JPWO2013140546A1 - Drive control apparatus for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
ハイブリッド車両において電動機走行中にエンジン始動を行なったときのトルク抜けの発生が抑制される駆動制御装置を提供することにある。第1電動機(MG1)および第2電動機(MG2)で車両を駆動する電動機走行モード(EV−2)での電動機走行中にエンジン(12)を始動させるに際しては、第2電動機(MG2)の出力トルクが増加させられるとともに、クラッチ(CL)が解放されて第1電動機(MG1)によりエンジン(12)が回転駆動される。このため、車両駆動力に寄与していた第1電動機(MG1)の出力トルクの低下分に相当する車両の駆動トルクの低下分が、第2電動機(MG2)の出力トルクの増加に相当する駆動トルクの増加によって補償されるので、車両の駆動トルクの変化が緩和されてトルク抜けの発生が抑制される。An object of the present invention is to provide a drive control device that suppresses the occurrence of torque loss when an engine is started during running of an electric motor in a hybrid vehicle. When starting the engine (12) during motor travel in the motor travel mode (EV-2) in which the vehicle is driven by the first motor (MG1) and the second motor (MG2), the output of the second motor (MG2) As the torque is increased, the clutch (CL) is released and the engine (12) is rotationally driven by the first electric motor (MG1). For this reason, the decrease in the drive torque of the vehicle corresponding to the decrease in the output torque of the first electric motor (MG1) contributing to the vehicle drive force corresponds to the increase in the output torque of the second electric motor (MG2). Since compensation is made by the increase in torque, the change in the driving torque of the vehicle is alleviated and the occurrence of torque loss is suppressed.
Description
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a drive control device for a hybrid vehicle.
例えば、第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材および第2電動機に連結された第3回転要素を備えた差動機構と、エンジンのクランク軸の回転を拘束するクランク軸ロック装置とを備え、第2電動機を駆動源として走行可能な通常の第1電動機走行モードの他に、第1電動機および第2電動機を共に駆動源として走行可能な第2電動機走行モードが得られるハイブリッド車両が知られている。 For example, a differential mechanism including a first rotating element connected to a first electric motor, a second rotating element connected to an engine, an output rotating member and a third rotating element connected to the second electric motor, A crankshaft locking device that restrains the rotation of the crankshaft and can travel using both the first motor and the second motor as a drive source in addition to the normal first motor travel mode that can travel using the second motor as a drive source. There is known a hybrid vehicle that can obtain the second electric motor travel mode.
これに対して、第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材に連結された第3回転要素を備えた第1差動機構と、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、前記第1差動機構における回転要素と前記第2差動機構における回転要素とを選択的に連結するクラッチと、前記第2差動機構における回転要素を非回転部材に対して選択的に連結するブレーキとを、備えるハイブリッド車両が考えられる。これによれば、前記ブレーキおよび前記クラッチを係合させて第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行が得られる。 In contrast, a first differential mechanism including a first rotating element coupled to the first electric motor, a second rotating element coupled to the engine, and a third rotating element coupled to the output rotating member, A first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element connected to the two electric motors, and one of the second rotating element and the third rotating element is a third rotating element in the first differential mechanism; A second differential mechanism coupled to the clutch, a clutch that selectively couples the rotating element in the first differential mechanism and the rotating element in the second differential mechanism, and the rotating element in the second differential mechanism A hybrid vehicle including a brake that is selectively connected to a non-rotating member is conceivable. According to this, the electric motor traveling in which the brake and the clutch are engaged and the vehicle is driven by the first electric motor and the second electric motor is obtained.
また、上記ハイブリッド車両では、前記ブレーキを係合させ且つ前記クラッチを解放させると、前記エンジンと第1電動機および/または第2電動機とを駆動源とするハイブリッド走行ができるので、一層高い駆動力が得られる特徴がある。 In the hybrid vehicle, when the brake is engaged and the clutch is released, hybrid driving can be performed using the engine and the first electric motor and / or the second electric motor as drive sources, so that a higher driving force can be obtained. There are features to be obtained.
ところで、上記ハイブリッド車両において、前記ブレーキおよび前記クラッチを係合させて第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行中に、たとえば要求駆動力の増大や蓄電装置の充電残量SOCを増加させるなどのためにエンジンを起動させるエンジン始動要求が出される場合がある。しかしながら、上記ハイブリッド車両では、始動専用のスタータモータを備えず、第1電動機を用いてエンジンの始動を行なう必要があるが、この第1電動機を用いてエンジンを始動させると、そのエンジン始動に消費したトルクに相当する分の駆動力が低下し、所謂トルク抜けの感覚が発生し、車両の搭乗者に違和感を与えるという問題が生じる。 By the way, in the hybrid vehicle described above, for example, an increase in required driving force or an increase in the remaining charge SOC of the power storage device is increased during driving of the electric motor in which the brake and the clutch are engaged to drive the vehicle with the first electric motor and the second electric motor. There may be a case where an engine start request for starting the engine is made to cause the engine to start. However, the hybrid vehicle does not include a starter motor dedicated to starting, and it is necessary to start the engine using the first electric motor. However, if the engine is started using the first electric motor, the engine is consumed for starting the engine. As a result, the driving force corresponding to the torque is reduced, so that a so-called torque loss sensation is generated, and there is a problem that the vehicle occupant feels uncomfortable.
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、上記ハイブリッド車両において第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行中にエンジン始動を行なったときのトルク抜けの発生が抑制されるハイブリッド車両の駆動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. The purpose of the present invention is when the engine is started during driving of the electric motor in which the vehicle is driven by the first electric motor and the second electric motor in the hybrid vehicle. An object of the present invention is to provide a drive control device for a hybrid vehicle in which occurrence of torque loss is suppressed.
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、(a)
全体として4つの回転要素を有する第1差動機構及び第2差動機構と、(b) 該4つの回転要素にそれぞれ連結された第1電動機、第2電動機、エンジン、および出力回転部材と、(c) 該エンジンが連結された回転要素を非回転部材に選択的に連結するブレーキとを、備え、(d) 前記4つの回転要素のうちの1つは、前記第1差動機構の回転要素と前記第2差動機構の回転要素とがクラッチを介して選択的に連結されるものであり、(e)前記ブレーキおよび前記クラッチを係合させて第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行が行なわれるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、(f) 前記電動機走行中に前記エンジンを始動させるに際しては、前記クラッチを解放して前記第1電動機により該エンジンを回転駆動するとともに前記第2電動機の出力トルクを増加させることにある。In order to achieve such an object, the gist of the present invention is (a)
A first differential mechanism and a second differential mechanism having four rotation elements as a whole; and (b) a first motor, a second motor, an engine, and an output rotation member respectively coupled to the four rotation elements; (c) a brake for selectively connecting a rotating element to which the engine is connected to a non-rotating member, and (d) one of the four rotating elements is a rotation of the first differential mechanism. An element and a rotary element of the second differential mechanism are selectively connected via a clutch, and (e) the vehicle is operated by the first electric motor and the second electric motor by engaging the brake and the clutch. A drive control apparatus for a hybrid vehicle in which a driving motor is driven, wherein (f) when starting the engine during the motor driving, the clutch is released and the engine is driven to rotate by the first motor. Together with the above 2. To increase the output torque of the electric motor.
本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行中にエンジンを始動させるに際しては、第2電動機の出力トルクが増加させられるとともに、クラッチが解放されて第1電動機によりエンジンが回転駆動される。このため、車両駆動力に寄与していた第1電動機の出力トルクの低下分に相当する車両の駆動トルクの低下分が、第2電動機の出力トルクの増加に相当する駆動トルクの増加によって補償されるので、車両の駆動トルクの変化が緩和されてトルク抜けの発生が抑制される。 According to the hybrid vehicle drive control device of the present invention, when the engine is started while the motor is driven by the first electric motor and the second electric motor, the output torque of the second electric motor is increased and the clutch is It is released and the engine is driven to rotate by the first electric motor. For this reason, the decrease in the drive torque of the vehicle corresponding to the decrease in the output torque of the first motor that has contributed to the vehicle drive force is compensated by the increase in the drive torque corresponding to the increase in the output torque of the second motor. Therefore, the change in the driving torque of the vehicle is alleviated and the occurrence of torque loss is suppressed.
ここで、好適には、(g)前記第2電動機は、前記電動機走行では、相対的に大きく設定された第1定格トルクよりも所定の余裕値だけ小さく設定された第2定格トルク内の運転点で作動させられるが、前記エンジン始動時には、該第2定格トルクを越えた運転点で作動させられる。このようにすれば、電動機走行では、定常運転で過熱のない電動機走行が得られるとともに、エンジン始動時において第2電動機の出力トルクが電動機走行で許容された第2定格トルクよりも大きいトルクを一時的に出力できるので、エンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制される。 Here, it is preferable that (g) the second motor is operated within the second rated torque that is set smaller by a predetermined margin value than the first rated torque that is set to be relatively large when the motor is running. However, when the engine is started, the engine is operated at an operating point exceeding the second rated torque. In this way, in motor driving, motor driving without overheating can be obtained in steady operation, and at the time of engine start, the torque output from the second motor is temporarily larger than the second rated torque allowed in motor driving. Therefore, it is possible to reliably suppress the torque loss of the drive torque when starting the engine.
