な蓄電装置と、
前記エンジンと前記第２回転要素との間に設けられて該第２回転要素の回転を規制する回転規制機構と、
前記第２モータだけからのトルクにより走行可能なモータ単駆動モードと、前記回転規制機構によって前記第２回転要素を回転停止状態として前記第１モータと前記第２モータとからのトルクにより走行可能なモータ両駆動モードとを含む複数の走行モードのいずれ
かを選択する走行モード選択手段と、
前記選択された走行モードを用いて要求トルクにより走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記走行モード選択手段は、前記モータ単駆動モードが選択されているときに前記要求トルクが閾値を超えると、前記モータ両駆動モードを選択する手段であり、
前記制御手段は、前記モータ両駆動モードが選択されているときには、前記第１モータから出力されるトルクを緩変化させる緩変化処理を実行しながら前記要求トルクにより走行するよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する手段であり、
前記閾値は、前記第２モータから出力可能な最大トルクよりも小さなトルクに定められている
ことを要旨とする。
この本発明のハイブリッド自動車では、モータ単駆動モードが選択されているときに要求トルクが閾値を超えると、モータ両駆動モードを移行する。そして、モータ両駆動モードで走行するときには第１モータから出力されるトルクを緩変化させる緩変化処理を実行しながら要求トルクにより走行するよう第１モータと第２モータとを制御する。ここで、閾値は、第２モータから出力可能な最大トルクよりも小さなトルクに定められている。これにより、第２モータから出力するトルクに余裕があるうちにモータ単駆動モードからモータ両駆動モードに移行することができる。したがって、緩変化処理によって第１モータからのトルクによるショックを低減させることができると共に緩変化処理によって生じる第１モータのトルクの不足分を第２モータのトルクの増加によって補うことができる。この結果、第１モータからのトルクによるショックを低減することと、要求トルクを出力することとを両立させることができる。
ここで、「遊星歯車装置」は、第１モータが接続されたサンギヤとエンジンが接続されたキャリヤと駆動軸が接続されたリングギヤとを有する遊星歯車を有し、「第２モータ」は、駆動軸に直結されるものとしてもよい。また、「遊星歯車装置」は、第１モータが接続されたサンギヤとエンジンが接続されたキャリヤと駆動軸が接続されたリングギヤとを有する遊星歯車と、リングギヤに接続された減速ギヤと、を有し、「第２モータ」は、減速ギヤを介してリングギヤに接続されることによって駆動軸に機械的に連結されるものとしてもよい。さらに、「遊星歯車装置」は、第１サンギヤと駆動軸が接続された第１キャリヤとエンジンが接続された第１リングギヤとを有する第１遊星歯車と、第１モータが接続された第２サンギヤと駆動軸および第１キャリヤが接続された第２キャリヤと第２リングギヤとを有する第２遊星歯車と、第１サンギヤと第２リングギヤとを接続すると共に両者の接続を解除するクラッチと、第２リングギヤを回転不能に固定すると共に回転自在に解除するブレーキと、を有し、「第２モータ」は、第１サンギヤに接続されることによって駆動軸に機械的に連結されるものとしてもよい。
また、回転規制機構としては、エンジンの正回転方向への回転だけを許容する一方向クラッチを用いたり、第２回転要素を回転不能に固定したり固定を解除するブレーキを用いることができる。回転規制機構として一方向クラッチを用いる場合、第２回転要素がエンジンの正回転方向に回転するよう制御するものとなる。回転規制機構としてブレーキを用いる場合、ブレーキをオンとしてモータ両駆動モードを実行することになるから、第２回転要素の回転開始時にブレーキをオフとし、第２回転要素の回転停止時にブレーキをオンとする制御も含まれるようになる。
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、車両加速度が所定加速度を超えるときには、該所定加速度以下のときに比して、前記緩変化処理において大きなトルクの変化を許容する手段であるものとすることもできる。或いは、前記制御手段は、アクセル開度が所定開度を超えるときには、該所定開度以下のときに比して、前記緩変化処理において大きなトルクの変化を許容する手段であるものとすることもできる。車両加速度が大きいときや要求トルクが大きいときには、走行に伴う騒音も大きくなるのが通常であるから、多少のショックが発生しても、運転者が違和感を感じにくいと考えられる。このため、緩変化処理において大きなトルクの変化を許容することにより、第１モータからのトルクの変化を迅速に収束させることができ、回転規制機構の負担を低減することができる。
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記エンジンの出力軸は、ねじれ要素を介して前記第２回転要素に接続され、前記ねじれ要素は、前記回転規制機構と前記第２回転要素との間に設けられているものとすることもできる。こうすれば、回転規制機構が第２回転要素を回転停止状態としている場合に過大なトルクの入力から回転規制機構を保護することができる。また、第１モータからのトルクに対して緩変化処理を実行するから、第１モータからのトルクによるねじれ要素のねじれを緩和させてショックの発生を低減することができる。
本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 モータ両駆動モード時のプラネタリギヤ３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。 走行モード設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 両駆動モード移行閾値設定用マップの一例を示す説明図である。 モータ両駆動モード時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ１から出力するトルクを緩変化させない場合と緩変化させる場合のダンパ２８のねじれの様子を示す説明図である。 モータ単駆動モードからモータ両駆動モードに移行する際の要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルクＴｍ１＊とモータＭＧ２のトルクＴｍ２＊の時間変化の様子を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 クラッチＣ２を係合状態とすると共にブレーキＢ２を解放状態としているときにおいて、単駆動モードのときのプラネタリギヤ２３０，２４０の共線図の一例を示す説明図である。 クラッチＣ２を係合状態とすると共にブレーキＢ２を解放状態としているときにおいて、両駆動モードのときのプラネタリギヤ２３０，２４０の共線図の一例を示す説明図である。 クラッチＣ２を係合状態とすると共にブレーキＢ２を解放状態としているときにおいて、エンジン２２を始動するときのプラネタリギヤ２３０，２４０の共線図の一例を示す説明図である。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、ワンウェイクラッチＣ１と、ダンパ２８と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１と、モータＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御される。
