JPWO2013088501A1 - Drive control apparatus for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置を提供する。第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との間を断接するクラッチCL、及びそのキャリアC2をハウジング26に対して断接するブレーキBKとを備え、ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであることから、動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合にその動力伝達系のイナーシャバランスを変化させることで共振点を変更し、共振の発生を好適に抑制することができる。A drive control device for a hybrid vehicle that suppresses vibration of a power transmission system is provided. A clutch CL for connecting / disconnecting the carrier C1 of the first planetary gear unit 14 and the carrier C2 of the second planetary gear unit 16 and a brake BK for connecting / disconnecting the carrier C2 to / from the housing 26 are provided. When the transmission system resonance is detected or predicted, the engagement state is switched between at least one of the clutch CL and the brake BK. Therefore, when the resonance of the power transmission system is detected or predicted, the power transmission is performed. By changing the inertia balance of the system, the resonance point can be changed, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
Description
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関し、特に、動力伝達系の振動を抑制するための改良に関する。 The present invention relates to a drive control device for a hybrid vehicle, and more particularly to an improvement for suppressing vibration of a power transmission system.
内燃機関等のエンジンに加えて、駆動源として機能する少なくとも1つの電動機を備えたハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献1に記載された車両がそれである。この技術によれば、内燃機関、第1電動機、及び第2電動機を備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関の出力軸を非回転部材に対して固定するブレーキを備え、車両の走行状態に応じてそのブレーキの係合状態を制御することで、車両のエネルギ効率を向上させると共に運転者の要求に応じた走行を実現できる。
A hybrid vehicle is known that includes at least one electric motor that functions as a drive source in addition to an engine such as an internal combustion engine. For example, this is the vehicle described in
しかし、前記従来の技術では、例えば車両の走行路面が波状路面である場合等において、その走行路面側から動力伝達系に入力される入力トルク(変動)の周波数とその動力伝達系における共振周波数とが一致した場合、或いはエンジンの始動に係る変動の周波数と前記動力伝達系における共振周波数とが一致した場合等には、その入力トルクが増幅されることにより動力伝達系の振動が大きくなるおそれがあった。このような課題は、ハイブリッド車両の性能向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。 However, in the conventional technique, for example, when the traveling road surface of the vehicle is a wavy road surface, the frequency of the input torque (variation) input from the traveling road surface side to the power transmission system and the resonance frequency in the power transmission system May coincide with each other, or when the frequency of fluctuations related to engine start and the resonance frequency in the power transmission system coincide with each other, the input torque may be amplified to increase the vibration of the power transmission system. there were. Such a problem has been newly found in the process in which the present inventors have intensively studied in order to improve the performance of a hybrid vehicle.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a drive control device for a hybrid vehicle that suppresses vibration of a power transmission system.
斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材に連結された第3回転要素を備えた第1差動機構と、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、前記第1差動機構における第2回転要素と、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキとを、備え、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えることを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the first invention is that the first rotating element connected to the first electric motor, the second rotating element connected to the engine, and the output rotating member. A first differential mechanism including a third rotating element; a first rotating element coupled to a second electric motor; a second rotating element; and a third rotating element, wherein the second rotating element and the third rotating element Any one of the second differential mechanism connected to the third rotating element in the first differential mechanism, the second rotating element in the first differential mechanism, and the second rotating element in the second differential mechanism And a clutch that selectively engages a rotation element that is not connected to the third rotation element in the first differential mechanism among the third rotation elements, a second rotation element in the second differential mechanism, and 3rd time in said 1st differential mechanism among 3rd rotation elements A brake that selectively engages a rotating element not connected to the element with a non-rotating member, and when resonance of the power transmission system in the hybrid vehicle is detected or predicted, The engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched.
このように、前記第1発明によれば、第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材に連結された第3回転要素を備えた第1差動機構と、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、前記第1差動機構における第2回転要素と、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキとを、備え、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであることから、動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合にその動力伝達系のイナーシャバランスを変化させることで共振点を変更し、共振の発生を好適に抑制することができる。すなわち、動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することができる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, the first rotating element connected to the first electric motor, the second rotating element connected to the engine, and the third rotating element connected to the output rotating member are provided. 1 differential mechanism, and the 1st rotation element connected with the 2nd electric motor, the 2nd rotation element, and the 3rd rotation element, and any one of these 2nd rotation elements and the 3rd rotation element is the 1st difference. Of the second differential mechanism coupled to the third rotary element in the moving mechanism, the second rotary element in the first differential mechanism, and the second rotary element and the third rotary element in the second differential mechanism A clutch that selectively engages a rotating element that is not connected to the third rotating element in the first differential mechanism; and the second of the second rotating element and the third rotating element in the second differential mechanism. One not connected to the 3rd rotation element in 1 differential mechanism A brake that selectively engages the rotating element with the non-rotating member, and when resonance of the power transmission system in the hybrid vehicle is detected or predicted, the engagement of at least one of the clutch and the brake When the resonance of the power transmission system is detected or predicted, the resonance point is changed by changing the inertia balance of the power transmission system, and the occurrence of resonance is suitably suppressed. Can do. That is, it is possible to provide a drive control device for a hybrid vehicle that suppresses vibration of the power transmission system.
前記第1発明に従属する本第2発明の要旨とするところは、前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値以下である場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものである。前記動力伝達系の温度は、好適には、主に前記エンジンに係る水温や油温等の温度及び前記第1電動機及び第2電動機に連結されたバッテリの温度に対応するものである。このようにすれば、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。 The gist of the second invention subordinate to the first invention is that the shift position of the hybrid vehicle is a stop position, and the temperature of the power transmission system is equal to or lower than a predetermined threshold value. In this case, the engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched. The temperature of the power transmission system preferably corresponds mainly to the temperature of the engine such as water temperature or oil temperature and the temperature of the battery connected to the first electric motor and the second electric motor. In this way, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
前記第1発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、予め定められた関係から、車速及び前記エンジンの回転速度に基づいて、前記動力伝達系への変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものである。このようにすれば、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。 The gist of the third invention subordinate to the first invention is that a change input to the power transmission system is detected or predicted based on a vehicle speed and a rotational speed of the engine from a predetermined relationship. In this case, the engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched. In this way, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
前記クラッチ及びブレーキは、好適には、何れも油圧に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ(噛合クラッチ)であってもよい。或いは、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電気的な指令に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)ものであってもよい。 The clutch and the brake are preferably hydraulic engagement devices whose engagement state is controlled (engaged or released) according to the hydraulic pressure, for example, a wet multi-plate friction engagement device. However, a meshing engagement device, that is, a so-called dog clutch (meshing clutch) may be used. Alternatively, the engagement state may be controlled (engaged or released) according to an electrical command, such as an electromagnetic clutch or a magnetic powder clutch.
