KR20150100513A - 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치 - Google Patents

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KR20150100513A
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differential mechanism
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도모유키 마루야마
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

(과제) 효율을 향상시키는 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치를 제공한다.
(해결 수단) 하이브리드 주행 모드 「HV2」 는, 변속비 (γb) 및 변속비 (γc) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하고, 하이브리드 주행 모드 「HV1」 은, 변속비 (γb) 와 변속비 (γc) 사이에 있어서의 변속비 (γa) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하는 것이고, 소정의 파라미터에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 파라미터의 상승에 따라 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키는 것이기 때문에, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.

Description

하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR A HYBRID VEHICLE DRIVE SYSTEM}
본 발명은 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치의 개량에 관한 것이다.
전체적으로 4 개의 회전 요소를 갖는 제 1 차동 기구 및 제 2 차동 기구와, 상기 4 개의 회전 요소에 각각 연결된 엔진, 제 1 전동기, 제 2 전동기, 및 출력 부재와, 복수의 걸어맞춤 요소를 구비한 하이브리드 차량용 구동 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재된 하이브리드 차량 변속기가 그 일례이다. 이 기술에 의하면, 상기 복수의 걸어맞춤 요소의 걸어맞춤 내지 해방의 조합에 따라, 상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서 복수의 주행 모드가 선택적으로 성립된다.
일본 공개특허공보 2013-224133호
그런데, 전술한 바와 같은 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서는, 상기 제 1 전동기 또는 상기 제 2 전동기의 회전 속도가 영이 되어, 그들 제 1 전동기 및 상기 제 2 전동기 상호간의 전기 패스의 비율이 극소가 되는 소위 메커니컬 로크 점이 존재하는 것이 알려져 있다. 이 메커니컬 로크 점에 있어서는, 상기 하이브리드 차량용 구동 장치의 전달 효율이 극대값을 취하지만, 상기 종래의 기술에서는, 이 점에 주목하여 주행 모드의 전환을 실시하는 것은 아니었기 때문에, 효율을 향상시킬 수가 없었다. 이와 같은 과제는, 하이브리드 차량의 성능 향상을 의도하여 본 발명자가 예의 연구를 계속하는 과정에 있어서 새롭게 알아낸 것이다.
본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 효율을 향상시키는 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 제 1 발명의 요지로 하는 바는, 전체적으로 4 개의 회전 요소를 갖는 제 1 차동 기구 및 제 2 차동 기구와, 상기 4 개의 회전 요소에 각각 연결된 엔진, 제 1 전동기, 제 2 전동기, 및 출력 부재를 구비하고, 상기 4 개의 회전 요소 중 1 개는, 상기 제 1 차동 기구의 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 회전 요소가 클러치를 통해서 선택적으로 연결되고, 그 클러치에 의한 걸어맞춤 대상이 되는 상기 제 1 차동 기구 또는 상기 제 2 차동 기구의 회전 요소가, 비회전 부재에 대해 브레이크를 통해서 선택적으로 연결되고, 상기 클러치 및 상기 브레이크의 걸어맞춤 내지 해방의 조합에 따라 적어도 2 종류의 하이브리드 주행 모드가 선택적으로 성립되는 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 그 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서의 변속비에 따른 전달 효율에 관하여, 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드 중 일방의 하이브리드 주행 모드는, 제 1 변속비 및 제 2 변속비에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하고, 타방의 하이브리드 주행 모드는, 상기 제 1 변속비와 상기 제 2 변속비 사이에 있어서의 제 3 변속비에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하는 것이고, 소정의 파라미터에 기초하는 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 상기 파라미터의 상승에 따라 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드를 번갈아 성립시키는 것을 특징으로 하는 제어 장치이다.
이와 같이, 상기 제 1 발명에 의하면, 상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서의 변속비에 따른 전달 효율에 관하여, 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드 중 일방의 하이브리드 주행 모드는, 제 1 변속비 및 제 2 변속비에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하고, 타방의 하이브리드 주행 모드는, 상기 제 1 변속비와 상기 제 2 변속비 사이에 있어서의 제 3 변속비에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하는 것이고, 소정의 파라미터에 기초하는 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 상기 파라미터의 상승에 따라 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드를 번갈아 성립시키는 것이기 때문에, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다. 즉, 효율을 향상시키는 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치를 제공할 수 있다.
상기 제 1 발명에 종속되는 본 제 2 발명의 요지로 하는 바는, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 상기 요구 구동력 및 출력 회전 속도 중 일방이 고정되어 있는 경우, 타방의 상승에 따라 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드를 번갈아 성립시키는 것이다. 이와 같이 하면, 실용적인 파라미터를 이용한 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 발명 또는 제 2 발명에 종속되는 본 제 3 발명의 요지로 하는 바는, 상기 하이브리드 차량용 구동 장치는, 상기 4 개의 회전 요소를 공선도 (共線圖) 상에 나타냈을 때, 상기 제 1 전동기에 연결된 회전 요소와, 상기 제 2 전동기에 연결된 회전 요소가, 상기 공선도에 있어서의 양단에 배치되는 구성이다. 이와 같이 하면, 실용적인 양태의 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서의 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 발명 내지 제 3 발명 중 어느 하나에 종속되는 본 제 4 발명의 요지로 하는 바는, 상기 전달 효율이 극대값을 취하는 상태는, 상기 제 1 전동기 또는 상기 제 2 전동기의 회전 속도가 영이 되는 동작점에 대응하는 것이다. 이와 같이 하면, 상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서의 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 발명 내지 제 4 발명 중 어느 하나에 종속되는 본 제 5 발명의 요지로 하는 바는, 상기 하이브리드 차량용 구동 장치는, 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 구비한 상기 제 1 차동 기구와, 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 구비한 상기 제 2 차동 기구를 구비하고, 상기 제 1 차동 기구의 제 1 회전 요소에 상기 제 1 전동기가 연결되고, 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소에 상기 엔진이 연결되고, 상기 제 1 차동 기구의 제 3 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소가 상호 연결되고, 상기 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소에 상기 출력 부재가 연결되고, 상기 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소에 상기 제 2 전동기가 연결되고, 상기 클러치는, 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소를 선택적으로 연결하는 것이고, 상기 브레이크는, 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소를 비회전 부재에 대해 선택적으로 연결하는 것이다. 이와 같이 하면, 실용적인 양태의 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서의 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
도 1 은, 본 발명이 바람직하게 적용되는 하이브리드 차량용 구동 장치의 구성을 설명하는 골자도 (骨子圖) 이다.
도 2 는, 도 1 의 구동 장치의 구동을 제어하기 위해서 구비된 제어 계통의 주요부를 설명하는 도면이다.
도 3 은, 도 1 의 구동 장치에 있어서 성립되는 주행 모드 각각에 있어서의 클러치 및 브레이크의 걸어맞춤 상태를 나타내는 걸어맞춤표이다.
도 4 는, 도 1 의 구동 장치에 있어서 각 회전 요소의 회전 속도의 상대 관계를 직선 상에서 나타낼 수 있는 공선도이며, 도 3 의 「HV1」, 「EV1」 에 대응하는 도면이다.
도 5 는, 도 1 의 구동 장치에 있어서 각 회전 요소의 회전 속도의 상대 관계를 직선 상에서 나타낼 수 있는 공선도이며, 도 3 의 「HV2」 에 대응하는 도면이다.
도 6 은, 도 1 의 구동 장치에 있어서 각 회전 요소의 회전 속도의 상대 관계를 직선 상에서 나타낼 수 있는 공선도이며, 도 3 의 「EV2」 에 대응하는 도면이다.
도 7 은, 도 1 의 구동 장치의 전자 제어 장치에 구비된 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록선도이다.
도 8 은, 도 1 의 구동 장치에 있어서의 전달 효율을 설명하는 도면이며, 가로축에 변속비를, 세로축에 이론 전달 효율을 각각 나타내고 있다.
도 9 는, 도 1 의 구동 장치의 전자 제어 장치에 의한 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환 판정에 이용되는 관계의 일례를 나타내는 도면이며, 요구 구동력을 일정값에 고정하고, 출력 회전 속도를 상승시켜 간 경우를 굵은선 화살표로 나타내고 있다.
도 10 은, 도 1 의 구동 장치에 있어서의 전달 효율을 설명하는 도면이며, 도 9 에 나타내는 출력 회전 속도의 변화에 대응하는 전달 효율의 추이를 예시하고 있다.
도 11 은, 도 9 의 굵은선 화살표에 나타내는 바와 같이, 요구 구동력을 일정값에 고정하고, 출력 회전 속도를 상승시켜 간 경우에 있어서의 공선도를 시계열적으로 나타내는 도면이다.
