JP6579058B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、第1回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第1差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第2差動部と、駆動輪に動力伝達可能に連結された第2回転機とを備えた車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a first differential unit in which a differential state is controlled by controlling an operation state of a first rotating machine, a second differential unit to which an engine is connected so that power can be transmitted, and a drive wheel. The present invention relates to a control device for a vehicle including a second rotating machine coupled to transmit power.
第1回転要素と第1回転機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と駆動輪に連結された第3回転要素とを有して前記第1回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第1差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第4回転要素と第5回転要素と前記第1回転要素に連結された第6回転要素とを有する第2差動部と、前記第1差動部と前記駆動輪との間の動力伝達経路に介在させられて、前記第3回転要素と一体回転するように設けられた出力回転部材と噛み合う中間伝達部材と、前記第1差動部及び前記第2差動部を介すことなく動力が前記中間伝達部材へ伝達されることで前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第2回転機とを備えた車両が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両がそれである。この特許文献1には、前記第4回転要素と前記第5回転要素とを連結するクラッチと、前記第5回転要素を非回転部材に連結するブレーキとを備え、前記クラッチと前記ブレーキとの各作動状態(係合や解放などの状態)を制御することによって前記第2差動部はハイとローとの2段の切替えが為され、この第2差動部を介してエンジンの動力が前記第1差動部へ伝達され、その第1差動部を電気式無段変速機として作動させることが開示されている。
The operating state of the first rotating machine is controlled by having a second rotating element connected to the first rotating element and the first rotating machine so that power can be transmitted and a third rotating element connected to the drive wheel. A first differential unit whose differential state is controlled by the engine, a fourth rotating element connected to the engine so that power can be transmitted, a fifth rotating element, and a sixth rotating element connected to the first rotating element. An intermediate between the second differential portion and an output rotating member that is interposed in a power transmission path between the first differential portion and the drive wheel and is provided to rotate integrally with the third rotating element. A transmission member, and a second rotating machine coupled to the drive wheel so that power can be transmitted by transmitting power to the intermediate transmission member without passing through the first differential section and the second differential section. Vehicles equipped with are well known. For example, this is the vehicle described in
ところで、上述したような車両において、エンジンの自立運転中には、駆動トルクと成り得るエンジントルク分は第1差動部の第3回転要素と一体回転するように設けられた出力回転部材には伝達されないが、エンジンの爆発振動(回転変動)はその出力回転部材に伝達される。その為、出力回転部材のギヤ歯と、その出力回転部材と噛み合う中間伝達部材のギヤ歯との間で、エンジンの爆発振動に起因する歯打ち音が生じる可能性がある。これに対して、出力回転部材と中間伝達部材との噛合い部分における相互の歯面間のバックラッシュ(ガタ、遊び)を詰めるトルクを第2回転機にて発生させて歯打ち音を抑制することが考えられる。しかしながら、第1差動部及び第2差動部を介すことなく動力が中間伝達部材へ伝達されることで第2回転機が駆動輪に動力伝達可能に連結される車両においては、出力回転部材と中間伝達部材との噛合い部分は、第2回転機の出力トルクを伝達する動力伝達経路に含まれない為、第2回転機の出力トルクを付与することでは、中間伝達部材側から出力回転部材側を連れ回すことができるだけであり、エンジンの爆発振動のトルクに対してその噛合い部分における相互の歯面の一方を他方に押し付けることができず、歯打ち音を抑制することができない可能性がある。従って、このような課題は、車両停車時はもちろんのこと、第2回転機のトルクを動力源として走行しているようなモータ走行時であっても、エンジンの自立運転中であれば発生する。 By the way, in the vehicle as described above, during the self-sustained operation of the engine, an engine torque component that can be a driving torque is applied to the output rotating member provided to rotate integrally with the third rotating element of the first differential section. Although not transmitted, the explosion vibration (rotational fluctuation) of the engine is transmitted to the output rotating member. For this reason, there is a possibility that rattling noise caused by explosion vibration of the engine may occur between the gear teeth of the output rotating member and the gear teeth of the intermediate transmission member meshing with the output rotating member. In contrast, the second rotating machine generates torque that closes backlash (backlash, play) between the tooth surfaces at the meshing portion of the output rotating member and the intermediate transmission member, thereby suppressing rattling noise. It is possible. However, in a vehicle in which power is transmitted to the intermediate transmission member without passing through the first differential portion and the second differential portion, the second rotating machine is connected to the drive wheel so that power can be transmitted, and the output rotation Since the meshing portion of the member and the intermediate transmission member is not included in the power transmission path for transmitting the output torque of the second rotating machine, the output from the intermediate transmission member side can be achieved by applying the output torque of the second rotating machine. The rotating member side can only be rotated, and one of the tooth surfaces of the meshing portion cannot be pressed against the other against the torque of the explosion vibration of the engine, and the rattling noise cannot be suppressed. There is sex. Accordingly, such a problem occurs not only when the vehicle is stopped, but also when the engine is running independently, even when the motor is running using the torque of the second rotating machine as a power source. .
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンの自立運転中に、出力回転部材と中間伝達部材との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音を抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is between the mutual tooth surfaces in the meshing portion of the output rotation member and the intermediate transmission member during the self-sustaining operation of the engine. It is providing the control apparatus of the vehicle which can suppress the generated rattling noise.
第1の発明の要旨とするところは、(a) 第1回転要素と第1回転機が動力伝達可能に連結された第2回転要素と駆動輪に連結された第3回転要素とを有して前記第1回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第1差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第4回転要素と第5回転要素と前記第1回転要素に連結された第6回転要素とを有する第2差動部と、前記第1差動部と前記駆動輪との間の動力伝達経路に介在させられて、前記第3回転要素と一体回転するように設けられた出力回転部材と噛み合う中間伝達部材と、前記第1差動部及び前記第2差動部を介すことなく動力が前記中間伝達部材へ伝達されることで前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第2回転機とを備えた車両の、制御装置であって、(b) 前記車両は、前記第5回転要素を非回転部材に連結する第1係合装置と、前記第3回転要素と前記第5回転要素とを連結する第2係合装置とを更に備えるものであり、(c) 前記エンジンが自立運転している場合には、前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量を発生させる係合制御部を含むことにある。 The gist of the first invention is as follows: (a) a first rotating element, a second rotating element connected to the first rotating machine so that power can be transmitted, and a third rotating element connected to a drive wheel; A first differential unit whose differential state is controlled by controlling an operating state of the first rotating machine, a fourth rotating element and a fifth rotating element connected to the engine so that power can be transmitted, and the first A second differential part having a sixth rotational element coupled to the one rotational element; and a third differential element interposed in a power transmission path between the first differential part and the drive wheel; The intermediate transmission member that meshes with an output rotation member that is provided to rotate integrally, and the drive by transmitting power to the intermediate transmission member without passing through the first differential section and the second differential section. A control device for a vehicle comprising a second rotating machine coupled to a wheel so as to be capable of transmitting power, wherein (b) front Vehicle, the fifth rotating element and the first engagement means for coupling to a non-rotating member, before SL and further comprising a second engaging device for connecting the fifth rotating element and the third rotating element Yes, (c) When the engine is operating independently, the first and second engagement devices include an engagement control unit that generates torque capacity.
また、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両の制御装置において、前記車両は、前記出力回転部材と一体回転するように設けられたパーキングギヤと、前記パーキングギヤに噛み合うことが可能なロックポールとを有して、前記ロックポールが前記パーキングギヤに噛み合う位置とされることで前記出力回転部材の回転を阻止するパーキングロック状態と、前記ロックポールと前記パーキングギヤとの噛合いが解除された位置とされることで前記出力回転部材の回転を許容する非パーキングロック状態とに選択的に切り替えられるパーキングロック機構を更に備えるものであり、前記係合制御部は、前記エンジンが自立運転しているときであって、前記パーキングロック機構が前記パーキングロック状態に切り替えられている場合には、前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量を発生させることにある。 According to a second aspect of the invention, in the vehicle control device according to the first aspect of the invention, the vehicle may mesh with a parking gear provided to rotate integrally with the output rotation member, and the parking gear. A parking lock state in which the lock pawl is in a position where the lock pawl meshes with the parking gear and prevents the rotation of the output rotating member, and the mesh between the lock pawl and the parking gear Is further provided with a parking lock mechanism that is selectively switched to a non-parking lock state that allows rotation of the output rotating member by being set to a released position. When the self-sustaining operation is performed and the parking lock mechanism is switched to the parking lock state In which the torque capacity of the first engagement device and the second engagement device.
また、第3の発明は、前記第2の発明に記載の車両の制御装置において、前記係合制御部は、前記第1係合装置及び前記第2係合装置に共に差回転速度が生じないようにトルク容量を発生させることにある。 According to a third aspect of the invention, in the vehicle control device according to the second aspect of the invention, the engagement control unit does not generate a differential rotational speed in both the first engagement device and the second engagement device. Thus, the torque capacity is generated.
また、第4の発明は、前記第1の発明から第3の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記車両が走行中であるか停止中であるかを判定する条件判定部を更に含むものであり、前記係合制御部は、前記車両が走行中である場合には、前記車両が停止中である場合と比べて、前記第1係合装置に発生させるトルク容量を小さくすることにある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to any one of the first to third aspects, a condition determination for determining whether the vehicle is running or stopped. The engagement control unit has a torque capacity to be generated by the first engagement device when the vehicle is running compared to when the vehicle is stopped. To make it smaller.
また、第5の発明は、前記第4の発明に記載の車両の制御装置において、前記係合制御部は、前記車両が走行中である場合には、前記第1係合装置に差回転速度が生じるように且つ前記第2係合装置に差回転速度が生じないようにトルク容量を発生させる一方で、前記車両が停止中である場合には、前記第1係合装置及び前記第2係合装置に共に差回転速度が生じないようにトルク容量を発生させることにある。 According to a fifth aspect of the invention, in the vehicle control device according to the fourth aspect of the invention, the engagement control unit is configured so that the first engagement device has a differential rotational speed when the vehicle is running. When the vehicle is stopped while the torque capacity is generated so that a differential rotational speed is not generated in the second engagement device, the first engagement device and the second engagement device are generated. It is to generate torque capacity so that a differential rotational speed does not occur in the combined device.
また、第6の発明は、前記第1の発明から第5の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記車両は、前記第4回転要素、前記第5回転要素、及び前記第6回転要素のうちの何れか2つの回転要素を連結する第3係合装置を更に備えるものであり、前記係合制御部は、前記エンジンが自立運転している場合には、前記第3係合装置の解放状態で、前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量を発生させることにある。 According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to any one of the first to fifth aspects, the vehicle includes the fourth rotating element, the fifth rotating element, and the A third engagement device that connects any two rotation elements of the sixth rotation elements is further provided, and the engagement control unit is configured to perform the third operation when the engine is operating independently. The torque capacity is generated in the first engagement device and the second engagement device in the released state of the engagement device.
前記第1の発明によれば、エンジンが自立運転している場合には、第1係合装置及び第2係合装置にトルク容量が発生させられるので、第3回転要素と一体回転するように設けられた出力回転部材を固定するトルク又は引き摺るトルクが発生させられる(すなわち自立運転中のエンジンの爆発振動が伝達される出力回転部材の回転速度変動を抑制する力が作用させられる)。よって、エンジンの自立運転中に、出力回転部材と中間伝達部材との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音を抑制することができる。 According to the first aspect of the invention, when the engine is operating independently, torque capacity is generated in the first engagement device and the second engagement device so that the engine rotates together with the third rotation element. Torque for fixing or dragging the provided output rotating member is generated (that is, a force for suppressing fluctuations in the rotational speed of the output rotating member to which explosion vibration of the engine during self-sustaining operation is transmitted is applied). Therefore, it is possible to suppress the rattling noise generated between the tooth surfaces at the meshing portion of the output rotation member and the intermediate transmission member during the self-sustained operation of the engine.
また、前記第2の発明によれば、出力回転部材と一体回転するように設けられたパーキングギヤにロックポールが噛み合わされるパーキングロック状態では、出力回転部材のギヤ歯と中間伝達部材のギヤ歯との間と同様に、エンジンの自立運転中には、パーキングギヤのギヤ歯とロックポールの歯との間でエンジンの爆発振動に起因する歯打ち音が生じる可能性があることに対して、エンジンが自立運転しているときであって、パーキングロック機構がパーキングロック状態に切り替えられている場合には、第1係合装置及び第2係合装置にトルク容量が発生させられるので、出力回転部材の回転速度変動を抑制する力が作用させられて、パーキングギヤとロックポールとの噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音が抑制され得る。又、パーキングギヤとロックポールとの噛合い部分における相互の歯面間の方が、出力回転部材と中間伝達部材との噛合い部分における相互の歯面間と比較して、バックラッシュが大きく、エンジンの爆発振動に起因して生じる歯打ち音が大きくなり易いときには、エンジンが自立運転しているとき且つパーキングロック状態において第1係合装置及び第2係合装置にトルク容量を発生させる制御を行うことで、効果的に歯打ち音を抑制することができる。 According to the second aspect of the invention, in the parking lock state where the lock pawl is engaged with the parking gear provided to rotate integrally with the output rotating member, the gear teeth of the output rotating member and the gear teeth of the intermediate transmission member are provided. As is the case with the engine, during the self-sustained operation of the engine, there is a possibility of rattling noise caused by the explosion vibration of the engine between the gear teeth of the parking gear and the teeth of the lock pole. When the engine is operating independently and the parking lock mechanism is switched to the parking lock state, torque capacity is generated in the first engagement device and the second engagement device, so output rotation A force for suppressing fluctuations in the rotational speed of the member is applied, and rattling noise generated between the tooth surfaces at the meshing portion of the parking gear and the lock pole can be suppressed.Further, the backlash between the tooth surfaces of the meshing portion of the parking gear and the lock pole is larger than that of the tooth surfaces of the meshing portion of the output rotation member and the intermediate transmission member. When the rattling noise caused by the explosion vibration of the engine is likely to increase, control is performed to generate torque capacity in the first engagement device and the second engagement device when the engine is operating independently and in the parking lock state. By doing so, the rattling noise can be effectively suppressed.
また、前記第3の発明によれば、パーキングロック状態とされて車両が停止中であるときには出力回転部材を固定しても良いことから、エンジンが自立運転しているときであって、パーキングロック機構がパーキングロック状態に切り替えられている場合には、第1係合装置及び第2係合装置に共に差回転速度が生じないようにトルク容量が発生させられるので、出力回転部材を固定するトルクが発生させられて、パーキングギヤとロックポールとの噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音が一層抑制され得る。 According to the third aspect of the invention, the output rotating member may be fixed when the vehicle is stopped due to the parking lock state. When the mechanism is switched to the parking lock state, the torque capacity is generated so that the differential rotation speed does not occur in both the first engagement device and the second engagement device, so the torque for fixing the output rotation member Is generated, and the rattling noise generated between the tooth surfaces at the meshing portion of the parking gear and the lock pole can be further suppressed.
また、前記第4の発明によれば、第1係合装置に発生させるトルク容量が大きくされると、出力回転部材を引き摺るトルクが大きくされて駆動トルクに対する引き摺り損失が大きくされることに対して、車両が走行中である場合には、車両が停止中である場合と比べて、第1係合装置に発生させるトルク容量が小さくされるので、車両走行中においては、引き摺り損失の影響が抑制される。引き摺り損失の影響を考慮しなくても良い車両停止中においては、歯打ち音の抑制が優先される。 According to the fourth aspect of the invention, when the torque capacity generated in the first engagement device is increased, the torque for dragging the output rotating member is increased, and the drag loss with respect to the drive torque is increased. When the vehicle is traveling, the torque capacity generated by the first engagement device is reduced compared to when the vehicle is stopped, so that the influence of drag loss is suppressed while the vehicle is traveling. Is done. Suppression of rattling noise is given priority when the vehicle is stopped, in which the influence of drag loss need not be considered.
