JP2012046115A - Hybrid driving device for vehicle - Google Patents

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Tomoyuki Maruyama
智之 丸山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform start-up of a vehicle so that a feeling of incongruity is not generated to an occupant while aggravation of fuel consumption is suppressed as much as possible when a meshed clutch is cut off upon the start-up of the vehicle and the start-up cannot be performed by a second electric motor.SOLUTION: Since the start-up is performed by generating driving force by a first motor generator MG1 without starting an engine 12 when the meshed clutch 42 is cut off upon the start-up of the vehicle, aggravation of fuel consumption is suppressed and the start-up can be performed without generating a feeling of incongruity to the occupant as compared with the case the start-up is performed by actuating the engine 12. Also, the meshed clutch 42 is connected to switch to the drive running by a second motor generator MG2 after the start-up is performed by the first motor generator MG1, and thereby the travel by the first motor generator MG1 is made to be requisite minimum, and original running performance is rapidly obtained by the second motor generator MG2 mounted for the start-up of the vehicle.

Description

本発明は車両用ハイブリッド駆動装置に係り、特に、噛合クラッチを介して車輪に連結される第2電動機を備えており、車両発進時には噛合クラッチを介してその第2電動機により車輪を回転駆動する車両用ハイブリッド駆動装置の改良に関するものである。   The present invention relates to a vehicle hybrid drive device, and more particularly, to a vehicle having a second electric motor connected to a wheel via a meshing clutch and rotating the wheel by the second motor via the meshing clutch when the vehicle starts. It is related with the improvement of the hybrid drive device for a vehicle.

(a) 走行用の駆動力源として用いられるエンジンと、(b) そのエンジンに連結された第1電動機と、(c) アクチュエータによって接続、遮断される噛合クラッチを介して車輪に連結された第2電動機と、を有し、(d) 車両発進時には前記噛合クラッチを介して前記第2電動機により前記車輪を回転駆動する車両用ハイブリッド駆動装置が知られている(特許文献1参照)。   (a) an engine used as a driving force source for traveling; (b) a first electric motor coupled to the engine; and (c) a first motor coupled to a wheel via a meshing clutch that is connected and disconnected by an actuator. (D) A hybrid drive device for a vehicle is known in which the wheels are rotated by the second motor via the meshing clutch when starting the vehicle (see Patent Document 1).

特開2007−192336号公報JP 2007-192336 A

このような車両用ハイブリッド駆動装置においては、車両停止状態で噛合クラッチを接続することができないため、車両が停止する前に次の発進に備えて噛合クラッチを接続する必要がある。しかしながら、この噛合クラッチを接続する際には、入出力回転速度が略一致するように第2電動機を同期制御する必要があるため、例えば急停止時などに応答遅れで同期させることができなかったり、発熱等によりアクチュエータの制御が一時的に制限されたりした場合など、何らかの理由で噛合クラッチを接続する前に車両が停止してしまい、次の発進時に第2電動機で発進することができない場合がある。その場合にエンジンを作動させて発進することも可能であるが、燃費が悪化するとともに、例えば発進後に噛合クラッチを接続して第2電動機による走行へ切り換えると短期間にエンジンが起動・停止されるなど、乗員に違和感を生じさせる恐れがある。   In such a vehicle hybrid drive device, since the meshing clutch cannot be connected when the vehicle is stopped, it is necessary to connect the meshing clutch in preparation for the next start before the vehicle stops. However, when this meshing clutch is connected, it is necessary to synchronize the second electric motor so that the input / output rotational speeds are substantially the same. When the control of the actuator is temporarily restricted due to heat generation or the like, the vehicle stops for some reason before the meshing clutch is connected, and the second motor cannot start at the next start. is there. In that case, it is possible to start the engine by operating it, but the fuel efficiency deteriorates. For example, when the meshing clutch is connected after the start and the vehicle is switched to traveling by the second electric motor, the engine is started and stopped in a short time. There is a risk of causing the passenger to feel uncomfortable.

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両発進時に噛合クラッチが遮断されていて第2電動機により発進できない場合に、燃費の悪化をできるだけ抑制しつつ乗員に違和感を生じさせないようにして発進できるようにすることにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the deterioration of fuel consumption as much as possible when the meshing clutch is disengaged when starting the vehicle and the second motor cannot start. It is to be able to start without causing a sense of incongruity.

かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 走行用の駆動力源として用いられるエンジンと、(b) そのエンジンに連結された第1電動機と、(c) アクチュエータによって接続、遮断される噛合クラッチを介して車輪に連結された第2電動機と、を有し、(d) 車両発進時には前記噛合クラッチを介して前記第2電動機により前記車輪を回転駆動する車両用ハイブリッド駆動装置において、(e) 車両発進時に前記噛合クラッチが遮断されている時には、前記エンジンを起動することなく前記第1電動機により駆動力を発生させて発進することを特徴とする。   In order to achieve such an object, the first invention provides (a) an engine used as a driving force source for traveling, (b) a first electric motor coupled to the engine, and (c) an actuator connected and disconnected. And (d) a vehicle hybrid drive device that rotationally drives the wheels by the second motor via the meshing clutch when the vehicle starts. (E) When the meshing clutch is disengaged at the start of the vehicle, the first electric motor generates a driving force without starting the engine and starts.

第2発明は、第1発明の車両用ハイブリッド駆動装置において、前記第1電動機により発進した後、前記アクチュエータにより前記噛合クラッチを接続して前記第2電動機による駆動走行に切り換え、前記第1電動機および前記エンジンを断続装置により車輪から切り離すことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the hybrid drive device for a vehicle according to the first aspect, after starting by the first electric motor, the meshing clutch is connected by the actuator to switch to driving traveling by the second electric motor, and the first electric motor and The engine is separated from the wheel by an interrupting device.