도 12 는, 도 1 의 구동 장치의 전자 제어 장치에 의한 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환 판정에 이용되는 관계의 일례를 나타내는 도면이며, 출력 회전 속도를 일정값에 고정하고, 요구 구동력을 상승시켜 간 경우를 굵은선 화살표로 나타내고 있다.
도 13 은, 도 12 의 굵은선 화살표에 나타내는 바와 같이, 출력 회전 속도를 일정값에 고정하고, 요구 구동력을 상승시켜 간 경우에 있어서의 공선도를 시계열적으로 나타내는 도면이다.
도 14 는, 도 1 의 구동 장치의 전자 제어 장치에 의한 주행 모드 전환 제어의 일례의 주요부에 대하여 설명하는 플로우 차트이다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 차동 기구 및 제 2 차동 기구는, 상기 제 1 차동 기구의 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 회전 요소 사이에 형성된 클러치가 걸어맞춤된 상태에 있어서 전체적으로 4 개의 회전 요소를 구성하는 것이다. 바람직하게는, 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소 사이에 형성된 클러치가 걸어맞춤된 상태에 있어서 전체적으로 4 개의 회전 요소를 구성하는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환은, 상기 클러치 및 상기 브레이크의 바꿔잡기 즉 클러치·투·클러치 제어에 의해 실시된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 사용하는 도면에 있어서, 각 부의 치수비 등은 반드시 정확하게 그려져 있지는 않다.
실시예
도 1 은, 본 발명이 바람직하게 적용되는 하이브리드 차량용 구동 장치 (10) (이하, 간단히 구동 장치 (10) 라고 한다) 의 구성을 설명하는 골자도이다. 이 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 구동 장치 (10) 는, 예를 들어 FF (전치 (前置) 엔진 전륜 구동) 형 차량 등에 바람직하게 사용되는 횡치용 (橫置用) 장치이며, 주동력원인 엔진 (12), 제 1 전동기 (MG1), 제 2 전동기 (MG2), 제 1 차동 기구로서의 제 1 유성 기어 장치 (14), 및 제 2 차동 기구로서의 제 2 유성 기어 장치 (16) 를 공통의 중심축 (CE) 상에 구비하여 구성되어 있다. 이하의 실시예에 있어서, 특별히 구별하지 않는 경우에는, 이 중심축 (CE) 의 축심의 방향을 축방향 (축심 방향) 이라고 한다. 상기 구동 장치 (10) 는 중심축 (CE) 에 대해 대략 대칭적으로 구성되어 있고, 도 1 에 있어서는 중심선의 하반분을 생략하여 도시하고 있다. 이하의 각 실시예에 대해서도 동일하다.
상기 엔진 (12) 은, 예를 들어, 기통 내 분사되는 가솔린 등의 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 가솔린 엔진 등의 내연 기관이다. 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 는, 바람직하게는, 모두 구동력을 발생시키는 모터 (발동기) 및 반력을 발생시키는 제너레이터 (발전기) 로서의 기능을 갖는 소위 모터 제너레이터이며, 각각의 스테이터 (고정자) (18, 22) 가 비회전 부재인 하우징 (케이스) (26) 에 고정 형성됨과 함께, 각 스테이터 (18, 22) 의 내주측에 로터 (회전자) (20, 24) 를 구비하여 구성되어 있다.
상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 는 기어비가 ρ1 인 싱글 피니언형의 유성 기어 장치이며, 제 1 회전 요소로서의 링 기어 (R1), 피니언 기어 (P1) 를 자전 및 공전 가능하게 지지하는 제 2 회전 요소로서의 캐리어 (C1), 및 피니언 기어 (P1) 를 통해서 링 기어 (R1) 와 맞물리는 제 3 회전 요소로서의 선 기어 (S1) 를 회전 요소 (요소) 로서 구비하고 있다. 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 는, 기어비가 ρ2 인 싱글 피니언형의 유성 기어 장치이며, 제 1 회전 요소로서의 링 기어 (R2), 피니언 기어 (P2) 를 자전 및 공전 가능하게 지지하는 제 2 회전 요소로서의 캐리어 (C2), 및 피니언 기어 (P2) 를 통해서 링 기어 (R2) 와 맞물리는 제 3 회전 요소로서의 선 기어 (S2) 를 회전 요소 (요소) 로서 구비하고 있다.
상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 링 기어 (R1) 는 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 로터 (20) 에 연결되어 있다. 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 는, 클러치 (CL0) 를 통해서 상기 엔진 (12) 의 출력축인 크랭크축 (12a) 에 연결되어 있다. 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 선 기어 (S1) 는, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 선 기어 (S2) 와 상호 연결됨과 함께, 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 로터 (24) 에 연결되어 있다. 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 캐리어 (C2) 는, 출력 부재인 출력 기어 (28) 에 연결되어 있다. 상기 출력 기어 (28) 로부터 출력된 구동력은, 예를 들어, 도시되지 않은 차동 기어 장치 및 차축 등을 통해서 도시되지 않은 좌우 1 쌍의 구동륜으로 전달된다. 한편, 차량의 주행 노면으로부터 구동륜에 대해 입력되는 토크는, 상기 차동 기어 장치 및 차축 등을 통해서 상기 출력 기어 (28) 로부터 상기 구동 장치 (10) 로 전달 (입력) 된다.
상기 엔진 (12) 의 크랭크축 (12a) 과 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 사이에는, 그들 크랭크축 (12a) 과 캐리어 (C1) 사이를 선택적으로 걸어맞춤시키는 (크랭크축 (12a) 과 캐리어 (C1) 사이를 단접 (斷接) 한다) 클러치 (CL0) 가 형성되어 있다. 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 링 기어 (R1) 사이에는, 그들 캐리어 (C1) 와 링 기어 (R1) 사이를 선택적으로 걸어맞춤시키는 (캐리어 (C1) 와 링 기어 (R1) 사이를 단접한다) 클러치 (CL1) 가 형성되어 있다. 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 사이에는, 그들 캐리어 (C1) 와 링 기어 (R2) 사이를 선택적으로 걸어맞춤시키는 (캐리어 (C1) 와 링 기어 (R2) 사이를 단접한다) 클러치 (CL2) 가 형성되어 있다. 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 링 기어 (R1) 와 비회전 부재인 상기 하우징 (26) 사이에는, 그 하우징 (26) 에 대해 상기 링 기어 (R1) 를 선택적으로 걸어맞춤 (고정) 시키는 브레이크 (BK1) 가 형성되어 있다. 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 와 비회전 부재인 상기 하우징 (26) 사이에는, 그 하우징 (26) 에 대해 상기 링 기어 (R2) 를 선택적으로 걸어맞춤 (고정) 시키는 브레이크 (BK2) 가 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 상기 클러치 (CL2) 가, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 회전 요소 (제 2 회전 요소) 인 캐리어 (C1) 와, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 회전 요소 (제 1 회전 요소) 인 링 기어 (R2) 를 선택적으로 연결하는 클러치에 상당한다. 상기 브레이크 (BK2) 가, 상기 클러치 (CL2) 에 의한 걸어맞춤 대상이 되는 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 회전 요소인 링 기어 (R2) 를 비회전 부재인 상기 하우징 (26) 에 대해 선택적으로 연결하는 브레이크에 상당한다. 상기 구동 장치 (10) 에 있어서, 상기 클러치 (CL0) 는 반드시 형성되지는 않아도 된다. 즉, 상기 엔진 (12) 의 크랭크축 (12a) 과 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 는, 상기 클러치 (CL0) 를 통하는 일 없이 댐퍼 등을 통해서 직접 내지 간접적으로 연결된 것이어도 된다. 상기 구동 장치 (10) 에 있어서, 상기 클러치 (CL1) 및 브레이크 (BK1) 는 반드시 형성되지는 않아도 된다.
상기 클러치 (CL0, CL1, CL2) (이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 간단히 클러치 (CL) 라고 한다), 및 상기 브레이크 (BK1, BK2) (이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 간단히 브레이크 (BK) 라고 한다) 는, 바람직하게는, 모두 유압 제어 회로 (54) 로부터 공급되는 유압에 따라 걸어맞춤 상태가 제어되는 (걸어맞춤 내지 해방된다) 유압식 걸어맞춤 장치이며, 예를 들어, 습식 다판형의 마찰 걸어맞춤 장치 등이 바람직하게 사용되지만, 맞물림식의 걸어맞춤 장치 즉 소위 도그 클러치 (맞물림 클러치) 여도 된다. 나아가서는, 전자식 클러치나 자분식 클러치 등, 전자 제어 장치 (30) 로부터 공급되는 전기적인 지령에 따라 걸어맞춤 상태가 제어되는 (걸어맞춤 내지 해방된다) 것이어도 된다.
