JP6631499B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、エンジンおよび少なくとも三つのモータを駆動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
特許文献1には、エンジンおよび三つのモータ・ジェネレータ(発電機能を有するモータ)を駆動力源とするハイブリッド車両が記載されている。この特許文献1に記載されたハイブリッド車両は、二組の遊星歯車機構から構成された動力分割機構を備えている。動力分割機構は、相互に差動回転が可能な四つの回転要素を有している。動力分割機構の第1回転要素にエンジンが連結され、第2回転要素に第1モータが連結され、第3回転要素に第2モータが連結され、第4回転要素に出力伝動機構を介して駆動輪が連結されている。出力伝動機構には第3モータが連結されている。そして、第1モータまたは第2モータを制御することにより、動力分割機構における第1回転要素と第4回転要素との間の変速比を無段階に制御することが可能である。さらに、この特許文献1に記載されたハイブリッド車両は、エンジントルクに対する反力を第1モータまたは第2モータのうちの低出力となる方のモータで受け持たせ、そのエンジントルクの反力を受け持つモータで発電した電力を第3モータに供給するように構成されている。
また、特許文献2には、上記の特許文献1に記載されたハイブリッド車両と同様の、エンジンおよび三つのモータを備えたハイブリッド車両が記載されている。この特許文献2に記載されたハイブリッド車両は、複合スプリットモード、入力スプリットモード、発進モード、あるいは、全輪駆動モード等の各種動作モードで動作するように構成されている。例えば、複合スプリットモードでは、エンジンが稼動している状態で、第1モータおよび第2モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、他方のモータが原動機として機能して第1駆動軸を駆動する。入力スプリットモードでは、エンジンが稼動している状態で、第1モータおよび第2モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、第3モータが原動機として機能して第2駆動軸を駆動する。発進モードでは、エンジンが稼動している状態で、第1モータおよび第2モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、他方のモータが原動機として機能してエンジントルクによる第1駆動軸の回転を阻止するトルクを出力する。それとともに、第3モータが、前記の一方のモータが発電した残りの電力を受け取り、第2駆動軸を駆動して車両を発進させる。そして、全輪駆動モードでは、エンジンが稼動している状態で、第1モータおよび第2モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、他方のモータおよび第3モータが原動機として機能して、それぞれ、第1駆動軸および第2駆動軸を駆動する。
特許第4069901号公報 米国特許第8512189号明細書
上記のような、エンジンおよび二つ以上のモータを駆動力源とし、動力分割機構を備えた構成の従来のハイブリッド車両では、例えば、バッテリのSOC(充電状態)が高く、充電残量が十分にある状態で後進走行する場合は、出力伝動機構に連結されたモータの出力のみで車両を駆動する。一方、バッテリのSOCが低く、充電残量が十分でない状態で後進走行する場合には、エンジンを稼動させ、そのエンジンの出力によって動力分割機構に連結されているモータを駆動して発電する。そして、発電した電力を出力伝動機構に連結されたモータに供給し、そのモータの出力で車両を駆動する。エンジンを稼動して車両を後進走行させる場合は、エンジンの反力をモータが出力するモータトルクで受け持つことになる。そのため、後進方向に回転する駆動輪に制動トルクが作用し、その分、後進方向の駆動トルクが低下する。その結果、モータの出力のみで後進走行する場合と比較して、車両を後進走行させるための駆動力が減少する。したがって、上記のような従来のハイブリッド車両においては、エンジンを稼動して後進走行する際に、駆動力が不足してしまう可能性がある。
上述したように、特許文献1には、モータの高出力化および大型化を抑制し、また、動力循環を回避するための制御技術が記載されている。また、特許文献2には、車両の燃費を向上させるために、必要に応じて、各種の動作モードを選択的に設定する制御技術が記載されている。しかしながら、上記のような後進走行時における駆動力の低下を解消するための制御技術等に関しては、特許文献1および特許文献2のいずれにも記載されていない。このように、特許文献1や特許文献2に記載されているような従来のハイブリッド車両においては、エンジンを稼動させた状態で後進走行する際の駆動力の低下を抑制し、適切な後進走行を実現するために、未だ改良の余地があった。
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、エンジンおよび少なくとも三つのモータを駆動力源とするハイブリッド車両を対象にして、エンジンを稼動させた状態で後進走行する際の駆動力の低下を抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとが連結され、前記第1リングギヤと前記第2キャリアとが連結され、前記第1回転要素として前記第1キャリアに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2サンギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第2リングギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2キャリアに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである
また、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、前記第1キャリアと前記第2リングギヤとが連結され、前記第1リングギヤと前記第2キャリアとが連結され、前記第1回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2キャリアに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第1サンギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである。
また、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、前記第1サンギヤと前記第2リングギヤとが連結され、前記第1キャリアと前記第2キャリアとが連結され、前記第1回転要素として前記第1リングギヤに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2リングギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2キャリアに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである。
また、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、前記第1サンギヤと前記第2リングギヤとが連結され、前記第1キャリアと前記第2キャリアとが連結され、前記第1回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2キャリアに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2リングギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記第2リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである。
また、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、前記第1サンギヤと前記第2リングギヤとが連結され、前記第1キャリアと前記第2キャリアとが連結され、前記第1回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2キャリアに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2リングギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記第2リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである。
また、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、同軸上に配置された第1サンギヤおよびリングギヤ、前記第1サンギヤと噛み合うショートピニオンギヤ、前記ショートピニオンギヤと前記リングギヤとの両方に噛み合うロングピニオンギヤ、前記ショートピニオンギヤおよび前記ロングピニオンギヤをそれぞれ保持するキャリア、ならびに、前記ロングピニオンギヤと噛み合う第2サンギヤを有するラビニヨ型遊星歯車機構から構成されており、前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとは、同軸上でかつ相対回転可能に配置されており、前記第1回転要素として前記キャリアに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第1サンギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである。
そして、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構と、第3サンギヤ、第3キャリア、および、第3リングギヤを有する第3遊星歯車機構とから構成されており、前記第1サンギヤと前記第2キャリアとが連結され、前記第1キャリアと前記第3キャリアとが連結され、前記第1リングギヤと前記第2サンギヤとが連結され、前記第2リングギヤと前記第3リングギヤとが連結され、前記第1回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2サンギヤに前記エンジンが連結され、前記第2回転要素として前記第2リングギヤまたは前記第3リングギヤに前記第1モータが連結され、前記第3回転要素として前記第3サンギヤに前記第2モータが連結され、前記第4回転要素として前記第1キャリアまたは前記第3キャリアに前記出力伝動機構が連結されており、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御することを特徴ものである。
また、この発明における前記コントローラは、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記駆動トルクを出力する第1制御と、前記第1モータまたは前記第2モータのいずれか一方で前記反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記駆動トルクを出力する第2制御とを、前記ハイブリッド車両が後進走行する際の後進車速または要求駆動力の少なくともいずれかに基づいて、選択的に切り替えて実行することを特徴としている。
また、この発明における前記コントローラは、前記後進車速と予め定めた車速閾値とを比較し、前記後進車速が前記車速閾値よりも低い場合は、前記第1制御を選択して実行し、前記後進車速が前記車速閾値以上の場合は、前記第2制御を選択して実行することを特徴としている。
また、この発明における前記コントローラは、前記要求駆動力と予め定めた駆動力閾値とを比較し、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも大きい場合は、前記第1制御を選択して実行し、前記要求駆動力が前記駆動力閾値以下の場合は、前記第2制御を選択して実行することを特徴としている。
また、この発明における前記コントローラは、前記後進車速と予め定めた車速閾値とを比較し、前記要求駆動力と予め定めた駆動力閾値とを比較し、前記後進車速が前記車速閾値よりも低く、かつ、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも大きい場合は、前記第1制御を選択して実行し、前記後進車速が前記車速閾値以上、または、前記要求駆動力が前記駆動力閾値以下の場合は、前記第2制御を選択して実行することを特徴としている。
この発明によれば、エンジンを稼動させた状態で車両を後進走行させる場合に、第1モータおよび第2モータの少なくともいずれか一方で、発電することができる。それとともに、第1モータおよび第2モータの両方で、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力することができる。すなわち、動力分割機構として機能する差動機構に連結された第1モータおよび第2モータの2つのモータで、エンジンの反力を分担することができる。したがって、出力伝動機構を介して駆動輪に連結された第3モータは、エンジンの反力を負担することなく、後進走行のための駆動トルクを出力することができる。そのため、エンジンを稼動して車両を後進走行させる場合であっても、エンジンの反力をモータで負担することによる駆動力の低下を抑制し、車両を適切に後進走行させることができる。