また、前記第5の発明によれば、車両が走行中である場合には、第1係合装置に差回転速度が生じるように且つ第2係合装置に差回転速度が生じないようにトルク容量が発生させられるので、引き摺り損失を考慮した、出力回転部材を引き摺るトルクが適切に発生させられる。一方で、車両が停止中である場合には、第1係合装置及び第2係合装置に共に差回転速度が生じないようにトルク容量が発生させられるので、出力回転部材を固定するトルクが適切に発生させられる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the vehicle is running, torque is generated so that the differential rotation speed is generated in the first engagement device and the differential rotation speed is not generated in the second engagement device. Since the capacity is generated, the torque for dragging the output rotating member in consideration of drag loss is appropriately generated. On the other hand, when the vehicle is stopped, the torque capacity is generated so that the differential rotation speed does not occur in both the first engagement device and the second engagement device. Properly generated.
また、前記第6の発明によれば、車両には、第5回転要素を非回転部材に連結する第1係合装置と、第3回転要素と第5回転要素とを連結する第2係合装置と、第4回転要素、第5回転要素、及び第6回転要素のうちの何れか2つの回転要素を連結する第3係合装置とが備えられているので、第1差動部及び第2差動部においては、第1回転要素と第6回転要素とが連結されていることに加え、更に、第1係合装置の解放且つ第2係合装置の係合且つ第3係合装置の解放によって第3回転要素と第5回転要素とが連結されることで、第1差動部と第2差動部との全体を、第1係合装置の解放且つ第2係合装置の解放且つ第3係合装置の係合である場合の第1差動部における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。又、第1差動部と第2差動部との全体を、第1差動部における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能な車両において、エンジンが自立運転している場合には、第3係合装置の解放状態で、第1係合装置及び第2係合装置にトルク容量が発生させられるので、自立運転中のエンジンの爆発振動が伝達される出力回転部材の回転速度変動を抑制する力が作用させられる。よって、エンジンの自立運転中に、出力回転部材と中間伝達部材との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音を抑制することができる。 Further, according to the sixth invention, the vehicle, a second engagement for connecting the first engagement means for connecting the fifth rotating element to a non-rotating member, and a third rotary element and the fifth rotary element And a third engagement device that connects any two rotation elements of the fourth rotation element, the fifth rotation element, and the sixth rotation element. In the second differential portion, in addition to the first rotation element and the sixth rotation element being coupled, the first engagement device is released, the second engagement device is engaged, and the third engagement is performed. a third rotating element by the release device and the fifth rotating element that is connected, the whole of the first differential section and the second differential unit, releasing and second first engagement device An electric continuously variable transmission that operates at a power split ratio different from the power split ratio in the first differential section when the engagement device is released and the third engagement device is engaged. It is possible to function. Further, the whole of the first differential section and the second differential section can be made to function as an electric continuously variable transmission that operates at a power split ratio different from the power split ratio in the first differential section. In the vehicle, when the engine is autonomously operated, torque capacity is generated in the first engagement device and the second engagement device in the released state of the third engagement device. A force is applied to suppress fluctuations in the rotational speed of the output rotating member to which the explosion vibration is transmitted. Therefore, it is possible to suppress the rattling noise generated between the tooth surfaces at the meshing portion of the output rotation member and the intermediate transmission member during the self-sustained operation of the engine.
好適には、前記エンジンが自立運転している場合に、前記係合制御部により前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量が発生させられているときには、前記エンジンの自立運転に影響を与えないような予め定められた前記エンジンに負荷をかけるトルクを第1回転機に発生させるハイブリッド制御部を更に含むことにある。このようにすれば、エンジンの自立運転に影響ない範囲でエンジンに負荷をかける側に第1回転機でトルクが発生させられるので、第1回転機でトルクが発生させられない場合と比べて、同程度の歯打ち音の抑制効果が得られつつ、第1係合装置に発生させるトルク容量が小さくされて、引き摺り損失が低減される。 Preferably, when the engine is operating independently, when the engagement control unit generates torque capacity in the first engagement device and the second engagement device, the engine operates independently. And a hybrid controller that causes the first rotating machine to generate a torque that applies a load to the predetermined engine so as not to affect the engine. In this way, since the torque is generated by the first rotating machine on the side where the load is applied to the engine within a range that does not affect the self-sustained operation of the engine, compared to the case where the torque is not generated by the first rotating machine, While the same effect of suppressing rattling noise is obtained, the torque capacity generated in the first engagement device is reduced, and drag loss is reduced.
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明が適用される車両10の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、走行用の駆動力源となり得る、エンジン(ENG)12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2と、第1回転機MG1及び第2回転機MG2を有する動力伝達装置14と、駆動輪16とを備えるハイブリッド車両である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of each unit related to traveling of the
エンジン12は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン12は、後述する電子制御装置90によってスロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることにより、エンジントルクTeが制御される。
The
第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を有する所謂モータジェネレータである。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、インバータ部や平滑コンデンサなどを有する車両10に備えられた電力制御ユニット18を介して、各々電力を授受する蓄電装置としての車両10に備えられたバッテリユニット20に接続されており、後述する電子制御装置90によって電力制御ユニット18が制御されることにより、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の各々の出力トルク(力行トルク又は回生トルク)であるMG1トルクTg及びMG2トルクTmが制御される。
The first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 are so-called motor generators having a function as an electric motor (motor) for generating a driving torque and a function as a generator (generator). The first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 are provided in the
動力伝達装置14は、エンジン12と駆動輪16との間の動力伝達経路に備えられている。動力伝達装置14は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース22内に、第1動力伝達部24、第2動力伝達部26、第1動力伝達部24の出力回転部材であるドライブギヤ28と噛み合う中間伝達部材としてのドリブンギヤ30、ドリブンギヤ30を相対回転不能に固設するドリブン軸32、ドリブン軸32に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ34(ドリブンギヤ30よりも小径のファイナルギヤ34)、デフリングギヤ36を介してファイナルギヤ34と噛み合うディファレンシャルギヤ38等を備えている。又、動力伝達装置14は、ディファレンシャルギヤ38に連結された車軸40等を備えている。
The
第1動力伝達部24は、第1動力伝達部24の入力回転部材である入力軸42と同軸心に配置されており、第1差動部44と第2差動部46とクラッチCRとを備えている。第1差動部44は、第1遊星歯車機構48及び第1回転機MG1を備えている。第2差動部46は、第2遊星歯車機構50、クラッチC1、及びブレーキB1を備えている。
The first
第1遊星歯車機構48は、第1サンギヤS1、第1ピニオンギヤP1、第1ピニオンギヤP1を自転及び公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1ピニオンギヤP1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。又、第2遊星歯車機構50は、第2サンギヤS2、第2ピニオンギヤP2、第2ピニオンギヤP2を自転及び公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2ピニオンギヤP2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。
The first
第1キャリヤCA1は、第2差動部46の出力回転部材(すなわち第2遊星歯車機構50の第2リングギヤR2)に連結された入力要素としての第1回転要素RE1であり、第1差動部44の入力回転部材として機能する。第1サンギヤS1は、第1回転機MG1のロータ軸52に一体的に連結されており、第1回転機MG1が動力伝達可能に連結された反力要素としての第2回転要素RE2である。第1リングギヤR1は、ドライブギヤ28に一体的に連結されており(すなわちドライブギヤ28と一体回転するように設けられており)、駆動輪16に連結された出力要素としての第3回転要素RE3であり、第1差動部44の出力回転部材として機能する。
The first carrier CA1 is a first rotating element RE1 as an input element connected to the output rotating member of the second differential section 46 (that is, the second ring gear R2 of the second planetary gear mechanism 50). It functions as an input rotating member of the
第2サンギヤS2は、入力軸42に一体的に連結され、その入力軸42を介してエンジン12が動力伝達可能に連結された第4回転要素RE4であり、第2差動部46の入力回転部材として機能する。第2キャリヤCA2は、ブレーキB1を介してケース22に選択的に連結される第5回転要素RE5である。第2リングギヤR2は、第1差動部44の入力回転部材(すなわち第1遊星歯車機構48の第1キャリヤCA1)に連結された第6回転要素RE6であり、第2差動部46の出力回転部材として機能する。又、第2キャリヤCA2と第2リングギヤR2とは、クラッチC1を介して選択的に連結される。又、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とは、クラッチCRを介して選択的に連結される。よって、ブレーキB1は、第5回転要素RE5を非回転部材であるケース22に選択的に連結する第1係合装置である。又、クラッチCRは、第3回転要素RE3と第5回転要素RE5とを選択的に連結する第2係合装置である。又、クラッチC1は、第5回転要素RE5と第6回転要素RE6とを選択的に連結する第3係合装置である。
The second sun gear S2 is a fourth rotating element RE4 that is integrally connected to the
クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRは、好適には何れも湿式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置である。これらのクラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRは、車両10に備えられた油圧制御回路54が後述する電子制御装置90によって制御されることにより、その油圧制御回路54から各々供給される油圧(例えばC1油圧Pc1、B1油圧Pb1、CR油圧Pcr)に応じて作動状態(係合や解放などの状態)が制御される。車両10には、機械式のオイルポンプ55(OP55ともいう)が備えられており、動力伝達装置14では、OP55により、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRの各作動状態の切替えや各部の潤滑や各部の冷却に用いられる作動油(オイル)oilが供給される。OP55は、動力伝達装置14の何れかの回転部材(回転要素も同意)に連結されており、その回転部材の回転に応じて駆動される。本実施例では、OP55は、第1回転要素RE1(ここでは第6回転要素RE6も同意)に連結されている。又、OP55が連結される回転部材の回転停止時に作動油oilの供給が必要となるのであれば、例えばOP55に加えて、電動式のオイルポンプが備えられる。或いは、OP55に替えて、電動式のオイルポンプが備えられても良い。
Each of the clutch C1, the brake B1, and the clutch CR is preferably a wet friction engagement device, and is a multi-plate hydraulic friction engagement device controlled to be engaged by a hydraulic actuator. The clutch C1, the brake B1, and the clutch CR are controlled by a
第1遊星歯車機構48は、差動が許容される状態では、第1キャリヤCA1に入力されるエンジン12の動力を第1回転機MG1及び第1リングギヤR1へ分割(分配も同意)する動力分割機構として機能することが可能である。よって、車両10では、第1キャリヤCA1に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、第1リングギヤR1へ機械的に伝達される直達トルク(エンジン直達トルクともいう)と、第1回転機MG1に分割された動力による第1回転機MG1の発電電力で駆動される第2回転機MG2によるMG2トルクTmとでエンジン走行することが可能である。これにより、第1差動部44は、後述する電子制御装置90によって電力制御ユニット18が制御されて第1回転機MG1の運転状態が制御されることによりギヤ比(変速比)を制御する公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。つまり、第1差動部44は、第1回転機MG1の運転状態が制御されることにより第1遊星歯車機構48の差動状態が制御される電気式変速機構である。
The first
第2差動部46は、クラッチC1及びブレーキB1の各作動状態を切り替えることにより、直結状態、エンジン12の逆回転変速状態、ニュートラル状態(中立状態)、及び内部ロック状態の4つの状態を形成することが可能である。具体的には、第2差動部46は、クラッチC1の係合状態では、第2遊星歯車機構50の各回転要素が一体回転される直結状態とされる。又、第2差動部46は、ブレーキB1の係合状態では、エンジン回転速度Neの正回転に対して第2リングギヤR2(第2差動部46の出力回転部材)が負回転となるエンジン12の逆回転変速状態とされる。又、第2差動部46は、クラッチC1の解放状態且つブレーキB1の解放状態では、第2遊星歯車機構50の差動が許容されるニュートラル状態とされる。又、第2差動部46は、クラッチC1の係合状態且つブレーキB1の係合状態では、第2遊星歯車機構50の各回転要素が回転停止となる内部ロック状態とされる。
The second
第1動力伝達部24では、第1差動部44における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することが可能である。すなわち、第1動力伝達部24では、第1キャリヤCA1(第1回転要素RE1)と第2リングギヤR2(第6回転要素RE6)とが連結されていることに加え、クラッチCRを係合状態とすることによって第1リングギヤR1(第3回転要素RE3)と第2キャリヤCA2(第5回転要素RE5)とが連結されることで、第1差動部44と第2差動部46とで1つの差動機構を構成し、第1差動部44と第2差動部46との全体を、第1差動部44単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。
In the first
第1動力伝達部24では、上述した4つの状態が形成される第2差動部46と第1差動部44とが連結されており、車両10は、クラッチCRの作動状態の切替えと合わせて、後述する複数の走行モードを実現することが可能となる。
In the first
このように構成された第1動力伝達部24においては、エンジン12の動力や第1回転機MG1の動力は、ドライブギヤ28から、第1差動部44と駆動輪16との間の動力伝達経路に介在させられてそのドライブギヤ28と噛み合うドリブンギヤ30へ伝達される。従って、エンジン12及び第1回転機MG1は、第1動力伝達部24を介して駆動輪16に動力伝達可能に連結される。
In the first