도 2 는, 상기 구동 장치 (10) 의 구동을 제어하기 위해서 그 구동 장치 (10) 에 구비된 제어 계통의 주요부를 설명하는 도면이다. 이 도 2 에 나타내는 전자 제어 장치 (30) 는, CPU, ROM, RAM, 및 입출력 인터페이스 등을 포함하여 구성되고, RAM 의 일시 기억 기능을 이용하면서 ROM 에 미리 기억된 프로그램에 따라 신호 처리를 실행하는 소위 마이크로 컴퓨터이며, 상기 엔진 (12) 의 구동 제어나, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 관한 하이브리드 구동 제어를 비롯한 상기 구동 장치 (10) 의 구동에 관련된 각종 제어를 실행한다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 상기 전자 제어 장치 (30) 가 상기 구동 장치 (10) 의 제어 장치에 상당한다. 이 전자 제어 장치 (30) 는, 상기 엔진 (12) 의 출력 제어용이나 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 의 작동 제어용과 같이, 필요에 따라 각 제어마다 개별 제어 장치로서 구성된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 전자 제어 장치 (30) 에는, 상기 구동 장치 (10) 의 각 부에 형성된 센서나 스위치 등으로부터 각종 신호가 공급되도록 구성되어 있다. 즉, 액셀 개도 센서 (32) 에 의해 운전자의 출력 요구량에 대응하는 도시되지 않은 액셀 페달의 조작량인 액셀 개도 (ACC) 를 나타내는 신호, 엔진 회전 속도 센서 (34) 에 의해 상기 엔진 (12) 의 회전 속도인 엔진 회전 속도 (NE) 를 나타내는 신호, MG1 회전 속도 센서 (36) 에 의해 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 회전 속도 (NMG1) 를 나타내는 신호, MG2 회전 속도 센서 (38) 에 의해 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 회전 속도 (NMG2) 를 나타내는 신호, 출력 회전 속도 센서 (40) 에 의해 차속 (V) 에 대응하는 상기 출력 기어 (28) 의 회전 속도 (NOUT) 를 나타내는 신호, 배터리 SOC 센서 (42) 에 의해 배터리 (48) 의 충전 용량 (충전 상태) (SOC) 을 나타내는 신호 등이, 각각 상기 전자 제어 장치 (30) 에 공급된다.
상기 전자 제어 장치 (30) 로부터는, 상기 구동 장치 (10) 의 각 부에 작동 지령이 출력되도록 구성되어 있다. 즉, 상기 엔진 (12) 의 출력을 제어하는 엔진 출력 제어 지령으로서, 연료 분사 장치에 의한 흡기 배관 등으로의 연료 공급량을 제어하는 연료 분사량 신호, 점화 장치에 의한 상기 엔진 (12) 의 점화 시기 (점화 타이밍) 를 지령하는 점화 신호, 및 전자 스로틀 밸브의 스로틀 밸브 개도 (θTH) 를 조작하기 위해서 스로틀 액츄에이터로 공급되는 전자 스로틀 밸브 구동 신호 등이, 그 엔진 (12) 의 출력을 제어하는 엔진 제어 장치 (52) 로 출력된다. 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 의 작동을 지령하는 지령 신호가 인버터 (50) 로 출력되고, 그 인버터 (50) 를 통해서 상기 배터리 (48) 로부터 그 지령 신호에 따른 전기 에너지가 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 공급되어 그들 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 의 출력 (토크) 이 제어된다. 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 발전된 전기 에너지가 상기 인버터 (50) 를 통해서 상기 배터리 (48) 에 공급되고, 그 배터리 (48) 에 축적되도록 되어 있다. 상기 클러치 (CL), 브레이크 (BK) 의 걸어맞춤 상태를 제어하는 지령 신호가 유압 제어 회로 (54) 에 구비된 리니어 솔레노이드 밸브 등의 전자 제어 밸브로 공급되고, 그들 전자 제어 밸브로부터 출력되는 유압이 제어됨으로써 상기 클러치 (CL), 브레이크 (BK) 의 걸어맞춤 상태가 제어되도록 되어 있다.
상기 구동 장치 (10) 는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 를 통해서 운전 상태가 제어됨으로써, 입력 회전 속도와 출력 회전 속도의 차동 상태가 제어되는 전기식 차동부로서 기능한다. 예를 들어, 상기 제 1 전동기 (MG1) 에 의해 발전된 전기 에너지를 상기 인버터 (50) 를 통해서 배터리 (48) 나 제 2 전동기 (MG2) 로 공급한다. 이에 따라, 상기 엔진 (12) 의 동력 주요부는 기계적으로 상기 출력 기어 (28) 로 전달되는 한편, 그 동력의 일부는 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 발전을 위해서 소비되어 거기서 전기 에너지로 변환되고, 상기 인버터 (50) 를 통과하여 그 전기 에너지가 상기 제 2 전동기 (MG2) 로 공급된다. 그리고, 그 제 2 전동기 (MG2) 가 구동되어 제 2 전동기 (MG2) 로부터 출력된 동력이 상기 출력 기어 (28) 로 전달된다. 이 전기 에너지의 발생으로부터 제 2 전동기 (MG2) 에서 소비될 때까지 관련하는 기기에 의해, 상기 엔진 (12) 의 동력 일부를 전기 에너지로 변환하고, 그 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환할 때까지의 전기 패스가 구성된다.
이상과 같이 구성된 구동 장치 (10) 가 적용된 하이브리드 차량에 있어서는, 상기 엔진 (12), 제 1 전동기 (MG1), 및 제 2 전동기 (MG2) 의 구동 상태, 및 상기 클러치 (CL), 브레이크 (BK) 의 걸어맞춤 상태 등에 따라, 복수의 주행 모드 중 어느 것이 선택적으로 성립된다. 도 3 은, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 성립되는 4 종류의 주행 모드 각각에 있어서의 상기 클러치 (CL2), 브레이크 (BK2) 의 걸어맞춤 상태를 나타내는 걸어맞춤표이며, 걸어맞춤을 「○」 로, 해방을 공란으로 각각 나타내고 있다. 이 도 3 에 나타내는 주행 모드 「EV1」, 「EV2」 는, 모두 상기 엔진 (12) 의 운전이 정지됨과 함께, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 적어도 일방을 주행용 구동원으로서 사용하는 EV 주행 모드이다. 「HV1」, 「HV2」 는, 모두 상기 엔진 (12) 을 예를 들어 주행용 구동원으로서 구동시킴과 함께, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 필요에 따라 구동 내지 발전 등을 실시하는 하이브리드 주행 모드이다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 도 3 에 나타내는 「HV1」, 「HV2」 가, 상기 클러치 (CL2) 및 상기 브레이크 (BK2) 의 걸어맞춤 내지 해방의 조합에 따라 선택적으로 성립되는 2 종류의 하이브리드 주행 모드에 대응한다. 이 하이브리드 주행 모드에 있어서, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 적어도 일방에 의해 반력을 발생시키는 것이어도 되고, 무부하 상태로 공전 (空轉) 시키는 것이어도 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서는, 상기 엔진 (12) 을 예를 들어 주행용 구동원으로서 구동시킴과 함께, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 필요에 따라 구동 내지 발전 등을 실시하는 하이브리드 주행 모드에 있어서, 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤됨과 함께 상기 클러치 (CL2) 가 해방됨으로써 「HV1」 이, 상기 브레이크 (BK2) 가 해방됨과 함께 상기 클러치 (CL2) 가 걸어맞춤됨으로써 「HV2」 가 각각 성립된다. 즉, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 상호간의 전환은, 상기 클러치 (CL2) 및 상기 브레이크 (BK2) 의 바꿔잡기 즉 클러치·투·클러치 제어에 의해 실시된다. 상기 엔진 (12) 의 운전이 정지됨과 함께, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 적어도 일방을 주행용 구동원으로서 사용하는 EV 주행 모드에 있어서, 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤됨과 함께 상기 클러치 (CL2) 가 해방됨으로써 「EV1」 이, 상기 클러치 (CL2) 및 브레이크 (BK2) 가 함께 걸어맞춤됨으로써 「EV2」 가 각각 성립된다.
본 실시예에 있어서는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 도 3 에 나타내는 4 종류의 주행 모드가 선택적으로 성립되는 예에 대하여 설명하지만, 예를 들어 상기 클러치 (CL1) 및 브레이크 (BK1) 의 걸어맞춤 및 해방의 조합에 따라, 상기 엔진 (12) 으로부터 상기 출력 기어 (28) 까지의 동력 전달에 관련된 변속비가 고정 변속비가 되는 복수의 고정 변속비 모드를 선택적으로 성립시키는 것이어도 된다. 본 실시예의 제어에서는, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 상호간의 전환에 관한 제어에 대하여 설명하지만, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서, 상기 하이브리드 모드 「HV1」, 「HV2」 로부터 상기 EV 주행 모드 「EV1」, 「EV2」 로의 전환, 및 상기 서술한 고정 변속비 모드로의 전환이 실시될 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
상기 구동 장치 (10) 에 있어서, 상기 클러치 (CL1) 및 브레이크 (BK1) 는, 상기 구동 장치 (10) 가 적용된 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라 적절히 걸어맞춤 내지 해방되는 것이지만, 본 실시예에 있어서는, 상기 클러치 (CL1) 및 브레이크 (BK1) 가 함께 해방되어 있는 것으로 하여, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 클러치 (CL2) 및 브레이크 (BK2) 의 걸어맞춤 내지 해방의 조합에 따른 복수의 주행 모드에 관련된 제어에 대하여 설명한다.
