JP2011084114A - Power device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力によって被駆動部を駆動する動力装置に関し、特に動力源として内燃機関および回転機を備えたものに関する。 The present invention relates to a power device that drives a driven part with power, and particularly relates to a power device that includes an internal combustion engine and a rotating machine as a power source.
従来の動力装置として、特許文献1に記載されたものを本出願人は既に提案している。この動力装置は、ハイブリッド車両の駆動輪を駆動するものであり、特許文献1の図2,3に示す例では、動力源として、エンジン、第1回転機および第2回転機を備えているとともに、第1回転機および第2回転機に電気的に接続されたバッテリを備えている。
As the conventional power unit, the present applicant has already proposed the power unit described in
この第1回転機は、円筒状のケースと、ケースに回転自在に支持された入力軸および出力軸と、ケースの内壁に周方向に沿って設けられたステータと、ケース内に収容された第1ロータと、第1ロータとステータの間に設けられた第2ロータなどを備えており、これらのステータ、第1ロータおよび第2ロータは、互いに同心に配置されている。この第1回転機では、その入力軸はエンジンの出力軸に機械的に連結され、出力軸は第2回転機の回転軸に直結されている。また、第1ロータは、出力軸の先端部に同心に固定されており、その外周面には、第1および第2永久磁石列が周方向に沿って互いに平行に延びている。第1および第2永久磁石列の各々は、複数の永久磁石で構成されており、これらの永久磁石は、互いに等間隔でかつ隣り合う各2つが互いに異なる極性で配置されている。 The first rotating machine includes a cylindrical case, an input shaft and an output shaft that are rotatably supported by the case, a stator that is provided on the inner wall of the case along the circumferential direction, and a first housing that is accommodated in the case. One rotor and a second rotor provided between the first rotor and the stator are provided. The stator, the first rotor, and the second rotor are arranged concentrically with each other. In the first rotating machine, the input shaft is mechanically connected to the output shaft of the engine, and the output shaft is directly connected to the rotating shaft of the second rotating machine. The first rotor is concentrically fixed to the tip of the output shaft, and the first and second permanent magnet rows extend in parallel to each other along the circumferential direction on the outer peripheral surface thereof. Each of the first and second permanent magnet rows is composed of a plurality of permanent magnets, and these two permanent magnets are arranged at equal intervals and adjacent to each other with different polarities.
さらに、第2ロータは、入力軸の先端部に同心に固定されており、その外周面には、第1および第2軟磁性体列が周方向に沿って互いに平行に延びている。第1および第2軟磁性体列は、周方向に沿って所定間隔で並ぶ複数の軟磁性体コアで構成されているとともに、第2軟磁性体列の軟磁性体コア(以下「第2コア」という)は、第1軟磁性体列の軟磁性体コア(以下「第1コア」という)に対して、電気角π/2ずつずれるように配置されている。また、ステータは、所定間隔で配置された複数の電機子を備えており、隣り合う各3つの電機子のコイルは、電力が供給されたときに、U相,V相,W相を示しながら回転磁界を発生する3相コイルとして構成されている。 Further, the second rotor is concentrically fixed to the tip end portion of the input shaft, and the first and second soft magnetic material rows extend in parallel to each other along the circumferential direction on the outer peripheral surface thereof. The first and second soft magnetic material rows are composed of a plurality of soft magnetic material cores arranged at predetermined intervals along the circumferential direction, and a soft magnetic material core (hereinafter referred to as “second core”) of the second soft magnetic material row. Are arranged so as to be shifted by an electrical angle of π / 2 with respect to the soft magnetic cores of the first soft magnetic row (hereinafter referred to as “first core”). The stator includes a plurality of armatures arranged at predetermined intervals, and the coils of each of the three adjacent armatures show the U phase, the V phase, and the W phase when power is supplied. It is configured as a three-phase coil that generates a rotating magnetic field.
以上のように構成された第1回転機では、電力がステータに供給されると、ステータにおいて、第1回転磁界および第2回転磁界がステータの周方向に回転するように発生し、それに伴い、第1および第2回転磁界の磁極と、第1および第2永久磁石の磁極とによって、第1および第2コアが磁化されることで、これらの要素間に磁力線が発生する。さらに、発生した磁力線によって、第1および第2ロータが駆動され、それに起因して、動力が出力軸または入力軸から出力される。 In the first rotating machine configured as described above, when electric power is supplied to the stator, the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field are generated in the stator so as to rotate in the circumferential direction of the stator. The first and second cores are magnetized by the magnetic poles of the first and second rotating magnetic fields and the magnetic poles of the first and second permanent magnets, thereby generating lines of magnetic force between these elements. Furthermore, the first and second rotors are driven by the generated magnetic lines of force, and as a result, power is output from the output shaft or the input shaft.
一方、第2回転機は、DCブラシレスモータで構成されており、その回転軸が駆動輪に機械的に連結されている。以上の動力装置では、ハイブリッド車両の運転状態に応じて、エンジン、第1回転機および第2回転機の動作状態が制御され、その結果、これらの動力源が発生する動力によって、駆動輪が駆動される。 On the other hand, the second rotating machine is constituted by a DC brushless motor, and its rotating shaft is mechanically connected to the drive wheels. In the above power unit, the operating states of the engine, the first rotating machine, and the second rotating machine are controlled according to the driving state of the hybrid vehicle, and as a result, the driving wheels are driven by the power generated by these power sources. Is done.
上記従来の動力装置によれば、第1回転機において、2つの軟磁性体列が必要不可欠であるので、その分、第1回転機が大型化するとともに製造コストが増大し、結果的に、動力装置自体の大型化および製造コストの増大を招いてしまう。また、第1回転機の構造上の特性に起因して、第1ロータと第2ロータとの回転差が、回転磁界と第2ロータとの回転差に等しくなるような速度関係しか成立しないので、設計の自由度が低いという問題がある。 According to the conventional power unit, since the two soft magnetic body rows are indispensable in the first rotating machine, the size of the first rotating machine is increased and the manufacturing cost is increased accordingly. This increases the size of the power unit itself and increases the manufacturing cost. Further, because of the structural characteristics of the first rotating machine, only a speed relationship is established such that the rotational difference between the first rotor and the second rotor is equal to the rotational difference between the rotating magnetic field and the second rotor. There is a problem that the degree of freedom of design is low.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、小型化および製造コストの削減を実現でき、設計の自由度を高めることができる動力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power unit that can realize downsizing and reduction in manufacturing cost and can increase the degree of freedom in design.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、被駆動部(駆動輪DW)を駆動するための動力装置1,1A〜1Cであって、動力を出力するための出力部(クランク軸3a)と、燃料タンク91d内で発生した蒸発燃料を燃料吸着部(キャニスタ91a)に一時的に吸着し、吸気系(吸気通路3d)に送り込む蒸発燃料処理装置91とを有する内燃機関3と、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対して相対的に回転自在の第1ロータ14および第2ロータ15とを有し、第1ロータ14および第2ロータ15の一方が内燃機関3の出力部に機械的に連結されるとともに、第1ロータ14および第2ロータ15の他方が被駆動部に機械的に連結された第1回転機11と、内燃機関3および第1回転機11の動作を制御するための制御装置(ECU2、第1PDU41、第2PDU42、VCU43)と、制御装置および第1回転機11に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置(メインバッテリ44)と、を備え、第1ステータ13は、円周方向に並んだ複数の第1電機子(鉄芯13a、U〜W相コイル13c〜13e)で構成され、電力の供給に伴って複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、第1ロータ14は、第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、第1磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極(永久磁石14a)で構成され、第2ロータ15は、第1電機子列と第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体(コア15a)で構成され、第1電機子磁極の数と第1磁極の数と第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、制御装置は、蒸発燃料処理装置91の燃料吸着部に吸着された燃料を吸気系に送り込むパージ条件が成立したか否かを判定するパージ条件判定手段(ECU2、ステップ10,30〜35)を有し、パージ条件判定手段の判定結果に基づき、パージ条件が成立したときに、第1回転機と蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、内燃機関3を始動させる(ステップ4,7,11,18)ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この動力装置によれば、第1回転機において、第1ロータの第1磁極列が、第1ステータの第1電機子列に対向するように配置され、第2ロータの第1軟磁性体列が、これらの第1電機子列と第1磁極列の間に配置されている。この第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成されているので、第1電機子列への電力の供給に伴って回転磁界が発生した場合、複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極と、第1ロータの第1磁極とによって、各第1軟磁性体が磁化される。その際、複数の第1軟磁性体が互いに間隔を存しているので、磁力線が第1軟磁性体と第1電機子磁極と第1磁極との間に発生し、それに起因して、第1電機子への供給電力が動力に変換される。この動力は、第1ロータおよび第2ロータが不動の第1ステータに対して回転自在であることによって、第1ロータおよび/または第2ロータから出力されるとともに、第1ロータおよび第2ロータの一方が内燃機関の出力部に、他方が被駆動部にそれぞれ機械的に連結されていることによって、内燃機関および/または被駆動部が動力によって駆動される。この場合、内燃機関が停止状態にあるときには、第1回転機の動力によって内燃機関を始動することができる。 According to this power plant, in the first rotating machine, the first magnetic pole row of the first rotor is disposed so as to face the first armature row of the first stator, and the first soft magnetic body row of the second rotor. Is disposed between the first armature array and the first magnetic pole array. Since the first soft magnetic body row is composed of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction at intervals, a rotating magnetic field is generated in accordance with the supply of power to the first armature row. When this occurs, each first soft magnetic body is magnetized by the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures and the first magnetic poles of the first rotor. At this time, since the plurality of first soft magnetic bodies are spaced apart from each other, a magnetic field line is generated between the first soft magnetic body, the first armature magnetic pole, and the first magnetic pole. Electric power supplied to one armature is converted into power. The motive power is output from the first rotor and / or the second rotor, and the first rotor and the second rotor are rotated by the first rotor and the second rotor being rotatable with respect to the stationary first stator. One is mechanically connected to the output part of the internal combustion engine and the other is mechanically connected to the driven part, whereby the internal combustion engine and / or the driven part is driven by power. In this case, when the internal combustion engine is in a stopped state, the internal combustion engine can be started by the power of the first rotating machine.
ここで、第1電機子への電力供給によって発生した回転磁界の電気角速度および供給電力と等価なトルクを駆動用等価トルクTeとした場合、この駆動用等価トルクTeと、第1ロータに伝達されるトルクT1と、第2ロータに伝達されるトルクT2との関係、第1および第2ロータの電気角速度と回転磁界の電気角速度と関係は、以下に述べるようになる。 Here, when the equivalent torque to the electric angular velocity of the rotating magnetic field generated by the power supply to the first armature and the supplied power is the driving equivalent torque Te, the driving equivalent torque Te is transmitted to the first rotor. The relationship between the torque T1 and the torque T2 transmitted to the second rotor, and the relationship between the electrical angular velocity of the first and second rotors and the electrical angular velocity of the rotating magnetic field are as follows.
まず、本発明の第1回転機を下記の条件(f1),(f2)が成立するように構成した場合、そのような第1回転機に相当する等価回路は図54に示すものとなる。なお、本明細書では、一対のN極およびS極を「極対」といい、極対の数を「極対数」という。
(f1)第1電機子がU相、V相およびW相の3相コイルを有すること。
(f2)第1電機子磁極が2個すなわち第1電機子磁極の極対数が値1であり、第1磁極が4個すなわち第1磁極の極対数が値2であるとともに、第1軟磁性体が第1〜第3コアの計3個のコアからなること。
First, when the first rotating machine of the present invention is configured to satisfy the following conditions (f1) and (f2), an equivalent circuit corresponding to such a first rotating machine is as shown in FIG. In the present specification, a pair of N poles and S poles are referred to as “pole pairs”, and the number of pole pairs is referred to as “number of pole pairs”.
(F1) The first armature has U-phase, V-phase, and W-phase three-phase coils.
(F2) Two first armature magnetic poles, that is, the number of pole pairs of the first armature magnetic pole has a value of 1, four first magnetic poles, that is, the number of pole pairs of the first magnetic pole has a value of 2, and the first soft magnetism The body consists of a total of three cores, the first to third cores.
このような第1回転機の場合、第1コアを通過する第1磁極の磁束Ψk1は、下式(1)で表される。
この式(1)において、ψfは第1磁極の磁束の最大値を示しており、θ1およびθ2はそれぞれ、U相コイルに対する第1磁極の回転角度位置および第1コアの回転角度位置を示している。また、第1磁極の極対数と第1電機子磁極の極対数との比が値2である関係上、第1磁極の磁束は回転磁界に対して2倍の周期で回転(変化)するので、そのことを表すために、上式(1)では、値2が(θ2−θ1)に乗算されている。
In this equation (1), ψf indicates the maximum value of the magnetic flux of the first magnetic pole, and θ1 and θ2 indicate the rotation angle position of the first magnetic pole and the rotation angle position of the first core, respectively, with respect to the U-phase coil. Yes. In addition, since the ratio between the number of pole pairs of the first magnetic pole and the number of pole pairs of the first armature magnetic pole is 2, the magnetic flux of the first magnetic pole rotates (changes) at a period twice that of the rotating magnetic field. In order to express this, in the above equation (1), the
ここで、第1軟磁性体のうちの第1コアを介してU相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψu1は、式(1)で表される磁束Ψk1にcosθ2を乗算した値に相当するので、下式(2)が得られる。
上記と同様に、第1軟磁性体のうちの第2コアを通過する第1磁極の磁束Ψk2は、下式(3)で表される。
また、第2コアを介してU相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψu2は、式(3)で表される磁束Ψk2にcos(θ2+2π/3)を乗算した値に相当するので、下式(4)が得られる。
以上と同様の手法により、第1軟磁性体のうちの第3コアを介してU相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψu3の算出式として、下式(5)が得られる。
図54に示すような第1回転機の場合、第1軟磁性体を介してU相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψuは、以上の式(2),(4),(5)で表される磁束Ψu1〜Ψu3の和となるので、下式(6)で表される。
また、この式(6)を一般化すると、第1軟磁性体を介してU相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψuは、下式(7)で表される。
さらに、上式(7)を、三角関数の和と積の公式に基づいて変形すると、下式(8)が得られる。
この式(8)において、b=a+cとするとともに、cos(θ+2π)=cosθの関係を用いて整理すると、下式(9)が得られる。
この式(9)を三角関数の加法定理を用いて整理すると、下式(10)が得られる。
この式(10)において、右辺の第2項における積分項を、a−c≠0を条件として級数の総和の公式およびオイラーの公式を用いて整理すると、下式(11)が得られる。すなわち、式(10)の右辺の第2項は値0となる。
また、上式(10)において、右辺の第3項における積分項を、a−c≠0を条件として級数の総和の公式およびオイラーの公式を用いて整理すると、下式(12)が得られる。すなわち、式(10)の右辺の第3項も値0となる。
以上により、a−c≠0の場合、第1軟磁性体を介してU相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψuは、下式(13)で表される。
ここで、第1磁極の極対数aと第1電機子磁極の極対数cとの比を「極対数比α」とした場合、α=a/cとなるので、これを式(13)に代入すると、下式(14)が得られる。
さらに、この式(14)において、c・θ2=θe2とするとともに、c・θ1=θe1とすると、下式(15)が得られる。
また、第1軟磁性体を介してV相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψvは、V相コイルの電気角度位置がU相コイルに対して電気角2π/3だけ遅れているので、下式(16)で表される。
さらに、第1軟磁性体を介してW相コイルを通過する第1磁極の磁束Ψwは、W相コイルの電気角度位置がU相コイルに対して電気角2π/3だけ進んでいるので、下式(17)で表される。
次いで、以上の式(15)〜(17)を時間微分すると、下式(18)〜(20)がそれぞれ得られる。
この場合、第1軟磁性体を介さずにU相〜W相のコイルを直接、通過する第1磁極の磁束は、極めて小さく、その影響は無視できるので、式(18)〜(20)に示される、第1軟磁性体を介してU相〜W相のコイルをそれぞれ通過する第1磁極の磁束Ψu〜Ψwの時間微分値dΨu/dt〜dΨw/dtは、第1磁極や第1軟磁性体が第1電機子列に対して回転するのに伴ってU相〜W相のコイルに発生する逆起電圧(誘導起電圧)をそれぞれ表すものになる。 In this case, the magnetic flux of the first magnetic pole that passes directly through the U-phase to W-phase coils without passing through the first soft magnetic material is extremely small, and its influence can be ignored, so the equations (18) to (20) The time differential values dΨu / dt to dΨw / dt of the magnetic fluxes Ψu to Ψw of the first magnetic poles respectively passing through the U-phase to W-phase coils via the first soft magnetic material are shown in FIG. This represents the back electromotive force (inductive electromotive voltage) generated in the U-phase to W-phase coils as the magnetic body rotates with respect to the first armature array.
したがって、U相、V相およびW相のコイルにそれぞれ流す電流Iu,Iv,Iwは、下式(21),(22),(23)で表される。
また、以上の式(21)〜(23)より、U相コイルに対する回転磁界のベクトルの電気角度位置θmfは、下式(24)で表されるとともに、U相コイルに対する回転磁界の電気角速度(以下「磁界電気角速度」という)ωmfは、下式(25)で表される。
さらに、U相〜W相のコイルに電流Iu〜Iwがそれぞれ流れることで第1および第2ロータに出力される機械的出力(動力)Wは、リラクタンス分を除くと、下式(26)で表される。
この式(26)に前述した式(18)〜(23)を代入し、整理すると、下式(27)が得られる。
一方、機械的出力Wと、前述した第1および第2ロータ伝達トルクT1,T2と、第1および第2ロータ電気角速度ωe1,ωe2との関係は、下式(28)で表される。
以上の式(27),(28)を参照すると明らかなように、第1および第2ロータ伝達トルクT1,T2はそれぞれ、下式(29)および(30)で表される。
また、第1電機子列に供給された電力と機械的出力Wは、損失を無視すれば互いに等しいことになるので、前述した式(25)と式(27)の関係から、前述した駆動用等価トルクTeは、下式(31)で表される。
さらに、以上の式(29)〜(31)より、下式(32)が得られる。
この式(32)で表されるトルクの関係、および式(25)で表される電気角速度の関係は、遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤとキャリアにおけるトルクおよび回転速度の関係とまったく同じである。 The relationship between the torque represented by the equation (32) and the relationship between the electrical angular velocities represented by the equation (25) are exactly the same as the relationship between the torque and rotational speed of the sun gear, ring gear, and carrier of the planetary gear device.
さらに、前述したように、b=a+cおよびa−c≠0を条件として、式(25)の電気角速度の関係および式(32)のトルクの関係が成立する。この条件b=a+cは、磁極の数をp、電機子磁極の数をqとすると、b=(p+q)/2、すなわち、b/q=(1+p/q)/2で表される。ここで、p/q=mとすると、b/q=(1+m)/2が得られることから明らかなように、上記のb=a+cという条件が成立していることは、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2であることを表す。また、上記のa−c≠0という条件が成立していることは、m≠1.0であることを表す。本発明の第1回転機によれば、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(m≠1.0)に設定されているので、式(25)に示す電気角速度の関係と式(32)に示すトルクの関係が成立し、第1回転機が適正に作動することが分かる。
Further, as described above, the relationship between the electrical angular velocities in Expression (25) and the torque in Expression (32) are established on condition that b = a + c and a−c ≠ 0. This condition b = a + c is expressed as b = (p + q) / 2, that is, b / q = (1 + p / q) / 2, where p is the number of magnetic poles and q is the number of armature magnetic poles. Here, assuming that p / q = m, b / q = (1 + m) / 2 is obtained. As is apparent from the fact that the condition of b = a + c is satisfied, the number of armature magnetic poles The ratio between the number of magnetic poles and the number of soft magnetic materials is 1: m: (1 + m) / 2. In addition, the fact that the condition of a
以上のように、第1回転機では、ステータへの電力の供給により回転磁界を発生させると、前述した磁極と軟磁性体と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生し、この磁力線による磁力の作用によって、ステータに供給された電力は動力に変換され、その動力が、第1ロータや第2ロータから出力されるとともに、上述したような電気角速度やトルクの関係が成立する。このため、ステータに電力を供給していない状態で、第1および第2ロータの少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方のロータをステータに対して回転させると、ステータにおいて、発電が行われるとともに、回転磁界が発生し、この場合にも、磁極と軟磁性体と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生するとともに、この磁力線による磁力の作用によって、上述した式(25)に示す電気角速度の関係と式(32)に示すトルクの関係が成立する。 As described above, in the first rotating machine, when a rotating magnetic field is generated by supplying electric power to the stator, a magnetic field line connecting the magnetic pole, the soft magnetic material, and the armature magnetic pole described above is generated. By the action, the electric power supplied to the stator is converted into motive power, and the motive power is output from the first rotor and the second rotor, and the relationship between the electrical angular velocity and torque as described above is established. For this reason, when power is input to at least one of the first and second rotors and the at least one rotor is rotated with respect to the stator in a state where electric power is not supplied to the stator, power generation occurs in the stator. In this case, a magnetic field line connecting the magnetic pole, the soft magnetic body, and the armature magnetic pole is generated, and the above-described equation (25) is generated by the action of the magnetic force by the magnetic field line. The relationship between the electrical angular velocity and the torque shown in Expression (32) is established.
すなわち、発電した電力および磁界電気角速度ωmfと等価のトルクを「発電用等価トルク」とすると、この発電用等価トルクと、第1および第2ロータ伝達トルクT1,T2の間にも、式(32)に示すような関係が成立する。以上から明らかなように、本発明の第1回転機は、遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機を組み合わせた装置と同じ機能を有する。 That is, when the generated power and the torque equivalent to the magnetic field electrical angular velocity ωmf are “equivalent torque for power generation”, the equation (32) is also generated between this power generation equivalent torque and the first and second rotor transmission torques T1 and T2. ) Is established. As is apparent from the above, the first rotating machine of the present invention has the same function as an apparatus combining a planetary gear device and a general one-rotor type rotating machine.
また、前述した従来の場合と異なり、単一の軟磁性体列だけで第1回転機を作動させることができるので、第1回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、それにより、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。さらに、式(25)および(32)から明らかなように、α=a/c、すなわち、電機子磁極の極対数に対する磁極の極対数の比を設定することによって、磁界電気角速度ωmf、第1および第2ロータ電気角速度ωe1,ωe2の間の関係と、駆動用等価トルクTe(発電用等価トルク)、第1および第2ロータ伝達トルクT1,T2の間の関係を自由に設定できる。園結果、第1回転機の設計の自由度を高めることができ、動力装置の設計の自由度を高めることができる。この作用効果は、ステータのコイルの相数が前述した値3以外の場合にも同様に得られる。
Further, unlike the conventional case described above, the first rotating machine can be operated with only a single soft magnetic material row, so that the first rotating machine can be reduced in size and manufacturing cost can be reduced. Accordingly, it is possible to reduce the size of the power unit and the manufacturing cost. Further, as apparent from the equations (25) and (32), α = a / c, that is, by setting the ratio of the number of pole pairs of the magnetic poles to the number of pole pairs of the armature magnetic poles, the magnetic field electrical angular velocity ωmf, And the relationship between the second rotor electrical angular velocities ωe1 and ωe2 and the relationship between the driving equivalent torque Te (equivalent torque for power generation) and the first and second rotor transmission torques T1 and T2. As a result, the degree of freedom in designing the first rotating machine can be increased, and the degree of freedom in designing the power plant can be increased. This effect is also obtained when the number of phases of the stator coils is other than the
さらに、前述したように、第1回転機の動力によって内燃機関を始動させることができる。これに加えて、蒸発燃料処理装置の燃料吸着部に吸着された燃料を吸気系に送り込むパージ条件が成立したか否かを判定し、このパージ条件が成立したときに、内燃機関を始動させるので、内燃機関の始動に伴い、内燃機関の吸気系に負圧を発生させることができ、それにより、燃料吸着部に吸着された燃料を吸気系に確実に送り込むことができる。 Furthermore, as described above, the internal combustion engine can be started by the power of the first rotating machine. In addition, it is determined whether or not a purge condition for sending the fuel adsorbed by the fuel adsorbing portion of the evaporative fuel processing device to the intake system is satisfied, and the internal combustion engine is started when the purge condition is satisfied. With the start of the internal combustion engine, negative pressure can be generated in the intake system of the internal combustion engine, so that the fuel adsorbed by the fuel adsorbing portion can be reliably sent to the intake system.