この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動システム(駆動系統および制御系統)の一例を示すブロック図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの一例(第1例)を示すスケルトン図である。 従来のハイブリッド車両において、エンジン(eng)を稼動して後進走行する際に、エンジントルクの反力を受け持つモータ(mg2)のモータトルクが、車両を制動する方向に働くことによって駆動力が減少する状態を説明するための共線図である。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御により、第1モータ(MG1)、第2モータ(MG2)、および、第3モータ(MG3)の作動状態を説明するための共線図であって、第1モータが回生(発電)状態となり、第2モータが力行状態になる例を示す図である。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御により、第1モータ(MG1)、第2モータ(MG2)、および、第3モータ(MG3)の作動状態を説明するための共線図であって、第1モータおよび第2モータが何れも回生(発電)状態になる例を示す図である。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 図7のフローチャートに示す制御を実行する場合に、この発明における「第1制御」と「第2制御」とを選択的に切り替えて実行する際の「車速閾値」を説明するための図である。 図7のフローチャートに示す制御の変形例を説明するためのフローチャートである。 図7のフローチャートに示す制御の別の変形例を説明するためのフローチャートである。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第2例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第3例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第4例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第5例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第6例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第7例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第8例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第9例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第10例)を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例(第11例)を示すスケルトン図である。
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
この発明の実施形態で制御対象にする車両は、エンジン、および、少なくとも三つのモータを駆動力源とするハイブリッド車両である。また、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両は、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構、および、前輪および後輪の少なくともいずれか一方の車輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構を備えている。図1に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム(駆動系統および制御系統)の一例を示してある。
図1に示すハイブリッド車両(以下、車両)Veは、駆動力源として、エンジン(ENG)1、第1モータ(MG1)2、第2モータ(MG2)3、および、第3モータ(MG3)4を備えている。また、車両Veは、動力分割機構として機能する差動機構5、および、駆動輪6に対して動力を伝達する出力伝動機構7を備えている。
エンジン1は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。
第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4は、いずれも、発電機能のあるモータ(いわゆる、モータ・ジェネレータ)であり、例えば、永久磁石式の同期モータ(PM)、あるいは、誘導モータ(IM)などによって構成されている。第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4は、それぞれ、バッテリやインバータあるいはコンバータを備えた電源制御部(図示せず)に接続されており、回転数やトルクの調整、および、原動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。また、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれかで発生させた電力を第3モータ4に供給し、第3モータ4を駆動することができる。
差動機構5は、第1回転要素5a、第2回転要素5b、第3回転要素5c、および、第4回転要素5dの、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの「回転要素」を有している。第1回転要素5aには、エンジン1が連結される。第2回転要素5bには、第1モータ2が連結される。第3回転要素5cには、第2モータ3が連結される。そして、第4回転要素5dには、出力伝動機構7が連結される。
また、差動機構5は、例えば、第1遊星歯車機構(PL1)8および第2遊星歯車機構(PL2)9の二組の遊星歯車機構から構成されている。第1遊星歯車機構8は、第1入力要素8a、第1反力要素8b、および、第1出力要素8cの三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構9は、第2入力要素9a、第2反力要素9b、および、第2出力要素9cの三つの回転要素を有している。そして、第1反力要素8bと第2反力要素9bとが連結されている。また、第1出力要素8cと第2出力要素9cとが連結されている。
上記の第1入力要素8aにエンジン1の出力軸1aが連結されている。第1反力要素8bおよび第2反力要素9bに第1モータ2の出力軸2aが連結されている。第2入力要素9aに第2モータ3の出力軸3aが連結されている。そして、第1出力要素8cおよび第2出力要素9cに出力伝動機構7が連結されている。出力伝動機構7は、駆動輪6に対して動力伝達が可能なように連結されている。
したがって、エンジン1に連結する第1入力要素8aが、差動機構5における第1回転要素5aを形成している。また、第1モータ2に連結する第1反力要素8bおよび第2反力要素9bが、差動機構5における第2回転要素5bを形成している。また、第2モータ3に連結する第2入力要素9aが、差動機構5における第3回転要素5cを形成している。そして、出力伝動機構7に連結する第1出力要素8cおよび第2出力要素9cが、差動機構5における第4回転要素5dを形成している。
この発明の実施形態で制御対象にする車両Veは、駆動輪6に対して動力を伝達する少なくとも一つの「出力伝動機構」を備えている。例えば、前輪または後輪のいずれか一方を駆動輪6とする車両Veには、前輪または後輪のいずれか一方に対して動力を伝達する一つの「出力伝動機構」が設けられる。また、前輪および後輪の両方を駆動輪6とする車両Veには、前輪および後輪の両方に対して動力を伝達する二つの「出力伝動機構」が設けられる。図1に示す例では、車両Veは、差動機構5の第4回転要素5dと前輪(駆動輪6)との間で動力を伝達する一つの出力伝動機構7を備えている。
上記のように、出力伝動機構7は、前輪および後輪の少なくともいずれかの駆動輪6に対して動力伝達が可能なように連結されている。それとともに、出力伝動機構7には、第3モータ4が連結されている。例えば、駆動輪6および第4回転要素5dに連結した「出力伝動機構」に、第3モータ4が連結される。あるいは、駆動輪6のみに連結し、第4回転要素5dと連結しない「出力伝動機構」に、第3モータ4が連結される。図1に示す例では、前輪(駆動輪6)および第4回転要素5dに連結した出力伝動機構7に、第3モータ4が連結されている。したがって、車両Veは、差動機構5の第4回転要素5dから出力伝動機構7に伝達されるトルクにより、駆動輪6で駆動力を発生することができる。それとともに、第3モータ4が出力するモータトルクを出力伝動機構7に付加することにより、駆動輪6で駆動力を発生することができる。
なお、この図1に示す例では、車両Veには、エンジン1の出力軸1aおよび第1入力要素8aの回転を選択的に止めるブレーキ10が設けられている。このブレーキ10を係合することにより、第1入力要素8aを第1遊星歯車機構8における反力要素として機能させ、第1モータ2が出力するモータトルクを出力伝動機構7に伝達させることができる。そのため、エンジン1を停止した状態で、例えば、第1モータ2または第2モータ3のいずれか一方のモータと第3モータ4との二つのモータが出力するモータトルクにより、あるいは、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つのモータが出力するモータトルクにより、高出力でかつ効率良く、車両Veをモータ走行させることができる。
この車両Veにおける駆動力源、すなわち、上記のようなエンジン1、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の作動状態をそれぞれ制御するためのコントローラ(ECU)11が設けられている。コントローラ11は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。
コントローラ11には、一例として、車両Veの車速を検出する車速センサ12、アクセルペダルの踏み込み量および踏み込み速度を検出するアクセルポジションセンサ13、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ14、第1モータ2の回転数を検出するモータ回転数センサ(もしくはレゾルバ)15、第2モータ3の回転数を検出するモータ回転数センサ(もしくはレゾルバ)16、第3モータ4の回転数を検出するモータ回転数センサ(もしくはレゾルバ)17、バッテリの充電状態(SOC)や充電残量等を検出するバッテリセンサ18、および、シフトレバーあるいはシフトスイッチ等によって設定されるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ19など、各種センサの検出データが入力される。コントローラ11は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ11は、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のような駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するように構成されている。
上記のような車両Veの駆動系統における具体的なギヤトレーンの一例を、図2に示してある。図2に示すギヤトレーンは、第4回転要素5bと連結した出力伝動機構7に第3モータ4が連結された構成であり、トランスアクスルとして、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)車、RR(リヤエンジン・リヤドライブ)車、あるいは、MR(ミッドシップエンジン・リヤドライブ)車への搭載に適した構成の例である。
図2に示すギヤトレーンにおいて、差動機構5は、第1遊星歯車機構8および第2遊星歯車機構9の互いの回転要素同士を連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。第1遊星歯車機構8は、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、第1サンギヤS1、第1リングギヤR1、および、第1キャリアC1の三つの回転要素を有している。第1遊星歯車機構8は、エンジン1の出力軸1aと同一の回転軸線上に配置されている。具体的には、第1サンギヤS1が、出力軸1aと同一の回転軸線上に配置されている。第1リングギヤR1は、第1サンギヤS1に対して同心円上に配置されている。第1キャリアC1は、外歯歯車である第1サンギヤS1と内歯歯車である第1リングギヤR1との両方に噛み合っている第1ピニオンP1を保持している。