도 4 ∼ 도 6 은, 상기 구동 장치 (10) (제 1 유성 기어 장치 (14) 및 제 2 유성 기어 장치 (16)) 에 있어서, 상기 클러치 (CL2) 및 브레이크 (BK2) 각각의 걸어맞춤 상태에 따라 연결 상태가 상이한 각 회전 요소의 회전 속도의 상대 관계를 직선 상에서 나타낼 수 있는 공선도 (共線圖) 를 나타내고 있으며, 가로축 방향에 있어서 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 및 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 기어비 (ρ) 의 상대 관계를 나타내고, 세로축 방향에 있어서 상대적 회전 속도를 나타내는 2 차원 좌표이다. 차량 전진시에 있어서의 상기 출력 기어 (28) 의 회전 방향을 정 (正) 의 방향 (정회전) 으로 하여 각 회전 속도를 나타내고 있다. 가로선 (X1) 은 회전 속도 영을 나타내고 있다. 세로선 (Y1 ∼ Y4 (Y4a, Y4b)) 은, 왼쪽으로부터 순서로 실선 Y1 이 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 링 기어 (R1) (제 1 전동기 (MG1)), 실선 Y2a 가 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) (엔진 (12)), 파선 Y2b 가 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2), 파선 Y3 이 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2), 파선 Y3 이 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 캐리어 (C2) (출력 기어 (28)), 실선 Y4a 가 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 선 기어 (S1), 파선 Y4b 가 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 선 기어 (S2) (제 2 전동기 (MG2)) 각각의 상대 회전 속도를 나타내고 있다. 도 4 ∼ 도 6 에 있어서는, 세로선 Y2a 및 Y2b, 세로선 Y4a 및 Y4b 를 각각 겹쳐 나타내고 있다. 여기서, 상기 선 기어 (S1 및 S2) 는 상호 연결되어 있기 때문에, 세로선 (Y4a, Y4b) 에 각각 나타내는 선 기어 (S1 및 S2) 의 상대 회전 속도는 동등하다.
도 4 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상기 구동 장치 (10) 는, 그 구동 장치 (10) 를 구성하는 4 개의 회전 요소를 세로선 (Y1 ∼ Y4) 으로 공선도 상에 나타냈을 때, 상기 제 1 전동기 (MG1) 에 연결된 회전 요소 (링 기어 (R1)) 를 나타내는 세로선 (Y1) 과, 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 연결된 회전 요소 (선 기어 (S1 및 S2)) 를 나타내는 세로선 (Y4 (Y4a, Y4b)) 이, 상기 공선도에 있어서의 양단에 배치되는 구성이다
도 4 ∼ 도 6 에 있어서는, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 에 있어서의 3 개의 회전 요소의 상대적인 회전 속도를 실선 (L1) 으로, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서의 3 개의 회전 요소의 상대적인 회전 속도를 파선 (L2) 으로 각각 나타내고 있다. 상기 세로선 (Y1 ∼ Y4 (Y2b ∼ Y4b)) 의 간격은, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 및 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 각 기어비 (ρ1, ρ2) 에 따라 정해져 있다. 즉, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 에 있어서의 3 개의 회전 요소에 대응하는 세로선 (Y1, Y2a, Y4a) 에 관하여, 선 기어 (S1) 와 캐리어 (C1) 사이가 1 에 대응하는 것이 되고, 캐리어 (C1) 와 링 기어 (R1) 사이가 ρ1 에 대응하는 것이 된다. 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서의 3 개의 회전 요소에 대응하는 세로선 (Y2b, Y3, Y4b) 에 관하여, 선 기어 (S2) 와 캐리어 (C2) 사이가 1 에 대응하는 것이 되고, 캐리어 (C2) 와 링 기어 (R2) 사이가 ρ2 에 대응하는 것이 된다. 이하, 도 4 ∼ 도 6 을 이용하여 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 각 주행 모드에 대하여 설명한다.
도 4 에 나타내는 공선도는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드 「HV1」 에 대응하는 것이며, 바람직하게는, 상기 엔진 (12) 이 구동되어 주행용 구동원으로서 사용됨과 함께, 필요에 따라 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 의한 구동 내지 발전이 실시되는 하이브리드 주행 모드이다. 도 4 의 공선도를 이용하여 설명하면, 상기 클러치 (CL2) 가 해방됨으로써 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 의 상대 회전이 가능하게 되어 있다. 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤됨으로써 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 가 비회전 부재인 상기 하우징 (26) 에 대해 연결 (고정) 되고, 그 회전 속도가 영으로 되어 있다. 이 주행 모드 「HV1」 에 있어서는, 상기 엔진 (12) 이 구동되고, 그 출력 토크에 의해 상기 출력 기어 (28) 가 회전된다. 이 때, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 에 있어서, 상기 제 1 전동기 (MG1) 에 의해 반력 토크를 출력시킴으로써, 상기 엔진 (12) 으로부터의 출력의 상기 출력 기어 (28) 로의 전달이 가능해진다. 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서는, 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤되어 있음으로써, 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 정의 토크 (정의 방향의 토크) 가 출력되면, 그 토크에 의해 상기 캐리어 (C2) 즉 출력 기어 (28) 는 정의 방향으로 회전된다.
도 5 에 나타내는 공선도는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드 「HV2」 에 대응하는 것이며, 바람직하게는, 상기 엔진 (12) 이 구동되어 주행용 구동원으로서 사용됨과 함께, 필요에 따라 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 에 의한 구동 내지 발전이 실시되는 하이브리드 주행 모드이다. 도 5 의 공선도를 이용하여 설명하면, 상기 클러치 (CL2) 가 걸어맞춤됨으로써 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 의 상대 회전이 불가능하게 되어 있고, 상기 캐리어 (C1) 및 링 기어 (R2) 가 일체적으로 회전되는 1 개의 회전 요소로서 동작한다. 상기 선 기어 (S1 및 S2) 는 상호 연결되어 있음으로써, 그들 선 기어 (S1 및 S2) 는 일체적으로 회전되는 1 개의 회전 요소로서 동작한다. 즉, 주행 모드 「HV2」 에 있어서, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 및 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서의 회전 요소는, 전체적으로 4 개의 회전 요소를 구비한 차동 기구로서 기능한다. 즉, 도 5 에 있어서 지면을 향해 왼쪽으로부터 순서로 나타내는 4 개의 회전 요소인 링 기어 (R1) (제 1 전동기 (MG1)), 상호 연결된 캐리어 (C1) 및 링 기어 (R2) (엔진 (12)), 캐리어 (C2) (출력 기어 (28)), 상호 연결된 선 기어 (S1 및 S2) (제 2 전동기 (MG2)) 의 순서로 결합한 복합 스플릿 모드가 된다.
상기 주행 모드 「HV2」 에 있어서는, 상기 클러치 (CL2) 가 걸어맞춤됨으로써 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 가 연결되어 있고, 상기 캐리어 (C1) 및 링 기어 (R2) 가 일체적으로 회전된다. 이 때문에, 상기 엔진 (12) 의 출력에 대해, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 어느 것에 의해서도 반력을 받을 수 있다. 즉, 상기 엔진 (12) 의 구동시에, 그 반력을 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 의 일방 내지 양방에서 분담하여 받는 것이 가능해지고, 효율이 좋은 동작점에서 동작시키거나, 열에 의한 토크 제한 등의 제약을 완화하는 주행 등이 가능해진다.
도 4 에 나타내는 공선도는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드 「EV1」 에 대응하는 것이기도 하고, 바람직하게는, 상기 엔진 (12) 의 운전이 정지됨과 함께, 상기 제 2 전동기 (NG2) 가 주행용 구동원으로서 사용되는 EV 주행 모드이다. 도 4 의 공선도를 이용하여 설명하면, 상기 클러치 (CL2) 가 해방됨으로써 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 의 상대 회전이 가능하게 되어 있다. 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤됨으로써 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 가 비회전 부재인 상기 하우징 (26) 에 대해 연결 (고정) 되고, 그 회전 속도가 영으로 되어 있다. 이 주행 모드 「EV1」 에 있어서는, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서, 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 정의 토크 (정의 방향의 토크) 가 출력되면, 그 토크에 의해 상기 캐리어 (C2) 즉 출력 기어 (28) 는 정의 방향으로 회전된다. 즉, 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 정의 토크를 출력시킴으로써, 상기 구동 장치 (10) 가 적용된 하이브리드 차량을 전진 주행시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 바람직하게는 상기 제 1 전동기 (MG1) 는 공전된다.