請求項2に係る発明は、被駆動部(駆動輪DW)を駆動するための動力装置1,1A〜1Cであって、動力を出力するための出力部(クランク軸3a)と、クランクケース内のブローバイガスを吸気系(吸気通路3d)に還流させるPCV装置92とを有する内燃機関3と、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対して相対的に回転自在の第1ロータ14および第2ロータ15とを有し、第1ロータ14および第2ロータ15の一方が内燃機関3の出力部に機械的に連結されるとともに、第1ロータ14および第2ロータ15の他方が被駆動部に機械的に連結された第1回転機11と、内燃機関3および第1回転機11の動作を制御するための制御装置(ECU2、第1PDU41、第2PDU42、VCU43)と、制御装置および第1回転機11に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置(メインバッテリ44)と、を備え、第1ステータ13は、円周方向に並んだ複数の第1電機子(鉄芯13a、U〜W相コイル13c〜13e)で構成され、電力の供給に伴って複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、第1ロータ14は、第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、第1磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極(永久磁石14a)で構成され、第2ロータ15は、第1電機子列と第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体(コア15a)で構成され、第1電機子磁極の数と第1磁極の数と第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、制御装置は、クランクケース内のブローバイガスを吸気系に還流させる還流条件が成立したか否かを判定する還流条件判定手段(ECU2、ステップ12,40〜45)を有し、還流条件判定手段の判定結果に基づき、還流条件が成立したときに、第1回転機11と蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、内燃機関3を始動させる(ステップ4,7,13,18)ことを特徴とする。
The invention according to
この動力装置によれば、第1回転機が請求項1の第1回転機と同様に構成されているので、前述したように、単一の軟磁性体列だけで第1回転機を作動させることができる。それにより、第1回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、第1回転機の動力によって内燃機関を始動することができる。これに加えて、クランクケース内のブローバイガスを吸気系に還流させる還流条件が成立したか否かを判定し、この還流条件が成立したときに、内燃機関を始動させるので、内燃機関の始動に伴い、内燃機関の吸気系に負圧を発生させることができ、それにより、ブローバイガスを吸気系に確実に送り込むことができる。
According to this power unit, since the first rotating machine is configured in the same manner as the first rotating machine of
請求項3に係る発明は、被駆動部(駆動輪DW)を駆動するための動力装置1,1A〜1Cであって、動力を出力するための出力部(クランク軸3a)と、排気通路3fを流れる排ガスを浄化する触媒装置3gとを有する内燃機関3と、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対して相対的に回転自在の第1ロータ14および第2ロータ15とを有し、第1ロータ14および第2ロータ15の一方が内燃機関3の出力部に機械的に連結されるとともに、第1ロータ14および第2ロータ15の他方が被駆動部に機械的に連結された第1回転機11と、内燃機関3および第1回転機11の動作を制御するための制御装置(ECU2、第1PDU41、第2PDU42、VCU43)と、制御装置および第1回転機11に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置(メインバッテリ44)と、を備え、第1ステータ13は、円周方向に並んだ複数の第1電機子(鉄芯13a、U〜W相コイル13c〜13e)で構成され、電力の供給に伴って複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、第1ロータ14は、第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、第1磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極(永久磁石14a)で構成され、第2ロータ15は、第1電機子列と第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体(コア15a)で構成され、第1電機子磁極の数と第1磁極の数と第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、制御装置は、触媒装置を活性化させる活性化条件が成立したか否かを判定する活性化条件判定手段(ECU2、ステップ14,50〜55)を有し、活性化条件判定手段の判定結果に基づき、活性化条件が成立したときに、第1回転機と蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、内燃機関3を始動させる(ステップ4,7,15,18)ことを特徴とする。
The invention according to
この動力装置によれば、第1回転機が請求項1の第1回転機と同様に構成されているので、前述したように、単一の軟磁性体列だけで第1回転機を作動させることができる。それにより、第1回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、第1回転機の動力によって内燃機関を始動することができる。これに加えて、触媒装置を活性化させる活性化条件が成立したか否かを判定し、この活性化条件が成立したときに、内燃機関を始動させるので、内燃機関の始動に伴い、内燃機関の排気通路に排ガスを供給することができ、それにより、触媒装置を確実に活性化することができる。
According to this power unit, since the first rotating machine is configured in the same manner as the first rotating machine of
請求項4に係る発明は、被駆動部(駆動輪DW)および補機(コンプレッサ51,冷却用ウォータポンプ93、オイルポンプ94、ヒータ用ウォータポンプ95)を駆動するための動力装置であって、動力を出力するための出力部(クランク軸3a)を有する内燃機関3と、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対して相対的に回転自在の第1ロータ14および第2ロータ15とを有し、第1ロータ14および第2ロータ15の一方が内燃機関3の出力部に機械的に連結されるとともに、第1ロータ14および第2ロータ15の他方が被駆動部に機械的に連結された第1回転機11と、内燃機関3および第1回転機11の動作を制御するための制御装置(ECU2、第1PDU41、第2PDU42、VCU43)と、制御装置および第1回転機11に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置(メインバッテリ44)と、を備え、第1ステータ13は、円周方向に並んだ複数の第1電機子(鉄芯13a、U〜W相コイル13c〜13e)で構成され、電力の供給に伴って複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、第1ロータ14は、第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、第1磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極(永久磁石14a)で構成され、第2ロータ15は、第1電機子列と第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体(コア15a)で構成され、第1電機子磁極の数と第1磁極の数と第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、制御装置は、内燃機関3の動力により補機を駆動する補機駆動条件が成立したか否かを判定する補機駆動条件判定手段(ECU2、ステップ16,60〜65)を有し、補機駆動条件判定手段の判定結果に基づき、補機駆動条件が成立したときに、第1回転機と蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、内燃機関3を始動させる(ステップ4,7,17,18)ことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a power unit for driving a driven part (driving wheel DW) and auxiliary equipment (
この動力装置によれば、第1回転機が請求項1の第1回転機と同様に構成されているので、前述したように、単一の軟磁性体列だけで第1回転機を作動させることができる。それにより、第1回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、第1回転機の動力によって内燃機関を始動することができる。これに加えて、内燃機関の動力により補機を駆動する補機駆動条件が成立したか否かを判定し、この補機駆動条件が成立したときに、内燃機関を始動させるので、内燃機関の始動に伴い、内燃機関の動力によって補機を確実に駆動することができる。
According to this power unit, since the first rotating machine is configured in the same manner as the first rotating machine of
請求項5に係る発明は、被駆動部(駆動輪DW)を駆動するための動力装置1,1A〜1Cであって、動力を出力するための出力部(クランク軸3a)と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方における最大揚程およびバルブタイミングの少なくとも一方を変更することにより、気筒内への吸入空気の充填効率を変更する充填効率変更機構(リフト切換機構90)と、を有する内燃機関3と、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対して相対的に回転自在の第1ロータ14および第2ロータ15とを有し、第1ロータ14および第2ロータ15の一方が内燃機関3の出力部に機械的に連結されるとともに、第1ロータ14および第2ロータ15の他方が被駆動部に機械的に連結された第1回転機11と、内燃機関3、第1回転機11および充填効率変更機構の動作を制御するための制御装置(ECU2、第1PDU41、第2PDU42、VCU43)と、制御装置および第1回転機11に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置(メインバッテリ44)と、を備え、第1ステータ13は、円周方向に並んだ複数の第1電機子(鉄芯13a、U〜W相コイル13c〜13e)で構成され、電力の供給に伴って複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、第1ロータ14は、第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、第1磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極(永久磁石14a)で構成され、第2ロータ15は、第1電機子列と第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体(コア15a)で構成され、第1電機子磁極の数と第1磁極の数と第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、制御装置は、内燃機関3の始動条件が成立したか否かを判定する始動条件判定手段(ECU2、ステップ1,10〜19)と、内燃機関3の回転数を機関回転数として検出する機関回転数検出手段(ECU2、クランク角センサ61)と、を有し、始動条件判定手段の判定結果に基づき、始動条件が成立している場合において、検出された機関回転数NEが所定回転数(判定値NEref)以下のときに、所定回転数(判定値NEref)を上回っているときよりも、気筒内への吸入空気の充填効率が高くなるように、充填効率変更機構を制御する(ステップ91〜94,103〜105)とともに、始動条件が成立しているときに、第1回転機と蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、内燃機関3を始動させる(ステップ4,7)ことを特徴とする。
The invention according to
この動力装置によれば、第1回転機が請求項1の第1回転機と同様に構成されているので、前述したように、単一の軟磁性体列だけで第1回転機を作動させることができる。それにより、第1回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、始動条件が成立しているときに、第1回転機制御を実行することにより、内燃機関を始動させるので、第1回転機の動力によって内燃機関を始動することができる。これに加えて、始動条件が成立している場合において、検出された機関回転数が所定回転数以下のときに、所定回転数を上回っているときよりも、気筒内への吸入空気の充填効率が高くなるように、充填効率変更機構が制御されるので、内燃機関を始動する際、機関回転数が低いことで、内燃機関を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときでも、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保でき、内燃機関の始動性を向上させることができる(なお、本明細書における「内燃機関の回転数を検出」などの「検出」は、センサなどにより内燃機関の回転数を直接検出することに限らず、これを他のパラメータに基づいて算出・推定することを含む)。
According to this power unit, since the first rotating machine is configured in the same manner as the first rotating machine of
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の動力装置1,1A〜1Cにおいて、制御装置は、内燃機関3の温度を表す機関温度パラメータ(エンジン水温TW)を検出する機関温度パラメータ検出手段(ECU2、水温センサ67)と、検出された機関温度パラメータが表す内燃機関3の温度が第1所定温度TW1以下であるときに、所定回転数(判定値NEref)を、第1所定温度TW1を上回っているときよりも低い値に設定する所定回転数設定手段(ECU2、ステップ100〜102)と、をさらに有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the
この動力装置によれば、内燃機関の温度が第1所定温度以下のときに、所定回転数が、第1所定温度を上回っているときよりも低い値に設定されるので、内燃機関の温度が低く、その回転抵抗が大きいことで、内燃機関を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときでも、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保でき、寒冷時における内燃機関の始動性を向上させることができる。 According to this power plant, when the temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than the first predetermined temperature, the predetermined rotation speed is set to a lower value than when the temperature exceeds the first predetermined temperature. Low and high rotational resistance allows the combustion energy necessary for starting to be ensured by increasing the charging efficiency of the intake air into the cylinder even when the combustion energy required to start the internal combustion engine is large, The startability of the internal combustion engine during cold weather can be improved.
請求項7に係る発明は、被駆動部(駆動輪DW)を駆動するための動力装置1,1A〜1Cであって、動力を出力するための出力部(クランク軸3a)と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方における最大揚程およびバルブタイミングの少なくとも一方を変更することにより、気筒内への吸入空気の充填効率を変更する充填効率変更機構(リフト切換機構90)と、を有する内燃機関3と、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対して相対的に回転自在の第1ロータ14および第2ロータ15とを有し、第1ロータ14および第2ロータ15の一方が内燃機関3の出力部に機械的に連結されるとともに、第1ロータ14および第2ロータ15の他方が被駆動部に機械的に連結された第1回転機11と、内燃機関3、第1回転機11および充填効率変更機構の動作を制御するための制御装置(ECU2、第1PDU41、第2PDU42、VCU43)と、制御装置および第1回転機11に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置(メインバッテリ44)と、を備え、第1ステータ13は、円周方向に並んだ複数の第1電機子(鉄芯13a、U〜W相コイル13c〜13e)で構成され、電力の供給に伴って複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、第1ロータ14は、第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、第1磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極(永久磁石14a)で構成され、第2ロータ15は、第1電機子列と第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体(コア15a)で構成され、第1電機子磁極の数と第1磁極の数と第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、制御装置は、内燃機関3の始動条件が成立したか否かを判定する始動条件判定手段(ECU2、ステップ1,10〜19)と、内燃機関3の温度を表す機関温度パラメータ(エンジン水温TW)を検出する機関温度パラメータ検出手段(ECU2、水温センサ67)と、を有し、始動条件判定手段の判定結果に基づき、始動条件が成立している場合において、検出された機関温度パラメータが表す内燃機関3の温度が第2所定温度TW2以下のときに、第2所定温度TW2を上回っているときよりも、気筒内への吸入空気の充填効率が高くなるように、充填効率変更機構を制御する(ステップ91〜94,110〜112)とともに、始動条件が成立しているときに、第1回転機と蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、内燃機関3を始動させる(ステップ4,7)ことを特徴とする。
The invention according to
この動力装置によれば、第1回転機が請求項1の第1回転機と同様に構成されているので、前述したように、単一の軟磁性体列だけで第1回転機を作動させることができる。それにより、第1回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、始動条件が成立しているときに、第1回転機制御を実行することにより、内燃機関を始動させるので、第1回転機の動力によって内燃機関を始動することができる。これに加えて、始動条件が成立している場合において、検出された機関温度パラメータが表す内燃機関の温度が第2所定温度以下のときに、第2所定温度を上回っているときよりも、気筒内への吸入空気の充填効率が高くなるように、充填効率変更機構が制御されるので、内燃機関を始動する際、内燃機関の温度が低いことで、内燃機関を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときでも、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保でき、寒冷時における内燃機関の始動性を向上させることができる(なお、本明細書における「機関温度パラメータを検出」などの「検出」は、センサなどにより機関温度パラメータを直接検出することに限らず、これを他のパラメータに基づいて算出・推定することを含む)。
According to this power unit, since the first rotating machine is configured in the same manner as the first rotating machine of
請求項8に係る発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の動力装置1,1Aにおいて、制御装置および蓄電装置に電気的に接続され、蓄電装置から供給された電力を動力に変換し、被駆動部に機械的に連結されたロータ23から出力するとともに、ロータ23に入力された動力を電力に変換可能な第2回転機21をさらに備え、制御装置は、第1回転機制御の実行中、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化が発生しないように、第1回転機11および第2回転機21の動作を制御する(ステップ7,71,72,131,132)ことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the
この動力装置によれば、第1回転機制御の実行中、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化が発生しないように、第1回転機および第2回転機の動作が制御される。したがって、例えば、被駆動部の停止中の場合には、電力回生制御を第2回転機で実行し、かつ力行制御を第1回転機で実行することによって、被駆動部を停止したままで、駆動力を熱機関に伝達することができる。また、例えば、被駆動部の駆動中の場合には、電力回生制御を第1回転機で実行し、かつ力行制御を第2回転機で実行することによって、被駆動部の速度を保持したままで、駆動力を熱機関に伝達することができる。以上のように、被駆動部の駆動中および停止中のいずれの場合においても、熱機関を確実に始動することができるとともに、被駆動部の速度変化を抑制でき、商品性を向上させることができる。 According to this power plant, during the execution of the first rotating machine control, the operations of the first rotating machine and the second rotating machine are performed so that the speed change of the driven part due to transmission of the driving force to the output part does not occur. Is controlled. Therefore, for example, when the driven part is stopped, the power regeneration control is executed by the second rotating machine and the power running control is executed by the first rotating machine, so that the driven part is stopped. The driving force can be transmitted to the heat engine. Further, for example, when the driven part is being driven, the power regeneration control is executed by the first rotating machine and the power running control is executed by the second rotating machine, so that the speed of the driven part is maintained. Thus, the driving force can be transmitted to the heat engine. As described above, it is possible to reliably start the heat engine in both cases where the driven part is being driven and stopped, and to suppress a change in the speed of the driven part, thereby improving the merchantability. it can.
請求項9に係る発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の動力装置1Bにおいて、不動の第2ステータ83と、第2ステータ83に対して相対的に回転自在の第3ロータ84および第4ロータ85とを有し、第3ロータ84が熱機関の出力部に機械的に連結され、第4ロータ85が被駆動部に機械的に連結されるとともに、第2ステータ83が制御装置および蓄電装置に電気的に接続された第2回転機81をさらに備え、第2ステータ83は、円周方向に並んだ複数の第2電機子(鉄芯83a、U相〜W相コイル83b)で構成され、電力の供給に伴って複数の第2電機子に発生する第2電機子磁極により、円周方向に回転する回転磁界を発生させる第2電機子列を有し、第3ロータ84は、第2電機子列に対向するように配置された第2磁極列を有し、第2磁極列は、互いに間隔を存して円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第2磁極(永久磁石84a)で構成され、第4ロータ85は、第2電機子列と第2磁極列の間に配置された第2軟磁性体列を有し、第2軟磁性体列は、互いに間隔を存して円周方向に並んだ複数の第2軟磁性体(コア85a)で構成され、第2電機子磁極の数と第2磁極の数と第2軟磁性体の数との比が、1:n:(1+n)/2(ただしn≠1)となるように設定されており、制御装置は、熱機関の始動時、第1回転機制御を実行するときには、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化が発生しないように、第1回転機11および第2回転機81の動作を制御する(ステップ7,141,142)ことを特徴とする。
The invention according to
この動力装置によれば、請求項8に係る発明と同じ作用効果を得ることができる。
According to this power plant, the same effect as that of the invention according to
請求項10に係る発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の動力装置1Cにおいて、制御装置および蓄電装置に電気的に接続され、蓄電装置から供給された電力を動力に変換し、被駆動部に機械的に連結されたロータ23から出力するとともに、ロータ23に入力された動力を電力に変換可能な第2回転機21と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように構成された第1要素、第2要素および第3要素を有する動力伝達機構(遊星歯車装置PG)と、をさらに備え、第1ロータ14および第2要素ならびに第2ロータ15および第1要素の一方が、熱機関の出力部に機械的に連結され、第1ロータ14および第2要素ならびに第2ロータ15および第1要素の他方が、被駆動部に機械的に連結されるとともに、第3要素がロータ23に機械的に連結されており、制御装置は、第1回転機制御の実行中、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化が発生しないように、第1回転機11および第2回転機21の動作を制御する(ステップ7,161,162)ことを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the
この動力装置によれば、請求項8または9に係る発明と同じ作用効果を得ることができる。
According to this power plant, the same effect as that of the invention according to
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る動力装置について説明する。図1に示すように、第1実施形態の動力装置1は、図示しないハイブリッド車両(以下「車両」という)の左右の駆動輪DW,DW(被駆動部)を駆動するものであり、動力源としての内燃機関3、第1回転機11および第2回転機21と、これらを制御するためのECU2(図2参照)などを備えている。なお、図1および後述する図4,5などにおいては、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されている。
Hereinafter, a power plant according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
この車両では、内燃機関(以下「エンジン」という)3が第1回転機11に連結されているとともに、第1回転機11および第2回転機21が、3つのギヤG1〜G3、差動装置DGおよび左右の駆動軸6,6を介して、左右の駆動輪DW,DWに連結されている。それにより、後述するように、エンジン3の動力や、第1回転機11および第2回転機21の動力が駆動輪DW,DWに伝達される。
In this vehicle, an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 is connected to a first
エンジン3は、ガソリンを燃料とする多気筒内燃機関であり、動力を出力するためのクランク軸3a(出力部)と、気筒ごとに設けられた燃料噴射弁3bおよび点火プラグ3c(いずれも図2参照)などを有している。これらの燃料噴射弁3bおよび点火プラグ3cはいずれもECU2に電気的に接続されており、ECU2によって、燃料噴射弁3bによる燃料の噴射時期と、点火プラグ3cによる混合気の点火時期とが制御される。
The
また、クランク軸3aには、エンジン3の始動用のスタータ31が、ワンウェイクラッチおよびギヤ機構(いずれも図示せず)を介して機械的に連結されている。このワンウェイクラッチによって、スタータ31の動力がクランク軸3a側に伝達される一方、クランク軸3aの動力はスタータ31側に伝達されることなく、遮断される。
A
さらに、図3に示すように、スタータ31には、リレー32を介して、蓄電池である補助バッテリ33が電気的に接続されている。このリレー32は、図2に示すように、ECU2に電気的に接続されており、ECU2によって、リレー32がON/OFF制御されることにより、補助バッテリ33からスタータ31への電力の供給が制御され、その結果、スタータ31の動作が制御される。さらに、クランク軸3aには、第1回転軸4が、フライホイール(図示せず)を介して同軸状に直結されており、この第1回転軸4は、図示しない軸受によって回転自在に支持されている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, an
一方、図1および図4に示すように、第1回転機11は、2ロータタイプのものであり、不動の第1ステータ13と、第1ステータ13に対向するように設けられた第1ロータ14と、両者の間に設けられた第2ロータ15とを備えている。これらの第1ロータ14、第2ロータ15およびステータ13は、第1回転軸4の径方向の内側から外側に向かって、この順に並ぶようにかつ互いに同心に配置されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 4, the first rotating
第1ステータ13は、第1回転磁界を発生させるものであり、図4および図5に示すように、鉄芯13aと、この鉄芯13aに設けられたU相、V相およびW相コイル13c,13d,13eを有している。なお、図4では、便宜上、U相コイル13cのみを示している。鉄芯13aは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、第1回転軸4の軸線方向(以下、単に「軸線方向」という)に延びており、移動不能のケースCAに固定されている。
The
また、鉄芯13aの内周面には、12個のスロット13bが形成されており、これらのスロット13bは、軸線方向に延びるとともに、第1回転軸4の周方向(以下、単に「周方向」という)に等間隔で並んでいる。上記のU相〜W相コイル13c〜13eは、スロット13bに分布巻き(波巻き)で巻回されている。なお、本実施形態では、鉄芯13aおよびU相〜W相コイル13c〜13eが第1電機子に相当する。
In addition, twelve
また、図3に示すように、U相〜W相コイル13c〜13eを含む第1ステータ13は、第1パワードライブユニット(以下「第1PDU」という)41およびボルテージコントロールユニット(以下「VCU」という)43を介して、充電・放電可能な蓄電池であるメインバッテリ44に電気的に接続されている。この第1PDU41は、インバータなどの電気回路で構成されており、メインバッテリ44から供給された直流電力を3相交流電力に変換した状態で、第1ステータ13に出力する。また、上記のVCU43は、DC/DCコンバータなどの電気回路で構成されており、メインバッテリ44からの電力を昇圧した状態で、第1PDU41に出力するとともに、第1PDU41からの電力を降圧した状態で、メインバッテリ44に出力する。さらに、第1PDU41およびVCU43はそれぞれ、ECU2に電気的に接続されている(図2参照)。なお、本実施形態では、第1PDU41およびVCU43が制御装置に相当する。
3, the
以上の構成の第1ステータ13では、メインバッテリ44からVCU43および第1PDU41を介して電力が供給されたときに、または、後述するように発電したときに、鉄芯13aの第1ロータ14側の端部に、4個の磁極が周方向に等間隔で発生する(図7参照)とともに、これらの磁極による第1回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯13aに発生する磁極を「第1電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各2つの第1電機子磁極の極性は、互いに異なっている。なお、図7や後述する他の図面では、第1電機子磁極を、鉄芯13aやU相〜W相コイル13c〜13eの上に、(N)および(S)で表記している。
In the
図5に示すように、第1ロータ14は、8個の永久磁石14a(第1磁極)から成る第1磁極列を有している。これらの永久磁石14aは、周方向に等間隔で並んでおり、この第1磁極列は、第1ステータ13の鉄芯13aに対向している。各永久磁石14aは、軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、第1ステータ13の鉄芯13aのそれと同じに設定されている。
As shown in FIG. 5, the
また、永久磁石14aは、リング状の取付部14bの外周面に取り付けられている。この取付部14bは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、円板状のフランジ14cの外周面に取り付けられている。このフランジ14cは、軸受(図示せず)に回転自在に支持された第2回転軸5に一体に設けられており、それにより、永久磁石14aを含む第1ロータ14は、第2回転軸5に同軸状に直結されている。また、第2回転軸5は、クランク軸3aおよび第1回転軸4と同軸状に配置されている。さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部14bの外周面に永久磁石14aが取り付けられているので、各永久磁石14aには、第1ステータ13側の端部に、(N)または(S)の1つの磁極が現れる。なお、図5や後述する他の図面では、永久磁石14aの磁極を(N)および(S)で表記している。また、周方向に隣り合う各2つの永久磁石14aの極性は、互いに異なっている。
Moreover, the
第2ロータ15は、6個のコア15a(第1軟磁性体)から成る単一の軟磁性体列を有している。これらのコア15aは、周方向に等間隔で並んでおり、この軟磁性体列は、第1ステータ13の鉄芯13aと第1ロータ14の磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア15aは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、軸線方向に延びている。また、コア15aの軸線方向の長さは、永久磁石14aと同様、第1ステータ13の鉄芯13aのそれと同じに設定されている。さらに、コア15aは、円板状のフランジ15bの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部15cを介して取り付けられており、このフランジ15bは、前述した第1回転軸4に一体に設けられている。以上により、コア15aを含む第2ロータ15は、第1回転軸4およびフライホイールを介して、クランク軸3aに同軸状に直結されている。また、第1回転軸4には、エンジン3と第2ロータ15の間に、第1プーリPU1が一体に設けられている。なお、図5や図7では、便宜上、連結部15cおよびフランジ15bを省略している。
The
次に、以上の構成の第1回転機11の動作について説明する。前述したように、第1回転機11では、第1電機子磁極が4個、永久磁石14aの磁極(以下「第1磁石磁極」という)が8個、コア15aが6個である。すなわち、第1電機子磁極の数と第1磁石磁極の数とコア15aの数との比は、1:2.0:(1+2.0)/2に設定されており、第1電機子磁極の極対数に対する第1磁石磁極の極対数の比(以下「第1極対数比α」という)は、値2.0に設定されている。このことと、前述した式(18)〜(20)から明らかなように、第1ステータ13に対して第1ロータ14や第2ロータ15が回転するのに伴ってU相〜W相コイル13c〜13eにそれぞれ発生する逆起電圧(以下、それぞれ「U相逆起電圧Vcu」「V相逆起電圧Vcv」「W相逆起電圧Vcw」という)は、下式(33)、(34)および(35)で表される。
ここで、ψFは、第1磁石磁極の磁束の最大値である。また、θER1は、第1ロータ電気角であり、特定のU相コイル13c(以下「基準コイル」という)に対する第1ロータ14の特定の永久磁石14aの回転角度位置を、電気角度位置に換算した値である。すなわち、第1ロータ電気角θER1は、この特定の永久磁石14aの回転角度位置に、第1電機子磁極の極対数、すなわち値2を乗算した値である。さらに、θER2は、第2ロータ電気角であり、上記の基準コイルに対する第2ロータ15の特定のコア15aの回転角度位置を、電気角度位置に換算した値である。すなわち、第2ロータ電気角θER2は、この特定のコア15aの回転角度位置に、第1電機子磁極の極対数(値2)を乗算した値である。
Here, ψF is the maximum value of the magnetic flux of the first magnet magnetic pole. ΘER1 is the first rotor electrical angle, and the rotation angle position of the specific
また、上記の式(33)〜(35)におけるωER1は、第1ロータ電気角速度であり、第1ロータ電気角θER1の時間微分値、すなわち、第1ステータ13に対する第1ロータ14の角速度を電気角速度に換算した値である。さらに、ωER2は、第2ロータ電気角速度であり、第2ロータ電気角θER2の時間微分値、すなわち、第1ステータ13に対する第2ロータ15の角速度を電気角速度に換算した値である。
ΩER1 in the above equations (33) to (35) is the first rotor electrical angular velocity, and the time differential value of the first rotor electrical angle θER1, that is, the angular velocity of the
また、前述した第1極対数比αと前述した式(21)〜(23)から明らかなように、U相、V相およびW相コイル13c,13d,13eをそれぞれ流れる電流(以下、それぞれ「U相電流Iu」「V相電流Iv」「W相電流Iw」という)は、下式(36)、(37)および(38)で表される。
ここで、Iは、U相〜W相電流Iu〜Iwの振幅(最大値)である。さらに、第1極対数比α(=2.0)と前述した式(24)および(25)から明らかなように、基準コイルに対する第1ステータ13の第1回転磁界のベクトルの電気角度位置θMFRは、下式(39)で表され、第1ステータ13に対する第1回転磁界の電気角速度(以下「第1磁界電気角速度ωMFR」という)は、下式(40)で表される。
このため、第1磁界電気角速度ωMFRと第1ロータ電気角速度ωER1と第2ロータ電気角速度ωER2の関係をいわゆる速度共線図で表すと、例えば図6のように示される。図6および後述する他の速度共線図において、値0を示す横線に交わる縦線は、各回転要素の回転数を表すためのものであり、この横線から縦線上の白丸までの距離が、縦線の上下端に表記された回転要素の角速度(回転数)に相当する。
For this reason, the relationship among the first magnetic field electrical angular velocity ωMFR, the first rotor electrical angular velocity ωER1 and the second rotor electrical angular velocity ωER2 is represented by a so-called speed collinear diagram, for example, as shown in FIG. In FIG. 6 and other velocity collinear charts described later, the vertical line intersecting the horizontal line indicating the
また、第1ステータ13に供給された電力および第1磁界電気角速度ωMFRと等価のトルクを第1駆動用等価トルクTSE1とすると、この第1駆動用等価トルクTSE1と、第1ロータ14に伝達されるトルク(以下「第1ロータ伝達トルクTR1」という)と、第2ロータ15に伝達されるトルク(以下「第2ロータ伝達トルクTR2」という)との関係は、第1極対数比α(=2.0)と前述した式(32)から明らかなように、下式(41)で表される。
上記の式(40)および(41)でそれぞれ表される電気角速度およびトルクの関係は、サンギヤおよびリングギヤのギヤ比が1:2である遊星歯車装置のサンギヤ、リングギヤおよびキャリアにおける回転速度およびトルクの関係とまったく同じである。 The relationship between the electrical angular velocity and torque represented by the above equations (40) and (41) is that the rotational speed and torque of the sun gear, ring gear, and carrier of the planetary gear device in which the gear ratio of the sun gear and the ring gear is 1: 2. It is exactly the same as the relationship.