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４と、を有するシングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。サンギヤ３１には、モータＭＧ１の回転子が接続されている。リングギヤ３２には、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８およびギヤ機構３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。キャリア３４には、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
ワンウェイクラッチＣ１は、エンジン２２のクランクシャフト２６と車体に固定されたケース２１とに取り付けられている。ワンウェイクラッチＣ１は、ケース２１に対してキャリア３４のエンジン２２の正回転方向への回転だけを許容している。
ダンパ２８は、ねじれ要素であり、エンジン２２のクランクシャフト２６に対してワンウェイクラッチＣ１よりも後段側、即ちワンウェイクラッチＣ１とキャリア３４との間に配置されている。
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、回転子が減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサが取り付けられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２
・モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流
モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、インバータ４１，４２と共に電力ライン５４に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ
・バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値）
・バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ
バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂとの積として充放電電力Ｐｂを演算している。また、バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、蓄電割合ＳＯＣを目標割合に近づけるためにバッテリ５０に充放電すべき電力として充放電要求パワーＰｂ＊も設定している。
ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４やデータを一時的に記憶するＲＡＭ７６，入出力ポート，通信ポートを備える。
ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号
・シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ
・アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ
・ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ
・車速センサ８８からの車速Ｖ
ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥ
ＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）により走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とからの動力を用いて走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止すると共に少なくともモータＭＧ１とモータＭＧ２とからの動力を用いて走行する走行モードである。なお、ＥＶ走行モードでは、モータＭＧ１からトルクを出力せずにモータＭＧ２からのトルクだけにより走行するモータ単駆動モードと、モータＭＧ１からのトルクとモータＭＧ２からのトルクとにより走行するモータ両駆動モードとがある。
図２は、モータ両駆動モード時のプラネタリギヤ３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。なお、図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数であるサンギヤの回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数であるキャリアの回転数を示し、右のＲ軸は駆動軸３６の回転数であるリングギヤの回転数を示す。また、図中の「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）である。Ｒ軸上の太線矢印は、モータ両駆動モードにおいてモータＭＧ１から出力されるトルクにより駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１／ρ）とモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２とを示す。図示するように、プラネタリギヤ３０は、３つの回転要素が共線図上でモータＭＧ１の回転軸，エンジン２２のクランクシャフト２６，駆動軸３６の順に並ぶように接続されている。このため、モータＭＧ１から負のトルクを出力すると、クランクシャフト２６に接続されたワンウェイクラッチＣ１がモータトルクの反力を受け持ち、モータＭＧ１からのトルクを正のトルクとして駆動軸３６に伝達する。これにより、モータＭＧ２のトルクにモータＭＧ１のトルクを付加することができるから、モータＭＧ２の定格トルクを超えるトルクを駆動軸３６に出力することができる。
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、走行モードを選択する動作と、走行モードとしてモータ両駆動モードが選択された場合の動作について説明する。まず、走行モードを選択する動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される走行モード選択処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