도 6 에 나타내는 공선도는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드 「EV2」 에 대응하는 것이며, 바람직하게는, 상기 엔진 (12) 의 운전이 정지됨과 함께, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 적어도 일방이 주행용 구동원으로서 사용되는 EV 주행 모드이다. 도 6 의 공선도를 이용하여 설명하면, 상기 클러치 (CL2) 가 걸어맞춤됨으로써 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (2) 의 상대 회전이 불가능하게 되어 있다. 또한, 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤됨으로써 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 및 그 링 기어 (R2) 에 걸어맞춤된 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 (C1) 가 비회전 부재인 상기 하우징 (26) 에 대해 연결 (고정) 되고, 그 회전 속도가 영으로 되어 있다. 이 주행 모드 「EV2」 에 있어서는, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 에 있어서, 상기 링 기어 (R1) 의 회전 방향과 상기 선 기어 (S1) 의 회전 방향이 역방향이 된다. 즉, 상기 제 1 전동기 (MG1) 에 의해 부 (負) 의 토크 (부의 방향의 토크) 가 출력되면, 그 토크에 의해 상기 캐리어 (C2) 즉 출력 기어 (28) 는 정의 방향으로 회전된다. 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 정의 토크 (정의 방향의 토크) 가 출력되면, 그 토크에 의해 상기 캐리어 (C2) 즉 출력 기어 (28) 는 정의 방향으로 회전된다. 즉, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 적어도 일방에 의해 토크를 출력시킴으로써, 상기 구동 장치 (10) 가 적용된 하이브리드 차량을 전진 주행시킬 수 있다.
상기 주행 모드 「EV2」 에 있어서는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 적어도 일방에 의해 발전을 실시하는 형태를 성립시킬 수도 있다. 이 형태에 있어서는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 의 일방 혹은 양방에 의해 주행용 구동력 (토크) 을 분담하여 발생시키는 것이 가능해지고, 각 전동기를 효율이 좋은 동작점에서 동작시키거나, 열에 의한 토크 제한 등의 제약을 완화하는 주행 등이 가능해진다. 또한, 상기 배터리 (48) 의 충전 상태가 만충전인 경우 등, 회생에 의한 발전이 허용되지 않는 경우에, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 중 일방 혹은 양방을 공전시키는 것도 가능하다. 즉, 상기 주행 모드 「EV2」 에 있어서는, 폭넓은 주행 조건에 있어서 EV 주행을 실시하는 것이나, 장시간 계속해서 EV 주행을 실시하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 주행 모드 「EV2」 는, 플러그 인 하이브리드 차량 등, EV 주행을 실시하는 비율이 높은 하이브리드 차량에 있어서 바람직하게 채용된다.
도 7 은, 상기 전자 제어 장치 (30) 에 구비된 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록선도이다. 이 도 7 에 나타내는 주행 모드 전환 제어부 (60) 는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 성립되는 주행 모드를 판정한다. 즉, 미리 정해진 후술하는 도 9 에 나타내는 바와 같은 관계로부터, 상기 액셀 개도 센서 (32) 에 의해 검출되는 요구 구동력에 상당하는 액셀 개도 (ACC), 상기 출력 회전 속도 센서 (40) 에 의해 검출되는 출력 회전 속도에 상당하는 차속 (V), 및 상기 배터리 SOC 센서 (42) 에 의해 검출되는 상기 배터리 (48) 의 충전 용량 (SOC) 등에 기초하여, 도 3 에 나타내는 4 개의 주행 모드 「HV1」, 「HV2」, 「EV1」, 「EV2」 중 어느 것이 성립되어야 할 상태인지를 판정한다.
클러치 걸어맞춤 제어부 (62) 는, 상기 유압 제어 회로 (54) 를 통해서 상기 클러치 (CL2) 의 걸어맞춤 상태를 제어한다. 구체적으로는, 상기 유압 제어 회로 (54) 에 구비된, 상기 클러치 (CL2) 에 대응하는 전자 제어 밸브로부터의 출력압을 제어함으로써, 그 클러치 (CL2) 의 걸어맞춤 상태 (토크 용량) 를 정하는 유압 (PCL2) 을 제어한다. 바람직하게는, 상기 주행 모드 전환 제어부 (60) 에 의해 판정되는 주행 모드에 따라 상기 클러치 (CL2) 의 걸어맞춤 상태를 제어한다. 즉, 기본적으로는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 주행 모드 「HV2」, 「EV2」 가 성립된다고 판정된 경우에는, 상기 클러치 (CL2) 를 걸어맞춤시키도록 그 토크 용량을 제어한다. 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 주행 모드 「HV1」, 「EV1」 이 성립된다고 판정된 경우에는, 상기 클러치 (CL2) 를 해방시키도록 그 토크 용량을 제어한다.
브레이크 걸어맞춤 제어부 (64) 는, 상기 유압 제어 회로 (54) 를 통해서 상기 브레이크 (BK2) 의 걸어맞춤 상태를 제어한다. 구체적으로는, 상기 유압 제어 회로 (54) 에 구비된, 상기 브레이크 (BK2) 에 대응하는 전자 제어 밸브로부터의 출력압을 제어함으로써, 그 브레이크 (BK2) 의 걸어맞춤 상태 (토크 용량) 를 정하는 유압 (PBK2) 을 제어한다. 바람직하게는, 상기 주행 모드 전환 제어부 (60) 에 의해 판정되는 주행 모드에 따라 상기 브레이크 (BK2) 의 걸어맞춤 상태를 제어한다. 즉, 기본적으로는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 주행 모드 「HV1」, 「EV1」, 「EV2」 가 성립된다고 판정된 경우에는, 상기 브레이크 (BK2) 를 걸어맞춤시키도록 그 토크 용량을 제어한다. 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 주행 모드 「HV2」 가 성립된다고 판정된 경우에는, 상기 브레이크 (BK2) 를 해방시키도록 그 토크 용량을 제어한다.
엔진 구동 제어부 (66) 는, 상기 엔진 제어 장치 (52) 를 통해서 상기 엔진 (12) 의 구동을 제어한다. 예를 들어, 상기 엔진 제어 장치 (52) 를 통해서 상기 엔진 (12) 의 연료 분사 장치에 의한 흡기 배관 등으로의 연료 공급량, 점화 장치에 의한 상기 엔진 (12) 의 점화 시기 (점화 타이밍), 및 전자 스로틀 밸브의 스로틀 밸브 개도 (θTH) 등을 제어함으로써, 상기 엔진 (12) 에 의해 필요한 출력 즉 목표 토크 (목표 엔진 출력) 가 얻어지도록 제어한다.
MG1 구동 제어부 (68) 는, 상기 인버터 (50) 를 통해서 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 구동을 제어한다. 예를 들어, 상기 인버터 (50) 를 통해서 상기 배터리 (48) 로부터 상기 제 1 전동기 (MG1) 로 공급되는 전기 에너지 등을 제어함으로써, 상기 제 1 전동기 (MG1) 에 의해 필요한 출력 즉 목표 토크 (목표 MG1 출력) 가 얻어지도록 제어한다. MG2 구동 제어부 (70) 는, 상기 인버터 (50) 를 통해서 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 구동을 제어한다. 예를 들면, 상기 인버터 (50) 를 통해서 상기 배터리 (48) 로부터 상기 제 2 전동기 (MG2) 로 공급되는 전기 에너지 등을 제어함으로써, 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 의해 필요한 출력 즉 목표 토크 (목표 MG2 출력) 가 얻어지도록 제어한다.
상기 엔진 (12) 을 구동시킴과 함께 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 를 주행용 구동원으로서 사용하는 하이브리드 주행 모드에서는, 상기 액셀 개도 센서 (32) 에 의해 검출되는 액셀 개도 (ACC) 및 상기 출력 회전 속도 센서 (40) 에 의해 검출되는 출력 회전 속도 (NOUT) 에 대응하는 차속 (V) 등에 기초하여 상기 구동 장치 (10) (출력 기어 (28)) 로부터 출력되어야 할 요구 구동력이 산출된다. 상기 엔진 (12) 의 출력 토크 및 상기 제 1 전동기 (MG1), 제 2 전동기 (MG2) 의 출력 토크에 의해 이러한 요구 구동력이 실현되도록, 상기 MG1 구동 제어부 (68) 및 MG2 구동 제어부 (70) 를 통해서 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 의 작동이 제어됨과 함께, 상기 엔진 구동 제어부 (66) 를 통해서 상기 엔진 (12) 의 구동이 제어된다.
