WO2014170967A1 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

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WO2014170967A1
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torque
engine
magnitude
rotating machine
control
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洋人 橋本
雄二 岩瀬
弘章 江渕
秀和 永井
正太郎 加藤
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle drive device.
  • Patent Document 1 in a dog clutch in which engagement and release of a hub and a brake member are performed by an actuator, a required torque before release required to switch the dog clutch to a released state is transmitted to a first MG to which power is transmitted to the hub.
  • a technique for a meshing engagement device that calculates and swings control that increases and decreases the torque of the first MG so that the hub is swung when the dog clutch is switched from the engaged state to the released state is disclosed. Has been.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive device capable of improving the responsiveness when releasing a meshing engagement device.
  • a drive device for a hybrid vehicle includes an engine, a rotating machine, a meshing engagement device that restricts rotation of the rotating machine, and a reaction force of the engine received by the torque of the rotating machine.
  • the first control for reducing the magnitude is executed, and the magnitude of the inclination of the torque of the rotating machine when the magnitude of the torque of the rotating machine is reduced in the first control is the explosion of the engine.
  • Torque of the engine by moving to equal to or less than the magnitude of the slope of the torque of the engine when reduction.
  • the engagement device determined by the torque gradient of the rotating machine when the magnitude of torque of the rotating machine is reduced in the first control and the release thrust of the engaging device.
  • the stroke time is preferably one cycle or more of the explosion fluctuation of the engine.
  • the estimated torque range of the engine In the hybrid vehicle drive device, if the engagement device is not released even if the magnitude of the torque of the rotating machine is reduced below a lower limit of the estimated torque range of the engine, the estimated torque range of the engine.
  • the second control for increasing the magnitude of the torque of the rotating machine is executed so as to pass, and the magnitude of the inclination of the torque of the rotating machine when the magnitude of the torque of the rotating machine is increased in the second control.
  • the first control is smaller than the magnitude of the torque gradient of the rotating machine when the magnitude of the torque of the rotating machine is reduced.
  • the hybrid vehicle drive device receives the reaction force of the engine due to the torque of the rotating machine when releasing the engaging device from the second mode, and estimates the magnitude of the torque of the rotating machine.
  • the first control is executed to reduce the magnitude of the torque of the rotating machine, and the inclination of the torque of the rotating machine when the magnitude of the torque of the rotating machine is reduced in the first control is increased.
  • the magnitude is equal to or less than the magnitude of the gradient of the engine torque when the engine torque is reduced due to engine explosion fluctuations.
  • the hybrid vehicle drive device according to the present invention has an effect of improving the responsiveness when releasing the engagement device.
  • FIG. 1 is a time chart of the first control according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a skeleton diagram of the vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of engine torque.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a problem when the stroke time is short.
  • FIG. 5 is a flowchart of control according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a time chart of the first control and the second control according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a time chart of first control according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a skeleton diagram of a vehicle according to the embodiment
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of engine torque
  • FIG. 4 is a stroke time.
  • FIG. 5 is a flowchart of the control according to the embodiment
  • FIG. 6 is a time chart of the first control and the second control according to the embodiment.
  • the vehicle 100 is a hybrid vehicle having an engine 1, a first rotating machine MG1, and a second rotating machine MG2.
  • Vehicle 100 may be a plug-in hybrid (PHV) vehicle that can be charged by an external power source.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 according to the present embodiment includes an engine 1, a first rotating machine MG1, and an engagement device 40.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 may further include an ECU 50.
  • the engine 1 converts the combustion energy of the fuel into a rotary motion of the output shaft 1a and outputs it.
  • the output shaft 1 a is connected to the carrier 14 of the planetary gear mechanism 10.
  • the planetary gear mechanism 10 has a function as a power distribution mechanism that distributes the power of the engine 1 to the first rotating machine MG1 side and the output side.
  • the planetary gear mechanism 10 of the present embodiment is a single pinion type, and includes a sun gear 11, a pinion gear 12, a ring gear 13, and a carrier 14.
  • the ring gear 13 is coaxial with the sun gear 11 and is disposed radially outside the sun gear 11.
  • the pinion gear 12 is disposed between the sun gear 11 and the ring gear 13 and meshes with the sun gear 11 and the ring gear 13, respectively.
  • the pinion gear 12 is rotatably supported by the carrier 14.
  • the carrier 14 is connected to the output shaft 1a and rotates integrally with the output shaft 1a. Accordingly, the pinion gear 12 can rotate (revolve) around the central axis of the output shaft 1 a together with the output shaft 1 a, and can be rotated (rotated) around the central axis of the pinion gear 12 supported by the carrier 14.
  • the sun gear 11 is connected to the rotary shaft 31 of the first rotary machine MG1.
  • the rotating shaft 31 is coaxial with the output shaft 1 a and is disposed on the opposite side of the sun gear 11 from the engine 1 side.
  • the rotary shaft 31 is connected to the rotor of the first rotary machine MG1 and transmits the output torque of the first rotary machine MG1 (hereinafter simply “MG1 torque”) to the sun gear 11.
  • MG1 torque the output torque of the first rotary machine MG1
  • An engaging device 40 is disposed at the end of the rotating shaft 31 opposite to the sun gear 11 side.
  • the engaging device 40 has a function as a regulating device that regulates the rotation of the rotating shaft 31.
  • the engagement device 40 is a meshing clutch device, and includes a vehicle body side cylindrical member 41, a piece 42, a sleeve 43, and an actuator 44.
  • the vehicle body side cylindrical member 41 is a cylindrical member, and is fixed to the vehicle body side so as not to rotate.
  • the engagement device 40 is covered with a cover (not shown).
  • the vehicle body side cylindrical member 41 is fixed to this cover.
  • the cover has a function as a sound insulation cover and a heat insulation cover. The cover can block the operation sound of the motor of the actuator 44 and suppress the operation sound from entering the vehicle interior. In addition, since the temperature of the hydraulic oil in the actuator 44 is suppressed by the cover, the operation of the actuator 44 at a low temperature start becomes smooth.
  • the piece 42 is connected to the end of the rotating shaft 31 opposite to the sun gear 11 side.
  • the sleeve 43 is supported by the vehicle body side cylindrical member 41 so as to be movable in the axial direction.
  • the vehicle body side cylindrical member 41 and the sleeve 43 are, for example, spline-fitted, are relatively movable in the axial direction, and are not relatively rotatable in the circumferential direction.
  • External teeth extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the vehicle body side cylindrical member 41.
  • Inner teeth extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface of the sleeve 43.
  • the external teeth of the vehicle body side cylindrical member 41 and the internal teeth of the sleeve 43 mesh with each other.
  • the sleeve 43 is located on the opposite side to the engine 1 side with respect to the piece 42 and faces the engine 1 with the piece 42 interposed therebetween in the axial direction.
  • the sleeve 43 may be disposed on the engine 1 side with respect to the piece 42.
  • the actuator 44 is a driving device that applies a driving force in the engaging direction to the sleeve 43.
  • the engagement direction is a direction from the vehicle body side cylindrical member 41 toward the piece 42.
  • the sleeve 43 and the piece 42 each have a meshing tooth.
  • the engaging device 40 is brought into an engaged state when the meshing teeth of the sleeve 43 mesh with the meshing teeth of the piece 42.
  • the engaging device 40 in the engaged state connects the vehicle body side cylindrical member 41 and the piece 42 so as not to be relatively rotatable. That is, the engaging device 40 in the engaged state restricts the rotation of the rotating shaft 31 and restricts the rotation of the first rotating machine MG1.
  • the sleeve 43 receives a biasing force in a release direction, that is, a direction opposite to the engagement direction, by a biasing member such as a return spring (not shown).
  • the actuator 44 moves the sleeve 43 in the engaging direction against the urging force of the urging member by the generated driving force, and engages the sleeve 43 with the piece 42.
  • the actuator 44 applies a driving force in the engagement direction to the sleeve 43 by an electromagnetic force generated by supplied electric power.
  • the actuator 44 of this embodiment can control the pressing load on the sleeve 43.