このような車両用ハイブリッド駆動装置においては、車両発進時に噛合クラッチが遮断されている時には、エンジンを起動することなく第1電動機により駆動力を発生させて発進するため、エンジンを作動させて発進する場合に比較して燃費の悪化が抑制されるとともに、例えば発進後に噛合クラッチを接続して第2電動機による走行に切り換える場合に短期間にエンジンが起動・停止されることが無くなるなど、乗員に違和感を生じさせることなく発進できる。   In such a vehicle hybrid drive device, when the meshing clutch is disengaged at the start of the vehicle, the first electric motor generates a driving force without starting the engine, and the vehicle starts. Compared to the situation, the deterioration of fuel consumption is suppressed, and the occupant feels uncomfortable, for example, when the meshing clutch is connected after starting and the engine is not started or stopped in a short period of time when switching to running with the second motor. You can start without causing.

第2発明では、第1電動機により発進した後、アクチュエータにより噛合クラッチを接続して第2電動機による駆動走行に切り換え、第1電動機およびエンジンを断続装置により車輪から切り離すため、第1電動機による走行が必要最小限とされ、車両発進用に搭載された本来の第2電動機を用いた走行に速やかに切り換えられることにより、燃費の悪化が必要最小限に抑制されるとともに本来の走行性能が速やかに得られるようになる。言い換えれば、第1電動機としては車両を僅かに発進させることができれば良く、例えば高負荷走行や高速走行時等にエンジンをアシストするために用いられる従来の電動機をそのまま採用することができ、必ずしも発進に適したトルク特性等の新たな電動機を採用する必要がない。   In the second invention, after starting by the first electric motor, the meshing clutch is connected by the actuator to switch to the driving driving by the second electric motor, and the first electric motor and the engine are separated from the wheels by the interrupting device. By switching to running using the original second electric motor mounted for vehicle start-up as quickly as possible, deterioration of fuel consumption is suppressed to the necessary minimum and original driving performance can be obtained quickly. Be able to. In other words, the first electric motor only needs to be able to start the vehicle slightly. For example, a conventional electric motor used for assisting the engine at the time of high load driving or high speed driving can be used as it is, and is not necessarily started. It is not necessary to adopt a new electric motor with torque characteristics suitable for the motor.

本発明の一実施例である車両用ハイブリッド駆動装置の概略構成図で、複数の走行モードを切り換えるハイブリッド制御や変速制御に関する制御系統を併せて示した図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle hybrid drive apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a control system related to hybrid control and shift control for switching a plurality of travel modes. 図1のハイブリッド駆動装置においてエンジン走行とモータ走行とを切り換える駆動力源マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the driving force source map which switches engine driving | running | working and motor driving | running | working in the hybrid drive device of FIG. 図1のハイブリッド駆動装置の各種の走行モードを説明する図である。It is a figure explaining the various driving modes of the hybrid drive device of FIG. 図1のMG1発進制御手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。3 is a flowchart for specifically explaining the operation of the MG1 start control means of FIG. 1. 本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の別の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of the hybrid drive device for vehicles with which this invention is applied suitably.

前記エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関などで、前記第1電動機および第2電動機は、電気エネルギーで動力を発生する電動モータや、電動モータおよび発電機として用いることができるモータジェネレータなどである。第1電動機は、エンジンと同軸に配設されてクランク軸等に一体的に連結されても良いが、遊星歯車装置等の合成分配機構等を介してエンジンに連結することもできるし、減速或いは増速する変速機を介してエンジンに連結することもできるなど、種々の態様が可能である。第2電動機は、例えばエンジンおよび第1電動機と車輪との間の動力伝達経路に噛合クラッチを介して連結されるが、エンジンや第1電動機が設けられた車輪とは異なる車輪を回転駆動するように設けられても良い。   The engine is an internal combustion engine that generates power by burning fuel, and the first electric motor and the second electric motor can be used as an electric motor that generates electric power by electric energy, or an electric motor and a generator. Etc. The first electric motor may be disposed coaxially with the engine and integrally connected to a crankshaft or the like, but may be connected to the engine via a synthetic distribution mechanism such as a planetary gear device, and the like. Various modes are possible, such as being able to be connected to the engine via a speed increasing transmission. For example, the second electric motor is connected to a power transmission path between the engine and the first electric motor and the wheel via a meshing clutch, and rotates a wheel different from the wheel provided with the engine and the first electric motor. May be provided.

噛合クラッチとしては、手動変速機等に用いられるシンクロメッシュ式(同期式)の噛合クラッチが好適に用いられるが、同期機構を備えていないドグクラッチ等の噛合クラッチを採用することもできる。このような噛合クラッチは、入力側(第2電動機側)および出力側(車輪側)の回転速度を一致(同期)させて噛み合わせる必要があるため、車速に応じて入力側の回転速度を第2電動機によって同期させて噛み合わせることになる。また、油圧シリンダや電動モータ等のアクチュエータによってシフトフォークやスリーブ等を駆動して噛み合わせたり、その噛合を解除したりするが、例えば急停止時などに同期が遅れて噛み合わせることができなかったり、発熱等によりアクチュエータの制御が制限されて噛合クラッチの接続制御を行うことができなかったりして、噛合クラッチが遮断状態のまま車両停止することがある。   As the meshing clutch, a synchromesh type (synchronous) meshing clutch used for a manual transmission or the like is preferably used, but a meshing clutch such as a dog clutch not provided with a synchronization mechanism can also be adopted. Since such a meshing clutch needs to be meshed by matching (synchronizing) the rotational speeds of the input side (second motor side) and the output side (wheel side), the rotational speed of the input side is set according to the vehicle speed. The two motors are engaged in synchronization. In addition, the shift fork, sleeve, etc. are driven by an actuator such as a hydraulic cylinder or an electric motor to engage or release the engagement. In some cases, the control of the actuator is restricted due to heat generation or the like, and the engagement control of the engagement clutch cannot be performed, and the vehicle is stopped while the engagement clutch is in the disconnected state.