도 8 은, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 전달 효율을 설명하는 도면이며, 가로축에 입력 회전 속도 (입력축 회전 속도) 와 출력 회전 속도 (출력축 회전 속도) 의 비 즉 변속비를, 세로축에 이론 전달 효율을 각각 나타내고 있다. 이 도 8 의 가로축에 나타내는 변속비는, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 및 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서의, 출력측 회전 속도에 대한 입력측 회전 속도의 비 즉 감속비이며, 예를 들어, 상기 출력 기어 (28) 의 회전 속도 (캐리어 (C2) 의 회전 속도) 에 대한 상기 캐리어 (C1)) 등의 입력 회전 부재의 회전 속도의 비에 상당한다. 도 8 에 나타내는 가로축에 있어서는, 지면을 향해 좌측이 변속비가 작은 하이 기어측이고, 우측이 변속비가 큰 로우 기어측이 된다. 도 8 에 나타내는 전달 효율은, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 전달 효율의 이론값이며, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14), 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 입력되는 동력이 전기 패스를 통하지 않고 기계적인 전달에 의해 모두 상기 출력 기어 (28) 로 전달되는 경우에 최대 효율 1.0 이 된다.
도 8 에서는, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 하이브리드 주행 모드 「HV1」 시의 전달 효율을 1 점 쇄선으로, 하이브리드 주행 모드 「HV2」 시의 전달 효율을 2 점 쇄선으로 각각 나타내고 있다. 이 도 8 에 나타내는 바와 같이, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 하이브리드 주행 모드 「HV1」 시의 전달 효율은, 변속비 (γa) 에 있어서 최대 효율 (극대값) 이 된다. 이 변속비 (γa) 에 있어서, 상기 제 1 전동기 (MG1) (링 기어 (R1)) 의 회전 속도는 영이 되는 것이고, 그 제 1 전동기 (MG1) 에 있어서 반력을 받는 것에 따른 전기 패스는 영이 되어, 기계적인 동력 전달에 의해서만 상기 엔진 (12) 내지 상기 제 2 전동기 (MG2) 로부터 출력 기어 (28) 로 동력을 전달할 수 있는 동작점이 된다. 이하, 이와 같이 전기 패스가 제로인 고효율 동작점을 메커니컬 로크 점 (기계 전달 포인트) 이라고 한다. 상기 변속비 (γa) 는, 바람직하게는, 오버드라이브측의 변속비 즉 1 보다 작은 변속비이다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 하이브리드 주행 모드 「HV2」 에 있어서는, 상기 클러치 (CL2) 의 걸어맞춤에 의해 구성된 4 개의 회전 요소에 있어서 도 6 의 공선도에 관련된 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 제 2 전동기 (MG2) 각각의 회전 속도가 가로축 상의 상이한 위치가 되도록 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 및 제 2 유성 기어 장치 (16) 각각의 기어비 (ρ1, ρ2) 가 정해져 있음으로써, 주행 모드 「HV2」 시의 전달 효율은, 변속비 (γb) 및 변속비 (γc) 에 메커니컬 로크 점을 갖는다. 즉, 상기 주행 모드 「HV2」 시에는, 상기 변속비 (γb) 에 있어서 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 회전 속도가 영이 되는 것이고, 그 제 1 전동기 (MG1) 에 있어서 반력을 받는 것에 따른 전기 패스가 영이 되는 메커니컬 로크 점이 실현됨과 함께, 변속비 (γc) 에 있어서 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 회전 속도가 영이 되어, 그 제 2 전동기 (MG2) 에 있어서 반력을 받는 것에 따른 전기 패스가 영이 되는 메커니컬 로크 점이 실현된다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」 시에 전달 효율이 최대 효율 (극대값) 이 되는 상기 변속비 (γa) 는, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 시에 전달 효율이 최대 효율이 되는 상기 변속비 (γb) 와 상기 변속비 (γc) 사이의 값 (γb < γa < γc) 이다. 바꾸어 말하면, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 변속비에 따른 전달 효율에 관하여, 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 중 일방의 하이브리드 주행 모드인 「HV2」 는, 제 1 변속비인 상기 변속비 (γb) 및 제 2 변속비인 상기 변속비 (γc) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하고, 타방의 하이브리드 주행 모드인 「HV1」 은, 상기 변속비 (γb) 와 상기 변속비 (γc) 사이에 있어서의 제 3 변속비인 상기 변속비 (γa) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취한다.
도 9 는, 상기 주행 모드 전환 제어부 (60) 에 의한 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환 판정에 이용되는 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 이 도 9 는, 요구 구동력 및 출력 회전 속도를 파라미터로서 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환 판정을 실시하기 위한 관계의 일례이며, 미리 정해져 예를 들어 소정의 기억 장치에 기억되어 사용되는 것이다. 상기 주행 모드 전환 제어부 (60) 는, 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같은 관계로부터, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하여, 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환 판정을 실시한다. 여기서, 상기 요구 구동력은, 상기 구동 장치 (10) 가 적용된 차량에 있어서 도시되지 않은 구동륜으로 전달되어야 할 구동력의 목표값 즉 목표 구동력 관계값이며, 예를 들어, 상기 액셀 개도 센서 (32) 에 의해 검출되는 액셀 개도 (ACC), 혹은 도시되지 않은 전자 스로틀 밸브의 개도 (θTH) 등이 대응한다. 상기 출력 회전 속도는, 상기 구동 장치 (10) 가 적용된 차량에 있어서의 도시되지 않은 구동륜의 회전 속도 즉 차속에 관계하는 차속 관계값이며, 예를 들어, 상기 출력 회전 속도 센서 (40)에 의해 검출되는 차속 (V) (출력 기어 (28) 의 회전 속도 (NOUT)) 등이 대응한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 상기 주행 모드 전환 제어부 (60) 에 의한 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환 판정에 이용되는 관계에서는, 기준이 되는 파라미터에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 파라미터의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키도록 정해져 있다. 바람직하게는, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 요구 구동력 및 출력 회전 속도 중 일방이 고정되어 있는 경우, 타방의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키도록 정해져 있다.
도 9 에 있어서는, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 요구 구동력이 고정되어 있는 경우, 상기 출력 회전 속도의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키도록 정해져 있는 것을 굵은선 화살표에 의해 나타내고 있다. 즉, 도 9 의 굵은선 화살표에 나타내는 바와 같이 요구 구동력을 고정한 경우, 출력 회전 속도가 가장 낮은 범위에 상당하는 제 1 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」 이, 제 1 영역보다 출력 회전 속도가 높은 범위에 상당하는 제 2 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 가, 제 2 영역보다 출력 회전 속도가 높은 범위에 상당하는 제 3 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」 이, 출력 회전 속도가 가장 높은 범위에 상당하는 제 4 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 를 각각 성립시키도록 정해져 있다. 이에 따라, 도 9 에 굵은선 화살표로 나타내는 바와 같이, 요구 구동력을 일정값에 고정하고, 출력 회전 속도를 (1) ∼ (4) 에 나타내는 바와 같이 상승시켜 간 경우, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서는, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」, 「HV1」, 「HV2」 의 순서로, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 가 번갈아 성립된다.
도 11 은, 도 9 의 굵은선 화살표에 나타내는 바와 같이, 요구 구동력을 일정값에 고정하고, 출력 회전 속도를 (1) ∼ (4) 에 나타내는 바와 같이 상승시켜 간 경우에 있어서의 공선도를 시계열적으로 나타내는 도면이다. 즉, 공선도에 있어서 별표로 나타내는 출력 회전 속도 (출력 기어 (28) 의 회전 속도) 가 (a) ∼ (h) 로의 추이에 수반하여 상승해 감과 함께, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 가 번갈아 성립되는 모습을 설명하고 있다. 도 11 의 각 공선도에 있어서는, 전술한 도 4 ∼ 도 6 과 마찬가지로, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 에 있어서의 3 개의 회전 요소의 상대적인 회전 속도를 실선 (L1) 으로, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서의 3 개의 회전 요소의 상대적인 회전 속도를 파선 (L2) 으로 각각 나타내고 있다. 또한, 각 공선도에 있어서 성립되어 있는 하이브리드 주행 모드가 아닌 하이브리드 주행 모드 (「HV1」 이 성립하고 있는 경우에는 「HV2」, 「HV2」 가 성립하고 있는 경우에는 「HV1」) 가 성립되어 있는 것으로 가정한 경우에 있어서의 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 및 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 에 있어서의 3 개의 회전 요소의 상대적인 회전 속도를 가는 1 점 쇄선으로 나타내고 있다. 도 13 에 있어서 동일하다.