  • the actuator 44 preferably does not have a speed reducer such as a solenoid and has a light equivalent mass.
  • the sleeve 43 When the power supply to the actuator 44 is stopped, the sleeve 43 is driven in the release direction by the urging force of the urging member. Thereby, the sleeve 43 moves in the release direction, the engagement between the sleeve 43 and the piece 42 is released, and the engagement device 40 is released.
  • a counter drive gear 15 is connected to the ring gear 13 of the planetary gear mechanism 10.
  • the counter drive gear 15 meshes with the counter driven gear 16.
  • the counter driven gear 16 is connected to a drive pinion gear 18 via a counter shaft 17.
  • the drive pinion gear 18 meshes with the diff ring gear 19 a of the diff device 19.
  • the differential device 19 is connected to left and right drive wheels (not shown) via left and right drive shafts 20, respectively.
  • the reduction gear 33 meshes with the counter driven gear 16.
  • the reduction gear 33 is connected to the rotation shaft 32 of the second rotary machine MG2, and rotates integrally with the rotor of the second rotary machine MG2.
  • the output torque of the second rotary machine MG2 is transmitted from the reduction gear 33 to the counter driven gear 16. That is, the torque transmitted from the engine 1 via the counter drive gear 15 and the torque transmitted from the second rotary machine MG2 via the reduction gear 33 are combined in the counter driven gear 16 and output from the drive pinion gear 18. Is done.
  • the reduction gear 33 has a smaller diameter than the counter driven gear 16 and decelerates the rotation of the second rotary machine MG2 to output it to the counter driven gear 16.
  • the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 each have a function as a motor (electric motor) and a function as a generator.
  • the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 are connected to a battery via an inverter.
  • the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 can convert the electric power supplied from the battery into mechanical power and output it, and are driven by the input power to convert the mechanical power into electric power. Can be converted.
  • the electric power generated by the rotating machines MG1 and MG2 can be stored in the battery.
  • an AC synchronous motor generator can be used as the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2, for example.
  • the ECU 50 is an electronic control unit having a computer.
  • the ECU 50 is electrically connected to the engine 1, the first rotary machine MG1, the second rotary machine MG2 and the actuator 44 of the engagement device 40, and the engine 1, the first rotary machine MG1, the second rotary machine MG2 and the actuator. 44 can be controlled.
  • a stroke sensor that detects the stroke S of the sleeve 43 is connected to the ECU 50.
  • a signal indicating the detection result of the stroke sensor is input to the ECU 50.
  • the ECU 50 also receives a signal indicating the detection result of the MG1 rotation speed sensor that detects the rotation speed of the first rotating machine MG1 (hereinafter referred to as “MG1 rotation speed”), and the rotation speed of the second rotating machine MG2 ( Hereinafter, a signal indicating the detection result of the MG2 rotational speed sensor for detecting “MG2 rotational speed” is input.
  • MG1 rotation speed sensor and the MG2 rotational speed sensor for example, a resolver can be used.
  • the vehicle 100 can selectively execute hybrid (HV) traveling or EV traveling.
  • HV travel is a travel mode in which the vehicle 100 travels using the engine 1 as a power source.
  • the second rotary machine MG2 may be used as a power source.
  • EV traveling is a traveling mode in which the second rotating machine MG2 is used as a power source. In EV traveling, it is possible to travel with the engine 1 stopped.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 of the present embodiment includes a first mode in which the reaction force of the engine 1 is received by the torque of the first rotary machine MG1 and travels using the engine 1 as a power source. And a second mode in which the engine 1 is driven using the engine 1 as a power source.
  • the first mode is executed with the engagement device 40 in the released state.
  • the first rotary machine MG1 functions as a reaction force receiver by outputting a reaction force torque with respect to the engine torque, and causes the ring gear 13 to output the engine torque.
  • the rotational speed of the sun gear 11 can be controlled to an arbitrary rotational speed with respect to the rotational speed of the ring gear 13. That is, the first mode is a CVT mode in which the gear ratio between the rotation speed of the carrier 14 that is the input rotation speed from the engine 1 and the rotation speed of the ring gear 13 that is the output rotation speed can be controlled steplessly.
  • the second mode is executed with the engagement device 40 in the engaged state.
  • the engagement device 40 functions as a reaction force receiver for the engine torque, and outputs the engine torque from the ring gear 13.
  • the rotation speed of the sun gear 11 is fixed at 0 rotation, and the first rotating machine MG1 stops.
  • the second mode is selected, for example, when power circulation occurs in the first mode at high vehicle speed or low load.
  • the second mode is a travel mode that can suppress a decrease in efficiency due to drag loss of the first rotating machine MG1 and a decrease in efficiency due to an electrical path.
  • the engaging device 40 When shifting from the second mode to the first mode, the engaging device 40 that has been in the engaged state is released.
  • the engine torque is input to the engagement device 40.
  • the engagement device 40 may not be released or may take a long time to be released.
  • it is conceivable to increase the urging force of the urging member to increase the release thrust of the engagement device 40 in this case, it is necessary to increase the driving force of the actuator 44 when engaging the engagement device 40. This leads to an increase in power consumption.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 When releasing the engagement device 40 from the second mode, the hybrid vehicle drive device 1-1 according to the present embodiment outputs the MG1 torque to the first rotary machine MG1 to promote the release of the engagement device 40. Perform release control.
  • the release control will be described below with reference to FIGS.
  • the release control is control for changing the magnitude of the MG1 torque within a torque range that overlaps the actual engine torque existence range Rte shown in FIGS.
  • the ECU 50 varies the magnitude of the MG1 torque within a torque range that includes the entire actual engine torque existence range Rte.
  • the release control reduces the relative torque between the sleeve 43 and the piece 42 by the MG1 torque.
  • the relative torque between the sleeve 43 and the piece 42 is changed by adjusting the MG1 torque.
  • the release control With the release control, the axial movement between the sleeve 43 and the piece 42 is likely to occur, and the stroke of the sleeve 43 in the release direction is promoted. Thereby, the time required for releasing the engagement device 40 can be shortened, and the responsiveness when releasing the engagement device 40 can be improved. As a result, for example, the responsiveness of mode transition from the second mode to the first mode can be improved. Further, since the urging force (release thrust) required for the urging member can be reduced and the driving force of the actuator 44 can be reduced, the power consumption of the actuator 44 can be suppressed.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 can execute the first control and the second control as the release control.
  • the first control is executed.
  • the engaging device 40 is not released even if the first control is executed, the second control is executed. The first control will be described with reference to FIG.
  • the first control receives the reaction force of the engine 1 by the torque of the first rotating machine MG1, increases the magnitude of the torque of the first rotating machine MG1 to the estimated upper limit value of the torque range of the engine, This is control for reducing the magnitude of torque of the rotating machine MG1.
  • FIG. 1 shows a torque converted into a value on the rotary shaft 31, and (b) shows a current value supplied to the actuator 44.
  • the engine torque Te is a torque converted into a value on the rotary shaft 31 based on the gear ratio of the planetary gear mechanism 10.
  • the absolute value of the MG1 torque Tmg is shown.
  • the engine torque Te is a positive torque
  • the MG1 torque in the first control is a negative torque that receives the reaction force of the engine 1. Accordingly, the command value of the MG1 torque in the first control is the torque having the same magnitude and the opposite sign as the MG1 torque Tmg shown in FIGS.
  • the actual engine torque existence range Rte is an estimated engine torque range, which is an engine torque range based on operating conditions.
  • the actual engine torque existence range Rte of the present embodiment is determined as a range where the average value of the engine torque Te exists. As shown in FIG. 3, the engine torque Te periodically varies due to explosion variation.
  • the value indicated by the symbol Te_a is an average value or effective value of the engine torque Te, and is a value excluding fluctuation components due to explosion fluctuations.
  • the actual engine torque existence range Rte shown in FIG. 1 is a range in which the average value Te_a of the engine torque Te is estimated to exist.