車両発進時に用いられる第2電動機としては、比較的低回転領域で優れた効率が得られるものが好適に用いられる。この第2電動機は、例えば車両減速時に発電制御(回生制御ともいう)されることにより、車両に制動力を作用させるとともに電気エネルギーを回収するように用いられる。第1電動機は、例えば高負荷走行や高速走行時等にエンジンをアシストするために用いられ、比較的高回転領域で優れた効率が得られるものが好適に用いられる。また、エンジンによって回転駆動される際に発電制御が行われることにより、電気エネルギーを発生して第2電動機を力行させたりバッテリーを充電したりするために用いることもできるし、エンジンを起動する際にそのエンジンをクランキングするために用いることもできる。   As the second electric motor used at the time of starting the vehicle, a motor that can obtain excellent efficiency in a relatively low rotation region is suitably used. The second electric motor is used so as to apply braking force to the vehicle and collect electric energy by performing power generation control (also referred to as regeneration control) when the vehicle is decelerated, for example. The first electric motor is used for assisting the engine, for example, during high-load traveling or high-speed traveling, and a motor that can obtain excellent efficiency in a relatively high rotation region is preferably used. In addition, since the power generation control is performed when the engine is driven to rotate, it can be used to generate electrical energy to power the second motor or charge the battery, or to start the engine. It can also be used to crank the engine.

第1電動機およびエンジンと車輪との間には、必要に応じて断続装置が配設され、例えば第2電動機で発進したり走行したりする際には、その断続装置が遮断されてエンジンおよび第1電動機を車輪から切り離すことが望ましい。断続装置は、単なるクラッチであっても良いが、クラッチやブレーキを有する前後進切換装置や、変速比が異なる複数の変速段を有するとともに動力伝達を遮断する遮断状態(ニュートラル)とすることができる遊星歯車式、平行軸式等の有段変速機、或いは前後進切換装置およびベルト式等の無段変速機を直列に組み合わせたものなど、動力伝達を接続、遮断できる種々の態様が可能である。クラッチやブレーキとしては、車両停止時でも係合、解放できる油圧式等の摩擦係合装置が好適に用いられる。断続クラッチ等により自動で動力伝達を遮断できる場合には、手動で変速操作できる手動変速機を採用することも可能である。   An intermittent device is provided between the first electric motor and the engine and the wheels as necessary. For example, when starting or running with the second electric motor, the intermittent device is interrupted and the engine and It is desirable to disconnect one motor from the wheel. The interrupting device may be a simple clutch, but it can be a forward / reverse switching device having a clutch or a brake, or a shut-off state (neutral) that has a plurality of gear stages with different gear ratios and interrupts power transmission. Various modes capable of connecting and disconnecting power transmission are possible, such as a planetary gear type, a parallel shaft type stepped transmission, or a continuously variable transmission such as a forward / reverse switching device and a belt type. . As the clutch or brake, a hydraulic friction engagement device that can be engaged and released even when the vehicle is stopped is preferably used. When power transmission can be automatically interrupted by an intermittent clutch or the like, it is also possible to employ a manual transmission that can be manually shifted.

第2発明では、第1電動機により発進した後、噛合クラッチを接続して第2電動機による駆動走行に切り換えるようになっているが、第1発明の実施に際しては、第2電動機に切り換えることなく第1電動機でそのまま走行し、予め定められた動力源切換マップ等に従ってその第1電動機による走行からエンジン走行へ直接切り換えるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。   In the second invention, after starting with the first electric motor, the meshing clutch is connected to switch to the driving traveling by the second electric motor. However, when the first invention is carried out, the first electric motor is switched without switching to the second electric motor. Various modes are possible, such as traveling with one electric motor as it is and switching directly from traveling with the first electric motor to engine traveling according to a predetermined power source switching map or the like.

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例である車両用ハイブリッド駆動装置10の概略構成図で、エンジン12と、エンジン12のクランク軸14に連結された第1モータジェネレータMG1と、入力軸18を介して第1モータジェネレータMG1に連結された変速機20と、変速機20の出力軸24に設けられた第1歯車25と、第1歯車25と噛み合う第2歯車28が設けられたカウンタシャフト30と、シンクロメッシュ式(同期式)の噛合クラッチ42および歯車列44を介してカウンタシャフト30に連結された第2モータジェネレータMG2と、カウンタシャフト30に設けられた第3歯車32と、その第3歯車32と噛み合う第4歯車34が設けられた差動歯車装置36と、差動歯車装置36に左右の車軸38L、38Rを介して連結された左右の前駆動輪40L、40Rとを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle hybrid drive device 10 according to an embodiment of the present invention. An engine 12, a first motor generator MG 1 coupled to a crankshaft 14 of the engine 12, and an input shaft 18 are used. A transmission 20 connected to the first motor generator MG1, a first gear 25 provided on the output shaft 24 of the transmission 20, and a countershaft 30 provided with a second gear 28 meshing with the first gear 25. The second motor generator MG2 connected to the countershaft 30 via the synchromesh type (synchronous) meshing clutch 42 and the gear train 44, the third gear 32 provided on the countershaft 30, and the third gear And a differential gear device 36 provided with a fourth gear 34 that meshes with the gear 32, and the differential gear device 36 is connected to the differential gear device 36 via left and right axles 38L and 38R. Left and right of the precursor wheels 40L, and a 40R.

エンジン12は、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関にて構成されている。第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は、何れも電動モータおよび発電機として用いることができる。第1モータジェネレータMG1は、例えば高負荷走行時や高速走行時に力行制御されてエンジン12をアシストするとともに、エンジン12によって回転駆動される際に発電制御されることにより、電気エネルギーを発生して第2モータジェネレータMG2に供給したりバッテリー58を充電したりするもので、比較的高回転領域で優れた効率が得られるものが用いられている。この第1モータジェネレータMG1は、エンジン12を起動する際にそのエンジン12をクランキングするためにも用いられる。第2モータジェネレータMG2は、車両発進時に力行制御されて車両を発進させるとともに、減速走行時に発電制御されることにより、車両に制動力を作用させるとともに電気エネルギーを発生してバッテリー58を充電したりするもので、比較的低回転領域で優れた効率が得られるものが用いられている。   The engine 12 is composed of an internal combustion engine that generates power by burning fuel. Both the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 can be used as an electric motor and a generator. For example, the first motor generator MG1 assists the engine 12 during high-load traveling or high-speed traveling and assists the engine 12, and generates electric energy when it is rotationally driven by the engine 12, thereby generating electric energy. Two motor generators MG2 are supplied or the battery 58 is charged, and one that provides excellent efficiency in a relatively high rotation region is used. The first motor generator MG1 is also used for cranking the engine 12 when the engine 12 is started. The second motor generator MG2 controls the power running at the start of the vehicle to start the vehicle, and controls the power generation at the time of decelerating to apply braking force to the vehicle and generate electric energy to charge the battery 58. Therefore, the one that has excellent efficiency in a relatively low rotation region is used.