次に、第1ステータ13に供給された電力が、具体的にどのようにして動力に変換され、第1ロータ14や第2ロータ15から出力されるかについて説明する。まず、図7〜図9を参照しながら、第1ロータ14を回転不能に保持した状態で第1ステータ13に電力を供給した場合について説明する。なお、図7〜図9では、便宜上、複数の構成要素の符号を省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。また、理解の容易化のために、図7〜図9に示される同じ1つの第1電機子磁極およびコア15aに、ハッチングを付している。
Next, how the electric power supplied to the
まず、図7(a)に示すように、ある1つのコア15aの中心と、ある1つの永久磁石14aの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア15aから3つ目のコア15aの中心と、その永久磁石14aから4つ目の永久磁石14aの中心が、周方向に互いに一致した状態から、第1回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する1つおきの第1電機子磁極の位置を、中心がコア15aと一致している各永久磁石14aの中心と周方向に一致させるとともに、この第1電機子磁極の極性をこの永久磁石14aの第1磁石磁極の極性と異ならせる。
First, as shown in FIG. 7A, the center of one
前述したように第1ステータ13による第1回転磁界が第1ロータ14との間に発生することと、コア15aを有する第2ロータ15が第1ステータ13と第1ロータ14の間に配置されていることから、第1電機子磁極および第1磁石磁極により、各コア15aは磁化される。このことと、隣り合う各コア15aの間に間隔が空いていることから、第1電機子磁極とコア15aと第1磁石磁極を結ぶような磁力線MLが発生する。なお、図7〜図9では、便宜上、鉄芯13aや取付部14bにおける磁力線MLを省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
As described above, the first rotating magnetic field generated by the
図7(a)に示す状態では、磁力線MLは、周方向の位置が互いに一致している第1電機子磁極、コア15aおよび第1磁石磁極を結び、かつ、これらの第1電機子磁極、コア15aおよび第1磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う第1電機子磁極、コア15aおよび第1磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線MLが直線状であることにより、コア15aには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
In the state shown in FIG. 7A, the magnetic lines of force ML connect the first armature magnetic pole, the
そして、第1回転磁界の回転に伴って第1電機子磁極が図7(a)に示す位置から図7(b)に示す位置に回転すると、磁力線MLが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線MLが直線状になるように、コア15aに磁力が作用する。この場合、磁力線MLで互いに結ばれた第1電機子磁極および第1磁石磁極を結ぶ直線に対して、磁力線MLが、このコア15aにおいて第1回転磁界の回転方向(以下「磁界回転方向」という)と逆方向に凸に曲がった状態になるため、上記の磁力は、コア15aを磁界回転方向に駆動するように作用する。このような磁力線MLによる磁力の作用により、コア15aは、磁界回転方向に駆動され、図7(c)に示す位置に回転し、コア15aが設けられた第2ロータ15も、磁界回転方向に回転する。なお、図7(b)および(c)における破線は、磁力線MLの磁束量が極めて小さく、第1電機子磁極とコア15aと第1磁石磁極の間の磁気的なつながりが弱いことを表している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
When the first armature magnetic pole rotates from the position shown in FIG. 7 (a) to the position shown in FIG. 7 (b) along with the rotation of the first rotating magnetic field, the magnetic field lines ML are bent, and accordingly, Magnetic force acts on the
また、第1回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線MLがコア15aにおいて磁界回転方向と逆方向に凸に曲がる→磁力線MLが直線状になるようにコア15aに磁力が作用する→コア15aおよび第2ロータ15が、磁界回転方向に回転する」という動作が、図8(a)〜(d)、図9(a)および(b)に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第1ロータ14を回転不能に保持した状態で、第1ステータ13に電力を供給した場合には、上述したような磁力線MLによる磁力の作用によって、第1ステータ13に供給された電力は動力に変換され、その動力が第2ロータ15から出力される。
Further, as the first rotating magnetic field further rotates, the above-described series of operations, that is, “the magnetic force line ML bends in the direction opposite to the magnetic field rotating direction in the
また、図10は、図7(a)の状態から第1電機子磁極が電気角2πだけ回転した状態を示しており、図10と図7(a)の比較から明らかなように、コア15aは、第1電機子磁極に対して1/3の回転角度だけ、同方向に回転していることが分かる。この結果は、前述した式(40)において、ωER1=0とすることによって、ωER2=ωMFR/3が得られることと合致する。 FIG. 10 shows a state in which the first armature magnetic pole has been rotated by an electrical angle of 2π from the state of FIG. 7A. As is clear from the comparison between FIG. 10 and FIG. Is rotated in the same direction by a rotation angle of 1/3 with respect to the first armature magnetic pole. This result agrees with the fact that ωER2 = ωMFR / 3 is obtained by setting ωER1 = 0 in the above-described equation (40).
次に、図11〜図13を参照しながら、第2ロータ15を回転不能に保持した状態で、第1ステータ13に電力を供給した場合の動作について説明する。なお、図11〜図13では、図7〜図9と同様、理解の容易化のために、同じ1つの第1電機子磁極および永久磁石14aに、ハッチングを付している。まず、図11(a)に示すように、前述した図7(a)の場合と同様、ある1つのコア15aの中心と、ある1つの永久磁石14aの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア15aから3つ目のコア15aの中心と、その永久磁石14aから4つ目の永久磁石14aの中心が、周方向に互いに一致した状態から、第1回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する1つおきの第1電機子磁極の位置を、中心がコア15aと一致している各永久磁石14aの中心と周方向に一致させるとともに、この第1電機子磁極の極性をこの永久磁石14aの第1磁石磁極の極性と異ならせる。
Next, an operation when electric power is supplied to the
図11(a)に示す状態では、図7(a)の場合と同様、磁力線MLは、周方向の位置が互いに一致している第1電機子磁極、コア15aおよび第1磁石磁極を結び、かつ、これらの第1電機子磁極、コア15aおよび第1磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う第1電機子磁極、コア15aおよび第1磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線MLが直線状であることにより、永久磁石14aには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
In the state shown in FIG. 11 (a), as in FIG. 7 (a), the magnetic lines of force ML connect the first armature magnetic pole, the
そして、第1回転磁界の回転に伴って第1電機子磁極が図11(a)に示す位置から図11(b)に示す位置に回転すると、磁力線MLが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線MLが直線状になるように、永久磁石14aに磁力が作用する。この場合、この永久磁石14aが、磁力線MLで互いに結ばれた第1電機子磁極およびコア15aの延長線上よりも磁界回転方向に進んだ位置にあるため、上記の磁力は、この延長線上に永久磁石14aを位置させるように、すなわち、永久磁石14aを磁界回転方向と逆方向に駆動するように作用する。このような磁力線MLによる磁力の作用により、永久磁石14aは、磁界回転方向と逆方向に駆動され、図11(c)に示す位置に回転し、永久磁石14aが設けられた第1ロータ14も、磁界回転方向と逆方向に回転する。
When the first armature magnetic pole rotates from the position shown in FIG. 11 (a) to the position shown in FIG. 11 (b) along with the rotation of the first rotating magnetic field, the magnetic field lines ML are bent, and accordingly, A magnetic force acts on the
また、第1回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線MLが曲がり、磁力線MLで互いに結ばれた第1電機子磁極およびコア15aの延長線上よりも、永久磁石14aが磁界回転方向に進んだ位置に位置する→磁力線MLが直線状になるように永久磁石14aに磁力が作用する→永久磁石14aおよび第1ロータ14が、磁界回転方向と逆方向に回転する」という動作が、図12(a)〜(d)、図13(a)および(b)に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第2ロータ15を回転不能に保持した状態で、第1ステータ13に電力を供給した場合には、上述したような磁力線MLによる磁力の作用によって、第1ステータ13に供給された電力は動力に変換され、その動力が第1ロータ14から出力される。
Further, as the first rotating magnetic field further rotates, the above-described series of operations, that is, “the magnetic field line ML is bent and is more permanent than the extension line of the first armature magnetic pole and the
また、図13(b)は、図11(a)の状態から第1電機子磁極が電気角2πだけ回転した状態を示しており、図13(b)と図11(a)の比較から明らかなように、永久磁石14aは、第1電機子磁極に対して1/2の回転角度だけ、逆方向に回転していることが分かる。この結果は、前述した式(40)において、ωER2=0とすることによって、−ωER1=ωMFR/2が得られることと合致する。
FIG. 13B shows a state in which the first armature magnetic pole has been rotated by an electrical angle of 2π from the state of FIG. 11A, and is clear from a comparison between FIG. 13B and FIG. Thus, it can be seen that the
また、図14および図15は、第1電機子磁極、コア15aおよび永久磁石14aの数を、値16、値18および値20にそれぞれ設定し、第1ロータ14を回転不能に保持するとともに、第1ステータ13への電力の供給により第2ロータ15から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図14は、第2ロータ電気角θER2が値0〜2πまで変化する間におけるU相〜W相逆起電圧Vcu〜Vcwの推移の一例を示している。
14 and 15 set the numbers of the first armature magnetic poles, the
この場合、第1ロータ14が回転不能に保持されていることと、第1電機子磁極および第1磁石磁極の極対数がそれぞれ値8および値10であることと、前述した式(25)から、第1磁界電気角速度ωMFR、第1および第2ロータ電気角速度ωER1,ωER2の間の関係は、ωMFR=2.25・ωER2で表される。図14に示すように、第2ロータ電気角θER2が値0〜2πまで変化する間に、U相〜W相逆起電圧Vcu〜Vcwは、ほぼ2.25周期分、発生している。また、図14は、第2ロータ15から見たU相〜W相逆起電圧Vcu〜Vcwの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第2ロータ電気角θER2を横軸として、W相逆起電圧Vcw、V相逆起電圧VcvおよびU相逆起電圧Vcuの順に並んでおり、このことは、第2ロータ15が磁界回転方向に回転していることを表す。以上のような図14に示すシミュレーション結果は、上述した式(25)に基づくωMFR=2.25・ωER2の関係と合致する。
In this case, the
さらに、図15は、第1駆動用等価トルクTSE1、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の推移の一例を示している。この場合、第1電機子磁極および第1磁石磁極の極対数がそれぞれ値8および値10であることと、前述した式(32)から、第1駆動用等価トルクTSE1、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の間の関係は、TSE1=TR1/1.25=−TR2/2.25で表される。図15に示すように、第1駆動用等価トルクTSE1は、ほぼ−TREFに、第1ロータ伝達トルクTR1は、ほぼ1.25・(−TREF)に、第2ロータ伝達トルクTR2は、ほぼ2.25・TREFになっている。このTREFは所定のトルク値(例えば200Nm)である。このような図15に示すシミュレーション結果は、上述した式(32)に基づくTSE1=TR1/1.25=−TR2/2.25の関係と合致する。
Further, FIG. 15 shows an example of transitions of the first driving equivalent torque TSE1, the first and second rotor transmission torques TR1 and TR2. In this case, the number of pole pairs of the first armature magnetic pole and the first magnet magnetic pole is the
また、図16および図17は、第1電機子磁極、コア15aおよび永久磁石14aの数を図14および図15の場合と同様に設定し、第1ロータ14に代えて第2ロータ15を回転不能に保持するとともに、第1ステータ13への電力の供給により第1ロータ14から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図16は、第1ロータ電気角θER1が値0〜2πまで変化する間におけるU相〜W相逆起電圧Vcu〜Vcwの推移の一例を示している。
16 and 17 set the number of first armature magnetic poles,
この場合、第2ロータ15が回転不能に保持されていることと、第1電機子磁極および第1磁石磁極の極対数がそれぞれ値8および値10であることと、前述した式(25)から、第1磁界電気角速度ωMFR、第1および第2ロータ電気角速度ωER1,ωER2の間の関係は、ωMFR=−1.25・ωER1で表される。図16に示すように、第1ロータ電気角θER1が値0〜2πまで変化する間に、U相〜W相逆起電圧Vcu〜Vcwは、ほぼ1.25周期分、発生している。また、図16は、第1ロータ14から見たU相〜W相逆起電圧Vcu〜Vcwの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第1ロータ電気角θER1を横軸として、U相逆起電圧Vcu、V相逆起電圧VcvおよびW相逆起電圧Vcwの順に並んでおり、このことは、第1ロータ14が磁界回転方向と逆方向に回転していることを表す。以上のような図16に示すシミュレーション結果は、上述した式(25)に基づくωMFR=−1.25・ωER1の関係と合致する。
In this case, the
さらに、図17は、第1駆動用等価トルクTSE1、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の推移の一例を示している。この場合にも、図15の場合と同様、式(32)から、第1駆動用等価トルクTSE1、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の間の関係は、TSE1=TR1/1.25=−TR2/2.25で表される。図17に示すように、第1駆動用等価トルクTSE1は、ほぼTREFに、第1ロータ伝達トルクTR1は、ほぼ1.25・TREFに、第2ロータ伝達トルクTR2は、ほぼ−2.25・TREFになっている。このような図17に示すシミュレーション結果は、上述した式(32)に基づくTSE1=TR1/1.25=−TR2/2.25の関係と合致する。 Further, FIG. 17 shows an example of transition of the first driving equivalent torque TSE1, the first and second rotor transmission torques TR1 and TR2. Also in this case, as in the case of FIG. 15, from the equation (32), the relationship between the first driving equivalent torque TSE1 and the first and second rotor transmission torques TR1 and TR2 is TSE1 = TR1 / 1.25. = −TR2 / 2.25 As shown in FIG. 17, the first driving equivalent torque TSE1 is approximately TREF, the first rotor transmission torque TR1 is approximately 1.25 · TREF, and the second rotor transmission torque TR2 is approximately −2.25 ·. It is TREF. Such a simulation result shown in FIG. 17 agrees with the relationship of TSE1 = TR1 / 1.25 = −TR2 / 2.25 based on the above equation (32).
以上のように、第1回転機11では、第1ステータ13への電力供給により第1回転磁界を発生させると、前述した第1磁石磁極とコア15aと第1電機子磁極を結ぶような磁力線MLが発生し、この磁力線MLによる磁力の作用によって、第1ステータ13に供給された電力は動力に変換され、その動力が、第1ロータ14や第2ロータ15から出力される。この場合、第1磁界電気角速度ωMFR、第1および第2ロータ電気角速度ωER1,ωER2の間に、前述した式(40)に示す関係が成立するとともに、第1駆動用等価トルクTSE1、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の間に、前述した式(41)に示す関係が成立する。
As described above, in the first rotating
このため、第1ステータ13に電力を供給していない状態で、第1および第2ロータ14,15の少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方を第1ステータ13に対して回転させると、第1ステータ13において、発電が行われるとともに、第1回転磁界が発生し、この場合にも、第1磁石磁極と軟磁性体と第1電機子磁極を結ぶような磁力線MLが発生するとともに、この磁力線MLによる磁力の作用によって、式(40)に示す電気角速度の関係と式(41)に示すトルクの関係が成立する。
For this reason, when power is not supplied to the
すなわち、発電した電力および第1磁界電気角速度ωMFRと等価のトルクを第1発電用等価トルクTGE1とすると、この第1発電用等価トルクTGE1、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の間にも、式(41)に示す関係が成立する。以上から明らかなように、第1回転機11は、遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機とを組み合わせた装置と同じ機能を有する。
That is, assuming that the generated power and the torque equivalent to the first magnetic field electric angular velocity ωMFR are the first power generation equivalent torque TGE1, the first power generation equivalent torque TGE1, the first and second rotor transmission torques TR1, TR2 In addition, the relationship shown in the equation (41) is established. As is apparent from the above, the first rotating
また、ECU2は、第1PDU41およびVCU43を制御することによって、第1ステータ13に供給される電流、第1ステータ13で発電される電流、および第1回転磁界の回転数(以下「第1磁界回転数」という)NMF1を制御する。
Further, the
また、図1に示すように、前述した第2回転機21は、一般的なブラシレスDCモータであり、不動のステータ22と、回転自在のロータ23を有している。ステータ22は、3相コイルなどで構成されており、ケースCAに固定されている。また、図3に示すように、ステータ22は、第2パワードライブユニット(以下「第2PDU」という)42および前述したVCU43を介して、メインバッテリ44に電気的に接続されている。さらに、ロータ23は、複数の磁石などで構成されており、ステータ22に対向するように配置されている。
As shown in FIG. 1, the second
上記の第2PDU42(制御装置)は、前述した第1PDU41と同様、インバータなどの電気回路で構成されており、メインバッテリ44から供給された直流電力を3相交流電力に変換した状態で、ステータ22に出力する。また、第2PDU42は、第1PDU41に電気的に接続されており、それにより、第1回転機11の第1ステータ13および第2回転機21のステータ22は、第1および第2PDU41,42を介して、互いに電気的に接続されている。さらに、第2PDU42は、ECU2に電気的に接続されている(図2参照)。また、VCU43は、メインバッテリ44からの電力を昇圧した状態で、第2PDU42に出力するとともに、第2PDU42からの電力を降圧した状態で、メインバッテリ44に出力する。
Similar to the
以上の構成の第2回転機21では、メインバッテリ44からVCU43および第2PDU42を介してステータ22に電力が供給されると、供給された電力は動力に変換され、ロータ23から出力される。また、ステータ22への電力の非供給時、ロータ23に動力が入力されることによりロータ23がステータ22に対して回転すると、ロータ23に入力された動力が、ステータ22において電力に変換され(発電)、ステータ22から出力される。ECU2は、第2PDU42およびVCU43を制御することによって、ステータ22に供給される電流、ステータ22で発電される電流、およびロータ23の回転数(以下「第2回転機回転数」という)NM2を制御する。
In the second
また、ロータ23は、前述した第2回転軸5に一体に設けられており、それにより、ロータ23は、第1回転機11の第1ロータ14に同軸状に直結されている。さらに、第2回転軸5には、ギヤG1が一体に設けられている。
Further, the
また、前述した差動装置DGは、動力を左右の駆動輪DW,DWに分配するためのものであり、歯数が互いに等しい左右のサイドギヤDS,DSと、両ギヤDS,DSに噛み合う複数のピニオンギヤDPと、これらのピニオンギヤDPを回転自在に支持するデフケースDCを有している。左右のサイドギヤDS,DSはそれぞれ、左右の車軸6,6を介して、左右の駆動輪DW,DWに連結されている。
The differential device DG described above is for distributing power to the left and right drive wheels DW, DW, and a plurality of left and right side gears DS, DS having the same number of teeth and a plurality of gears meshing with both gears DS, DS. It has a pinion gear DP and a differential case DC that rotatably supports these pinion gears DP. The left and right side gears DS, DS are connected to the left and right drive wheels DW, DW via left and
以上の構成の差動装置DSでは、デフケースDCに伝達された動力は、ピニオンギヤDPを介して、左右のサイドギヤDS,DSに分配され、さらに、左右の車軸6,6を介して、左右の駆動輪DW,DWに分配される。また、デフケースDCには、ギヤG2が一体に設けられており、このギヤG2は、中間ギヤG3を介して、上述したギヤG1に噛み合っている。
In the differential device DS configured as described above, the power transmitted to the differential case DC is distributed to the left and right side gears DS and DS via the pinion gear DP, and further, the left and right drive via the left and
また、車両には、エアコンディショナの冷媒を圧縮するためのコンプレッサ51(補機)が搭載されている。このコンプレッサ51は、入力軸52を有しており、入力軸52に動力が伝達されることによって、駆動される。また、入力軸52には、クラッチCLを介して、第2プーリPU2が直結されており、この第2プーリPU2と、前述した第1回転軸4に設けられた第1プーリPU1には、ベルトBEが巻き掛けられている。このクラッチCLは、電磁クラッチであり、ECU2の制御により、締結・解放されることによって、入力軸52と第2プーリPU2の間を接続・遮断する。
The vehicle is also equipped with a compressor 51 (auxiliary machine) for compressing the refrigerant of the air conditioner. The
以上のように、動力装置1では、第1回転機11の第2ロータ15が、クランク軸3aに機械的に連結されている。また、コンプレッサ51が、クラッチCLを介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。さらに、第1回転機11の第1ロータ14および第2回転機21のロータ23が、互いに機械的に連結されるとともに、ギヤG1、ギヤG3、差動装置DG、および車軸6,6を介して、駆動輪DW,DWに機械的に連結されている。
As described above, in the
また、図18に示すように、エンジン3は、リフト切換機構90、蒸発燃料処理装置91およびPCV装置92を備えている。このリフト切換機構90(充填効率変更機構)は、本出願人が特開2000−227013号公報などで既に提案したものと同様に構成されているので、その詳細な説明はここでは省略するが、図示しない吸気弁の最大揚程(以下「リフト」という)およびバルブタイミングを2段階に変更するものであり、吸気カムシャフトに一体に設けられた低速カムおよび高速カム(いずれも図示せず)と、吸気ロッカアームシャフトに回動自在に取り付けられた低速ロッカアームおよび高速ロッカアーム(いずれも図示せず)と、ECU2に接続されたリフト制御弁90a(図2参照)などを備えている。
Further, as shown in FIG. 18, the
このリフト切換機構90では、ECU2によってリフト制御弁90aが制御されるのに伴い、リフト切換機構90の動作モードが低リフトモードまたは高リフトモードに切り換えられる。この低リフトモードでは、吸気カムシャフトの回転中、吸気弁は、低速ロッカアームのみによって開閉駆動されることにより、所定のリフトでかつ所定のバルブタイミングで開閉する。一方、高リフトモードでは、吸気カムシャフトの回転中、吸気弁は、高速カムのみによって駆動されることで、低リフトモードと比べて、より高いリフトでかつより長いバルブタイミングで開閉し、それにより、空気がより高い充填効率で気筒内に吸入される。
In the
また、前述した蒸発燃料処理装置91は、燃料タンク91dで発生した蒸発燃料が大気側に放出されるのを防止するためのものであり、キャニスタ91a、パージ通路91bおよびパージ制御弁91cなどを備えている。キャニスタ91a(燃料吸着部)は、蒸発燃料中の燃料成分を一時的に吸着するものであり、パージ通路91bを介して、エンジン3の吸気通路3d(吸気系)のスロットル弁3eよりも下流側の部分に接続されている。また、パージ制御弁91cは、パージ通路91bを開閉するものであり、ECU2に電気的に接続されている。
The above-described evaporated