도 11(a) 에 나타내는 공선도는, 도 9 에 나타내는 (1) 의 상태에 상당하는 것이고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」 이 성립되어 있다. 이 상태에 있어서의 상기 구동 장치 (10) 의 전달 효율을 도 10 에 (1) 로 나타내고 있다. 도 9 에 나타내는 (1) 의 상태로부터 출력 회전 속도가 상승되면, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드가 「HV1」 로부터 「HV2」 로 전환된다. 도 11(b) 에 나타내는 공선도는, 도 11(a) 에 나타내는 상태로부터 출력 회전 속도가 상승되고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 가 성립된 상태를 나타내고 있다. 이 상태로부터 더욱 출력 회전 속도가 상승되면, 도 11(c) 의 공선도에 파선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 회전 속도가 0 이 되는 상태를 통과한다. 이 상태가 상기 메커니컬 로크 점이며, 도 9 및 도 11 에 나타내는 (2) 의 상태가 이것에 상당한다. 도 11(c) 의 공선도에 나타내는 상태에 있어서는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 상기 제 2 전동기 (MG2) 상호간의 전기 패스가 영이 되고, 상기 구동 장치 (10) 의 전달 효율이 최대값인 1.0 이 된다.
도 9 에 나타내는 (2) 의 상태로부터 출력 회전 속도가 상승되면, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드가 「HV2」 로부터 「HV1」 로 전환된다. 도 11(d) 에 나타내는 공선도는, 도 11(c) 에 나타내는 상태로부터 출력 회전 속도가 상승되고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」 이 성립된 상태를 나타내고 있다. 이 상태로부터 더욱 출력 회전 속도가 상승되면, 도 11(e) 의 공선도에 파선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 회전 속도가 0 이 되는 상태를 통과한다. 이 상태가 상기 메커니컬 로크 점이며, 도 9 및 도 11 에 나타내는 (3) 의 상태가 이것에 상당한다. 도 11(e) 의 공선도에 나타내는 상태에 있어서는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 상기 제 2 전동기 (MG2) 상호간의 전기 패스가 영이 되고, 상기 구동 장치 (10) 의 전달 효율이 최대값인 1.0 이 된다.
도 11(f) 는, 도 11(e) 에 나타내는 상태로부터 출력 회전 속도가 상승된 상태를 나타내고 있다. 이 상태로부터 출력 회전 속도가 상승되면, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드가 「HV1」 로부터 「HV2」 로 전환된다. 도 11(g) 에 나타내는 공선도는, 도 11(f) 에 나타내는 상태로부터 출력 회전 속도가 상승되고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 가 성립된 상태를 나타내고 있다. 이 상태로부터 더욱 출력 회전 속도가 상승되면, 도 11(h) 의 공선도에 파선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 회전 속도가 0 이 되는 상태를 통과한다. 이 상태가 상기 메커니컬 로크 점이며, 도 9 및 도 11 에 나타내는 (4) 의 상태가 이것에 상당한다. 도 11(h) 의 공선도에 나타내는 상태에 있어서는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 상기 제 2 전동기 (MG2) 상호간의 전기 패스가 영이 되고, 상기 구동 장치 (10) 의 전달 효율이 최대값인 1.0 이 된다.
이상, 도 9 ∼ 도 11 을 이용하여 설명한 바와 같이, 본 실시예의 제어에 의하면, 상기 요구 구동력이 고정되어 있는 경우, 상기 출력 회전 속도의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시킴으로써, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 상기 제 2 전동기 (MG2) 상호간의 전기 패스가 영이 되는 메커니컬 로크 포인트를 3 회 통과하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 10 에 굵은선으로 나타내는 바와 같이, 변속비의 추이에 따라, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 전달 효율이 가급적으로 높아지는 동작점을 계속 취할 수 있다. 한편, 도 11 의 각 공선도에 1 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 상기 출력 회전 속도의 상승에 따라 전술한 본 실시예의 하이브리드 주행 모드와는 반대의 하이브리드 주행 모드가 성립된 경우, 메커니컬 로크 점을 한번도 통과하지 않거나, 혹은 적어도 본 실시예의 제어에 비해 메커니컬 로크 점을 통과하는 횟수가 적어진다.
도 12 는, 전술한 도 9 에 나타내는 관계에 있어서, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 출력 회전 속도가 고정되어 있는 경우, 상기 요구 구동력의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키도록 정해져 있는 것을 굵은선 화살표에 의해 나타내고 있다. 즉, 도 12 의 굵은선 화살표에 나타내는 바와 같이 출력 회전 속도를 고정한 경우, 요구 구동력이 가장 낮은 범위에 상당하는 제 1 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」, 제 1 영역보다 요구 구동력이 높은 범위에 상당하는 제 2 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 제 2 영역보다 요구 구동력이 높은 범위에 상당하는 제 3 영역에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 를 각각 성립시키도록 정해져 있다. 이에 따라, 도 12 에 굵은선 화살표로 나타내는 바와 같이, 출력 회전 속도를 일정값에 고정하고, 요구 구동력을 (5) ∼ (7) 에 나타내는 바와 같이 상승시켜 간 경우, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서는, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」, 「HV1」, 「HV2」 의 순서로, 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 가 번갈아 성립된다.
도 13 은, 도 12 의 굵은선 화살표에 나타내는 바와 같이, 출력 회전 속도를 일정값에 고정하고, 요구 구동력을 (5) ∼ (7) 에 나타내는 바와 같이 상승시켜 간 경우에 있어서의 공선도를 시계열적으로 나타내는 도면이다. 즉, 공선도에 있어서 별표로 나타내는 출력 회전 속도 (출력 기어 (28) 의 회전 속도) 가 고정된 상태에 있어서, (i) ∼ (k) 로의 추이에 수반하여 요구 구동력이 상승해 감과 함께, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 가 번갈아 성립되는 모습을 설명하고 있다.
도 13(i) 에 나타내는 공선도는, 도 12 에 나타내는 (5) 의 상태에 상당하는 것이고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV2」 가 성립되어 있다. 이 상태에 있어서는, 이 도 13(i) 의 공선도에 파선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 전동기 (MG1) 의 회전 속도가 0 이 되는 상태를 통과한다. 도 13(j) 는, 도 13(i) 에 나타내는 상태로부터 요구 구동력이 상승되고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드가 「HV2」 로부터 「HV1」 로 전환된 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서는, 이 도 13(j) 의 공선도에 파선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 상기 제1 전동기 (MG1) 의 회전 속도가 0 이 되는 상태를 통과한다. 도 13(k) 는, 도 13(j) 에 나타내는 상태로부터 요구 구동력이 상승되고, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 주행 모드가 「HV1」 로부터 「HV2」 로 전환된 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서는, 이 도 13(k) 의 공선도에 파선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 회전 속도가 0 이 되는 상태를 통과한다.
이상, 도 12 및 도 13 을 이용하여 설명한 바와 같이, 본 실시예의 제어에 의하면, 상기 출력 회전 속도가 고정되어 있는 경우, 상기 요구 구동력의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시킴으로써, 상기 제 1 전동기 (MG1) 및 상기 제 2 전동기 (MG2) 상호간의 전기 패스가 영이 되는 메커니컬 로크 포인트를 3 회 통과하고 있다. 바꾸어 말하면, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 전달 효율이 가급적으로 높아지는 동작점을 계속 취할 수 있다. 한편, 도 13 의 각 공선도에 1 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 상기 요구 구동력의 상승에 따라 전술한 본 실시예의 하이브리드 주행 모드와는 반대의 하이브리드 주행 모드가 성립된 경우, 메커니컬 로크 점을 한번도 통과하지 않거나, 혹은 적어도 본 실시예의 제어에 비해 메커니컬 로크 점을 통과하는 횟수가 적어진다.
도 14 는, 상기 전자 제어 장치 (30) 에 의한 주행 모드 전환 제어의 일례의 주요부에 대하여 설명하는 플로우 차트이며, 소정의 주기로 반복 실행되는 것이다.