  • the actual engine torque existence range Rte is, for example, a torque range in which a value obtained by adding a predetermined torque ⁇ Te to an estimated engine torque Te_est determined from operating conditions is an upper limit and a value obtained by subtracting the predetermined torque ⁇ Te is a lower limit.
  • the ECU 50 stores in advance an actual engine torque existence range Rte corresponding to operating conditions.
  • the estimated engine torque Te_est and the predetermined torque ⁇ Te can be determined by prior evaluation, simulation, or the like.
  • the ECU 50 first increases the magnitude of the MG1 torque Tmg to the upper limit value or more of the actual engine torque existence range Rte.
  • the output of the MG1 torque is started at time t0, and the magnitude of the MG1 torque Tmg increases to the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte at time t1.
  • the ECU 50 reduces the magnitude of the MG1 torque Tmg.
  • the magnitude of the MG1 torque starts to decrease at time t2.
  • ECU50 reduces the magnitude of MG1 torque until the magnitude of MG1 torque Tmg reaches the lower limit of actual engine torque existence range Rte.
  • ECU 50 ends the first control.
  • the stroke possible region Rst is a torque region in which the sleeve 43 can stroke in the release direction by the biasing force of the biasing member.
  • the engine torque Te is a value within the stroke possible region Rst, the magnitude of the relative torque between the sleeve 43 and the piece 42 of the engagement device 40 is small, and the sleeve 43 is released in the release direction by the biasing force of the biasing member. It is possible to move.
  • the engine torque Te is not a value within the stroke possible region Rst, the magnitude of the relative torque between the sleeve 43 and the piece 42 is large, and the urging force of the urging member is sufficient to move the sleeve 43 in the releasing direction.
  • the engine torque Te is not a value within the stroke possible region Rst, the magnitude of the relative torque between the sleeve 43 and the piece 42 is large, and the urging force of the urging member is sufficient to move the sleeve 43 in the releasing direction.
  • the sleeve 43 In the first control, when the engine torque Te becomes a value within the stroke possible region Rst while the magnitude of the MG1 torque is decreasing, the sleeve 43 is moved in the releasing direction by the biasing force of the biasing member, and is engaged. The device 40 is released. In FIG. 1, the engine torque Te is in the stroke possible region Rst between time t3 and time t4, and the release of the engagement device 40 is promoted.
  • the ECU 50 can determine whether or not the sleeve 43 is in the release position based on the detection result of the stroke sensor. When it is detected that the sleeve 43 is in the release position, the first control is terminated.
  • the first control is terminated at that time, and the release related to the release of the engagement device 40 Control ends.
  • the ECU 50 can determine whether or not the sleeve 43 is in the release position based on the detection result of the MG1 rotation speed sensor instead of or in addition to the detection result of the stroke sensor.
  • the ECU 50 can determine whether or not the engagement device 40 is released based on, for example, the rotation angle position and the rotation speed of the first rotating machine MG1 detected by the MG1 rotation speed sensor.
  • the magnitude of the slope MG1 of the MG1 torque Tmg when the magnitude of the MG1 torque Tmg is reduced in the first control is the slope of the engine torque Te when the engine torque Te is reduced due to the explosion fluctuation of the engine 1. It is below the magnitude of ⁇ . That is, the magnitude of the MG1 torque Tmg decreases more slowly than the engine torque Te. As a result, the engine torque Te can easily enter the stroke possible region Rst.
  • the inclination ⁇ of the engine torque Te varies depending on the operating conditions of the engine 1.
  • the slope ⁇ 1 of the MG1 torque Tmg is determined based on the slope ⁇ of the engine torque Te under the operating conditions of the engine 1 in which the engagement device 40 is difficult to release.
  • the engagement device 40 is difficult to come off when the engine torque Te varies in a sawtooth shape as shown in FIG.
  • the waveform of the engine torque Te is close to a sawtooth shape when the engine speed is low.
  • the engine torque at the engine speed at which the amplitude ATe of the waveform of the engine torque Te is maximum and one cycle of explosion fluctuation of the engine 1 (hereinafter also referred to as “explosion cycle”) tcyc is maximum.
  • An inclination ⁇ of the engine torque Te is calculated from the inclination of Te.
  • the engine speed at which the amplitude ATe of the waveform of the engine torque Te is maximum and the explosion cycle tcyc is maximum is, for example, 1,000 rpm. If the engine speed is 1,000 rpm and the amplitude ATe of the engine torque Te is 10 Nm (value converted on the rotation shaft 31), the gradient of the engine torque Te can be obtained as follows.
  • the explosion period tcyc is determined from the number of cylinders of the engine 1 and the engine speed.
  • the magnitude of the slope ⁇ 1 of the MG1 torque Tmg is equal to the slope ⁇ of the engine torque Te with respect to the slope ⁇ of the engine torque Te determined from the operating conditions of the engine 1 in which the engagement device 40 is difficult to release. It is said that it is below the size. Thereby, the release of the engaging device 40 can be promoted regardless of the traveling conditions as described below.
  • the magnitude of the slope ⁇ 1 of the MG1 torque Tmg in the first control is equal to or less than the magnitude of the slope ⁇ of the engine torque Te.
  • the engine torque Te (Te_d) when the engine torque Te decreases and the stroke possible region Rst are likely to intersect each other.
  • the engine torque Te and the stroke possible region Rst are likely to cross over a plurality of cycles of explosion fluctuations of the engine 1.
  • the stroke time tst1 is equal to or longer than the explosion cycle tcyc. Therefore, it is advantageous in planting that secures time to stroke the sleeve 43 in the releasing direction.
  • the stroke time tst1 is a time determined from the slope MG1 of the MG1 torque when the magnitude of the MG1 torque is reduced in the first control and the release thrust of the engagement device 40.
  • the release thrust is a thrust that drives the sleeve 43 in the release direction by the biasing force of the biasing member.
  • the width in the vertical axis direction of the stroke possible region Rst is determined by the release thrust. That is, the upper limit torque Tst_max of the stroke possible region Rst and the lower limit torque Tst_min of the stroke possible region Rst are determined by the release thrust, respectively.
  • the stroke time tst1 is the width in the horizontal axis direction of the stroke possible region Rst when the magnitude of the MG1 torque is reduced in the first control. That is, the stroke time tst1 is a time during which the sleeve 43 can be stroked to the maximum when the engine torque Te is constant. In this embodiment, this stroke time tst1 is longer than the explosion cycle tcyc.
  • the urging force of the urging member is, for example, when the stroke time tst1 is set when the magnitude of the slope MG1 torque ⁇ 1 when the magnitude of the MG1 torque is reduced in the first control is equal to the magnitude of the slope ⁇ of the engine torque Te. It is determined to be at least the explosion cycle tcyc.
  • control flow shown in FIG. 5 is repeatedly executed at predetermined intervals during traveling, for example.
  • step S10 the ECU 50 determines whether a CVT transition determination has been made.
  • the CVT transition determination is a transition determination from the second mode to the first mode.
  • step S10-Y if it is determined that the CVT transition determination is made (step S10-Y), the process proceeds to step S20. If not (step S10-N), the determination in step S10 is repeated. .
  • step S20 the ECU 50 starts outputting MG1 torque.
  • the ECU 50 outputs a command to increase the magnitude of the MG1 torque to a magnitude equal to or greater than the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte.
  • the first rotary machine MG1 increases the magnitude of the MG1 torque while receiving a reaction force of the engine 1 by outputting a reaction torque against the engine torque.
  • step S30 the ECU 50 determines whether the MG1 torque has reached the target.
  • the ECU 50 determines whether or not the magnitude of the MG1 torque has reached a target value that is equal to or greater than the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte.
  • step S30-Y if it is determined that the MG1 torque has reached the target (step S30-Y), the process proceeds to step S50, and if not (step S30-N), the process proceeds to step S20.
  • step S30-Y if it is determined that the MG1 torque has reached the target
  • step S50 if it is determined that the MG1 torque has reached the target
  • step S30-N the process proceeds to step S20.
  • the condition is satisfied in which the MG1 torque reaches the target at time t1 and an affirmative determination is made in step S30.