この蒸発燃料処理装置91では、蒸発燃料中の燃料成分は、キャニスタ91aに一時的に吸着されるとともに、エンジン3の運転中、ECU2によってパージ制御弁91cが開弁状態に制御されたときに、吸気通路3d内の負圧によってキャニスタ91aから脱離し、パージ通路91bを介して吸気通路3d内に送り込まれる。なお、以下の説明では、エンジン運転中、パージ制御弁91cが開弁することによって、キャニスタ91a内の燃料成分が吸気通路3d内に送り込まれることを「パージ動作」という。また、エンジン運転中、パージ動作を行うために、パージ制御弁91cを制御することを「パージ制御」といい、その処理を「パージ制御処理」という。
In the evaporated
一方、前述したPCV装置92は、エンジン3の図示しないクランクケース内に溜まったブローバイガスを吸気通路3dに還流させるためのものであり、新気導入路92aおよびガス排出路92bなどを備えている。この新気導入路92aは、一端部が吸気通路3dのスロットル弁3eよりも上流側に接続され、他端部がクランクケースに連通するブリーザ通路(図示せず)に接続されている。また、ガス排出路92bは、一端部が吸気通路3dのスロットル弁3eよりも下流側に接続され、他端部がブリーザ通路に接続されている。
On the other hand, the
以上の構成により、このPCV装置92では、エンジン3の運転中、吸気通路3d内の新気が新気導入路92aおよびブリーザ通路を介して、クランクケース内に導入されるとともに、クランクケース内のブローバイガスがブリーザ通路およびガス排出路92bを介して吸気通路3dに還流される。なお、以下の説明では、PCV装置92によって、ブローバイガスが吸気通路3dに還流されることを、「PCV動作」という。
With the above configuration, in the
さらに、エンジン3は、冷却用ウォータポンプ93、オイルポンプ94およびヒータ用ウォータポンプ95を備えている。なお、本実施形態では、これらのポンプ93〜95が補機に相当する。この冷却用ウォータポンプ93は、2つの回転機11,21、2つのPDU41,42およびVCU43を冷却するためのものであり、冷却用WPクラッチ93a(図2参照)を介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。
Further, the
この冷却用WPクラッチ93aは、ECU2に電気的に接続されており、ECU2によって、締結・解放されることで、冷却用ウォータポンプ93とクランク軸3aの間を接続・遮断する。後述するように、冷却用WPクラッチ93aがECU2によって締結されると、エンジン運転中、冷却用ウォータポンプ93がエンジン3の動力によって駆動されることで、図示しない冷却回路内の冷却水を循環させる。その結果、上記の機器が冷却される。
The cooling WP clutch 93 a is electrically connected to the
また、オイルポンプ94は、クランク軸3aに機械的に連結されており、エンジン運転中、エンジン3の動力によって駆動されることで、図示しないオイルパン内のオイルを、潤滑油および作動油として、潤滑系および油圧駆動系にそれぞれ供給する。
The
さらに、ヒータ用ウォータポンプ95は、エアコンディショナによる暖房を実行するためのものであり、ヒータ用WPクラッチ95a(図2参照)を介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。このヒータ用WPクラッチ95aは、ECU2に電気的に接続されており、ECU2によって、締結・解放されることで、ヒータ用ウォータポンプ95とクランク軸3aの間を接続・遮断する。後述するように、車両内をエアコンディショナによって暖房する必要がある場合、ヒータ用WPクラッチ95aがECU2によって締結され、それにより、エンジン運転中、ヒータ用ウォータポンプ95がエンジン3の動力によって駆動されることで、図示しないヒータ回路内の熱交換水を循環させる。その結果、エアコンディショナによる暖房が実行される。
Furthermore, the
一方、エンジン3の排気通路3fには、触媒装置3gが設けられており、この触媒装置3gによって、排気通路3f内を流れる排ガスが浄化される。
On the other hand, a
また、図2に示すように、ECU2には、クランク角センサ61および第1回転角センサ62が接続されている。このクランク角センサ61(機関回転数検出手段)は、クランク軸3aの回転角度位置を検出するとともに、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、クランク角センサ61の検出信号に基づいて、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、前述したように第2ロータ15がクランク軸3aに直結されているので、ECU2は、クランク角センサ61の検出信号に基づいて、ステータ13に対する第2ロータ15の回転角度位置を算出するとともに、第2ロータ15の回転数(以下「第2ロータ回転数」という)NR2を算出する。
As shown in FIG. 2, a
また、上述した第1回転角センサ62は、ステータ13に対する第1ロータ14の回転角度位置を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、第1回転角センサ62の検出信号に基づいて、第1ロータ14の回転数(以下「第1ロータ回転数」という)NR1を算出する。また、前述したように第1ロータ14およびロータ23が互いに直結されているので、ECU2は、第1回転角センサ62の検出信号に基づいて、ステータ22に対するロータ23の回転角度位置を算出するとともに、第2回転機回転数NM2(ロータ23の回転数)を算出する。
Further, the first
さらに、図2に示すように、ECU2には、回転数センサ63、電流電圧センサ64、アクセル開度センサ65、ブレーキ開度センサ66、水温センサ67、LAFセンサ68、LAF温センサ69、油温センサ70および触媒温センサ71が電気的に接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
回転数センサ63は、駆動輪DW,DWの回転数(以下「駆動輪回転数」という)NDWを表す検出信号をECU2に出力し、電流電圧センサ64は、メインバッテリ44に入出力される電流・電圧値を表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、この電流電圧センサ64の検出信号に基づき、メインバッテリ44における電力の蓄積量すなわち充電残量SOCを算出する。
The
また、アクセル開度センサ65は、車両のアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号をECU2に出力し、ブレーキ開度センサ66は、車両のブレーキペダル(図示せず)の操作量(以下「ブレーキ開度」という)BPを表す検出信号を出力する。
The
さらに、水温センサ67は、エンジン3のシリンダブロック(図示せず)内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温TWを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。一方、LAFセンサ68は、排気通路3fの触媒装置3gよりも上流側に設けられており(図18参照)、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排気管の排気通路内を流れる排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、それを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the
また、LAF温センサ69は、LAFセンサ68に内蔵されており、LAFセンサ68の温度(以下「LAF温」という)TLAFを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。さらに、油温センサ70は、エンジン3の潤滑油の温度である油温Toilを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。これに加えて、触媒温センサ71は、排気通路3fの触媒装置3gの近傍に設けられており(図18参照)、触媒装置3gの温度(以下「触媒温」という)Tcatを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
The
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ61〜71の検出信号に基づいて、以下に述べるように、エンジン始動制御処理などの各種の制御処理を実行する。その結果、エンジン3、第1および第2回転機11,21が制御されることによって、車両は、EV走行モードやHV走行モードなどの走行モードで運転される。このEV走行モードは、エンジン3を停止した状態で、2つの回転機11,21を制御しながら、車両を走行させるモードであり、HV走行モードは、エンジン3を運転した状態で、第1および第2回転機11,21を制御しながら、車両を走行させるモードである。
The
なお、本実施形態では、ECU2が、制御装置、パージ条件判定手段、還流条件判定手段、活性化条件判定手段、補機駆動条件判定手段、始動条件判定手段、機関回転数検出手段、機関温度パラメータ検出手段、および所定回転数設定手段に相当する。
In the present embodiment, the
以下、図19を参照しながら、ECU2によって実行されるエンジン始動制御処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、第1回転機11、第2回転機21およびスタータ31の動作を制御することによって、エンジン3を始動するものであり、所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
Hereinafter, the engine start control process executed by the
まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、エンジン始動判定処理を実行する。この処理は、エンジン3の始動条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図20に示すように実行される。同図に示すように、まず、ステップ10で、パージ判定処理を実行する。
First, in step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), engine start determination processing is executed. This process determines whether or not the
このパージ判定処理は、前述したパージ制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図21に示すように実行される。すなわち、まず、ステップ30で、破過余裕度Bcanを算出する。この破過余裕度Bcanは、キャニスタ91aにおける、蒸発燃料を吸着可能な余裕度合を表すものであり、具体的には、車両の走行停止時間およびエンジン3の温度履歴などに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
This purge determination process determines whether or not the above-described purge control process execution condition is satisfied, and is specifically executed as shown in FIG. That is, first, at
次に、ステップ31に進み、破過余裕度Bcanが所定値Bcan1以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、キャニスタ91aにおける、蒸発燃料を吸着可能な余裕度合が小さい状態にあり、パージ制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ35に進み、パージ制御フラグF_PURGEを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 31, where it is determined whether or not the breakthrough margin Bcan is equal to or less than a predetermined value Bcan1. When the determination result is YES, it is determined that the degree of allowance for adsorbing the evaporated fuel in the
一方、ステップ31の判別結果がNOのときには、ステップ32に進み、パージ深度Pdepを算出する。このパージ深度Pdepは、上記破過余裕度Bcanと同様に、キャニスタ91aにおいて、蒸発燃料を吸着可能な余裕度合を表すものであり、具体的には、車両のEV走行時間の積算値および車両走行中のエンジン運転時間の積算値などに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
On the other hand, when the determination result of
次いで、ステップ33に進み、パージ深度Pdepが所定値Pdep1以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、パージ制御処理の実行条件が成立したと判定して、前述したように、ステップ35を実行した後、本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 33, where it is determined whether or not the purge depth Pdep is equal to or smaller than a predetermined value Pdep1. When the determination result is YES, it is determined that the execution condition of the purge control process is satisfied, and as described above, after executing step 35, the present process is terminated.
一方、ステップ33の判別結果がNOのとき、すなわち、Bcan>Bcan1,Pdep>Pdep1がいずれも成立しているときには、パージ制御処理の実行条件が成立していないと判定して、それを表すために、ステップ34に進み、パージ制御フラグF_PURGEを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
図20に戻り、ステップ10で、パージ判定処理を以上のように実行した後、ステップ11に進み、パージ制御フラグF_PURGEが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、パージ制御処理の実行条件が成立しているときには、エンジン3を始動すべきであると判定して、それを表すために、ステップ18に進み、エンジン始動フラグF_ENGSTRTを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
Referring back to FIG. 20, after performing the purge determination process as described above in
一方、ステップ11の判別結果がNOのときには、ステップ12に進み、PCV判定処理を実行する。このPCV判定処理は、前述したPCV動作の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図22に示すように実行される。
On the other hand, when the determination result of
すなわち、まず、ステップ40で、ブリージング率Rbrを算出する。このブリージング率Rbrは、エンジン3におけるPCV動作の実行割合を表すものであり、具体的には、所定期間(例えば1週間)毎の、エンジン3の運転頻度およびエンジン3の運転時間の積算値などに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
That is, first, in
次に、ステップ41に進み、ブリージング率Rbrが所定値Rbr1以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、PCV動作の必要性が高く、PCV動作の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ45に進み、PCV動作フラグF_PCVを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 41, where it is determined whether or not the breathing rate Rbr is equal to or less than a predetermined value Rbr1. When the determination result is YES, it is determined that the necessity of the PCV operation is high and the execution condition of the PCV operation is satisfied, and in order to express it, the process proceeds to step 45 and the PCV operation flag F_PCV is set to “1”. To do. Thereafter, this process is terminated.
一方、ステップ41の判別結果がNOのときには、ステップ42に進み、ガスリーク量Vleを算出する。このガスリーク量Vleは、クランクケース内への燃焼ガスのリーク量を表すものであり、具体的には、エンジン運転中の負荷率、油温Toilおよびその履歴に応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
On the other hand, when the determination result of
次いで、ステップ43に進み、ガスリーク量Vleが所定値Vle1以上であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、PCV動作の実行条件が成立したと判定して、前述したように、ステップ45を実行した後、本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 43, where it is determined whether or not the gas leak amount Vle is greater than or equal to a predetermined value Vle1. When the determination result is YES, it is determined that the execution condition of the PCV operation is satisfied, and as described above, after executing
一方、ステップ43の判別結果がNOのとき、すなわち、Rbr>Rbr1,Vle<Vle1がいずれも成立しているときには、PCV動作の実行条件が成立していないと判定して、それを表すために、ステップ44に進み、PCV動作フラグF_PCVを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
図20に戻り、ステップ12で、PCV判定処理を以上のように実行した後、ステップ13に進み、PCV動作フラグF_PCVが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、PCV動作の実行条件が成立しているときには、前述したように、ステップ18を実行した後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 20, in
一方、ステップ13の判別結果がNOのときには、ステップ14に進み、触媒暖機判定処理を実行する。この触媒暖機判定処理は、図示しない触媒装置を暖機するために、排ガスを触媒装置に供給する制御処理、すなわち触媒暖機制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図23に示すように実行される。
On the other hand, when the determination result of
すなわち、まず、ステップ50で、排気積算量Vexを算出する。この排気積算量Vexは、EV走行中、停止中のエンジン3から触媒装置3g側に排出されたガスの積算量であり、具体的には、EV走行時間の積算値およびエンジン回転数NEに応じて算出される。
That is, first, at
次に、ステップ51に進み、排気積算量Vexが所定値Vex1以上であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、触媒装置3gの温度が活性化温度よりも低下しており、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ55に進み、触媒暖機制御フラグF_FIREを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 51, where it is determined whether or not the exhaust integrated amount Vex is equal to or greater than a predetermined value Vex1. When the determination result is YES, it is determined that the temperature of the
一方、ステップ51の判別結果がNOのときには、ステップ52に進み、LAF温TLAFが所定値TLAF1以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したと判定して、上述したように、ステップ55を実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ52の判別結果がNOのときには、ステップ53に進み、触媒温Tcatが所定値Tcat1以下である否かを判別する。この判別結果がYESのときには、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したと判定して、上述したように、ステップ55を実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ53の判別結果がNOのとき、すなわち、Vex<Vex1,TLAF>TLAF1,Tcat>Tcat1がいずれも成立しているときには、触媒暖機制御処理の実行条件が成立していないと判定して、それを表すために、ステップ54に進み、触媒暖機制御フラグF_FIREを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
図20に戻り、ステップ14で、触媒暖機判定処理を以上のように実行した後、ステップ15に進み、触媒暖機制御フラグF_FIREが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、触媒暖機制御処理の実行条件が成立しているときには、前述したように、ステップ18を実行した後、本処理を終了する。
Referring back to FIG. 20, after performing the catalyst warm-up determination process in
一方、ステップ15の判別結果がNOのときには、ステップ16に進み、補機判定処理を実行する。この補機判定処理は、コンプレッサ51や前述した3つのポンプ93〜95などの補機をエンジン3の動力によって駆動する制御処理、すなわち補機制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図24に示すように実行される。
On the other hand, when the determination result of
すなわち、まず、ステップ60で、エアコン駆動要求フラグF_ACONが「1」であるか否かを判別する。このエアコン駆動要求フラグF_ACONは、エアコンディショナの駆動が要求されているか否かを表すものであり、図示しない判定処理において、エアコンディショナの駆動が要求されていると判定されたときには「1」に、それ以外のときには「0」にそれぞれ設定される。
That is, first, in
ステップ60の判別結果がYESで、エアコンディショナの駆動が要求されているときには、補機制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ65に進み、補機制御フラグF_ACCSを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
When the determination result in
一方、ステップ60の判別結果がNOのときには、ステップ61に進み、冷却用ポンプ駆動要求フラグF_CLWPONが「1」であるか否かを判別する。この冷却用ポンプ駆動要求フラグF_CLWPONは、冷却用ウォータポンプ93の駆動が要求されているか否かを表すものであり、図示しない判定処理において、冷却用ウォータポンプ93の駆動が要求されていると判定されたときには「1」に、それ以外のときには「0」にそれぞれ設定される。
On the other hand, when the determination result of
このステップ61の判別結果がYESで、冷却用ウォータポンプ93の駆動が要求されているときには、補機制御処理の実行条件が成立したと判定して、前述したように、ステップ65を実行した後、本処理を終了する。
When the determination result in
一方、ステップ61の判別結果がNOのときには、ステップ62に進み、オイルポンプ駆動要求フラグF_OPONが「1」であるか否かを判別する。このオイルポンプ駆動要求フラグF_OPONは、オイルポンプ94の駆動が要求されているか否かを表すものであり、図示しない判定処理において、オイルポンプ94の駆動が要求されていると判定されたときには「1」に、それ以外のときには「0」にそれぞれ設定される。
On the other hand, when the determination result of
このステップ62の判別結果がYESで、オイルポンプ94の駆動が要求されているときには、補機制御処理の実行条件が成立したと判定して、前述したように、ステップ65を実行した後、本処理を終了する。
When the determination result in
一方、ステップ62の判別結果がNOのときには、ステップ63に進み、ヒータ用ポンプ駆動要求フラグF_HTWPONが「1」であるか否かを判別する。このヒータ用ポンプ駆動要求フラグF_HTWPONは、ヒータ用ウォータポンプ95の駆動が要求されているか否かを表すものであり、図示しない判定処理において、ヒータ用ウォータポンプ95の駆動が要求されていると判定されたときには「1」に、それ以外のときには「0」にそれぞれ設定される。
On the other hand, when the determination result of
このステップ63の判別結果がYESで、ヒータ用ウォータポンプ95の駆動が要求されているときには、補機制御処理の実行条件が成立したと判定して、前述したように、ステップ65を実行した後、本処理を終了する。
When the determination result of
一方、ステップ63の判別結果がNOのとき、すなわち補機制御処理の実行条件が不成立であるときには、それを表すために、ステップ64に進み、補機制御フラグF_ACCSを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
図20に戻り、ステップ16で、補機判定処理を以上のように実行した後、ステップ17に進み、補機制御フラグF_ACCSが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、補機制御処理の実行条件が成立しているときには、前述したように、ステップ18を実行した後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 20, in
一方、ステップ17の判別結果がNOのときには、エンジン3の始動条件が不成立であると判定して、それを表すために、ステップ19に進み、エンジン始動フラグF_ENGSTRTを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。なお、このエンジン始動フラグF_ENGSTRTは、図示しない判定処理において、エンジン3のクランキングが終了し、エンジン3がアイドル運転状態になったタイミングで「0」にリセットされる。
On the other hand, when the determination result in
図19に戻り、ステップ1のエンジン始動判定処理を以上のように実行した後、ステップ2に進み、充電残量判定処理を実行する。この充電残量判定処理では、メインバッテリ44の充電残量SOCが、メインバッテリ44から2つの回転機11,21への電力供給によってエンジン3を始動可能な状態にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、残量条件成立フラグF_SOCOKの値が設定される。具体的には、残量条件成立フラグF_SOCOKは、充電残量SOCが2つの回転機11,21によるエンジン始動を実行可能な状態にあるときには「1」に、それ以外のときには「0」にそれぞれ設定される。
Returning to FIG. 19, the engine start determination process in
次に、ステップ3に進み、温度判定処理を実行する。この温度判定処理では、油温Toil、2つの回転機11,21の温度およびメインバッテリ44の温度が、2つの回転機11,21によってエンジン3を始動するのに適した状態にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、温度条件成立フラグF_TEMPOKの値が設定される。具体的には、温度条件成立フラグF_TEMPOKは、上記各種の温度がいずれも2つの回転機11,21によってエンジン3を始動するのに適した状態にあるときには「1」に、それ以外のときには「0」にそれぞれ設定される。
Next, it progresses to step 3 and performs a temperature determination process. In this temperature determination processing, whether or not the oil temperature Toil, the temperatures of the two
次いで、ステップ4に進み、前述したエンジン始動フラグF_ENGSTRTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、エンジン始動条件が不成立であるときには、そのまま本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 4 where it is determined whether or not the engine start flag F_ENGSTRT described above is “1”. If the determination result is NO and the engine start condition is not established, the present process is terminated as it is.