走行モード選択処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，充放電要求パワーＰｂ＊，モータ回転数Ｎｍ２などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、アクセル開度Ａｃｃは、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたものを入力するものとした。車速Ｖは、車速センサ８８により検出されたものを入力するものとした。充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。モータ回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｒ＊と車両全体に要求される要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め求めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられたときに、マップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出することにより求めることができる。また、要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖからバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じることにより計算することができる。なお、回転数Ｎｒは、例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を換算係数ｋ２（減速ギヤ３５のギヤ比）で除することにより計算することができる。
そして、要求パワーＰ＊がＥＶ走行モードからエンジン走行モードへの移行を判定するための閾値Ｐｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆよりも大きいと判定すると、エンジン走行モードを選択して（ステップＳ１３０）、走行モード選択処理ルーチンを終了する。一方、要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下であると判定すると、ＥＶ走行モードを選択し、モータ単駆動モードからモータ両駆動モードへの移行を判定するための閾値（両駆動モード移行閾値）Ｔｒｅｆを設定する（ステップＳ１４０）。両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆの設定は、車速Ｖと両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆとの関係を予め求めてマップとして予め記憶しておき、車速Ｖが与えられると、マップから対応する両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを導出することにより行なわれる。図４に、両駆動モード移行閾値設定用マップの一例を示す。なお、図４には、モータＭＧ２から駆動軸３６に出力可能なトルクの最大値、即ちモータ単駆動モードで駆動軸３６に出力可能な最大トルク（単駆動最大トルク）のラインと、モータＭＧ１とモータＭＧ２とから駆動軸３６に出力可能なトルクの最大値、即ちモータ両駆動モードで駆動軸３６に出力可能な最大トルク（両駆動最大トルク）のラインも示した。両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆは、図示するように、モータＭＧ２から駆動軸３６に出力可能なトルクの最大値（単駆動最大トルク）よりも値αだけ低い値として設定される。こうする理由については後述する。
両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを設定すると、要求トルクＴｒ＊が両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。要求トルクＴｒ＊が両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆ以下であると判定すると、モータ単駆動モードを選択し（ステップＳ１６０）、要求トルクＴｒ＊が両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆよりも大きいと判定すると、モータ両駆動モードを選択して（ステップＳ１７０）、走行モード選択処理ルーチンを終了する。上述したように、両駆動モード移行閾値ＴｒｅｆはモータＭＧ２から駆動軸３６に出力可能なトルクの最大値よりも低い値として設定されるから、モータ単駆動モードからモータ両駆動モードへの移行は、モータＭＧ２から出力されるトルクがその最大値に対して余裕があるうちに行なわれることになる。
次に、走行モードとしてモータ両駆動モードが選択された場合の動作について説明する。図５は、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２により実行されるモータ両駆動モード時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、走行モードとしてモータ両駆動モードが選択されているときに、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
モータ両駆動モード時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｒ＊，モータ最大トルクＴｍ２ｍａｘなどのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、走行モード選択処理ルーチンのステップＳ１１０で設定されたものを入力するものとした。モータ最大トルクＴｍ２ｍａｘは、モータＭＧ２の定格トルクから回転数Ｎｍ２に対応する最大値として設定されたものを入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、入力した要求トルクＴｒ＊にトルク分配比Ｄと換算係数ｋ１と値（−１）とを乗じたものをモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐに設定する（ステップＳ２１０）。ここで、トルク分配比Ｄは、要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ１から出力するトルクの比である。なお、トルク分配比Ｄが値０のときが上述したモータ単駆動モードとなる。換算係数ｋ１は、キャリア３４が回転停止しているときに駆動軸３６の回転数をモータＭＧ１の回転数に換算する係数である。そして、入力したアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値Ａｒｅｆは、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んでいるか否かを判定するための閾値であり、例えば、８０％や９０％などのように定めることができる。アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆよりも大きくないと判定すると、なまし定数τ（０＜τ＜１）を値τ１に設定し（ステップＳ２３０）、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆよりも大きいと判定すると、なまし定数τを値τ１よりも小さな値τ２に設定する（ステップＳ２４０）。そして、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐとなまし定数τと前回にこのルーチンで設定されたモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）とに基づいて次式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、なまし定数τ（０＜τ＜１）は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐ（目標値）に向けて緩変化させる際の時定数であり、値が小さいほど（値０に近いほど）、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐに対してトルク指令Ｔｍ１＊の追従性が高くなる。