本発明が適用される駆動装置においては、前記クラッチ及びブレーキの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。好適には、前記エンジンの運転が停止させられると共に、前記第1電動機及び第2電動機の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでモード1が、前記ブレーキ及びクラッチが共に係合されることでモード2がそれぞれ成立させられる。前記エンジンを駆動させると共に、前記第1電動機及び第2電動機により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでモード3が、前記ブレーキが解放されると共に前記クラッチが係合されることでモード4が、前記ブレーキ及びクラッチが共に解放されることでモード5がそれぞれ成立させられる。
In the drive device to which the present invention is applied, one of a plurality of travel modes is selectively established according to the engagement state of the clutch and the brake. Preferably, the operation of the engine is stopped and the brake is engaged and the clutch is released in an EV traveling mode in which at least one of the first electric motor and the second electric motor is used as a driving source for traveling. Thus,
本発明において、好適には、前記クラッチが係合させられ、且つ、前記ブレーキが解放させられている場合における前記第1差動機構及び第2差動機構それぞれにおける各回転要素の共線図における並び順は、前記第1差動機構及び第2差動機構それぞれにおける第2回転要素及び第3回転要素に対応する回転速度を重ねて表した場合に、前記第1差動機構における第1回転要素、前記第2差動機構における第1回転要素、前記第1差動機構における第2回転要素及び第2差動機構における第2回転要素、前記第1差動機構における第3回転要素及び第2差動機構における第3回転要素の順である。 In the present invention, preferably, in the collinear diagram of each rotating element in each of the first differential mechanism and the second differential mechanism when the clutch is engaged and the brake is released. The arrangement order indicates the first rotation in the first differential mechanism when the rotation speeds corresponding to the second rotation element and the third rotation element in each of the first differential mechanism and the second differential mechanism are superimposed. An element, a first rotating element in the second differential mechanism, a second rotating element in the first differential mechanism, a second rotating element in the second differential mechanism, a third rotating element in the first differential mechanism, and a second rotating element. It is the order of the 3rd rotation element in 2 differential mechanisms.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置10(以下、単に駆動装置10という)の構成を説明する骨子図である。この図1に示すように、本実施例の駆動装置10は、例えばFF(前置エンジン前輪駆動)型車両等に好適に用いられる横置き用の装置であり、主動力源であるエンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2、第1差動機構としての第1遊星歯車装置14、及び第2差動機構としての第2遊星歯車装置16を共通の中心軸CE上に備えて構成されている。前記駆動装置10は、中心軸CEに対して略対称的に構成されており、図1においては中心線の下半分を省略して図示している。以下の各実施例についても同様である。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a hybrid vehicle drive device 10 (hereinafter simply referred to as drive device 10) to which the present invention is preferably applied. As shown in FIG. 1, the
前記エンジン12は、例えば、気筒内噴射されるガソリン等の燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン等の内燃機関である。前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ(発動機)及び反力を発生させるジェネレータ(発電機)としての機能を有する所謂モータジェネレータであり、それぞれのステータ(固定子)18、22が非回転部材であるハウジング(ケース)26に固設されると共に、各ステータ18、22の内周側にロータ(回転子)20、24を備えて構成されている。
The
前記第1遊星歯車装置14は、ギヤ比がρ1であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第1回転要素としてのサンギヤS1、ピニオンギヤP1を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC1、及びピニオンギヤP1を介してサンギヤS1と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。前記第2遊星歯車装置16は、ギヤ比がρ2であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第1回転要素としてのサンギヤS2、ピニオンギヤP2を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC2、及びピニオンギヤP2を介してサンギヤS2と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR2を回転要素(要素)として備えている。
The first
前記第1遊星歯車装置14のサンギヤS1は、前記第1電動機MG1のロータ20に連結されている。前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1は、前記エンジン12のクランク軸と一体的に回転させられる入力軸28に連結されている。この入力軸28は、前記中心軸CEを軸心とするものであり、以下の実施例において、特に区別しない場合には、この中心軸CEの軸心の方向を軸方向(軸心方向)という。前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1は、出力回転部材である出力歯車30に連結されると共に、前記第2遊星歯車装置16のリングギヤR2と相互に連結されている。前記第2遊星歯車装置16のサンギヤS2は、前記第2電動機MG2のロータ24に連結されている。
The sun gear S1 of the first
前記出力歯車30から出力された駆動力は、図示しない差動歯車装置及び車軸等を介して図示しない左右一対の駆動輪へ伝達される。一方、車両の走行路面から駆動輪に対して入力されるトルクは、前記差動歯車装置及び車軸等を介して前記出力歯車30から前記駆動装置10へ伝達(入力)される。前記入力軸28における前記エンジン12と反対側の端部には、例えばベーンポンプ等の機械式オイルポンプ32が連結されており、前記エンジン12の駆動に伴い後述する油圧制御回路60等の元圧とされる油圧が出力されるようになっている。このオイルポンプ32に加えて、電気エネルギにより駆動される電動式オイルポンプが設けられたものであってもよい。
The driving force output from the
前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との間には、それらキャリアC1とC2との間を選択的に係合させる(キャリアC1とC2との間を断接する)クラッチCLが設けられている。前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材である前記ハウジング26との間には、そのハウジング26に対して前記キャリアC2を選択的に係合(固定)させるブレーキBKが設けられている。これらのクラッチCL及びブレーキBKは、好適には、何れも油圧制御回路60から供給される油圧に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ(噛合クラッチ)であってもよい。更には、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電子制御装置40から供給される電気的な指令に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)ものであってもよい。
The carrier C1 of the first
図1に示すように、前記駆動装置10において、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16は、それぞれ前記入力軸28と同軸上(中心軸CE上)に配置されており、且つ、前記中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14は、前記第2遊星歯車装置16に対して前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1は、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2電動機MG1は、前記第2遊星歯車装置16に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記第1電動機MG1、第2電動機MG2は、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、前記駆動装置10においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the driving
図2は、前記駆動装置10の駆動を制御するためにその駆動装置10に備えられた制御系統の要部を説明する図である。この図2に示す電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、前記エンジン12の駆動制御や、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする前記駆動装置10の駆動に係る各種制御を実行する。すなわち、本実施例においては、前記電子制御装置40が前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両の駆動制御装置に相当する。この電子制御装置40は、前記エンジン12の出力制御用や前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。
FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of a control system provided in the driving
図2に示すように、前記電子制御装置40には、前記駆動装置10の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、アクセル開度センサ42により運転者の出力要求量に対応する図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ACCを表す信号、エンジン回転速度センサ44により前記エンジン12の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、MG1回転速度センサ46により前記第1電動機MG1の回転速度NMG1を表す信号、MG2回転速度センサ48により前記第2電動機MG2の回転速度NMG2を表す信号、出力回転速度センサ50により車速Vに対応する前記出力歯車30の回転速度NOUTを表す信号、油温センサ52により前記駆動装置10における各部へ供給される作動油の油温TOILを表す信号、及びシフトセンサ54により図示しないシフト操作装置の操作位置PSを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置40に供給される。As shown in FIG. 2, the