第2動力伝達部26は、第2回転機MG2、入力軸42とは別にその入力軸42と平行に配置された、第2回転機MG2のロータ軸56、及びドリブンギヤ30と噛み合うと共にそのロータ軸56に連結されたリダクションギヤ58(ドリブンギヤ30よりも小径のリダクションギヤ58)を備えている。これにより、第2動力伝達部26においては、第2回転機MG2の動力は第1動力伝達部24(つまり第1差動部44及び第2差動部46)を介すことなくドリブンギヤ30へ伝達される。従って、第2回転機MG2は、第1動力伝達部24を介さずに駆動輪16に動力伝達可能に連結される。つまり、第2回転機MG2は、第1動力伝達部24を介さずに動力伝達装置14の出力回転部材である車軸40に動力伝達可能に連結された回転機である。尚、動力伝達装置14の出力回転部材としては、車軸40の他に、ファイナルギヤ34やデフリングギヤ36も同意である。
The second
このように構成された動力伝達装置14は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置14では、エンジン12の動力や第1回転機MG1の動力や第2回転機MG2の動力は、ドリブンギヤ30へ伝達され、そのドリブンギヤ30から、ファイナルギヤ34、ディファレンシャルギヤ38、車軸40等を順次介して駆動輪16へ伝達される。又、車両10では、エンジン12、第1動力伝達部24、及び第1回転機MG1と、第2回転機MG2とが異なる軸心上に配置されることで、軸長が短縮化されている。又、ドリブンギヤ30とリダクションギヤ58とのギヤ対により、第2回転機MG2の減速比を大きくとることができる。
The
車両10は、パーキングロック機構60を更に備えている。パーキングロック機構60は、ドライブギヤ28と一体回転するように設けられたパーキングギヤ62と、パーキングギヤ62に噛み合うことが可能な噛合部材としてのロックポール64とを備えている。ロックポール64は、パーキングギヤ62に(具体的にはパーキングギヤ62のギヤ歯に)噛み合う為の歯としての爪部66と、ロックポール64本体を回動可能に支持する支持部68とを備えている。ロックポール64は、支持部68の軸心RC回りに回動させられることで、爪部66がパーキングギヤ62のギヤ歯に噛み合う噛合位置と、爪部66とパーキングギヤ62のギヤ歯との噛合いが解除された非噛合位置とに選択的に切り替えられる。パーキングロック機構60は、ロックポール64が噛合位置に切り替えられることでドライブギヤ28の回転を阻止するパーキングロック状態と、ロックポール64が非噛合位置に切り替えられることでドライブギヤ28の回転を許容する非パーキングロック状態とに選択的に切り替えられる。ロックポール64は、例えばシフトレバー等の操作部材における運転者の操作に連動して作動させられる機械的な連結機構によって回動させられる。或いは、ロックポール64は、例えばシフトレバーやスイッチ等の操作部材の操作に伴う電気的な信号に基づいて、後述する電子制御装置90によってアクチュエータが制御されることで回動させられる。従って、運転者によって、動力伝達装置14の動力伝達状態をニュートラル状態とし且つドライブギヤ28を回転不能に固定する為のPポジションが選択されると、パーキングロック機構60はパーキングロック状態へ切り替えられる。一方で、運転者によって、自動変速制御による前進走行を要求する為のDポジション、後進走行を要求する為のRポジション、動力伝達装置14の動力伝達状態をニュートラル状態とする為のNポジション等の、Pポジション以外のポジションが選択されると、パーキングロック機構60は非パーキングロック状態へ切り替えられる。
The
車両10は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置90を備えている。電子制御装置90は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置90は、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2の各出力制御、後述する走行モードの切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、回転機制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
The
電子制御装置90には、車両10に設けられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ70、出力回転速度センサ72、レゾルバ等のMG1回転速度センサ74、レゾルバ等のMG2回転速度センサ76、アクセル開度センサ78、シフトポジションセンサ80、バッテリセンサ82、CR油圧センサ84、油温センサ86など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン回転速度Ne、車速Vに対応するドライブギヤ28の回転速度である出力回転速度No、MG1回転速度Ng、MG2回転速度Nm、アクセル開度θacc、シフトレバー等の操作位置POSsh、バッテリユニット20のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbat、CR油圧Pcr、作動油oilの温度である作動油温THoilなど)が供給される。又、電子制御装置90からは、車両10に備えられた各装置(例えばエンジン12、電力制御ユニット18、油圧制御回路54など)に各種指令信号(例えばエンジン制御指令信号Se、回転機制御指令信号Sm、油圧制御指令信号Spなど)が供給される。尚、電子制御装置90は、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいてバッテリユニット20の充電状態(充電容量)SOC(以下、バッテリ容量SOCという)を算出する。
The
電子制御装置90は、車両10における各種制御の為の制御機能を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部92、及び動力伝達切替手段すなわち動力伝達切替部94を備えている。
The
ハイブリッド制御部92は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火時期を制御するエンジン制御指令信号Seを出力して、エンジントルクTeの目標トルクが得られるようにエンジン12の出力制御を実行する。又、ハイブリッド制御部92は、第1回転機MG1や第2回転機MG2の作動を制御する回転機制御指令信号Smを電力制御ユニット18へ出力して、MG1トルクTgやMG2トルクTmの目標トルクが得られるように第1回転機MG1や第2回転機MG2の出力制御を実行する。
The
ハイブリッド制御部92は、アクセル開度θaccからそのときの車速Vにて要求される駆動トルク(要求駆動トルク)を算出し、充電要求値(充電要求パワー)等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2の少なくとも1つから要求駆動トルクを発生させる。
The
ハイブリッド制御部92は、走行モードとして、モータ走行(EV走行)モード或いはハイブリッド走行(HV走行)モード(エンジン走行(ENG走行)モードともいう)を走行状態に応じて選択的に成立させる。EV走行モードは、エンジン12の運転を停止した状態で、第1回転機MG1及び第2回転機MG2のうちの少なくとも一方の回転機を走行用の駆動力源として走行するEV走行を可能とする制御様式である。HV走行モードは、少なくともエンジン12を走行用の駆動力源として走行する(すなわちエンジン12の動力を駆動輪16へ伝達して走行する)HV走行(エンジン走行)を可能とする制御様式である。尚、エンジン12の動力を第1回転機MG1の発電によって電力に変換し、専らその電力をバッテリユニット20に充電するモードのように、車両10の走行を前提としないモードであっても、エンジン12を運転した状態とするので、HV走行モードに含まれる。
The
動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRの各係合作動(作動状態)を制御する。動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92により成立させられた走行モードにて走行する為の動力伝達が可能となるように、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRを各々係合及び/又は解放させる油圧制御指令信号Spを油圧制御回路54へ出力する。
The power
ここで、車両10にて実行可能な走行モードについて図2、及び図3−図10を用いて説明する。図2は、各走行モードにおけるクラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRの各作動状態を示す図表である。図2の図表中の○印は係合装置(C1,B1,CR)の係合を示し、空欄は解放を示し、△印は運転停止状態のエンジン12を連れ回し状態とするエンジンブレーキ(エンブレともいう)の併用時に何れか一方を係合、又は両方を係合することを示している。又、「G」は回転機(MG1,MG2)を主にジェネレータとして機能させることを示し、「M」は回転機(MG1,MG2)を駆動時には主にモータとして機能させ、回生時には主にジェネレータとして機能させることを示している。図2に示すように、車両10は、走行モードとして、EV走行モード及びHV走行モードを選択的に実現することができる。EV走行モードは、第2回転機MG2を単独の駆動力源とするEV走行が可能な制御様式である単独駆動EVモードと、第1回転機及び第2回転機MG2を駆動力源とするEV走行が可能な制御様式である両駆動EVモードとの2つのモードを有している。HV走行モードは、オーバードライブ(O/D)インプットスプリットモード(以下、O/DHVモードという)と、アンダードライブ(U/D)インプットスプリットモード(以下、U/DHVモードという)と、固定段モードとの3つのモードを有している。
Here, travel modes that can be executed by the
図3−図10は、第1遊星歯車機構48及び第2遊星歯車機構50の各々における各回転要素RE1−RE6の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、各回転要素の回転速度を表す縦線Y1−Y4は紙面向かって左から順に、縦線Y1が第1回転機MG1に連結された第2回転要素RE2である第1サンギヤS1の回転速度を、縦線Y2が相互に連結された、第1回転要素RE1である第1キャリヤCA1の回転速度及び第6回転要素RE6である第2リングギヤR2の回転速度を、縦線Y3がドライブギヤ28に連結された第3回転要素RE3である第1リングギヤR1の回転速度、及びブレーキB1を介してケース22に選択的に連結される第5回転要素RE5である第2キャリヤCA2の回転速度を、縦線Y4がエンジン12に連結された第4回転要素RE4である第2サンギヤS2の回転速度をそれぞれ示している。又、白四角印(□)における矢印はMG1トルクTgを、白丸印(○)における矢印はエンジントルクTeを、黒丸印(●)における矢印はMG2トルクTmをそれぞれ示している。又、第2キャリヤCA2と第2リングギヤR2を選択的に連結するクラッチC1が白抜きで表されたものはクラッチC1の解放状態を、クラッチC1がハッチング(斜線)で表されたものはクラッチC1の係合状態をそれぞれ示している。又、第2キャリヤCA2をケース22に選択的に連結するブレーキB1における白菱形印(◇)はブレーキB1の解放状態を、黒菱形印(◆)はブレーキB1の係合状態をそれぞれ示している。又、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とを選択的に連結するクラッチCRにおける白菱形印(◇)はクラッチCRの解放状態を、黒菱形印(◆)はクラッチCRの係合状態をそれぞれ示している。又、第1遊星歯車機構48に関する回転速度を相対的に表す直線は実線で示され、第2遊星歯車機構50に関する回転速度を相対的に表す直線は破線で示されている。尚、黒丸印(●)における矢印は、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力で駆動される第2回転機MG2によるMG2トルクTmであり、エンジン直達トルク分は含まれていない。又、クラッチCRにおける黒菱形印(◆)は、黒丸印(●)と重なっている為、図中では表されていない。
FIG. 3 to FIG. 10 are collinear diagrams that can relatively represent the rotational speeds of the rotating elements RE1 to RE6 in each of the first
図3は、単独駆動EVモード時の共線図である。単独駆動EVモードは、図2に示すように、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRを共に解放した状態で実現される。単独駆動EVモードでは、クラッチC1及びブレーキB1が解放されており、第2遊星歯車機構50の差動が許容され、第2差動部46はニュートラル状態とされる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12の運転を停止させると共に、第2回転機MG2から走行用のMG2トルクTmを出力させる。図3は、第2回転機MG2が正回転(すなわち車両10の前進時における第1リングギヤR1の回転方向)にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第2回転機MG2を逆回転させる。車両走行中には、第2回転機MG2の回転(ここでは駆動輪16の回転も同意)に連動してドライブギヤ28に連結された第1リングギヤR1が回転させられる。単独駆動EVモードでは、更に、クラッチCRが解放されているので、エンジン12及び第1回転機MG1は各々連れ回されず、エンジン回転速度Ne及びMG1回転速度Ngをゼロとすることができる。これにより、エンジン12及び第1回転機MG1における各々の引き摺り損失を低減して電費を向上する(すなわち電力消費を抑制する)ことができる。ハイブリッド制御部92は、フィードバック制御によりMG1回転速度Ngをゼロに維持する。或いは、ハイブリッド制御部92は、第1回転機MG1の回転が固定されるように第1回転機MG1に電流を流す制御(d軸ロック制御)を実行して、MG1回転速度Ngをゼロに維持する。或いは、MG1トルクTgをゼロとしても第1回転機MG1のコギングトルクによりMG1回転速度Ngをゼロに維持できるときはMG1トルクTgを加える必要はない。尚、MG1回転速度Ngをゼロに維持する制御を行っても、第1動力伝達部24はMG1トルクTgの反力を取れない中立状態であるので、駆動トルクに影響を与えない。又、単独駆動EVモードでは、第1回転機MG1を無負荷として空転させても良い。
FIG. 3 is a collinear diagram for the single drive EV mode. As shown in FIG. 2, the single drive EV mode is realized in a state where the clutch C1, the brake B1, and the clutch CR are all released. In the single drive EV mode, the clutch C1 and the brake B1 are disengaged, the differential of the second
単独駆動EVモードでは、運転が停止されたエンジン12は連れ回されずゼロ回転で停止状態とされるので、単独駆動EVモードでの走行中に第2回転機MG2にて回生制御を行う場合、回生量を大きく取ることができる。単独駆動EVモードでの走行時に、バッテリユニット20が満充電状態となり回生エネルギーが取れない場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。エンジンブレーキを併用する場合は、図2に示すように、クラッチC1又はクラッチCRが係合される(単独駆動EVモードのエンブレ併用を参照)。クラッチC1又はクラッチCRが係合されると、エンジン12は連れ回し状態とされる。この状態で、第1回転機MG1によってエンジン回転速度Neを上昇させると、エンジンブレーキを作用させることができる。尚、エンジン12の連れ回し状態においてもエンジン回転速度Neをゼロとすることは可能であり、この場合には、エンジンブレーキを作用させずにEV走行することができる。又、ブレーキB1の係合によってもエンジンブレーキを作用させることは可能である。
In the single drive EV mode, the
図4は、両駆動EVモード時の共線図である。両駆動EVモードは、図2に示すように、クラッチC1及びブレーキB1を係合した状態、且つクラッチCRを解放した状態で実現される。両駆動EVモードでは、クラッチC1及びブレーキB1が係合されており、第2遊星歯車機構50の差動が規制され、第2キャリヤCA2の回転が停止させられる。その為、第2遊星歯車機構50は何れの回転要素も回転が停止させられ、第2差動部46は内部ロック状態とされる。これによって、エンジン12はゼロ回転で停止状態とされ、又、第2リングギヤR2に連結された第1キャリヤCA1もゼロ回転で固定される。第1キャリヤCA1が回転不能に固定されると、第1キャリヤCA1にてMG1トルクTgの反力トルクが取れる為、MG1トルクTgに基づくトルクを第1リングギヤR1から機械的に出力させて駆動輪16へ伝達することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12の運転を停止させると共に、第1回転機MG1及び第2回転機MG2から各々走行用のMG1トルクTg及びMG2トルクTmを出力させる。図4は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力し且つ第1回転機MG1が負回転にて負トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第1回転機MG1及び第2回転機MG2を逆回転させる。
FIG. 4 is a collinear diagram in the double drive EV mode. As shown in FIG. 2, the double drive EV mode is realized with the clutch C1 and the brake B1 engaged and with the clutch CR released. In the double drive EV mode, the clutch C1 and the brake B1 are engaged, the differential of the second
図3,図4を用いた説明で示したように、単独駆動EVモードは第2回転機MG2のみにて車両10を駆動し、両駆動EVモードは第1回転機MG1及び第2回転機MG2にて車両10を駆動することが可能である。従って、EV走行する場合、低負荷時は、単独駆動EVモードが成立されて第2回転機MG2による単独走行とされ、高負荷時は、両駆動EVモードが成立されて第1回転機MG1及び第2回転機MG2による両駆動とされる。尚、HV走行を含め、車両減速中の回生は、主に第2回転機MG2にて実行される。
As shown in the description with reference to FIGS. 3 and 4, the single drive EV mode drives the
図5は、HV走行モードのO/DHVモード時の前進走行での共線図である。O/DHVモードの前進走行(以下、O/DHVモード(前進)という)は、図2に示すように、クラッチC1を係合した状態、且つブレーキB1及びクラッチCRを解放した状態で実現される。O/DHVモード(前進)では、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されており、第2差動部46は直結状態とされるので、エンジン12の動力は、第2リングギヤR2に連結された第1キャリヤCA1に直接的に伝達される。加えて、O/DHVモード(前進)では、クラッチCRが解放されており、第1差動部44単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部24では、第1キャリヤCA1に入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに分割することができる。すなわち、第1動力伝達部24では、第1キャリヤCA1に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、エンジン直達トルクが第1リングギヤR1へ機械的に伝達されると共に、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力が所定の電気経路を介して第2回転機MG2に伝達される。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図5は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力して前進走行している場合である。
FIG. 5 is an alignment chart in forward traveling in the O / DHV mode of the HV traveling mode. The forward travel in the O / DHV mode (hereinafter referred to as O / DHV mode (forward)) is realized in a state where the clutch C1 is engaged and the brake B1 and the clutch CR are released as shown in FIG. . In the O / DHV mode (forward), the clutch C1 is engaged and the brake B1 is disengaged, and the second
図6は、HV走行モードのU/DHVモード時の共線図である。U/DHVモードは、図2に示すように、クラッチC1及びブレーキB1を解放した状態、且つクラッチCRを係合した状態で実現される。U/DHVモードでは、クラッチCRが係合されており、第1差動部44と第2差動部46とで1つの差動機構が構成される。加えて、U/DHVモードでは、クラッチC1及びブレーキB1が解放されており、第1差動部44と第2差動部46との全体にて、第1差動部44単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部24では、第2サンギヤS2に入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに分割することができる。すなわち、第1動力伝達部24では、第2サンギヤS2に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、エンジン直達トルクが第1リングギヤR1へ機械的に伝達されると共に、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力が所定の電気経路を介して第2回転機MG2に伝達される。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図5は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第2回転機MG2を逆回転させる。この後進時では、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の回転とトルクとが正値のまま入力される、エンジン正転入力となる。