Tm1*=(1-τ)・Tm1tmp+τ・前回Tm1* …（１）
図６は、モータＭＧ１から出力するトルクを緩変化させない場合と緩変化させる場合のダンパ２８のねじれの様子を示す説明図である。モータ両駆動モードでは、ワンウェイクラッチＣ１によってキャリア３４を回転停止させた状態でモータＭＧ１から負のトルクを出力することにより駆動軸３６にトルクを出力する。そして、モータ両駆動モード時にワンウェイクラッチＣ１に過大なトルクが入力されるのを防止するために、ねじれ要素としてのダンパ２８をワンウェイクラッチＣ１とキャリア３４との間に配置している。このため、モータ両駆動モード時には、ワンウェイクラッチＣ１が固定端となって、ダンパ２８にモータＭＧ１のトルクが直接入力されることになる。そして、モータＭＧ１から出力するトルクを緩変化しない場合には、モータＭＧ１からのトルクが急変し、ダンパ２８にねじれが生じる（図６（ａ）参照）。そこで、本実施例では、モータＭＧ１から出力するトルクを緩変化させることにより、ダンパ２８のねじれを緩和し、ねじれによる振動（ショック）を抑制するものとしている（図６（ｂ）参照）。
しかしながら、こうした緩変化処理を実行すると、そのなまし定数τ（時定数）によっては、モータＭＧ１から出力するトルクが仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐ（目標値）に収束するまでに時間を要し、この間、モータＭＧ１のトルクが変化し続け、ダンパ２８やワンウェイクラッチＣ１の疲労による耐久性が問題となる場合が生じる。一方で、アクセル開度Ａｃｃが大きいときには、車両加速度が高く、走行に伴う騒音や振動が大きくなるため、ダンパ２８のねじれによる振動（ショック）が多少大きくなっても、運転者が違和感を感じることはほとんどないと考えられる。そこで、本実施例では、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以下のときには、なまし定数τを比較的大きな（値１に近い）値τ１とする一方、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆよりも大きいときには、なまし定数τを値τ１よりも小さな（値０に近い）値τ２とすることで、モータＭＧ１の大きなトルクの変化を許容するものとした。これにより、モータＭＧ１を仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐに素早く収束させ、ダンパ２８やワンウェイクラッチＣ１の疲労を低減させることができる。
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、トルク指令Ｔｍ１＊を換算係数ｋ１で除したものを要求トルクＴｒ＊から減じて更に換算係数ｋ２を乗じることにより、モータＭＧ２から出力するトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定する（ステップＳ２６０）。そして、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとモータ最大トルクＴｍ２ｍａｘとのうち小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ２７０）、設定した両トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２８０）、モータ両駆動モード時制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２からそれぞれトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に応じたトルクが出力されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。
このように、モータ両駆動モードでは、モータＭＧ１から出力するトルクが緩変化されると共にモータ最大トルクＴｍ２ｍａｘ（定格トルク）の範囲内でモータＭＧ２から駆動軸３６に要求トルクＴｒ＊が出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御される。このため、モータＭＧ１から出力するトルクの目標値である仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐが急減（絶対値が急増）すると、トルク指令Ｔｍ１＊は、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐに収束するまでの間、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐに対してトルクの不足が生じる。このとき、モータＭＧ２のトルクが定格トルク（モータ最大トルクＴｍ２ｍａｘ）に達していなければ、モータＭＧ１で不足するトルクをモータＭＧ２からのトルクの増加によって補うことができる。しかしながら、モータＭＧ２のトルクが定格トルクに達していると、モータＭＧ２からのトルクの増加で補うことができず、要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力することができなくなる。本実施例では、モータ単駆動モードからモータ両駆動モードの移行をモータＭＧ２から駆動軸３６に出力するトルクに値αだけ余裕があるうちに行なうから、モータ単駆動モードからモータ両駆動モードへ移行したときにモータＭＧ１のトルクを緩変化させるものとしても、駆動軸３６に出力するトルクが要求トルクＴｒ＊に対して不足するのを抑制することができる。
図７は、モータ単駆動モードからモータ両駆動モードに移行する際の要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルクＴｍ１＊とモータＭＧ２のトルクＴｍ２＊の時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、モータ単駆動モードで走行中、要求トルクＴｒ＊が両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを超えると、モータ両駆動モードへ移行する（時刻Ｔ１）。このとき、モータＭＧ２から出力されるトルクは、モータ最大トルクＴｍ２ｍａｘよりも低い。そして、モータ両駆動モードへ移行すると、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐ（目標値）に対して緩変化処理（なまし処理）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を緩変化させる（時刻Ｔ２〜Ｔ３）。このとき、モータＭＧ２のトルクはモータ最大トルクＴｍ２ｍａｘに対して未だ余裕があるため、緩変化によって不足するトルクは、モータＭＧ２から出力するトルクの増加によって補われる。