  • Step S40 the ECU 50 turns off the supply current to the actuator 44.
  • Step S40 is executed after the affirmative determination is made in step S10 until the start of step S50.
  • step S50 the ECU 50 executes MG1 torque fluctuation control.
  • the MG1 torque fluctuation control is a step of reducing the magnitude of the MG1 torque in the first control, and is a control of reducing the magnitude of the MG1 torque within the torque range of the actual engine torque existence range Rte.
  • MG1 torque swing control is started at time t2.
  • step S60 the ECU 50 determines whether the release is completed. In step S60, it is determined whether or not the engagement device 40 has been released. The ECU 50 can make the determination in step S60 based on the detection result of the stroke sensor. For example, the ECU 50 makes an affirmative determination in step S60 when the detected stroke of the sleeve 43 is a stroke range value indicating a predetermined release state. Further, the ECU 50 may determine whether or not the engagement device 40 has been released based on the detection result of the MG1 rotation speed sensor. As a result of the determination in step S60, if it is determined that the release has been completed (step S60-Y), the process proceeds to step S70, and if not (step S60-N), the process proceeds to step S50.
  • step S70 the ECU 50 executes a transition to THS (CVT traveling).
  • the ECU 50 shifts to the first mode of the HV traveling mode, receives the reaction force of the engine 1 with the torque of the first rotating machine MG1, and causes the vehicle 100 to travel using the engine 1 as a power source.
  • step S70 the control flow ends.
  • the release of the engagement device 40 is not completed even if the first control is executed. If the engagement device 40 is not released even if the first control is executed, the hybrid vehicle drive device 1-1 of the present embodiment executes the second control.
  • the second control will be described with reference to FIG.
  • the second control is a control for increasing the magnitude of the torque of the first rotary machine MG1 so as to pass the actual engine torque existence range Rte.
  • the first control is started at time t0, and the magnitude of the MG1 torque increases to the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte at time t11.
  • ECU 50 starts to reduce the magnitude of MG1 torque at time t12.
  • the magnitude of the MG1 torque decreases to the lower limit value of the actual engine torque existence range Rte. If the release of the engagement device 40 is not completed even when the magnitude of the MG1 torque is reduced (decreased) below the lower limit value of the actual engine torque existence range Rte, the ECU 50 executes the second control.
  • the ECU50 starts increasing the magnitude of MG1 torque at time t14 after time t13.
  • the ECU 50 increases the magnitude of the MG1 torque so that the magnitude of the MG1 torque is within the range of the actual engine torque existence range Rte.
  • the magnitude of the slope MG2 of the MG1 torque when increasing the magnitude of the MG1 torque is smaller than the magnitude of the slope MG1 of the MG1 torque when reducing the magnitude of the MG1 torque in the first control. That is, in the second control, the slope of the MG1 torque is gentler than in the first control.
  • the ECU 50 increases the magnitude of the MG1 torque until the magnitude of the MG1 torque Tmg reaches the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte.
  • the magnitude of the MG1 torque rises to the lower limit value of the actual engine torque existing range Rte at time t15, and the magnitude of the MG1 torque rises within the actual engine torque existing range Rte after time t15. Since the slope ⁇ 2 of the MG1 torque in the second control is made slower than the slope ⁇ 1 of the MG1 torque in the first control, the stroke time tst2 of the second control becomes longer than the stroke time tst1 of the first control. As a result, it is possible to secure time to stroke the sleeve 43 in the releasing direction and release the engaging device 40.
  • the magnitude of the MG1 torque may be varied up to a torque larger than the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte.
  • the magnitude of the MG1 torque may be changed to a torque smaller than the lower limit value.
  • the first control when the magnitude of the MG1 torque Tmg decreases to the lower limit value of the actual engine torque existence range Rte at time t4, the first control is terminated, but instead, after time t4. Alternatively, the first control may be continued to reduce the magnitude of the MG1 torque Tmg. In this way, even if the actual engine torque Te exists on the lower torque side than the lower limit value of the actual engine torque existence range Rte, the engine torque Te can be overlapped with the stroke possible region Rst.
  • the sleeve 43 can be stroked in the release direction. For example, in the case of FIG. 1, the engine torque Te can be overlapped with the stroke possible region Rst until time t5 when the engine torque Te increases due to explosion.
  • the first control may be ended when, for example, the upper limit torque Tst_max of the stroke possible region Rst becomes the lower limit value of the actual engine torque existence range Rte. Further, if the magnitude of the MG1 torque Tmg is reduced to less than the lower limit value of the actual engine torque existing range Rte in the first control, the magnitude of the MG1 torque Tmg at the start of the second control is changed to the actual engine torque existing range. The torque can be smaller than the lower limit value of Rte. As a result, even if the actual engine torque Te exists on the lower torque side than the lower limit value of the actual engine torque existence range Rte, the engine torque Te can be overlapped with the stroke possible region Rst in the second control. It becomes possible.
  • the magnitude of the MG1 torque Tmg at the start of the first control may be made larger than the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte. In this way, even if the actual engine torque Te exists on the higher torque side than the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte, the engine torque Te can overlap the actual engine torque existence range Rte. It becomes possible.
  • the magnitude of the MG1 torque Tmg may be increased to a torque larger than the upper limit value of the actual engine torque existence range Rte.
  • the two rotating machines MG1 and MG2 are mounted on the vehicle 100.
  • the present invention is not limited to this, and there may be one rotating machine or three or more rotating machines.
  • the second rotary machine MG2 may be omitted.
  • the connection relationship between the rotating element of the planetary gear mechanism 10 and the engine 1, the first rotating machine MG1, and the drive wheels is not limited to that illustrated.
  • the engine 1 may be connected to a rotating element other than the carrier 14, the first rotating machine MG1 may be connected to a rotating element other than the sun gear 11, and the driving wheel is connected to a rotating element other than the ring gear 13. Also good.
  • the engine 1, the first rotating machine MG1, and the drive wheels only need to be connected to different rotating elements.
  • the differential mechanism that connects the engine 1, the first rotating machine MG1, and the drive wheels is not limited to the single pinion type planetary gear mechanism 10.
  • the engaging device 40 of the above embodiment is driven in the releasing direction by the urging force of the urging member. Instead, it is driven in the releasing direction by the driving force of the actuator 44. Also good.
  • the slope ⁇ 1 of the MG1 torque Tmg when the magnitude of the MG1 torque Tmg is reduced in the first control is constant, but the slope ⁇ 1 of the MG1 torque Tmg may be changed.
  • the slope ⁇ 2 of the MG1 torque Tmg when the magnitude of the MG1 torque Tmg is increased in the second control is constant, but the slope ⁇ 2 of the MG1 torque Tmg may be changed.