FIG. 6 is an alignment chart in the U / DHV mode of the HV traveling mode. As shown in FIG. 2, the U / DHV mode is realized in a state where the clutch C1 and the brake B1 are released and a state where the clutch CR is engaged. In the U / DHV mode, the clutch CR is engaged, and the first
図7は、HV走行モードのO/DHVモード時の後進走行での共線図であり、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の回転とトルクとが負値に逆転して入力される、エンジン逆転入力の場合である。O/DHVモードのエンジン逆転入力での後進走行(以下、O/DHVモード逆転入力(後進)という)は、図2に示すように、ブレーキB1を係合した状態、且つクラッチC1及びクラッチCRを解放した状態で実現される。O/DHVモード逆転入力(後進)では、クラッチC1が解放され且つブレーキB1が係合されており、第2差動部46はエンジン12の逆回転変速状態とされるので、エンジン12の動力は、第2リングギヤR2に連結された第1キャリヤCA1に負回転及び負トルクにて伝達される。加えて、O/DHVモード逆転入力(後進)では、クラッチCRが解放されており、第1差動部44単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部24では、第1キャリヤCA1に逆転して入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図7は、第2回転機MG2が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。
FIG. 7 is a collinear diagram in the reverse travel in the O / DHV mode of the HV travel mode, in which the rotation and torque of the
図8は、HV走行モードのO/DHVモード時の後進走行での共線図であり、エンジン正転入力の場合である。O/DHVモードのエンジン正転入力での後進走行(以下、O/DHVモード正転入力(後進)という)は、図2に示すように、クラッチC1を係合した状態、且つブレーキB1及びクラッチCRを解放した状態で実現される。O/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されており、第2差動部46は直結状態とされるので、エンジン12の動力は、第2リングギヤR2に連結された第1キャリヤCA1に直接的に伝達される。加えて、O/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチCRが解放されており、第1差動部44単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部24では、第1キャリヤCA1に入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図8は、第2回転機MG2が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。
FIG. 8 is a nomographic chart in reverse traveling in the O / DHV mode of the HV traveling mode, and is a case of engine forward rotation input. As shown in FIG. 2, the reverse running with the engine forward rotation input in the O / DHV mode (hereinafter referred to as the O / DHV mode forward rotation input (reverse)) is the state in which the clutch C1 is engaged, the brake B1 and the clutch This is realized with the CR released. In the forward rotation of the O / DHV mode (reverse), the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released, and the second
図5−図8を用いた説明で示したように、O/DHVモードとU/DHVモードとでは、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の動力が入力される回転要素が異なっており、第1動力伝達部24を電気式無段変速機として機能させるときの動力分割比が異なる。すなわち、O/DHVモードとU/DHVモードとで、エンジン12に対する、回転機MG1,MG2の各出力トルクや各回転速度の比率が変えられる。クラッチCRは、エンジン走行中のエンジン12に対する、回転機MG1,MG2の各出力トルクや各回転速度の比率を変更する為に、作動状態が切り替えられる。
As shown in the description with reference to FIGS. 5 to 8, in the O / DHV mode and the U / DHV mode, the power of the
O/DHVモード(前進)でのエンジン直達トルクは、エンジントルクTeに対して減少される。一方で、U/DHVモードでのエンジン直達トルクは、エンジントルクTeに対して増大される。本実施例において、第1差動部44単独では、O/DHVモードにて電気式無段変速機が構成される(図5参照)。よって、第1差動部44は、クラッチC1の係合状態且つクラッチCRの解放状態で、第1回転機MG1の運転状態が制御されることにより差動状態が制御されるときには、エンジントルクTeよりも減少されたトルクが第1リングギヤR1に機械的に伝達される。
The engine direct torque in the O / DHV mode (forward) is reduced with respect to the engine torque Te. On the other hand, the engine direct torque in the U / DHV mode is increased with respect to the engine torque Te. In the present embodiment, the first
又、MG1回転速度Ngがゼロとされてエンジン12の動力が電気パス(第1回転機MG1や第2回転機MG2の電力授受に関わる電気経路である電気的な動力伝達経路)を介することなく全て機械的に第1リングギヤR1へ伝達される状態となる所謂メカニカルポイントの状態のときに、エンジン12の回転が増速されて第1リングギヤR1から出力されるオーバードライブ状態となる場合がO/DHVモードであり、又、エンジン12の回転が減速されて第1リングギヤR1から出力されるアンダードライブ状態となる場合がU/DHVモードである。
Further, the MG1 rotational speed Ng is set to zero so that the power of the
図9は、HV走行モードの固定段モード時の共線図であり、第1差動部44及び第2差動部46の各回転要素が一体回転される、直結の場合である。固定段モードの直結(以下、直結固定段モードという)は、図2に示すように、クラッチC1及びクラッチCRを係合した状態、且つブレーキB1を解放した状態で実現される。直結固定段モードでは、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されており、第2差動部46は直結状態とされる。加えて、直結固定段モードでは、クラッチCRが係合されており、第1差動部44及び第2差動部46の各回転要素が一体回転させられる。これによって、第1動力伝達部24では、エンジン12の動力を直接的に第1リングギヤR1から出力することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12から走行用のエンジントルクTeを出力させる。この直結固定段モードでは、バッテリユニット20からの電力にて第1回転機MG1を駆動して、第1回転機MG1の動力を直接的に第1リングギヤR1から出力することもできる。又、この直結固定段モードでは、バッテリユニット20からの電力にて第2回転機MG2を駆動して、第2回転機MG2の動力を駆動輪16へ伝達することもできる。よって、ハイブリッド制御部92は、エンジントルクTeを出力させることに加えて、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の少なくとも一方の回転機から走行用のトルクを出力させても良い。つまり、直結固定段モードでは、エンジン12のみで車両10を駆動しても良いし、又、第1回転機MG1及び/又は第2回転機MG2でトルクアシストしても良い。
FIG. 9 is a collinear diagram at the time of the fixed stage mode of the HV traveling mode, and is a case of direct connection in which the rotating elements of the first
図10は、HV走行モードの固定段モード時の共線図であり、第1リングギヤR1が回転不能に固定される、出力軸固定の場合である。固定段モードの出力軸固定(以下、出力軸固定段モードという)は、図2に示すように、ブレーキB1及びクラッチCRを係合した状態、且つクラッチC1を解放した状態で実現される。出力軸固定段モードでは、クラッチCRが係合されており、第1差動部44と第2差動部46とで1つの差動機構が構成される。加えて、出力軸固定段モードでは、ブレーキB1が係合され且つクラッチC1が解放されており、第1リングギヤR1が回転不能に固定される。これによって、第1動力伝達部24では、第2サンギヤS2に入力されるエンジン12の動力の反力を第1回転機MG1にて取ることができる。従って、出力軸固定段モードでは、エンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力をバッテリユニット20に充電することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、第1回転機MG1の発電によってエンジン12の動力に対する反力を取り、第1回転機MG1の発電電力を電力制御ユニット18を介してバッテリユニット20に充電する。この出力軸固定段モードは、第1リングギヤR1が回転不能に固定される為、車両10の停止時にバッテリユニット20を専ら充電するモードである。図9,図10を用いた説明で示したように、HV走行モードの直結固定段モードや出力軸固定段モードのときには、クラッチCRが係合される。
FIG. 10 is a collinear diagram at the time of the fixed stage mode of the HV traveling mode, in which the first ring gear R1 is fixed so as not to rotate, and the output shaft is fixed. As shown in FIG. 2, the output shaft fixing in the fixed gear mode (hereinafter referred to as the output shaft fixing gear mode) is realized with the brake B1 and the clutch CR engaged and with the clutch C1 released. In the output shaft fixed stage mode, the clutch CR is engaged, and the first
図11は、前進走行でのエンジン走行中における、エンジントルクTeに対するMG1トルクTgのトルク比率(Tg/Te)、及びエンジントルクTeに対するMG2トルクTmのトルク比率(Tm/Te)の一例を示す図である。このMG2トルクTmは、エンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力で駆動される第2回転機MG2によるMG2トルクTmである。図11において、第1動力伝達部24の減速比I(=Ne/No)が比較的大きな領域では、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりもトルク比率(Tm/Te)が小さくされる。従って、減速比Iが比較的大きな領域では、U/DHVモードを成立させることで、エンジントルクTeに対する第2回転機MG2の負担を少なくすることができる。例えば、比較的大きな減速比Iを用いるエンジン12の高負荷時にU/DHVモードを成立させれば、MG2トルクTmを低く抑えられる。このことは、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも、MG2トルクTmの最大値にて大きな減速比Iまで対応可能ということであり、HV走行モードの領域を拡げられるということである。一方で、減速比Iが「1」よりも小さいような比較的小さな領域では、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりもトルク比率(Tm/Te)の絶対値が大きくされる。又、トルク比率(Tm/Te)が負値となる状態は、第2回転機MG2が発電し、その発電電力が第1回転機MG1に供給される動力循環状態である。この動力循環状態となることは、できるだけ回避又は抑制されることが望ましい。その為、減速比Iが比較的小さな領域では、O/DHVモードを成立させることで、動力循環パワーを低減することができる。減速比Iに応じてU/DHVモードとO/DHVモードとを切り替えることで、より低トルクの第2回転機MG2でエンジンパワーを伝達することができる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the torque ratio (Tg / Te) of the MG1 torque Tg to the engine torque Te and the torque ratio (Tm / Te) of the MG2 torque Tm to the engine torque Te during engine traveling in forward traveling. It is. This MG2 torque Tm is the MG2 torque Tm by the second rotating machine MG2 driven by the electric power generated by the first rotating machine MG1 by the power of the
図12は、前進走行でのエンジン走行中における、エンジン回転速度Neに対するMG1回転速度Ngの回転速度比率(Ng/Ne)、及びエンジン回転速度Neに対するMG2回転速度Nmの回転速度比率(Nm/Ne)の一例を示す図である。図12において、第1動力伝達部24の減速比Iが「1」よりも大きいような比較的大きな領域では、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも回転速度比率(Ng/Ne)の絶対値が小さくされる。従って、減速比Iが比較的大きな領域では、U/DHVモードを成立させることで、MG1回転速度Ngの増大を抑制することができる。例えば、比較的大きな減速比Iを用いる発進時にU/DHVモードを成立させれば、MG1回転速度Ngを低く抑えられる。一方で、減速比Iが「1」よりも小さいような比較的小さな領域では、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも回転速度比率(Ng/Ne)の絶対値が大きくされる。その為、減速比Iが比較的小さな領域では、O/DHVモードを成立させることで、MG1回転速度Ngの増大を抑制することができる。減速比Iに応じてU/DHVモードとO/DHVモードとを切り替えることで、より低回転速度の第1回転機MG1でエンジンパワーを伝達することができる。
FIG. 12 shows the rotational speed ratio (Ng / Ne) of the MG1 rotational speed Ng to the engine rotational speed Ne and the rotational speed ratio (Nm / Ne) of the MG2 rotational speed Nm to the engine rotational speed Ne during engine traveling in forward traveling. It is a figure which shows an example. In FIG. 12, in a relatively large region where the reduction ratio I of the first
図13は、前進走行でのエンジン走行中における、エンジンパワーPeに対するMG1パワーPgの出力比率(Pg/Pe)、及びエンジンパワーPeに対するMG2パワーPmの出力比率(Pm/Pe)の一例を示す図である。図13において、第1動力伝達部24の減速比Iが比較的大きな領域では、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも、出力比率(Pg/Pe)及び出力比率(Pm/Pe)の各絶対値が小さくされる。従って、減速比Iが比較的大きな領域では、U/DHVモードを成立させることで、MG1パワーPgの増大及びMG2パワーPmの増大を各々抑制することができる。一方で、減速比Iが「1」よりも小さいような比較的小さな領域では、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも、出力比率(Pg/Pe)及び出力比率(Pm/Pe)の各絶対値が大きくされる。又、出力比率(Pm/Pe)が負値となる状態(すなわち出力比率(Pg/Pe)が正値となる状態)は、動力循環状態である。その為、減速比Iが比較的小さな領域では、O/DHVモードを成立させることで、動力循環パワーを低減することができる。減速比Iに応じてU/DHVモードとO/DHVモードとを切り替えることで、より低出力(低パワー)の回転機MG1,MG2でエンジンパワーを伝達することができる。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the output ratio (Pg / Pe) of the MG1 power Pg to the engine power Pe and the output ratio (Pm / Pe) of the MG2 power Pm to the engine power Pe while the engine is running forward. It is. In FIG. 13, in the region where the reduction ratio I of the first
図11−図13を用いた説明で示したように、比較的大きな減速比Iを用いるエンジン12の高負荷時にU/DHVモードを成立させ、比較的小さな減速比Iを用いるエンジン12の低負荷時又は高車速時にO/DHVモードを成立させるように、U/DHVモードとO/DHVモードとを使い分けることで、回転機MG1,MG2の各トルクや各回転速度の増加が防止又は抑制され、高車速時には動力循環パワーが低減される。このことは、電気パスにおけるエネルギ変換損失が減り、燃費の向上につながる。又は、回転機MG1,MG2の小型化につながる。
As shown in the description with reference to FIGS. 11 to 13, the U / DHV mode is established at the time of high load of the
U/DHVモードとO/DHVモードとは、どちらも第1動力伝達部24が電気式無段変速機として機能させられる。又、第1動力伝達部24の減速比Iが「1」となる状態は、クラッチC1及びクラッチCRが共に係合された直結固定段モードの状態(図9参照)と同等の状態である。従って、好適には、ハイブリッド制御部92は、クラッチC1が係合されたO/DHVモード(前進)と、クラッチCRが係合されたU/DHVモードとの切替えを、減速比Iが「1」の同期状態のときに、クラッチC1とクラッチCRとの各作動状態を切り替えることで実行する。
In both the U / DHV mode and the O / DHV mode, the first
図14及び図15は、各々、エンジン走行とモータ走行との切替制御に用いる走行モード切替マップの一例を示す図である。これらの走行モード切替マップは、各々、車速Vと車両10の走行負荷(以下、車両負荷という)(例えば要求駆動トルク)とを変数としてエンジン走行領域とモータ走行領域との境界線を有する予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係である。図14は、バッテリ容量SOCを保持した状態で走行するCS(Charge Sustain)走行での動力伝達装置14の状態遷移(つまり車両10の走行モードの切替え)を示している。この図14は、車両10が、例えばバッテリ容量SOCが元々比較的少なく設定されたハイブリッド車両等である場合に用いられる。又は、この図14は、車両10が、例えばバッテリ容量SOCが元々比較的多く設定されたプラグインハイブリッド車両、レンジエクステンデッド車両等においてバッテリ容量SOCを保持するモードが成立された場合に用いられる。一方で、図15は、バッテリ容量SOCを消費しながら走行するCD(Charge Depleting)走行での動力伝達装置14の状態遷移(つまり車両10の走行モードの切替え)を示している。この図15は、車両10が、例えばバッテリ容量SOCが元々比較的多く設定されたプラグインハイブリッド車両やレンジエクステンデッド車両等においてバッテリ容量SOCを消費するモードが成立された場合に用いられる。車両10が、例えばバッテリ容量SOCが元々比較的少なく設定されたハイブリッド車両等である場合には、この図15を用いないことが好ましい。