以上説明した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、定格トルク（モータ最大トルクＴｍ２ｍａｘ）に対してモータＭＧ２から出力するトルクに余裕があるうちにモータ単駆動モードからモータ両駆動モードへの移行を行なう。これにより、モータ両駆動モード時にモータＭＧ１のトルクを緩変化させることにより、ダンパ２８のねじれによる振動（ショック）の発生を抑制し、緩変化処理によって不足するモータＭＧ１のトルクをモータＭＧ２からのトルクの増加によって補うことができる。この結果、モータＭＧ１のトルクによるショックを低減することと、要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力することとを両立させることができる。
また、本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆよりも大きいときには、閾値Ａｒｅｆ以下のときに比して、モータＭＧ１の大きなトルクの変化を許容するようなまし定数τに値τ１よりも小さな値ｔ２を設定する。これにより、運転者に違和感を与えない範囲内で、モータＭＧ１を仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐ（目標値）に素早く収束させることができ、ダンパ２８やワンウェイクラッチＣ１の疲労を低減させることができる。
さらに、本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ダンパ２８をワンウェイクラッチＣ１とキャリア３４との間に配置する。これにより、ワンウェイクラッチＣ１がキャリア３４を回転停止しているときに、過大なトルクの入力からワンウェイクラッチＣ１を保護することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを、モータＭＧ２の定格トルクに対してその回転数Ｎｍ２に応じた最大値（モータ最大トルクＴｍ２ｍａｘ）から所定値だけ低くなるよう設定した。しかし、インバータ４２の入力電圧やインバータ４２の温度，モータＭＧ２の温度等のいずれかによってモータＭＧ２のトルクが制限される場合、トルクの制限幅が大きいほど小さくなるように両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを変更するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以下のときには、なまし定数τを値τ１に設定し、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆよりも大きいときには、なまし定数τを値τ１よりも小さい値τ２に設定するものとした。しかし、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど、値が小さくなるようになまし定数τを設定するものとしてもよい。この場合、アクセル開度Ａｃｃの変化に対してなまし定数τを段階的に変化（３段階以上に変化）させるものとしてもよいし、アクセル開度Ａｃｃの変化に対してなまし定数τを連続的に変化させるものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃに基づいてなまし定数τを設定するものとした。しかし、アクセル開度Ａｃｃに代えて車両加速度に基づいてなまし定数τを設定するものとしてもよい。この場合、車両加速度が所定加速度以下のときには、なまし定数τに値τ１を設定し、車両加速度が所定加速度よりも高いときには、なまし定数τに値τ１よりも小さい値τ２を設定するものとしてもよい。また、車両加速度が高いほど、小さくなるようなまし定数τを設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、アクセル開度Ａｃｃや車両加速度に基づいてなまし定数τを設定するものとした。しかし、なまし定数τとしてアクセル開度Ａｃｃや車両加速度に拘わらず一定の値を設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ両駆動モード時にモータＭＧ１から出力するトルクをなまし処理によって緩変化させるものとした。しかし、モータ両駆動モード時にモータＭＧ１から出力するトルクを目標値（仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐ）に向けて所定値ずつ変化させるレート処理を行なうものとしてもよい。この場合、アクセル開度Ａｃｃや車両加速度に基づいて所定値（レート）を変更するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、キャリア３４には、ワンウェイクラッチＣ１が取り付けられているものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、キャリア３４をケース２１に対して回転不能に固定（接続）すると共にキャリア３４をケース２１に対して回転自在に解放するブレーキＢ１を取り付けられるものとしてもよい。この場合、モータ両駆動モードでは、基本的に、ブレーキＢ１をオンとしてキャリア３４を固定して走行する。
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２が減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続されているものとした。しかし、モータＭＧ２が駆動軸３６に直結されるものとしてもよい。また、モータＭＧ２が変速機を介して駆動軸３６に接続されるものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、遊星歯車装置として、１つのプラネタリギヤ３０を有するものとした。しかし、遊星歯車装置として、複数のプラネタリギヤを有するものとしてもよい。この場合、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に示す構成としてもよい。
図９の変形例のハイブリッド自動車２２０は、遊星歯車装置として、ハイブリッド自動車２０のプラネタリギヤ３０に代えてプラネタリギヤ２３０，２４０を有すると共に、クラッチＣ２およびブレーキＢ２を有する。
プラネタリギヤ２３０は、シングルピニオン式のプラネタリギヤ（遊星歯車）として構成されており、外歯歯車のサンギヤ２３１と、内歯歯車のリングギヤ２３２と、サンギヤ２３１およびリングギヤ２３２に噛合する複数のピニオンギヤ２３３と、複数のピニオンギヤ２３３を自転かつ公転自在に保持するキャリヤ２３４と、を有する。サンギヤ２３１には、モータＭＧ２の回転子が接続されている。リングギヤ２３２には、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。キャリヤ２３４には、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８およびギヤ機構３７を介して連結された駆動軸２３６が接続されている。
プラネタリギヤ２４０は、シングルピニオン式のプラネタリギヤ（遊星歯車）として構成されており、外歯歯車のサンギヤ２４１と、内歯歯車のリングギヤ２４２と、サンギヤ２４１およびリングギヤ２４２に噛合する複数のピニオンギヤ２４３と、複数のピニオンギヤ２４３を自転かつ公転自在に保持するキャリヤ２４４と、を有する。サンギヤ２４１には、モータＭＧ１の回転子が接続されている。キャリヤ２４４には、駆動軸２３６が接続されている。