また、好適には、(h)前記第1電動機および第2電動機は、前記電動機走行では、相対的に効率が良い領域内の運転点で作動させられるが、前記エンジン始動時は、該効率が良い領域内の運転点から離れて前記第2定格トルクを越えた運転点で作動させられる。このようにすれば、電動機走行では、効率のよい電動機走行が得られるとともに、エンジン始動時においては、第2電動機の出力トルクが電動機走行で許容された第2定格トルクよりも大きいトルクを一時的に出力できるので、エンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制される。 Preferably, (h) the first electric motor and the second electric motor are operated at operating points within a relatively efficient region in the electric motor running, but the efficiency is increased when the engine is started. It is operated at an operating point that is far from the operating point in the good region and exceeds the second rated torque. In this way, efficient motor travel is obtained in motor travel, and at the time of engine start, the torque output from the second motor is temporarily larger than the second rated torque allowed for motor travel. Therefore, it is possible to reliably suppress the torque loss of the drive torque when starting the engine.
また、好適には、(j)前記電動機走行において、エンジン始動要求の発生可能性が低い状態では、前記第2電動機は第2定格トルクを越えた運転点で作動させられる。このようにすれば、運転者の急加速や急ブレーキ操作のない定常運転指向であるとき、エンジン水温が暖気判定値より高いとき、蓄電装置の充電残量SOCが十分にあるときなどのように、エンジン始動の可能性が低い状態では、第2電動機は第2定格トルクを越えた運転点で作動させられるので、電動機走行において一層高い駆動力が得られる。 Preferably, (j) the second motor is operated at an operating point that exceeds the second rated torque when the possibility of an engine start request is low in the motor running. In this way, when the driver is in a steady driving direction without sudden acceleration or braking operation, when the engine water temperature is higher than the warm-up determination value, or when the remaining charge SOC of the power storage device is sufficient. In a state where the possibility of starting the engine is low, the second electric motor is operated at an operating point exceeding the second rated torque, so that a higher driving force can be obtained in electric motor travel.
また、好適には、(k)前記第1差動機構は、前記第1電動機に連結された第1回転要素、前記エンジンに連結された第2回転要素、及び前記出力回転部材に連結された第3回転要素を有し、(l) 前記第2差動機構は、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を有し、該第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構の第3回転要素に連結され、(m) 前記クラッチは、前記第1差動機構の回転要素と前記第2差動機構の回転要素とを選択的に連結し、(n) 前記ブレーキは、前記第2差動機構における回転要素を非回転部材に対して選択的に連結するものである。 Preferably, (k) the first differential mechanism is connected to a first rotating element connected to the first electric motor, a second rotating element connected to the engine, and the output rotating member. (L) the second differential mechanism has a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element coupled to a second electric motor, the second rotating element And the third rotation element is coupled to the third rotation element of the first differential mechanism, and (m) the clutch rotates the rotation element of the first differential mechanism and the second differential mechanism. (N) The brake selectively connects the rotating element in the second differential mechanism to the non-rotating member.
本発明において、前記第1差動機構及び第2差動機構は、前記クラッチが係合された状態において全体として4つの回転要素を有するものである。また、好適には、前記第1差動機構及び第2差動機構の要素相互間に前記クラッチに加え他のクラッチを備えた構成において、前記第1差動機構及び第2差動機構は、それら複数のクラッチが係合された状態において全体として4つの回転要素を有するものである。換言すれば、本発明は、共線図上において4つの回転要素として表される第1差動機構及び第2差動機構と、それら4つの回転要素にそれぞれ連結されたエンジン、第1電動機、第2電動機、及び出力回転部材とを、備え、前記4つの回転要素のうちの1つは、前記第1差動機構の回転要素と前記第2差動機構の回転要素とがクラッチを介して選択的に連結され、そのクラッチによる係合対象となる前記第1差動機構又は前記第2差動機構の回転要素が、非回転部材に対してブレーキを介して選択的に連結されるハイブリッド車両の駆動制御装置に好適に適用されるものである。 In the present invention, the first differential mechanism and the second differential mechanism have four rotating elements as a whole in a state where the clutch is engaged. Preferably, in a configuration including another clutch in addition to the clutch between elements of the first differential mechanism and the second differential mechanism, the first differential mechanism and the second differential mechanism are: In the state in which the plurality of clutches are engaged, there are four rotating elements as a whole. In other words, the present invention relates to a first differential mechanism and a second differential mechanism that are represented as four rotating elements on the nomographic chart, an engine connected to each of the four rotating elements, a first electric motor, A second electric motor, and an output rotating member, wherein one of the four rotating elements includes a rotating element of the first differential mechanism and a rotating element of the second differential mechanism via a clutch. A hybrid vehicle that is selectively connected and a rotating element of the first differential mechanism or the second differential mechanism that is to be engaged by the clutch is selectively connected to a non-rotating member via a brake. It is suitably applied to the drive control apparatus.
前記クラッチ及びブレーキは、好適には、何れも油圧に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ(噛合クラッチ)であってもよい。或いは、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電気的な指令に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)ものであってもよい。 The clutch and the brake are preferably hydraulic engagement devices whose engagement state is controlled (engaged or released) according to the hydraulic pressure, for example, a wet multi-plate friction engagement device. However, a meshing engagement device, that is, a so-called dog clutch (meshing clutch) may be used. Alternatively, the engagement state may be controlled (engaged or released) according to an electrical command, such as an electromagnetic clutch or a magnetic powder clutch.
本発明が適用される駆動装置においては、前記クラッチ及びブレーキの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。好適には、前記エンジンの運転が停止させられると共に、前記第1電動機及び第2電動機の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでEV−1モードが、前記ブレーキ及びクラッチが共に係合されることでEV−2モードがそれぞれ成立させられる。前記エンジンを駆動させると共に、前記第1電動機及び第2電動機により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでHV−1モードが、前記ブレーキが解放されると共に前記クラッチが係合されることでHV−2モードが、前記ブレーキ及びクラッチが共に解放されることでHV−3モードがそれぞれ成立させられる。 In the drive device to which the present invention is applied, one of a plurality of travel modes is selectively established according to the engagement state of the clutch and the brake. Preferably, the operation of the engine is stopped and the brake is engaged and the clutch is released in an EV traveling mode in which at least one of the first electric motor and the second electric motor is used as a driving source for traveling. Thus, the EV-1 mode is established, and the EV-2 mode is established by engaging both the brake and the clutch. In the hybrid travel mode in which the engine is driven and the first electric motor and the second electric motor drive or generate electric power as required, the brake is engaged and the clutch is released, so that HV-1 The HV-2 mode is established when the brake is released and the clutch is engaged, and the HV-3 mode is established when both the brake and the clutch are released.