変速機20は、入力軸18の回転速度(入力回転速度)Ninと出力軸24の回転速度(出力回転速度)Nout との比である変速比γ(=Nin/Nout )を変更して伝達したり、回転方向を逆転させて伝達したりする前進駆動状態および後進駆動状態と、その動力伝達を遮断する遮断状態(ニュートラル)とを成立させることができるもので、例えば遊星歯車式、平行軸式等の有段変速機である。また、遊星歯車装置等を有する前後進切換装置とベルト式等の無段変速機とを直列に組み合わせたものでも良い。必要に応じて、動力伝達を接続、遮断する断続クラッチを別個に直列に設けたり、トルクコンバータ等の流体式伝動装置を直列に設けたりすることもできる。上記変速機20は断続装置に相当する。   The transmission 20 changes and transmits the transmission gear ratio γ (= Nin / Nout), which is the ratio of the rotational speed of the input shaft 18 (input rotational speed) Nin and the rotational speed of the output shaft 24 (output rotational speed) Nout. Or a reverse drive state in which the rotation direction is reversed and transmitted, and a cut-off state (neutral) in which the power transmission is interrupted (neutral), for example, planetary gear type, parallel shaft type It is a stepped transmission such as. Further, a forward / reverse switching device having a planetary gear device or the like and a continuously variable transmission such as a belt type may be combined in series. If necessary, an intermittent clutch for connecting and disconnecting power transmission can be separately provided in series, or a fluid transmission device such as a torque converter can be provided in series. The transmission 20 corresponds to an intermittent device.

シンクロメッシュ式の噛合クラッチ42は、クラッチハブスリーブ46が軸方向へ移動させられることにより、図示しないシンクロナイザリングが歯車列44の歯車44aに設けられたコーン部に押し付けられ、摩擦により回転を同期させながらニュートラル状態から噛合状態に切り換えられ、歯車44aとカウンタシャフト30とを一体的に回転させる。クラッチハブスリーブ46は、油圧シリンダ等の噛合クラッチ切換アクチュエータ48により軸方向へ移動させられるようになっており、このアクチュエータ48により噛合クラッチ42が接続、遮断される。歯車列44は、カウンタシャフト30に同軸に相対回転可能に配設された上記歯車44aと、その歯車44aと噛み合わされた歯車44bと、その歯車44bと噛み合わされるとともに第2モータジェネレータMG2のモータ軸に相対回転不能に設けられた歯車44cとから構成されている。   In the synchromesh mesh clutch 42, the clutch hub sleeve 46 is moved in the axial direction, whereby a synchronizer ring (not shown) is pressed against the cone portion provided on the gear 44a of the gear train 44, and the rotation is synchronized by friction. The neutral state is switched to the meshing state, and the gear 44a and the countershaft 30 are integrally rotated. The clutch hub sleeve 46 is moved in the axial direction by a mesh clutch switching actuator 48 such as a hydraulic cylinder, and the mesh clutch 42 is connected and disconnected by the actuator 48. The gear train 44 is arranged on the counter shaft 30 so as to be relatively rotatable coaxially, the gear 44b meshed with the gear 44a, the gear 44b, and the motor of the second motor generator MG2. It is comprised from the gear 44c provided in the shaft so that relative rotation was impossible.

以上のように構成された車両用ハイブリッド駆動装置10は、駆動力源を切り換えるハイブリッド制御や前記変速機20の変速制御を行う電子制御装置50を備えている。電子制御装置50はマイクロコンピュータを備えて構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うもので、アクセル操作量センサ52、車速センサ54、およびSOCセンサ56からそれぞれアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量θacc 、車速V、および第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータMG2の電源であるバッテリー58のSOC(蓄電残量)を表す信号が供給される。この他、図示は省略するが、エンジン12の回転速度や第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータMG2の回転速度も回転速度センサによってそれぞれ検出されるなど、各種の制御に必要な種々の情報がセンサ等から供給されるようになっている。SOCは、例えばバッテリー58の充電量および放電量を逐次計算することによって求められる。   The vehicle hybrid drive device 10 configured as described above includes an electronic control device 50 that performs hybrid control for switching a driving force source and shift control for the transmission 20. The electronic control unit 50 includes a microcomputer, and performs signal processing in accordance with a program stored in advance in a ROM while using a temporary storage function of a RAM. An accelerator operation amount sensor 52, a vehicle speed sensor 54, and The SOC sensor 56 supplies an accelerator operation amount θacc, which is an operation amount of the accelerator pedal, a vehicle speed V, and a signal representing the SOC (remaining power storage amount) of the battery 58 which is a power source of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2. Is done. In addition, although not shown in the drawings, various information necessary for various controls such as the rotational speed of the engine 12 and the rotational speeds of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are also detected by the rotational speed sensor. It is supplied from a sensor or the like. The SOC is obtained, for example, by sequentially calculating the charge amount and the discharge amount of the battery 58.