前記電子制御装置40からは、前記駆動装置10の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、前記エンジン12の出力を制御するエンジン出力制御指令として、燃料噴射装置による吸気配管等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、点火装置による前記エンジン12の点火時期(点火タイミング)を指令する点火信号、及び電子スロットル弁のスロットル弁開度θTHを操作するためにスロットルアクチュエータへ供給される電子スロットル弁駆動信号等が、そのエンジン12の出力を制御するエンジン制御装置56へ出力される。前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を指令する指令信号がインバータ58へ出力され、そのインバータ58を介してバッテリからその指令信号に応じた電気エネルギが前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2に供給されてそれら第1電動機MG1及び第2電動機MG2の出力(トルク)が制御される。前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により発電された電気エネルギが前記インバータ58を介してバッテリに供給され、そのバッテリに蓄積されるようになっている。前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態を制御する指令信号が油圧制御回路60に備えられたリニアソレノイド弁等の電磁制御弁へ供給され、それら電磁制御弁から出力される油圧が制御されることで前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態が制御されるようになっている。The
前記駆動装置10は、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度と出力回転速度の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。例えば、前記第1電動機MG1により発電された電気エネルギを前記インバータ58を介してバッテリや第2電動機MG2へ供給する。これにより、前記エンジン12の動力の主要部は機械的に前記出力歯車30へ伝達される一方、その動力の一部は前記第1電動機MG1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、前記インバータ58を通してその電気エネルギが前記第2電動機MG2へ供給される。そして、その第2電動機MG2が駆動されて第2電動機MG2から出力された動力が前記出力歯車30へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機MG2で消費されるまでに関連する機器により、前記エンジン12の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
The
以上のように構成された駆動装置10が適用されたハイブリッド車両においては、前記エンジン12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2の駆動状態、及び前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。図3は、前記駆動装置10において成立させられる5種類の走行モードそれぞれにおける前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態を示す係合表であり、係合を「○」で、解放を空欄でそれぞれ示している。この図3に示す走行モード「EV−1」、「EV−2」は、何れも前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードである。「HV−1」、「HV−2」、「HV−3」は、何れも前記エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードである。このハイブリッド走行モードにおいて、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により反力を発生させるものであってもよく、無負荷の状態で空転させるものであってもよい。
In the hybrid vehicle to which the
図3に示すように、前記駆動装置10においては、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードにおいて、前記ブレーキBKが係合されると共に前記クラッチCLが解放されることでモード1(走行モード1)である「EV−1」が、前記ブレーキBK及びクラッチCLが共に係合されることでモード2(走行モード2)である「EV−2」がそれぞれ成立させられる。前記エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、前記ブレーキBKが係合されると共に前記クラッチCLが解放されることでモード3(走行モード3)である「HV−1」が、前記ブレーキBKが解放されると共に前記クラッチCLが係合されることでモード4(走行モード4)である「HV−2」が、前記ブレーキBK及びクラッチCLが共に解放されることでモード5(走行モード5)である「HV−3」がそれぞれ成立させられる。
As shown in FIG. 3, in the driving
図4〜図7は、前記駆動装置10(第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16)において、前記クラッチCL及びブレーキBKそれぞれの係合状態に応じて連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示しており、横軸方向において前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標である。車両前進時における前記出力歯車30の回転方向を正の方向(正回転)として各回転速度を表している。横線X1は回転速度零を示している。縦線Y1〜Y4は、左から順に実線Y1が前記第1遊星歯車装置14のサンギヤS1(第1電動機MG1)、破線Y2が前記第2遊星歯車装置16のサンギヤS2(第2電動機MG2)、実線Y3が前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1(エンジン12)、破線Y3′が前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2、実線Y4が前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1(出力歯車30)、破線Y4′が前記第2遊星歯車装置16のリングギヤR2それぞれの相対回転速度を示している。図4〜図7においては、縦線Y3及びY3′、縦線Y4及びY4′をそれぞれ重ねて表している。ここで、前記リングギヤR1及びR2は相互に連結されているため、縦線Y4、Y4′にそれぞれ示すリングギヤR1及びR2の相対回転速度は等しい。
FIGS. 4 to 7 show the rotational elements of the driving device 10 (the first
図4〜図7においては、前記第1遊星歯車装置14における3つの回転要素の相対的な回転速度を実線L1で、前記第2遊星歯車装置16における3つの回転要素の相対的な回転速度を破線L2でそれぞれ示している。前記縦線Y1〜Y4(Y2〜Y4′)の間隔は、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16の各ギヤ比ρ1、ρ2に応じて定められている。すなわち、前記第1遊星歯車装置14における3つの回転要素に対応する縦線Y1、Y3、Y4に関して、サンギヤS1とキャリアC1との間が1に対応するものとされ、キャリアC1とリングギヤR1との間がρ1に対応するものとされる。前記第2遊星歯車装置16における3つの回転要素に対応する縦線Y2、Y3′、Y4′に関して、サンギヤS2とキャリアC2との間が1に対応するものとされ、キャリアC2とリングギヤR2との間がρ2に対応するものとされる。すなわち、前記駆動装置10において、好適には、前記第1遊星歯車装置14のギヤ比ρ1よりも前記第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2の方が大きい(ρ2>ρ1)。以下、図4〜図7を用いて前記駆動装置10における各走行モードについて説明する。
4 to 7, the relative rotational speeds of the three rotating elements in the first
図3に示す「EV−1」は、前記駆動装置10におけるモード1(走行モード1)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第2電動機MG2が走行用の駆動源として用いられるEV走行モードである。図4は、このモード1に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード1においては、前記第2遊星歯車装置16において、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となり、前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、前記第2電動機MG2により負のトルクを出力させることにより、前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。この場合において、好適には、前記第1電動機MG1は空転させられる。このモード1では、前記クラッチC1及びC2の相対回転が許容されると共に、そのクラッチC2が非回転部材に連結された所謂THS(Toyota Hybrid System)を搭載した車両におけるEV走行と同様のEV走行制御を行うことができる。
“EV-1” shown in FIG. 3 corresponds to mode 1 (traveling mode 1) in the driving
図3に示す「EV−2」は、前記駆動装置10におけるモード2(走行モード2)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方が走行用の駆動源として用いられるEV走行モードである。図5は、このモード2に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが係合されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされている。更に、前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2及びそのキャリアC2に係合された前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード2においては、前記第1遊星歯車装置14において、前記サンギヤS1の回転方向と前記リングギヤR1の回転方向とが逆方向となると共に、前記第2遊星歯車装置16において、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となる。すなわち、前記第1電動機MG1乃至前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR1及びR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により負のトルクを出力させることにより、前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。
“EV-2” shown in FIG. 3 corresponds to mode 2 (traveling mode 2) in the driving
前記モード2においては、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により発電を行う形態を成立させることもできる。この形態においては、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方或いは両方により走行用の駆動力(トルク)を分担して発生させることが可能となり、各電動機を効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。更に、バッテリの充電状態が満充電の場合等、回生による発電が許容されない場合に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方或いは両方を空転させることも可能である。すなわち、前記モード2においては、幅広い走行条件においてEV走行を行うことや、長時間継続してEV走行を行うことが可能となる。従って、前記モード2は、プラグインハイブリッド車両等、EV走行を行う割合が高いハイブリッド車両において好適に採用される。
In the