本発明において、好適には、前記クラッチが係合させられ、且つ、前記ブレーキが解放させられている場合における前記第1差動機構及び第2差動機構それぞれにおける各回転要素の共線図における並び順は、前記第1差動機構及び第2差動機構それぞれにおける第2回転要素及び第3回転要素に対応する回転速度を重ねて表した場合に、前記第1差動機構における第1回転要素、前記第2差動機構における第1回転要素、前記第1差動機構における第2回転要素及び第2差動機構における第2回転要素、前記第1差動機構における第3回転要素及び第2差動機構における第3回転要素の順である。 In the present invention, preferably, in the collinear diagram of each rotating element in each of the first differential mechanism and the second differential mechanism when the clutch is engaged and the brake is released. The arrangement order indicates the first rotation in the first differential mechanism when the rotation speeds corresponding to the second rotation element and the third rotation element in each of the first differential mechanism and the second differential mechanism are superimposed. An element, a first rotating element in the second differential mechanism, a second rotating element in the first differential mechanism, a second rotating element in the second differential mechanism, a third rotating element in the first differential mechanism, and a second rotating element. It is the order of the 3rd rotation element in 2 differential mechanisms.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置10(以下、単に駆動装置10という)の構成を説明する骨子図である。この図1に示すように、本実施例の駆動装置10は、例えばFF(前置エンジン前輪駆動)型車両等に好適に用いられる横置き用の装置であり、主動力源であるエンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2、第1差動機構としての第1遊星歯車装置14、及び第2差動機構としての第2遊星歯車装置16を共通の中心軸CE上に備えて構成されている。駆動装置10は、中心軸CEに対して略対称的に構成されており、図1においては中心線の下半分を省略して図示している。以下の各実施例についても同様である。 FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a hybrid vehicle drive device 10 (hereinafter simply referred to as drive device 10) to which the present invention is preferably applied. As shown in FIG. 1, the
エンジン12は、例えば、気筒内噴射されるガソリン等の燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン等の内燃機関である。第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ(発動機)及び反力を発生させるジェネレータ(発電機)としての機能を有する所謂モータジェネレータであり、それぞれのステータ(固定子)18、22が非回転部材であるハウジング(ケース)26に固設されると共に、各ステータ18、22の内周側にロータ(回転子)20、24を備えて構成されている。 The
第1遊星歯車装置14は、ギヤ比がρ1であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第1回転要素としてのサンギヤS1、ピニオンギヤP1を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC1、及びピニオンギヤP1を介してサンギヤS1と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第2遊星歯車装置16は、ギヤ比がρ2であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第1回転要素としてのサンギヤS2、ピニオンギヤP2を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC2、及びピニオンギヤP2を介してサンギヤS2と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR2を回転要素(要素)として備えている。 The first
第1遊星歯車装置14のサンギヤS1は、第1電動機MG1のロータ20に連結されている。第1遊星歯車装置14のキャリアC1は、エンジン12のクランク軸と一体的に回転させられる入力軸28に連結されている。この入力軸28は、中心軸CEを軸心とするものであり、以下の実施例において、特に区別しない場合には、この中心軸CEの軸心の方向を軸方向(軸心方向)という。第1遊星歯車装置14のリングギヤR1は、出力回転部材である出力歯車30に連結されると共に、第2遊星歯車装置16のリングギヤR2と相互に連結されている。第2遊星歯車装置16のサンギヤS2は、第2電動機MG2のロータ24に連結されている。 The sun gear S1 of the first
出力歯車30から出力された駆動力は、図示しない差動歯車装置及び車軸等を介して図示しない左右一対の駆動輪へ伝達される。一方、車両の走行路面から駆動輪に対して入力されるトルクは、差動歯車装置及び車軸等を介して出力歯車30から駆動装置10へ伝達(入力)される。入力軸28におけるエンジン12と反対側の端部には、例えばベーンポンプ等の機械式オイルポンプ32が連結されており、エンジン12の駆動に伴い後述する油圧制御回路60等の元圧とされる油圧が出力されるようになっている。このオイルポンプ32に加えて、電気エネルギにより駆動される電動式オイルポンプが設けられたものであってもよい。 The driving force output from the
第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との間には、それらキャリアC1とC2との間を選択的に係合させる(キャリアC1とC2との間を断接する)クラッチCLが設けられている。第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材であるハウジング26との間には、そのハウジング26に対してキャリアC2を選択的に係合(固定)させるブレーキBKが設けられている。これらのクラッチCL及びブレーキBKは、好適には、何れも油圧制御回路60から供給される油圧に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ(噛合クラッチ)であってもよい。更には、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電子制御装置40から供給される電気的な指令に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)ものであってもよい。 The carrier C1 of the first
図1に示すように、駆動装置10において、第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16は、それぞれ入力軸28と同軸上(中心軸CE上)に配置されており、且つ、中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、中心軸CEの軸方向に関して、第1遊星歯車装置14は、第2遊星歯車装置16に対してエンジン12側に配置されている。中心軸CEの軸方向に関して、第1電動機MG1は、第1遊星歯車装置14に対してエンジン12側に配置されている。中心軸CEの軸方向に関して、第2電動機MG1は、第2遊星歯車装置16に対してエンジン12の反対側に配置されている。すなわち、第1電動機MG1、第2電動機MG2は、中心軸CEの軸方向に関して、第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、駆動装置10においては、中心軸CEの軸方向において、エンジン12側から第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。 As shown in FIG. 1, in the
図2は、駆動装置10の駆動を制御するためにその駆動装置10に備えられた制御系統の要部を説明する図である。この図2に示す電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、エンジン12の駆動制御や、第1電動機MG1及び第2電動機MG2に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする駆動装置10の駆動に係る各種制御を実行する。すなわち、本実施例においては、電子制御装置40が駆動装置10の適用されたハイブリッド車両の駆動制御装置に相当する。この電子制御装置40は、エンジン12の出力制御用や第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。 FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of a control system provided in the driving
図2に示すように、電子制御装置40には、駆動装置10の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、パーキングポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション、後進走行ポジションなどへ手動操作されることに応答してシフト操作装置41から出力される操作位置信号Sh、アクセル開度センサ42により運転者の出力要求量に対応する図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ACCを表す信号、エンジン回転速度センサ44によりエンジン12の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、MG1回転速度センサ46により第1電動機MG1の回転速度NMG1を表す信号、MG2回転速度センサ48により第2電動機MG2の回転速度NMG2を表す信号、出力回転速度センサ50により車速Vに対応する出力歯車30の回転速度NOUTを表す信号、車輪速センサ52により駆動装置10における各車輪それぞれの速度NWを表す信号、及びバッテリSOCセンサ54により図示しないバッテリの充電容量(充電状態)SOCを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置40に供給される。As shown in FIG. 2, the
電子制御装置40からは、駆動装置10の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、エンジン12の出力を制御するエンジン出力制御指令として、燃料噴射装置による吸気配管等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、点火装置によるエンジン12の点火時期(点火タイミング)を指令する点火信号、及び電子スロットル弁のスロットル弁開度θTHを操作するためにスロットルアクチュエータへ供給される電子スロットル弁駆動信号等が、そのエンジン12の出力を制御するエンジン制御装置56へ出力される。第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を指令する指令信号がインバータ58へ出力され、そのインバータ58を介してバッテリからその指令信号に応じた電気エネルギが第1電動機MG1及び第2電動機MG2に供給されてそれら第1電動機MG1及び第2電動機MG2の出力(トルク)が制御される。第1電動機MG1及び第2電動機MG2により発電された電気エネルギがインバータ58を介してバッテリに供給され、そのバッテリに蓄積されるようになっている。クラッチCL、ブレーキBKの係合状態を制御する指令信号が油圧制御回路60に備えられたリニアソレノイド弁等の電磁制御弁へ供給され、それら電磁制御弁から出力される油圧が制御されることでクラッチCL、ブレーキBKの係合状態が制御されるようになっている。The
駆動装置10は、第1電動機MG1及び第2電動機MG2を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度と出力回転速度の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。例えば、第1電動機MG1により発電された電気エネルギをインバータ58を介してバッテリや第2電動機MG2へ供給する。これにより、エンジン12の動力の主要部は機械的に出力歯車30へ伝達される一方、その動力の一部は第1電動機MG1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通してその電気エネルギが第2電動機MG2へ供給される。そして、その第2電動機MG2が駆動されて第2電動機MG2から出力された動力が出力歯車30へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機MG2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン12の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。 The
以上のように構成された駆動装置10が適用されたハイブリッド車両においては、エンジン12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2の駆動状態、及びクラッチCL、ブレーキBKの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。図3は、駆動装置10において成立させられる5種類の走行モードそれぞれにおけるクラッチCL、ブレーキBKの係合状態を示す係合表であり、係合を「○」で、解放を空欄でそれぞれ示している。この図3に示す「EV−1モード」、「EV−2モード」は、何れもエンジン12の運転が停止させられると共に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いる電動機走行モードである。「HV−1モード」、「HV−2モード」、「HV−3モード」は、何れもエンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うエンジン走行モードである。このエンジン走行モードにおいて、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により反力を発生させるものであってもよく、無負荷の状態で空転させるものであってもよい。 In the hybrid vehicle to which the