同様に、第2遊星歯車機構9は、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、第2サンギヤS2、第2リングギヤR2、および、第2キャリアC2の三つの回転要素を有している。第2遊星歯車機構9は、第1遊星歯車機構8と共に、出力軸1aと同一の回転軸線上に配置されている。具体的には、第2サンギヤS2が、出力軸1aと同一の回転軸線上に配置されている。第2リングギヤR2は、第2サンギヤS2に対して同心円上に配置されている。第2キャリアC2は、外歯歯車である第2サンギヤS2と内歯歯車である第2リングギヤR2との両方に噛み合っている第2ピニオンP2を保持している。
第1キャリアC1は、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS1は、第2サンギヤS2と共に、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2リングギヤR2は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1リングギヤR1は、第2キャリアC2と共に、出力伝動機構7に連結されている。この図2に示す例では、出力伝動機構7は、後述するドライブギヤ21、カウンタ軸22、カウンタドリブンギヤ23、ファイナルドライブギヤ24、および、デファレンシャルギヤ25などによって構成されており、駆動軸27を介して、駆動輪6にトルクを伝達する。
上記のように、この図2に示す例では、第1キャリアC1が、前述の第1入力要素8aに相当し、第1サンギヤS1が、前述の第1反力要素8bに相当し、第1リングギヤR1が、前述の第1出力要素8cに相当する。また、第2リングギヤR2が、前述の第2入力要素9aに相当し、第2サンギヤS2が、前述の第2反力要素9bに相当し、第2キャリアC2が、前述の第2出力要素9cに相当する。したがって、第1キャリアC1が、前述の差動機構5における第1回転要素5aを形成している。また、第1サンギヤS1および第2サンギヤS2が、前述の差動機構5における第2回転要素5bを形成している。また、第2リングギヤR2が、前述の差動機構5における第3回転要素5cを形成している。そして、第1リングギヤR1および第2キャリアC2が、前述の差動機構5における第4回転要素5dを形成している。
なお、上記のような第1キャリアC1と出力軸1aとを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介して、第1キャリアC1と出力軸1aとを連結してもよい。また、第1キャリアC1と出力軸1aとの間にダンパ機構やトルクコンバータ(それぞれ図示せず)などの機構を設けてもよい。
第2キャリアC2に、第2キャリアC2と一体となって回転するドライブギヤ21が設けられている。また、エンジン1の出力軸1aと平行に、カウンタ軸22が配置されている。このカウンタ軸22の一方(図2での右側)の端部に、上記のドライブギヤ21と噛み合うカウンタドリブンギヤ23が取り付けられている。カウンタ軸22の他方(図2での左側)の端部には、ファイナルドライブギヤ24が取り付けられている。ファイナルドライブギヤ24は、終減速機であるデファレンシャルギヤ25のファイナルドリブンギヤ(デフリングギヤ)26と噛み合っている。デファレンシャルギヤ25には、駆動軸27を介して、駆動輪6が取り付けられている。
したがって、上記のドライブギヤ21、カウンタ軸22、カウンタドリブンギヤ23、ファイナルドライブギヤ24、および、デファレンシャルギヤ25により、駆動輪6に対して動力を伝達する出力伝動機構7が構成されている。すなわち、出力伝動機構7は、第2キャリアC2から伝達されるトルクを、駆動軸27を介して、駆動輪6へ伝達するように構成されている。
上記のようにして差動機構5から駆動輪6に伝達されるトルクに、第3モータ4が出力するモータトルクを付加できるように構成されている。具体的には、第3モータ4の出力軸4aが、上記のカウンタ軸22と平行に配置されている。その出力軸4aの先端(図2での左端)に、上記のカウンタドリブンギヤ23と噛み合うピニオン28が取り付けられている。したがって、第3モータ4は、上記の第2キャリアC2と共に、出力伝動機構7を介して、駆動輪6に連結されている。
なお、この図2に示す例では、エンジン1の出力軸1aおよび第1キャリアC1の回転を選択的に止めるブレーキ10が設けられている。ブレーキ10は、エンジン1を停止した状態で第1モータ2を原動機として動作させ、その第1モータ2が出力するモータトルクを走行のための駆動トルクとする際に係合し、第1キャリアC1に反力を与えるためのものである。このブレーキ10を設けた構成であれば、第1モータ2に電力を供給して負回転方向(エンジン1と反対の回転方向)に回転させた場合に、ブレーキ10を介してケーシングなどの所定の固定部で反力を受けることになる。そのため、エンジン1を停止した状態で、第1モータ2の出力によって駆動力を発生させ、車両Veを走行させることができる。また、第1モータ2に加えて第2モータ3の出力により、駆動力を発生させることができる。さらに、第1モータ2に加え、第2モータ3および第3モータ4の三つのモータの出力により、駆動力を発生させることができる。
上記のブレーキ10は、例えば、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ、あるいは、ドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチによって構成することができる。また、ブレーキ10は、第1キャリアC1の負回転方向の回転を阻止するように構成されていればよい。そのため、ブレーキ10は、例えばワンウェイクラッチによって構成することもできる。
上記のように、この発明の実施形態における車両Veでは、コントローラ11で、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4をそれぞれ制御することにより、エンジン回転数を変速することができる。また、複数の走行モードを設定することが可能である。すなわち、クラッチやブレーキなどの係合機構を用いることなく、エンジン回転数の変速や走行モードの切り替えを実行することができる。
例えば、上記の図2に示すギヤトレーンを搭載した車両Veの場合、エンジン1の運転を停止したモータ走行モードで、少なくとも第3モータ4が出力するモータトルクにより、車両Veをモータ走行させることができる。また、第1モータ2および第3モータ4の二つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、あるいは、第2モータ3および第3モータ4の二つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、車両Veをモータ走行させることができる。また、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、車両Veをモータ走行させることもできる。
一方、エンジン1を稼動させるハイブリッド走行モードでは、エンジン1、第1モータ2、および、第3モータ4がそれぞれ出力するトルクにより、エンジン1に連結する第1回転要素5aの回転数に対して出力伝動機構7に連結する第4回転要素5dの回転数を増速させたいわゆるオーバードライブ状態で、車両Veを走行させることができる。また、エンジン1、第2モータ3、および、第3モータ4がそれぞれ出力するトルクにより、エンジン1に連結する第1回転要素5aの回転数に対して出力伝動機構7に連結する第4回転要素5dの回転数を減速させたいわゆるアンダードライブ状態で、車両Veを走行させることができる。また、エンジン1、第1モータ2、および、第2モータ3がそれぞれ出力するトルクにより、エンジン回転数を適宜変速して、車両Veを走行させることが可能である。
そして、この発明の実施形態における車両Veは、エンジン1を停止したモータ走行で後進走行すること、および、エンジン1を稼動させた状態で後進走行することが可能である。すなわち、エンジン1の運転を停止したリバース・モータ走行モードでは、少なくとも第3モータ4が出力するモータトルクにより、車両Veを後進走行させることができる。また、第1モータ2および第3モータ4の二つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、あるいは、第2モータ3および第3モータ4の二つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、車両Veを後進走行させることができる。また、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、車両Veを後進走行させることもできる。このリバース・モータ走行モードは、後述するように、例えば、バッテリのSOCが高く、充電残量が十分にある場合に実施される。
一方、例えば、バッテリのSOCが低く、充電残量が十分でない場合は、エンジン1を稼動させるリバース・ハイブリッド走行モードが実施される。エンジン1を稼動することにより、エンジン1が出力するエンジントルクで、差動機構5に連結されている第1モータ2または第2モータ3を発電機として駆動し、発電することができる。例えば、第1モータ2を発電機として駆動して発電することができる。そして、第1モータ2で発電した電力を第3モータ4に供給し、第3モータ4が出力する駆動トルクで、車両Veを駆動することができる。したがって、バッテリのSOCが低い場合であっても、第3モータ4が出力するモータトルクにより、車両Veを後進走行させることができる。
ただし、エンジンおよび複数のモータを駆動力源とし、遊星歯車機構から構成される動力分割機構を搭載した従来のハイブリッド車両では、前述したように、後進走行時にエンジンを稼動すると、エンジントルクの反力を受け持つモータトルクが車両を制動する方向に作用する。したがって、その制動方向に作用するモータトルクの分だけ、駆動トルクが減少してしまう。上記のような従来のハイブリッド車両では、例えば、バッテリのSOCが低く充電残量が十分でない状態で後進走行する場合には、エンジンを稼動させ、そのエンジンの出力によって動力分割機構に連結されたモータを発電機として駆動して発電する。それとともに、発電した電力を、直接もしくは間接的に、出力伝動機構に連結されたモータに供給し、その出力伝動機構に連結されたモータを電動機として駆動して駆動トルクを出力する。その場合、エンジンの回転方向が一方向に限られていることから、駆動トルクを出力するモータは、車両を後進させるためにエンジンと逆の回転方向に回転する。
そのような状況の具体例を図3の共線図に示してある。図3の共線図上で、矢印Tmg1で示すモータ(mg1)のモータトルクの向きが、図3の共線図上で、上向きの矢印Tengで示すエンジン(eng)のエンジントルクの向きと対向している。このモータ(mg1)は動力分割機構に連結されている。また、図3の共線図上で、矢印Tmg2で示すモータ(mg2)のモータトルクの向きも、エンジントルクの向きと対向している。このモータ(mg2)は出力伝動機構(out)を介して駆動輪および動力分割機構に連結されている。したがって、この図3の共線図で示す動力分割機構においては、動力分割機構に連結されたモータ(mg1)、および、出力伝動機構を介して動力分割機構に連結されたモータ(mg2)で、エンジン(eng)の反力を分担している。なお、図3の共線図において、矢印Trfは、車両が路面から受ける反力を示している。
この図3の共線図上で、エンジン(eng)の回転方向を正回転方向、および、エンジントルクの向きを正トルク方向とすると、動力分割機構に連結されたモータ(mg1)のモータトルクは、正回転方向かつ負トルク方向のトルクになる。したがって、この場合のモータ(mg1)は、発電機として機能する回生状態になる。一方、出力伝動機構を介して動力分割機構に連結されたモータ(mg2)のモータトルクは、負回転方向かつ負トルク方向のトルクになる。したがって、この場合のモータ(mg2)は、原動機として機能する力行状態になる。
このように、従来のハイブリッド車両においては、エンジンを稼動して後進走行する際には、エンジンの反力を、動力分割機構に連結されたモータと、出力伝動機構を介して動力分割機構に連結されたモータとで分担して受け持つことになる。すなわち、動力分割機構に連結されたモータと、出力伝動機構を介して動力分割機構に連結されたモータとで、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力することになる。その場合、出力伝動機構を介して動力分割機構に連結されたモータは、上記のように力行状態となって車両を後進させる方向の駆動トルクを出力するとともに、上記のような反力トルクも出力することになる。したがって、駆動輪には、車両を後進させる方向の駆動トルクと共に、後進する車両を制動する方向の制動トルクが作用する。そのため、エンジンを稼動して後進走行する場合は、モータの出力のみで後進走行する場合と比較して、車両を後進走行させるための駆動力が減少する。その結果、後進走行時の駆動力が不足してしまう可能性がある。また、モータの出力のみで後進走行する場合と、エンジンを稼動して後進走行する場合とで、得られる駆動力の大きさに差異が生じることから、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。