電子制御装置50は、基本的にハイブリッド制御手段60および変速制御手段62を機能的に備えている。変速制御手段62は、エンジン12を駆動力源として用いて走行するエンジン走行時に変速機20の変速制御を行うもので、例えばアクセル操作量θacc 等の要求駆動力や車速Vをパラメータとして予め定められた変速マップに従って変速比γ(ギヤ段など)を変更する。また、図示しないシフトレバーの操作位置に応じて前進駆動状態、後進駆動状態、および動力伝達を遮断するニュートラルに切り換える。   The electronic control unit 50 basically includes a hybrid control means 60 and a shift control means 62 as a function. The speed change control means 62 performs speed change control of the transmission 20 when the engine travels using the engine 12 as a drive power source. For example, the required drive force such as the accelerator operation amount θacc and the vehicle speed V are predetermined as parameters. The gear ratio γ (gear stage, etc.) is changed according to the shift map. Further, the forward drive state, the reverse drive state, and the neutral state that interrupts power transmission are switched according to the operation position of a shift lever (not shown).

ハイブリッド制御手段60は、図3に示す複数種類の走行モードを切り換えて走行するもので、図3の(a) に示す通常走行モードを実行するためにモータ走行手段70、エンジン走行手段72、およびモータ/エンジン切換手段74を備えている。モータ走行手段70は、第2モータジェネレータMG2のみを駆動力源として用いて走行するモータ走行に関するもので、EV(Electric Vehicle;電気自動車)走行モード、シリーズHEV(Hybrid Electric Vehicle) 走行モードの2種類の走行モードを備えている。EV走行モードは、変速機20を遮断状態としてエンジン12を停止する一方、噛合クラッチ42を接続するとともに第2モータジェネレータMG2を力行制御して前進または後進走行するもので、シリーズHEV走行モードは、そのEV走行時にエンジン12を作動させて第1モータジェネレータMG1を回転駆動するとともに、その第1モータジェネレータMG1を発電制御し、得られた電気エネルギーを第2モータジェネレータMG2に供給するものである。バッテリー58のSOCが所定値以下になったらEV走行モードからシリーズHEV走行モードに切り換えられ、SOCの所定値は、第1モータジェネレータMG1によりエンジン12をクランキングして始動することが可能なSOCの範囲内で、例えばその下限値が設定される。なお、上記力行制御はモータジェネレータを電動モータとして用いることを意味し、発電制御はモータジェネレータを発電機として用いることを意味する。   The hybrid control means 60 travels by switching a plurality of kinds of travel modes shown in FIG. 3, and in order to execute the normal travel mode shown in FIG. 3 (a), the motor travel means 70, the engine travel means 72, and Motor / engine switching means 74 is provided. The motor travel means 70 relates to motor travel that travels using only the second motor generator MG2 as a driving force source, and includes two types of EV (Electric Vehicle) travel mode and series HEV (Hybrid Electric Vehicle) travel mode. It has a running mode. In the EV travel mode, the transmission 20 is shut off and the engine 12 is stopped. On the other hand, the meshing clutch 42 is connected and the second motor generator MG2 is controlled for power running so that the vehicle travels forward or backward. The series HEV travel mode is During the EV traveling, the engine 12 is operated to rotate the first motor generator MG1, and the first motor generator MG1 is controlled to generate power, and the obtained electric energy is supplied to the second motor generator MG2. When the SOC of the battery 58 falls below a predetermined value, the EV traveling mode is switched to the series HEV traveling mode, and the predetermined value of the SOC is a value of the SOC that can crank and start the engine 12 by the first motor generator MG1. For example, the lower limit value is set within the range. The power running control means that the motor generator is used as an electric motor, and the power generation control means that the motor generator is used as a generator.

エンジン走行手段72は、エンジン12を駆動力源として用いて走行するエンジン走行に関するもので、エンジン走行モード、パラレルHEV走行モード、およびシリーズパラレルHEV走行モードの3種類の走行モードを備えている。何れの走行モードでも変速機20は動力伝達が可能な前進駆動状態または後進駆動状態とされており、エンジン走行モードはエンジン12を作動させて走行するものであり、噛合クラッチ42は遮断されるとともに第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は何れもトルクが0とされ、第1モータジェネレータMG1はフリー回転させられ、第2モータジェネレータMG2は回転停止させられる。パラレルHEV走行モードは、エンジン12を作動させるとともに第1モータジェネレータMG1を力行制御して走行するもので、第2モータジェネレータMG2のトルクは0で回転停止させられる。シリーズパラレルHEV走行モードは、噛合クラッチ42を接続し、エンジン12を作動させるとともに第2モータジェネレータMG2を力行制御して走行する一方、第1モータジェネレータMG1を発電制御して得られた電気エネルギーを第2モータジェネレータMG2に供給する。パラレルHEV走行モードおよびシリーズパラレルHEV走行モードでは、エンジン走行モードに比較して大きな駆動力を発生させることができ、アクセル操作量θacc が急増した加速要求時や高速走行時等に実施されるとともに、バッテリー58のSOCが比較的多い場合にパラレルHEV走行モードとし、SOCが比較的少ない場合はシリーズパラレルHEV走行モードとする。   The engine travel means 72 relates to engine travel that travels using the engine 12 as a driving force source, and has three travel modes: an engine travel mode, a parallel HEV travel mode, and a series parallel HEV travel mode. In any travel mode, the transmission 20 is in a forward drive state or a reverse drive state in which power can be transmitted. In the engine travel mode, the engine 12 is operated to travel, and the meshing clutch 42 is disconnected. Both the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 have a torque of 0, the first motor generator MG1 is freely rotated, and the second motor generator MG2 is stopped. The parallel HEV travel mode is a mode in which the engine 12 is operated and the first motor generator MG1 is controlled by power running, and the rotation of the second motor generator MG2 is stopped at zero. In the series parallel HEV traveling mode, the meshing clutch 42 is connected, the engine 12 is operated, and the second motor generator MG2 is controlled by power running, while the first motor generator MG1 is controlled to generate electric power. This is supplied to the second motor generator MG2. In the parallel HEV driving mode and the series parallel HEV driving mode, it is possible to generate a large driving force as compared with the engine driving mode, which is performed at the time of acceleration request where the accelerator operation amount θacc has increased rapidly or at high speed driving, etc. The parallel HEV running mode is set when the SOC of the battery 58 is relatively large, and the series parallel HEV running mode is set when the SOC is relatively small.