図3に示すように、駆動装置10においては、エンジン12の運転が停止させられると共に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードにおいて、ブレーキBKが係合されると共にクラッチCLが解放されることで走行モード1である「EV−1モード」が、ブレーキBK及びクラッチCLが共に係合されることで走行モード2である「EV−2モード」がそれぞれ成立させられる。エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うエンジン走行モードにおいて、ブレーキBKが係合されると共にクラッチCLが解放されることで走行モード3である「HV−1モード」が、ブレーキBKが解放されると共にクラッチCLが係合されることで走行モード4である「HV−2モード」が、ブレーキBK及びクラッチCLが共に解放されることで走行モード5である「HV−3モード」がそれぞれ成立させられる。 As shown in FIG. 3, in the driving
図4〜図7は、駆動装置10(第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16)において、クラッチCL及びブレーキBKそれぞれの係合状態に応じて連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示しており、横軸方向において第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標である。車両前進時における出力歯車30の回転方向を正の方向(正回転)として各回転速度を表している。横線X1は回転速度零を示している。縦線Y1〜Y4は、左から順に実線Y1が第1遊星歯車装置14のサンギヤS1(第1電動機MG1)、破線Y2が第2遊星歯車装置16のサンギヤS2(第2電動機MG2)、実線Y3が第1遊星歯車装置14のキャリアC1(エンジン12)、破線Y3′が第2遊星歯車装置16のキャリアC2、実線Y4が第1遊星歯車装置14のリングギヤR1(出力歯車30)、破線Y4′が第2遊星歯車装置16のリングギヤR2それぞれの相対回転速度を示している。図4〜図7においては、縦線Y3及びY3′、縦線Y4及びY4′をそれぞれ重ねて表している。ここで、リングギヤR1及びR2は相互に連結されているため、縦線Y4、Y4′にそれぞれ示すリングギヤR1及びR2の相対回転速度は等しい。 4 to 7 show the rotational speeds of the rotating elements in the driving device 10 (the first
図4〜図7においては、第1遊星歯車装置14における3つの回転要素の相対的な回転速度を実線L1で、第2遊星歯車装置16における3つの回転要素の相対的な回転速度を破線L2でそれぞれ示している。縦線Y1〜Y4(Y2〜Y4′)の間隔は、第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16の各ギヤ比ρ1、ρ2に応じて定められている。すなわち、第1遊星歯車装置14における3つの回転要素に対応する縦線Y1、Y3、Y4に関して、サンギヤS1とキャリアC1との間が1に対応するものとされ、キャリアC1とリングギヤR1との間がρ1に対応するものとされる。第2遊星歯車装置16における3つの回転要素に対応する縦線Y2、Y3′、Y4′に関して、サンギヤS2とキャリアC2との間が1に対応するものとされ、キャリアC2とリングギヤR2との間がρ2に対応するものとされる。すなわち、駆動装置10において、好適には、第1遊星歯車装置14のギヤ比ρ1よりも第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2の方が大きい(ρ2>ρ1)。以下、図4〜図7を用いて駆動装置10における各走行モードについて説明する。 4 to 7, the relative rotational speeds of the three rotating elements in the first
図3に示す「EV−1モード」は、駆動装置10における第1の電動機走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12の運転が停止させられると共に、第2電動機MG2が走行用の駆動源として用いられる電動機走行モードである。図4は、このEV−1モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが解放されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。ブレーキBKが係合されることで第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材であるハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このEV−1モードにおいては、第2遊星歯車装置16において、サンギヤS2の回転方向と回転方向とが逆方向となり、第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクによりリングギヤR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、第2電動機MG2により負のトルクを出力させることにより、駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。この場合において、第1電動機MG1は空転させられる。このEV−1モードでは、クラッチC1及びC2の相対回転が許容されると共に、そのクラッチC2が非回転部材に連結された所謂THS(Toyota Hybrid System)を搭載した車両におけるEV(電気)走行と同様の、第2電動機MG2による前進或いは後進のEV走行制御を行うことができる。 The “EV-1 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the first electric motor traveling mode in the
図3に示す「EV−2モード」は、駆動装置10における第2の電動機走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12の運転が停止させられると共に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方が走行用の駆動源として用いられるEV走行モードである。図5は、このEV−2モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが係合されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされている。更に、ブレーキBKが係合されることで第2遊星歯車装置16のキャリアC2及びそのキャリアC2に係合された第1遊星歯車装置14のキャリアC1が非回転部材であるハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このEV−2モードにおいては、第1遊星歯車装置14において、サンギヤS1の回転方向とリングギヤR1の回転方向とが逆方向となると共に、第2遊星歯車装置16において、サンギヤS2の回転方向とリングギヤR2の回転方向とが逆方向となる。すなわち、第1電動機MG1乃至第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクによりリングギヤR1及びR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により、駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行或いは後進走行させることができる。 The “EV-2 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the second electric motor travel mode in the
EV−2モードにおいては、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により発電を行う形態を成立させることもできる。この形態においては、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方或いは両方により走行用の駆動力(トルク)を分担して発生させることが可能となり、各電動機を効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。更に、バッテリの充電状態が満充電の場合等、回生による発電が許容されない場合に、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方或いは両方を空転させることも可能である。すなわち、EV−2モードにおいては、幅広い走行条件においてEV走行を行うことや、長時間継続してEV走行を行うことが可能となる。従って、EV−2モードは、プラグインハイブリッド車両等、EV走行を行う割合が高いハイブリッド車両において好適に採用される。 In the EV-2 mode, a mode in which power generation is performed by at least one of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 can be established. In this form, it becomes possible to share and generate driving force (torque) for traveling by one or both of the first motor MG1 and the second motor MG2, and each motor can be operated at an efficient operating point. In addition, it is possible to run to ease restrictions such as torque limitation due to heat. Furthermore, it is possible to idle one or both of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 when power generation by regeneration is not allowed, such as when the battery is fully charged. That is, in the EV-2 mode, it is possible to perform EV traveling under a wide range of traveling conditions, or to perform EV traveling continuously for a long time. Therefore, the EV-2 mode is suitably employed in a hybrid vehicle having a high ratio of performing EV traveling, such as a plug-in hybrid vehicle.
図3に示す「HV−1モード」は、駆動装置10における第1エンジン走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図4の共線図は、このHV−1モードに対応するものでもあり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが解放されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。ブレーキBKが係合されることで第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材であるハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このHV−1モードにおいては、エンジン12が駆動させられ、その出力トルクにより出力歯車30が回転させられる。この際、第1遊星歯車装置14において、第1電動機MG1により反力トルクを出力させることで、エンジン12から出力歯車30への伝達が可能とされる。第2遊星歯車装置16においては、ブレーキBKが係合されていることで、サンギヤS2の回転方向とリングギヤR2の回転方向とが逆方向となる。すなわち、第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクによりリングギヤR1及びR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。 The “HV-1 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the first engine travel mode in the
図3に示す「HV−2モード」は、駆動装置10における第2エンジン走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図6は、このモード4に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが係合されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされており、キャリアC1及びC2が一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。リングギヤR1及びR2は相互に連結されていることで、それらリングギヤR1及びR2は一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。すなわち、HV−2モードにおいて、駆動装置10における第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における回転要素は、全体として4つの回転要素を備えた差動機構として機能する。すなわち、図6において紙面向かって左から順に示す4つの回転要素であるサンギヤS1(第1電動機MG1)、サンギヤS2(第2電動機MG2)、相互に連結されたキャリアC1及びC2(エンジン12)、相互に連結されたリングギヤR1及びR2(出力歯車30)の順に結合した複合スプリットモードとなる。 The “HV-2 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the second engine travel mode in the
図6に示すように、HV−2モードにおいて、好適には、第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における各回転要素の共線図における並び順が、縦線Y1で示すサンギヤS1、縦線Y2で示すサンギヤS2、縦線Y3(Y3′)で示すキャリアC1及びC2、縦線Y4(Y4′)で示すリングギヤR1及びR2の順となる。第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16それぞれのギヤ比ρ1、ρ2は、共線図において図6に示すようにサンギヤS1に対応する縦線Y1とサンギヤS2に対応する縦線Y2とが上記の並び順となるように、すなわち縦線Y1と縦線Y3との間隔が、縦線Y2と縦線Y3′との間隔よりも広くなるように定められている。換言すれば、サンギヤS1、S2とキャリアC1、C2との間が1に対応するものとされ、キャリアC1、C2とリングギヤR1、R2との間がρ1、ρ2に対応することから、駆動装置10においては、第1遊星歯車装置14のギヤ比ρ1よりも第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2の方が大きい。 As shown in FIG. 6, in the HV-2 mode, the arrangement order of the rotating elements in the first
HV−2モードにおいては、クラッチCLが係合されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2とが連結されており、それらキャリアC1及びC2が一体的に回転させられる。このため、エンジン12の出力に対して、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の何れによっても反力を受けることができる。すなわち、エンジン12の駆動に際して、その反力を第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方乃至両方で分担して受けることが可能となり、効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。 In the HV-2 mode, the carrier C1 of the first