図3に示す「HV−1」は、前記駆動装置10におけるモード3(走行モード3)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図4の共線図は、このモード3に対応するものでもあり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード3においては、前記エンジン12が駆動させられ、その出力トルクにより前記出力歯車30が回転させられる。この際、前記第1遊星歯車装置14において、前記第1電動機MG1により反力トルクを出力させることで、前記エンジン12からの出力の前記出力歯車30への伝達が可能とされる。前記第2遊星歯車装置16においては、前記ブレーキBKが係合されていることで、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となる。すなわち、前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR1及びR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。
“HV-1” shown in FIG. 3 corresponds to mode 3 (traveling mode 3) in the driving
図3に示す「HV−2」は、前記駆動装置10におけるモード4(走行モード4)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図6は、このモード4に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが係合されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされており、前記キャリアC1及びC2が一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。前記リングギヤR1及びR2は相互に連結されていることで、それらリングギヤR1及びR2は一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。すなわち、前記モード4において、前記駆動装置10における前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における回転要素は、全体として4つの回転要素を備えた差動機構として機能する。すなわち、図6において紙面向かって左から順に示す4つの回転要素であるサンギヤS1(第1電動機MG1)、サンギヤS2(第2電動機MG2)、相互に連結されたキャリアC1及びC2(エンジン12)、相互に連結されたリングギヤR1及びR2(出力歯車30)の順に結合した複合スプリットモードとなる。
“HV-2” shown in FIG. 3 corresponds to mode 4 (traveling mode 4) in the driving
図6に示すように、前記モード4において、好適には、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における各回転要素の共線図における並び順が、縦線Y1で示すサンギヤS1、縦線Y2で示すサンギヤS2、縦線Y3(Y3′)で示すキャリアC1及びC2、縦線Y4(Y4′)で示すリングギヤR1及びR2の順となる。前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16それぞれのギヤ比ρ1、ρ2は、共線図において図6に示すように前記サンギヤS1に対応する縦線Y1と前記サンギヤS2に対応する縦線Y2とが上記の並び順となるように、すなわち縦線Y1と縦線Y3との間隔が、縦線Y2と縦線Y3′との間隔よりも広くなるように定められている。換言すれば、サンギヤS1、S2とキャリアC1、C2との間が1に対応するものとされ、キャリアC1、C2とリングギヤR1、R2との間がρ1、ρ2に対応することから、前記駆動装置10においては、前記第1遊星歯車装置14のギヤ比ρ1よりも前記第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2の方が大きい。
As shown in FIG. 6, in the
前記モード4においては、前記クラッチCLが係合されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2とが連結されており、それらキャリアC1及びC2が一体的に回転させられる。このため、前記エンジン12の出力に対して、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の何れによっても反力を受けることができる。すなわち、前記エンジン12の駆動に際して、その反力を前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方乃至両方で分担して受けることが可能となり、効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。
In the
例えば、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2のうち、効率良く動作できる方の電動機により優先的に反力を受けるように制御することで、効率の向上を図ることができる。例えば、比較的車速Vが高い高車速時であり且つ比較的エンジン回転速度NEが低い低回転時には、前記第1電動機MG1の回転速度NMG1が負の値すなわち負回転となる場合がある。斯かる場合において、前記第1電動機MG1により前記エンジン12の反力を受けることを考えると、その第1電動機MG1により電力を消費して負トルクを発生させる逆転カ行の状態となり、効率低下につながるおそれがある。ここで、図6から明らかなように、前記駆動装置10においては、縦線Y2で示す前記第2電動機MG2の回転速度は、縦線Y1で示す前記第1電動機MG1の回転速度に比べて負の値をとり難く、正回転の状態で前記エンジン12の反力を受けることができる場合が多い。従って、前記第1電動機MG1の回転速度が負の値である場合等において、前記第2電動機MG2により優先的に前記エンジン12の反力を受けるように制御することで、効率向上による燃費の向上を図ることができる。更に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の何れかにおいて熱によるトルク制限がなされた場合に、トルク制限がなされていない電動機の回生乃至出力によって駆動力をアシストすることで、前記エンジン12の駆動に必要な反力を確保すること等が可能とされる。For example, the efficiency can be improved by controlling the first motor MG1 and the second motor MG2 so as to receive the reaction force preferentially by the motor that can operate efficiently. For example, relatively vehicle speed V is high high-speed drive and at the time of relatively engine rotational speed N E is lower low rotation, there is a case where the rotational speed N MG1 of the first electric motor MG1 is a negative value or negative rotation. In such a case, considering that the reaction force of the
図8は、前記駆動装置10における伝達効率を説明する図であり、横軸に変速比を、縦軸に理論伝達効率をそれぞれ示している。この図8に示す変速比は、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における、出力側回転速度に対する入力側回転速度の比すなわち減速比であり、例えば、前記出力歯車30の回転速度(リングギヤR1、R2の回転速度)に対する前記キャリアC1等の入力回転部材の回転速度の比に相当する。図8に示す横軸においては、紙面向かって左側が変速比の小さいハイギヤ側であり、右側が変速比の大きいローギヤ側となる。図8に示す理論伝達効率は、前記駆動装置10における伝達効率の理論値であり、前記第1遊星歯車装置14、第2遊星歯車装置16に入力される動力が電気パスを介さずに機械的な伝達によって全て前記出力歯車30へ伝達される場合に最大効率1.0となる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the transmission efficiency in the driving
図8では、前記駆動装置10におけるモード3(HV−1)時の伝達効率を一点鎖線で、モード4(HV−2)時の伝達効率を実線でそれぞれ示している。この図8に示すように、前記駆動装置10におけるモード3(HV−1)時の伝達効率は、変速比γ1において最大効率となる。この変速比γ1において、前記第1電動機MG1(サンギヤS1)の回転速度は零となるものであり、その第1電動機MG1において反力を受けることによる電気パスは零となり、機械的な動力伝達のみによって前記エンジン12乃至前記第2電動機MG2から出力歯車30へ動力を伝達することができる動作点となる。以下、このように電気パスがゼロの高効率動作点をメカニカルポイント(機械伝達ポイント)という。前記変速比γ1は、オーバードライブ側の変速比すなわち1よりも小さな変速比であり、以下、この変速比γ1を第1機械伝達変速比γ1という。図8に示すように、前記モード3時の伝達効率は、変速比が前記第1機械伝達変速比γ1よりもローギヤ側の値となるに従い緩やかに低下する一方、変速比が前記第1機械伝達変速比γ1よりもハイギヤ側の値となるに従いローギヤ側よりも急激に低下する。
In FIG. 8, the transmission efficiency in the mode 3 (HV-1) in the driving
図8に示すように、前記駆動装置10におけるモード4(HV−2)においては、前記クラッチCLの係合により構成された4つの回転要素において図6の共線図に係る前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2それぞれの回転速度が横軸上の異なる位置となるように前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16それぞれのギヤ比ρ1、ρ2が定められていることで、そのモード4時の伝達効率は、前記変速比γ1に加えて変速比γ2にメカニカルポイントを有する。すなわち、前記モード4時には、前記第1機械伝達変速比γ1において前記第1電動機MG1の回転速度が零となるものであり、その第1電動機MG1において反力を受けることによる電気パスが零となるメカニカルポイントが実現されると共に、変速比γ2において前記第2電動機MG2の回転速度が零となり、その第2電動機MG2において反力を受けることによる電気パスが零となるメカニカルポイントが実現される。以下、この変速比γ2を第2機械伝達変速比γ2という。この第2機械伝達変速比γ2は、前記第1機械伝達変速比γ1よりも小さい変速比に相当する。すなわち、前記駆動装置10におけるモード4時においては、前記モード3時に対してハイギヤ側にメカニカルポイントを持つシステムとなる。
As shown in FIG. 8, in mode 4 (HV-2) in the driving
図8に示すように、前記モード4時の伝達効率は、前記第1機械伝達変速比γ1よりもローギヤ側の領域では、変速比の増加に応じて前記モード3時の伝達効率よりも急激に低下する。前記第1機械伝達変速比γ1と第2機械伝達変速比γ2との間の変速比の領域では低効率側に湾曲している。この領域において、前記モード4時の伝達効率は、前記モード3時の伝達効率と同等か、或いはそれよりも高効率となる。前記モード4時の伝達効率は、前記第2機械伝達変速比γ2よりもハイギヤ側の領域では変連比の減少に従って低下するものの、前記モード3時の伝達効率よりも相対的に高効率となる。すなわち、前記モード4時においては、前記第1機械伝達変速比γ1に加えてその第1機械伝達変速比γ1よりもハイギヤ側の第2機械伝達変速比γ2にメカニカルポイントを有することで、比較的変速比の小さいハイギヤ動作時の伝達効率の向上を実現できる。従って、例えば比較的高速走行時の伝達効率向上による燃費の向上を図ることが可能となる。
As shown in FIG. 8, the transmission efficiency at the time of the
以上、図8を用いて説明したように、前記駆動装置10においては、前記エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行時に、前記モード3(HV−1)とモード4(HV−2)とを適宜切り換えることで伝達効率の向上を実現することができる。例えば、前記第1機械低速変速比γ1よりもローギヤ側の変速比の領域では前記モード3を成立させる一方、その第1機械伝達変速比γ1よりもハイギヤ側の変速比の領域では前記モード4を成立させるといった制御を行うことで、ローギヤ領域からハイギヤ領域まで広い変速比の領域で伝達効率を向上させることができる。
As described above with reference to FIG. 8, in the driving
図3に示す「HV−3」は、前記駆動装置10におけるモード5(走行モード5)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。このモード5においては、前記第2電動機MG2を駆動系から切り離して前記エンジン12及び第1電動機MG1により駆動を行う等の形態を実現することができる。図7は、このモード5に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが解放されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して相対回転可能とされている。斯かる構成においては、前記第2電動機MG2を駆動系(動力伝達経路)から切り離して停止させておくことが可能である。