14 and 15 are diagrams showing examples of travel mode switching maps used for switching control between engine travel and motor travel, respectively. Each of these travel mode switching maps has a boundary line between the engine travel region and the motor travel region, with the vehicle speed V and the travel load of the vehicle 10 (hereinafter referred to as vehicle load) (for example, required drive torque) as variables. Or a relationship that has been determined and stored (ie, predetermined). FIG. 14 shows a state transition of the
図14において、高負荷時にはU/DHVモードが成立され、低負荷時又は高車速時にはO/DHVモードが成立され易いように、車速V及び車両負荷等の走行状態に応じた各走行モードの領域が設定されている。又、直結固定段モードは、回転機MG1,MG2を介した動力伝達が無い為、機械エネルギーと電気エネルギーとの変換に伴う熱損失が無くなる。よって、燃費向上や発熱回避に有利である。その為、トーイング等の高負荷時や高車速時は、積極的に直結固定段モードが成立されるように、直結固定段モードの領域が設定されている。又、バッテリユニット20の電力持ち出しが可能である場合(或いはエンジン12の暖機やエンジン12の運転による各装置の暖機が完了している場合)、エンジン12の運転効率が悪くなる領域では、EV走行において第2回転機MG2の力行を行う。その為、破線に示すような低車速且つ低負荷となる領域で、単独駆動EVモードの領域が設定されている。又、車両負荷が負の場合、U/DHVモード又はO/DHVモードにおいて、エンジン12の負トルクを用いたエンジンブレーキを作用させる減速走行が行われる。バッテリユニット20の電力受け入れが可能である場合、EV走行において第2回転機MG2の回生を行う。その為、一点鎖線に示すような車両負荷が負となる領域で、単独駆動EVモードの領域が設定されている。このように設定されたCS走行での走行モード切替マップでは、例えば発進時は、前後進走行共にU/DHVモードが成立される。これにより、エンジンパワーPeをより有効に使える為、発進加速性能が向上する。前進走行で車速Vの上昇と共に、第1動力伝達部24の減速比Iが「1」付近になる。この状態で、直結固定段モードに移行させる。低車速走行では、エンジン回転速度Neが極低回転となる為、U/DHVモードから直接O/DHVモードに移行させる。尚、EV走行を選択するスイッチが運転者によって操作されてEV走行が選択されているときには、破線に示すような領域で単独駆動EVモードが成立される。
In FIG. 14, regions of each travel mode corresponding to travel conditions such as the vehicle speed V and vehicle load so that the U / DHV mode is established at high loads and the O / DHV mode is easily established at low loads or high vehicle speeds. Is set. Further, in the direct connection fixed stage mode, there is no power transmission via the rotating machines MG1 and MG2, so that heat loss due to conversion between mechanical energy and electric energy is eliminated. Therefore, it is advantageous for improving fuel efficiency and avoiding heat generation. For this reason, the direct connection fixed stage mode region is set so that the direct connection fixed stage mode is positively established at high loads such as towing and at high vehicle speeds. In addition, when the
図15において、車両負荷が低い領域では単独駆動EVモードが成立され、車両負荷が高い領域では両駆動EVモードが成立されるように、車速V及び車両負荷等の走行状態に応じた各走行モードの領域が設定されている。両駆動EVモードでは、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の運転効率に基づいて(例えば電費向上、回転機MG1,MG2の温度低下、電力制御ユニット18の温度低下等を目的として)、第1回転機MG1と第2回転機MG2とのパワー分担割合が決められる。又、回転機MG1,MG2の最大出力によっては、又は、EV走行時における車速Vの上昇による動力伝達装置14の何れかの回転要素の回転速度の上昇がエンジン12を運転することで緩和されるような場合には、図15に示すように、高負荷領域や高車速領域にてHV走行モードの領域が設定されて、エンジン12を走行用の駆動力源とした状態に移行させても良い。又、車両負荷が負となる領域では、EV走行において第2回転機MG2の回生が行われるように、単独駆動EVモードの領域が設定されている。又、単独駆動EVモードでは、第1回転機MG1とエンジン12とが切り離される(つまり第1回転機MG1とエンジン12との相互間の動力伝達が遮断される)為、図15に示すように、単独駆動EVモードの高車速側の領域を両駆動EVモードよりも高車速側に広げても良い。このように設定されたCD走行での走行モード切替マップでは、例えば車速Vが上昇すると、回転機MG1,MG2、遊星歯車機構48,50等の各要素の回転速度が増大する為、CS走行での走行モード切替マップで設定されたようなHV走行モードに移行させて、各要素の回転速度が制限内とされるように制御される。尚、車両負荷が負となる領域での回生は、単独駆動EVモードに替えて、両駆動EVモードとしても良い。又、駆動トルクや車速Vに上限を設けて、エンジン12が始動しないようにして、燃料消費しないようにしても良い。
In FIG. 15, each driving mode corresponding to the driving state such as the vehicle speed V and the vehicle load is set such that the single drive EV mode is established in the region where the vehicle load is low and the double drive EV mode is established in the region where the vehicle load is high. Is set. In the double drive EV mode, based on the operating efficiency of the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 (for example, for the purpose of improving power consumption, reducing the temperature of the rotating machines MG1 and MG2, reducing the temperature of the
ハイブリッド制御部92は、図14又は図15に示すような走行モード切替マップに車速V及び車両負荷(例えば要求駆動トルク)を適用することで、成立させる走行モードが何れの走行モードであるかを判断する。ハイブリッド制御部92は、判断した走行モードが現在の走行モードである場合には、現在の走行モードをそのまま成立させる一方で、判断した走行モードが現在の走行モードとは異なる場合には、現在の走行モードに替えてその判断した走行モードを成立させる。
The
ハイブリッド制御部92は、単独駆動EVモードを成立させた場合には、第2回転機MG2のみを走行用の駆動力源とするEV走行を可能とする。ハイブリッド制御部92は、両駆動EVモードを成立させた場合には、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の両方を走行用の駆動力源とするEV走行を可能とする。
When the single drive EV mode is established, the
ハイブリッド制御部92は、O/DHVモード又はU/DHVモードを成立させた場合には、エンジン12の動力に対する反力を第1回転機MG1の発電により受け持つことで第1リングギヤR1にエンジン直達トルクを伝達すると共に第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2を駆動することで駆動輪16にトルクを伝達して走行するエンジン走行を可能とする。ハイブリッド制御部92は、O/DHVモード又はU/DHVモードでは、公知のエンジン12の最適燃費線を考慮したエンジン動作点(すなわちエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとで表されるエンジン動作点)にてエンジン12を作動させる。尚、このO/DHVモード又はU/DHVモードでは、第1回転機MG1の発電電力にバッテリユニット20からの電力を加えて第2回転機MG2を駆動することも可能である。
When the O / DHV mode or the U / DHV mode is established, the
ハイブリッド制御部92は、直結固定段モードを成立させた場合には、エンジン12の動力を直接的に第1リングギヤR1から出力して走行するエンジン走行を可能とする。ハイブリッド制御部92は、直結固定段モードでは、エンジン12の動力に加えて、バッテリユニット20からの電力にて第1回転機MG1を駆動して、第1回転機MG1の動力を直接的に第1リングギヤR1から出力したり、バッテリユニット20からの電力にて第2回転機MG2を駆動して、第2回転機MG2の動力を駆動輪16に伝達して走行することも可能である。
When the direct connection fixed stage mode is established, the
ハイブリッド制御部92は、車両停止時に、バッテリ容量SOCが充電の必要があると判断される予め定められた所定容量以下の場合には、出力軸固定段モードを成立させる。ハイブリッド制御部92は、出力軸固定段モードを成立させた場合には、エンジン12の動力に対する反力を第1回転機MG1の発電により受け持つと共に第1回転機MG1の発電電力を電力制御ユニット18を介してバッテリユニット20に充電する。
ここで、上述したように、単独駆動EVモードでは、クラッチC1又はクラッチCR又はブレーキB1を係合することで、エンジン12が連れ回し状態とされ、この状態で、第1回転機MG1によってエンジン回転速度Neを上昇させることができる。両駆動EVモードでは、クラッチC1又はブレーキB1を解放することで、単独駆動EVモードと同様に、エンジン12が連れ回し状態とされる。よって、電子制御装置90は、運転停止中のエンジン12を始動するときには、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRのうちの何れかの係合装置の係合状態において第1回転機MG1にてトルクを発生させることでエンジン12を回転駆動する、始動制御手段すなわち始動制御部96を機能的に備えている。つまり、始動制御部96は、クラッチC1又はクラッチCR又はブレーキB1の係合状態で必要に応じて第1回転機MG1によりエンジン回転速度Neを引き上げて点火する。尚、両駆動EVモードからのエンジン始動では、一旦単独駆動EVモードに切り替えてからエンジン12を始動しても良い。
Here, as described above, in the single drive EV mode, the
ところで、エンジン12は、駆動トルクとしてエンジントルクTeが要求される場合の負荷運転以外でも運転させられる。例えば、エンジン12は、駆動トルクとしてエンジントルクTeは必要ではないが、エンジン水温や排気触媒の温度が低い為に暖機が要求されるような場合にもハイブリッド制御部92により運転させられる(このような運転をエンジン12の自立運転と称する)。エンジン12の自立運転は、エンジン12自体から爆発トルクは出ているが、吸排気バルブの駆動の為に爆発トルクが使われており(すなわちエンジン12自身を作動させる為に爆発トルクが消費されており)、エンジン12の外部にエンジントルクTeが出せていない運転状態である。従って、エンジン12の自立運転では、例えばエンジン12のクランク軸上の平均トルクはゼロ[Nm]である。但し、エンジン12の運転(爆発)に伴う振動成分は発生している。つまり、エンジン12の自立運転中には、駆動トルクと成り得るエンジントルクTe分はドライブギヤ28には伝達されないが、エンジン12の爆発振動は第2遊星歯車機構50や第1遊星歯車機構48を通じてドライブギヤ28に伝達される。
By the way, the
その為、エンジン12の自立運転中には、エンジン12の爆発振動のトルクに対して、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分における相互の歯面の一方を他方に押し付けるトルク(すなわち相互の歯面間のバックラッシュを詰めるトルクであって、押し付けトルクとも称する)がエンジン12から発生させられていないので、ドライブギヤ28のギヤ歯とドリブンギヤ30のギヤ歯との間でエンジン12の爆発振動に起因する歯打ち音が生じる可能性がある。又、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分は、MG2トルクTmを伝達する動力伝達経路に含まれない為、MG2トルクTmは押し付けトルクとは成り得ない。従って、上述したような歯打ち音は、車両停車時はもちろんのこと、第2回転機MG2単独によるEV走行時であっても、エンジン12の自立運転中であれば生じる可能性がある。
Therefore, during the self-sustained operation of the
そこで、電子制御装置90は、エンジン12が自立運転している場合には、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させる。
Therefore, when the
図16は、図3−図10の共線図と同様の共線図を用いて、第2回転機MG2単独によるEV走行中のエンジン12の自立運転時に、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させた状態の一例を説明する図である。図16において、クラッチCRにトルク容量が発生させられることでクラッチCRが係合状態とされ、第1差動部44と第2差動部46とで1つの差動機構が構成された状態とされる。このような状態では、ブレーキB1にトルク容量が発生させられると、第1リングギヤR1の軸に引き摺りトルクが発生させられる。つまり、ドライブギヤ28を引き摺るトルクが発生させられる。すなわち、自立運転中のエンジン12の爆発変動が伝達されるドライブギヤ28の回転速度変動を抑制する力が作用させられる。クラッチCRに発生させるトルク容量は、クラッチCRに差回転速度が生じないようなトルク容量とされる。見方を換えれば、エンジン12の自立運転中では、エンジン12の外部にエンジントルクTeが出ていないので、クラッチCRに小さなトルク容量を発生させるだけでも、クラッチCRはスリップすることなく完全係合されて差回転速度が生じない。このように、車両走行中である場合に、クラッチCRに発生させるトルク容量は、クラッチCRを完全係合させる為の予め定められたトルク容量である。一方で、ブレーキB1に発生させるトルク容量は、車両10の走行中であれば駆動トルクに対する引き摺り損失となる為、走行への影響が抑えられるような予め定められたトルク容量であって、ブレーキB1がスリップさせられて差回転速度が生じるようなトルク容量とされる。このように、車両走行中である場合に、ブレーキB1に発生させるトルク容量は、駆動トルクに対する引き摺り損失が抑制されつつ(すなわち走行への影響が抑えられつつ)ドライブギヤ28の回転速度変動を抑制する為の予め定められたトルク容量である。尚、前記差回転速度は、係合装置が連結する回転部材のうちの一方の回転部材の回転速度と他方の回転部材の回転速度との回転速度差である。
FIG. 16 is a nomographic chart similar to the collinear charts of FIGS. 3 to 10 and shows the torque capacity applied to the brake B1 and the clutch CR during the autonomous operation of the
車両10が停止してパーキングロック機構60がパーキングロック状態とされているときのエンジン12の自立運転中には、ドライブギヤ28のギヤ歯とドリブンギヤ30のギヤ歯との間と同様に、パーキングギヤ62のギヤ歯とロックポール64の爪部66との間でエンジン12の爆発振動に起因する歯打ち音が生じる可能性がある。又、パーキングギヤ62とロックポール64との噛合い部分も、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分と同様に、MG2トルクTmを伝達する動力伝達経路に含まれない為、第2回転機MG2によって押し付けトルクを付与することができない。
During the self-sustaining operation of the
そこで、電子制御装置90は、エンジン12が自立運転しているときであって、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられている場合には、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させる。
Therefore, when the
図17は、図3−図10の共線図と同様の共線図を用いて、パーキングロック機構60がパーキングロック状態とされているときのエンジン12の自立運転時に、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させた状態の一例を説明する図である。図17において、図16の実施態様と同様に、クラッチCRにトルク容量が発生させられることでクラッチCRが係合状態とされ、このような状態でブレーキB1にトルク容量が発生させられると、ドライブギヤ28を引き摺るトルクが発生させられる。パーキングロック状態でも、クラッチCRに発生させるトルク容量は、クラッチCRに差回転速度が生じないようなトルク容量とされる。つまり、車両停止中である場合に、クラッチCRに発生させるトルク容量は、クラッチCRを完全係合させる為の予め定められたトルク容量である。一方で、ブレーキB1に発生させるトルク容量は、車両10が停止しているのであればドライブギヤ28を固定しても良い為、ドライブギヤ28を固定するような予め定められたトルク容量であって、ブレーキB1に差回転速度が生じないようなトルク容量とされても良い。従って、車両停止中のブレーキB1のトルク容量は、車両走行中のトルク容量と同等か、又は車両走行中のトルク容量以上に設定される。このように、車両停止中である場合に、ブレーキB1に発生させるトルク容量は、ブレーキB1を完全係合させる為の(すなわちドライブギヤ28を回転変動不能に固定する為の)予め定められたトルク容量である。
FIG. 17 is a nomographic chart similar to the collinear charts of FIGS. 3 to 10, and the brake B <b> 1 and the clutch CR are engaged during the autonomous operation of the
パーキングギヤ62とロックポール64との噛合い部分における相互の歯面間の方が、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分における相互の歯面間と比較して、バックラッシュが大きく、エンジン12の爆発振動に起因して生じる歯打ち音が大きくなり易いと考えられる。このようなときには、エンジン12が自立運転しているとき且つパーキングロック状態においてブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させる制御を行うことで、効果的に歯打ち音を抑制することができる。
The backlash between the tooth surfaces of the meshing portion of the
電子制御装置90は、上述したエンジン12の自立運転時の制御を実現する為に、条件判定手段すなわち条件判定部97、及び係合制御手段すなわち係合制御部98を更に備えている。
The
条件判定部97は、エンジン12を自立運転する要求があるか否かを判定する。ハイブリッド制御部92によりエンジン12が既に自立運転させられているときでも、この判定は継続して行われる。エンジン12が既に自立運転している場合には、エンジン12を自立運転する要求があるか否かを判定することは、エンジン12が自立運転しているか否かを判定することと同意である。条件判定部97は、例えばエンジン12を暖機運転する要求があり且つ要求駆動トルクの実現にエンジントルクTeが必要でないようなときに、エンジン12を自立運転する要求があると判定する。
The
条件判定部97は、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられているか否か(すなわちパーキングギヤ62にロックポール64が噛み合っているか否か)を判定する。例えば、条件判定部97は、操作位置POSshがPポジションであるか否かに基づいて、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられているか否かを判定する。又は、パーキングロック機構60の実際の切替え状態を検出するニュートラルスタートスイッチが車両10に備えられている場合には、条件判定部97は、そのニュートラルスタートスイッチの信号に基づいて、パーキングロック状態か、非パーキングロック状態かを判定しても良い。
The
パーキングロック機構60がパーキングロック状態とされていなくても、車両10が停止中であれば、エンジン12が自立運転中であるときのブレーキB1のトルク容量を、パーキングロック状態のときのトルク容量と同等とすることが望ましい。従って、条件判定部97は、車速Vが所定車速未満であるか否かを判定することで、車両10が停止中であるか走行中であるかを判定する。この所定車速は、例えば車両10が停止状態とみなせる車速Vであることを判断する為の予め定められた閾値である。
Even if the
係合制御部98は、条件判定部97によりエンジン12を自立運転する要求があると判定された場合には(又は、エンジン12が自立運転していると判定された場合には)、クラッチC1を解放状態とするC1油圧Pc1の油圧指示を出力して、クラッチC1の解放制御を実行する。又は、係合制御部98は、クラッチC1が既に解放状態であれば、そのクラッチC1の解放状態を維持する。