この他、アクセルOFFの減速走行時には減速走行モードを実施する。この減速走行モードは、変速機20を遮断状態としてエンジン12を停止する一方、噛合クラッチ42を接続するとともに第2モータジェネレータMG2を発電制御し、発電制御による回転抵抗で車両に制動力を作用させるとともに発生した電気エネルギーでバッテリー58を充電する。また、例えばエンジン走行中に第1モータジェネレータMG1を発電制御してバッテリー58を充電するなど、更に別の走行モードが設けられても良い。   In addition, the decelerating travel mode is performed when the accelerator is decelerated. In this deceleration travel mode, the transmission 12 is shut off and the engine 12 is stopped, while the meshing clutch 42 is connected and the second motor generator MG2 is controlled to generate power, and a braking force is applied to the vehicle by rotational resistance generated by the power generation control. The battery 58 is charged with the electric energy generated together with the electric energy. Further, for example, another running mode may be provided such as charging the battery 58 by controlling the power generation of the first motor generator MG1 during engine running.

前記モータ/エンジン切換手段74は、例えば図2に示す駆動力源マップに従ってモータ走行手段70によるモータ走行とエンジン走行手段72によるエンジン走行とを切り換えるものである。図2の要求出力トルクTOUTは、前記アクセル操作量θacc 等に基づいて求められ、駆動力源マップは、実線Aよりも低車速側、低要求出力トルク側がモータ走行領域とされ、モータ走行手段70によって所定の走行モードが実行される。また、実線Aよりも高車速側、高要求出力トルク側がエンジン走行領域とされ、エンジン走行手段72によって所定の走行モードが実行される。   The motor / engine switching means 74 switches, for example, motor traveling by the motor traveling means 70 and engine traveling by the engine traveling means 72 according to the driving force source map shown in FIG. The required output torque TOUT in FIG. 2 is obtained based on the accelerator operation amount θacc and the like, and the driving force source map has a lower vehicle speed side than the solid line A, and the lower required output torque side is a motor travel region. The predetermined traveling mode is executed by the above. Further, the higher vehicle speed side and the higher required output torque side than the solid line A are set as the engine running region, and a predetermined running mode is executed by the engine running means 72.

上記図2から明らかなように、車両発進時には通常はモータ走行手段70によりEV走行モードまたはシリーズHEV走行モードが実行されるが、何れも噛合クラッチ42を接続する必要がある。その場合に、車両停止状態で噛合クラッチ42を接続することは難しいため、車両が停止する前に次の発進に備えて噛合クラッチ42を接続しておく必要がある。通常は、前記減速走行モードとされることにより噛合クラッチ42が接続される。しかしながら、この噛合クラッチ42を接続する際には、入出力回転速度が略一致するように第2モータジェネレータMG2を車速Vに応じて同期制御する必要があるため、例えば急停止時などに応答遅れで同期させることができなかったり、発熱等によりアクチュエータ48の制御が一時的に制限されたりした場合など、何らかの理由で噛合クラッチ42を接続する前に車両が停止してしまい、次の発進時に第2モータジェネレータMG2で発進することができない場合がある。これに対し、本実施例のハイブリッド制御手段60はMG1発進制御手段76を備えており、図4のフローチャートに従って発進制御が行われることにより、車両発進時に噛合クラッチ42が遮断されている時には、図3(b) に示すMG1発進モードを実行し、第1モータジェネレータMG1を用いて発進するようになっている。なお、このMG1発進モードは、第1モータジェネレータMG1を用いて発進するEV走行モードであるため、MG1発進制御手段76を前記モータ走行手段70の一機能と見做すこともできる。   As apparent from FIG. 2 above, the EV travel mode or the series HEV travel mode is normally executed by the motor travel means 70 when the vehicle starts, and it is necessary to connect the meshing clutch 42 in both cases. In this case, since it is difficult to connect the meshing clutch 42 when the vehicle is stopped, it is necessary to connect the meshing clutch 42 in preparation for the next start before the vehicle stops. Normally, the meshing clutch 42 is connected in the decelerating running mode. However, when the meshing clutch 42 is connected, the second motor generator MG2 needs to be synchronously controlled according to the vehicle speed V so that the input / output rotational speeds are substantially matched. The vehicle stops for some reason before the engagement clutch 42 is connected, such as when the control of the actuator 48 is temporarily limited due to heat generation or the like, There is a case where it is not possible to start with the two-motor generator MG2. On the other hand, the hybrid control means 60 of the present embodiment is provided with the MG1 start control means 76, and the start control is performed according to the flowchart of FIG. The MG1 start mode shown in 3 (b) is executed, and the vehicle starts using the first motor generator MG1. Since the MG1 start mode is an EV travel mode in which the first motor generator MG1 is used for starting, the MG1 start control means 76 can be regarded as a function of the motor travel means 70.