一方、このステップ4の判別結果がYESで、エンジン始動条件が成立しているときには、ステップ5に進み、前述した残量条件成立フラグF_SOCOKが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、充電残量SOCが2つの回転機11,21によるエンジン始動を実行可能な状態にあるときには、ステップ6に進み、前述した温度条件成立フラグF_TEMPOKが「1」であるか否かを判別する。
On the other hand, if the determination result in step 4 is YES and the engine start condition is satisfied, the process proceeds to step 5 to determine whether or not the above-mentioned remaining amount condition satisfaction flag F_SOCK is “1”. When the determination result is YES and the remaining charge SOC is in a state where the engine can be started by the two
この判別結果がYESで、前述した各種の温度がいずれも2つの回転機11,21によってエンジン3を始動するのに適した状態にあるときには、2つの回転機11,21によってエンジン3を始動すべきであると判定して、ステップ7に進み、第1始動モード制御処理を実行する。この第1始動モード制御処理は、以下に述べるように、第1回転機11および第2回転機21などを制御することによって、エンジン3を始動するものであり、具体的には、図25に示すように実行される。
When the determination result is YES and the various temperatures described above are in a state suitable for starting the
同図に示すように、まず、ステップ70で、クラッチCLを解放する。それにより、コンプレッサ51の入力軸52と第2プーリPU2の間が遮断される。
As shown in the figure, first, at
次に、ステップ71に進み、第1回転機11の制御処理を実行する。この制御処理は、メインバッテリ44から第1ステータ13に電力を供給し、第1回転磁界を正転させるとともに、第1ステータ13に供給される電流を制御するものであり、具体的には、以下のように実行される。
Next, it progresses to step 71 and the control processing of the 1st
すなわち、まず、エンジン回転数NEが所定の始動時用回転数NESTになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第2ロータ伝達トルクTR2の目標値TR2OBJを算出する。この始動時用回転数NESTは、エンジン3を始動可能な所定の回転数(例えば500〜700rpmの範囲内の値)に設定されている。
That is, first, the target value TR2OBJ of the second rotor transmission torque TR2 is calculated by a predetermined feedback control algorithm so that the engine speed NE becomes the predetermined start speed NEST. This starting speed NEST is set to a predetermined speed at which the
次いで、第2ロータ伝達トルクTR2が算出された目標値TR2OBJになるように、第1ステータ13に供給される電流を制御する。以上により、第1駆動用等価トルクTSE1が発生するとともに、発生した第1駆動用等価トルクTSE1は、第2ロータ15およびクランク軸3aを正転させるように作用し、第2ロータ伝達トルクTR2が目標値TR2OBJになるように制御される。
Next, the current supplied to the
ステップ71に続くステップ72で、第2回転機21の制御処理を実行する。具体的には、まず、第2回転機21の出力トルクの目標値TM2OBJを、下式(42)によって算出する。次いで、メインバッテリ44からステータ22に電力を供給するとともに、目標値TM2OBJに相当するトルクがロータ23に対して正転方向に作用するように、ステータ22への供給電流を制御する。
TM2OBJ=α・TR2OBJ/(1+α) ……(42)
In
TM2OBJ = α ・ TR2OBJ / (1 + α) (42)
次に、ステップ73に進み、エンジン3の始動処理を実行する。具体的には、エンジン3の燃料噴射弁3bおよび点火プラグ3cの動作を制御することによって、停止状態のエンジン3を始動する。その後、本処理を終了する。
Next, it progresses to step 73 and the starting process of the
図19に戻り、ステップ7で、第1始動モード制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 19, after the first start mode control process is executed as described above in
一方、前述したステップ5,6のいずれかの判別結果がNOのとき、すなわち充電残量SOCが2つの回転機11,21によるエンジン始動を実行可能な状態にないか、または前述した各種の温度のいずれかがエンジン始動に適した状態にないときには、ステップ8に進み、第2始動モード制御処理を実行する。この第2始動モード制御処理は、第1回転機11を制御することなく、スタータ31および第2回転機21を制御することによって、エンジン3を始動するものであり、具体的には、図26に示すように実行される。
On the other hand, when the determination result in any of the above-described
同図に示すように、まず、ステップ80で、前述したステップ70と同様に、クラッチCLを解放する。それにより、コンプレッサ51の入力軸52と第2プーリPU2の間が遮断される。
As shown in the figure, first, in step 80, the clutch CL is released as in
次に、ステップ81に進み、補助バッテリ33からスタータ31に電力を供給することによって、スタータ31を作動させる。それにより、クランク軸3aが駆動され、正転する。
Next, the process proceeds to step 81 where the
次いで、ステップ82に進み、第2回転機の制御処理を実行する。この制御処理では、まず、算出された駆動輪回転数NDWが値0になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第2力行トルクTM2の目標値TM2OBJを算出する。次いで、目標値TM2OBJに相当するトルクがロータ23に作用するように、ステータ22に供給される電流を制御する。
Next, the process proceeds to step 82, and the control process for the second rotating machine is executed. In this control process, first, a target value TM2OBJ of the second power running torque TM2 is calculated by a predetermined feedback control algorithm so that the calculated driving wheel rotational speed NDW becomes a value of zero. Next, the current supplied to the
ステップ82に続くステップ83で、前述したステップ73と同様に、エンジン3の始動処理を実行する。すなわち、エンジン3の燃料噴射弁3bおよび点火プラグ3cの動作を制御することによって、停止状態のエンジン3を始動する。その後、本処理を終了する。
In
図19に戻り、ステップ8で、第2始動モード制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 19, in
次に、図27を参照しながら、前述した第1始動モード制御処理の動作例について説明する。同図は、車両が停車中の場合の動作例を示している。この動力装置1の場合、前述した各種の回転要素間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数NEおよび第2ロータ回転数NR2は、互いに等しく、第1ロータ回転数NR1および第2回転機回転数NM2は、互いに等しい。また、ギヤG1や差動装置DGによる変速を無視すれば、第1ロータ回転数NR1および第2回転機回転数NM2は、駆動輪回転数NDWと等しい。さらに、第1磁界回転数NMF1、第1および第2ロータ回転数NR1,NR2は、前述した式(40)で表されるような所定の共線関係にある。
Next, an operation example of the first start mode control process described above will be described with reference to FIG. The figure shows an operation example when the vehicle is stopped. In the case of the
以上により、第1磁界回転数NMF1、エンジン回転数NE、駆動輪回転数NDWおよび第2回転機回転数NM2の間の関係は、図27に示すような速度共線図で表される。なお、図27および後述する他の速度共線図では、前述した図6の速度共線図と同様、値0を示す横線から縦線上の白丸までの距離が、縦線の上下端に表記された回転要素の回転数に相当し、便宜上、この白丸の付近に、各回転要素の回転数を表す符号を表記している。また、図27において、TEFは、エンジン3の回転抵抗に起因してクランク軸3aに作用するトルク(以下「フリクショントルク」という)であり、TM2は、ステータ22への電力の供給に伴ってロータ23に作用する第2回転機21の出力トルク(以下「第2力行トルク」という)である。
Thus, the relationship among the first magnetic field rotational speed NMF1, the engine rotational speed NE, the drive wheel rotational speed NDW, and the second rotating machine rotational speed NM2 is represented by a speed collinear chart as shown in FIG. In FIG. 27 and other velocity collinear charts to be described later, as in the velocity collinear chart of FIG. 6 described above, the distance from the horizontal line indicating the
図27から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、第2力行トルクTM2を反力として、第2ロータ15およびクランク軸3aに伝達され、それにより、両者15,3aが駆動され、正転する。この場合、第2ロータ伝達トルクTR2が目標値TR2OBJになるように、第1ステータ13への供給電流が制御されることによって、エンジン回転数NEが、始動時用回転数NESTになるようにフィードバック制御される。また、その状態で、エンジン3が始動される。
As is apparent from FIG. 27, the first driving equivalent torque TSE1 is transmitted to the
また、図27から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、フリクショントルクTEFを反力として、第1ロータ14、ロータ23および駆動輪DW,DWを逆転させるように作用する。そのように第1ロータ14などを逆転させるように作用するトルク(以下「第1ロータ逆転トルク」という)は、前述した式(41)から明らかなように、第2ロータ伝達トルクTR2および第1極対数比αを用いて、−α・TR2/(1+α)で表される。
As is clear from FIG. 27, the first driving equivalent torque TSE1 acts to reverse the
これに対して、前述した第2回転機21の動作の制御によって、目標値TM2OBJに相当するトルクがロータ23に対して正転方向に作用するように、ステータ22に供給される電流が制御されるとともに、この目標値TM2OBJが、前述した式(42)、すなわち、TM2OBJ=α・TR2OBJ/(1+α)により算出される。このことと、上記のように第1ロータ逆転トルクが−α・TR2/(1+α)で表されることから明らかなように、第1ロータ逆転トルクが第2力行トルクTM2により相殺され、結果的に、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, the current supplied to the
なお、前述した第1始動モード制御処理は、2つの回転機11,21を制御することによって、エンジン3を始動した例であるが、図27の共線関係を参照すると明らかなように、停車中の駆動輪DW側の回転抵抗が大きい場合には、第2回転機21を制御することなく、第1回転機11のみを制御することによって、エンジン3を始動することができる。
Note that the first start mode control process described above is an example in which the
次に、図28を参照しながら、前述した第2始動モード制御処理の動作例について説明する。同図も、車両が停車中の場合の動作例を示しており、同図において、TSTは、スタータ31の出力トルクである。図28に示すように、クランク軸3aが、スタータ31で駆動されることによって正転し、エンジン回転数NEが前述した始動用回転数NESTを上回る。その状態で、前述したステップ83が実行されることによって、エンジン3が始動される。
Next, an operation example of the second start mode control process described above will be described with reference to FIG. This figure also shows an operation example when the vehicle is stopped. In the figure, TST is the output torque of the
この場合、上記のようにクランク軸3aが回転し、それにより第2ロータ15が回転するのに伴い、第1ステータ13において、電力供給および発電が行われていなくても、第1回転磁界が発生する。その結果、この第1回転磁界による回転抵抗を反力として、スタータ31のトルクTSTの一部が、第2および第1ロータ15,14を介して、駆動輪DW,DWを正転させるように作用する。図28において、DMF1は、上記の第1回転磁界による回転抵抗(以下「第1磁界回転抵抗」という)である。
In this case, as the crankshaft 3a rotates as described above, and the
これに対して、第2力行トルクTM2は、前述した第2回転機21の動作の制御によって、駆動輪回転数NDWが値0になるように、制御される。これにより、第2力行トルクTM2は、上述した第1磁界回転抵抗DMF1に起因して駆動輪DW,DWに作用するトルクを相殺するように作用し、その結果、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, the second power running torque TM2 is controlled such that the drive wheel rotational speed NDW becomes 0 by controlling the operation of the second
次に、図29を参照しながら、ECU2によって実行されるリフト制御処理について説明する。このリフト制御処理は、リフト制御弁90aを駆動することによって、リフト切換機構90の動作モードを制御するものであり、所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
Next, a lift control process executed by the
同図に示すように、まず、ステップ90で、前述したエンジン始動フラグF_ENGSTRTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、エンジン3の始動条件が成立しているときには、ステップ91に進み、始動時リフト判定処理を実行する。この始動時リフト判定処理は、具体的には、図30に示すように実行される。
As shown in the figure, first, at
まず、ステップ100で、エンジン水温TWが第1所定温度TW1(例えば−25℃)以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン水温TWが極低温域にあると判定して、ステップ101に進み、判定値NEref(所定回転数)を所定の極低温用値NE1(例えば100rpm)に設定する。
First, in
一方、ステップ100の判別結果がNOのときには、エンジン水温TWが極低温域にないと判定して、ステップ102に進み、判定値NErefを所定の通常用値NE2(例えば200rpm)に設定する。
On the other hand, when the determination result in
ステップ101または102に続くステップ103で、エンジン回転数NEが判定値NEref以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きい状態にあり、気筒内への吸入空気の充填効率を高めるために、高リフトモード制御処理を実行する必要があると判定して、それを表すために、ステップ104に進み、高リフトモードフラグF_HiLIFTを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
In
一方、ステップ103の判別結果がNOのときには、高リフトモード制御処理を実行する必要がないと判定して、それを表すために、ステップ105に進み、高リフトモードフラグF_HiLIFTを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
図29に戻り、ステップ91の始動時リフト判定処理を以上のように実行した後、ステップ92に進み、高リフトモードフラグF_HiLIFTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、ステップ93に進み、高リフトモード制御処理を実行する。この高リフトモード制御処理では、ECU2からの制御入力信号がリフト制御弁90aに供給されることにより、リフト切換機構90が、その動作モードが高リフトモードになるように制御される。以上のように、ステップ93を実行した後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 29, after performing the lift determination process at the time of
一方、ステップ92の判別結果がNOのときには、ステップ94に進み、低リフトモード制御処理を実行する。この低リフトモード制御処理では、ECU2からの制御入力信号がリフト制御弁90aに供給されることにより、リフト切換機構90が、その動作モードが低リフトモードになるように制御される。以上のように、ステップ94を実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ90の判別結果がNOで、エンジン3の始動条件が不成立であるときには、ステップ95に進み、エンジン運転中フラグF_ENGONが「1」であるか否かを判別する。このエンジン運転中フラグF_ENGONは、図示しない判定処理において、エンジン3が運転中であると判定されたときに「1」に、停止中であると判定されたときに「0」にそれぞれ設定される。
On the other hand, if the determination result in
ステップ95の判別結果がNOで、エンジン停止中のときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ95の判別結果がYESで、エンジン運転中のときには、ステップ96に進み、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン3の運転状態に応じて、高リフトモードフラグF_HiLIFTの値が設定され、それにより、リフト切換機構90は、その動作モードが低リフトモードまたは高リフトモードになるように制御される。以上のようにステップ96を実行した後、本処理を終了する。
If the decision result in the
以上のように、第1実施形態の動力装置1によれば、単一の軟磁性体列だけで第1回転機11を作動させることができるので、第1回転機11の小型化および製造コストの削減を図ることができ、動力装置1の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、第1極対数比αを設定することによって、第1磁界回転数NMF1、第1および第2ロータ回転数NR1,NR2の間の関係と、第1駆動用等価トルクTSE1(第1発電用等価トルクTGE1)、第1および第2ロータ伝達トルクTR1,TR2の間の関係を自由に設定でき、したがって、第1回転機11の設計の自由度を高めることができ、動力装置1の設計の自由度を高めることができる。
As described above, according to the
また、図20のエンジン始動判定処理では、4つのフラグF_PURGE,F_PCV,F_FIRE,F_ACCSのいずれかが「1」であるとき、すなわち、パージ制御処理の実行条件、PCV動作の実行条件、触媒暖機制御処理の実行条件および補機制御処理の実行条件のいずれかが成立したときに、エンジン始動フラグF_ENGSTRTが「1」に設定されるとともに、図19のエンジン始動制御処理では、F_ENGSTRT=1のときに、エンジン3が始動される。それにより、パージ制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、蒸発燃料処理装置91のキャニスタ91a内に吸着された燃料を吸気通路3dに確実に送り込むことができる。
In the engine start determination process of FIG. 20, when any of the four flags F_PURGE, F_PCV, F_FIRE, and F_ACCS is “1”, that is, the execution condition of the purge control process, the execution condition of the PCV operation, and the catalyst warm-up The engine start flag F_ENGSTRT is set to “1” when either the execution condition of the control process or the execution condition of the auxiliary machine control process is satisfied, and in the engine start control process of FIG. 19, when F_ENGSTRT = 1 Then, the
また、PCV動作の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路3dに確実に還流させることができる。さらに、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、高温の排ガスを排気通路3fに供給することができ、それにより、触媒装置3gを確実に活性化することができる。これに加えて、補機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、その動力によって、コンプレッサ51および3つのポンプ93〜95を確実に駆動することができる。
Further, when the execution condition of the PCV operation is satisfied, a negative pressure can be generated in the
さらに、図29のリフト制御処理では、エンジン始動フラグF_ENGSTRT=1のときに、ステップ91の始動時リフト判定処理が実行され、この始動時リフト判定処理では、NE≦NErefのときに、高リフトモードフラグF_HiLIFTが「1」に設定される。すなわち、エンジン回転数NEが低いことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。
Further, in the lift control process of FIG. 29, when the engine start flag F_ENGSTRT = 1, the start lift determination process of
これに加えて、判定値NErefは、TW≦TW1のときに所定の極低温用値NE1に、TW>TW1のときに、所定の極低温用値NE1よりも高い通常用値NE2に設定されるので、エンジン水温TWが極低温域にあり、エンジン3の回転抵抗が大きいことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。以上により、寒冷時における内燃機関の始動性を向上させることができる。
In addition, the determination value NEref is set to a predetermined cryogenic value NE1 when TW ≦ TW1, and is set to a normal value NE2 higher than the predetermined cryogenic value NE1 when TW> TW1. Therefore, when the engine water temperature TW is in a very low temperature range and the rotational resistance of the
さらに、第1始動モード制御処理中、第2回転機21の動作を制御することにより駆動輪DW,DWが静止状態に保持されるので、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪DW,DWの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。
Further, during the first start mode control process, the driving wheels DW and DW are held stationary by controlling the operation of the second
なお、第1実施形態は、充填効率変更機構として、リフト切換機構90を用いた例であるが、本発明の充填効率変更機構はこれに限らず、吸気弁および排気弁の少なくとも一方における最大揚程およびバルブタイミングの少なくとも一方を変更することにより、気筒内への吸入空気の充填効率を変更するものであればよい。
The first embodiment is an example in which the
例えば、充填効率変更機構として、吸気弁の最大揚程を所定範囲内で無段階に変更する可変リフト機構や、吸気弁を開閉駆動するカムシャフトの、クランク軸に対する位相を所定範囲内で無段階に変更することにより、バルブタイミングを所定範囲内で無段階に変更する可変バルブタイミング機構を用いてもよく、これらの可変リフト機構および可変バルブタイミング機構を併用したり、吸気弁の最大揚程およびバルブタイミングの双方を変更可能な充填効率変更機構を用いたりしてもよい。これに加えて、充填効率変更機構として、可変リフト機構および可変バルブタイミング機構の少なくとも一方を排気弁に適用してもよく、排気弁の最大揚程およびバルブタイミングの双方を変更可能なものを用いてもよい。 For example, as a charging efficiency changing mechanism, the variable lift mechanism that changes the maximum lift of the intake valve steplessly within a predetermined range, or the phase of the camshaft that drives the opening and closing of the intake valve relative to the crankshaft is steplessly within a predetermined range. By changing, a variable valve timing mechanism that changes the valve timing steplessly within a predetermined range may be used. These variable lift mechanism and variable valve timing mechanism may be used in combination, or the maximum lift and valve timing of the intake valve Alternatively, a charging efficiency changing mechanism that can change both of these may be used. In addition, at least one of a variable lift mechanism and a variable valve timing mechanism may be applied to the exhaust valve as a charging efficiency changing mechanism, and a mechanism capable of changing both the maximum lift and valve timing of the exhaust valve is used. Also good.
また、第1実施形態は、機関温度パラメータとして、エンジン水温TWを用いた例であるが、本発明の機関温度パラメータはこれに限らず、内燃機関の温度を表すものであればよい。例えば、機関温度パラメータとして、オイルパン内の潤滑油の温度を用いてもよい。 Moreover, although 1st Embodiment is an example using the engine water temperature TW as an engine temperature parameter, the engine temperature parameter of this invention is not restricted to this, What is necessary is just to represent the temperature of an internal combustion engine. For example, the temperature of the lubricating oil in the oil pan may be used as the engine temperature parameter.
さらに、前述した図29のステップ91の始動時リフト判定処理を、前述した図30の処理に代えて、図31に示す処理のように実行してもよい。同図に示すように、この始動時リフト判定処理では、まず、ステップ110で、エンジン水温TWが第2所定温度TW2(例えば−10℃)以下であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン水温TWが極低温域にあり、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きい状態にあることで、気筒内への吸入空気の充填効率を高めるために、高リフトモード制御処理を実行する必要があると判定して、それを表すために、ステップ111に進み、高リフトモードフラグF_HiLIFTを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
Furthermore, the above-described start lift determination process in
一方、ステップ110の判別結果がNOのときには、高リフトモード制御処理を実行する必要がないと判定して、それを表すために、ステップ112に進み、高リフトモードフラグF_HiLIFTを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
以上のように、図31に示す始動時リフト判定処理を実行した場合でも、前述した図30の始動時リフト判定処理を実行した場合と同様に、エンジン水温TWが極低温域にあることで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きい状態にあるときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることができ、それにより、寒冷時におけるエンジン始動性を向上させることができる。
As described above, even when the start-time lift determination process shown in FIG. 31 is executed, the engine water temperature TW is in the extremely low temperature region as in the case where the start-time lift determination process shown in FIG. 30 is executed. When the combustion energy necessary to start the
なお、上記図31の処理では、第2所定温度TW2を、第1所定温度TW1に対してTW1<TW2が成立するように設定したが、これらの温度をTW1>TW2またはTW1=TW2が成立するように設定してもよい。 In the process of FIG. 31, the second predetermined temperature TW2 is set so that TW1 <TW2 is established with respect to the first predetermined temperature TW1, but these temperatures satisfy TW1> TW2 or TW1 = TW2. You may set as follows.
また、前述した図19のステップ8の第2始動モード制御処理を、前述した図26の制御処理に代えて、図32に示す制御処理のように実行してもよい。両図を参照すると明らかなように、図32の制御処理は、図26の制御処理と比較して、ステップ122の内容のみが異なっているので、以下、このステップ122を中心として説明する。
Further, the above-described second start mode control process in
この処理では、まず、ステップ120,121を前述したステップ80,81と同様に実行した後、ステップ122で、第1回転機11の制御処理を実行する。具体的には、メインバッテリ44から第1ステータ13に電力を供給し、第1回転磁界を正転させるとともに、第1ステータ13に供給される電流を、第1駆動用等価トルクTSE1が前述した第1磁界回転抵抗DMF1と等しくなるように制御する。次いで、ステップ123を前述したステップ83と同様に実行した後、本処理を終了する。
In this process, first, steps 120 and 121 are executed in the same manner as
なお、この場合、メインバッテリ44から第1ステータ13に供給される電力は、クランク軸3aを駆動するのに必要な電力よりも小さいため、メインバッテリ44の充電残量SOCが少なく、F_SOCOK=0のときでも、上述したステータ15による第1回転機11の動作の制御を支障なく行うことができる。
In this case, since the electric power supplied from the
次に、図33を参照しながら、図32の第2始動モード制御処理を実行した場合の動作例について説明する。同図に示すように、前述した図28の場合と同様、クランク軸3aは、スタータ31で駆動されることによって正転し、エンジン回転数NEが始動用回転数NESTを上回る。また、その状態で、エンジン3が始動される。
Next, an example of operation when the second start mode control process of FIG. 32 is executed will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 28, as in the case of FIG. 28 described above, the crankshaft 3a is rotated forward by being driven by the
この場合、上述した第1回転機11の動作の制御により、第1駆動用等価トルクTSE1が、前述した第1磁界回転抵抗DMF1と等しくなるように制御され、それにより、第1磁界回転抵抗DMF1が相殺される。これにより、スタータ31のトルクTSTの一部が第1磁界回転抵抗DMF1を反力として駆動輪DW,DWに伝達されることはなく、その結果、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
In this case, by controlling the operation of the first rotating
なお、補助バッテリ33の充電状態は、エンジン3の動力などを用いた発電機(図示せず)による充電によって、比較的大きな値に常に保持されており、それにより、第2始動モード制御処理によるスタータ31を用いたエンジン3の始動を確実に行うことができる。以上のように、図32に示す第2始動モード制御処理を実行した場合でも、図26の第2始動モード制御処理を実行した場合と同様の作用効果を得ることができる。
Note that the charging state of the
さらに、図26の第2始動モード制御処理を実行した場合、前述した図28に示すトルクの関係から明らかなように、スタータ31に対して、フリクショントルクTEFに加え、第1磁界回転抵抗DMF1に基づく反力が作用する。このため、その分、エンジン3の始動に必要なスタータ31のトルクTSTが大きくなり、結果的に、スタータ31の大型化を招くおそれがある。これに対して、図32に示す第2始動モード制御処理を実行した場合、第1回転機11の動作を制御することにより第1磁界回転抵抗DMF1が相殺されるので、スタータ31には、フリクショントルクTEFのみが作用する。したがって、上述したスタータ31の大型化を回避することができる。
Further, when the second start mode control process of FIG. 26 is executed, the first magnetic field rotation resistance DMF1 is applied to the