When the
係合制御部98は、条件判定部97によりエンジン12を自立運転する要求があると判定された場合には(又は、エンジン12が自立運転していると判定された場合には)、クラッチC1の解放状態で、ブレーキB1にトルク容量を発生させるB1油圧Pb1の油圧指示を出力して、ブレーキB1のトルク容量制御を実行すると共に、クラッチCRにトルク容量を発生させる(クラッチCRでは係合状態とする)CR油圧Pcrの油圧指示を出力して、クラッチCRの係合制御を実行する。
When the
より具体的には、係合制御部98は、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられているか否かの条件判定部97による判定結果、及び車両10が停止中であるか走行中であるかの条件判定部97による判定結果に拘わらず、クラッチCRに差回転速度が生じないようにトルク容量を発生させるCR油圧Pcrの油圧指示を出力する。車両10が停止していて係合ショックが生じない場合には、段階的(ステップ的)にCR油圧Pcrを上昇させる油圧指示が出力されれば良い。又は、クラッチCRの差回転速度が、係合ショックが生じる可能性がある程の予め定められた所定回転以上である場合には、ランプ状(傾斜状)にCR油圧Pcrを上昇させる油圧指示が出力されれば良い。又は、クラッチCRが既に差回転速度が生じない程度の十分なトルク容量とされている場合には(すなわちクラッチCRに差回転速度が生じない程度のトルク容量を発生させるCR油圧Pcrの油圧指示が既に出力されている場合には)、その状態が継続される。
More specifically, the
係合制御部98は、条件判定部97によりパーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられていると判定された場合には、又は、条件判定部97により車両10が停止中であると判定された場合には、ブレーキB1に差回転速度が生じないようにトルク容量を発生させるB1油圧Pb1の油圧指示を出力する。一方で、係合制御部98は、条件判定部97により車両10が走行中であると判定された場合には、ブレーキB1に差回転速度が生じるようにトルク容量を発生させるB1油圧Pb1の油圧指示を出力する。
When the
従って、係合制御部98は、車両10が走行中である場合には、車両10が停止中である場合と比べて、ブレーキB1に発生させるトルク容量を小さくする。つまり、係合制御部98は、条件判定部97によりパーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられていると判定された場合には、又は、条件判定部97により車両10が停止中であると判定された場合には、ブレーキB1に比較的大きなトルク容量を発生させる車両停止用のB1油圧Pb1の油圧指示を出力する。一方で、係合制御部98は、条件判定部97により車両10が走行中であると判定された場合には、ブレーキB1に比較的小さなトルク容量を発生させる車両走行用のB1油圧Pb1の油圧指示を出力する。
Therefore, the
始動制御部96は、条件判定部97によりエンジン12を自立運転する要求があると判定されたときに、エンジン12が未だ自立運転していない場合には、係合制御部98によりブレーキB1のトルク容量制御及びクラッチCRの係合制御が実行された後に、第1回転機MG1によりエンジン回転速度Neを引き上げて点火することでエンジン12を始動する。ハイブリッド制御部92は、エンジン始動後、エンジン12の自立運転を行う。係合制御部98は、エンジン12の始動後(自立運転後)は、エンジン12の自立運転が終了するまで(すなわち条件判定部97によりエンジン12を自立運転する要求がないと判定されるまで)、ブレーキB1のトルク容量制御及びクラッチCRの係合制御を実行する。
When the
ハイブリッド制御部92は、エンジン12を自立運転させている場合に、係合制御部98によりブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量が発生させられているときには、エンジン12の自立運転に影響を与えないような予め定められたエンジン12に負荷をかけるトルクを第1回転機MG1に発生させる。これにより、エンジン12の自立運転に影響ない範囲でエンジン12に負荷をかける側にMG1トルクTgが発生させられるので、MG1トルクTgが発生させられない場合と比べて、同程度の歯打ち音の抑制効果が得られつつ、ブレーキB1に発生させるトルク容量が小さくされて、引き摺り損失が低減される。
The
図18は、電子制御装置90の制御作動の要部すなわちエンジン12の自立運転中にドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図19は、図18のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。
FIG. 18 shows the control for suppressing the rattling noise generated between the mutual tooth surfaces at the main portion of the control operation of the
図18において、先ず、条件判定部97の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、エンジン12を自立運転する要求があるか否かが判定される。尚、エンジン12が既に自立運転しているときには、エンジン12を自立運転する要求があるか否かがそのまま判定されても良いし、又は、エンジン12が自立運転しているか否かが判定されても良い。このS10の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このS10の判断が肯定される場合は係合制御部98の機能に対応するS20において、クラッチC1を解放状態とするC1油圧Pc1の油圧指示が出力されて、クラッチC1の解放制御が実行される。クラッチC1が既に解放状態とされていれば、そのクラッチC1の解放制御が継続して実行される。次いで、係合制御部98の機能に対応するS30において、クラッチCRにトルク容量を発生させる(ここではクラッチCRを係合状態とする)CR油圧Pcrの油圧指示が出力されて、クラッチCRの係合制御が実行される。車両10が停止していて係合ショックが生じない場合には、ステップ的にCR油圧Pcrを上昇させる油圧指示が出力される。又は、クラッチCRの差回転速度が所定回転以上である場合には、ランプ状にCR油圧Pcrを上昇させる油圧指示が出力される。又は、クラッチCRが既に十分なトルク容量とされている場合には、そのクラッチCRの係合制御が継続して実行される。次いで、条件判定部97の機能に対応するS40において、パーキングギヤ62にロックポール64が噛み合っているか否かが判定される為に、操作位置POSshがPポジションであるか否かが判定される。ここでは、例えばニュートラルスタートスイッチの信号を用いてパーキングロック状態か、非パーキングロック状態かが判定されても良い。このS40の判断が否定される場合は条件判定部97の機能に対応するS50において、車速Vが所定車速未満であるか否かが判定される。すなわち、車両10が停止状態とみなせるか否かが判定される。上記S40の判断が肯定される場合は、又は、上記S50の判断が肯定される場合は、係合制御部98の機能に対応するS60において、車両10の停止状態又はパーキングロック状態であるので、ブレーキB1に比較的大きなトルク容量を発生させる車両停止用のB1油圧Pb1の油圧指示が出力されて、ブレーキB1のトルク容量制御が実行される。一方で、上記S50の判断が否定される場合は係合制御部98の機能に対応するS70において、車速Vが出ているので、ブレーキB1に比較的小さなトルク容量を発生させる車両走行用のB1油圧Pb1の油圧指示が出力されて、ブレーキB1のトルク容量制御が実行される。上記S60に次いで、又は、上記S70に次いで、始動制御部96及びハイブリッド制御部92の機能に対応するS80において、エンジン12が未だ自立運転していなければ第1回転機MG1によりエンジン回転速度Neを引き上げて点火することでエンジン12が始動される。エンジン始動後、エンジン12の自立運転が行われる。又は、エンジン12が既に自立運転していれば、その自立運転が継続される。
In FIG. 18, first, in step (hereinafter, step is omitted) S10 corresponding to the function of the
図19は、アクセルオフで車両10(ハイブリッドシステム)が起動(Ready ON)されたときにエンジン12の自立運転が要求された場面を示している。図19において、エンジン12の自立運転が要求されたので、ブレーキB1及びクラッチCRに各々トルク容量を発生させるようにB1油圧Pb1及びCR油圧Pcrの油圧指示値が上げられる(t1時点参照)。ここでは、車両10が停止中であるので、ステップ的に上げられる。油圧スイッチのオン信号又は油圧センサの検出値又は油圧指示値上昇後の経過時間などに基づいて、ブレーキB1及びクラッチCRの各トルク容量が十分になったと判断されると、エンジン始動制御が開始される(t2時点参照)。このエンジン始動制御では、第1回転機MG1にてトルクを発生させることでエンジン12が回転駆動される(t2時点−t3時点参照)。エンジン始動後は、エンジン12が自立運転させられるので、エンジントルクTeの反力をとる為のMG1トルクTgが発生させられない(t3時点以降参照)。このエンジン12の自立運転では、エンジントルクTeの平均値はゼロ[Nm]であるが、振動成分はある。運転者によってPポジションからNポジションへのシフト操作(P→N操作)が行われたので(t4時点参照)、車両走行に備え、B1油圧Pb1の油圧指示値が車両停止用と比べて小さな値の車両走行用に切り替えられて、ブレーキB1のトルク容量が下げられる(t4時点以降参照)。これにより、車両走行時には、引き摺りトルクを要因とした電費悪化が抑制される。又、車両走行用のB1油圧Pb1の油圧指示値への切替えに合わせて、エンジン12の自立運転に悪影響を与えない小さなMG1トルクTgを発生させるMG1トルク制御が実行されて、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分に押し付けトルク(ガタ詰めトルク)が発生させられる。これにより、MG1トルク制御が実行されない場合と比べてブレーキB1のトルク容量が下げられるので、引き摺り損失が低減される。運転者によりN→D操作が行われたので(t5時点参照)、MG2トルクTmが出力され、車両10が動き始める(t5時点以降参照)。車両走行中もブレーキB1のトルク容量制御及びクラッチCRの係合制御が継続され、又、MG1トルク制御も継続されている。
FIG. 19 shows a scene where the autonomous operation of the
上述のように、本実施例によれば、エンジン12が自立運転している場合には、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量が発生させられるので、第1リングギヤR1と一体回転するように設けられたドライブギヤ28を固定するトルク又は引き摺るトルクが発生させられる(すなわち自立運転中のエンジン12の爆発振動が伝達されるドライブギヤ28の回転速度変動を抑制する力が作用させられる)。よって、エンジン12の自立運転中に、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
また、本実施例によれば、エンジン12が自立運転しているときであって、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられている場合には、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量が発生させられるので、ドライブギヤ28の回転速度変動を抑制する力が作用させられて、パーキングギヤ62とロックポール64との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音が抑制され得る。
Further, according to this embodiment, when the
また、本実施例によれば、パーキングロック状態とされて車両10が停止中であるときにはドライブギヤ28を固定しても良いことから、エンジン12が自立運転しているときであって、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられている場合には、ブレーキB1及びクラッチCRに共に差回転速度が生じないようにトルク容量が発生させられるので、ドライブギヤ28を固定するトルクが発生させられて、パーキングギヤ62とロックポール64との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音が一層抑制され得る。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、ブレーキB1に発生させるトルク容量が大きくされると、ドライブギヤ28を引き摺るトルクが大きくされて駆動トルクに対する引き摺り損失が大きくされることに対して、車両10が走行中である場合には、車両10が停止中である場合と比べて、ブレーキB1に発生させるトルク容量が小さくされるので、車両走行中においては、引き摺り損失の影響が抑制される。引き摺り損失の影響を考慮しなくても良い車両停止中においては、歯打ち音の抑制が優先される。
Further, according to the present embodiment, when the torque capacity generated in the brake B1 is increased, the torque for dragging the
また、本実施例によれば、車両10が走行中である場合には、ブレーキB1に差回転速度が生じるように且つクラッチCRに差回転速度が生じないようにトルク容量が発生させられるので、引き摺り損失を考慮した、ドライブギヤ28を引き摺るトルクが適切に発生させられる。一方で、車両10が停止中である場合には、ブレーキB1及びクラッチCRに共に差回転速度が生じないようにトルク容量が発生させられるので、ドライブギヤ28を固定するトルクが適切に発生させられる。
Further, according to this embodiment, when the
また、本実施例によれば、車両10において、エンジン10が自立運転している場合には、クラッチC1の解放状態で、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量が発生させられるので、自立運転中のエンジン12の爆発振動が伝達されるドライブギヤ28の回転速度変動を抑制する力が作用させられる。よって、エンジン12の自立運転中に、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30との噛合い部分における相互の歯面間で生じる歯打ち音を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, when the
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図20は、本発明が適用される車両100の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。図20において、車両100は、走行用の駆動力源となり得る、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2と、第1回転機MG1及び第2回転機MG2を有する動力伝達装置102と、駆動輪16とを備えるハイブリッド車両である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a schematic configuration of each unit related to traveling of the
動力伝達装置102は、エンジン12と駆動輪16との間の動力伝達経路に備えられている。動力伝達装置102は、ケース22内に、第1動力伝達部104、第2動力伝達部26、第1動力伝達部104の出力回転部材であるドライブギヤ28と噛み合うドリブンギヤ30、ドリブンギヤ30を相対回転不能に固設するドリブン軸32、ドリブン軸32に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ34(ドリブンギヤ30よりも小径のファイナルギヤ34)、デフリングギヤ36を介してファイナルギヤ34と噛み合うディファレンシャルギヤ38等を備えている。又、動力伝達装置102は、ディファレンシャルギヤ38に連結された車軸40等を備えている。
The
第1動力伝達部104は、第1動力伝達部104の入力回転部材である入力軸42と同軸心に配置されており、第1差動部106と第2差動部108とクラッチCRとを備えている。第1差動部106は、第1遊星歯車機構48及び第1回転機MG1を備えている。第2差動部108は、第2遊星歯車機構50、クラッチC1、及びブレーキB1を備えている。
The first
第1差動部106において、第1リングギヤR1は、第2差動部108の出力回転部材(すなわち第2遊星歯車機構50の第2リングギヤR2)に連結された入力要素としての第1回転要素RE1であり、第1差動部106の入力回転部材として機能する。第1サンギヤS1は、第1回転機MG1のロータ軸52に一体的に連結されており、第1回転機MG1が動力伝達可能に連結された反力要素としての第2回転要素RE2である。第1キャリヤCA1は、ドライブギヤ28に一体的に連結されており(すなわちドライブギヤ28と一体回転するように設けられており)、駆動輪16に連結された出力要素としての第3回転要素RE3であり、第1差動部106の出力回転部材として機能する。
In the first
第2差動部108において、第2サンギヤS2は、入力軸42に一体的に連結され、その入力軸42を介してエンジン12が動力伝達可能に連結された第4回転要素RE4であり、第2差動部108の入力回転部材として機能する。第2キャリヤCA2は、ブレーキB1を介してケース22に選択的に連結される第5回転要素RE5である。第2リングギヤR2は、第1差動部106の入力回転部材(すなわち第1遊星歯車機構48の第1リングギヤR1)に連結された第6回転要素RE6であり、第2差動部108の出力回転部材として機能する。又、第2サンギヤS2と第2キャリヤCA2とは、クラッチC1を介して選択的に連結される。又、第1キャリヤCA1と第2キャリヤCA2とは、クラッチCRを介して選択的に連結される。よって、ブレーキB1は、第5回転要素RE5を非回転部材であるケース22に選択的に連結する第1係合装置である。又、クラッチCRは、第3回転要素RE3と第5回転要素RE5とを選択的に連結する第2係合装置である。又、クラッチC1は、第4回転要素RE4と第5回転要素RE5とを選択的に連結する第3係合装置である。
In the second
車両100には、電動式のオイルポンプ110(EOP110ともいう)が備えられており、動力伝達装置102では、EOP110により、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRの各作動状態の切替えや各部の潤滑や各部の冷却に用いられる作動油(オイル)oilが供給される。又、EOP110に加えて、機械式のオイルポンプが備えられても良い。
The
第1差動部106において、第1遊星歯車機構48は、差動が許容される状態では、第1リングギヤR1に入力されるエンジン12の動力を第1回転機MG1及び第1キャリヤCA1へ分割する動力分割機構として機能することが可能である。よって、車両100では、第1リングギヤR1に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、第1キャリヤCA1へ機械的に伝達される直達トルクと、第1回転機MG1に分割された動力による第1回転機MG1の発電電力で駆動される第2回転機MG2によるMG2トルクTmとでエンジン走行することが可能である。これにより、第1差動部106は、公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。
In the first
第2差動部108は、クラッチC1及びブレーキB1の各作動状態を切り替えることにより、直結状態、エンジン12の逆回転変速状態、ニュートラル状態(中立状態)、及び内部ロック状態の4つの状態を形成することが可能である。
The second
第1動力伝達部104では、第1差動部106における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することが可能である。すなわち、第1動力伝達部104では、第1リングギヤR1(第1回転要素RE1)と第2リングギヤR2(第6回転要素RE6)とが連結されていることに加え、クラッチCRを係合状態とすることによって第1キャリヤCA1(第3回転要素RE3)と第2キャリヤCA2(第5回転要素RE5)とが連結されることで、第1差動部106と第2差動部108とで1つの差動機構を構成し、第1差動部106と第2差動部108との全体を、第1差動部106単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。
In the first
第1動力伝達部104では、上述した4つの状態が形成される第2差動部108と第1差動部106とが連結されており、車両100は、クラッチCRの作動状態の切替えと合わせて、複数の走行モードを実現することが可能となる。
In the first
このように構成された第1動力伝達部104においては、エンジン12の動力や第1回転機MG1の動力は、ドライブギヤ28から、第1差動部106と駆動輪16との間の動力伝達経路に介在させられてそのドライブギヤ28と噛み合うドリブンギヤ30へ伝達される。従って、エンジン12及び第1回転機MG1は、第1動力伝達部104を介して駆動輪16に動力伝達可能に連結される。
In the first
第2動力伝達部26は、第2回転機MG2、入力軸42とは別にその入力軸42と平行に配置された、第2回転機MG2のロータ軸56、及びドリブンギヤ30と噛み合うと共にそのロータ軸56に連結されたリダクションギヤ58(ドリブンギヤ30よりも小径のリダクションギヤ58)を備えている。これにより、第2動力伝達部26においては、第2回転機MG2の動力は第1動力伝達部104(つまり第1差動部106及び第2差動部108)を介すことなくドリブンギヤ30へ伝達される。従って、第2回転機MG2は、第1動力伝達部104を介さずに駆動輪16に動力伝達可能に連結される。
The second
このように構成された動力伝達装置102は、FF方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置102では、エンジン12の動力や第1回転機MG1の動力や第2回転機MG2の動力は、ドリブンギヤ30へ伝達され、そのドリブンギヤ30から、ファイナルギヤ34、ディファレンシャルギヤ38、車軸40等を順次介して駆動輪16へ伝達される。又、車両100では、エンジン12、第1動力伝達部104、及び第1回転機MG1と、第2回転機MG2とが異なる軸心上に配置されることで、軸長が短縮化されている。又、ドリブンギヤ30とリダクションギヤ58とのギヤ対により、第2回転機MG2の減速比を大きくとることができる。又、動力伝達装置102では、前述の実施例1の動力伝達装置14と比較して、第1回転機MG1の内周側の軸が2軸で済む有利な点がある。