クラッチＣ２は、プラネタリギヤ２３０のサンギヤ２３１およびモータＭＧ２の回転子と、プラネタリギヤ２４０のリングギヤ２４２と、を接続すると共に両者の接続を解除する。ブレーキＢ２は、プラネタリギヤ２４０のリングギヤ２４２をケース２１に対して回転不能に固定（接続）すると共にリングギヤ２４２をケース２１に対して回転自在に解放する。
図１０〜図１２は、クラッチＣ２を係合状態とすると共にブレーキＢ２を解放状態としているときにおいて、それぞれ、単駆動モードのとき，両駆動モードのとき，エンジン２２を始動する際のプラネタリギヤ２３０，２４０の共線図の一例を示す説明図である。
図１０〜図１２において、Ｓ１，Ｒ２軸は、プラネタリギヤ２３０のサンギヤ２３１の回転数であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を示すと共にプラネタリギヤ２４０のリングギヤ２４２の回転数を示し、Ｃ１，Ｃ２軸は、プラネタリギヤ２３０，２４０のキャリヤ２３４，２４４の回転数であると共に駆動軸２３６の回転数Ｎｐを示し、Ｒ１軸は、プラネタリギヤ２３０のリングギヤ２３２の回転数であると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを示し、Ｓ２軸は、プラネタリギヤ２４０のサンギヤ２４１の回転数であると共にモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を示す。
図１０中、Ｓ１，Ｒ２軸の太線矢印は、モータＭＧ２から出力しているトルクＴｍ２を示し、Ｃ１，Ｃ２軸の太線矢印は、モータＭＧ２から出力されて駆動軸２３６に作用するトルク（Ｔｍ２・ｋ２）を示す。換算係数ｋ２は、モータＭＧ２のトルクＴｍ２を駆動軸２３６のトルクに換算するための係数である。図１１および図１２中、Ｓ２軸の太線矢印は、モータＭＧ１から出力されているトルクＴｍ１を示し、Ｓ１，Ｒ２軸の太線矢印は、モータＭＧ２から出力しているトルクＴｍ２を示し、Ｃ１，Ｃ２軸の２つの太線矢印は、モータＭＧ１，ＭＧ２から出力されて駆動軸２３６に作用するトルク（Ｔｍ１・ｋ１＋Ｔｍ２・ｋ２）を示す。換算係数ｋ１は、モータＭＧ１のトルクＴｍ１を駆動軸２３６のトルクに換算するための係数である。
図１０〜図１２の場合、クラッチＣ２を係合状態とするから、プラネタリギヤ２３０のサンギヤ２３１の回転数およびモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と、プラネタリギヤ２４０のリングギヤ２４２の回転数と、が同一となる。したがって、プラネタリギヤ２３０，２４０は、いわゆる４要素タイプの遊星歯車装置として機能する。
単駆動モードのときには、図１０に示すように、モータＭＧ２から正のトルクＴｍ２を出力して駆動軸２３６に正のトルク（Ｔｍ２・ｋ２）を作用させて走行することができる。この場合、単駆動モードで駆動軸２３６に出力可能な最大トルク（単駆動最大トルク）は、モータＭＧ２の正側の定格トルクＴｍ２ｒｔ２に換算係数ｋ２を乗じた値（Ｔｍ２ｒｔ２・ｋ２）に等しい。これは、図１０の共線図から容易に導くことができる。
両駆動モードのときには、図１１に示すように、モータＭＧ１から負のトルクＴｍ１を出力すると共にモータＭＧ２から正のトルクＴｍ２を出力して、駆動軸３６に正のトルク（Ｔｍ１・ｋ１＋Ｔｍ２・ｋ２）を作用させて走行することができる。なお、両駆動モードで駆動軸２３６に出力可能な最大トルク（両駆動最大トルク）は、モータＭＧ１の負側の定格トルクＴｍ１ｒｔ１に換算係数ｋ１を乗じた値とモータＭＧ２の正側の定格トルクＴｍ２ｒｔ２に換算係数ｋ２を乗じた値との和（Ｔｍ１ｒｔ１・ｋ１＋Ｔｍ２ｒｔ２・ｋ２）に等しい。これは、図１１の共線図から容易に導くことができる。
エンジン２２を始動する際には、図１２に示すように、モータＭＧ１から正のトルクＴｍ１を出力してエンジン２２をクランキングする。
こうした変形例でも、実施例と同様に、図３の走行モード選択処理ルーチンを実行して、両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを単駆動最大トルクよりも小さい値を設定し、要求トルクＴｒ＊が両駆動モード移行閾値Ｔｒｅｆを超えたときに単駆動モードから両駆動モードへ移行することにより、実施例と同様の効果を奏することができる。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車装置」に相当し、サンギヤ３１が「第１回転要素」に相当し、キャリア３４が「第２回転要素」に相当し、リングギヤ３２が「第３回転要素」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ワンウェイクラッチＣ１が「回転規制機構」に相当し、走行モード選択処理ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２が「走行モード選択手段」に相当し、モータ両駆動モード時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業に利用可能である。
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２１ ケース、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３６ 駆動軸、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１ ワンウェイクラッチ、Ｂ１ ブレーキ。

Claims (3)

  1. エンジンと、
    発電可能な第１モータと、
    少なくとも１つの遊星歯車により構成され、共線図において前記第１モータ，前記エンジン，車軸に連結された駆動軸の順に並ぶように前記第１モータに接続された第１回転要素と前記エンジンに接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する遊星歯車装置と、
    前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
    前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な蓄電装置と、
    前記エンジンと前記第２回転要素との間に設けられて該第２回転要素の回転を規制する回転規制機構と、
    前記第２モータだけからのトルクにより走行可能なモータ単駆動モードと、前記回転規制機構によって前記第２回転要素を回転停止状態として前記第１モータと前記第２モータとからのトルクにより走行可能なモータ両駆動モードとを含む複数の走行モードのいずれかを選択する走行モード選択手段と、
    前記選択された走行モードを用いて要求トルクにより走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段と、
    を備えるハイブリッド自動車であって、
    前記走行モード選択手段は、前記モータ単駆動モードが選択されているときに前記要求トルクが閾値を超えると、前記モータ両駆動モードを選択する手段であり、
    前記制御手段は、前記モータ両駆動モードが選択されているときには、前記第１モータから出力されるトルクを緩変化させる緩変化処理を実行しながら前記要求トルクにより走行するよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する手段であり、