そこで、この発明の実施形態におけるコントローラ11は、リバース・ハイブリッド走行モードでエンジン1を稼動して後進走行する場合には、出力伝動機構7に連結された第3モータ4で、車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力する一方、差動機構5に連結された第1モータ2および第2モータ3の両方で、エンジン1のエンジントルクに対抗する反力トルクを出力するように構成されている。
上記のようなエンジン1を稼働させた後進走行時における駆動力不足を回避することを目的としてコントローラ11で実行される制御の例を以下に示す。
図4のフローチャートに、この発明の実施形態におけるコントローラ11で実行される基本的な制御の一例を示してある。図4のフローチャートにおいて、先ず、車両Veがリバース走行の走行状態、すなわち、後進方向へ走行する走行状態であるか否かが判断される(ステップS101)。例えば、シフトポジションセンサ19により、シフトポジションがR(リバース)ポジションであることを検出した場合に、車両Veは、リバース走行の走行状態であると判断される。
車両Veの走行状態がリバース走行でないことにより、このステップS101で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車両Veの走行状態がリバース走行であることにより、ステップS101で肯定的に判断された場合には、ステップS102へ進む。
ステップS102では、エンジン駆動要求があるか否かが判断される。具体的には、車両Veを後進走行するためにエンジン1を稼動させることが要求され、車両Veが、エンジン1がエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になるか否かが判断される。前述したように、車両Veは、後進走行する際に、バッテリのSOCが低く、充電残量が少ない場合は、エンジン1を稼動させ、エンジン1が出力するエンジントルクで第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれかを駆動して発電する。したがって、このステップS102では、例えば、バッテリセンサ18の検出値が予め定めた所定の閾値よりも小さい場合に、エンジン駆動要求があると判断される。また、車両Veを後進走行させるための要求駆動力が大きい場合にも、エンジン駆動要求があると判断される。例えば、アクセルポジションセンサ13により検出したアクセルペダルの踏み込み量が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合、あるいは、アクセルポジションセンサ13により検出したアクセルペダルの踏み込み速度が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合に、エンジン駆動要求があると判断される。
なお、この車両Veでは、上記のようなバッテリのSOCが低い場合や要求駆動力が大きい場合以外にも、エンジン駆動要求が行われる場合がある。例えば、バッテリの電圧が低下した場合、バッテリの出力が所定の閾値よりも低い場合、極低温時(エンジン1の冷却水温が所定の閾値よりも低い場合)、エンジン1の暖機が要求される場合、触媒の暖機が要求される場合、エアコンディショナ等の補機類の駆動負荷が高い場合、温度上昇等に起因して駆動力源のモータの出力が制限された場合などでも、エンジン駆動要求が行われる。
エンジン駆動要求がないことにより、このステップS102で否定的にされた場合は、ステップS103へ進む。ステップS103では、第3モータ4が出力する駆動トルクで、車両Veが駆動される。すなわち、リバース・モータ走行モードで、車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力するように、第3モータ4の作動状態が制御される。なお、この場合のリバース・モータ走行モードでは、バッテリのSOCや充電残量に応じて、前述したように、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の少なくともいずれかが出力するモータトルクにより、車両Veを後進走行させることもできる。このステップS103で、エンジン1が停止した状態で、車両Veがモータ走行で後進走行すると、その後、このルーチンを一旦終了する。
一方、エンジン駆動要求があること、すなわち、車両Veを、エンジン1がエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態にするために、エンジン1の稼動が要求されていることにより、前述のステップS102で肯定的に判断された場合には、ステップS104へ進む。ステップS104では、車両Veが、エンジン駆動の状態にされる。すなわち、エンジン1が稼動する状態にされる。エンジン1が停止していた場合は、エンジン1が始動される。既にエンジン1が運転されている状態であった場合は、そのエンジン1の運転状態が維持される。このステップS104でエンジン1が稼動されることにより、車両Veは、後進走行し、かつ、エンジン1がエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になる。
続いて、第1モータ2および第2モータ3の両方で、エンジン1の反力トルクが分担される(ステップS105)。具体的には、第1モータ2および第2モータ3の両方でエンジントルクに対抗する反力トルクを出力するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。また、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか一方で発電するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される(ステップS106)。すなわち、第1モータ2および第2モータ3は、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、その場合に少なくともいずれか一方のモータが回生状態となるように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。
具体的には、図5の共線図に示すように、第1モータ2(MG1)および第2モータ3(MG2)が、いずれも、エンジン1(ENG)のエンジントルクに対抗するモータトルクを出力するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。例えば、この図5の共線図に示す状態では、図5の共線図上で、矢印TMG1で示す第1モータ2のモータトルクの向き、および、矢印TMG2で示す第2モータ3のモータトルクの向きが、いずれも、図5の共線図上で、上向きの矢印TENGで示すエンジントルクの向きと対向している。すなわち、第1モータ2および第2モータ3が、いずれも、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力している。言い換えると、差動機構80に連結された第1モータ2および第2モータ3の両方で、差動機構5におけるエンジン1の反力を受け持っている。
また、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか一方が発電するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。前述の図2で示したギヤトレーンの場合は、図5の共線図上で、エンジン1の回転方向を正回転方向、および、エンジントルク(TENG)の向きを正トルク方向とすると、第1モータ2のモータトルク(TMG1)は、正回転方向かつ負トルク方向のトルクとなる。したがって、この場合、第1モータ2が、発電機として機能する回生状態になる。一方、第2モータ3のモータトルク(TMG2)は、負回転方向かつ負トルク方向のトルクとなる。したがって、この場合、第2モータ3は、原動機として機能する力行状態になる。なお、図5および後述する図6の共線図上において、矢印TRFは、車両Veが路面から受ける反力を示している。
なお、例えば後述する図16に示すようなギヤトレーンを搭載した車両Veでは、図6の共線図に示すように、第1モータ2(MG1)および第2モータ3(MG2)の両方で発電するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態を制御する場合もある。図6の共線図に示す状態では、図6の共線図上で、矢印TMG1で示す第1モータ2のモータトルクの向き、および、矢印TMG2で示す第2モータ3のモータトルクの向きが、いずれも、図6の共線図上で、上向きの矢印TENGで示すエンジントルクの向きと対向している。すなわち、第1モータ2および第2モータ3が、いずれも、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力している。言い換えると、差動機構80に連結された第1モータ2および第2モータ3の両方で、差動機構80おけるエンジン1の反力を受け持っている。
この場合は、第1モータ2および第2モータ3の両方で発電するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。図6の共線図上で、エンジン1の回転方向を正回転方向、および、エンジントルク(TENG)の向きを正トルク方向とすると、第1モータ2のモータトルク(TMG1)は、正回転方向かつ負トルク方向のトルクとなる。したがって、この場合、第1モータ2は、発電機として機能する回生状態になる。また、第2モータ3のモータトルク(TMG2)は、正回転方向かつ負トルク方向のトルクとなる。したがって、この場合、第2モータ3も、発電機として機能する回生状態になる。
そして、第3モータ4が出力する駆動トルクで、車両Veが駆動される(ステップS107)。すなわち、リバース・モータ走行モードで、車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力するように、第3モータ4の作動状態が制御される。上記のように、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか一方で発電した電力が第3モータ4に供給され、第3モータ4が原動機として機能する力行状態になる。
具体的には、図5および図6の共線図に示すように、図5および図6の共線図上で矢印TMG3で示す第3モータ4(MG3)のモータトルクの回転方向が、エンジントルク(TENG)の回転方向と反対の負回転方向になっている。したがって、第3モータ4は、原動機として機能する力行状態になるとともに、駆動輪6を反対方向に回転させる、すなわち、車両Veを後進させる向きのモータトルク(駆動トルク)を出力するように制御されている。この場合、上記のように第1モータ2および第2モータ3の両方でエンジン1の反力が分担されるので、第3モータ4は、エンジン1の反力を負担することなく、車両Veを後進させるための駆動トルクを出力する。
ステップS105、ステップS106、および、ステップS107で、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4がそれぞれ制御されると、その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のように、この発明の実施形態におけるコントローラ11で実行される制御によれば、エンジン1を稼動させた状態で車両Veを後進走行させる場合に、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか一方で、発電することができる。それとともに、第1モータ2および第2モータ3の両方で、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力することができる。すなわち、動力分割機構として機能する差動機構5(あるいは、図6,図16で示す例では、差動機構80)に連結された第1モータ2および第2モータ3の2つのモータで、エンジン1の反力を分担することができる。したがって、出力伝動機構7を介して駆動輪6に連結された第3モータ4は、エンジン1の反力を負担することなく、後進走行のための駆動トルクを出力することができる。そのため、エンジン1を稼動して車両Veを後進走行させる場合であっても、エンジン1の反力をモータで負担することによる駆動力の低下を抑制し、車両Veを適切に後進走行させることができる。
上記の図4のフローチャートで示した制御例のように、エンジン1の反力を第1モータ2および第2モータ3の両方で分担し、第3モータ4で駆動トルクを出力する制御を実行する場合は、車両Veが後進する際の車速が高くなると、駆動力が低下してしまう領域が存在する。そのため、この車両Veにおけるコントローラ11は、次の図7のフローチャートで示す制御例のように、車両Veが後進走行する際の車速に応じて、制御の内容を選択的に切り替えて実行することもできる。