The
車両100は、パーキングロック機構60を更に備えている。パーキングロック機構60は、ドライブギヤ28と一体回転するように設けられたパーキングギヤ62と、パーキングギヤ62に噛み合うことが可能なロックポール64とを備えている。パーキングロック機構60は、パーキングロック状態と非パーキングロック状態とに選択的に切り替えられる。
The
車両100は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置90を備えている。又、車両100は、電力制御ユニット18、バッテリユニット20、油圧制御回路54、EOP110などを備えている。
The
ここで、車両100にて実行可能な走行モードについて図21、及び図22−図29を用いて説明する。図21は、各走行モードにおけるクラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRの各作動状態を示す図表である。図21の図表中の○印、空欄、△印、「G」、「M」は、前述の実施例1の図2と同じであるので、説明を省略する。図21に示すように、車両100は、走行モードとして、EV走行モード及びHV走行モードを選択的に実現することができる。
Here, travel modes that can be executed by the
図22−図29は、第1遊星歯車機構48及び第2遊星歯車機構50の各々における各回転要素RE1−RE6の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、各回転要素の回転速度を表す縦線Y1−Y4は紙面向かって左から順に、縦線Y1が第1回転機MG1に連結された第2回転要素RE2である第1サンギヤS1の回転速度を、縦線Y2がエンジン12に連結された第4回転要素RE4である第2サンギヤS2の回転速度を、縦線Y3がドライブギヤ28に連結された第3回転要素RE3である第1キャリヤCA1の回転速度、及びブレーキB1を介してケース22に選択的に連結される第5回転要素RE5である第2キャリヤCA2の回転速度を、縦線Y4が相互に連結された、第1回転要素RE1である第1リングギヤR1の回転速度及び第6回転要素RE6である第2リングギヤR2の回転速度をそれぞれ示している。又、各種の印(□)、印(○)、印(◇)、印(●)、印(◆)、矢印、クラッチC1、実線、破線は、前述の実施例1の図3−図10と同じであるので、説明を省略する。
22 to 29 are collinear diagrams that can relatively represent the rotational speeds of the rotating elements RE1 to RE6 in each of the first
図22は、単独駆動EVモード時の共線図である。単独駆動EVモードは、図21に示すように、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRを共に解放した状態で実現される。単独駆動EVモードでは、クラッチC1及びブレーキB1が解放されており、第2遊星歯車機構50の差動が許容され、第2差動部108はニュートラル状態とされる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12の運転を停止させると共に、第2回転機MG2から走行用のMG2トルクTmを出力させる。図22は、第2回転機MG2が正回転(すなわち車両100の前進時における第1キャリヤCA1の回転方向)にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第2回転機MG2を逆回転させる。車両走行中には、第2回転機MG2の回転(ここでは駆動輪16の回転も同意)に連動してドライブギヤ28に連結された第1キャリヤCA1が回転させられる。単独駆動EVモードでは、更に、クラッチCRが解放されているので、エンジン12及び第1回転機MG1は各々連れ回されず、エンジン回転速度Ne及びMG1回転速度Ngをゼロとすることができる。これにより、エンジン12及び第1回転機MG1における各々の引き摺り損失を低減して電費を向上する(すなわち電力消費を抑制する)ことができる。
FIG. 22 is a collinear diagram for the single drive EV mode. As shown in FIG. 21, the single drive EV mode is realized in a state where the clutch C1, the brake B1, and the clutch CR are all released. In the single drive EV mode, the clutch C1 and the brake B1 are released, the differential of the second
単独駆動EVモードでの走行時に、エンジンブレーキを併用する場合は、図21に示すように、クラッチC1又はクラッチCRが係合される(単独駆動EVモードのエンブレ併用を参照)。クラッチC1又はクラッチCRが係合されると、エンジン12は連れ回し状態とされる。この状態で、第1回転機MG1によってエンジン回転速度Neを上昇させると、エンジンブレーキを作用させることができる。尚、エンジン12の連れ回し状態においてもエンジン回転速度Neをゼロとすることは可能であり、この場合には、エンジンブレーキを作用させずにEV走行することができる。又、ブレーキB1の係合によってもエンジンブレーキを作用させることは可能である。
When the engine brake is used at the time of traveling in the single drive EV mode, the clutch C1 or the clutch CR is engaged as shown in FIG. 21 (refer to the combined use of the single drive EV mode). When the clutch C1 or the clutch CR is engaged, the
図23は、両駆動EVモード時の共線図である。両駆動EVモードは、図21に示すように、クラッチC1及びブレーキB1を係合した状態、且つクラッチCRを解放した状態で実現される。両駆動EVモードでは、クラッチC1及びブレーキB1が係合されており、第2遊星歯車機構50の差動が規制され、第2キャリヤCA2の回転が停止させられる。その為、第2遊星歯車機構50は何れの回転要素も回転が停止させられ、第2差動部108は内部ロック状態とされる。これによって、エンジン12はゼロ回転で停止状態とされ、又、第2リングギヤR2に連結された第1リングギヤR1もゼロ回転で固定される。第1リングギヤR1が回転不能に固定されると、第1リングギヤR1にてMG1トルクTgの反力トルクが取れる為、MG1トルクTgに基づくトルクを第1キャリヤCA1から機械的に出力させて駆動輪16へ伝達することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12の運転を停止させると共に、第1回転機MG1及び第2回転機MG2から各々走行用のMG1トルクTg及びMG2トルクTmを出力させる。図23は、第1回転機MG1及び第2回転機MG2が共に正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第1回転機MG1及び第2回転機MG2を逆回転させる。
FIG. 23 is a collinear diagram for the dual drive EV mode. As shown in FIG. 21, the double drive EV mode is realized in a state in which the clutch C1 and the brake B1 are engaged and in a state in which the clutch CR is released. In the double drive EV mode, the clutch C1 and the brake B1 are engaged, the differential of the second
図24は、HV走行モードのO/DHVモード時の共線図である。O/DHVモードは、図21に示すように、クラッチC1及びブレーキB1を解放した状態、且つクラッチCRを係合した状態で実現される。O/DHVモードでは、クラッチCRが係合されており、第1差動部106と第2差動部108とで1つの差動機構が構成される。加えて、O/DHVモードでは、クラッチC1及びブレーキB1が解放されており、第1差動部106と第2差動部108との全体にて、第1差動部106単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部104では、第2サンギヤS2に入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とに分割することができる。すなわち、第1動力伝達部104では、第2サンギヤS2に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、エンジン直達トルクが第1キャリヤCA1へ機械的に伝達されると共に、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力が所定の電気経路を介して第2回転機MG2に伝達される。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図24は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第2回転機MG2を逆回転させる。この後進時では、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の回転とトルクとが正値のまま入力される、エンジン正転入力となる。
FIG. 24 is an alignment chart in the O / DHV mode of the HV traveling mode. As shown in FIG. 21, the O / DHV mode is realized in a state where the clutch C1 and the brake B1 are released and a state where the clutch CR is engaged. In the O / DHV mode, the clutch CR is engaged, and the first
図25は、HV走行モードのU/DHVモード時の前進走行での共線図である。U/DHVモードの前進走行(以下、U/DHVモード(前進)という)は、図21に示すように、クラッチC1を係合した状態、且つブレーキB1及びクラッチCRを解放した状態で実現される。U/DHVモード(前進)では、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されており、第2差動部108は直結状態とされるので、エンジン12の動力は、第2リングギヤR2に連結された第1リングギヤR1に直接的に伝達される。加えて、U/DHVモード(前進)では、クラッチCRが解放されており、第1差動部106単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部104では、第1リングギヤR1に入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とに分割することができる。すなわち、第1動力伝達部104では、第1リングギヤR1に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、エンジン直達トルクが第1キャリヤCA1へ機械的に伝達されると共に、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力が所定の電気経路を介して第2回転機MG2に伝達される。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図25は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力して前進走行している場合である。
FIG. 25 is a nomographic chart in the forward traveling in the U / DHV mode of the HV traveling mode. The forward travel in the U / DHV mode (hereinafter referred to as the U / DHV mode (forward)) is realized with the clutch C1 engaged and the brake B1 and the clutch CR released as shown in FIG. . In the U / DHV mode (forward), the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released, and the second
図26は、HV走行モードのU/DHVモード時の後進走行での共線図であり、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の回転とトルクとが負値に逆転して入力される、エンジン逆転入力の場合である。U/DHVモードのエンジン逆転入力での後進走行(以下、U/DHVモード逆転入力(後進)という)は、図21に示すように、ブレーキB1を係合した状態、且つクラッチC1及びクラッチCRを解放した状態で実現される。U/DHVモード逆転入力(後進)では、クラッチC1が解放され且つブレーキB1が係合されており、第2差動部108はエンジン12の逆回転変速状態とされるので、エンジン12の動力は、第2リングギヤR2に連結された第1リングギヤR1に負回転及び負トルクにて伝達される。加えて、U/DHVモード逆転入力(後進)では、クラッチCRが解放されており、第1差動部106単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部104では、第1リングギヤR1に逆転して入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。尚、図26に示した一例では、負トルクを出力する第1回転機MG1が負回転領域に位置させられているので、第1回転機MG1の力行に用いる電力を発電する為に、第2回転機MG2が負回転にて正トルクを出力しているが、負トルクとなるエンジン直達トルク(不図示)の方がMG2トルクTmよりも絶対値が大きくなることから後進走行が可能である。
FIG. 26 is a collinear diagram in the reverse travel in the U / DHV mode of the HV travel mode, in which the rotation and torque of the
図27は、HV走行モードのU/DHVモード時の後進走行での共線図であり、エンジン正転入力の場合である。U/DHVモードのエンジン正転入力での後進走行(以下、U/DHVモード正転入力(後進)という)は、図21に示すように、クラッチC1を係合した状態、且つブレーキB1及びクラッチCRを解放した状態で実現される。U/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されており、第2差動部108は直結状態とされるので、エンジン12の動力は、第2リングギヤR2に連結された第1リングギヤR1に直接的に伝達される。加えて、U/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチCRが解放されており、第1差動部106単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部104では、第1リングギヤR1に入力されるエンジン12の動力を第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図27は、第2回転機MG2が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。
FIG. 27 is a nomographic chart in reverse travel in the U / DHV mode of the HV travel mode, and is a case of engine forward rotation input. In reverse travel with the engine forward rotation input in the U / DHV mode (hereinafter referred to as U / DHV mode forward rotation (reverse)), as shown in FIG. 21, the clutch C1 is engaged, the brake B1 and the clutch This is realized with the CR released. In the U / DHV mode forward input (reverse), the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released, and the second
図24−図27を用いた説明で示したように、O/DHVモードとU/DHVモードとでは、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の動力が入力される回転要素が異なっており、第1動力伝達部104を電気式無段変速機として機能させるときの動力分割比が異なる。すなわち、O/DHVモードとU/DHVモードとで、エンジン12に対する、回転機MG1,MG2の各出力トルクや各回転速度の比率が変えられる。クラッチCRは、エンジン走行中のエンジン12に対する、回転機MG1,MG2の各出力トルクや各回転速度の比率を変更する為に、作動状態が切り替えられる。
As shown in the description with reference to FIGS. 24 to 27, in the O / DHV mode and the U / DHV mode, the power of the
O/DHVモードでのエンジン直達トルクは、エンジントルクTeに対して減少される。一方で、U/DHVモード(前進)でのエンジン直達トルクは、エンジントルクTeに対して増大される。本実施例において、第1差動部106単独では、U/DHVモードにて電気式無段変速機が構成される(図25参照)。よって、第1差動部106は、クラッチC1の係合状態且つクラッチCRの解放状態で、第1回転機MG1の運転状態が制御されることにより差動状態が制御されるときには、エンジントルクTeよりも増大されたトルクが第1キャリヤCA1に機械的に伝達される。
The engine direct torque in the O / DHV mode is reduced with respect to the engine torque Te. On the other hand, the engine direct torque in the U / DHV mode (forward) is increased with respect to the engine torque Te. In the present embodiment, the first
又、MG1回転速度Ngがゼロとされてエンジン12の動力が電気パス(第1回転機MG1や第2回転機MG2の電力授受に関わる電気経路である電気的な動力伝達経路)を介することなく全て機械的に第1キャリヤCA1へ伝達される状態となる所謂メカニカルポイントの状態のときに、エンジン12の回転が増速されて第1キャリヤCA1から出力されるオーバードライブ状態となる場合がO/DHVモードであり、又、エンジン12の回転が減速されて第1キャリヤCA1から出力されるアンダードライブ状態となる場合がU/DHVモードである。
Further, the MG1 rotational speed Ng is set to zero so that the power of the
図28は、HV走行モードの固定段モード時の共線図であり、第1差動部106及び第2差動部108の各回転要素が一体回転される、直結の場合である。固定段モードの直結(以下、直結固定段モードという)は、図21に示すように、クラッチC1及びクラッチCRを係合した状態、且つブレーキB1を解放した状態で実現される。直結固定段モードでは、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されており、第2差動部108は直結状態とされる。加えて、直結固定段モードでは、クラッチCRが係合されており、第1差動部106及び第2差動部108の各回転要素が一体回転させられる。これによって、第1動力伝達部104では、エンジン12の動力を直接的に第1キャリヤCA1から出力することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12から走行用のエンジントルクTeを出力させる。この直結固定段モードでは、バッテリユニット20からの電力にて第1回転機MG1を駆動して、第1回転機MG1の動力を直接的に第1キャリヤCA1から出力することもできる。又、この直結固定段モードでは、バッテリユニット20からの電力にて第2回転機MG2を駆動して、第2回転機MG2の動力を駆動輪16へ伝達することもできる。よって、ハイブリッド制御部92は、エンジントルクTeを出力させることに加えて、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の少なくとも一方の回転機から走行用のトルクを出力させても良い。つまり、直結固定段モードでは、エンジン12のみで車両100を駆動しても良いし、又、第1回転機MG1及び/又は第2回転機MG2でトルクアシストしても良い。
FIG. 28 is a collinear diagram at the time of the fixed stage mode of the HV traveling mode, and is a case of direct connection in which the rotating elements of the first
図29は、HV走行モードの固定段モード時の共線図であり、第1キャリヤCA1が回転不能に固定される、出力軸固定の場合である。固定段モードの出力軸固定(以下、出力軸固定段モードという)は、図21に示すように、ブレーキB1及びクラッチCRを係合した状態、且つクラッチC1を解放した状態で実現される。出力軸固定段モードでは、クラッチCRが係合されており、第1差動部106と第2差動部108とで1つの差動機構が構成される。加えて、出力軸固定段モードでは、ブレーキB1が係合され且つクラッチC1が解放されており、第1キャリヤCA1が回転不能に固定される。これによって、第1動力伝達部104では、第2サンギヤS2に入力されるエンジン12の動力の反力を第1回転機MG1にて取ることができる。従って、出力軸固定段モードでは、エンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力をバッテリユニット20に充電することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(作動)させると共に、第1回転機MG1の発電によってエンジン12の動力に対する反力を取り、第1回転機MG1の発電電力を電力制御ユニット18を介してバッテリユニット20に充電する。この出力軸固定段モードは、第1キャリヤCA1が回転不能に固定される為、車両100の停止時にバッテリユニット20を専ら充電するモードである。図28,図29を用いた説明で示したように、HV走行モードの直結固定段モードや出力軸固定段モードのときには、クラッチCRが係合される。