なお、第1実施形態では、第2ロータ15をクランク軸3aに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。また、第1実施形態では、第1ロータ14およびロータ23は、互いに直結されているが、駆動輪DW,DWに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。さらに、第1実施形態では、第1ロータ14およびロータ23を駆動輪DW,DWに、差動装置DGなどを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態の動力装置1では、前述した連結関係から明らかなように、エンジン3を停止した状態で、第2回転機21のみを動力源として、駆動輪DW,DWを駆動し、車両を走行させることができる。すなわち、EV走行モードが実行される。さらに、このEV走行モード中においても、スタータ31や、第1回転機11、第2回転機21の動作を制御することによって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、クランク軸3aを駆動でき、エンジン3を始動することができる。以下、この場合において、第1回転機11を用いてクランク軸3aを駆動する際の第1および第2回転機11,21の動作の制御について、簡単に説明する。
Moreover, in the
すなわち、メインバッテリ44の電力をステータ22に供給し、ロータ23を正転させることによって、第2力行トルクTM2が駆動輪DW,DWに伝達され、その結果、駆動輪DW,DWが正転し、上記のEV走行モードが実行される。また、EV走行モード中、第1回転機11の動作を制御することによりクランク軸3aを駆動するには、ロータ23から第1ロータ14に伝達される動力の一部を用いて、第1ステータ13で発電を行うとともに、発電した電力をステータ22に供給する。これにより、第1ロータ14に伝達された動力の一部が、第2ロータ15を介してクランク軸3aに伝達され、クランク軸3aが正転する。
That is, by supplying the power of the
この場合、第2ロータ伝達トルクTR2が前述した目標値TR2OBJになるように、第1ステータ13で発電される電流を制御する。また、第2力行トルクTM2が前述した目標値TM2OBJに要求トルクを加算した値になるように、ステータ22に供給される電流を制御する。この要求トルクは、運転者から駆動輪DW,DWに要求されるトルクである。以上により、要求トルク分のトルクを駆動輪DW,DWに適切に伝達しながら、クランク軸3aを適切に駆動することができ、したがって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、エンジン3を始動することができる。
In this case, the current generated by the
また、EV走行モード中におけるエンジン3の始動時において、スタータ31を用いてクランク軸3aを駆動する際、駆動輪回転数NDWの変動を抑制するために、第2回転機21が以下のように制御される。すなわち、駆動輪回転数NDWが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値TM2OBJを算出するとともに、第2力行トルクTM2が目標値TM2OBJになるように、ステータ22に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、スタータ31によりクランク軸3aを適切に駆動でき、エンジン3を始動することができる。
Further, when the
さらに、スタータ31を用いてクランク軸3aを駆動する際、駆動輪回転数NDWの変動を抑制するために、第1回転機11が前述したステップ122で説明した手法によって制御される。それにより、この場合にも、上記の作用効果を同様に得ることができる。
Further, when the crankshaft 3 a is driven using the
次に、図34〜図38を参照しながら、本発明の第2実施形態に係る動力装置1Aについて説明する。図34に示すように、この動力装置1Aは、第1実施形態の動力装置1と比較して、エンジン3および駆動輪DW,DWに対する第1および第2ロータ14,15の連結関係が逆になっている点が主に異なっているので、以下、第1実施形態の動力装置1と異なる点を中心に説明する。なお、図34において、第1実施形態の動力装置1と同じ構成要素については、同じ符号を付すとともに、その説明は適宜、省略する。
Next, a
図34に示すように、この動力装置1Aでは、動力装置1と異なり、第1ロータ14は、前述した第2回転軸5ではなく、第1回転軸4に一体に設けられている。これにより、第1ロータ14は、クランク軸3aに機械的に直結されている。また、第2ロータ15は、動力装置1と異なり、第1回転軸4ではなく、第2回転軸5に一体に設けられている。これにより、第2ロータ15は、ロータ23に機械的に直結されているとともに、差動装置DGなどを介して、駆動輪DW,DWに機械的に連結されている。
As shown in FIG. 34, in the
また、前述した第1回転角センサ62は、前述した動力装置1の場合と異なり、第1ロータ14の回転角度位置ではなく、第2ロータ15の回転角度位置を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、第1回転角センサ62の検出信号に基づいて、第2ロータ回転数NR2を算出する。また、上述したように第2ロータ15およびロータ23が互いに直結されているので、ECU2は、第1回転角センサ62の検出信号に基づいて、ロータ23の回転角度位置を算出するとともに、第2回転機回転数NM2を算出する。さらに、上述したように第1ロータ14がクランク軸3aに直結されているので、ECU2は、前述したクランク角センサ61の検出信号に基づいて、第1ロータ14の回転角度位置を算出するとともに、第1ロータ回転数NR1を算出する。
Further, unlike the
また、ECU2は、前述した各種のセンサ61〜71の検出信号に基づいて、以下に述べるように、各種の制御処理を実行する。それにより、クラッチCL、エンジン3、スタータ31、第1および第2回転機11,21の動作が制御されることで、車両が各種の走行モードで運転される。
Further, the
この動力装置1Aの場合、エンジン始動制御処理は、第1実施形態の前述した図19の制御処理とほぼ同じ制御手法で実行されるものの、第1実施形態の動力装置1に対して前述した構成上の差異を有している関係上、その一部が前述した図19の制御処理と異なる制御手法で実行される。具体的には、前述したステップ7の第1始動モード制御処理のみが異なる制御手法で実行されるので、以下、図35を参照しながら、本実施形態の第1始動モード制御処理について説明する。
In the case of this
この第1始動モード制御処理の場合、前述した図25の第1始動モード制御処理と比べると、ステップ131,132における第1および第2回転機制御処理の内容のみが異なっているので、以下、この点を中心として説明する。まず、ステップ130を前述したステップ70と同様に実行した後、ステップ131で、第1回転機11の制御処理を実行する。すなわち、メインバッテリ44から第1ステータ13に電力を供給し、第1回転磁界を逆転させるとともに、第1ステータ13に供給される電流を制御する。
In the case of the first start mode control process, compared with the first start mode control process of FIG. 25 described above, only the contents of the first and second rotating machine control processes in steps 131 and 132 are different. This point will be mainly described. First, after executing step 130 in the same manner as
より具体的には、まず、エンジン回転数NEが前述した始動時用回転数NESTになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第1ロータ伝達トルクTR1の目標値TR1OBJを算出する。次いで、第1ロータ伝達トルクTR1が算出された目標値TR1OBJになるように、第1ステータ13に供給される電流を制御する。以上により、第1駆動用等価トルクTSE1が発生するとともに、発生した第1駆動用等価トルクTSE1は、第1ロータ14およびクランク軸3aを正転させるように作用し、第1ロータ伝達トルクTR1が目標値TR1OBJになるように制御される。
More specifically, first, the target value TR1OBJ of the first rotor transmission torque TR1 is calculated by a predetermined feedback control algorithm so that the engine speed NE becomes the above-described start speed NEST. Next, the current supplied to the
また、上記ステップ131に続くステップ132で、第2回転機21の制御処理を実行する。具体的には、まず、第2回転機21の出力トルクの目標値TM2OBJを、下式(43)によって算出する。次いで、メインバッテリ44からステータ22に電力を供給するとともに、目標値TM2OBJに相当するトルクがロータ23に対して正転方向に作用するように、ステータ22に供給される電流を制御する。
TM2OBJ=(α+1)TR1OBJ/α ……(43)
In step 132 following step 131, control processing of the second
TM2OBJ = (α + 1) TR1OBJ / α (43)
以上のようにステップ132を実行した後、ステップ133を前述したステップ73と同様に実行する。その後、本処理を終了する。
After executing step 132 as described above, step 133 is executed in the same manner as
次に、図36を参照しながら、上述した図35の第1始動モード制御処理を実行した場合の動作例について説明する。この動力装置1Aの場合、前述した各種の回転要素間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数NEおよび第1ロータ回転数NR1は、互いに等しく、第2ロータ回転数NR2および第2回転機回転数NM2は、互いに等しい。また、ギヤG1や差動装置DGによる変速を無視すれば、第2ロータ回転数NR2および第2回転機回転数NM2は、駆動輪回転数NDWと等しい。さらに、第1磁界回転数NMF1、第1および第2ロータ回転数NR1,NR2は、前述した式(40)で表されるような所定の共線関係にある。以上により、第1磁界回転数NMF1、エンジン回転数NE、駆動輪回転数NDWおよび第2回転機回転数NM2の間の関係は、図36に示すような速度共線図で表される。
Next, with reference to FIG. 36, an operation example when the above-described first start mode control process of FIG. 35 is executed will be described. In the case of this
図36から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、第2力行トルクTM2を反力として、第1ロータ14およびクランク軸3aに伝達され、それにより、両者14,3aが駆動され、正転する。この場合、第1ロータ伝達トルクTR1が目標値TR1OBJになるように、第1ステータ13に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数NEが、始動時用回転数NESTになるようにフィードバック制御される。また、その状態でエンジン3が始動される。
As is apparent from FIG. 36, the first driving equivalent torque TSE1 is transmitted to the
また、図36から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、フリクショントルクTEFを反力として、第2ロータ15、ロータ23および駆動輪DW,DWを逆転させるように作用する。そのように第2ロータ15などを逆転させるように作用するトルク(以下「第2ロータ逆転トルク」という)は、前述した式(41)から明らかなように、第1ロータ伝達トルクTR1および第1極対数比αを用いて、−(α+1)TR1/αで表される。
As is clear from FIG. 36, the first driving equivalent torque TSE1 acts to reverse the
これに対して、前述した第2回転機21の動作の制御によって、目標値TM2OBJに相当するトルクがロータ23に対して正転方向に作用するように、ステータ22に供給される電流が制御されるとともに、この目標値TM2OBJが、前述した式(43)、すなわち、TM2OBJ=(α+1)TR1OBJ/αにより算出される。このことと、上記のように第2ロータ逆転トルクが−(α+1)TR1/αで表されることから明らかなように、第2ロータ逆転トルクが第2力行トルクTM2によって相殺され、結果的に、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, the current supplied to the
また、本実施形態の動力装置1Aでは、第2始動モード制御処理は、第1実施形態の動力装置1と同様に、前述した図26の制御手法で実行される。この場合、前述した動力装置1との構成の差異に起因して、第2始動モード制御処理を実行したときの各機器の動作が、動力装置1と異なっているので、以下、この点について、図37を参照しながら説明する。
Further, in the
図37に示すように、動力装置1と同様、クランク軸3aが、スタータ31で駆動されることによって正転し、エンジン回転数NEが始動用回転数NESTを上回る。その状態で、エンジン3が始動される。この場合、図37から明らかなように、前述した第1磁界回転抵抗DMF1を反力として、スタータ31のトルクTSTの一部が、第1および第2ロータ14,15を介して、駆動輪DW,DWを正転させるように作用する。
As shown in FIG. 37, similarly to the
これに対して、動力装置1と同様、第2力行トルクTM2が、駆動輪回転数NDWが値0になるように、制御される。これにより、上述した第1磁界回転抵抗DMF1に起因して駆動輪DW,DWに作用するトルクは、第2力行トルクTM2により相殺され、その結果、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, like the
以上のように構成された第2実施形態の動力装置1Aによれば、第1実施形態の動力装置1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、動力装置1Aの小型化および製造コストの削減を図ることができるとともに、動力装置1Aの設計の自由度を高めることができる。また、パージ制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、蒸発燃料処理装置91のキャニスタ91a内に吸着された燃料を吸気通路3dに確実に送り込むことができる。さらに、PCV動作の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路3dに確実に還流させることができる。さらに、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、高温の排ガスを排気通路3fに供給することができ、それにより、触媒装置3gを確実に活性化することができる。これに加えて、補機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、その動力によって、コンプレッサ51および3つのポンプ93〜95を確実に駆動することができる。
According to the
さらに、エンジン回転数NEが低いことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。これに加えて、エンジン水温TWが極低温域にあり、エンジン3の回転抵抗が大きいことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。以上により、寒冷時における内燃機関の始動性を向上させることができる。また、第1始動モード制御処理中、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪DW,DWの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。
Further, when the engine speed NE is low and the combustion energy necessary for starting the
なお、本実施形態の動力装置1Aにおいて、第2始動モード制御処理を前述した図32に示す制御手法で実行してもよい。以下、そのようにした場合の各機器の動作例を、図38を参照しながら説明する。同図に示すように、前述した図33の場合と同様に、クランク軸3aは、スタータ31で駆動されることによって正転し、エンジン回転数NEが始動用回転数NESTを上回る。また、その状態で、エンジン3が始動される。
In the
さらに、動力装置1と同様に、第1回転機11の動作が制御されることによって、第1磁界回転抵抗DMF1が、第1駆動用等価トルクTSE1により相殺される。これにより、スタータ31のトルクTSTの一部が第1磁界回転抵抗DMF1を反力として駆動輪DW,DWに伝達されることはなく、その結果、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
Further, similarly to the
なお、第2実施形態では、第1ロータ14をクランク軸3aに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。また、第2実施形態では、第2ロータ15およびロータ23は、互いに直結されているが、駆動輪DW,DWに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。さらに、第2実施形態では、第2ロータ15およびロータ23を駆動輪DW,DWに、差動装置DGなどを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。
In the second embodiment, the
また、動力装置1Aでは、第1実施形態と同様に、車両をEV走行モードで走行させることができる。さらに、EV走行モード中においても、第1および第2回転機11,21の動作を制御することによって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、エンジン3を始動することができる。以下、この場合において、第1回転機11を用いてクランク軸3aを駆動する際の第1および第2回転機11,21の動作の制御について、簡単に説明する。
Further, in the
すなわち、第1実施形態で述べたように第2回転機21の動作を制御することによって、EV走行モードが実行される。また、EV走行モード中、第1回転機11の動作の制御によりクランク軸3aを駆動するには、ロータ23から第2ロータ15に伝達される動力の一部を用いて、第1ステータ13で発電を行うとともに、発電した電力をステータ22に供給する。これにより、第2ロータ15に伝達された動力の一部が、第1ロータ14を介してクランク軸3aに伝達され、クランク軸3aが正転する。この場合、第1ロータ伝達トルクTR1が前述した目標値TR1OBJになるように、第1ステータ13で発電される電流を制御する。また、第2力行トルクTM2が前述した目標値TM2OBJに要求トルクを加算した値になるように、ステータ22に供給される電流を制御する。
That is, the EV traveling mode is executed by controlling the operation of the second
以上により、要求トルク分のトルクを駆動輪DW,DWに適切に伝達しながら、クランク軸3aを適切に駆動することができ、したがって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、エンジン3を始動することができる。
As described above, the crankshaft 3a can be appropriately driven while appropriately transmitting the torque corresponding to the required torque to the drive wheels DW and DW. Therefore, the rotation of the drive wheels caused by the transmission of the driving force to the crankshaft 3a. The
また、EV走行モード中におけるエンジン3の始動時において、スタータ31を用いてクランク軸3aを駆動する際、駆動輪回転数NDWの変動を抑制するために、第2回転機21が以下のように制御される。すなわち、駆動輪回転数NDWが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値TM2OBJを算出するとともに、第2力行トルクTM2が目標値TM2OBJになるように、ステータ22に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、スタータ31によりクランク軸3aを適切に駆動でき、エンジン3を始動することができる。
Further, when the
さらに、スタータ31を用いてクランク軸3aを駆動する際、第1回転機11の制御により駆動輪回転数NDWの変動を抑制するには、第1回転機11は、前述したステップ122で説明した制御手法によって制御される。これにより、この場合にも、上記の作用効果を同様に得ることができる。
Furthermore, when driving the crankshaft 3 a using the
次に、図39〜図47を参照しながら、本発明の第3実施形態に係る動力装置1Bについて説明する。この動力装置1Bは、第1実施形態の動力装置1と比較して、前述した第2回転機21に代えて、第1回転機11と同様に構成された第2回転機81を備えている点が主に異なっているので、以下、動力装置1と異なる点を中心に説明する。なお、図39〜図42において、第1実施形態の動力装置1と同じ構成要素については、同じ符号を付すとともに、その説明は適宜、省略する。
Next, a
図39に示すように、クランク軸3aには、第1回転軸7が、フライホイール(図示せず)を介して同軸状に直結されており、この第1回転軸7は、軸受B1,B2に回転自在に支持されている。また、図42に示すように、前述した第1回転機11の第2ロータ15は、そのフランジ15bが第1回転軸7に一体に設けられており、それにより、クランク軸3aに同軸状に直結されている。また、第1回転機11の第1ロータ14の取付部14bは、ドーナツ板状のフランジ14dを介して、中空の第2回転軸8に一体に設けられている。この第2回転軸8は、軸受B3に回転自在に支持されるとともに、第1回転軸7と同軸状に配置されており、その内側には、第1回転軸7が回転自在に嵌合している。
As shown in FIG. 39, a first
上記の第2回転機81は、第1回転機11と同様に構成されているので、その構成および動作について簡単に説明する。図39および図43に示すように、第2回転機81は、エンジン3と第1回転機11の間に配置されており、第2ステータ83と、第2ステータ83に対向するように設けられた第3ロータ84と、両者83,84の間に設けられた第4ロータ85を有している。これらの第3ロータ84、第4ロータ85および第2ステータ83は、上述した第1回転軸7と同軸状に配置されており、第1回転軸7の径方向に、内側からこの順で並んでいる。
Since the second
上記の第2ステータ83は、第2回転磁界を発生させるものであり、鉄芯83aと、この鉄芯83aに設けられたU相、V相およびW相コイル83bを有している。鉄芯83aは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、第1回転軸7の軸線方向に延びており、ケースCAに固定されている。また、鉄芯83aの内周面には、12個のスロット(図示せず)が形成されており、これらのスロットは、第1回転軸7の軸線方向に延びるとともに、第1回転軸7の周方向に等間隔で並んでいる。上記のU相〜W相コイル83bは、スロットに分布巻き(波巻き)で巻回されている。なお、本実施形態では、鉄芯83aおよびU相〜W相コイル83bが第2電機子に相当する。
The
図41に示すように、U相〜W相コイル83bを含む第2ステータ83は、前述した第2PDU42およびVCU43を介して、メインバッテリ44に電気的に接続されている。すなわち、第1および第2ステータ13,83は、第1および第2PDU41,42を介して、互いに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 41, the
以上の構成の第2ステータ83では、メインバッテリ44から電力が供給され、U相〜W相コイル83bに電力が供給されたときに、または、後述するように発電が行われたときに、鉄芯83aの第3ロータ84側の端部に、4個の磁極が第1回転軸7の周方向に等間隔で発生するとともに、これらの磁極による第2回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯83aに発生する磁極を「第2電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各2つの第2電機子磁極の極性は、互いに異なっている。
In the
第3ロータ84は、8個の永久磁石84a(2つのみ図示)から成る第2磁極列を有している。これらの永久磁石84a(第2磁極)は、第1回転軸7の周方向に等間隔で並んでおり、この第2磁極列は、第2ステータ83の鉄芯83aに対向している。各永久磁石84aは、第1回転軸7の軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、第2ステータ83の鉄芯83aのそれと同じに設定されている。
The
また、永久磁石84aは、リング状の取付部84bの外周面に取り付けられている。この取付部84bは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、円板状のフランジ84cの外周面に取り付けられている。このフランジ84cは、前述した第1回転軸7に一体に設けられている。以上により、永久磁石84aを含む第3ロータ84は、第2ロータ15およびクランク軸3aに同軸状に直結されている。
Moreover, the
さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部84bの外周面に永久磁石84aが取り付けられているので、各永久磁石84aには、第2ステータ83側の端部に、(N)または(S)の1つの磁極が現れる。また、第1回転軸7の周方向に隣り合う各2つの永久磁石84aの極性は、互いに異なっている。
Furthermore, since the
第4ロータ85は、6個のコア85a(2つのみ図示)から成る第2軟磁性体列を有している。これらのコア85a(第2軟磁性体)は、第1回転軸7の周方向に等間隔で並んでおり、この第2軟磁性体列は、第2ステータ83の鉄芯83aと第3ロータ84の第1磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア85aは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、第1回転軸7の軸線方向に延びている。また、コア85aの軸線方向の長さは、永久磁石84aと同様、第2ステータ83の鉄芯83aのそれと同じに設定されている。
The
さらに、コア85aの第1回転機11側の端部は、ドーナツ板状のフランジ85bの外端部に、第1回転軸7の軸線方向に若干延びる筒状の連結部85cを介して取り付けられている。このフランジ85bは、前述した第2回転軸8に一体に設けられている。以上により、コア85aを含む第4ロータ85は、第1ロータ14に同軸状に直結されている。また、コア85aのエンジン3側の端部は、ドーナツ板状のフランジ85dの外端部に、第1回転軸7の軸線方向に若干延びる筒状の連結部85eを介して取り付けられている。このフランジ85dには、中空の第1スプロケットSP1が同軸状に一体に設けられている。
Further, the end portion of the core 85a on the first rotating
以上のように、第2回転機81では、第2電機子磁極が4個、永久磁石84aの磁極(以下「第2磁石磁極」という)が8個、コア85aが6個である。すなわち、第2電機子磁極の数と第2磁石磁極の数とコア85aの数との比は、第1回転機11の第1電機子磁極の数と第1磁石磁極の数とコア15aの数との比と同様、1:2.0:(1+2.0)/2に設定されている。また、第2電機子磁極の極対数に対する第2磁石磁極の極対数の比(以下「第2極対数比β」という)は、第1回転機11の第1極対数比αと同様、値2.0に設定されている。以上のように、第2回転機81は、第1回転機11と同様に構成されているので、第1回転機11と同じ機能を有している。
As described above, the second
すなわち、第2ステータ83に供給された電力を動力に変換し、第3ロータ84や第4ロータ85から出力するとともに、第3ロータ84や第4ロータ85に入力された動力を電力に変換し、第2ステータ83から出力する。また、そのような電力および動力の入出力中、第2回転磁界、第3および第4ロータ84,85が、前述した第1回転機11に関する式(40)に示すような回転数に関する共線関係を保ちながら回転する。すなわち、この場合、第2回転磁界の回転数(以下「第2磁界回転数NMF2」という)、第3および第4ロータ84,85の回転数(以下、それぞれ「第3ロータ回転数NR3」「第4ロータ回転数NR4」という)の間には、下式(44)が成立する。
NMF2=(β+1)NR4−β・NR3
=3・NR4−2・NR3 ……(44)
That is, the electric power supplied to the
NMF2 = (β + 1) NR4-β · NR3
= 3 ・ NR4-2 ・ NR3 (44)
また、第2ステータ83に供給された電力および第2磁界回転数NMF2と等価のトルクを第2駆動用等価トルクTSE2とすると、第2駆動用等価トルクTSE2、第3および第4ロータ84,85に伝達されるトルク(以下、それぞれ「第3ロータ伝達トルクTR3」「第4ロータ伝達トルクTR4」という)の間には、下式(45)が成立する。
TSE2=TR3/β=−TR4/(β+1)
=TR3/2=−TR4/3 ……(45)
Further, assuming that the electric power supplied to the
TSE2 = TR3 / β = −TR4 / (β + 1)
= TR3 / 2 = -TR4 / 3 (45)
さらに、第2ステータ83で発電した電力および第2磁界回転数NMF2と等価のトルクを第2発電用等価トルクTGE2とすると、第2発電用等価トルクTGE2、第3および第4ロータ伝達トルクTR3,TR4の間には、下式(46)が成立する。以上のように、第2回転機81は、第1回転機11と同様、遊星歯車装置と一般的な1ロータタイプの回転機とを組み合わせた装置と同じ機能を有する。
TGE2=TR3/β=−TR4/(1+β)
=TR3/2=−TR4/3 ……(46)
Furthermore, assuming that the electric power generated by the
TGE2 = TR3 / β = −TR4 / (1 + β)
= TR3 / 2 = -TR4 / 3 (46)
また、ECU2は、第2PDU42およびVCU43を制御することによって、第2ステータ83に供給される電流、第2ステータ83で発電される電流、および第2回転磁界の第2磁界回転数NMF2を制御する。
Further, the
さらに、前述した差動装置DGのデフケースDCには、遊星歯車装置PGSが設けられている。この遊星歯車装置PGSは、一般的なシングルピニオンタイプのものであり、サンギヤPSと、サンギヤPSの外周に設けられたリングギヤPRと、両ギヤPS,PRに噛み合う複数のプラネタリギヤPPと、これらのプラネタリギヤPPを回転自在に支持するキャリアPCを有している。このキャリアPCは、デフケースDCに一体に設けられており、リングギヤPRは、ケースCAに固定されている。また、サンギヤPSは、中空の第3回転軸9に一体に設けられており、この第3回転軸9の内側には、右側の車軸6が回転自在に嵌合している。さらに、第3回転軸9には、第2スプロケットSP2が一体に設けられており、第2スプロケットSP2と、上述した第1スプロケットSP1には、チェーンCHが巻き掛けられている。以上の構成により、第2スプロケットSP2に伝達された動力は、遊星歯車装置PGSによって減速された状態で、差動装置DGに伝達される。
Further, a planetary gear device PGS is provided in the differential case DC of the differential device DG described above. This planetary gear device PGS is of a general single pinion type, and includes a sun gear PS, a ring gear PR provided on the outer periphery of the sun gear PS, a plurality of planetary gears PP meshing with both gears PS, PR, and these planetary gears. It has carrier PC which supports PP rotatably. The carrier PC is provided integrally with the differential case DC, and the ring gear PR is fixed to the case CA. The sun gear PS is provided integrally with the hollow third
以上のように、動力装置1Bでは、第1回転機11の第2ロータ15および第2回転機81の第3ロータ84が、クランク軸3aに機械的に連結されている。また、第1回転機11の第1ロータ14および第2回転機81の第4ロータ85が、第1スプロケットSP1、チェーンCH、第2スプロケットSP2、遊星歯車装置PGS、差動装置DG、および車軸6,6を介して、駆動輪DW,DWに機械的に連結されている。さらに、コンプレッサ51が、クラッチCLを介して、クランク軸3aに機械的に連結されている。
As described above, in the
また、図40に示すように、ECU2には、前述したセンサ61〜71に加えて、第2回転角センサ72が電気的に接続されている。この第2回転角センサ72は、第1ステータ13に対する第2ロータ15の回転角度位置を検出するとともに、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、第2回転角センサ72の検出信号に基づき、第2ロータ回転数NR2を算出する。
As shown in FIG. 40, the
また、第3ロータ84が第2ロータ15に直結されているので、ECU2は、第2回転角センサ72の検出信号に基づいて、第2ステータ83に対する第3ロータ84の回転角度位置を算出するとともに、第3ロータ回転数NR3を算出する。さらに、第1および第4ロータ14,85が互いに直結されているので、ECU2は、前述した第1回転角センサ62の検出信号に基づいて、第2ステータ83に対する第4ロータ85の回転角度位置を算出するとともに、第4ロータ回転数NR4を算出する。
In addition, since the
さらに、ECU2は、前述した各種のセンサ61〜72の検出信号に基づいて、以下に述べるように、エンジン始動制御処理などの各種の制御処理を実行する。それにより、エンジン3、第1および第2回転機11,81の動作が制御されることで、車両が各種の走行モードで運転される。
Further, the
次に、ECU2によって実行される本実施形態のエンジン始動制御処理について説明する。本実施形態の動力装置1Bの場合、第1実施形態の動力装置1と比較して、第2回転機21に代えて、第2回転機81が設けられている点が異なっている関係上、エンジン始動制御処理は、その一部が前述した図19のエンジン始動制御処理と異なる制御手法で実行され、それ以外は図19の処理と同じ制御手法で実行される。具体的には、前述したステップ7の第1始動モード制御処理およびステップ8の第2始動モード制御処理のみが、図19の制御処理のものと異なる制御手法で実行されるので、以下、図44,45を参照しながら、本実施形態の第1始動モード制御処理および第2始動モード制御処理について説明する。
Next, the engine start control process of this embodiment executed by the
まず、図44に示す第1始動モード制御処理について説明する。この制御処理を、前述した図25の第1始動モード制御処理と比較した場合、前述した構成上の差異に起因して、ステップ142における第2回転機制御処理の内容のみが異なっているので、以下、この点を中心として説明する。 First, the first start mode control process shown in FIG. 44 will be described. When this control process is compared with the first start mode control process of FIG. 25 described above, because only the content of the second rotating machine control process in step 142 is different due to the structural difference described above, Hereinafter, this point will be mainly described.
まず、ステップ140,141を前述したステップ70,71と同様に実行した後、ステップ142で、第2回転機制御処理を以下のように実行する。すなわち、まず、第4ロータ伝達トルクTR4の目標値TR4OBJを、下式(47)によって算出する。次いで、第2ステータ83で発電を行うとともに、目標値TR4OBJに相当するトルクが第4ロータ85に対して正転方向に作用するように、第2ステータ83で発電される電流を制御する。
TR4OBJ=α・TR2OBJ/(1+α) ……(47)
First, after executing
TR4OBJ = α · TR2OBJ / (1 + α) (47)
次いで、ステップ143を前述したステップ73と同様に実行した後、本処理を終了する。
Next, after executing Step 143 in the same manner as
次に、図45に示す第2始動モード制御処理について説明する。この制御処理を、前述した図26の第2始動モード制御処理と比較した場合、前述した構成上の差異に起因して、ステップ152における第2回転機制御処理の内容のみが異なっているので、以下、この点を中心として説明する。 Next, the second start mode control process shown in FIG. 45 will be described. When this control process is compared with the second start mode control process of FIG. 26 described above, because only the contents of the second rotating machine control process in step 152 are different due to the structural difference described above, Hereinafter, this point will be mainly described.