図7のフローチャートにおいて、先ず、車両Veがリバース走行の走行状態、すなわち、後進方向へ走行する走行状態であるか否かが判断される(ステップS201)。車両Veの走行状態がリバース走行でないことにより、このステップS201で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車両Veの走行状態がリバース走行であることにより、ステップS201で肯定的に判断された場合には、ステップS202へ進む。
ステップS202では、エンジン駆動要求があるか否かが判断される。具体的には、車両Veを後進走行するためにエンジン1を稼動させることが要求され、車両Veが、エンジン1がエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になるか否かが判断される。
エンジン駆動要求がないことにより、このステップS202で否定的にされた場合は、ステップS203へ進む。ステップS203では、第3モータ4が出力する駆動トルクで、車両Veが駆動される。すなわち、リバース・モータ走行モードで、車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力するように、第3モータ4の作動状態が制御される。なお、この場合のリバース・モータ走行モードでは、バッテリのSOCや充電残量に応じて、前述したように、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の少なくともいずれかが出力するモータトルクにより、車両Veを後進走行させることもできる。このステップS203で、エンジン1が停止した状態で、車両Veがモータ走行で後進走行すると、その後、このルーチンを一旦終了する。
一方、エンジン駆動要求があること、すなわち、車両Veを、エンジン1がエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態にするために、エンジン1の稼動が要求されていることにより、前述のステップS202で肯定的に判断された場合には、ステップS204へ進む。ステップS204では、車両Veが、エンジン駆動の状態にされる。すなわち、エンジン1が稼動する状態にされる。エンジン1が停止していた場合は、エンジン1が始動される。既にエンジン1が運転されている状態であった場合は、そのエンジン1の運転状態が維持される。このステップS204でエンジン1が稼動されることにより、車両Veは、後進走行し、かつ、エンジン1がエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になる。
続いて、車両Veの後進車速が車速閾値αよりも低いか否かが判断される(ステップS205)。後進車速は、車両Veが後進走行する際の車速である。車速閾値αは、この発明の実施形態における「第1制御」と「第2制御」とを選択的に切り替えて実行する際に判断基準とする閾値である。
この発明の実施形態における「第1制御」は、後述するステップS206からステップS208で実行される制御であって、エンジン1を稼動させた状態で車両Veを後進走行させる際に、エンジン1の反力を第1モータ2および第2モータ3の両方で分担し、第3モータ4で駆動トルクを出力する制御である。すなわち、第1モータ2および第2モータ3の両方でエンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、第3モータ4で車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力する制御である。また、この発明の実施形態における「第2制御」は、後述するステップS209からステップS211で実行される制御であって、エンジン1を稼動させた状態で車両Veを後進走行させる際に、エンジン1の反力を第1モータ2および第2モータ3のいずれか一方で分担し、第3モータ4で駆動トルクを出力する制御である。すなわち、第1モータ2および第2モータ3のいずれか一方でエンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、第3モータ4で車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力する制御である。
図8の線図において、実線L1は、上記の「第1制御」を実行する場合の車速と駆動力との関係を示している。また、一点鎖線L2は、上記の「第2制御」を実行する場合の車速と駆動力との関係を示している。この図8の線図に示すように、「第1制御」を実行する場合は、後進車速が高い領域で、駆動力が低下してしまう。一方、「第2制御」を実行する場合は、「第1制御」を実行する場合と比較して、全体的に得られる駆動力は小さいものの、駆動力が低下する後進車速が高い領域が少なくなっている。そのため、図8の線図上で、実線L1と一点鎖線L2とが交差する点Aにおける後進車速の前後で、「第1制御」を実行する場合の駆動力の大きさと、「第2制御」を実行する場合の駆動力の大きさとが入れ替わっている。したがって、このステップS205では、図8の線図上の点Aにおける後進車速を、車速閾値αとして設定している。このような車速閾値αは、例えば実験やシミュレーションの結果を基に求めることができる。
後進車速が車速閾値αよりも低いことにより、このステップS205で肯定的に判断された場合は、ステップS206へ進む。したがって、この場合は、ステップS206、ステップS207、および、ステップS208において、この発明の実施形態における「第1制御」が実行される。
ステップS206では、第1モータ2および第2モータ3の両方で、エンジン1の反力が分担される。具体的には、第1モータ2および第2モータ3の両方でエンジントルクに対抗する反力トルクを出力するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。
ステップS207では、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか一方で発電するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。すなわち、第1モータ2および第2モータ3は、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、その場合に少なくともいずれか一方のモータが回生状態となるように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。
ステップS208では、第3モータ4が出力する駆動トルクで、車両Veが駆動される。すなわち、リバース・モータ走行モードで、車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力するように、第3モータ4の作動状態が制御される。この場合は、上記のように、第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれかで発電した電力が第3モータ4に供給され、第3モータ4が原動機として機能する力行状態になる。具体的には、第3モータ4は、原動機として機能する力行状態になるとともに、駆動輪6を反対方向に回転させる、すなわち、車両Veを後進させる向きのモータトルク(駆動トルク)を出力するように制御される。この場合、上記のように第1モータ2および第2モータ3の両方でエンジン1の反力が分担されるので、第3モータ4は、エンジン1の反力を負担することなく、車両Veを後進させるための駆動トルクを出力する。
上記のステップS206、ステップS207、および、ステップS208で、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4がそれぞれ制御されると、すなわち、この発明の実施形態における「第1制御」が実行されると、その後、このルーチンを一旦終了する。
一方、後進車速が車速閾値α以上であることにより、前述のステップS205で否定的に判断された場合には、ステップS209へ進む。この場合は、ステップS209、ステップS210、および、ステップS211において、この発明の実施形態における「第2制御」が実行される。
ステップS209では、第1モータ2または第2モータ3のいずれか一方で、エンジン1の反力が負担される。具体的には、第1モータ2または第2モータ3のいずれか一方でエンジントルクに対抗する反力トルクを出力するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。
ステップS210では、第1モータ2または第2モータ3のいずれか一方で発電するように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。すなわち、第1モータ2または第2モータ3のいずれか一方のモータが、エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、その場合にいずれか一方のモータが回生状態となるように、第1モータ2および第2モータ3の作動状態がそれぞれ制御される。
ステップS211では、第3モータ4が出力する駆動トルクで、車両Veが駆動される。すなわち、リバース・モータ走行モードで、車両Veを後進させる向きの駆動トルクを出力するように、第3モータ4の作動状態が制御される。上記のように、第1モータ2および第2モータ3のいずれか一方で発電した電力が第3モータ4に供給され、第3モータ4が原動機として機能する力行状態になる。具体的には、第3モータ4は、原動機として機能する力行状態になるとともに、駆動輪6を反対方向に回転させる、すなわち、車両Veを後進させる向きのモータトルク(駆動トルク)を出力するように制御される。この場合、上記のように第1モータ2および第2モータ3のいずれか一方でエンジン1の反力が負担されるので、第3モータ4は、エンジン1の反力を負担することなく、もしくは、エンジン1の反力の一部を負担するだけで、車両Veを後進させるための駆動トルクを出力する。
上記のステップS209、ステップS210、および、ステップS211で、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4がそれぞれ制御されると、すなわち、この発明の実施形態における「第2制御」が実行されると、その後、このルーチンを一旦終了する。
なお、上記の図7のフローチャートにおけるステップS205の制御は、次の図9のフローチャートにおけるステップS301、あるいは、図10のフローチャートにおけるステップS401で示す制御内容のように実行することができる。なお、図9および図10のフローチャートは、ステップS301またはステップS401以外は、上記の図7のフローチャートと同じである。したがって、図9および図10のフローチャートにおいて、上記の図7のフローチャートと制御内容が同じ制御ステップについては、図7のフローチャートと同じステップ番号を付けてある。
図9のフローチャートにおいて、ステップS301では、車両Veの要求駆動力が駆動力閾値βよりも大きいか否かが判断される。駆動力閾値βは、この発明の実施形態における「第1制御」と「第2制御」とを選択的に切り替えて実行する際に判断基準とする閾値である。前述の図8の線図に示すように、「第2制御」を実行する場合は、「第1制御」を実行する場合と比較して、全体的に得られる駆動力は小さいものの、広範囲の後進車速の領域で平均的に所定の駆動力が得られている。そのため、このステップS301では、上記のように「第2制御」を実行する場合に平均的に得られる所定の駆動力を、駆動力閾値βとして設定している。このような駆動力閾値βは、例えば実験やシミュレーションの結果を基に求めることができる。
そして、車両Veの要求駆動力が駆動力閾値βよりも大きいことにより、このステップS301で肯定的に判断された場合は、ステップS206からステップS208へ進み、この発明の実施形態における「第1制御」が実行される。それに対して、車両Veの要求駆動力が駆動力閾値β以下であることにより、ステップS301で否定的に判断された場合には、ステップS209からステップS211へ進み、この発明の実施形態における「第2制御」が実行される。
また、図10のフローチャートにおいて、ステップS401では、車両Veの後進車速が車速閾値αよりも低く、かつ、車両Veの要求駆動力が駆動力閾値βよりも大きいか否かが判断される。前述の図8の線図に示すように、後進車速が車速閾値αよりも低くとも、要求駆動力が小さければ、「第2制御」で要求駆動力を満たすことが可能な場合がある。そのため、このステップS401では、上記のように車速閾値αおよび駆動力閾値βの2つの閾値を設定し、「第1制御」と「第2制御」とを切り替えて実行することにより、より精度の良い適切な制御を実行することができる。