FIG. 29 is a collinear diagram at the time of the fixed stage mode of the HV traveling mode, in which the first carrier CA1 is fixed so as not to rotate, and the output shaft is fixed. As shown in FIG. 21, the output shaft fixing in the fixed gear mode (hereinafter referred to as the output shaft fixing gear mode) is realized with the brake B1 and the clutch CR engaged and with the clutch C1 released. In the output shaft fixed stage mode, the clutch CR is engaged, and the first
U/DHVモードとO/DHVモードとは、どちらも第1動力伝達部104が電気式無段変速機として機能させられる。又、第1動力伝達部104の減速比Iが「1」となる状態は、クラッチC1及びクラッチCRが共に係合された直結固定段モードの状態(図28参照)と同等の状態である。従って、好適には、ハイブリッド制御部92は、クラッチC1が係合されたU/DHVモード(前進)と、クラッチCRが係合されたO/DHVモードとの切替えを、減速比Iが「1」の同期状態のときに、クラッチC1とクラッチCRとの各作動状態を切り替えることで実行する。
In both the U / DHV mode and the O / DHV mode, the first
ハイブリッド制御部92は、前述の実施例1の図14又は図15に示すような走行モード切替マップに車速V及び車両負荷(例えば要求駆動トルク)を適用することで、成立させる走行モードが何れの走行モードであるかを判断する。ハイブリッド制御部92は、判断した走行モードが現在の走行モードである場合には、現在の走行モードをそのまま成立させる一方で、判断した走行モードが現在の走行モードとは異なる場合には、現在の走行モードに替えてその判断した走行モードを成立させる。
The
動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRの各係合作動(作動状態)を制御する。動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92により成立させられた走行モードにて走行する為の動力伝達が可能となるように、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRを各々係合及び/又は解放させる油圧制御指令信号Spを油圧制御回路54へ出力する。
The power
始動制御部96は、運転停止中のエンジン12を始動するときには、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRのうちの何れかの係合装置の係合状態において第1回転機MG1にてトルクを発生させることでエンジン12を回転駆動する。つまり、始動制御部96は、クラッチC1又はクラッチCR又はブレーキB1の係合状態で必要に応じて第1回転機MG1によりエンジン回転速度Neを引き上げて点火する。
The
ところで、車両100においても、前述の実施例1の車両10と同様に、エンジン12の自立運転中には、ドライブギヤ28のギヤ歯とドリブンギヤ30のギヤ歯との間でエンジン12の爆発振動に起因する歯打ち音が生じる可能性がある。又、パーキングロック機構60がパーキングロック状態とされているときのエンジン12の自立運転中には、パーキングギヤ62のギヤ歯とロックポール64の爪部66との間でエンジン12の爆発振動に起因する歯打ち音が生じる可能性がある。
By the way, in the
そこで、本実施例においても、前述の実施例1と同様に、電子制御装置90は、エンジン12が自立運転している場合には、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させる。又、電子制御装置90は、エンジン12が自立運転しているときであって、パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられている場合には、ブレーキB1及びクラッチCRにトルク容量を発生させる。具体的には、本実施例においても、前述の実施例1と同様に、電子制御装置90が条件判定部97及び係合制御部98を更に備えることで、エンジン12の自立運転時の制御が実現される。つまり、本実施例においても、前述の実施例1にて示した電子制御装置90の制御作動(例えば図18のフローチャートに示す制御作動)を車両100に適用することができる。
Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例1と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例における図18のフローチャートは、この態様に限らない。例えば、エンジン12が自立運転しているときに、車両10,100が停止状態にある場合(パーキングロック機構60がパーキングロック状態に切り替えられている場合も含む)も、車両10,100が走行中の場合と区別されることなく、ドライブギヤ28を引き摺るトルクが発生させられるように、ブレーキB1及びクラッチCRに走行中と同様のトルク容量が発生させられる実施態様を採用するのであれば、図18のフローチャートでは、S40及びS50の各ステップは備えられる必要はなく、S60,S70が1つのステップとなり、そのステップではブレーキB1のトルク容量制御が実行される。車両停止時にも車両走行時と同程度のブレーキB1を完全係合させないような小さなトルク容量を発生させるB1油圧Pb1の油圧指示とすることで、オイルポンプ(例えばOP55、EOP110)の負荷を低減することができ、燃費向上効果が得られる。又は、オイルポンプの負荷を低減するという観点では、車両停止時には、元々、車両走行時と同様に、ブレーキB1を完全係合させないようなトルク容量を発生させるB1油圧Pb1の油圧指示としても良い。又は、車両10,100の走行中については、第2回転機MG2単独による極低車速でのEV走行中に限定しても良い。これによって、歯打ち音が問題となり易い極低車速でのEV走行において歯打ち音が抑制され、又、引き摺り損失の影響を受ける走行領域も限定される。又は、後述するように、クラッチC1が備えられていない車両では、図18のフローチャートにおけるS20のステップは備えられない。このように、図18のフローチャートにおける各ステップは適宜変更され得る。
For example, the flowchart of FIG. 18 in the above-described embodiment is not limited to this mode. For example, when the
また、前述の実施例の第1差動部44では、第3係合装置は、第5回転要素RE5と第6回転要素RE6とを選択的に連結するクラッチC1であり、第1差動部106では、第4回転要素RE4と第5回転要素RE5とを選択的に連結するクラッチC1であったが、この態様に限らない。例えば、第1差動部44では、第3係合装置は、第4回転要素RE4と第5回転要素RE5とを選択的に連結するクラッチでも良いし、第4回転要素RE4と第6回転要素RE6とを選択的に連結するクラッチでも良い。要は、第3係合装置は、第4回転要素RE4、第5回転要素RE5、及び第6回転要素RE6のうちの何れか2つの回転要素を連結するクラッチであれば良い。又、第1差動部44,106では、第2係合装置は、第3回転要素RE3と第5回転要素RE5とを選択的に連結するクラッチCRであったが、この態様に限らない。例えば、第2係合装置は、第2回転要素RE2と第5回転要素RE5とを選択的に連結するクラッチでも良い。又、第1差動部44,106は、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構48及びシングルピニオン型の第2遊星歯車機構50を備えていたが、この態様に限らない。例えば、第1差動部44,106は、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構48に替えて、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を備えていても良い。又、クラッチC1、ブレーキB1、及びクラッチCRは、湿式の油圧式摩擦係合装置であったが、電気動力によって作動状態を切り替える係合装置であっても良い。
In the first
また、前述の実施例では、車両10,100は、クラッチC1を備えていたが、クラッチC1が備えられていない車両であっても、本発明は適用され得る。但し、クラッチC1が備えられていない車両の場合には、車両を前進走行させる際に、異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することはできない。又、車両10,100は、第2回転機MG2が第1動力伝達部24,104の軸心とは別の軸心上に配置されるような連結関係のギヤトレーンであったが、例えば第2回転機MG2が第1動力伝達部24,104の軸心と同じ軸心上に配置されるような連結関係のギヤトレーンなどであっても良い。要は、エンジン12と、第1差動部44,106と、第2差動部46,108と、駆動輪16に動力伝達可能に連結された第2回転機MG2とを備えた車両であれば、本発明を適用することができる。又、第2回転機MG2が動力伝達可能に連結される駆動輪Wは、第1差動部44,106の第3回転要素が動力伝達可能に連結される駆動輪16と必ずしも同じでなくても良い。例えば、前輪及び後輪のうちの一方が駆動輪16であり、他方が駆動輪Wであっても良い。このような場合、駆動輪16と駆動輪Wとが駆動輪であり、第3回転要素と第2回転機MG2とは共にその駆動輪に動力伝達可能に連結される。又、FF方式の車両10,100に好適に用いられる動力伝達装置14,102を用いて発明を説明したが、本発明は、例えばFR方式、RR方式など他の方式の車両に用いられる動力伝達装置においても適宜適用することができる。
In the above-described embodiment, the
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
10:車両
12:エンジン
16:駆動輪
22:ケース(非回転部材)
28:ドライブギヤ(出力回転部材)
30:ドリブンギヤ(中間伝達部材)
44:第1差動部
CA1:第1キャリヤ(第1回転要素)
S1:第1サンギヤ(第2回転要素)
R1:第1リングギヤ(第3回転要素)
46:第2差動部
S2:第2サンギヤ(第4回転要素)
CA2:第2キャリヤ(第5回転要素)
R2:第2リングギヤ(第6回転要素)
60:パーキングロック機構
62:パーキングギヤ
64:ロックポール
90:電子制御装置(制御装置)
97:条件判定部
98:係合制御部
106:第1差動部
R1:第1リングギヤ(第1回転要素)
S1:第1サンギヤ(第2回転要素)
CA1:第1キャリヤ(第3回転要素)
108:第2差動部
S2:第2サンギヤ(第4回転要素)
CA2:第2キャリヤ(第5回転要素)
R2:第2リングギヤ(第6回転要素)
B1:ブレーキ(第1係合装置)
CR:クラッチ(第2係合装置)
C1:クラッチ(第3係合装置)
MG1:第1回転機
MG2:第2回転機
10: Vehicle 12: Engine 16: Drive wheel 22: Case (non-rotating member)
28: Drive gear (output rotating member)
30: Driven gear (intermediate transmission member)
44: 1st differential part CA1: 1st carrier (1st rotation element)
S1: First sun gear (second rotating element)
R1: 1st ring gear (3rd rotating element)
46: 2nd differential part S2: 2nd sun gear (4th rotation element)
CA2: second carrier (fifth rotating element)
R2: Second ring gear (sixth rotating element)
60: Parking lock mechanism 62: Parking gear 64: Lock pole 90: Electronic control device (control device)
97: Condition determination unit 98: Engagement control unit 106: First differential unit R1: First ring gear (first rotation element)
S1: First sun gear (second rotating element)
CA1: first carrier (third rotating element)
108: Second differential part S2: Second sun gear (fourth rotating element)
CA2: second carrier (fifth rotating element)
R2: Second ring gear (sixth rotating element)
B1: Brake (first engagement device)
CR: Clutch (second engagement device)
C1: Clutch (third engagement device)
MG1: First rotating machine MG2: Second rotating machine
Claims (6)
前記車両は、前記第5回転要素を非回転部材に連結する第1係合装置と、前記第3回転要素と前記第5回転要素とを連結する第2係合装置とを更に備えるものであり、
前記エンジンが自立運転している場合には、前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量を発生させる係合制御部を含むことを特徴とする車両の制御装置。 The operating state of the first rotating machine is controlled by having a second rotating element connected to the first rotating element and the first rotating machine so that power can be transmitted and a third rotating element connected to the drive wheel. A first differential unit whose differential state is controlled by the engine, a fourth rotating element connected to the engine so that power can be transmitted, a fifth rotating element, and a sixth rotating element connected to the first rotating element. An intermediate between the second differential portion and an output rotating member that is interposed in a power transmission path between the first differential portion and the drive wheel and is provided to rotate integrally with the third rotating element. A transmission member, and a second rotating machine coupled to the drive wheel so that power can be transmitted by transmitting power to the intermediate transmission member without passing through the first differential section and the second differential section. A vehicle control device comprising:
It said vehicle further comprises one the first engaging device for coupling the fifth rotating element to a non-rotating member, and a pre-Symbol second engagement device for connecting the fifth rotating element and the third rotating element And
A vehicle control device comprising: an engagement control unit that generates torque capacity in the first engagement device and the second engagement device when the engine is operating independently.
前記係合制御部は、前記エンジンが自立運転しているときであって、前記パーキングロック機構が前記パーキングロック状態に切り替えられている場合には、前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量を発生させることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 The vehicle includes a parking gear provided to rotate integrally with the output rotation member, and a lock pawl capable of meshing with the parking gear, and the lock pawl is in a position to mesh with the parking gear. A non-parking lock that allows rotation of the output rotating member by being in a parking lock state that prevents rotation of the output rotating member and a position in which the engagement of the lock pawl and the parking gear is released. A parking lock mechanism that can be selectively switched to a state;
When the engine is operating independently and the parking lock mechanism is switched to the parking lock state, the engagement control unit is configured to perform the first engagement device and the second engagement. The vehicle control device according to claim 1, wherein the device generates torque capacity.
前記係合制御部は、前記車両が走行中である場合には、前記車両が停止中である場合と比べて、前記第1係合装置に発生させるトルク容量を小さくすることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両の制御装置。 A condition determination unit that determines whether the vehicle is running or stopped;
The engagement control unit reduces a torque capacity generated by the first engagement device when the vehicle is running as compared with a case where the vehicle is stopped. Item 4. The vehicle control device according to any one of Items 1 to 3.
前記係合制御部は、前記エンジンが自立運転している場合には、前記第3係合装置の解放状態で、前記第1係合装置及び前記第2係合装置にトルク容量を発生させることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の車両の制御装置。 The vehicle further includes a third engagement device that connects any two of the fourth rotating element, the fifth rotating element, and the sixth rotating element.
When the engine is operating independently, the engagement control unit causes the first engagement device and the second engagement device to generate torque capacity in a released state of the third engagement device. The vehicle control device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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