먼저, 단계 (이하, 단계를 생략한다) ST1 에 있어서, 도 9 에 나타내는 바와 같은 관계로부터, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하여, 하이브리드 주행 모드 「HV2」 로부터 「HV1」 로의 전환이 판정되었는지 여부가 판단된다. 이 ST1 의 판단이 부정되는 경우에는, ST3 이하의 처리가 실행되지만, ST1 의 판단이 긍정되는 경우에는, ST2 에 있어서, 상기 클러치 (CL2) 가 해방됨과 함께 상기 브레이크 (BK2) 가 걸어맞춤되어, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 하이브리드 주행 모드 「HV1」 이 성립된다. 다음으로, ST3 에 있어서, 도 9 에 나타내는 바와 같은 관계로부터, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하여, 하이브리드 주행 모드 「HV1」 로부터 「HV2」 로의 전환이 판정되었는지 여부가 판단된다. 이 ST3 의 판단이 부정되는 경우에는, 그것으로써 본 루틴이 종료되지만, ST3 의 판단이 긍정되는 경우에는, ST4 에 있어서, 상기 클러치 (CL2) 가 걸어맞춤됨과 함께 상기 브레이크 (BK2) 가 해방되어, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서 하이브리드 주행 모드 「HV2」 가 성립된 후, 본 루틴이 종료된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 요구 구동력 및 출력 회전 속도 중 일방이 고정되어 있는 경우, 타방의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키는 관계가 정해져 있기 때문에, 도 14 에 나타내는 제어에 있어서, 상기 요구 구동력 및 출력 회전 속도 중 일방이 고정되어 있는 경우, 타방의 상승에 따라 ST2 의 처리 및 ST4 의 처리가 번갈아 실시된다. 즉, ST1 의 판정 및 ST3 의 판정이 번갈아 긍정된다. 도 14 에 나타내는 제어에 있어서, ST1 및 ST3 이 상기 주행 모드 전환 제어부 (60) 의 작동에, ST2 및 ST4 가 상기 클러치 걸어맞춤 제어부 (62) 및 상기 브레이크 걸어맞춤 제어부 (64) 의 작동에, 각각 대응한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 변속비에 따른 전달 효율에 관하여, 2 종류의 하이브리드 주행 모드인 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 중 일방의 하이브리드 주행 모드 「HV2」 는, 제 1 변속비인 변속비 (γb) 및 제 2 변속비인 변속비 (γc) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하고, 타방의 하이브리드 주행 모드 「HV1」 은, 상기 변속비 (γb) 와 상기 변속비 (γc) 사이에 있어서의 제 3 변속비인 변속비 (γa) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하는 것이고, 소정의 파라미터에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 파라미터의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키는 것이기 때문에, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다. 즉, 효율을 향상시키는 구동 장치 (10) 의 전자 제어 장치 (30) 를 제공할 수 있다.
요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 상기 요구 구동력 및 출력 회전 속도 중 일방이 고정되어 있는 경우, 타방의 상승에 따라 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 를 번갈아 성립시키는 것이기 때문에, 실용적인 파라미터를 이용한 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
상기 구동 장치 (10) 는, 상기 4 개의 회전 요소를 공선도 상에 나타냈을 때, 상기 제 1 전동기 (MG1) 에 연결된 회전 요소인 링 기어 (R1) 와, 상기 제 2 전동기 (MG2) 에 연결된 회전 요소인 선 기어 (S1) 및 선 기어 (S2) 가, 상기 공선도에 있어서의 양단에 배치되는 구성이기 때문에, 실용적인 양태의 구동 장치 (10) 에 있어서의 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
상기 전달 효율이 극대값을 취하는 상태는, 상기 제 1 전동기 (MG1) 또는 상기 제 2 전동기 (MG2) 의 회전 속도가 영이 되는 동작점에 대응하는 것이기 때문에, 상기 구동 장치 (10) 에 있어서의 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
상기 구동 장치 (10) 는, 제 1 회전 요소로서의 링 기어 (R1), 제 2 회전 요소로서의 캐리어 (C1), 및 제 3 회전 요소로서의 선 기어 (S1) 를 구비한 제 1 차동 기구로서의 제 1 유성 기어 장치 (14) 와, 제 1 회전 요소로서의 링 기어 (R2), 제 2 회전 요소로서의 캐리어 (C2), 및 제 3 회전 요소로서의 선 기어 (S2) 를 구비한 제 2 차동 기구로서의 제 2 유성 기어 장치 (16) 를 구비하고, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 링 기어 (R1) 에 상기 제 1 전동기 (MG1) 가 연결되고, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 C1) 에 상기 엔진 (12) 이 연결되고, 상기 제 1 유성 기어 장치의 선 기어 (S1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 선 기어 (S2) 가 상호 연결되고, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 캐리어 (C2) 에 출력 부재로서의 출력 기어 (28) 가 연결되고, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 선 기어 (S2) 에 상기 제 2 전동기 (MG2) 가 연결되고, 상기 클러치 (CL2) 는, 상기 제 1 유성 기어 장치 (14) 의 캐리어 C1) 와 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 를 선택적으로 연결하는 것이고, 상기 브레이크 (BK2) 는, 상기 제 2 유성 기어 장치 (16) 의 링 기어 (R2) 를 비회전 부재로서의 하우징 (26) 에 대해 선택적으로 연결하는 것이기 때문에, 실용적인 양태의 구동 장치 (10) 에 있어서의 상기 하이브리드 주행 모드 「HV1」, 「HV2」 의 전환에 관하여, 메커니컬 로크 점을 많은 횟수 통과할 수 있고, 효율을 가급적으로 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 변경이 더해져 실시되는 것이다.
10 : 하이브리드 차량용 구동 장치
12 : 엔진
14 : 제 1 유성 기어 장치 (제 1 차동 기구)
16 : 제 2 유성 기어 장치 (제 2 차동 기구)
26 : 하우징 (비회전 부재)
28 : 출력 기어 (출력 부재)
30 : 전자 제어 장치
BK2 : 브레이크
C1 : 캐리어 (제 2 회전 요소)
C2 : 캐리어 (제 2 회전 요소)
CL2 : 클러치
MG1 : 제 1 전동기
MG2 : 제 2 전동기
R1 : 링 기어 (제 1 회전 요소)
R2 : 링 기어 (제 1 회전 요소)
S1 : 선 기어 (제 3 회전 요소)
S2 : 선 기어 (제 3 회전 요소)
γa : 제 3 변속비
γb : 제 1 변속비
γc : 제 2 변속비

Claims (5)

  1. 전체적으로 4 개의 회전 요소를 갖는 제 1 차동 기구 (14) 및 제 2 차동 기구 (16) 와,
    상기 4 개의 회전 요소에 각각 연결된 엔진 (12), 제 1 전동기 (MG1), 제 2 전동기 (MG2), 및 출력 부재 (28)
    를 구비하고,
    상기 4 개의 회전 요소 중 1 개는, 상기 제 1 차동 기구의 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 회전 요소가 클러치 (CL2) 를 통해서 선택적으로 연결되고,
    그 클러치에 의한 걸어맞춤 대상이 되는 상기 제 1 차동 기구 또는 상기 제 2 차동 기구의 회전 요소가, 비회전 부재 (26) 에 대해 브레이크 (BK2) 를 통해서 선택적으로 연결되고,
    상기 클러치 및 상기 브레이크의 걸어맞춤 내지 해방의 조합에 따라 적어도 2 종류의 하이브리드 주행 모드가 선택적으로 성립되는
    하이브리드 차량용 구동 장치 (10) 에 있어서,
    그 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서의 변속비에 따른 전달 효율에 관하여, 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드 중 일방의 하이브리드 주행 모드는, 제 1 변속비 (γb) 및 제 2 변속비 (γc) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하고, 타방의 하이브리드 주행 모드는, 상기 제 1 변속비와 상기 제 2 변속비 사이에 있어서의 제 3 변속비 (γa) 에 있어서 전달 효율이 극대값을 취하는 것이고,
    소정의 파라미터에 기초하는 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 상기 파라미터의 상승에 따라 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드를 번갈아 성립시키는 것을 특징으로 하는 제어 장치 (30).
  2. 제 1 항에 있어서,
    요구 구동력 및 출력 회전 속도에 기초하는 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드의 전환에 관하여, 상기 요구 구동력 및 출력 회전 속도 중 일방이 고정되어 있는 경우, 타방의 상승에 따라 상기 2 종류의 하이브리드 주행 모드를 번갈아 성립시키는 것인, 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량용 구동 장치는, 상기 4 개의 회전 요소를 공선도 (共線圖) 상에 나타냈을 때, 상기 제 1 전동기에 연결된 회전 요소 (R1) 와, 상기 제 2 전동기에 연결된 회전 요소 (S1, S2) 가, 상기 공선도에 있어서의 양단에 배치되는 구성인, 제어 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 효율이 극대값을 취하는 상태는, 상기 제 1 전동기 또는 상기 제 2 전동기의 회전 속도가 영이 되는 동작점에 대응하는 것인, 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량용 구동 장치는,
    제 1 회전 요소 (R1), 제 2 회전 요소 (C1), 및 제 3 회전 요소 (S1) 를 구비한 상기 제 1 차동 기구와,
    제 1 회전 요소 (R2), 제 2 회전 요소 (C2), 및 제 3 회전 요소 (S2) 를 구비한 상기 제 2 차동 기구
    를 구비하고,
    상기 제 1 차동 기구의 제 1 회전 요소에 상기 제 1 전동기가 연결되고,
    상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소에 상기 엔진이 연결되고,
    상기 제 1 차동 기구의 제 3 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소가 상호 연결되고,
    상기 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소에 상기 출력 부재가 연결되고,
    상기 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소에 상기 제 2 전동기가 연결되고,
    상기 클러치는 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소와 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소를 선택적으로 연결하는 것이고,
    상기 브레이크는 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소를 비회전 부재에 대해 선택적으로 연결하는 것인, 제어 장치.
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