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Abstract

　エンジンと、回転機と、回転機の回転を規制する噛み合い式の係合装置と、エンジンの反力を回転機のトルクで受けてエンジンを動力源として走行する第１モードと、エンジンの反力を係合装置で受けてエンジンを動力源として走行する第２モードと、を備え、第２モードから係合装置を解放するときに、回転機のトルクＴmgによってエンジンの反力を受け、回転機のトルクの大きさを推定したエンジンのトルク範囲Ｒteの上限値以上まで上昇させた後、回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、第一制御において回転機のトルクの大きさを低減させるときの回転機のトルクの傾きβ１の大きさは、エンジンの爆発変動によりエンジンのトルクＴeが低減するときのエンジンのトルクの傾きαの大きさ以下である。

Description

ハイブリッド車両用駆動装置
　本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。
　従来、噛み合い式の係合装置を解放する技術がある。例えば、特許文献１には、ハブとブレーキ部材との係合及び解放をアクチュエータによって行うドグクラッチにおいて、ハブに動力が伝達される第１ＭＧにドグクラッチを解放状態に切り替えるために要求する解放前要求トルクを算出するとともに、ドグクラッチを係合状態から解放状態に切り替える際はハブが揺動されるように第１ＭＧのトルクの増加及び減少を行う揺さ振り制御を実行する噛み合い式係合装置の技術が開示されている。
特開２０１２－１９３８５１号公報
　噛み合い式の係合装置を解放する際のトルク制御について、なお検討の余地がある。例えば、エンジンの爆発変動によるトルクの変動が影響して係合装置を解放するときの応答性が低下する可能性がある。
　本発明の目的は、噛み合い式の係合装置を解放する際の応答性を向上することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。
　本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、エンジンと、回転機と、前記回転機の回転を規制する噛み合い式の係合装置と、前記エンジンの反力を前記回転機のトルクで受けて前記エンジンを動力源として走行する第１モードと、前記エンジンの反力を前記係合装置で受けて前記エンジンを動力源として走行する第２モードと、を備え、前記第２モードから前記係合装置を解放するときに、前記回転機のトルクによって前記エンジンの反力を受け、前記回転機のトルクの大きさを推定した前記エンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、前記回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記エンジンの爆発変動により前記エンジンのトルクが低減するときの前記エンジンのトルクの傾きの大きさ以下であることを特徴とする。
　上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きと、前記係合装置の解放推力とから決まる前記係合装置のストローク時間は、前記エンジンの爆発変動の１周期以上であることが好ましい。
　上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記回転機のトルクの大きさが前記推定した前記エンジンのトルク範囲の下限未満まで低減しても前記係合装置が解放しない場合、前記推定した前記エンジンのトルク範囲を通過させるように前記回転機のトルクの大きさを増加させる第二制御を実行し、前記第二制御において前記回転機のトルクの大きさを増加させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさよりも小さいことが好ましい。
　本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、第２モードから係合装置を解放するときに、回転機のトルクによってエンジンの反力を受け、回転機のトルクの大きさを推定したエンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、第一制御において回転機のトルクの大きさを低減させるときの回転機のトルクの傾きの大きさは、エンジンの爆発変動によりエンジンのトルクが低減するときのエンジンのトルクの傾きの大きさ以下である。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、係合装置を解放する際の応答性を向上することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係る第一制御のタイムチャートである。 図２は、実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図３は、エンジントルクの一例を示す図である。 図４は、ストローク時間が短い場合の問題の説明図である。 図５は、実施形態に係る制御のフローチャートである。 図６は、実施形態に係る第一制御および第二制御のタイムチャートである。
　以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
［実施形態］
　図１から図６を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る第一制御のタイムチャート、図２は、実施形態に係る車両のスケルトン図、図３は、エンジントルクの一例を示す図、図４は、ストローク時間が短い場合の問題の説明図、図５は、実施形態に係る制御のフローチャート、図６は、実施形態に係る第一制御および第二制御のタイムチャートである。
　図２に示すように、車両１００は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド（ＰＨＶ）車両であってもよい。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、エンジン１と、第一回転機ＭＧ１と、係合装置４０とを含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、更に、ＥＣＵ５０を含んで構成されてもよい。
　エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸１ａの回転運動に変換して出力する。出力軸１ａは、遊星歯車機構１０のキャリア１４に接続されている。遊星歯車機構１０は、エンジン１の動力を第一回転機ＭＧ１側と出力側とに分配する動力分配機構としての機能を有している。本実施形態の遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、サンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３およびキャリア１４を有する。
　リングギヤ１３は、サンギヤ１１と同軸上であってかつサンギヤ１１の径方向外側に配置されている。ピニオンギヤ１２は、サンギヤ１１とリングギヤ１３との間に配置されており、サンギヤ１１およびリングギヤ１３とそれぞれ噛み合っている。ピニオンギヤ１２は、キャリア１４によって回転自在に支持されている。キャリア１４は、出力軸１ａと連結されており、出力軸１ａと一体回転する。従って、ピニオンギヤ１２は、出力軸１ａと共に出力軸１ａの中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつキャリア１４によって支持されてピニオンギヤ１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。
　サンギヤ１１には、第一回転機ＭＧ１の回転軸３１が接続されている。回転軸３１は、出力軸１ａと同軸上であって、かつサンギヤ１１に対してエンジン１側と反対側に配置されている。回転軸３１は、第一回転機ＭＧ１のロータと連結されており、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、単に「ＭＧ１トルク」）をサンギヤ１１に伝達する。また、回転軸３１は、サンギヤ１１から入力されるトルクを第一回転機ＭＧ１のロータに伝達する。
　回転軸３１におけるサンギヤ１１側と反対側の端部には、係合装置４０が配置されている。係合装置４０は、回転軸３１の回転を規制する規制装置としての機能を有している。係合装置４０は、噛合式のクラッチ装置であり、車体側円筒部材４１、ピース４２、スリーブ４３およびアクチュエータ４４を含んで構成されている。
　車体側円筒部材４１は、円筒形状の部材であり、車体側に回転不能に固定されている。本実施形態では、係合装置４０は、図示しないカバーにより覆われている。車体側円筒部材４１は、このカバーに固定されている。カバーは、遮音カバーおよび保温カバーとしての機能を有している。カバーは、アクチュエータ４４のモータの作動音を遮断し、車室内への作動音の侵入を抑制することができる。また、カバーによって、アクチュエータ４４内の作動油の温度低下が抑制されることで、低温始動時のアクチュエータ４４の動作がスムーズなものとなる。
　ピース４２は、回転軸３１におけるサンギヤ１１側と反対側の端部に接続されている。スリーブ４３は、車体側円筒部材４１によって、軸方向に移動自在に支持されている。車体側円筒部材４１とスリーブ４３とは、例えば、スプライン嵌合しており、軸方向に相対移動可能、かつ周方向に相対回転不能である。車体側円筒部材４１の外周面には、軸方向に延在する外歯が形成されている。スリーブ４３の内周面には、軸方向に延在する内歯が形成されている。車体側円筒部材４１の外歯と、スリーブ４３の内歯とが互いに噛み合っている。スリーブ４３は、ピース４２に対してエンジン１側と反対側に位置しており、軸方向においてピース４２を挟んでエンジン１と対向している。なお、スリーブ４３は、ピース４２に対してエンジン１側に配置されてもよい。
　アクチュエータ４４は、スリーブ４３に対して係合方向の駆動力を作用させる駆動装置である。係合方向は、車体側円筒部材４１からピース４２に向かう方向である。スリーブ４３およびピース４２は、それぞれ噛合歯を有している。係合装置４０は、スリーブ４３の噛合歯とピース４２の噛合歯とが噛み合うことにより係合状態となる。係合状態の係合装置４０は、車体側円筒部材４１とピース４２とを相対回転不能に連結する。つまり、係合状態の係合装置４０は、回転軸３１の回転を規制し、第一回転機ＭＧ１の回転を規制する。
　スリーブ４３は、図示しないリターンスプリング等の付勢部材によって、解放方向、即ち係合方向と反対方向の付勢力を受けている。アクチュエータ４４は、発生させる駆動力により、付勢部材の付勢力に抗してスリーブ４３を係合方向に移動させ、スリーブ４３をピース４２と係合させる。アクチュエータ４４は、例えば、供給される電力により発生させる電磁力によってスリーブ４３に対して係合方向の駆動力を作用させる。本実施形態のアクチュエータ４４は、スリーブ４３に対する押付荷重を制御可能なものである。アクチュエータ４４は、ソレノイド等、減速機を有せず、等価質量が軽いものが好ましい。