“HV-3” shown in FIG. 3 corresponds to mode 5 (travel mode 5) in the
前記モード3においては、前記ブレーキBKが係合されているため、車両走行時において前記第2電動機MG2は前記出力歯車30(リングギヤR2)の回転に伴い常時回転させられる。斯かる形態において、比較的高回転となる領域では前記第2電動機MG2の回転速度が限界値(上限値)に達することや、前記リングギヤR2の回転速度が増速されて前記サンギヤS2に伝達されること等から、効率向上の観点からは比較的高車速時に前記第2電動機MG2を常時回転させておくことは必ずしも好ましくない。一方、前記モード5においては、比較的高車速時に前記第2電動機MG2を駆動系から切り離して前記エンジン12及び第1電動機MG1により駆動を行う形態を実現することで、その第2電動機MG2の駆動が不要な場合における引き摺り損失を低減できることに加え、その第2電動機MG2に許容される最高回転速度(上限値)に起因する最高車速への制約を解消すること等が可能とされる。
In the
以上の説明から明らかなように、前記駆動装置10においては、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行に関して、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合乃至解放の組み合わせにより、HV−1(モード3)、HV−2(モード4)、及びHV−3(モード5)の3つのモードを選択的に成立させることができる。これにより、例えば車両の車速や変速比等に応じてそれら3つのモードのうち最も伝達効率の高いモードを選択的に成立させることで、伝達効率の向上延いては燃費の向上を実現することができる。
As is clear from the above description, in the driving
図9は、前記電子制御装置40に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図9に示す共振判定部70は、前記駆動装置10が適用されたハイブリッド車両における動力伝達系の共振を判定する。すなわち、動力伝達系における共振の発生を検出乃至予測する。ここで、動力伝達系とは、駆動源から駆動輪までの動力伝達に係る装置すなわち所謂ドライブライン(drive line)であり、前記駆動装置10が適用されたハイブリッド車両においては、駆動源としての前記エンジン12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2等から駆動輪としてのタイヤ68(図12を参照)までの間の動力伝達経路に設けられた、前記第1遊星歯車装置14、第2遊星歯車装置16、入力軸28、出力歯車30、ダンパ62、差動歯車装置64、タイヤ66、及びボデー68等(図10及び図12を参照)を含む動力伝達装置である。
FIG. 9 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function provided in the
図9に示すように、前記共振判定部70は、好適には、Pレンジ極低温判定部72及び変動入力判定部74を含んでおり、それらPレンジ極低温判定部72乃至変動入力判定部74を介して動力伝達系の共振を判定する。このPレンジ極低温判定部72は、前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値以下であるか否かに基づいてその動力伝達系における共振を判定する。例えば、前記シフトセンサ54により検出されるシフト操作装置の操作位置PSが停車位置すなわちパーキングレンジ(パーキングポジション)であり、且つ、前記油温センサ52により検出される油温TOILが予め定められた閾値Tbo(例えば、−20℃程度)以下である場合には、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振を判定する。換言すれば、前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度に対応する油温TOILが予め定められた閾値Tbo以下であるPレンジ極低温時には、前記エンジン12の始動により前記動力伝達系に振動が発生する蓋然性が高いと判定する。すなわち、前記動力伝達系の温度は、好適には、前記駆動装置10における各部へ供給される作動油の油温TOILに対応するものであるが、前記エンジン12の冷却水温や、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2に連結されたバッテリの温度に対応するものであってもよいし、それら作動油の油温、エンジンの冷却水温、及びバッテリ温度の平均値に対応するものであってもよい。As shown in FIG. 9, the
前記変動入力判定部74は、予め定められた関係から車速V及び前記エンジン12の回転速度NEに基づいて前記動力伝達系における共振を判定する。例えば、前記出力回転速度センサ50により検出される出力回転速度NOUTに対応する車速V及び前記エンジン回転速度センサ44により検出されるエンジン回転速度センサNEに基づいて、車両の走行路面(駆動輪)から入力される変動(入力トルク)の周波数を算出し、その変動の周波数が前記動力伝達系の共振周波数と略一致する場合すなわちその共振周波数を中心とする規定の範囲(周波数帯域)内に含まれる場合には、前記動力伝達系への変動の入力を検出乃至予測する。この動力伝達系の共振周波数とは、前記駆動装置10における各部のイナーシャによって定まるものであり、後述するように前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じて定まる。すなわち、好適には、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた前記駆動装置10の共振周波数が予め実験的に求められて記憶されており、前記変動入力判定部74は、車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて算出される車両の走行路面からの変動の周波数が、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた前記駆動装置10の共振周波数と略一致するか否かを判定し、その判定が肯定される場合には前記動力伝達系への変動の入力を検出乃至予測する。The variation
本実施例の駆動装置10のように、内燃機関である前記エンジン12を駆動源として備えた構成では、好適には、そのエンジン12とトランスアクスルとの間に振動抑制のためのトーショナルダンパ等が設けられる。このトーショナルダンパを含む動力伝達系(ドライブライン)は、各部の構成に応じて固有の共振周波数を有する。従来の技術において、車両の走行路面側からの変動がトランスアクスルに入力された場合、その変動の周波数と前記トーショナルダンパを含む動力伝達系の共振周波数とが一致した場合、変動が増幅されることにより動力伝達系に大きなトルクがかかることとなり、入力軸等の部材の耐久性に影響が出るおそれがあった。このため、従来の技術においては、例えば、入力軸を含む入力側構成に所定値以上のトルクが入力されないようにダンパにトルクリミッタを設定したり、入力軸を大型化(大径化)して入力側構成の強度を上げる等の対処がとられていた。しかし、斯かる対処により装置の小型化や軽量化が妨げられたり、製造コストが増加する等の新たな問題を生じさせるものであった。
In the configuration provided with the
図10は、前記駆動装置10において、前記クラッチCLの係合状態に応じて動力伝達系の共振周波数が異なることを模式的に説明する図である。図11は、前記クラッチCLの係合状態に応じた動力伝達系の特性(共振周波数)の変化を説明する図であり、前記クラッチCLが解放された状態における特性を実線で、前記クラッチCLが係合された状態における特性を破線でそれぞれ示している。前記駆動装置10において、前記ブレーキBKが解放された状態を考えると、前記クラッチCLの係合乃至解放に応じて前記駆動装置10における共振点(共振周波数)が変更される。すなわち、図10の上段に示すように前記クラッチCLが解放された状態においては、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2は連結されていない。その状態から下段に示すように前記クラッチCLが係合された状態へ切り換えられた場合、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2が連結され、その第2電動機MG2のロータ24等を含む構成が動力伝達系に加わるため、図11に示すように、慣性に係る特性(イナーシャバランス)が変化してその動力伝達系の共振点が変更される。特に、前記クラッチCLの係合状態の変化により、図10に示すように、前記エンジン12と前記第1電動機MG1を含む構成との間に設けられたダンパ62まわり(ダンパメイン)の構成に関する共振点が変更される。
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating that the resonance frequency of the power transmission system differs in the driving
図12は、前記駆動装置10において、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態に応じて動力伝達系の共振周波数が異なることを模式的に説明する図である。図13は、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた動力伝達系の特性(共振周波数)の変化を説明する図であり、前記クラッチCLが解放されると共に前記ブレーキBKが係合された状態における特性を実線で、前記クラッチCLが係合されると共に前記ブレーキBKが解放された状態における特性を破線でそれぞれ示している。図12及び図13に示すように、前記駆動装置10においては、前記クラッチCLの係合状態の変更に加えて、或いはその代替として前記ブレーキBKの係合状態を変更することによっても前記駆動装置10における共振点(共振周波数)が変更される。すなわち、図12の上段に示すように前記クラッチCLが解放されると共に前記ブレーキBKが係合された状態すなわち図3に示すモード3(HV−1)等が成立している状態では、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2は連結されていない。前記第2電動機MG2は前記第2遊星歯車装置16及び前記出力歯車30等の構成を介して前記差動歯車装置64、タイヤ66、及びボデー68等の出力側の動力伝達系に接続される。一方、図12の下段に示すように前記クラッチCLが係合されると共に前記ブレーキBKが解放された状態すなわち図3に示すモード4(HV−2)等が成立している状態では、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2が連結される。すなわち、前記第2電動機MG2が入力側の動力伝達系に接続される。従って、図13に示すように、慣性に係る特性(イナーシャバランス)が変化してその動力伝達系の共振点が変更される。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating that the resonance frequency of the power transmission system differs in the
図9に示す共振点変更制御部76は、前記共振判定部70により前記動力伝達系における共振の発生が検出乃至予測された場合には、その動力伝達系における共振点を変更する制御を行う。図10〜図13を用いて説明したように、前記駆動装置10においては、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態が切り換えられることにより、動力伝達系の共振周波数(共振点)が変更される。従って、前記共振点変更制御部76は、具体的には、前記動力伝達系における共振点を変更する制御として、前記油圧制御回路60を介して前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える制御を行う。すなわち、好適には、シフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値Tbo以下である場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える。好適には、予め定められた関係から車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて、前記動力伝達系へ前記共振周波数に対応する変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える。When the
一般に、車両停止状態からの前記エンジン12の始動に際して、極低温時例えば前記駆動装置10の各部に供給される作動油の油温TOILが規定の閾値Tbo(例えば、−20℃)以下である場合においては、前記エンジン12のフリクションが大きくなることに加えバッテリ出力が低下するため、前記第1電動機MG1等によるクランキングによって前記エンジン12の回転を持ち上げにくくなる。斯かる極低温時に前記エンジン12の回転を持ち上げるため、バッテリ出力を大きくした場合、そのバッテリが大型化してコストアップや重量増加の原因となり、更には搭載性の悪化といった問題が生じるおそれがある。このため、前記第1電動機MG1等により持ち上げることができる前記エンジン12の回転速度が低くとも始動が可能となるようにハード面での適合がなされることが多く、設計(諸元設定)上の制約となっていた。特に、シフトポジションが停車位置とされた車両停止時等における動力伝達系の共振点が、その動力伝達系の極低温時に前記エンジン12の回転(始動時の回転)に係る変動周波数すなわち爆発一次成分に対応する周波数と一致する場合、共振が発生して動力伝達系に過大なトルクがかかり、耐久性に影響が出る等の問題があった。In general, when the