そして、車両Veの後進車速が車速閾値αよりも低く、かつ、車両Veの要求駆動力が駆動力閾値βよりも大きいことにより、このステップS401で肯定的に判断された場合は、ステップS206からステップS208へ進み、この発明の実施形態における「第1制御」が実行される。それに対して、車両Veの後進車速が車速閾値α以上である、または、車両Veの要求駆動力が駆動力閾値β以下であることにより、ステップS401で否定的に判断された場合には、ステップS209からステップS211へ進み、この発明の実施形態における「第2制御」が実行される。
この発明の実施形態で制御対象とする車両Veのギヤトレーンは、前述の図2に示した構成に限定されるものではない。この発明の実施形態では、前述の図2に示した構成以外のギヤトレーンも制御の対象にすることができる。そのようなギヤトレーンのその他の例を、以下の図に示してある。なお、以下の図に示す各車両Veのギヤトレーンにおいて、図2に示す車両Veのギヤトレーンまたは既出した図に示す車両Veのギヤトレーンと構成や機能が同じ部材については、図2または既出した図と同じ参照符号を付けてある。
例えば、図11に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構30を備えている。差動機構30は、前述の差動機構5と同様に、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構31と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構32とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構30は、エンジン1が連結される第1回転要素30a、第1モータ2が連結される第2回転要素30b、第2モータ3が連結される第3回転要素30c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素30dの四つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構31は、第1サンギヤS11、第1リングギヤR11、および、第1キャリアC11の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構32は、第2サンギヤS21、第2リングギヤR21、および、第2キャリアC21の三つの回転要素を有している。第1リングギヤR11と第2キャリアC21とが連結されている。第1キャリアC11と第2リングギヤR21とが連結されている。
第1リングギヤR11は、第2キャリアC21と共に、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS11は、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2サンギヤS21は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1キャリアC11は、第2リングギヤR21と共に、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図11に示す例では、第1リングギヤR11および第2キャリアC21が、差動機構30における第1回転要素30aを形成している。また、第1サンギヤS11が、差動機構30における第2回転要素30bを形成している。また、第2サンギヤS21が、差動機構30における第3回転要素30cを形成している。そして、第1キャリアC11および第2リングギヤR21が、差動機構30における第4回転要素30dを形成している。
図12に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構40を備えている。差動機構40は、前述の差動機構5と同様に、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構41と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構42とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構40は、エンジン1が連結される第1回転要素40a、第1モータ2が連結される第2回転要素40b、第2モータ3が連結される第3回転要素40c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素40dの四つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構41は、第1サンギヤS12、第1リングギヤR12、および、第1キャリアC12の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構42は、第2サンギヤS22、第2リングギヤR22、および、第2キャリアC22の三つの回転要素を有している。第1サンギヤS12と第2サンギヤS22とが連結されている。第1リングギヤR12と第2キャリアC22とが連結されている。
第1キャリアC12は、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS12は、第2サンギヤS22と共に、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2リングギヤR22は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1リングギヤR12は、第2キャリアC22と共に、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図12に示す例では、第1キャリアC12が、差動機構40における第1回転要素40aを形成している。また、第1サンギヤS12および第2サンギヤS22が、差動機構40における第2回転要素40bを形成している。また、第2リングギヤR22が、差動機構40における第3回転要素40cを形成している。そして、第1リングギヤR12および第2キャリアC22が、差動機構40における第4回転要素40dを形成している。
図13に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構50を備えている。差動機構50は、前述の差動機構5と同様に、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構51と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構52とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構50は、エンジン1が連結される第1回転要素50a、第1モータ2が連結される第2回転要素50b、第2モータ3が連結される第3回転要素50c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素50dの四つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構51は、第1サンギヤS13、第1リングギヤR13、および、第1キャリアC13の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構52は、第2サンギヤS23、第2リングギヤR23、および、第2キャリアC23の三つの回転要素を有している。第1リングギヤR13と第2キャリアC23とが連結されている。第1キャリアC13と第2リングギヤR23とが連結されている。
第1リングギヤR13は、第2キャリアC23と共に、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS13は、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2サンギヤS23は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1キャリアC13は、第2リングギヤR23と共に、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図13に示す例では、第1リングギヤR13および第2キャリアC23が、差動機構50における第1回転要素50aを形成している。また、第1サンギヤS13が、差動機構50における第2回転要素50bを形成している。また、第2サンギヤS23が、差動機構50における第3回転要素50cを形成している。そして、第1キャリアC13および第2リングギヤR23が、差動機構50における第4回転要素50dを形成している。
図14に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構60を備えている。差動機構60は、前述の差動機構5と同様に、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構61と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構62とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構60は、エンジン1が連結される第1回転要素60a、第1モータ2が連結される第2回転要素60b、第2モータ3が連結される第3回転要素60c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素60dの四つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構61は、第1サンギヤS14、第1リングギヤR14、および、第1キャリアC14の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構62は、第2サンギヤS24、第2リングギヤR24、および、第2キャリアC24の三つの回転要素を有している。第1サンギヤS14と第2リングギヤR24とが連結されている。第1キャリアC14と第2キャリアC24とが連結されている。
第1リングギヤR14は、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS14は、第2リングギヤR24と共に、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2サンギヤS24は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1キャリアC14は、第2キャリアC24と共に、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図14に示す例では、第1リングギヤR14が、差動機構60における第1回転要素60aを形成している。また、第1サンギヤS14および第2リングギヤR24が、差動機構60における第2回転要素60bを形成している。また、第2サンギヤS24が、差動機構60における第3回転要素60cを形成している。そして、第1キャリアC14および第2キャリアC24が、差動機構60における第4回転要素60dを形成している。
図15に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構70を備えている。差動機構70は、前述の差動機構5と同様に、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構71と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構72とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構70は、エンジン1が連結される第1回転要素70a、第1モータ2が連結される第2回転要素70b、第2モータ3が連結される第3回転要素70c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素70dの四つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構71は、第1サンギヤS15、第1リングギヤR15、および、第1キャリアC15の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構72は、第2サンギヤS25、第2リングギヤR25、および、第2キャリアC25の三つの回転要素を有している。第1キャリアC15と第2キャリアC25とが連結されている。第1サンギヤS15と第2リングギヤR25とが連結されている。
第1キャリアC15は、第2キャリアC25と共に、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS15は、第2リングギヤR25と共に、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2サンギヤS25は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1リングギヤR15は、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図15に示す例では、第1キャリアC15および第2キャリアC25が、差動機構70における第1回転要素70aを形成している。また、第1サンギヤS15および第2リングギヤR25が、差動機構70における第2回転要素70bを形成している。また、第2サンギヤS25が、差動機構70における第3回転要素70cを形成している。そして、第1リングギヤR15が、差動機構70における第4回転要素70dを形成している。