　アクチュエータ４４に対する電力供給が停止されると、スリーブ４３は、付勢部材の付勢力によって解放方向に駆動される。これにより、スリーブ４３は解放方向に移動し、スリーブ４３とピース４２との噛み合いが解除され、係合装置４０が解放状態となる。
　遊星歯車機構１０のリングギヤ１３には、カウンタドライブギヤ１５が接続されている。カウンタドライブギヤ１５は、カウンタドリブンギヤ１６と噛み合っている。カウンタドリブンギヤ１６は、カウンタシャフト１７を介してドライブピニオンギヤ１８と接続されている。ドライブピニオンギヤ１８は、デフ装置１９のデフリングギヤ１９ａと噛み合っている。デフ装置１９は、左右の駆動軸２０を介して図示しない左右の駆動輪とそれぞれ接続されている。
　カウンタドリブンギヤ１６には、リダクションギヤ３３が噛み合っている。リダクションギヤ３３は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３２に接続されており、第二回転機ＭＧ２のロータと一体回転する。第二回転機ＭＧ２の出力トルクは、リダクションギヤ３３からカウンタドリブンギヤ１６に伝達される。すなわち、エンジン１側からカウンタドライブギヤ１５を介して伝達されるトルクと、第二回転機ＭＧ２からリダクションギヤ３３を介して伝達されるトルクとは、カウンタドリブンギヤ１６において合成されてドライブピニオンギヤ１８から出力される。リダクションギヤ３３は、カウンタドリブンギヤ１６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギヤ１６に出力する。
　第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
　ＥＣＵ５０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２および係合装置４０のアクチュエータ４４と電気的に接続されており、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２およびアクチュエータ４４を制御することができる。ＥＣＵ５０には、スリーブ４３のストロークＳを検出するストロークセンサが接続されている。ストロークセンサの検出結果を示す信号は、ＥＣＵ５０に入力される。また、ＥＣＵ５０には、第一回転機ＭＧ１の回転数（以下、「ＭＧ１回転数」と称する。）を検出するＭＧ１回転数センサの検出結果を示す信号、および第二回転機ＭＧ２の回転数（以下、「ＭＧ２回転数」と称する。）を検出するＭＧ２回転数センサの検出結果を示す信号が入力される。ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサとしては、例えば、レゾルバを用いることができる。
　車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて、更に第二回転機ＭＧ２を動力源としてもよい。ＥＶ走行は、第二回転機ＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。
　本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１は、ＨＶ走行モードとして、エンジン１の反力を第一回転機ＭＧ１のトルクで受けてエンジン１を動力源として走行する第１モードと、エンジン１の反力を係合装置４０で受けてエンジン１を動力源として走行する第２モードとを有する。
（第１モード）
　第１モードは、係合装置４０を解放状態として実行される。係合装置４０が解放されている場合、回転軸３１およびサンギヤ１１の回転が許容される。第一回転機ＭＧ１は、エンジントルクに対する反力トルクを出力して反力受けとして機能し、エンジントルクをリングギヤ１３から出力させる。第１モードでは、リングギヤ１３の回転数に対して、サンギヤ１１の回転数を任意の回転数に制御することが可能である。つまり、第１モードは、エンジン１からの入力回転数であるキャリア１４の回転数と、出力回転数であるリングギヤ１３の回転数との変速比を無段階に制御可能なＣＶＴモードである。
（第２モード）
　第２モードは、係合装置４０を係合状態として実行される。係合装置４０が係合している場合、回転軸３１およびサンギヤ１１の回転が規制される。係合装置４０は、エンジントルクに対する反力受けとして機能し、エンジントルクをリングギヤ１３から出力させる。第２モードでは、サンギヤ１１の回転数が０回転に固定され、第一回転機ＭＧ１は停止する。第２モードは、例えば、高車速時や低負荷時、第１モードで動力循環が生じてしまう場合等に選択される。第２モードは、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失による効率低下や、電気パスによる効率低下を抑制することができる走行モードである。
　第２モードから第１モードへ移行する場合、係合状態であった係合装置４０が解放される。ここで、第２モードでは係合装置４０にエンジントルクが入力されている。このため、アクチュエータ４４に対する電力供給を停止してアクチュエータ４４をＯＦＦとしても、係合装置４０が解放しなかったり、解放するまでに多くの時間を要したりする可能性がある。付勢部材の付勢力を大きくして係合装置４０の解放推力を大きくすることが考えられるが、この場合係合装置４０を係合するときのアクチュエータ４４の駆動力を大きくする必要があり、消費電力の増加を招いてしまう。
　本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第２モードから係合装置４０を解放するときに、第一回転機ＭＧ１にＭＧ１トルクを出力させて係合装置４０の解放を促進する解放制御を実行する。図１および図６を参照して、以下に解放制御について説明する。解放制御は、図１および図６に示す実エンジントルク存在範囲Ｒteと重なりを有するトルク範囲でＭＧ１トルクの大きさを変動させる制御である。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、実エンジントルク存在範囲Ｒteの全体を含むトルク範囲でＭＧ１トルクの大きさを変動させる。
　解放制御は、ＭＧ１トルクによって、スリーブ４３とピース４２との間の相対トルクを低減させる。また、解放制御は、ＭＧ１トルクを調節することにより、スリーブ４３とピース４２との間の相対トルクを変動させる。解放制御によって、スリーブ４３とピース４２との軸方向の相対移動が生じやすくなり、スリーブ４３の解放方向へのストロークが促進される。これにより、係合装置４０の解放に要する時間を短縮し、係合装置４０を解放する際の応答性を向上させることができる。その結果、例えば、第２モードから第１モードへのモード移行の応答性を高めることができる。また、付勢部材に要求される付勢力（解放推力）を低減し、アクチュエータ４４の駆動力を低減することができることにより、アクチュエータ４４の消費電力を抑制することができる。
　ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、解放制御として、第一制御および第二制御を実行することができる。係合装置４０を解放する場合、まず、第一制御が実行され、第一制御を実行しても係合装置４０が解放しない場合、第二制御が実行される。図１を参照して、第一制御について説明する。
（第一制御）
　第一制御は、第一回転機ＭＧ１のトルクによってエンジン１の反力を受け、第一回転機ＭＧ１のトルクの大きさを推定したエンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、第一回転機ＭＧ１のトルクの大きさを低減させる制御である。図１において、（ａ）は回転軸３１上の値に換算されたトルク、（ｂ）はアクチュエータ４４に供給する電流値を示す。エンジントルクＴｅは、遊星歯車機構１０のギア比に基づいて回転軸３１上の値に換算されたトルクが示されている。ＭＧ１トルクＴmgは、絶対値が示されている。エンジン１の回転方向を正方向とした場合、エンジントルクＴeは正トルクであり、第一制御におけるＭＧ１トルクはエンジン１の反力を受ける負トルクとされる。従って、第一制御におけるＭＧ１トルクの指令値は、図１，６に示すＭＧ１トルクＴmgと大きさが同じで符号が反対のトルクとなる。
　図１において、実エンジントルク存在範囲Ｒteは、推定したエンジンのトルク範囲であり、運転条件に基づくエンジントルクの範囲である。本実施形態の実エンジントルク存在範囲Ｒteは、エンジントルクＴeの平均値が存在する範囲として定められている。図３に示すように、エンジントルクＴeは、爆発変動により周期的に変動する。符号Ｔe＿aで示す値は、エンジントルクＴeの平均値あるいは実効値であり、爆発変動による変動成分を除いた値である。図１に示す実エンジントルク存在範囲Ｒteは、エンジントルクＴeの平均値Ｔe＿aが存在すると推定される範囲である。実エンジントルク存在範囲Ｒteは、例えば、運転条件から決まる推定エンジントルクＴe＿estに対して所定トルクΔＴeを加えた値を上限とし、所定トルクΔＴeを減じた値を下限とするトルク範囲である。ＥＣＵ５０は、例えば、運転条件に応じた実エンジントルク存在範囲Ｒteを予め記憶している。推定エンジントルクＴe＿estや所定トルクΔＴeは、事前評価やシミュレーション等によって定めることが可能である。
　第一制御では、ＥＣＵ５０は、まず、ＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値以上まで上昇させる。図１では、時刻ｔ０にＭＧ１トルクの出力が開始され、時刻ｔ１にＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値まで上昇する。次に、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させる。図１では、時刻ｔ２にＭＧ１トルクの大きさが低減し始める。
　ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値に達するまでＭＧ１トルクの大きさを低減させる。ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下すると、第一制御を終了させる。
　ストローク可能領域Ｒstは、付勢部材の付勢力によってスリーブ４３が解放方向にストローク可能なトルク領域である。エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値であると、係合装置４０のスリーブ４３とピース４２との間の相対トルクの大きさが小さく、付勢部材の付勢力によってスリーブ４３を解放方向に移動させることが可能である。一方、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値でない場合、スリーブ４３とピース４２との間の相対トルクの大きさが大きく、付勢部材の付勢力はスリーブ４３を解放方向に動かすために十分でない。