前記問題を解消するために、前記共振点変更制御部76は、Pレンジ極低温時すなわちシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値Tbo以下である場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えることにより、前記動力伝達系の共振点を変更する制御を行う。図14は、前記共振点変更制御部76によるエンジン始動時の共振点変更制御について説明する図であり、極低温時における前記エンジン12の始動に係るエンジン回転速度NEの経時変化を示している。例えば、前記クラッチCLが解放されている場合における極低温時の動力伝達系の共振点が破線で示される値に相当し、前記第1電動機MG1により持ち上げられる前記エンジン12の変動周波数(爆発一次成分)に略一致する諸元設定とされた場合には、極低温時における前記エンジン12の始動に際して前記クラッチCLを係合させることで、動力伝達系の共振周波数を一点鎖線で示される値に変化させることができ、共振を回避することができる。一方、前記クラッチCLが係合されている場合における極低温時の動力伝達系の共振点が破線で示される値に相当し、前記第1電動機MG1により持ち上げられる前記エンジン12の変動周波数(爆発一次成分)に略一致する諸元設定とされた場合には、極低温時における前記エンジン12の始動に際して前記クラッチCLを解放させることで、動力伝達系の共振周波数を二点鎖線で示される値に変化させることができ、共振を回避することができる。すなわち、前記共振点変更制御部76により、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えることにより、前記エンジン12の始動時における共振の発生を好適に回避することができる。In order to solve the problem, the resonance point
車両が波状路面を走行している場合、走行路面(波状路面)からその車両に入力される変動の周波数は、路面のピッチ及び車速V等に応じて決定される。波状路面から入力される変動の周波数と、動力伝達系における共振周波数とが略一致した場合、共振が発生して動力伝達系に過大なトルクがかかり、耐久性に影響が出る等の問題があった。斯かる問題を解消するために、前記共振点変更制御部76は、予め定められた関係から車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて前記動力伝達系への前記共振周波数に対応する(共振周波数を中心とする所定の周波数帯域内の)変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えることにより、前記動力伝達系の共振点を変更する制御を行う。更に好適には、予め定められた関係から、前記エンジン回転速度センサ44により検出されるエンジン回転速度NE、前記MG1回転速度センサ46により検出されるMG1回転速度NMG1、前記MG2回転速度センサ48により検出されるMG2回転速度NMG2、前記出力回転速度センサ50により検出される出力回転速度NOUTに対応する車速V、及びアクセル開度センサ42により検出されるアクセル開度ACCに対応する要求駆動力等に基づいて、車両の走行路面から入力される変動の周波数を算出し、その変動の周波数が、その時点における前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた前記駆動装置10の共振周波数と略一致すると判定される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える制御を行う。斯かる制御により、波状路走行時に共振が発生する走行状態であると判定される場合、或いは共振が発生する蓋然性が高い走行状態であると判定される場合に、前記動力伝達系の共振点を変更することで共振の発生を好適に回避することができる。When the vehicle is traveling on a wavy road surface, the frequency of fluctuation input to the vehicle from the traveling road surface (the wavy road surface) is determined according to the road surface pitch, the vehicle speed V, and the like. If the fluctuation frequency input from the wavy road surface and the resonance frequency in the power transmission system are approximately the same, there is a problem that resonance occurs and an excessive torque is applied to the power transmission system, affecting the durability. It was. To solve such a problem, the resonance point
図15は、前記電子制御装置40による共振点変更制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
FIG. 15 is a flowchart for explaining a main part of the resonance point change control by the
先ず、ステップS1(以下、ステップを省略する)において、前記シフトセンサ54により検出されるシフト操作装置の操作位置PSが停車位置すなわちパーキングレンジであるか否かが判断される。このS1の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S1の判断が肯定される場合には、S2において、極低温であるか否か、例えば前記駆動装置10の各部に供給される作動油の油温TOILが規定の閾値Tbo(例えば、−20℃)以下であるか否かが判断される。このS2の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S2の判断が肯定される場合には、S3において、前記エンジン12の始動判定が行われたか否かが判断される。このS3の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S3の判断が肯定される場合には、S4において、前記油圧制御回路60を介して前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態が切り換えられる。次に、S5において、前記第1電動機MG1等により前記エンジン12の回転が持ち上げられ、前記エンジン制御装置56を介してそのエンジン12の始動が行われた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、S1〜S3が前記共振判定部70及びPレンジ極低温判定部72の動作に、S4が前記共振点変更制御部76の動作にそれぞれ対応する。First, step S1 (hereinafter abbreviated to step), the operating position P S of the shift operation device detected by the
図16は、前記電子制御装置40による他の共振点変更制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining a main part of another resonance point change control by the
先ず、S6において、前記シフトセンサ54により検出されるシフト操作装置の操作位置PSが走行位置例えばDレンジ、Sレンジ、乃至Rレンジ等であるか否かが判断される。このS6の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S6の判断が肯定される場合には、S7において、予め定められた関係から車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて動力伝達系への所定周波数例えば共振周波数を中心とする所定の周波数帯域に含まれる周波数の変動の入力が検出乃至予測されるか否かが判断される。このS7の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S7の判断が肯定される場合には、S8において、前記油圧制御回路60を介して前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態が切り換えられた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、S6及びS7が前記共振判定部70及び変動入力判定部74の動作に、S8が前記共振点変更制御部76の動作にそれぞれ対応する。First, in S6, the operating position P S is the running position such as D-range of the shift operation device detected by the
続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, parts common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図17は、本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置100(以下、単に駆動装置100という)の構成を説明する骨子図である。この図17に示す駆動装置100では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2遊星歯車装置16、クラッチCL、及びブレーキBKが、前記第2電動機MG2を間に挟んで、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。前記クラッチCL及びブレーキBKは、好適には、前記中心軸CEの軸方向に関して略同じ位置に設けられている。すなわち、前記駆動装置100においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16、クラッチCL及びブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置100にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 17 is a skeleton diagram illustrating the configuration of another hybrid vehicle drive device 100 (hereinafter simply referred to as drive device 100) to which the present invention is preferably applied. In the
図18は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置110(以下、単に駆動装置110という)の構成を説明する骨子図である。この図18に示す駆動装置110では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、及びブレーキBK等の構成すなわち機械系がまとめて前記エンジン12側に配置されると共に、それらの構成に対して前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2等の構成すなわち電気系がまとめて前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記駆動装置110においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2、第1電動機MG1の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置120にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 18 is a skeleton diagram illustrating a configuration of still another hybrid vehicle drive device 110 (hereinafter simply referred to as drive device 110) to which the present invention is preferably applied. In the