図3に示す「HV−3モード」は、駆動装置10における第3エンジン走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に第1電動機MG1による発電が行われて連続的に変速比が可変とされ、エンジン12の作動点が予め設定された最適曲線に沿って作動させられるハイブリッド走行モードである。このHV−3モードにおいては、第2電動機MG2を駆動系から切り離してエンジン12及び第1電動機MG1により駆動を行う等の形態を実現することができる。図7は、このHV−3モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが解放されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。ブレーキBKが解放されることで第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材であるハウジング26に対して相対回転可能とされている。斯かる構成においては、第2電動機MG2を駆動系(動力伝達経路)から切り離して停止させておくことが可能である。 The “HV-3 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the third engine travel mode in the
HV−1モードにおいては、ブレーキBKが係合されているため、車両走行時において第2電動機MG2は出力歯車30(リングギヤR2)の回転に伴い常時回転させられる。斯かる形態において、比較的高回転となる領域では第2電動機MG2の回転速度が限界値(上限値)に達することや、リングギヤR2の回転速度が増速されてサンギヤS2に伝達されること等から、効率向上の観点からは比較的高車速時に第2電動機MG2を常時回転させておくことは必ずしも好ましくない。一方、HV−3モードにおいては、比較的高車速時に第2電動機MG2を駆動系から切り離してエンジン12及び第1電動機MG1により駆動を行う形態を実現することで、その第2電動機MG2の駆動が不要な場合における引き摺り損失を低減できることに加え、その第2電動機MG2に許容される最高回転速度(上限値)に起因する最高車速への制約を解消すること等が可能とされる。 In the HV-1 mode, since the brake BK is engaged, the second electric motor MG2 is always rotated with the rotation of the output gear 30 (ring gear R2) during vehicle travel. In such a form, in a region where the rotation is relatively high, the rotation speed of the second electric motor MG2 reaches a limit value (upper limit value), the rotation speed of the ring gear R2 is increased and transmitted to the sun gear S2, and the like. Therefore, it is not always preferable to always rotate the second electric motor MG2 at a relatively high vehicle speed from the viewpoint of improving efficiency. On the other hand, in the HV-3 mode, the second electric motor MG2 is driven by the
以上の説明から明らかなように、駆動装置10においては、エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行に関して、クラッチCL及びブレーキBKの係合乃至解放の組み合わせにより、HV−1モード、HV−2モード、及びHV−3モードの3つのモードを選択的に成立させることができる。これにより、例えば車両の車速や変速比等に応じてそれら3つのモードのうち最も伝達効率の高いモードを選択的に成立させることで、伝達効率の向上延いては燃費の向上を実現することができる。 As is clear from the above description, in the
図8は、図2の電子制御装置40の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図8において、シフトポジション判定部70は、シフト操作装置41において手動操作されたシフトポジションを、シフト操作装置41から出力される操作位置信号Shに基づいて判定する。始動要求判定部72は、アクセル開度ACCおよび出力歯車30の回転速度NOUTに対応する車速Vに基づいて決定される運転者の要求出力が所定値よりも大きくなったこと、図示しない蓄電装置の充電残量SOCが予め設定された下限値を下回ったこと、エンジン12の暖気或いは潤滑の必要性が発生したことなどに起因してエンジン12の始動要求が出されたか否かを判定する。モード判定部74は、EV−1モード、EV−2モード、HV−1モード、HV−2モード、及びHV−3モードの5つのモードのいずれが成立しているかを、要求駆動力、車速V及びアクセル開度ACC、SOC、作動温度などの車両パラメータ、エンジン制御装置56やインバータ58の出力状態、モード切換制御部76の出力状態、或いは既に設定されたフラグなどに基づいて判定する。FIG. 8 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function of the
モード切換制御部76は、駆動装置10において成立させる走行モードを、モード判定部74の判定結果に従って切り換える。たとえば、車速V及びアクセル開度ACCに基づいて判定される運転者の要求駆動力が予め設定された電気走行領域およびエンジン走行領域のいずれであるかに基づいて、或いはSOCに基づく要求に基づいて、電気走行かハイブリッド走行であるか否かを判定する。電気走行が選択された場合には、SOCに基づく要求や運転者の選択などに基づいて、EV−1モードおよびEV−2モードの一方を選択する。ハイブリッド走行が選択された場合は、エンジン12の効率および伝達効率、要求駆動力の大きさなどに基づいて、駆動力および燃費が両立するように、HV−1モード、HV−2モード、及びHV−3モードのいずれかを選択する。たとえば、低車速のローギヤ(高減速比域)ではHV−1モードの成立が選択され、中車速の中域ギヤ(中減速比域)ではHV−2モードの成立が選択され、高車速のハイギヤ(低減速比域)ではHV−3モードの成立が選択される。このモード切換制御部76は、、たとえば第1電動機MG1および第2電動機MG2を駆動源とする電動機走行EV−2からエンジン走行モードHV−1モードへ切り換える場合は、それまで係合していたクラッチCLおよびブレーキBKのうち、油圧制御回路60を介してクラッチCLを解放して第1電動機MG1によりエンジン12を始動させ、ブレーキBKの係合を継続させる。すなわち、図5の共線図に示す状態から図4の共線図に示す状態とされる。The mode
始動可能性判定部78は、エンジン12の始動要求が発生する可能性のある状態であるか或いはエンジン12の始動可能性のない状態であるかを判定する。たとえば、運転者の急加速や急ブレーキ操作のない定常運転指向であるとき、図示しない蓄電装置の充電残量SOCが予め設定された上限値付近の満充電状態であるとき、エンジン12の冷却水温度或いは油温が予め設定された暖気判定温度よりも高いときなどの場合は、エンジン12の始動要求の発生可能性のない状態であると判定する。 The start
トルク補償制御部80は、シフト操作位置がDポジションであることがシフトポジション判定部70により判定され、エンジン12の始動要求が出されたことが始動要求判定部72により判定され、第1電動機MG1および第2電動機MG2を駆動源とするEV−2モード(第2の電動機走行モード)で電動機走行中であることがモード判定部74により判定されると、始動制御部82によるエンジン始動制御の開始に先立ってトルク補償制御を実行し、その始動制御が終了するまで継続する。このトルク補償制御では、それまでのEV−2の電動機走行の駆動源として機能していた第1電動機MG1および第2電動機MG2のうちの第1電動機MG1の出力トルクが零に向かって減少させられるとともに、その第1電動機MG1に出力トルク減少に起因する車両の駆動トルクの減少分を補って駆動トルクが維持されるようにモータ制御部84を介して第2電動機MG2の出力トルクが増加させられる。 In the torque
始動制御部82は、上記トルク補償制御によって第1電動機MG1のトルクが零に到達すると、図9に示すように、それまでブレーキBKと共に係合していたクラッチCLを解放し、第1電動機MG1を用いてエンジン12を回転駆動してその回転速度を立ち上げ、その回転速度の上昇過程で燃料噴射および点火を行なってエンジン12を自律回転状態とする。この時点までトルク補償制御部80によるトルク補償制御が実行されることにより、ハイブリッド車両において、EV−2での電動機走行中のエンジン始動時に発生する駆動トルクの一時的な低下すなわちトルク抜けが緩和或いは解消される。このようにしてエンジン12が起動させられると、係合状態が維持されていたブレーキBKに基づくHV−1モードのエンジン走行が開始される。 When the torque of the first electric motor MG1 reaches zero by the torque compensation control, the
ここで、電動機走行モードたとえばEV−2モードでは、第1電動機MG1および第2電動機MG2は、図10に示すように、たとえば短時間定格に相当する相対的に大きく設定された第1定格トルクT1よりも所定の余裕値Mだけ小さくして連続定格用に設定された第2定格トルクT2内の運転点で作動させられる。しかし、始動制御部82は、エンジン始動時には、第1電動機MG1による出力トルクを大きくしてエンジン回転立ち上がりを速やかとし、且つそれでもエンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制されるように、第2電動機MG2を、第2定格トルクT2を越えた領域たとえば第1定格トルクT1上またはそれの近傍の運転点で一時的に作動させる。 Here, in the electric motor travel mode, for example, the EV-2 mode, the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 are, for example, as shown in FIG. 10, the first rated torque T1 set relatively large corresponding to the short-time rating. Is operated at an operating point within the second rated torque T2 set for continuous rating with a predetermined margin value M smaller. However, when the engine is started, the
また、第1電動機MG1および第2電動機MG2は、電動機走行モードたとえばEV−2モード(第2の電動機走行モード)では、運転者の要求駆動力を満たす範囲で、相対的に電動機のエネルギ効率が良い領域内の運転点で作動させられる。たとえば、第2電動機MG2は、図10に示す90%領域内の動作点で作動させられる。しかし、始動制御部82は、エンジン始動時には、第1電動機MG1による出力トルクを大きくしてエンジン回転立ち上がりを速やかとし、且つそれでもエンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制されるように、その効率が良い領域から離れて第2定格トルクT2を越えた領域の運転点たとえば第1定格ゴルクT1上またはその近傍の運転点で一時的に作動させる。 The first motor MG1 and the second motor MG2 have relatively high energy efficiency in the motor travel mode, for example, the EV-2 mode (second motor travel mode) within a range that satisfies the driver's required driving force. Operated at operating points in good area. For example, second electric motor MG2 is operated at an operating point within the 90% region shown in FIG. However, when the engine is started, the
また、始動制御部82は、EV−2モードにおいて、始動可能性判定部78によりエンジン始動要求の発生可能性が低い状態であると判定された場合には、余裕値M分だけ高トルクとなるように第2電動機MG2を第2定格トルクT2を越えた領域内の運転点で作動させる。 Further, in the EV-2 mode, the
図11および図12は、図2の電子制御装置40の後進走行制御作動の要部をそれぞれ説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。 FIG. 11 and FIG. 12 are flowcharts for explaining the main part of the reverse travel control operation of the
図11において、先ず、モード切換制御部76に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S11において、EV−2モードの電動機走行であるか否かが判定される。このS11の判定が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、始動要求判定部72に対応するS12において、始動要求が出されたか否かすなわちEV−2モードからエンジン走行モードHV−1への遷移があるか否かが判定される。このS12の判定が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、始動制御部82に対応するS13が実行される。 In FIG. 11, first, in step (hereinafter, step is omitted) S <b> 11 corresponding to the mode
このS13では、トルク補償制御が実行される。すなわち、それまでのEV−2の電動機走行の駆動源として機能していた第1電動機MG1および第2電動機MG2のうちの第1電動機MG1の出力トルクが零に向かって減少させられるとともに、その第1電動機MG1に出力トルク減少に起因する車両の駆動トルクの減少分を補って駆動トルクが維持されるように第2電動機MG2の出力トルクが増加させられる。 In S13, torque compensation control is executed. That is, the output torque of the first electric motor MG1 of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 that has been functioning as the driving source for the electric motor traveling of the EV-2 until then is decreased toward zero, and the first The output torque of the second electric motor MG2 is increased so that the driving torque is maintained by compensating for the decrease in the driving torque of the vehicle due to the decrease in the output torque of the first electric motor MG1.