図4のステップS1では、噛合クラッチ42が接続されているか否かを判断する。噛合クラッチ42が接続されているか否かは、例えば噛合クラッチ切換アクチュエータ48の作動状態、或いはクラッチハブスリーブ46の位置等を検出するON−OFFスイッチなどの噛合検出装置を用いて検出できるが、車両停止前に第2モータジェネレータMG2を発電制御する減速走行モードを実行したか否かを不揮発性メモリ等の記憶手段に記憶しておいても良い。減速走行時(車両停止直前)に車速Vから求められる第2モータジェネレータMG2の回転速度と、回転速度センサによって検出される第2モータジェネレータMG2の回転速度とを比較し、一致していれば噛合クラッチ42が接続状態であると判断することもできる。また、第2モータジェネレータMG2に実際に力行トルクを付与し、走行可能か否かによって噛合クラッチ42の状態を判断することもできる。そして、噛合クラッチ42が接続されている場合には、直ちにステップS6を実行し、前記モータ走行手段70によるモータ走行制御、すなわち第2モータジェネレータMG2を用いたEV走行モード或いはシリーズHEV走行モードで車両が発進させられる。   In step S1 of FIG. 4, it is determined whether or not the meshing clutch 42 is connected. Whether or not the meshing clutch 42 is connected can be detected using a meshing detection device such as an ON-OFF switch that detects the operating state of the meshing clutch switching actuator 48 or the position of the clutch hub sleeve 46, etc. You may memorize | store in the memory | storage means, such as a non-volatile memory, whether the deceleration driving | running | working mode which performs electric power generation control of 2nd motor generator MG2 was performed before the stop. When the vehicle decelerates (just before the vehicle stops), the rotation speed of the second motor generator MG2 obtained from the vehicle speed V is compared with the rotation speed of the second motor generator MG2 detected by the rotation speed sensor. It can also be determined that the clutch 42 is in a connected state. It is also possible to actually apply a power running torque to the second motor generator MG2 and determine the state of the meshing clutch 42 based on whether or not the vehicle can run. When the meshing clutch 42 is connected, step S6 is immediately executed, and the vehicle is controlled in the motor traveling control by the motor traveling means 70, that is, in the EV traveling mode using the second motor generator MG2 or the series HEV traveling mode. Is launched.

上記ステップS1の判断がNO(否定)の場合、すなわち噛合クラッチ42が遮断されている場合には、ステップS2以下を実行する。ステップS2では、変速機20を動力伝達可能な所定の駆動状態とし、第1モータジェネレータMG1を力行制御することにより、その第1モータジェネレータMG1を駆動力源として発進する。ステップS3では、噛合クラッチ42の入出力回転速度が略一致するように第2モータジェネレータMG2を同期制御しつつ、噛合クラッチ切換アクチュエータ48によりクラッチハブスリーブ46を移動させて噛合クラッチ42を接続する。そして、ステップS4で、第2モータジェネレータMG2により駆動力を発生させるとともに、第1モータジェネレータMG1のトルクを低下させ、第2モータジェネレータMG2のみを駆動力源とするEV走行モードへ移行する。その後、ステップS5で変速機20を遮断状態としてエンジン12および第1モータジェネレータMG1を前駆動輪40L、40Rから切り離し、ステップS6の通常の第2モータジェネレータMG2による走行モード、すなわち前記モータ走行手段70によるモータ走行制御へ移行する。   If the determination in step S1 is NO (No), that is, if the meshing clutch 42 is disengaged, step S2 and subsequent steps are executed. In step S2, the transmission 20 is set in a predetermined driving state in which power can be transmitted, and the first motor generator MG1 is controlled by powering to start using the first motor generator MG1 as a driving force source. In step S3, the clutch hub sleeve 46 is moved by the mesh clutch switching actuator 48 and the mesh clutch 42 is connected while the second motor generator MG2 is synchronously controlled so that the input / output rotational speeds of the mesh clutch 42 substantially coincide. In step S4, the driving force is generated by the second motor generator MG2, the torque of the first motor generator MG1 is reduced, and the EV traveling mode using only the second motor generator MG2 as a driving force source is entered. Thereafter, in step S5, the transmission 20 is shut off, and the engine 12 and the first motor generator MG1 are disconnected from the front drive wheels 40L and 40R. In step S6, the normal travel mode by the second motor generator MG2, that is, the motor travel means 70 Shifts to motor running control by

このように、本実施例の車両用ハイブリッド駆動装置10においては、車両発進時に噛合クラッチ42が遮断されている時には、エンジン12を起動することなく第1モータジェネレータMG1により駆動力を発生させて発進するため、エンジン12を作動させて発進する場合に比較して燃費の悪化が抑制されるとともに、発進後に噛合クラッチ42を接続して第2モータジェネレータMG2による走行に切り換わるまでの短期間にエンジン12が起動・停止されることが無くなるなど、乗員に違和感を生じさせることなく発進できる。   Thus, in the vehicle hybrid drive device 10 of the present embodiment, when the meshing clutch 42 is disengaged when the vehicle starts, the first motor generator MG1 generates a driving force without starting the engine 12, and the vehicle starts. Therefore, the fuel consumption is prevented from deteriorating as compared with the case where the engine 12 is started and the engine 12 is started, and the engine is connected in a short time after the start until the meshing clutch 42 is connected and the vehicle is switched to traveling by the second motor generator MG2. It is possible to start without causing the passenger to feel uncomfortable, such as no longer being started or stopped.

また、本実施例では、第1モータジェネレータMG1により発進した後、アクチュエータ48により噛合クラッチ42を接続して第2モータジェネレータMG2による駆動走行に切り換えるとともに、変速機20を遮断状態として第1モータジェネレータMG1およびエンジン12を前駆動輪40L、40Rから切り離す。このため、第1モータジェネレータMG1による走行が必要最小限とされ、車両発進用に搭載された本来の第2モータジェネレータMG2を用いた走行に速やかに切り換えられることにより、燃費の悪化が必要最小限に抑制されるとともに本来の走行性能が速やかに得られるようになる。言い換えれば、第1モータジェネレータMG1としては車両を僅かに発進させることができれば良く、高負荷走行や高速走行時等にエンジン12をアシストするために用いられる従来のモータジェネレータをそのまま採用することができ、必ずしも発進に適したトルク特性等の新たなモータジェネレータを採用する必要がない。   Further, in this embodiment, after starting by the first motor generator MG1, the meshing clutch 42 is connected by the actuator 48 to switch to the driving traveling by the second motor generator MG2, and the transmission 20 is shut off and the first motor generator is turned off. MG1 and engine 12 are disconnected from front drive wheels 40L, 40R. For this reason, the travel by the first motor generator MG1 is made the minimum necessary, and the quick switch to the travel using the original second motor generator MG2 mounted for vehicle start-up makes it possible to minimize the deterioration of fuel consumption. Thus, the original running performance can be quickly obtained. In other words, the first motor generator MG1 only needs to be able to start the vehicle slightly, and a conventional motor generator used for assisting the engine 12 during high load traveling or high speed traveling can be employed as it is. It is not always necessary to adopt a new motor generator such as torque characteristics suitable for starting.