図16に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構80を備えている。差動機構80は、前述の差動機構5と同様に、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構81と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構82とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構80は、エンジン1が連結される第1回転要素80a、第1モータ2が連結される第2回転要素80b、第2モータ3が連結される第3回転要素80c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素80dの四つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構81は、第1サンギヤS16、第1リングギヤR16、および、第1キャリアC16の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構82は、第2サンギヤS26、第2リングギヤR26、および、第2キャリアC26の三つの回転要素を有している。第1キャリアC16と第2リングギヤR26とが連結されている。第1リングギヤR16と第2サンギヤS26とが連結されている。
第1キャリアC16は、第2リングギヤR26と共に、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS16は、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2キャリアC26は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1リングギヤR16は、第2サンギヤS26と共に、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図16に示す例では、第1キャリアC16および第2リングギヤR26が、差動機構80における第1回転要素80aを形成している。また、第1サンギヤS16が、差動機構80における第2回転要素80bを形成している。また、第2キャリアC26が、差動機構80における第3回転要素80cを形成している。そして、第1リングギヤR16および第2サンギヤS26が、差動機構80における第4回転要素80dを形成している。
上述した各具体例における差動機構5,30,40,50,60,70,80は、いずれも、二組のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Veにおける「差動機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、他の形式の遊星歯車機構から構成することができる。例えば、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いることもできる。あるいは、図17に示すように、ラビニヨ型の遊星歯車機構を用いて「差動機構」を構成することもできる。
図17に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構90を備えている。差動機構90は、ラビニヨ型の遊星歯車機構91によって構成されている。差動機構90は、エンジン1が連結される第1回転要素90a、第1モータ2が連結される第2回転要素90b、第2モータ3が連結される第3回転要素90c、および、出力伝動機構7が連結される第4回転要素90dの四つの「回転要素」を有している。
遊星歯車機構91は、第1サンギヤS17、リングギヤR17、キャリアC17、および、第2サンギヤS27の四つの回転要素を有している。より具体的には、ラビニヨ型の遊星歯車機構91は、同軸上に配置された第1サンギヤS17およびリングギヤR17、第1サンギヤS17と噛み合うショートピニオンギヤP17、このショートピニオンギヤP17とリングギヤR17との両方に噛み合うロングピニオンギヤP27、ショートピニオンギヤP17およびロングピニオンギヤP27をそれぞれ保持するキャリアC17、ならびに、ロングピニオンギヤP27と噛み合う第2サンギヤS27から構成されている。第1サンギヤS17と第2サンギヤS27とは、同軸上でかつ相対回転可能に配置されている。
キャリアC17は、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第1サンギヤS17は、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第2サンギヤS27は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。リングギヤR17は、出力伝動機構7に連結されている。
したがって、この図17に示す例では、キャリアC17が、差動機構90における第1回転要素90aを形成している。また、第1サンギヤS17が、差動機構90における第2回転要素90bを形成している。また、第2サンギヤS27が、差動機構90における第3回転要素90cを形成している。そして、リングギヤR17が、差動機構90における第4回転要素90dを形成している。
上述した各具体例における差動機構5,30,40,50,60,70,80,90は、いずれも、互いに差動回転が可能な四つの「回転要素」を有する構成となっているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Veにおける「差動機構」は、例えば、図18に示すように、互いに差動回転が可能な五つの「回転要素」を有していてもよい。
図18に示す車両Veは、前述の図2に示した車両Veと同様に、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構100を備えている。差動機構100は、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構101と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構102と、シングルピニオン型の第3遊星歯車機構103とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構100は、エンジン1が連結される第1回転要素100a、第1モータ2が連結される第2回転要素100b、第2モータ3が連結される第3回転要素100c、出力伝動機構7が連結される第4回転要素100d、および、第1回転要素90a共に、エンジン1が連結される第5回転要素100eの五つの「回転要素」を有している。
第1遊星歯車機構101は、第1サンギヤS18、第1リングギヤR18、および、第1キャリアC18の三つの回転要素を有している。同様に、第2遊星歯車機構102は、第2サンギヤS28、第2リングギヤR28、および、第2キャリアC28の三つの回転要素を有している。同様に、第3遊星歯車機構103は、第3サンギヤS38、第3リングギヤR38、および、第3キャリアC38の三つの回転要素を有している。第1サンギヤS18と第2キャリアC28とが連結されている。第1リングギヤR18と第2サンギヤS28とが連結されている。第2リングギヤR28と第3リングギヤR38とが連結されている。第1キャリアC18と第3キャリアC38とが連結されている。
第1リングギヤR18は、エンジン1の出力軸1aに連結されている。第2リングギヤR28は、第3リングギヤR38と共に、第1モータ2の出力軸2aに連結されている。第3サンギヤS38は、第2モータ3の出力軸3aに連結されている。第1キャリアC18は、第3キャリアC38と共に、出力伝動機構7に連結されている。さらに、第2サンギヤS28は、第1リングギヤR18と共に、エンジン1の出力軸1aに連結されている。
したがって、この図18に示す例では、第1リングギヤR18が、差動機構100における第1回転要素100aを形成している。また、第2リングギヤR28および第3リングギヤR38が、差動機構100における第2回転要素100bを形成している。また、第3サンギヤS38が、差動機構100における第3回転要素100cを形成している。そして、第1キャリアC18および第3キャリアC38が、差動機構100における第4回転要素100dを形成している。さらに、第2サンギヤS28が、差動機構100における第5回転要素100eを形成している。
上述した各具体例では、いずれも、車両Veが、前輪または後輪のいずれか一方に対して動力を伝達する一つの出力伝動機構7を備えた構成を示しているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Veは、例えば、図19に示すように、前輪および後輪の両方に対して動力を伝達する二つの「出力伝動機構」を備えていてもよい。
図19に示す車両Veは、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えている。そして、第1出力伝動機構201、および、第2出力伝動機構202の二つの「出力伝動機構」を備えている。
第1出力伝動機構201は、前述の出力伝動機構7と同様に、ドライブギヤ21、カウンタ軸22、カウンタドリブンギヤ23、ファイナルドライブギヤ24、および、デファレンシャルギヤ25から構成されている。この図19に示す車両Veにおいても、ドライブギヤ21は、差動機構5の第2キャリアC2と一体となって回転するように構成されている。したがって、第1出力伝動機構201は、差動機構5の第4回転要素5dと連結しており、駆動輪6に対して動力を伝達する。図19に示す例では、第1出力伝動機構201には、第3モータ4は連結されていない。第3モータ4は、後述する第2出力伝動機構202に連結されている。図19に示す例では、駆動輪6は、車両Veの前輪を構成している。
第2出力伝動機構202は、カウンタ軸203、カウンタドリブンギヤ204、ファイナルドライブギヤ205、および、デファレンシャルギヤ206から構成されている。カウンタ軸203の一方(図19での右側)の端部に、カウンタドリブンギヤ204が取り付けられている。カウンタ軸203の他方(図19での左側)の端部に、ファイナルドライブギヤ205が取り付けられている。ファイナルドライブギヤ205は、終減速機であるデファレンシャルギヤ206のファイナルドリブンギヤ(デフリングギヤ)207と噛み合っている。デファレンシャルギヤ206には、駆動軸208を介して、駆動輪209が取り付けられている。図19に示す例では、駆動輪209は、車両Veの後輪を構成している。
上記の駆動輪209に、第3モータ4が出力するモータトルクを付加できるように構成されている。具体的には、第3モータ4の出力軸4aが、上記のカウンタ軸203と平行に配置されている。その出力軸4aの先端(図19での左端)に、上記のカウンタドリブンギヤ204と噛み合うピニオン210が取り付けられている。すなわち、第3モータ4は、第2出力伝動機構202を介して、駆動輪209に連結されている。したがって、第2出力伝動機構202は、差動機構5の第4回転要素5dと連結しない「出力伝動機構」であって、第3モータ4のモータトルクを、駆動軸208を介して、駆動輪209へ伝達する。
上述した各具体例では、いずれも、車両Veが、駆動力源として、エンジン1と共に、第1モータ2、第2モータ3、および、第3モータ4の三つの「モータ」を備えた構成を示しているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Veは、例えば、図20に示すように、駆動力源として、エンジン1と共に、四つの「モータ」を備えていてもよい。
図20に示す車両Veは、駆動力源として、エンジン1、ならびに、第1モータ2、第2モータ3、第3モータ4、および、第4モータ(MG4)220の四つの「モータ」を備えている。そして、第1出力伝動機構221、および、第2出力伝動機構222の二つの「出力伝動機構」を備えている。
第1出力伝動機構221は、前述の出力伝動機構7と同様の構成である。したがって、第1出力伝動機構221は、差動機構5の第4回転要素5dに連結しており、駆動輪6に対して動力を伝達する。図20に示す例では、第1出力伝動機構221には、第3モータ4が連結されている。駆動輪6は、車両Veの前輪を構成している。
第2出力伝動機構222は、前述の第2出力伝動機構202と同様の構成である。図20に示す例では、第2出力伝動機構222には、第3モータ4の替わりに第4モータ220が連結されている。したがって、第2出力伝動機構222は、差動機構5の第4回転要素5dと連結しない「出力伝動機構」であって、第4モータ220のモータトルクを、駆動軸208を介して、駆動輪209へ伝達する。駆動輪209は、車両Veの後輪を構成している。