まず、ステップ150,151を前述したステップ80,81と同様に実行した後、ステップ152で、第2回転機制御処理を以下のように実行する。すなわち、まず、駆動輪回転数NDWが値0になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第4ロータ伝達トルクTR4の目標値TR4OBJを算出する。次いで、第2ステータ83に電力を供給するとともに、目標値TR4OBJに相当するトルクが第4ロータ85に作用するように、第2ステータ83に供給される電流を制御する。
First, after executing steps 150 and 151 in the same manner as
次いで、ステップ153を前述したステップ83と同様に実行した後、本処理を終了する。
Next, after executing Step 153 in the same manner as
次に、図46を参照しながら、図44の第1始動モード制御処理を実行したときの動作例について説明する。この動力装置1Bの場合、前述した各種の回転要素間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数NE、第2および第3ロータ回転数NR2,NR3は、互いに等しく、第1および第4ロータ回転数NR1,NR4は、互いに等しい。また、遊星歯車装置PGSなどによる変速を無視すれば、第1および第4ロータ回転数NR1,NR4は、駆動輪回転数NDWと等しい。さらに、第1磁界回転数NMF1、第1および第2ロータ回転数NR1,NR2は、前述した式(40)で表されるような所定の共線関係にあり、第2磁界回転数NMF2、第3および第4ロータ回転数NR3,NR4は、前述した式(44)で表される所定の共線関係にある。以上により、第1磁界回転数NMF1、エンジン回転数NE、駆動輪回転数NDWおよび第2磁界回転数NMF2の間の関係は、図46に示すような速度共線図で表される。
Next, an example of operation when the first start mode control process of FIG. 44 is executed will be described with reference to FIG. In the case of this
図46から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、第2発電用等価トルクTGE2を反力として、第2ロータ15を介してクランク軸3aに伝達され、それにより、両者15,3aが駆動され、正転する。この場合、第1実施形態と同様、第2ロータ伝達トルクTR2が目標値TR2OBJになるように、第1ステータ13に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数NEが、始動時用回転数NESTになるようにフィードバック制御される。また、その状態で、エンジン3が始動される。
As is apparent from FIG. 46, the first driving equivalent torque TSE1 is transmitted to the crankshaft 3a via the
また、図46から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、フリクショントルクTEFを反力として、第1ロータ14、第4ロータ85および駆動輪DW,DWを逆転させるように作用する。そのように第1ロータ14などを逆転させるように作用するトルク(第1ロータ逆転トルク)は、前述した式(41)から明らかなように、第2ロータ伝達トルクTR2および第1極対数比αを用いて、−α・TR2/(1+α)で表される。
As is apparent from FIG. 46, the first driving equivalent torque TSE1 acts to reverse the
これに対して、前述した第2回転機81の動作の制御によって、目標値TR4OBJに相当するトルクが第4ロータ85に対して正転方向に作用するように、第2ステータ83で発電される電流が制御されるとともに、この目標値TR4OBJが、前述した式(47)、すなわち、TR4OBJ=α・TR2OBJ/(1+α)により算出される。このことと、上記のように第1ロータ逆転トルクが−α・TR2/(1+α)で表されることから明らかなように、第2発電用等価トルクTGE2により第4ロータ85に作用するトルクによって、第1ロータ逆転トルクが相殺され、結果的に、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, the
次に、図47を参照しながら、図45の第2始動モード制御処理を実行したときの動作例について説明する。図47に示すように、第1実施形態と同様、クランク軸3aが、スタータ31で駆動されることによって正転し、エンジン回転数NEが始動用回転数NESTを上回る。また、その状態で、エンジン3が始動される。この場合、図47から明らかなように、前述した第1磁界回転抵抗DMF1を反力として、スタータ31のトルクTSTが、第2および第1ロータ15,14を介して、駆動輪DW,DWを正転させるように作用する。
Next, an example of operation when the second start mode control process of FIG. 45 is executed will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 47, as in the first embodiment, the crankshaft 3a is rotated forward by being driven by the
これに対して、前述した第2回転機81の動作の制御によって、第4ロータ伝達トルクTR4が、駆動輪回転数NDWが値0になるように、制御される。これにより、上述した第1磁界回転抵抗DMF1に起因して駆動輪DW,DWに作用するトルクは、第2駆動用等価トルクTSE2により第4ロータ85に作用するトルクによって相殺され、その結果、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, by controlling the operation of the second
以上のように構成された第3実施形態の動力装置1Bによれば、第1実施形態の動力装置1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、動力装置1Bの小型化および製造コストの削減を図ることができるとともに、動力装置1Bの設計の自由度を高めることができる。また、パージ制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、蒸発燃料処理装置91のキャニスタ91a内に吸着された燃料を吸気通路3dに確実に送り込むことができる。さらに、PCV動作の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路3dに確実に還流させることができる。さらに、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、高温の排ガスを排気通路3fに供給することができ、それにより、触媒装置3gを確実に活性化することができる。これに加えて、補機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、その動力によって、コンプレッサ51および3つのポンプ93〜95を確実に駆動することができる。
According to the
さらに、エンジン回転数NEが低いことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。これに加えて、エンジン水温TWが極低温域にあり、エンジン3の回転抵抗が大きいことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。以上により、内燃機関の始動性を向上させることができる。また、第1始動モード制御処理中、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪DW,DWの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。
Further, when the engine speed NE is low and the combustion energy necessary for starting the
なお、第3実施形態では、第2および第3ロータ15,84は、互いに直結されているが、クランク軸3aに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第1および第4ロータ14,85は、互いに直結されているが、駆動輪DW,DWに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。また、第3実施形態では、第2および第3ロータ15,84をクランク軸3aに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。さらに、第3実施形態では、第1および第4ロータ14,85を駆動輪DW,DWに、チェーンCHや差動装置DGを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。また、第3実施形態では、第1および第2回転機11,81を、互いに同軸状に配置しているが、これに代えて、それらの軸線が互いに直交するように、あるいは、平行になるように、配置してもよい。
In the third embodiment, the second and
さらに、動力装置1Bは、エンジン3を停止した状態で、第2回転機81を動力源として、車両をEV走行モードで走行させることができる。さらに、このEV走行モード中においても、スタータ31や、第1回転機11、第2回転機81の動作を制御することによって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、クランク軸3aを駆動でき、エンジン3を始動することができる。以下、この場合において、第1回転機11を用いてクランク軸3aを駆動する際の第1および第2回転機11,81の動作の制御について、簡単に説明する。
Furthermore, the
すなわち、メインバッテリ44から第2ステータ83に電力を供給し、第2回転磁界を正転させるとともに、駆動輪回転数NDWおよびエンジン回転数NEによって定まる第1回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第1ステータ13で発電を行う。これにより、前述した図46に示すトルクの関係から明らかなように、第2駆動用等価トルクTSE2が、第1発電用等価トルクTGE1を反力として、駆動輪DW,DWに伝達され、その結果、駆動輪DW,DWが正転し、上記のEV走行モードが実行される。この場合、第2駆動用等価トルクTSE2は、駆動輪DW,DWだけでなく、クランク軸3aにも伝達され、また、第1ステータ13で発電される電流を制御することによって、そのようにクランク軸3aに伝達される動力を制御することができる。
That is, when power is supplied from the
より具体的には、第1ステータ13で発電される電流を、第2ロータ伝達トルクTR2が前述した目標値TR2OBJになるように制御する。また、前述した目標値TR4OBJに要求トルクを加算した値に相当するトルクが第4ロータ85に対して作用するように、第2ステータ83に供給される電流を制御する。以上により、要求トルク分のトルクを駆動輪DW,DWに適切に伝達しながら、クランク軸3aを駆動することができ、したがって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、エンジン3を始動することができる。
More specifically, the current generated by the
また、EV走行モード中におけるエンジン3の始動時において、スタータ31を用いてクランク軸3aを駆動する際、駆動輪回転数NDWの変動を抑制するために、第2回転機81が以下のように制御される。すなわち、駆動輪回転数NDWが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値TR4OBJを算出するとともに、目標値TR4OBJに相当するトルクが第4ロータ85に作用するように、第2ステータ83に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、スタータ31によりクランク軸3aを適切に駆動でき、エンジン3を始動することができる。
Further, when the
次に、図48〜図53を参照しながら、本発明の第4実施形態に係る動力装置1Cについて説明する。この動力装置1Cは、前述した第3実施形態の動力装置1Bと比較して、第2回転機81に代えて、前述した第2回転機21および遊星歯車装置PGを備える点が主に異なっているので、以下、動力装置1Bと異なる点を中心に説明する。なお、図48および図49において、第3実施形態の動力装置1Bと同じ構成要素については、同じ符号を付すとともに、その説明は適宜、省略する。
Next, a
図48に示すように、遊星歯車装置PG(動力伝達機構)は、前述した遊星歯車装置PGSと同様、一般的なシングルピニオンタイプのものであり、サンギヤSと、リングギヤRと、両ギヤS,Rに噛み合う複数のプラネタリギヤPと、これらのプラネタリギヤPを回転自在に支持するキャリアCを有している。周知のように、これらのサンギヤS、キャリアCおよびリングギヤRは、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように、構成されている。また、サンギヤS、キャリアCおよびリングギヤRは、前述した第1回転軸7と同軸状に配置されている。
As shown in FIG. 48, the planetary gear device PG (power transmission mechanism) is of a general single pinion type, similar to the planetary gear device PGS described above, and includes a sun gear S, a ring gear R, both gears S, A plurality of planetary gears P meshing with R and a carrier C that rotatably supports these planetary gears P are provided. As is well known, the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R can transmit power to each other, rotate while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed during power transmission, In the collinear diagram showing the relationship, the straight lines representing the respective rotational speeds are arranged in order. In addition, the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R are arranged coaxially with the first
さらに、サンギヤSは、第1回転軸7に一体に設けられている。また、キャリアCは、前述した第2回転軸8に一体に設けられており、キャリアCには、第1スプロケットSP1が取り付けられている。また、リングギヤRには、第2回転機21のロータ23が同軸状に取り付けられている。
Further, the sun gear S is provided integrally with the first
以上のように、動力装置1Cでは、第2ロータ15およびサンギヤSは、互いに機械的に直結されるとともに、クランク軸3aに機械的に直結されている。また、第1ロータ14およびキャリアCは、互いに機械的に直結されるとともに、第1スプロケットSP1や、チェーンCH、第2スプロケットSP2、遊星歯車装置PGS、差動装置DGなどを介して、駆動輪DW,DWに機械的に連結されている。さらに、リングギヤRは、ロータ23に機械的に直結されている。
As described above, in the
また、図49に示すように、ECU2には、前述した各種のセンサ61〜72に加えて、第3回転角センサ73が電気的に接続されている。この第3回転角センサ73は、ステータ22に対するロータ23の回転角度位置を検出するとともに、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、第3回転角センサ73の検出信号に基づいて、第2回転機回転数NM2を算出する。
As shown in FIG. 49, in addition to the
さらに、ECU2は、各種のセンサ61〜73の検出信号に基づいて、以下に述べるように、各種の制御処理を実行する。それにより、エンジン3、第1および第2回転機11,21の動作が制御されることで、車両が各種の走行モードで運転される。
Further, the
次に、ECU2によって実行される本実施形態のエンジン始動制御処理について説明する。本実施形態の動力装置1Cの場合、第3実施形態の動力装置1Bと比較して、第2回転機81に代えて、第2回転機21および遊星歯車装置PGが設けられている点のみが異なっている関係上、エンジン始動制御処理は、第1始動モード制御処理および第2始動モード制御処理のみが第3実施形態のものと異なる手法で実行されるので、以下、図50,51を参照しながら、本実施形態の第1始動モード制御処理および第2始動モード制御処理について説明する。
Next, the engine start control process of this embodiment executed by the
まず、図50に示す第1始動モード制御処理について説明する。この制御処理を前述した動力装置1Bにおける図44の第1始動モード制御処理と比較した場合、前述した構成上の差異に起因して、ステップ162における第2回転機制御処理の内容のみが異なっているので、以下、この点を中心として説明する。
First, the first start mode control process shown in FIG. 50 will be described. When this control process is compared with the first start mode control process of FIG. 44 in the
まず、ステップ160,161を前述したステップ140,141と同様に実行した後、ステップ162で、第2回転機制御処理を以下のように実行する。すなわち、まず、キャリアCに作用させるトルクの目標値TCOBJを、下式(48)によって算出する。次いで、ステータ22で発電を行うとともに、目標値TCOBJに相当するトルクがキャリアCに対して正転方向に作用するように、ステータ22で発電される電流を制御する。
TCOBJ=α・TR2OBJ/(1+α) ……(48)
First, after executing Steps 160 and 161 in the same manner as
TCOBJ = α · TR2OBJ / (1 + α) (48)
次いで、ステップ163を前述したステップ143と同様に実行した後、本処理を終了する。 Next, after executing Step 163 in the same manner as Step 143 described above, the present process is terminated.
次に、図51に示す第2始動モード制御処理について説明する。この制御処理を前述した動力装置1Bにおける図45の第2始動モード制御処理と比較した場合、前述した構成上の差異に起因して、ステップ172における第2回転機制御処理の内容のみが異なっているので、以下、この点を中心として説明する。
Next, the second start mode control process shown in FIG. 51 will be described. When this control process is compared with the second start mode control process of FIG. 45 in the
まず、ステップ170,171を前述したステップ150,151と同様に実行した後、ステップ172で、第2回転機制御を以下のように実行する。すなわち、まず、駆動輪回転数NDWが値0になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値TCOBJを算出する。次いで、ステータ22に電力を供給するとともに、目標値TCOBJに相当するトルクがキャリアCに作用するように、ステータ22に供給される電流を制御する。
First, after executing
次いで、ステップ173を前述したステップ153と同様に実行した後、本処理を終了する。 Next, after executing Step 173 in the same manner as Step 153 described above, the present process is terminated.
次に、図52を参照しながら、図50の第1始動モード制御処理を実行したときの動作例について説明する。まず、この動力装置1Cの場合、前述した各種の回転要素間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数NE、第2ロータ回転数NR2およびサンギヤSの回転数は、互いに等しく、第2回転機回転数NM2およびリングギヤRの回転数は、互いに等しい。また、第1ロータ回転数NR1およびキャリアCの回転数は、互いに等しく、遊星歯車装置PGSなどによる変速を無視すれば、駆動輪回転数NDWと等しい。さらに、第1磁界回転数NMF1、第1および第2ロータ回転数NR1,NR2は、前述した式(40)で表されるような所定の共線関係にあり、サンギヤS、キャリアCおよびリングギヤRの回転数は、サンギヤSの歯数およびリングギヤRの歯数で定まる所定の共線関係にある。
Next, an example of operation when the first start mode control process of FIG. 50 is executed will be described with reference to FIG. First, in the case of the
以上から、第1磁界回転数NMF1、エンジン回転数NE、駆動輪回転数NDWおよび第2回転機回転数NM2の間の関係は、図52に示すような速度共線図で表される。なお、同図において、TG2は、ステータ22での発電に伴ってロータ23に作用する第2回転機21の制動トルク(以下「第2発電トルク」という)である。また、Xは、リングギヤRの歯数に対するサンギヤSの歯数の比である。さらに、サンギヤS、キャリアCおよびリングギヤRを、遊星歯車装置PGSのサンギヤPS、キャリアPCおよびリングギヤPRとそれぞれ識別するために、三者S,C,Rの符号をカッコ書きで表記している。
From the above, the relationship among the first magnetic field rotational speed NMF1, the engine rotational speed NE, the drive wheel rotational speed NDW, and the second rotating machine rotational speed NM2 is represented by a speed collinear chart as shown in FIG. In the figure, TG2 is a braking torque (hereinafter referred to as “second power generation torque”) of the second
図52から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、第2発電トルクTG2を反力として、第2ロータ15を介してクランク軸3aに伝達され、それにより、両者15,3aが駆動され、正転する。この場合、第3実施形態と同様、第2ロータ伝達トルクTR2が目標値TR2OBJになるように、第1ステータ13に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数NEが、始動時用回転数NESTになるようにフィードバック制御される。また、その状態で、エンジン3が始動される。
As is apparent from FIG. 52, the first driving equivalent torque TSE1 is transmitted to the crankshaft 3a via the
また、図52から明らかなように、第1駆動用等価トルクTSE1は、フリクショントルクTEFを反力として、第1ロータ14、キャリアCおよび駆動輪DW,DWを逆転させるように作用する。そのように第1ロータ14などを逆転させるように作用するトルク(第1ロータ逆転トルク)は、前述した式(41)から明らかなように、第2ロータ伝達トルクTR2および第1極対数比αを用いて、−α・TR2/(1+α)で表される。
As is apparent from FIG. 52, the first driving equivalent torque TSE1 acts to reverse the
これに対して、前述した第2回転機21の動作の制御によって、目標値TCOBJに相当するトルクがキャリアCに対して正転方向に作用するように、ステータ22で発電される電流が制御されるとともに、この目標値TCOBJが、前述した式(48)、すなわち、TCOBJ=α・TR2OBJ/(1+α)により算出される。このことと、上記のように第1ロータ逆転トルクが−α・TR2/(1+α)で表されることから明らかなように、第2発電トルクTR2によりキャリアCに作用するトルクによって、第1ロータ逆転トルクが相殺され、結果的に、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, the current generated by the
次に、図53を参照しながら、図51の第2始動モード制御処理を実行したときの動作例について説明する。図53に示すように、第1実施形態と同様、クランク軸3aが、スタータ31で駆動されることによって正転し、エンジン回転数NEが始動用回転数NESTを上回る。また、その状態で、エンジン3が始動される。この場合、図53から明らかなように、前述した第1磁界回転抵抗DMF1を反力として、スタータ31のトルクTSTが、第2および第1ロータ15,14を介して、駆動輪DW,DWを正転させるように作用する。
Next, an example of operation when the second start mode control process of FIG. 51 is executed will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 53, as in the first embodiment, the crankshaft 3a is rotated forward by being driven by the
これに対して、前述した第2回転機21の動作の制御によって、キャリアCに作用するトルクが、駆動輪回転数NDWが値0になるように、制御される。これにより、上述した第1磁界回転抵抗DMF1に起因して駆動輪DW,DWに作用するトルクは、第2力行トルクTM2によりキャリアCに作用するトルクによって相殺され、その結果、駆動輪DW,DWが静止状態(NDW=0)に保持される。
On the other hand, by controlling the operation of the second
以上のように構成された第4実施形態の動力装置1Cによれば、前述した動力装置1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、動力装置1Cの小型化および製造コストの削減を図ることができるとともに、動力装置1Cの設計の自由度を高めることができる。また、パージ制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、蒸発燃料処理装置91のキャニスタ91a内に吸着された燃料を吸気通路3dに確実に送り込むことができる。さらに、PCV動作の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、吸気通路3dに負圧を発生させることができるので、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路3dに確実に還流させることができる。さらに、触媒暖機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、高温の排ガスを排気通路3fに供給することができ、それにより、触媒装置3gを確実に活性化することができる。これに加えて、補機制御処理の実行条件が成立したときには、エンジン3の始動に伴い、その動力によって、コンプレッサ51および3つのポンプ93〜95を確実に駆動することができる。
According to the
さらに、エンジン回転数NEが低いことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。これに加えて、エンジン水温TWが極低温域にあり、エンジン3の回転抵抗が大きいことで、エンジン3を始動させるのに必要な燃焼エネルギが大きいときには、気筒内への吸入空気の充填効率を高めることによって、始動に必要な燃焼エネルギを確保することができる。以上により、寒冷時における内燃機関の始動性を向上させることができる。また、第1始動モード制御処理中、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪DW,DWの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。
Further, when the engine speed NE is low and the combustion energy necessary for starting the
なお、第4実施形態では、動力伝達機構として、シングルピニオンタイプの遊星歯車装置PGを用いているが、互いの間で回転数に関する共線関係を保ちながら動力を伝達可能な第1〜第3要素を有する機構であれば、他の機構、例えばダブルピニオンタイプの遊星歯車装置、または差動装置DGを用いてもよい。あるいは、遊星歯車装置のギヤに代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有し、遊星歯車装置と同等の機能を有するような機構を用いてもよい。また、詳細な説明は省略するが、特開2008−39045号公報に開示されるような複数の磁石や軟磁性体の組み合わせで構成された機構を用いてもよい。 In the fourth embodiment, the single-pinion type planetary gear device PG is used as the power transmission mechanism. However, the first to third powers that can transmit power while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between them. Other mechanisms such as a double pinion type planetary gear device or a differential device DG may be used as long as the mechanism has elements. Alternatively, instead of the gear of the planetary gear device, a mechanism having a plurality of rollers that transmit power by friction between the surfaces and having a function equivalent to that of the planetary gear device may be used. Although detailed explanation is omitted, a mechanism constituted by a combination of a plurality of magnets and soft magnetic materials as disclosed in JP 2008-39045 A may be used.
また、第4実施形態では、第2ロータ15およびサンギヤSは、互いに直結されているが、クランク軸3aに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第1ロータ14およびキャリアCは、互いに直結されているが、駆動輪DW,DWに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。さらに、第4実施形態では、第2ロータ15およびサンギヤSをクランク軸3aに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。
In the fourth embodiment, the
また、第4実施形態では、第1ロータ14およびキャリアCを駆動輪DW,DWに、チェーンCHや差動装置DGを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。さらに、第4実施形態では、リングギヤRをロータ23に直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。
In the fourth embodiment, the
また、第4実施形態では、リングギヤRをロータ23に、サンギヤSをクランク軸3aに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、リングギヤRをクランク軸3aに、サンギヤSをロータ23に、それぞれ機械的に連結してもよい。この場合において、当然のことながら、リングギヤRとクランク軸3aの間、および、サンギヤSとロータ23の間をそれぞれ、機械的に直結してもよく、あるいは、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを用いて機械的に連結してもよい。
In the fourth embodiment, the ring gear R is connected to the
さらに、動力装置1Cは、エンジン3を停止した状態で、第2回転機21を動力源として、車両をEV走行モードで走行させることができる。さらに、このEV走行モード中においても、スタータ31や、第1回転機11、第2回転機21の動作を制御することによって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、クランク軸3aを駆動でき、エンジン3を始動することができる。以下、この場合において、第1回転機11を用いてクランク軸3aを駆動する際の第1および第2回転機11,21の動作の制御について、簡単に説明する。
Furthermore, the
すなわち、メインバッテリ44からステータ22に電力を供給し、ロータ23を正転させるとともに、駆動輪回転数NDWおよびエンジン回転数NEによって定まる第1回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第1ステータ13で発電を行う。これにより、前述した図52に示す速度共線図から明らかなように、第2力行トルクTM2が、第1発電用等価トルクTGE1を反力として、駆動輪DW,DWに伝達され、その結果、駆動輪DW,DWが正転し、上記のEV走行モードが実行される。この場合、第2力行トルクTM2は、駆動輪DW,DWだけでなく、クランク軸3aにも伝達され、また、第1ステータ13で発電される電流を制御することによって、そのようにクランク軸3aに伝達される動力を制御することができる。
That is, when power is supplied from the
より具体的には、第3実施形態の動力装置1Bと同様に、第1ステータ13で発電される電力を、第2ロータ伝達トルクTR2が前述した目標値TR2OBJになるように制御する。また、前述した目標値TCOBJに要求トルクを加算した値に相当するトルクがキャリアCに対して作用するように、ステータ22に供給される電流を制御する。以上により、要求トルク分のトルクを駆動輪DW,DWに適切に伝達しながら、クランク軸3aを駆動することができ、したがって、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、エンジン3を始動することができる。
More specifically, similarly to the
また、EV走行モード中におけるエンジン3の始動時において、スタータ31を用いてクランク軸3aを駆動する際、駆動輪回転数NDWの変動を抑制するために、第2回転機21が以下のように制御される。すなわち、駆動輪回転数NDWが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値TCOBJを算出するとともに、目標値TCOBJに相当するトルクがキャリアCに作用するように、ステータ22に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制した状態で、スタータ31によりクランク軸3aを適切に駆動でき、エンジン3を始動することができる。
Further, when the
また、第4実施形態において、第1回転機11に代えて、第2回転機21および遊星歯車装置PGを設けるとともに、第2回転機21および遊星歯車装置PGに代えて、第2回転機81を設けてもよい。この場合、キャリアCおよび第1ロータ14がクランク軸3aに、サンギヤS(またはリングギヤR)および第2ロータ15が駆動輪DW,DWに、それぞれ機械的に連結される。さらに、この場合、第1始動モード制御処理において、クランク軸3aを駆動するように第2回転機21の動作が制御されるとともに、第1および第2始動モード制御処理において、クランク軸3aへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数NDWの変動を抑制するように、第1回転機11の動作が制御される。この場合にも、当然のことながら、第4実施形態による効果を同様に得ることができる。
In the fourth embodiment, a second
さらに、第1、第2および第4実施形態では、第2回転機21は、同期型のブラシレスDCモータであるが、供給された電力を動力に変換し、出力するとともに、入力された動力を電力に変換可能な装置であれば、他の装置、例えば、同期型または誘導機型のACモータなどでもよい。
Furthermore, in 1st, 2nd and 4th embodiment, although the 2nd
なお、前述した各実施形態は、本発明の動力装置1,1A〜1Cを被駆動部としての駆動輪DWを備える車両に適用した例であるが、本発明の動力装置はこれに限らず、例えば、船舶および航空機などの様々な産業機器に適用可能である。ここで、本発明の動力装置を船舶に適用した場合には、スクリューなどの推進力を生じる部分が被駆動部に相当し、動力装置を航空機に適用した場合には、プロペラやロータなどの推進力を生じる部分が被駆動部に相当する。
In addition, although each embodiment mentioned above is an example which applied the
また、各実施形態は、内燃機関として、ガソリンを燃料とする内燃機関3を用いた例であるが、本発明の熱機関はこれに限らず、熱エネルギを継続的に機械的エネルギに変えるものであればよい。例えば、熱機関として、軽油または天然ガスを燃料とする内燃機関やスターリングエンジンなどの外燃機関を用いてもよい。
Each embodiment is an example in which an
さらに、各実施形態は、蓄電装置として、メインバッテリ44を用いた例であるが、本発明の蓄電装置はこれに限らず、電力を蓄積可能なものであればよい。例えば、蓄電装置として、キャパシタを用いてもよい。また、各実施形態は、電源として、補助バッテリ33を用いた例であるが、本発明の電源はこれに限らず、スタータに電力を供給できるものであればよい。例えば、電源として、キャパシタや、電気回路、発電機などを用いてもよい。
Furthermore, although each embodiment is an example using the
一方、各実施形態は、第1回転機11における第1電機子磁極が4個、第1磁石磁極が8個、コア15aが6個であり、すなわち、第1電機子磁極の数と第1磁石磁極の数とコア15aの数との比が、1:2:1.5の例であるが、これらの数の比が1:m:(1+m)/2(m≠1.0)を満たすものであれば、第1電機子磁極、第1磁石磁極およびコア15aの数として、任意の数を採用可能である。さらに、各実施形態では、コア15aを鋼板で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。また、各実施形態では、第1ステータ13および第1ロータ14を、径方向の外側および内側にそれぞれ配置しているが、これとは逆に、径方向の内側および外側にそれぞれ配置してもよい。
On the other hand, each embodiment has four first armature magnetic poles, eight first magnet magnetic poles, and six
さらに、各実施形態は、第1ステータ13、第1および第2ロータ14,15を径方向に並ぶように配置し、いわゆるラジアルタイプとして第1回転機11を構成した例であるが、第1ステータ13、第1および第2ロータ14,15を軸線方向に並ぶように配置し、いわゆるアキシャルタイプとして第1回転機11を構成してもよい。また、各実施形態では、1つの第1磁石磁極を、単一の永久磁石14aの磁極で構成しているが、複数の永久磁石の磁極で構成してもよい。例えば、2つの永久磁石の磁極が第1ステータ13側で近づき合うように、これらの2つの永久磁石を逆V字状に並べることにより、1つの第1磁石磁極を構成することによって、前述した磁力線MLの指向性を高めることができる。さらに、各実施形態において、永久磁石14aに代えて、電磁石を用いてもよい。
Furthermore, each embodiment is an example in which the first rotating
また、各実施形態では、コイル13c〜13eを、U相〜W相の3相コイルで構成しているが、第1回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。さらに、各実施形態において、スロット13bの数として、各実施形態で示した以外の任意の数を採用してもよいことはもちろんである。また、各実施形態では、U相〜W相コイル13c〜13eをスロット13bに分布巻きで巻回しているが、これに限らず、集中巻きでもよい。さらに、各実施形態では、スロット13bや、永久磁石14a、コア15aを、等間隔に配置しているが、不等間隔に配置してもよい。以上の第1回転機11に関する変形例は、第3実施形態における第2回転機81についても、同様に当てはまる。
Moreover, in each embodiment, although the
また、各実施形態では、エンジン3、第1および第2回転機11,21,81の動作を制御するための制御装置を、ECU2、VCU43、第1および第2PDU41,42で構成しているが、制御装置を他の電気回路や、マイクロコンピュータと電気回路の組み合わせなどで構成してもよい。
Moreover, in each embodiment, although the control apparatus for controlling operation | movement of the
1 動力装置
1A 動力装置
1B 動力装置
1C 動力装置
2 ECU(制御装置、パージ条件判定手段、還流条件判定手段、活性化条件判定手 段、補機駆動条件判定手段、始動条件判定手段、機関回転数検出手段、機関温度 パラメータ検出手段、所定回転数設定手段)
3 内燃機関
3a クランク軸(出力部)
3d 吸気通路(吸気系)
3f 排気通路
3g 触媒装置
11 第1回転機
13 第1ステータ
13a 鉄芯(第1電機子)
13c U相コイル(第1電機子)
13d V相コイル(第1電機子)
13e W相コイル(第1電機子)
14 第1ロータ
14a 永久磁石(第1磁極)
15 第2ロータ
15a コア(第1軟磁性体)
21 第2回転機
23 ロータ
41 第1PDU(制御装置)
42 第2PDU(制御装置)
43 VCU(制御装置)
44 メインバッテリ(蓄電装置)
51 コンプレッサ(補機)
61 クランク角センサ(機関回転数検出手段)
67 水温センサ(機関温度パラメータ検出手段)
81 第2回転機
83 第2ステータ
83a 鉄芯(第2電機子)
83b U相〜W相コイル(第2電機子)
84 第3ロータ
84a 永久磁石(第2磁極)
85 第4ロータ
85a コア(第2軟磁性体)
90 リフト切換機構(充填効率変更機構)
91 蒸発燃料処理装置
91a キャニスタ(燃料吸着部)
91d 燃料タンク
92 PCV装置
93 冷却用ウォータポンプ(補機)
94 オイルポンプ(補機)
95 ヒータ用ウォータポンプ(補機)
DW 駆動輪(被駆動部)
PG 遊星歯車装置(動力伝達機構)
NE 内燃機関の回転数
NEref 判定値(所定回転数)
TW エンジン水温(機関温度パラメータ)
TW1 第1所定温度
TW2 第2所定温度
DESCRIPTION OF
3 Internal combustion engine 3a Crankshaft (output part)
3d Intake passage (intake system)
13c U-phase coil (first armature)
13d V-phase coil (first armature)
13e W phase coil (first armature)
14
15
21 2nd rotating
42 Second PDU (control device)
43 VCU (control unit)
44 Main battery (power storage device)
51 Compressor (auxiliary machine)
61 Crank angle sensor (engine speed detection means)
67 Water temperature sensor (engine temperature parameter detection means)
81
83b U-phase to W-phase coil (second armature)
84
85
90 Lift switching mechanism (charging efficiency changing mechanism)
91 Evaporative
94 Oil pump (auxiliary machine)
95 Water pump for heater (auxiliary machine)
DW drive wheel (driven part)
PG planetary gear unit (power transmission mechanism)
NE Internal combustion engine speed NEref judgment value (predetermined speed)
TW engine water temperature (engine temperature parameter)
TW1 first predetermined temperature TW2 second predetermined temperature
Claims (10)
動力を出力するための出力部と、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を燃料吸着部に一時的に吸着し、吸気系に送り込む蒸発燃料処理装置とを有する内燃機関と、
不動の第1ステータと、当該第1ステータに対して相対的に回転自在の第1ロータおよび第2ロータとを有し、当該第1ロータおよび当該第2ロータの一方が前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結されるとともに、当該第1ロータおよび当該第2ロータの他方が前記被駆動部に機械的に連結された第1回転機と、
前記内燃機関および前記第1回転機の動作を制御するための制御装置と、
当該制御装置および前記第1回転機に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置と、
を備え、
前記第1ステータは、円周方向に並んだ複数の第1電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、
前記第1ロータは、前記第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、当該第1磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極で構成され、
前記第2ロータは、前記第1電機子列と前記第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、当該第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成され、
前記第1電機子磁極の数と前記第1磁極の数と前記第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、
前記蒸発燃料処理装置の前記燃料吸着部に吸着された燃料を前記吸気系に送り込むパージ条件が成立したか否かを判定するパージ条件判定手段を有し、
当該パージ条件判定手段の判定結果に基づき、当該パージ条件が成立したときに、前記第1回転機と前記蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力装置。 A power device for driving a driven part,
An internal combustion engine having an output unit for outputting power, and an evaporative fuel processing device that temporarily adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank to the fuel adsorbing unit and sends it to the intake system;
A stationary first stator and a first rotor and a second rotor that are rotatable relative to the first stator, wherein one of the first rotor and the second rotor is the output of the internal combustion engine; A first rotating machine that is mechanically coupled to the driven portion and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the driven portion;
A control device for controlling operations of the internal combustion engine and the first rotating machine;
A power storage device electrically connected to the control device and the first rotating machine and capable of storing electric power;
With
The first stator is composed of a plurality of first armatures arranged in the circumferential direction, and the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. Having a first armature row for generating a rotating magnetic field;
The first rotor has a first magnetic pole row disposed so as to face the first armature row, and the first magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of first magnetic poles having different polarities,
The second rotor has a first soft magnetic body row disposed between the first armature row and the first magnetic pole row, and the first soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the first armature magnetic poles, the number of the first magnetic poles, and the number of the first soft magnetic bodies is set to be 1: m: (1 + m) / 2 (where m ≠ 1). And
The controller is
A purge condition determining means for determining whether or not a purge condition for sending the fuel adsorbed by the fuel adsorbing portion of the evaporated fuel processing apparatus to the intake system is satisfied;
Based on the determination result of the purge condition determination means, when the purge condition is satisfied, by executing the first rotating machine control that controls the transfer of power between the first rotating machine and the power storage device, A power unit for starting the internal combustion engine.