ついで、S14では、第1電動機MG1の出力トルクが零に到達したか否かが判断される。このS14の判断が否定されるうちは上記S13以下が繰り返し実行される。しかし、S14の判断が肯定されると、始動制御部82に対応するS15において、エンジン始動制御が実行される。すなわち、クラッチCLが解放されるとともに、第1電動機MG1によりエンジン回転速度が引き上げられ且つ燃料噴射および点火が行なわれてエンジン12の始動が行なわれる。この起動制御によってエンジン12が自律回転させられる状態となると、前記トルク補償制御およびこの起動制御が終了させられる。このようにしてエンジン12が起動させられると、ブレーキBKの係合に基づくHV−1のエンジン走行が開始される。この起動制御では、比較的短時間の作動となるので、第2電動機MG2は、図10のエネルギ効率が高い領域から離れ、且つ第2定格トルクT2を越えた領域での運転点で作動させられ、定常時よりも大きなトルクが出力される。 Next, in S14, it is determined whether or not the output torque of the first electric motor MG1 has reached zero. As long as the determination in S14 is negative, S13 and subsequent steps are repeatedly executed. However, if the determination in S14 is affirmative, engine start control is executed in S15 corresponding to the
続く図12において、S21では、EV−2での電動機走行中であるか否かが判断される。このS21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が、肯定される場合は、始動可能性判定部78に対応するS22において、エンジン始動要求の発生可能性が低い状態であるか否か、すなわち、EV−2からHV−1への遷移の可能性が低い状態であるか否かが判断される。このS22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が、肯定される場合は、始動制御部82に対応するS23において、第2電動機MG2が出力可能な最大トルクであった第2定格トルクT2を越えた領域での運転点を設定可能とし、第1定格トルクT1との間の差、前記余裕値Mよりも小さく、好適には零に設定する。 In subsequent FIG. 12, in S21, it is determined whether or not the electric motor is running on EV-2. If the determination in S21 is negative, this routine is terminated. If the determination is affirmative, in S22 corresponding to the start
上述のように、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置10によれば、第1電動機MG1に連結されたサンギヤS1(第1回転要素)、エンジン12に連結されたキャリヤC1(第2回転要素)、及び出力歯車30(出力回転部材)に連結されたリングギヤR1(第3回転要素)を有する第1遊星歯車装置14(第1差動機構)と、第2電動機MG2に連結されたサンギヤS2(第1回転要素)、キャリヤC2(第2回転要素)、及びリングギヤR2(第3回転要素)を有し、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が第1遊星歯車装置14(第1差動機構)における第3回転要素に連結された第2遊星歯車装置16(第2差動機構)と、第1遊星歯車装置14 におけるキャリヤC1(第2回転要素)と、第2遊星歯車装置16におけるキャリヤC2(第2回転要素)及びリングギヤR2(第3回転要素)のうち第1遊星歯車装置14におけるリングギヤR2(第3回転要素)に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチCLと、第2遊星歯車装置16(第2差動機構)におけるキャリヤC2(第2回転要素)及びリングギヤR2(第3回転要素)のうち第1遊星歯車装置14におけるリングギヤR2(第3回転要素)に連結されていない方の回転要素を、ハウジング26(非回転部材)に対して選択的に係合させるブレーキBKとを備え、ブレーキBKを係合させて専ら第2電動機MG2で車両を駆動するEV−1(第1の電動機走行モード)と、ブレーキBKおよびクラッチCLを係合させて第1電動機MG1および第2電動機MG2で車両を駆動するEV−2モード(第2の電動機走行モード)とから選択されたいずれかのモードで電動機走行が行なわれるハイブリッド車両において、EV−2モード(第2の電動機走行モード)で電動機走行中にエンジン12を始動させるに際しては、第2電動機MG2の出力トルクが増加させられるとともに、クラッチCLが解放されて第1電動機MG1によりエンジン12が回転駆動される。このため、車両駆動力に寄与していた第1電動機MG1の出力トルクの低下分に相当する車両の駆動トルクの低下分が、第2電動機MG2の出力トルクの増加に相当する駆動トルクの増加によって補償されるので、車両の駆動トルクの変化が緩和されてトルク抜けの発生が抑制される。 As described above, according to the
また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置10によれば、第2電動機MG2は、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、相対的に大きく設定された第1定格トルクT1よりも所定の余裕値Mだけ小さく設定された第2定格トルクT2内の運転点で作動させられるが、エンジン始動時には、その第2定格トルクT2を越えた運転点で作動させられる。このため、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、定常運転で過熱のない電動機走行が得られるとともに、エンジン始動時において第2電動機MG2の出力トルクが電動機走行で許容された第2定格トルクT2よりも大きいトルクを一時的に出力できるので、エンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制される。 In addition, according to the hybrid vehicle
また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置10によれば、第1電動機MG1および第2電動機MG2は、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、運転者の要求駆動力を満たす範囲で、相対的に効率が良い領域内の運転点で作動させられるが、エンジン始動時は、その効率が良い領域内の運転点から離れて第2定格トルクT2を越えた運転点で作動させられる。このため、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、効率のよい電動機走行が得られるとともに、エンジン始動時においては、第2電動機MG2の出力トルクが電動機走行で許容された第2定格トルクT2よりも大きいトルクを一時的に出力できるので、エンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制される。 Further, according to the hybrid vehicle
また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置10によれば、EV−2モード(第2の電動機走行モード)において、エンジン始動要求の発生可能性が低い状態では、第2電動機MG2は第2定格トルクT2を越えた運転点で作動させられる。このため、運転者の急加速や急ブレーキ操作のない定常運転指向であるとき、エンジン水温が暖気判定値より高いとき、蓄電装置の充電残量SOCが十分にあるときなどのように、エンジン始動の可能性が低い状態では、第2電動機MG2は第2定格トルクを越えた運転点で作動させられるので、EV−2モード(第2の電動機走行モード)において一層高い駆動力が得られる。 Further, according to the hybrid vehicle
続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, parts common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図13〜図18は、前述の実施例1のハイブリッド車両用駆動装置10に替えて、本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置100、110、120、130、140、150、160の構成をそれぞれ説明する骨子図である。本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、図13に示す駆動装置100や図14に示す駆動装置110のように、中心軸CE方向の前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16、クラッチCL及びブレーキBKの配置(配列)を変更した構成にも好適に適用される。図15に示す駆動装置120のように、前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材である前記ハウジング26との間に、そのキャリアC2のハウジング26に対する一方向の回転を許容し且つ逆方向の回転を阻止する一方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)OWCを、前記ブレーキBKと並列に備えた構成にも好適に適用される。図16に示す駆動装置130、図17に示す駆動装置140、図18に示す駆動装置150のように、前記シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16の代替として、第2差動機構としてのダブルピニオン型の第2遊星歯車装置16′を備えた構成にも好適に適用される。この第2遊星歯車装置16′は、第1回転要素としてのサンギヤS2′、相互に噛み合わされた複数のピニオンギヤP2′を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC2′、及びピニオンギヤP2′を介してサンギヤS2′と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR2′を回転要素(要素)として備えたものである。 13 to 18 show another hybrid
このように、上記実施例2のハイブリッド車両用駆動装置100、110、120、130、140、150は、第1電動機MG1に連結された第1回転要素としてのサンギヤS1、エンジン12に連結された第2回転要素としてのキャリアC1、及び出力回転部材である出力歯車30に連結された第3回転要素としてのリングギヤR1を備えた第1差動機構である第1遊星歯車装置14と、第2電動機MG2に連結された第1回転要素としてのサンギヤS2(S2′)、第2回転要素としてのキャリアC2(C2′)、及び第3回転要素としてのリングギヤR2(R2′)を備え、それらキャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)の何れか一方が前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1に連結された第2差動機構である第2遊星歯車装置16(16′)と、前記第1遊星歯車装置14におけるキャリアC1と、前記キャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)のうち前記リングギヤR1に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチCLと、前記キャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)のうち前記リングギヤR1に連結されていない方の回転要素を、非回転部材であるハウジング26に対して選択的に係合させるブレーキBKとを、備えている。このため、前述の電子制御装置40をそれぞれ設けることにより、前述の実施例1と同様の効果が得られる。 Thus, the hybrid
図19〜図21は、前述の実施例1のハイブリッド車両用駆動装置10に替えて、本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置160、170、180の構成および作動をそれぞれ説明する共線図である。前述と同様に、第1遊星歯車装置14におけるサンギヤS1、キャリヤC1、リングギヤR1の相対的な回転速度を実線L1で、第2遊星歯車装置16におけるサンギヤS2、キャリヤC2、リングギヤR2の相対的な回転速度を破線L2でそれぞれ示している。ハイブリッド車両用駆動装置160では、第1遊星歯車装置14のサンギヤS1、キャリヤC1、およびリングギヤR1は、第1電動機MG1、エンジン12、および第2電動機MG2にそれぞれ連結され、第2遊星歯車装置16のサンギヤS2、キャリヤC2、およびリングギヤR2は、第2電動機MG2、出力回転部材30、およびブレーキBKを介して非回転部材26にそれぞれ連結され、サンギヤS1とリングギヤR2とがクラッチCLを介して選択的に連結されている。ハイブリッド車両用駆動装置170では、第1遊星歯車装置14のサンギヤS1、キャリヤC1、およびリングギヤR1は、第1電動機MG1、出力回転部材30、およびエンジン12にそれぞれ連結され、第2遊星歯車装置16のサンギヤS2、キャリヤC2、およびリングギヤR2は、第2電動機MG2、出力回転部材30、およびブレーキBKを介して非回転部材26にそれぞれ連結され、サンギヤS1とリングギヤR2とがクラッチCLを介して選択的に連結されている。ハイブリッド車両用駆動装置180では、第1遊星歯車装置14のサンギヤS1、キャリヤC1、およびリングギヤR1は、第1電動機MG1、出力回転部材30、およびエンジン12にそれぞれ連結され、第2遊星歯車装置16のサンギヤS2、キャリヤC2、およびリングギヤR2は、第2電動機MG2、ブレーキBKを介して非回転部材26、および出力回転部材30にそれぞれ連結され、リングギヤR1とキャリヤC2とがクラッチCLを介して選択的に連結されている。 19 to 21 illustrate the configuration and operation of other hybrid
図19〜図21の実施例では、図9に示す実施例と同様に、第1電動機MG1および第2電動機MG2で車両を駆動する電動機走行モード(EV−2)での電動機走行中にエンジン12を始動させるに際しては、第2電動機MG2の出力トルクが増加させられるとともに、クラッチCLが解放されて第1電動機MG1によりエンジン12が回転駆動される。このため、車両駆動力に寄与していた第1電動機MG1の出力トルクの低下分に相当する車両の駆動トルクの低下分が、第2電動機MG2の出力トルクの増加に相当する駆動トルクの増加によって補償されるので、車両の駆動トルクの変化が緩和されてトルク抜けの発生が抑制される。 In the embodiment shown in FIGS. 19 to 21, as in the embodiment shown in FIG. 9, the
図9、図13〜図18、図19〜図21に示す実施例では、共線図上において全体として4つの回転要素を有する第1差動機構(第1遊星歯車装置14)及び第2差動機構(第2遊星歯車装置16、16′)と、それら4つの回転要素にそれぞれ連結された第1電動機MG1、第2電動機MG2、エンジン12、および出力回転部材(出力歯車30)と、そのエンジン12が連結された回転要素を非回転部材に選択的に連結するブレーキBKとを、備え、前記4つの回転要素のうちの1つは、第1差動機構(第1遊星歯車装置14)の回転要素と第2差動機構(第2遊星歯車装置16、16′)の回転要素とがクラッチCLを介して選択的に連結されるものであり、ブレーキBKおよびクラッチCLを係合させて第1電動機MG1および第2電動機MG2で車両を駆動する電動機走行が行なわれるハイブリッド車両の駆動制御装置である点で、共通している。 In the embodiments shown in FIGS. 9, 13 to 18, and 19 to 21, the first differential mechanism (first planetary gear device 14) having four rotation elements as a whole and the second difference on the nomographic chart. And a first electric motor MG1, a second electric motor MG2, an
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.