    前記閾値は、前記第２モータから出力可能な最大トルクよりも小さなトルクに定められており、
    前記制御手段は、車両加速度が所定加速度を超えるときには、該所定加速度以下のときに比して、前記緩変化処理において大きなトルクの変化を許容する手段である
    ことを特徴とするハイブリッド自動車。
  2. エンジンと、
    発電可能な第１モータと、
    少なくとも１つの遊星歯車により構成され、共線図において前記第１モータ，前記エンジン，車軸に連結された駆動軸の順に並ぶように前記第１モータに接続された第１回転要素と前記エンジンに接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する遊星歯車装置と、
    前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
    前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な蓄電装置と、
    前記エンジンと前記第２回転要素との間に設けられて該第２回転要素の回転を規制する回転規制機構と、
    前記第２モータだけからのトルクにより走行可能なモータ単駆動モードと、前記回転規制機構によって前記第２回転要素を回転停止状態として前記第１モータと前記第２モータとからのトルクにより走行可能なモータ両駆動モードとを含む複数の走行モードのいずれかを選択する走行モード選択手段と、
    前記選択された走行モードを用いて要求トルクにより走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段と、
    を備えるハイブリッド自動車であって、
    前記走行モード選択手段は、前記モータ単駆動モードが選択されているときに前記要求トルクが閾値を超えると、前記モータ両駆動モードを選択する手段であり、
    前記制御手段は、前記モータ両駆動モードが選択されているときには、前記第１モータから出力されるトルクを緩変化させる緩変化処理を実行しながら前記要求トルクにより走行するよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する手段であり、
    前記閾値は、前記第２モータから出力可能な最大トルクよりも小さなトルクに定められており、
    前記制御手段は、アクセル開度が所定開度を超えるときには、該所定開度以下のときに比して、前記緩変化処理において大きなトルクの変化を許容する手段である
    ことを特徴とするハイブリッド自動車。
  3. 請求項１または２に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記エンジンの出力軸は、ねじれ要素を介して前記第２回転要素に接続され、
    前記ねじれ要素は、前記回転規制機構と前記第２回転要素との間に設けられている
    ことを特徴とするハイブリッド自動車。
JP2016019212A 2016-02-03 2016-02-03 ハイブリッド自動車 Active JP6332293B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016019212A JP6332293B2 (ja) 2016-02-03 2016-02-03 ハイブリッド自動車
CN201710060954.5A CN107031601B (zh) 2016-02-03 2017-01-25 混合动力汽车
US15/421,712 US10081267B2 (en) 2016-02-03 2017-02-01 Hybrid vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016019212A JP6332293B2 (ja) 2016-02-03 2016-02-03 ハイブリッド自動車

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017136956A JP2017136956A (ja) 2017-08-10
JP6332293B2 true JP6332293B2 (ja) 2018-05-30

Family

ID=59386367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016019212A Active JP6332293B2 (ja) 2016-02-03 2016-02-03 ハイブリッド自動車

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10081267B2 (ja)
JP (1) JP6332293B2 (ja)
CN (1) CN107031601B (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6844268B2 (ja) * 2017-01-16 2021-03-17 株式会社豊田中央研究所 電動車両の駆動装置
KR102336402B1 (ko) * 2017-09-01 2021-12-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 파워트레인
KR102368608B1 (ko) * 2017-09-13 2022-03-02 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그의 모드 전환 제어 방법
JP6888528B2 (ja) * 2017-11-20 2021-06-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
JP6947002B2 (ja) * 2017-12-20 2021-10-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
CN108808733B (zh) * 2018-06-29 2021-07-30 华北水利水电大学 一种消除鼠笼型风力发电机电磁转矩过冲现象的控制方法
KR20210018677A (ko) * 2019-08-08 2021-02-18 현대자동차주식회사 이종 차량 간 운전성을 동기화하는 방법
CN111959513A (zh) * 2020-07-28 2020-11-20 浙江飞碟汽车制造有限公司 一种驾驶员扭矩平顺过渡的控制方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2937008B2 (ja) * 1994-04-13 1999-08-23 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車用エンジンの制御装置
JP3173319B2 (ja) 1995-04-28 2001-06-04 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド型車両
JP2002199508A (ja) * 2000-12-27 2002-07-12 Aisin Aw Co Ltd ハイブリッド型車両