動力を出力するための出力部と、クランクケース内のブローバイガスを吸気系に還流させるPCV装置とを有する内燃機関と、
不動の第1ステータと、当該第1ステータに対して相対的に回転自在の第1ロータおよび第2ロータとを有し、当該第1ロータおよび当該第2ロータの一方が前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結されるとともに、当該第1ロータおよび当該第2ロータの他方が前記被駆動部に機械的に連結された第1回転機と、
前記内燃機関および前記第1回転機の動作を制御するための制御装置と、
当該制御装置および前記第1回転機に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置と、
を備え、
前記第1ステータは、円周方向に並んだ複数の第1電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、
前記第1ロータは、前記第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、当該第1磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極で構成され、
前記第2ロータは、前記第1電機子列と前記第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、当該第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成され、
前記第1電機子磁極の数と前記第1磁極の数と前記第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、
前記クランクケース内のブローバイガスを前記吸気系に還流させる還流条件が成立したか否かを判定する還流条件判定手段を有し、
当該還流条件判定手段の判定結果に基づき、当該還流条件が成立したときに、前記第1回転機と前記蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力装置。 A power device for driving a driven part,
An internal combustion engine having an output unit for outputting power, and a PCV device for recirculating blow-by gas in the crankcase to the intake system;
A stationary first stator and a first rotor and a second rotor that are rotatable relative to the first stator, wherein one of the first rotor and the second rotor is the output of the internal combustion engine; A first rotating machine that is mechanically coupled to the driven portion and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the driven portion;
A control device for controlling operations of the internal combustion engine and the first rotating machine;
A power storage device electrically connected to the control device and the first rotating machine and capable of storing electric power;
With
The first stator is composed of a plurality of first armatures arranged in the circumferential direction, and the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. Having a first armature row for generating a rotating magnetic field;
The first rotor has a first magnetic pole row disposed so as to face the first armature row, and the first magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of first magnetic poles having different polarities,
The second rotor has a first soft magnetic body row disposed between the first armature row and the first magnetic pole row, and the first soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the first armature magnetic poles, the number of the first magnetic poles, and the number of the first soft magnetic bodies is set to be 1: m: (1 + m) / 2 (where m ≠ 1). And
The controller is
Recirculation condition determination means for determining whether a recirculation condition for recirculating blowby gas in the crankcase to the intake system is satisfied;
Based on the determination result of the recirculation condition determination means, when the recirculation condition is established, by executing the first rotation machine control that controls the transfer of power between the first rotation machine and the power storage device, A power unit for starting the internal combustion engine.
動力を出力するための出力部と、排気通路を流れる排ガスを浄化する触媒装置とを有する内燃機関と、
不動の第1ステータと、当該第1ステータに対して相対的に回転自在の第1ロータおよび第2ロータとを有し、当該第1ロータおよび当該第2ロータの一方が前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結されるとともに、当該第1ロータおよび当該第2ロータの他方が前記被駆動部に機械的に連結された第1回転機と、
前記内燃機関および前記第1回転機の動作を制御するための制御装置と、
当該制御装置および前記第1回転機に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置と、
を備え、
前記第1ステータは、円周方向に並んだ複数の第1電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、
前記第1ロータは、前記第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、当該第1磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極で構成され、
前記第2ロータは、前記第1電機子列と前記第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、当該第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成され、
前記第1電機子磁極の数と前記第1磁極の数と前記第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、
前記触媒装置を活性化させる活性化条件が成立したか否かを判定する活性化条件判定手段を有し、
当該活性化条件判定手段の判定結果に基づき、当該活性化条件が成立したときに、前記第1回転機と前記蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力装置。 A power device for driving a driven part,
An internal combustion engine having an output section for outputting power, and a catalyst device for purifying exhaust gas flowing in the exhaust passage;
A stationary first stator and a first rotor and a second rotor that are rotatable relative to the first stator, wherein one of the first rotor and the second rotor is the output of the internal combustion engine; A first rotating machine that is mechanically coupled to the driven portion and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the driven portion;
A control device for controlling operations of the internal combustion engine and the first rotating machine;
A power storage device electrically connected to the control device and the first rotating machine and capable of storing electric power;
With
The first stator is composed of a plurality of first armatures arranged in the circumferential direction, and the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. Having a first armature row for generating a rotating magnetic field;
The first rotor has a first magnetic pole row disposed so as to face the first armature row, and the first magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of first magnetic poles having different polarities,
The second rotor has a first soft magnetic body row disposed between the first armature row and the first magnetic pole row, and the first soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the first armature magnetic poles, the number of the first magnetic poles, and the number of the first soft magnetic bodies is set to be 1: m: (1 + m) / 2 (where m ≠ 1). And
The controller is
An activation condition determining means for determining whether an activation condition for activating the catalyst device is satisfied;
Based on the determination result of the activation condition determining means, executing the first rotating machine control for controlling power transfer between the first rotating machine and the power storage device when the activation condition is satisfied. To start the internal combustion engine.
動力を出力するための出力部を有する内燃機関と、
不動の第1ステータと、当該第1ステータに対して相対的に回転自在の第1ロータおよび第2ロータとを有し、当該第1ロータおよび当該第2ロータの一方が前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結されるとともに、当該第1ロータおよび当該第2ロータの他方が前記被駆動部に機械的に連結された第1回転機と、
前記内燃機関および前記第1回転機の動作を制御するための制御装置と、
当該制御装置および前記第1回転機に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置と、
を備え、
前記第1ステータは、円周方向に並んだ複数の第1電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、
前記第1ロータは、前記第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、当該第1磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極で構成され、
前記第2ロータは、前記第1電機子列と前記第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、当該第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成され、
前記第1電機子磁極の数と前記第1磁極の数と前記第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、
前記内燃機関の動力により前記補機を駆動する補機駆動条件が成立したか否かを判定する補機駆動条件判定手段を有し、
当該補機駆動条件判定手段の判定結果に基づき、当該補機駆動条件が成立したときに、前記第1回転機と前記蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力装置。 A power unit for driving a driven part and an auxiliary machine,
An internal combustion engine having an output for outputting power;
A stationary first stator and a first rotor and a second rotor that are rotatable relative to the first stator, wherein one of the first rotor and the second rotor is the output of the internal combustion engine; A first rotating machine that is mechanically coupled to the driven portion and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the driven portion;
A control device for controlling operations of the internal combustion engine and the first rotating machine;
A power storage device electrically connected to the control device and the first rotating machine and capable of storing electric power;
With
The first stator is composed of a plurality of first armatures arranged in the circumferential direction, and the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. Having a first armature row for generating a rotating magnetic field;
The first rotor has a first magnetic pole row disposed so as to face the first armature row, and the first magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of first magnetic poles having different polarities,
The second rotor has a first soft magnetic body row disposed between the first armature row and the first magnetic pole row, and the first soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the first armature magnetic poles, the number of the first magnetic poles, and the number of the first soft magnetic bodies is set to be 1: m: (1 + m) / 2 (where m ≠ 1). And
The controller is
An auxiliary machine drive condition determining means for determining whether or not an auxiliary machine drive condition for driving the auxiliary machine with the power of the internal combustion engine is satisfied;
Based on the determination result of the auxiliary machine drive condition determining means, when the auxiliary machine drive condition is satisfied, the first rotary machine control for controlling power transfer between the first rotary machine and the power storage device is executed. By doing so, the internal combustion engine is started.
動力を出力するための出力部と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方における最大揚程およびバルブタイミングの少なくとも一方を変更することにより、気筒内への吸入空気の充填効率を変更する充填効率変更機構と、を有する内燃機関と、
不動の第1ステータと、当該第1ステータに対して相対的に回転自在の第1ロータおよび第2ロータとを有し、当該第1ロータおよび当該第2ロータの一方が前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結されるとともに、当該第1ロータおよび当該第2ロータの他方が前記被駆動部に機械的に連結された第1回転機と、
前記内燃機関、前記第1回転機および前記充填効率変更機構の動作を制御するための制御装置と、
当該制御装置および前記第1回転機に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置と、
を備え、
前記第1ステータは、円周方向に並んだ複数の第1電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、
前記第1ロータは、前記第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、当該第1磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極で構成され、
前記第2ロータは、前記第1電機子列と前記第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、当該第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成され、
前記第1電機子磁極の数と前記第1磁極の数と前記第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動条件が成立したか否かを判定する始動条件判定手段と、
前記内燃機関の回転数を機関回転数として検出する機関回転数検出手段と、
を有し、
前記始動条件判定手段の判定結果に基づき、前記始動条件が成立している場合において、前記検出された機関回転数が前記所定回転数以下のときに、当該所定回転数を上回っているときよりも、前記気筒内への吸入空気の充填効率が高くなるように、前記充填効率変更機構を制御するとともに、前記始動条件が成立しているときに、前記第1回転機と前記蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力装置。 A power device for driving a driven part,
An output unit for outputting motive power, and a charging efficiency changing mechanism for changing the charging efficiency of intake air into the cylinder by changing at least one of a maximum lift and a valve timing in at least one of the intake valve and the exhaust valve; An internal combustion engine having
A stationary first stator and a first rotor and a second rotor that are rotatable relative to the first stator, wherein one of the first rotor and the second rotor is the output of the internal combustion engine; A first rotating machine that is mechanically coupled to the driven portion and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the driven portion;
A control device for controlling operations of the internal combustion engine, the first rotating machine, and the charging efficiency changing mechanism;
A power storage device electrically connected to the control device and the first rotating machine and capable of storing electric power;
With
The first stator is composed of a plurality of first armatures arranged in the circumferential direction, and the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. Having a first armature row for generating a rotating magnetic field;
The first rotor has a first magnetic pole row disposed so as to face the first armature row, and the first magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of first magnetic poles having different polarities,
The second rotor has a first soft magnetic body row disposed between the first armature row and the first magnetic pole row, and the first soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the first armature magnetic poles, the number of the first magnetic poles, and the number of the first soft magnetic bodies is set to be 1: m: (1 + m) / 2 (where m ≠ 1). And
The controller is
Starting condition determining means for determining whether a starting condition of the internal combustion engine is satisfied;
Engine speed detecting means for detecting the engine speed as the engine speed;
Have
Based on the determination result of the start condition determining means, when the start condition is satisfied, when the detected engine speed is equal to or lower than the predetermined speed, it is higher than the predetermined speed. The charging efficiency changing mechanism is controlled so that the charging efficiency of the intake air into the cylinder is increased, and when the start condition is satisfied, the first rotating machine and the power storage device are A power plant characterized in that the internal combustion engine is started by executing a first rotating machine control that controls transmission and reception of electric power.
前記内燃機関の温度を表す機関温度パラメータを検出する機関温度パラメータ検出手段と、
前記検出された機関温度パラメータが表す前記内燃機関の温度が前記第1所定温度以下であるときに、前記所定回転数を、前記第1所定温度を上回っているときよりも低い値に設定する所定回転数設定手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の動力装置。 The controller is
Engine temperature parameter detecting means for detecting an engine temperature parameter representing the temperature of the internal combustion engine;
When the temperature of the internal combustion engine represented by the detected engine temperature parameter is equal to or lower than the first predetermined temperature, the predetermined rotational speed is set to a lower value than when the temperature exceeds the first predetermined temperature. Rotational speed setting means;
The power unit according to claim 5, further comprising:
動力を出力するための出力部と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方における最大揚程およびバルブタイミングの少なくとも一方を変更することにより、気筒内への吸入空気の充填効率を変更する充填効率変更機構と、を有する内燃機関と、
不動の第1ステータと、当該第1ステータに対して相対的に回転自在の第1ロータおよび第2ロータとを有し、当該第1ロータおよび当該第2ロータの一方が前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結されるとともに、当該第1ロータおよび当該第2ロータの他方が前記被駆動部に機械的に連結された第1回転機と、
前記内燃機関、前記第1回転機および前記充填効率変更機構の動作を制御するための制御装置と、
当該制御装置および前記第1回転機に電気的に接続され、電力を蓄積可能な蓄電装置と、
を備え、
前記第1ステータは、円周方向に並んだ複数の第1電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第1電機子に発生する第1電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第1電機子列を有し、
前記第1ロータは、前記第1電機子列に対向するように配置された第1磁極列を有し、当該第1磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第1磁極で構成され、
前記第2ロータは、前記第1電機子列と前記第1磁極列の間に配置された第1軟磁性体列を有し、当該第1軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第1軟磁性体で構成され、
前記第1電機子磁極の数と前記第1磁極の数と前記第1軟磁性体の数との比が、1:m:(1+m)/2(ただしm≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動条件が成立したか否かを判定する始動条件判定手段と、
前記内燃機関の温度を表す機関温度パラメータを検出する機関温度パラメータ検出手段と、
を有し、
前記始動条件判定手段の判定結果に基づき、前記始動条件が成立している場合において、前記検出された機関温度パラメータが表す前記内燃機関の温度が第2所定温度以下のときに、当該第2所定温度を上回っているときよりも、前記気筒内への吸入空気の充填効率が高くなるように、前記充填効率変更機構を制御するとともに、前記始動条件が成立しているときに、前記第1回転機と前記蓄電装置との間における電力の授受を制御する第1回転機制御を実行することにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力装置。 A power device for driving a driven part,
An output unit for outputting motive power, and a charging efficiency changing mechanism for changing the charging efficiency of intake air into the cylinder by changing at least one of a maximum lift and a valve timing in at least one of the intake valve and the exhaust valve; An internal combustion engine having
A stationary first stator and a first rotor and a second rotor that are rotatable relative to the first stator, wherein one of the first rotor and the second rotor is the output of the internal combustion engine; A first rotating machine that is mechanically coupled to the driven portion and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the driven portion;
A control device for controlling operations of the internal combustion engine, the first rotating machine, and the charging efficiency changing mechanism;
A power storage device electrically connected to the control device and the first rotating machine and capable of storing electric power;
With
The first stator is composed of a plurality of first armatures arranged in the circumferential direction, and the first armature magnetic poles generated in the plurality of first armatures with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. Having a first armature row for generating a rotating magnetic field;
The first rotor has a first magnetic pole row disposed so as to face the first armature row, and the first magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of first magnetic poles having different polarities,
The second rotor has a first soft magnetic body row disposed between the first armature row and the first magnetic pole row, and the first soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of first soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the first armature magnetic poles, the number of the first magnetic poles, and the number of the first soft magnetic bodies is set to be 1: m: (1 + m) / 2 (where m ≠ 1). And
The controller is
Starting condition determining means for determining whether a starting condition of the internal combustion engine is satisfied;
Engine temperature parameter detecting means for detecting an engine temperature parameter representing the temperature of the internal combustion engine;
Have
Based on the determination result of the start condition determination means, when the start condition is satisfied and the temperature of the internal combustion engine represented by the detected engine temperature parameter is equal to or lower than a second predetermined temperature, the second predetermined The first rotation is performed when the charging efficiency changing mechanism is controlled so that the charging efficiency of the intake air into the cylinder is higher than when the temperature is higher, and when the start condition is satisfied. A power plant characterized in that the internal combustion engine is started by executing a first rotating machine control that controls transmission and reception of electric power between a machine and the power storage device.
前記制御装置は、前記第1回転機制御の実行中、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化が発生しないように、前記第1回転機および前記第2回転機の動作を制御することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の動力装置。 Electrically connected to the control device and the power storage device, converts the electric power supplied from the power storage device into motive power, outputs it from a rotor mechanically connected to the driven part, and is input to the rotor A second rotating machine capable of converting the motive power into electric power,
The controller controls the first rotating machine and the second rotation so that a speed change of the driven part due to transmission of driving force to the output part does not occur during execution of the first rotating machine control. The power unit according to any one of claims 1 to 7, wherein operation of the machine is controlled.
前記第2ステータは、円周方向に並んだ複数の第2電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第2電機子に発生する第2電機子磁極により、前記円周方向に回転する回転磁界を発生させる第2電機子列を有し、
前記第3ロータは、前記第2電機子列に対向するように配置された第2磁極列を有し、当該第2磁極列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並ぶとともに隣り合う各2つが互いに異なる極性を有する複数の第2磁極で構成され、
前記第4ロータは、前記第2電機子列と前記第2磁極列の間に配置された第2軟磁性体列を有し、当該第2軟磁性体列は、互いに間隔を存して前記円周方向に並んだ複数の第2軟磁性体で構成され、
前記第2電機子磁極の数と前記第2磁極の数と前記第2軟磁性体の数との比が、1:n:(1+n)/2(ただしn≠1)となるように設定されており、
前記制御装置は、前記第1回転機制御の実行中、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化が発生しないように、前記第1回転機および前記第2回転機の動作を制御することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の動力装置。 A stationary second stator, and a third rotor and a fourth rotor that are rotatable relative to the second stator, and the third rotor is mechanically coupled to the output portion of the internal combustion engine; The fourth rotor is mechanically coupled to the driven part, and the second stator further includes a second rotating machine electrically connected to the control device and the power storage device,
The second stator is composed of a plurality of second armatures arranged in the circumferential direction, and the second armature magnetic poles generated in the plurality of second armatures in accordance with the supply of electric power cause the circumferential direction to move in the circumferential direction. A second armature train that generates a rotating magnetic field that rotates;
The third rotor has a second magnetic pole row disposed so as to face the second armature row, and the second magnetic pole rows are arranged adjacent to each other in the circumferential direction with a space therebetween. Each two are composed of a plurality of second magnetic poles having different polarities,
The fourth rotor has a second soft magnetic body row disposed between the second armature row and the second magnetic pole row, and the second soft magnetic body rows are spaced apart from each other. Consists of a plurality of second soft magnetic bodies arranged in the circumferential direction,
The ratio of the number of the second armature magnetic poles, the number of the second magnetic poles, and the number of the second soft magnetic bodies is set to be 1: n: (1 + n) / 2 (where n ≠ 1). And
The controller controls the first rotating machine and the second rotation so that a speed change of the driven part due to transmission of driving force to the output part does not occur during execution of the first rotating machine control. The power unit according to any one of claims 1 to 7, wherein operation of the machine is controlled.
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように構成された第1要素、第2要素および第3要素を有する動力伝達機構と、をさらに備え、
前記第1ロータおよび前記第2要素ならびに前記第2ロータおよび前記第1要素の一方が、前記内燃機関の前記出力部に機械的に連結され、前記第1ロータおよび前記第2要素ならびに前記第2ロータおよび前記第1要素の他方が、前記被駆動部に機械的に連結されるとともに、前記第3要素が前記ロータに機械的に連結されており、
前記制御装置は、前記第1回転機制御の実行中、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化が発生しないように、前記第1回転機および前記第2回転機の動作を制御することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の動力装置。 Electrically connected to the control device and the power storage device, converts the electric power supplied from the power storage device into motive power, outputs it from a rotor mechanically connected to the driven part, and is input to the rotor A second rotating machine capable of converting the motive power into electric power,
Power can be transmitted between each other, and during transmission of the power, while rotating while maintaining a collinear relationship with respect to the rotational speed between each other, in the collinear chart showing the relationship of the rotational speed, A power transmission mechanism having a first element, a second element, and a third element configured such that straight lines to be represented are arranged in order,
One of the first rotor and the second element, and the second rotor and the first element is mechanically coupled to the output portion of the internal combustion engine, and the first rotor, the second element, and the second The other of the rotor and the first element is mechanically connected to the driven part, and the third element is mechanically connected to the rotor,
The controller controls the first rotating machine and the second rotation so that a speed change of the driven part due to transmission of driving force to the output part does not occur during execution of the first rotating machine control. The power unit according to any one of claims 1 to 7, wherein operation of the machine is controlled.
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001115869A (en) * | 1999-08-09 | 2001-04-24 | Honda Motor Co Ltd | Hybrid automobile |
JP2001136606A (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Denso Corp | Motive power transfer equipment for vehicle |
JP2001157304A (en) * | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Denso Corp | Rotary electric machine for hybrid vehicle |
JP2001234837A (en) * | 1999-12-10 | 2001-08-31 | Toyota Motor Corp | Provided therewith |
JP2004285890A (en) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle |
JP2005048805A (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Nissan Motor Co Ltd | Mode change control device for hybrid transmission |
JP2007116837A (en) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Rotating electric machine and hybrid driving device equipped therewith |
WO2008018539A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Hybrid vehicle |
JP2009024612A (en) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | Evaporated fuel treatment device for hybrid vehicle |
JP2009073472A (en) * | 2007-08-27 | 2009-04-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | Power transmission device |
JP2009268256A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | Power device |
-
2009
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001115869A (en) * | 1999-08-09 | 2001-04-24 | Honda Motor Co Ltd | Hybrid automobile |
JP2001136606A (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Denso Corp | Motive power transfer equipment for vehicle |
JP2001157304A (en) * | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Denso Corp | Rotary electric machine for hybrid vehicle |
JP2001234837A (en) * | 1999-12-10 | 2001-08-31 | Toyota Motor Corp | Provided therewith |
JP2004285890A (en) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle |
JP2005048805A (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Nissan Motor Co Ltd | Mode change control device for hybrid transmission |
JP2007116837A (en) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Rotating electric machine and hybrid driving device equipped therewith |
WO2008018539A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Hybrid vehicle |
JP2009024612A (en) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | Evaporated fuel treatment device for hybrid vehicle |
JP2009073472A (en) * | 2007-08-27 | 2009-04-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | Power transmission device |
JP2009268256A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | Power device |
Also Published As
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