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, parts that are substantially the same as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5は、本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の別の例を示す概略構成図である。この車両用ハイブリッド駆動装置100は、前記エンジン12が、クランク軸14にベルト等を介して連結されたスタータモータ102によってクランキングされるようになっている。スタータモータ102は第1電動機に相当し、発電機としての機能も有するモータジェネレータにて構成されている。なお、エンジン12によって駆動される前駆動輪40L、40R側の駆動系は、前記第2モータジェネレータMG2を備えていない。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of a vehicle hybrid drive apparatus to which the present invention is preferably applied. In this vehicle hybrid drive device 100, the engine 12 is cranked by a starter motor 102 connected to a crankshaft 14 via a belt or the like. The starter motor 102 corresponds to a first electric motor, and is configured by a motor generator that also has a function as a generator. Note that the drive system on the front drive wheels 40L, 40R side driven by the engine 12 does not include the second motor generator MG2.

一方、この車両用ハイブリッド駆動装置100は、後輪駆動装置120を備えており、リヤ用モータジェネレータRMGによって歯車列44および噛合クラッチ42を介して入力シャフト121と共に第5歯車122が回転駆動されるようになっている。そして、その第5歯車122と噛み合わされた第6歯車124から差動歯車装置126、左右の車軸128L、128Rを経て左右の後駆動輪130L、130Rに伝達される。リヤ用モータジェネレータRMGは第2電動機に相当する。   On the other hand, the vehicle hybrid drive device 100 includes a rear wheel drive device 120, and the fifth gear 122 is driven to rotate together with the input shaft 121 through the gear train 44 and the meshing clutch 42 by the rear motor generator RMG. It is like that. Then, the sixth gear 124 meshed with the fifth gear 122 is transmitted to the left and right rear drive wheels 130L and 130R via the differential gear device 126 and the left and right axles 128L and 128R. Rear motor generator RMG corresponds to a second electric motor.

この車両用ハイブリッド駆動装置100も、前記実施例の車両用ハイブリッド駆動装置10と同様にハイブリッド制御手段60を備えており、前記図3の(a) に示す各種の通常走行モードで走行するとともに、図4のフローチャートに従って発進制御を実行し、車両発進時に噛合クラッチ42が遮断されている時には図3(b) のMG1発進モードで発進する。その場合に、前記第1モータジェネレータMG1はスタータモータ102に置き換えられ、前記第2モータジェネレータMG2はリヤ用モータジェネレータRMGに置き換えられる。これにより、前記実施例と同様の作用効果が得られる。なお、エンジン走行では、必要に応じてリヤ用モータジェネレータRMGにより後駆動輪130L、130Rを回転駆動することにより、4輪駆動状態で走行することができる。   The vehicle hybrid drive device 100 also includes hybrid control means 60 as in the vehicle hybrid drive device 10 of the above-described embodiment, and travels in various normal travel modes shown in FIG. Start control is executed according to the flowchart of FIG. 4, and when the meshing clutch 42 is disengaged when the vehicle starts, the vehicle starts in the MG1 start mode of FIG. 3 (b). In this case, the first motor generator MG1 is replaced with a starter motor 102, and the second motor generator MG2 is replaced with a rear motor generator RMG. Thereby, the same effect as the said Example is obtained. In engine running, it is possible to run in a four-wheel drive state by rotating the rear drive wheels 130L and 130R with a rear motor generator RMG as necessary.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, these are one Embodiment to the last, This invention is implemented in the aspect which added the various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. be able to.

10、100:車両用ハイブリッド駆動装置 12:エンジン 20:変速機(断続装置) 40L、40R:前駆動輪(車輪) 42:噛合クラッチ 48:噛合クラッチ切換アクチュエータ(アクチュエータ) 50:電子制御装置 76:MG1発進制御手段 102:スタータモータ(第1電動機) 130L、130R:後駆動輪(車輪) MG1:第1モータジェネレータ(第1電動機) MG2:第2モータジェネレータ(第2電動機) RMG:リヤ用モータジェネレータ(第2電動機)   10, 100: Hybrid drive device for vehicle 12: Engine 20: Transmission (intermittent device) 40L, 40R: Front drive wheel (wheel) 42: Engagement clutch 48: Engagement clutch switching actuator (actuator) 50: Electronic control device 76: MG1 start control means 102: Starter motor (first electric motor) 130L, 130R: Rear drive wheel (wheel) MG1: First motor generator (first electric motor) MG2: Second motor generator (second electric motor) RMG: Rear motor Generator (second electric motor)

Claims (2)

走行用の駆動力源として用いられるエンジンと、
該エンジンに連結された第1電動機と、
アクチュエータによって接続、遮断される噛合クラッチを介して車輪に連結された第2電動機と、
を有し、車両発進時には前記噛合クラッチを介して前記第2電動機により前記車輪を回転駆動する車両用ハイブリッド駆動装置において、
車両発進時に前記噛合クラッチが遮断されている時には、前記エンジンを起動することなく前記第1電動機により駆動力を発生させて発進する
ことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
An engine used as a driving force source for traveling;
A first electric motor coupled to the engine;
A second electric motor coupled to the wheel via a meshing clutch connected and disconnected by an actuator;
A vehicle hybrid drive device that rotates the wheels by the second electric motor via the meshing clutch when starting the vehicle,
A hybrid drive device for a vehicle, wherein when the meshing clutch is disengaged when the vehicle starts, the first electric motor generates a driving force without starting the engine and starts.
前記第1電動機により発進した後、前記アクチュエータにより前記噛合クラッチを接続して前記第2電動機による駆動走行に切り換え、前記第1電動機および前記エンジンを断続装置により車輪から切り離す
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
The starter is driven by the first electric motor, the meshing clutch is connected by the actuator, the driving is switched to driving by the second electric motor, and the first electric motor and the engine are disconnected from the wheels by an intermittent device. The hybrid drive device for a vehicle according to 1.
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