図19は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置120(以下、単に駆動装置120という)の構成を説明する骨子図である。この図19に示す駆動装置120では、前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材である前記ハウジング26との間に、そのキャリアC2のハウジング26に対する一方向の回転を許容し且つ逆方向の回転を阻止する一方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)OWCが、前記ブレーキBKと並列に設けられている。この一方向クラッチOWCは、好適には、前記ハウジング26に対する前記キャリアC2の正方向の相対回転を許容する一方、負方向の回転を阻止する。すなわち、例えば前記第2電動機MG2により負トルクを出力させる場合等、前記キャリアC2が負方向に回転させられる駆動状態においては、前記ブレーキBKを係合させることなく前記モード1〜3を成立させることができる。斯かる構成の駆動装置110にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 19 is a skeleton diagram illustrating the configuration of still another hybrid vehicle drive device 120 (hereinafter simply referred to as drive device 120) to which the present invention is preferably applied. In the
図20は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置130(以下、単に駆動装置130という)の構成を説明する骨子図である。この図20に示す駆動装置130は、前記シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16の代替として、第2差動機構としてのダブルピニオン型の第2遊星歯車装置16′を前記中心軸CE上に備えている。この第2遊星歯車装置16′は、第1回転要素としてのサンギヤS2′、相互に噛み合わされた複数のピニオンギヤP2′を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC2′、及びピニオンギヤP2′を介してサンギヤS2′と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR2′を回転要素(要素)として備えている。
FIG. 20 is a skeleton diagram illustrating a configuration of still another hybrid vehicle drive device 130 (hereinafter simply referred to as drive device 130) to which the present invention is preferably applied. A
前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1は、出力回転部材である出力歯車30に連結されると共に、前記第2遊星歯車装置16′のキャリアC2′と相互に連結されている。前記第2遊星歯車装置16′のサンギヤS2′は、前記第2電動機MG2のロータ24に連結されている。前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16′のリングギヤR2′との間には、それらキャリアC1とリングギヤR2′との間を選択的に係合させる(キャリアC1とリングギヤR2′との間を断接する)前記クラッチCLが設けられている。前記第2遊星歯車装置16′のリングギヤR2′と非回転部材である前記ハウジング26との間には、そのハウジング26に対して前記リングギヤR2′を選択的に係合(固定)させる前記ブレーキBKが設けられている。
The ring gear R1 of the first
図20に示すように、前記駆動装置130において、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16′は、それぞれ前記入力軸28と同軸上に配置されており、且つ、前記中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14は、前記第2遊星歯車装置16′よりも前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1は、前記第1遊星歯車装置14よりも前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2電動機MG2は、前記第2遊星歯車装置16′に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記第1電動機MG1、第2電動機MG2は、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16′を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、前記駆動装置130においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16′、第2電動機MG2、ブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置130にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
As shown in FIG. 20, in the
図21は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置140(以下、単に駆動装置140という)の構成を説明する骨子図である。この図21に示す駆動装置140では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2遊星歯車装置16′、クラッチCL、及びブレーキBKが、前記第2電動機MG2を間に挟んで、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。前記クラッチCL及びブレーキBKは、好適には、前記中心軸CEの軸方向に関して略同じ位置に設けられている。すなわち、前記駆動装置140においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16′、クラッチCL及びブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置140にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 21 is a skeleton diagram illustrating a configuration of still another hybrid vehicle drive device 140 (hereinafter simply referred to as drive device 140) to which the present invention is preferably applied. In the
図22は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置150(以下、単に駆動装置150という)の構成を説明する骨子図である。この図22に示す駆動装置150では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2等の構成すなわち電気系がまとめて前記エンジン12側に配置されると共に、それらの構成に対して前記第2遊星歯車装置16′、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、及びブレーキBK等の構成すなわち機械系がまとめて前記エンジン12の反対側に配置されている。前記クラッチCL及びブレーキBKは、好適には、前記中心軸CEの軸方向に関して略同じ位置に設けられている。すなわち、前記駆動装置150においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16′、第1遊星歯車装置14、クラッチCL及びブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置150にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 22 is a skeleton diagram illustrating the configuration of still another hybrid vehicle drive device 150 (hereinafter simply referred to as drive device 150) to which the present invention is preferably applied. In the
このように、本実施例によれば、第1電動機MG1に連結された第1回転要素としてのサンギヤS1、エンジン12に連結された第2回転要素としてのキャリアC1、及び出力回転部材である出力歯車30に連結された第3回転要素としてのリングギヤR1を備えた第1差動機構である第1遊星歯車装置14と、第2電動機MG2に連結された第1回転要素としてのサンギヤS2(S2′)、第2回転要素としてのキャリアC2(C2′)、及び第3回転要素としてのリングギヤR2(R2′)を備え、それらキャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)の何れか一方が前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1に連結された第2差動機構である第2遊星歯車装置16(16′)と、前記第1遊星歯車装置14におけるキャリアC1と、前記キャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)のうち前記リングギヤR1に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチCLと、前記キャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)のうち前記リングギヤR1に連結されていない方の回転要素を、非回転部材であるハウジング26に対して選択的に係合させるブレーキBKとを、備え、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであることから、動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合にその動力伝達系のイナーシャバランスを変化させることで共振点を変更し、共振の発生を好適に抑制することができる。すなわち、動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置である電子制御装置40を提供することができる。
Thus, according to the present embodiment, the sun gear S1 as the first rotating element connected to the first electric motor MG1, the carrier C1 as the second rotating element connected to the
前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度に対応する油温TOILが予め定められた閾値Tbo以下である場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであるため、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。When the shift position of the hybrid vehicle is a stop position and the oil temperature T OIL corresponding to the temperature of the power transmission system is equal to or lower than a predetermined threshold T bo , the clutch CL and the brake BK Therefore, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
予め定められた関係から、車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて、前記動力伝達系への変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであるため、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。From a predetermined relationship, on the basis of the vehicle speed V and the engine rotational speed N E, wherein when the input variations of the drive train is detected or predicted, at least one of the engagement of the clutch CL and the brake BK Since the state is switched, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.