　第一制御では、ＭＧ１トルクの大きさが低減していく間に、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値となると、付勢部材の付勢力によってスリーブ４３が解放方向に移動し、係合装置４０が解放する。図１では、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間にエンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒstにあり、係合装置４０の解放が促進される。ＥＣＵ５０は、ストロークセンサの検出結果に基づいて、スリーブ４３が解放位置にあるか否かを判定することができる。スリーブ４３が解放位置にあることが検出されると、第一制御が終了される。例えば、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下する前に係合装置４０が解放すると、その時点で第一制御が終了し、係合装置４０の解放に係る解放制御が終了する。なお、ＥＣＵ５０は、ストロークセンサの検出結果に代えて、あるいは加えて、ＭＧ１回転数センサの検出結果に基づいてスリーブ４３が解放位置にあるか否かを判定することも可能である。ＥＣＵ５０は、例えば、ＭＧ１回転数センサによって検出された第一回転機ＭＧ１の回転角度位置や回転数に基づいて、係合装置４０が解放しているか否かを判定することができる。
　本実施形態では、第一制御においてＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさは、エンジン１の爆発変動によりエンジントルクＴeが低減するときのエンジントルクＴeの傾きαの大きさ以下である。つまり、ＭＧ１トルクＴmgの大きさは、エンジントルクＴeよりも緩やかに低減する。これにより、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内に入りやすくすることができる。
　ここで、エンジントルクＴeの傾きαは、エンジン１の運転条件によって変動する。本実施形態では、係合装置４０が解放しにくいエンジン１の運転条件でのエンジントルクＴeの傾きαに基づいてＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１が定められている。係合装置４０が抜けづらいのは、図３に示すようにエンジントルクＴeが鋸歯形状で変動する場合である。エンジントルクＴeの波形が鋸歯形状に近くなるのは、エンジン回転数が低い場合である。本実施形態では、エンジントルクＴeの波形の振幅ＡＴeが最大、かつエンジン１の爆発変動の１周期（以下、「爆発周期」とも記載する。）ｔcycが最大となるエンジン回転数のときのエンジントルクＴeの傾きからエンジントルクＴeの傾きαが算出される。
　エンジントルクＴeの波形の振幅ＡＴeが最大、かつ爆発周期ｔcycが最大となるエンジン回転数は、例えば、１，０００ｒｐｍである。エンジン回転数が１，０００ｒｐｍでエンジントルクＴeの振幅ＡＴeが１０Ｎｍ（回転軸３１上に換算した値）であるとすると、エンジントルクＴeの傾きは、次のように求めることができる。
　爆発周期ｔcycは、エンジン１の気筒数とエンジン回転数から決まる。例えば、４気筒のエンジン１は、１回転あたりの爆発回数が２回である。従って、エンジン回転数が１，０００ｒｐｍである場合の爆発周期は、下記式（１）より０．０３［ｓｅｃ］である。
　１／（２×１，０００／６０）＝０．０３…（１）
　エンジントルクＴeの傾きαは、下記式（２）から６６６．６７［Ｎｍ／ｓｅｃ］である。
　２×１０／０．０３＝６６６．６７…（２）
　本実施形態では、上記のような係合装置４０が解放しにくいエンジン１の運転条件から求まるエンジントルクＴeの傾きαに対してＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさ以下とされている。これにより、以下に説明するように走行条件によらず係合装置４０の解放を促進することができる。
　上記傾きβ１の大きさが、エンジントルクＴeの傾きαの大きさよりも大きい場合、図４を参照して説明するように、スリーブ４３をストロークさせる時間がわずかとなってしまう可能性が大きくなる。ＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさよりも大きい場合、ストローク可能領域ＲstとエンジントルクＴeが交差する時間が短くなりやすい。例えば、図４に示すように、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値となる期間が、エンジントルクＴeの上昇過程の短い時間だけとなる可能性がある。その結果、スリーブ４３が解放方向にほとんどストロークせず、係合装置４０が解放しないままで第一制御が終了してしまうことがある。
　本実施形態では、第一制御におけるＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさ以下である。これにより、図１に示すように、エンジントルクＴeが低下するときのエンジントルクＴe（Ｔe＿d）とストローク可能領域Ｒstとが交差しやすい。また、エンジン１の爆発変動の複数周期にわたってエンジントルクＴeとストローク可能領域Ｒstとが交差しやすくなる。
　また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１では、ストローク時間ｔst1が、爆発周期ｔcyc以上である。よって、スリーブ４３を解放方向にストロークさせる時間を確保する植で有利である。
　ストローク時間ｔst1は、第一制御においてＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクの傾きβ１と、係合装置４０の解放推力とから決まる時間である。解放推力は、付勢部材の付勢力によるスリーブ４３を解放方向に駆動する推力である。ストローク可能領域Ｒstの縦軸方向の幅は、解放推力によって決まる。即ち、ストローク可能領域Ｒstの上限トルクＴst＿maxおよびストローク可能領域Ｒstの下限トルクＴst＿minは、それぞれ解放推力によって決まる。
　ストローク時間ｔst1は、第一制御でＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのストローク可能領域Ｒstの横軸方向の幅である。つまり、ストローク時間ｔst1は、エンジントルクＴeが一定の場合に最大限スリーブ４３をストロークさせることができる時間となる。本実施形態では、このストローク時間ｔst1が爆発周期ｔcyc以上である。付勢部材の付勢力は、例えば、第一制御においてＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさと等しい場合に、ストローク時間ｔst1が爆発周期ｔcyc以上となるように定められる。ストローク時間ｔst1が爆発周期ｔcyc以上であることにより、第一制御でＭＧ１トルクの大きさを低減させている間にエンジントルクＴeとストローク可能領域Ｒstとが交差しやすくなり、スリーブ４３をストロークさせる時間を長くすることができる。
　次に、図５を参照して、本実施形態の動作について説明する。図５に示す制御フローは、例えば、走行中に所定の間隔で繰り返し実行される。
　まず、ステップＳ１０では、ＥＣＵ５０により、ＣＶＴ遷移判定がなされたか否かが判定される。ＣＶＴ遷移判定は、第２モードから第１モードへの移行判定である。ステップＳ１０の判定の結果、ＣＶＴ遷移判定がなされていると判定された場合（ステップＳ１０－Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０－Ｎ）にはステップＳ１０の判定が繰り返される。
　ステップＳ２０では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ１トルクの出力が開始される。ＥＣＵ５０は、実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値以上の大きさまでＭＧ１トルクの大きさを上昇させる指令を出力する。第一回転機ＭＧ１は、エンジントルクに対する反力トルクを出力してエンジン１の反力を受けながら、ＭＧ１トルクの大きさを増加させていく。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。
　ステップＳ３０では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ１トルクが目標に到達したか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの大きさが、実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値以上の目標値に到達したか否かを判定する。ステップＳ３０の判定の結果、ＭＧ１トルクが目標に到達したと判定された場合（ステップＳ３０－Ｙ）にはステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０－Ｎ）にはステップＳ２０へ移行する。図１では、時刻ｔ１にＭＧ１トルクが目標に到達してステップＳ３０で肯定判定がなされる条件が成立する。
　また、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０およびステップＳ３０と並行して、ステップＳ４０を実行する。ステップＳ４０では、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ４４に対する供給電流をＯＦＦとする。ステップＳ４０は、ステップＳ１０で肯定判定がなされてからステップＳ５０を開始するまでの間に実行される。
　ステップＳ５０では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ１トルク揺さぶり制御が実行される。ＭＧ１トルク揺さぶり制御は、第一制御におけるＭＧ１トルクの大きさを低減させていくステップであり、実エンジントルク存在範囲Ｒteのトルク範囲でＭＧ１トルクの大きさを低減させていく制御である。図１では、時刻ｔ２にＭＧ１トルク揺さぶり制御が開始される。ステップＳ５０が実行されると、ステップＳ６０に進む。