JP4411795B2 (ja) * 2001-04-26 2010-02-10 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびその制御方法
US7086977B2 (en) * 2001-05-03 2006-08-08 Ford Global Technologies, Llc Transmission arrangements for hybrid electric vehicles
US7070530B2 (en) * 2003-08-26 2006-07-04 The Timken Company Method and apparatus for power flow management in electro-mechanical transmissions
JP4347071B2 (ja) * 2004-01-13 2009-10-21 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
JP2006138306A (ja) * 2004-04-07 2006-06-01 Toyota Motor Corp 駆動制御装置
JP2006248466A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP4229165B2 (ja) * 2006-10-13 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
JP4274282B1 (ja) * 2008-02-07 2009-06-03 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置およびプラグインハイブリッド車両
US9188195B2 (en) * 2011-07-11 2015-11-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Planetary gear device for vehicle power transmission device
JP2013086516A (ja) 2011-10-13 2013-05-13 Toyota Motor Corp 車両
JP5838717B2 (ja) 2011-10-19 2016-01-06 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
US8602938B1 (en) * 2012-07-06 2013-12-10 GM Global Technology Operations LLC Multimode electrically variable transmission having a ferrite magnet motor and method of operating the same
JP6015410B2 (ja) * 2012-12-14 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の動力伝達装置及びハイブリッドシステム
US9840250B2 (en) * 2013-02-08 2017-12-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle drive apparatus
US20160001764A1 (en) 2013-02-22 2016-01-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle drive device
JP2015051686A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017136956A (ja) 2017-08-10
US20170217423A1 (en) 2017-08-03
CN107031601A (zh) 2017-08-11
CN107031601B (zh) 2019-06-18
US10081267B2 (en) 2018-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6332293B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP5418269B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP6404856B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP5187005B2 (ja) ハイブリッド自動車およびその制御方法
JP4229105B2 (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP4270275B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP6288055B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2017087828A (ja) ハイブリッド自動車
JP6206443B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP6387947B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2019108069A (ja) ハイブリッド車両
JP5120187B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP5682639B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP4730327B2 (ja) ハイブリッド自動車およびその制御方法
JP6443353B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2010195255A (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP4254764B2 (ja) 自動車およびその制御方法
JP2011188569A (ja) 車両およびその制御方法
JP6036546B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP5387460B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP2009023527A (ja) 車両およびその制御方法
JP2009184383A (ja) ハイブリッド自動車およびその制御方法
JP4293249B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP5626054B2 (ja) 自動車
JP2017094756A (ja) ハイブリッド自動車

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180416

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6332293

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151