1…エンジン(ENG)、 2…第1モータ(MG1)、 3…第2モータ(MG2)、 4…第3モータ(MG3)、 5,30,40,50,60,70,80…差動機構、 5a,30a,40a,50a,60a,70a,80a…第1回転要素、 5b,30b,40b,50b,60b,70b,80b…第2回転要素、 5c,30c,40c,50c,60c,70c,80c…第3回転要素、 5d,30d,40d,50d,60d,70d,80d…第4回転要素、 6,209…駆動輪、 7,201,202,221,222…出力伝動機構、 8,31,41,51,61,71,81…第1遊星歯車機構(PL1)、 9,32,42,52,62,72,82…第2遊星歯車機構(PL2)、 10…ブレーキ、 11…コントローラ(EUC)、 220…第4モータ(MG4)、 C1,C11,C12,C13,C14,C15,C16…第1キャリア、 R1,R11,R12,R13,R14,R15,R16…第1リングギヤ、 S1,S11,S12,S13,S14,S15,S16…第1サンギヤ、 C2,C21,C22,C23,C24,C25,C16…第2キャリア、 R2,R21,R22,R23,R24,R25,R26…第2リングギヤ、 S2,S21,S22,S23,S24,S25,S26…第2サンギヤ、 Ve…車両(ハイブリッド車両)。

Claims (11)

  1. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において
    前記差動機構は、
    第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、
    前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとが連結され、
    前記第1リングギヤと前記第2キャリアとが連結され、
    前記第1回転要素として前記第1キャリアに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2サンギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第2リングギヤに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2キャリアに前記出力伝動機構が連結されており、
    記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において、
    前記差動機構は、
    第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、
    前記第1キャリアと前記第2リングギヤとが連結され、
    前記第1リングギヤと前記第2キャリアとが連結され、
    前記第1回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2キャリアに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第1サンギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、
    前記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において、
    前記差動機構は、
    第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、
    前記第1サンギヤと前記第2リングギヤとが連結され、
    前記第1キャリアと前記第2キャリアとが連結され、
    前記第1回転要素として前記第1リングギヤに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2リングギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2キャリアに前記出力伝動機構が連結されており、
    前記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において、
    前記差動機構は、
    第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、
    前記第1サンギヤと前記第2リングギヤとが連結され、
    前記第1キャリアと前記第2キャリアとが連結され、
    前記第1回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2キャリアに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第1サンギヤまたは前記第2リングギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記第1リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、
    前記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において、
    前記差動機構は、
    第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構とから構成されており、
    前記第1キャリアと前記第2リングギヤとが連結され、
    前記第1リングギヤと前記第2サンギヤとが連結され、
    前記第1回転要素として前記第1キャリアまたは前記第2リングギヤに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第1サンギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第2キャリアに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2サンギヤに前記出力伝動機構が連結されており、
    前記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において、
    前記差動機構は、
    同軸上に配置された第1サンギヤおよびリングギヤ、前記第1サンギヤと噛み合うショートピニオンギヤ、前記ショートピニオンギヤと前記リングギヤとの両方に噛み合うロングピニオンギヤ、前記ショートピニオンギヤおよび前記ロングピニオンギヤをそれぞれ保持するキャリア、ならびに、前記ロングピニオンギヤと噛み合う第2サンギヤを有するラビニヨ型遊星歯車機構から構成されており、
    前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとは、同軸上でかつ相対回転可能に配置されており、
    前記第1回転要素として前記キャリアに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第1サンギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第2サンギヤに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記リングギヤに前記出力伝動機構が連結されており、
    前記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
    互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
    駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
    前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
    前記差動機構の第1回転要素に前記エンジンが連結され、
    前記差動機構の第2回転要素に前記駆動力源の第1モータが連結され、
    前記差動機構の第3回転要素に前記駆動力源の第2モータが連結され、
    前記差動機構の第4回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
    前記第4回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第4回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第3モータが連結された
    ハイブリッド車両の制御装置において、
    前記差動機構は、
    第1サンギヤ、第1キャリア、および、第1リングギヤを有する第1遊星歯車機構と、第2サンギヤ、第2キャリア、および、第2リングギヤを有する第2遊星歯車機構と、第3サンギヤ、第3キャリア、および、第3リングギヤを有する第3遊星歯車機構とから構成されており、
    前記第1サンギヤと前記第2キャリアとが連結され、
    前記第1キャリアと前記第3キャリアとが連結され、
    前記第1リングギヤと前記第2サンギヤとが連結され、
    前記第2リングギヤと前記第3リングギヤとが連結され、
    前記第1回転要素として前記第1リングギヤまたは前記第2サンギヤに前記エンジンが連結され、
    前記第2回転要素として前記第2リングギヤまたは前記第3リングギヤに前記第1モータが連結され、
    前記第3回転要素として前記第3サンギヤに前記第2モータが連結され、
    前記第4回転要素として前記第1キャリアまたは前記第3キャリアに前記出力伝動機構が連結されており、
    前記コントローラは、
    前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
    前記ハイブリッド車両は、後進走行し、かつ、前記エンジンがエンジントルクを出力する状態で駆動力を発生する走行状態になると判断した場合に、前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記エンジントルクに対抗する反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記ハイブリッド車両を後進させる向きの駆動トルクを出力するように、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記第3モータをそれぞれ制御する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記第1モータおよび前記第2モータの両方で前記反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記駆動トルクを出力する第1制御と、前記第1モータまたは前記第2モータのいずれか一方で前記反力トルクを出力するとともに、前記第3モータで前記駆動トルクを出力する第2制御とを、前記ハイブリッド車両が後進走行する際の後進車速または要求駆動力の少なくともいずれかに基づいて、選択的に切り替えて実行する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  9. 請求項8に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記後進車速と予め定めた車速閾値とを比較し、
    前記後進車速が前記車速閾値よりも低い場合は、前記第1制御を選択して実行し、
    前記後進車速が前記車速閾値以上の場合は、前記第2制御を選択して実行する
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  10. 請求項8に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記要求駆動力と予め定めた駆動力閾値とを比較し、
    前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも大きい場合は、前記第1制御を選択して実行し、
    前記要求駆動力が前記駆動力閾値以下の場合は、前記第2制御を選択して実行する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  11. 請求項8に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記後進車速と予め定めた車速閾値とを比較し、
    前記要求駆動力と予め定めた駆動力閾値とを比較し、
    前記後進車速が前記車速閾値よりも低く、かつ、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも大きい場合は、前記第1制御を選択して実行し、
    前記後進車速が前記車速閾値以上、または、前記要求駆動力が前記駆動力閾値以下の場合は、前記第2制御を選択して実行する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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