10、100、110、120、130、140、150、160、170、180:ハイブリッド車両用駆動装置
12:エンジン
14:第1遊星歯車装置(第1差動機構)
16、16′:第2遊星歯車装置(第2差動機構)
18、22:ステータ
20、24:ロータ
26:ハウジング(非回転部材)
28:入力軸
30:出力歯車(出力回転部材)
40:電子制御装置(駆動制御装置)
72:始動要求判定部
74:モード判定部
78:始動可能性判定部
80:トルク補償制御部
82:始動制御部
BK:ブレーキ
CL:クラッチ
C1、C2、C2′:キャリア(第2回転要素)
MG1:第1電動機
MG2:第2電動機
R1、R2、R2′:リングギヤ(第3回転要素)
S1、S2、S2′:サンギヤ(第1回転要素)10, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180: Hybrid vehicle drive device 12: Engine 14: First planetary gear device (first differential mechanism)
16, 16 ': Second planetary gear device (second differential mechanism)
18, 22:
28: Input shaft 30: Output gear (output rotating member)
40: Electronic control device (drive control device)
72: Start request determination unit 74: Mode determination unit 78: Startability determination unit 80: Torque compensation control unit 82: Start control unit BK: Brake CL: Clutch C1, C2, C2 ': Carrier (second rotation element)
MG1: first electric motor MG2: second electric motor R1, R2, R2 ': ring gear (third rotating element)
S1, S2, S2 ': Sun gear (first rotating element)
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、(a)全体として4つの回転要素を有する第1差動機構及び第2差動機構と、(b)該4つの回転要素にそれぞれ連結された第1電動機、第2電動機、エンジン、および出力回転部材と、(c)該エンジンが連結された回転要素を非回転部材に選択的に連結するブレーキとを、備え、(d)前記4つの回転要素のうちの1つは、前記第1差動機構の回転要素と前記第2差動機構の回転要素とがクラッチを介して選択的に連結されるものであり、(e)前記ブレーキおよび前記クラッチを係合させて第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行が行なわれるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、(f)前記電動機走行中に前記エンジンを始動させるに際しては、前記第2電動機の出力トルクを前記第2の電動機走行モード時よりも増加させるエンジン始動制御に先立って、前記第1電動機の出力トルクが零に向かって減少させられるとともに、該第1電動機の出力トルク減少に起因する車両の駆動トルク減少分を補って駆動トルクが維持されるように前記第2電動機の出力トルクを増加させるトルク補償制御を開始させることにある。
In order to achieve such an object, the gist of the present invention is that (a) a first differential mechanism and a second differential mechanism having four rotating elements as a whole, and (b) the four rotating elements. A first electric motor, a second electric motor, an engine, and an output rotating member respectively connected to each other, and (c) a brake that selectively connects a rotating element to which the engine is connected to a non-rotating member. ) One of the four rotating elements is one in which the rotating element of the first differential mechanism and the rotating element of the second differential mechanism are selectively coupled via a clutch. A drive control device for a hybrid vehicle in which the vehicle travels by driving the vehicle with the first motor and the second motor by engaging the brake and the clutch, and (f) starting the engine during the motor travel When making the output torque of the second motor Prior to engine start control for increasing than when the second electric motor driving mode, the output torque of the first electric motor with is decreased towards zero, the vehicle due to the output torque reduction of the first motor The purpose is to start torque compensation control for increasing the output torque of the second electric motor so that the drive torque is maintained by compensating for the decrease in the drive torque .
本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行中にエンジンを始動させるに際しては、第2電動機の出力トルクが増加させられるエンジン始動制御に先立って、前記第1電動機の出力トルクが零に向かって減少させられるとともに、該第1電動機の出力トルク減少に起因する車両の駆動トルク減少分を補って駆動トルクが維持されるように前記第2電動機の出力トルクを増加させるトルク補償制御が開始され、次いで、クラッチが解放されて第1電動機によりエンジンが回転駆動される。このため、車両駆動力に寄与していた第1電動機の出力トルクの低下分に相当する車両の駆動トルクの低下分が、第2電動機の出力トルクの増加に相当する駆動トルクの増加によって補償されるので、車両の駆動トルクの変化が緩和されてトルク抜けの発生が抑制される。
According to the hybrid vehicle drive control apparatus of the present invention, when the engine is started while the electric motor is driving the vehicle with the first electric motor and the second electric motor, the engine start control for increasing the output torque of the second electric motor is performed. In advance, the output torque of the first motor is reduced toward zero, and the drive torque is maintained so as to compensate for the decrease in the drive torque of the vehicle due to the decrease in the output torque of the first motor. Torque compensation control for increasing the output torque of the two motors is started, then the clutch is released and the engine is driven to rotate by the first motor. For this reason, the decrease in the drive torque of the vehicle corresponding to the decrease in the output torque of the first motor that has contributed to the vehicle drive force is compensated by the increase in the drive torque corresponding to the increase in the output torque of the second motor. Therefore, the change in the driving torque of the vehicle is alleviated and the occurrence of torque loss is suppressed.