　ステップＳ６０では、ＥＣＵ５０により、解放が完了したか否かが判定される。ステップＳ６０では、係合装置４０の解放が完了したか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、ストロークセンサの検出結果に基づいてステップＳ６０の判定を行うことができる。ＥＣＵ５０は、例えば、検出されたスリーブ４３のストロークが予め定められた解放状態を示すストローク範囲の値である場合にステップＳ６０で肯定判定を行う。また、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１回転数センサの検出結果に基づいて係合装置４０の解放が完了したか否かを判定するようにしてもよい。ステップＳ６０の判定の結果、解放が完了したと判定された場合（ステップＳ６０－Ｙ）にはステップＳ７０に進み、そうでない場合（ステップＳ６０－Ｎ）にはステップＳ５０に移行する。
　ステップＳ７０では、ＥＣＵ５０により、ＴＨＳ（ＣＶＴ走行）への移行が実行される。ＥＣＵ５０は、ＨＶ走行モードの第１モードへ移行し、エンジン１の反力を第一回転機ＭＧ１のトルクで受けてエンジン１を動力源として車両１００を走行させる。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローは終了する。
　ここで、第一制御を実行しても係合装置４０の解放が完了しない場合が考えられる。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一制御を実行しても係合装置４０が解放しない場合、第二制御を実行する。図６を参照して、第二制御について説明する。
（第二制御）
　第二制御は、実エンジントルク存在範囲Ｒｔｅを通過させるように第一回転機ＭＧ１のトルクの大きさを増加させる制御である。図６では、時刻ｔ０に第一制御が開始され、時刻ｔ１１にＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値まで上昇する。ＥＣＵ５０は、時刻ｔ１２にＭＧ１トルクの大きさを低減させ始める。時刻ｔ１３にＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下する。ＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値未満まで低減（低下）しても係合装置４０の解放が完了しない場合、ＥＣＵ５０は、第二制御を実行する。
　ＥＣＵ５０は、時刻ｔ１３よりも後の時刻ｔ１４にＭＧ１トルクの大きさを増加させ始める。ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの範囲内とするようにＭＧ１トルクの大きさを増加させる。ＭＧ１トルクの大きさを増加させるときのＭＧ１トルクの傾きβ２の大きさは、第一制御においてＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクの傾きβ１の大きさよりも小さい。つまり、第二制御では、第一制御よりもＭＧ１トルクの傾きが緩やかである。ＥＣＵ５０は、第二制御において、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒｔｅの上限値となるまで、ＭＧ１トルクの大きさを増加させる。
　図６では、時刻ｔ１５にＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで上昇し、時刻ｔ１５以降はＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒte内を上昇する。第二制御におけるＭＧ１トルクの傾きβ２が第一制御のＭＧ１トルクの傾きβ１よりも緩やかとされることで、第二制御のストローク時間ｔst2は、第一制御のストローク時間ｔst1よりも長くなる。これにより、スリーブ４３を解放方向にストロークさせる時間を確保し、係合装置４０を解放させることが可能となる。
　なお、係合装置４０を解放する際の解放制御では、実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値よりも大きなトルクまでＭＧ１トルクの大きさを変動させるようにしてもよく、実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも小さなトルクまでＭＧ１トルクの大きさを変動させるようにしてもよい。
　例えば、図１に示す第一制御では、時刻ｔ４にＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下すると、第一制御が終了したが、これに代えて、時刻ｔ４以降も第一制御を継続してＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させるようにしてもよい。このようにすれば、実際のエンジントルクＴeが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも低トルク側に存在する場合であってもエンジントルクＴeをストローク可能領域Ｒstと重ならせることが可能となり、スリーブ４３を解放方向にストロークさせることができる。例えば、図１の場合、エンジントルクＴeが爆発により上昇する時刻ｔ５までエンジントルクＴeをストローク可能領域Ｒstに重ならせることも可能となる。
　第一制御は、例えば、ストローク可能領域Ｒstの上限トルクＴst＿maxが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値となったときに終了されてもよい。また、第一制御でＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値未満まで低下させるようにすれば、第二制御の開始時のＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも小さなトルクとすることができる。これにより、実際のエンジントルクＴeが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも低トルク側に存在する場合であっても、第二制御においてエンジントルクＴeをストローク可能領域Ｒstに重ならせることが可能となる。
　また、第一制御の開始時のＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値よりも大きくしてもよい。このようにすれば、実際のエンジントルクＴeが実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値よりも高トルク側に存在する場合であってもエンジントルクＴeを実エンジントルク存在範囲Ｒteと重ならせることが可能となる。また、第二制御において、実エンジントルク存在範囲Ｒｔｅの上限値よりも大きなトルクまでＭＧ１トルクＴmgの大きさを上昇させるようにしてもよい。
［実施形態の変形例］
　上記実施形態では、車両１００に２つの回転機ＭＧ１，ＭＧ２が搭載されていたが、これに限らず、搭載される回転機は１つであっても、３つ以上であってもよい。例えば、第二回転機ＭＧ２が省略されてもよい。遊星歯車機構１０の回転要素とエンジン１、第一回転機ＭＧ１、駆動輪との接続関係は、例示したものには限定されない。例えば、エンジン１はキャリア１４以外の回転要素と接続されてもよく、第一回転機ＭＧ１はサンギヤ１１以外の回転要素と接続されてもよく、駆動輪はリングギヤ１３以外の回転要素と接続されてもよい。エンジン１、第一回転機ＭＧ１、駆動輪がそれぞれ異なる回転要素と接続されていればよい。また、エンジン１と第一回転機ＭＧ１と駆動輪とを接続する差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構１０には限定されない。
　上記実施形態の係合装置４０は、付勢部材の付勢力によって解放方向に駆動されるものであったが、これに代えて、アクチュエータ４４の駆動力によって解放方向に駆動されるものであってもよい。
　上記実施形態では、第一制御においてＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１が一定であったが、ＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１は変化してもよい。また、上記実施形態では、第二制御においてＭＧ１トルクＴmgの大きさを増加させるときのＭＧ１トルクＴmgの傾きβ２が一定であったが、ＭＧ１トルクＴmgの傾きβ２は変化してもよい。
　上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されることができる。
　１－１　ハイブリッド車両用駆動装置
　１　エンジン
　１０　遊星歯車機構
　１１　サンギヤ
　１２　ピニオンギヤ
　１３　リングギヤ
　１４　キャリア
　３１　回転軸
　４０　係合装置
　４１　車体側円筒部材
　４２　ピース
　４３　スリーブ
　４４　アクチュエータ（駆動装置）
　ＭＧ１　第一回転機
　ＭＧ２　第二回転機

Claims (3)

  1. 　エンジンと、
    　回転機と、
    　前記回転機の回転を規制する噛み合い式の係合装置と、
    　前記エンジンの反力を前記回転機のトルクで受けて前記エンジンを動力源として走行する第１モードと、
    　前記エンジンの反力を前記係合装置で受けて前記エンジンを動力源として走行する第２モードと、
    　を備え、
    　前記第２モードから前記係合装置を解放するときに、前記回転機のトルクによって前記エンジンの反力を受け、前記回転機のトルクの大きさを推定した前記エンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、前記回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、
    　前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記エンジンの爆発変動により前記エンジンのトルクが低減するときの前記エンジンのトルクの傾きの大きさ以下である
    　ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
  2. 　前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きと、前記係合装置の解放推力とから決まる前記係合装置のストローク時間は、前記エンジンの爆発変動の１周期以上である
    　請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  3. 　前記回転機のトルクの大きさが前記推定した前記エンジンのトルク範囲の下限未満まで低減しても前記係合装置が解放しない場合、前記推定した前記エンジンのトルク範囲を通過させるように前記回転機のトルクの大きさを増加させる第二制御を実行し、
    　前記第二制御において前記回転機のトルクの大きさを増加させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさよりも小さい
    　請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
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