10、100、110、120、130、140、150:ハイブリッド車両用駆動装置、12:エンジン、14:第1遊星歯車装置(第1差動機構)、16、16′:第2遊星歯車装置(第2差動機構)、18、22:ステータ、20、24:ロータ、26:ハウジング(非回転部材)、28:入力軸、30:出力歯車(出力回転部材)、32:オイルポンプ、40:電子制御装置(駆動制御装置)、42:アクセル開度センサ、44:エンジン回転速度センサ、46:MG1回転速度センサ、48:MG2回転速度センサ、50:出力回転速度センサ、52:油温センサ、54:シフトセンサ、56:エンジン制御装置、58:インバータ、60:油圧制御回路、62:ダンパ、64:差動歯車装置、66:タイヤ、68:ボデー、70:共振判定部、72:Pレンジ極低温判定部、74:変動入力判定部、76:共振点変更制御部、BK:ブレーキ、CL:クラッチ、C1、C2、C2′:キャリア(第2回転要素)、MG1:第1電動機、MG2:第2電動機、OWC:一方向クラッチ、P1、P2、P2′:ピニオンギヤ、R1、R2、R2′:リングギヤ(第3回転要素)、S1、S2、S2′:サンギヤ(第1回転要素) 10, 100, 110, 120, 130, 140, 150: Hybrid vehicle drive device, 12: Engine, 14: First planetary gear device (first differential mechanism), 16, 16 ': Second planetary gear device ( (Second differential mechanism), 18, 22: stator, 20, 24: rotor, 26: housing (non-rotating member), 28: input shaft, 30: output gear (output rotating member), 32: oil pump, 40: Electronic control device (drive control device), 42: accelerator opening sensor, 44: engine rotation speed sensor, 46: MG1 rotation speed sensor, 48: MG2 rotation speed sensor, 50: output rotation speed sensor, 52: oil temperature sensor, 54: shift sensor, 56: engine control device, 58: inverter, 60: hydraulic control circuit, 62: damper, 64: differential gear device, 66: tire, 68: body, 70 Resonance determination unit, 72: P range cryogenic temperature determination unit, 74: Fluctuation input determination unit, 76: Resonance point change control unit, BK: Brake, CL: Clutch, C1, C2, C2 ': Carrier (second rotation element) , MG1: first motor, MG2: second motor, OWC: one-way clutch, P1, P2, P2 ′: pinion gear, R1, R2, R2 ′: ring gear (third rotation element), S1, S2, S2 ′: Sun gear (first rotating element)
図1に示すように、前記駆動装置10において、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16は、それぞれ前記入力軸28と同軸上(中心軸CE上)に配置されており、且つ、前記中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14は、前記第2遊星歯車装置16に対して前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1は、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2電動機MG2は、前記第2遊星歯車装置16に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記第1電動機MG1、第2電動機MG2は、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、前記駆動装置10においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the driving
図3に示す「EV−1」は、前記駆動装置10におけるモード1(走行モード1)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第2電動機MG2が走行用の駆動源として用いられるEV走行モードである。図4は、このモード1に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード1においては、前記第2遊星歯車装置16において、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となり、前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、前記第2電動機MG2により負のトルクを出力させることにより、前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。この場合において、好適には、前記第1電動機MG1は空転させられる。このモード1では、前記キャリアC1及びC2の相対回転が許容されると共に、そのキャリアC2が非回転部材に連結された所謂THS(Toyota Hybrid System)を搭載した車両におけるEV走行と同様のEV走行制御を行うことができる。
“EV-1” shown in FIG. 3 corresponds to mode 1 (traveling mode 1) in the driving
図9は、前記電子制御装置40に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図9に示す共振判定部70は、前記駆動装置10が適用されたハイブリッド車両における動力伝達系の共振を判定する。すなわち、動力伝達系における共振の発生を検出乃至予測する。ここで、動力伝達系とは、駆動源から駆動輪までの動力伝達に係る装置すなわち所謂ドライブライン(drive line)であり、前記駆動装置10が適用されたハイブリッド車両においては、駆動源としての前記エンジン12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2等から駆動輪としてのタイヤ66(図12を参照)までの間の動力伝達経路に設けられた、前記第1遊星歯車装置14、第2遊星歯車装置16、入力軸28、出力歯車30、ダンパ62、差動歯車装置64、タイヤ66、及びボデー68等(図10及び図12を参照)を含む動力伝達装置である。
FIG. 9 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function provided in the
図18は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置110(以下、単に駆動装置110という)の構成を説明する骨子図である。この図18に示す駆動装置110では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、及びブレーキBK等の構成すなわち機械系がまとめて前記エンジン12側に配置されると共に、それらの構成に対して前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2等の構成すなわち電気系がまとめて前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記駆動装置110においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2、第1電動機MG1の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置110にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 18 is a skeleton diagram illustrating a configuration of still another hybrid vehicle drive device 110 (hereinafter simply referred to as drive device 110) to which the present invention is preferably applied. In the
図19は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置120(以下、単に駆動装置120という)の構成を説明する骨子図である。この図19に示す駆動装置120では、前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材である前記ハウジング26との間に、そのキャリアC2のハウジング26に対する一方向の回転を許容し且つ逆方向の回転を阻止する一方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)OWCが、前記ブレーキBKと並列に設けられている。この一方向クラッチOWCは、好適には、前記ハウジング26に対する前記キャリアC2の正方向の相対回転を許容する一方、負方向の回転を阻止する。すなわち、例えば前記第2電動機MG2により負トルクを出力させる場合等、前記キャリアC2が負方向に回転させられる駆動状態においては、前記ブレーキBKを係合させることなく前記モード1〜3を成立させることができる。斯かる構成の駆動装置120にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
FIG. 19 is a skeleton diagram illustrating the configuration of still another hybrid vehicle drive device 120 (hereinafter simply referred to as drive device 120) to which the present invention is preferably applied. In the
Claims (3)
第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、
前記第1差動機構における第2回転要素と、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、
前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキと
を、備え、
前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。A first differential mechanism including a first rotating element coupled to the first electric motor, a second rotating element coupled to the engine, and a third rotating element coupled to the output rotating member;
A first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element connected to the second electric motor, and any one of the second rotating element and the third rotating element is a third rotation in the first differential mechanism. A second differential mechanism coupled to the element;
Of the second rotation element in the first differential mechanism, the second rotation element in the second differential mechanism, and the third rotation element that is not connected to the third rotation element in the first differential mechanism A clutch that selectively engages the element;
Of the second rotating element and the third rotating element in the second differential mechanism, the rotating element that is not connected to the third rotating element in the first differential mechanism is selectively engaged with the non-rotating member. And a brake to be combined,
A drive control device for a hybrid vehicle, wherein the engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched when resonance of a power transmission system in the hybrid vehicle is detected or predicted.
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