図1に示すように、駆動装置10において、第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16は、それぞれ入力軸28と同軸上(中心軸CE上)に配置されており、且つ、中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、中心軸CEの軸方向に関して、第1遊星歯車装置14は、第2遊星歯車装置16に対してエンジン12側に配置されている。中心軸CEの軸方向に関して、第1電動機MG1は、第1遊星歯車装置14に対してエンジン12側に配置されている。中心軸CEの軸方向に関して、第2電動機MG2は、第2遊星歯車装置16に対してエンジン12の反対側に配置されている。すなわち、第1電動機MG1、第2電動機MG2は、中心軸CEの軸方向に関して、第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、駆動装置10においては、中心軸CEの軸方向において、エンジン12側から第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the
図3に示す「EV−1モード」は、駆動装置10における第1の電動機走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12の運転が停止させられると共に、第2電動機MG2が走行用の駆動源として用いられる電動機走行モードである。図4は、このEV−1モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが解放されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。ブレーキBKが係合されることで第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材であるハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このEV−1モードにおいては、第2遊星歯車装置16において、サンギヤS2の回転方向とリングギヤR2の回転方向とが逆方向となり、第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクによりリングギヤR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、第2電動機MG2により負のトルクを出力させることにより、駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。この場合において、第1電動機MG1は空転させられる。このEV−1モードでは、キャリアC1及びC2の相対回転が許容されると共に、そのキャリアC2が非回転部材に連結された所謂THS(Toyota Hybrid System)を搭載した車両におけるEV(電気)走行と同様の、第2電動機MG2による前進或いは後進のEV走行制御を行うことができる。
The “EV-1 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the first electric motor traveling mode in the
図3に示す「HV−2モード」は、駆動装置10における第2エンジン走行モードに相当するものであり、好適には、エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図6は、このHV−2モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチCLが係合されることで第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされており、キャリアC1及びC2が一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。リングギヤR1及びR2は相互に連結されていることで、それらリングギヤR1及びR2は一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。すなわち、HV−2モードにおいて、駆動装置10における第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における回転要素は、全体として4つの回転要素を備えた差動機構として機能する。すなわち、図6において紙面向かって左から順に示す4つの回転要素であるサンギヤS1(第1電動機MG1)、サンギヤS2(第2電動機MG2)、相互に連結されたキャリアC1及びC2(エンジン12)、相互に連結されたリングギヤR1及びR2(出力歯車30)の順に結合した複合スプリットモードとなる。
The “HV-2 mode” shown in FIG. 3 corresponds to the second engine travel mode in the
図11において、先ず、モード切換制御部76に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S11において、EV−2モードの電動機走行であるか否かが判定される。このS11の判定が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、始動要求判定部72に対応するS12において、始動要求が出されたか否かすなわちEV−2モードからエンジン走行モードHV−1への遷移があるか否かが判定される。このS12の判定が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、トルク補償制御部80に対応するS13が実行される。
In FIG. 11, first, in step (hereinafter, step is omitted) S <b> 11 corresponding to the mode
上述のように、本実施例のハイブリッド車両の駆動装置10によれば、第1電動機MG1に連結されたサンギヤS1(第1回転要素)、エンジン12に連結されたキャリヤC1(第2回転要素)、及び出力歯車30(出力回転部材)に連結されたリングギヤR1(第3回転要素)を有する第1遊星歯車装置14(第1差動機構)と、第2電動機MG2に連結されたサンギヤS2(第1回転要素)、キャリヤC2(第2回転要素)、及びリングギヤR2(第3回転要素)を有し、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が第1遊星歯車装置14(第1差動機構)における第3回転要素に連結された第2遊星歯車装置16(第2差動機構)と、第1遊星歯車装置14におけるキャリヤC1(第2回転要素)と、第2遊星歯車装置16におけるキャリヤC2(第2回転要素)及びリングギヤR2(第3回転要素)のうち第1遊星歯車装置14におけるリングギヤR1(第3回転要素)に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチCLと、第2遊星歯車装置16(第2差動機構)におけるキャリヤC2(第2回転要素)及びリングギヤR2(第3回転要素)のうち第1遊星歯車装置14におけるリングギヤR1(第3回転要素)に連結されていない方の回転要素を、ハウジング26(非回転部材)に対して選択的に係合させるブレーキBKとを備え、ブレーキBKを係合させて専ら第2電動機MG2で車両を駆動するEV−1(第1の電動機走行モード)と、ブレーキBKおよびクラッチCLを係合させて第1電動機MG1および第2電動機MG2で車両を駆動するEV−2モード(第2の電動機走行モード)とから選択されたいずれかのモードで電動機走行が行なわれるハイブリッド車両において、EV−2モード(第2の電動機走行モード)で電動機走行中にエンジン12を始動させるに際しては、第2電動機MG2の出力トルクが増加させられるとともに、クラッチCLが解放されて第1電動機MG1によりエンジン12が回転駆動される。このため、車両駆動力に寄与していた第1電動機MG1の出力トルクの低下分に相当する車両の駆動トルクの低下分が、第2電動機MG2の出力トルクの増加に相当する駆動トルクの増加によって補償されるので、車両の駆動トルクの変化が緩和されてトルク抜けの発生が抑制される。
As described above, according to the hybrid
また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、第2電動機MG2は、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、相対的に大きく設定された第1定格トルクT1よりも所定の余裕値Mだけ小さく設定された第2定格トルクT2内の運転点で作動させられるが、エンジン始動時には、その第2定格トルクT2を越えた運転点で作動させられる。このため、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、定常運転で過熱のない電動機走行が得られるとともに、エンジン始動時において第2電動機MG2の出力トルクが電動機走行で許容された第2定格トルクT2よりも大きいトルクを一時的に出力できるので、エンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制される。
Further, according to the driving control equipment of the hybrid vehicle of the embodiment, the second electric motor MG2 is in the EV-2 mode (second electric motor traveling mode), than the first rated torque T1 which is relatively large set Is operated at an operating point within the second rated torque T2 that is set smaller by a predetermined margin value M, but is operated at an operating point that exceeds the second rated torque T2 when the engine is started. Therefore, in the EV-2 mode (second motor travel mode), the motor travel without overheating is obtained in the steady operation, and the output torque of the second motor MG2 is allowed in the motor travel when the engine is started. Since torque larger than the rated torque T2 can be temporarily output, torque loss of the drive torque at the time of engine start is reliably suppressed.
また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、第1電動機MG1および第2電動機MG2は、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、運転者の要求駆動力を満たす範囲で、相対的に効率が良い領域内の運転点で作動させられるが、エンジン始動時は、その効率が良い領域内の運転点から離れて第2定格トルクT2を越えた運転点で作動させられる。このため、EV−2モード(第2の電動機走行モード)では、効率のよい電動機走行が得られるとともに、エンジン始動時においては、第2電動機MG2の出力トルクが電動機走行で許容された第2定格トルクT2よりも大きいトルクを一時的に出力できるので、エンジン始動時の駆動トルクのトルク抜けが確実に抑制される。
Further, according to the driving control equipment of the hybrid vehicle of the embodiment, the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 is in the EV-2 mode (second electric motor traveling mode), meeting the required driving force of the driver The engine is operated at an operating point within a relatively efficient range, but when the engine is started, the engine is operated at an operating point that exceeds the second rated torque T2 away from the operating point within the efficient region. It is done. For this reason, in the EV-2 mode (second motor travel mode), efficient motor travel is obtained, and at the time of engine start, the output torque of the second motor MG2 is allowed in the motor travel. Since a torque larger than the torque T2 can be temporarily output, the torque loss of the drive torque when starting the engine is reliably suppressed.
また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、EV−2モード(第2の電動機走行モード)において、エンジン始動要求の発生可能性が低い状態では、第2電動機MG2は第2定格トルクT2を越えた運転点で作動させられる。このため、運転者の急加速や急ブレーキ操作のない定常運転指向であるとき、エンジン水温が暖気判定値より高いとき、蓄電装置の充電残量SOCが十分にあるときなどのように、エンジン始動の可能性が低い状態では、第2電動機MG2は第2定格トルクを越えた運転点で作動させられるので、EV−2モード(第2の電動機走行モード)において一層高い駆動力が得られる。 Further, according to the driving control equipment of the hybrid vehicle of the embodiment, in the EV-2 mode (second electric motor traveling mode), the state is less likelihood of the engine start request, the second electric motor MG2 second It is operated at an operating point that exceeds the rated torque T2. For this reason, when the driver is in steady driving without sudden acceleration or braking operation, when the engine water temperature is higher than the warm-up determination value, or when the remaining charge SOC of the power storage device is sufficient, the engine starts. Since the second electric motor MG2 is operated at an operating point exceeding the second rated torque in a state where the possibility of the above is low, a higher driving force can be obtained in the EV-2 mode (second electric motor traveling mode).
Claims (5)
前記4つの回転要素のうちの1つは、前記第1差動機構の回転要素と前記第2差動機構の回転要素とがクラッチを介して選択的に連結されるものであり、
前記ブレーキおよび前記クラッチを係合させて第1電動機および第2電動機で車両を駆動する電動機走行が行なわれるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記電動機走行中に前記エンジンを始動させるに際しては、前記クラッチを解放して前記第1電動機により該エンジンを回転駆動するとともに、前記第2電動機の出力トルクを前記第2の電動機走行モード時よりも増加させることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。A first differential mechanism and a second differential mechanism having four rotating elements as a whole, a first electric motor, a second electric motor, an engine, and an output rotating member respectively connected to the four rotating elements, and the engine A brake for selectively coupling the coupled rotating elements to the non-rotating member;
One of the four rotating elements is one in which the rotating element of the first differential mechanism and the rotating element of the second differential mechanism are selectively coupled via a clutch,
A drive control device for a hybrid vehicle in which electric motor traveling is performed in which the brake and the clutch are engaged to drive the vehicle with a first electric motor and a second electric motor,
When starting the engine during running of the electric motor, the clutch is released and the engine is driven to rotate by the first electric motor, and the output torque of the second electric motor is set to be higher than that in the second electric motor running mode. A drive control apparatus for a hybrid vehicle, characterized by being increased.
前記第2差動機構は、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を有し、該第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構の第3回転要素に連結され、
前記クラッチは、前記第1差動機構の回転要素と前記第2差動機構の回転要素とを選択的に連結し、
前記ブレーキは、前記第2差動機構における回転要素を非回転部材に対して選択的に連結するものである請求項1乃至4のいずれか1ののハイブリッド車両の駆動制御装置。The first differential mechanism has a first rotating element connected to the first electric motor, a second rotating element connected to the engine, and a third rotating element connected to the output rotating member,
The second differential mechanism has a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element connected to a second electric motor, and any one of the second rotating element and the third rotating element is the Connected to the third rotating element of the first differential mechanism;
The clutch selectively connects the rotating element of the first differential mechanism and the rotating element of the second differential mechanism,
5. The drive control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the brake selectively connects a rotating element in the second differential mechanism to a non-rotating member. 6.
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