JP2016215803A - Hybrid-vehicular control apparatus - Google Patents

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広行 塩入
隆人 遠藤
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隆人 遠藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a drive force performance in a reverse travel.SOLUTION: A control apparatus is used for a hybrid vehicle that includes: first planetary gear mechanism having a first sun gear connected to a first motor, a first link gear connected to a second motor and a drive shaft, and a first carrier connected to an engine via a switching clutch mechanism; and a second planetary gear mechanism having a second sun gear connected to the first sun gear, a second link gear whose rotation is locked by a brake mechanism, and a second carrier connected to the engine and the first carrier via the switching clutch mechanism. The control apparatus performs: starting a reverse travel driven by both the first and second motors with the carrier fixed by the switching clutch mechanism; and, in a given speed or higher, putting the switching clutch mechanism free, locking the second link gear by the brake mechanism, and putting the second motor under power travel control using power generated by the first motor.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

この発明は、エンジンおよびモータを駆動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle using an engine and a motor as driving force sources.

特許文献１には、装置の大型化や重量増を抑えつつ、広範な車速域で十分な駆動力を得ること、および、エネルギ効率を高めることを目的としたハイブリッド駆動装置が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置は、エンジンおよび入力部材に連結されたキャリア、第１モータに連結されたサンギヤ、ならびに、出力部材および第２モータに連結されたリングギヤの３つの回転要素を有する遊星歯車装置と、エンジンを動力伝達経路から切り離すクラッチと、遊星歯車装置のキャリアの回転を止めて固定するブレーキとを備えている。そして、入力部材の回転を無段階に変速して出力部材側に伝達する無段変速モードと、第１モータの回転駆動力を出力部材に伝達するモードであって２つの変速段で変速が可能な第１モータ駆動モードとを切り替えて走行することが可能なように構成されている。   Patent Document 1 describes a hybrid drive device that aims to obtain a sufficient driving force in a wide range of vehicle speeds and increase energy efficiency while suppressing an increase in size and weight of the device. The hybrid drive device described in Patent Document 1 includes three rotating elements: a carrier coupled to an engine and an input member, a sun gear coupled to a first motor, and a ring gear coupled to an output member and a second motor. , A clutch for separating the engine from the power transmission path, and a brake for stopping and fixing the rotation of the carrier of the planetary gear device. There are a continuously variable transmission mode in which the rotation of the input member is steplessly transmitted and transmitted to the output member side, and a mode in which the rotational driving force of the first motor is transmitted to the output member. The first motor drive mode can be switched to travel.

また、この特許文献１には、ブレーキを係合してエンジンおよびキャリアの回転を止めた状態で、第１モータおよび第２モータの両方の出力トルクによるモータ走行が可能なこと、および、クラッチを解放して動力伝達経路からエンジンを切り離した状態で、モータ走行が可能なことが記載されている。   Further, this Patent Document 1 discloses that the motor can be driven by the output torques of both the first motor and the second motor with the brake engaged and the rotation of the engine and the carrier stopped, and the clutch. It is described that the motor can run in a state where the engine is disconnected from the power transmission path.

特開２０１０−３６８８０号公報JP 2010-36880 A

上記の特許文献１に記載されているような構成のハイブリッド車両では、通常、後進走行は第２モータの出力トルクにより行われる。その後進走行の際の最大駆動力は、バッテリから第２モータへ供給される電力量に依存して決まる。バッテリ電力の残量が不足すると、第１モータが回生制御され、その第１モータで発電した電力が第２モータへ供給される。したがって、バッテリ電力の残量が少なくなり、第１モータが回生制御される場合には、走行抵抗に加え、第１モータが発電する際の充電反力が走行抵抗側に掛かる。そのため、第２モータの出力による後進走行時に、上記のような反力に対抗するために第２モータの出力トルクが使われてしまい、その分だけ後進走行時の駆動力性能が低下してしまう。   In the hybrid vehicle having the configuration described in Patent Document 1 described above, the reverse travel is normally performed by the output torque of the second motor. The maximum driving force for the subsequent traveling is determined depending on the amount of power supplied from the battery to the second motor. When the remaining amount of battery power is insufficient, the first motor is regeneratively controlled, and the power generated by the first motor is supplied to the second motor. Therefore, when the remaining amount of battery power is reduced and the first motor is regeneratively controlled, in addition to the running resistance, a charging reaction force when the first motor generates power is applied to the running resistance side. Therefore, when the vehicle travels backward by the output of the second motor, the output torque of the second motor is used to counter the reaction force as described above, and the driving force performance during the backward travel is reduced by that amount. .

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、後進走行時の駆動力性能を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been conceived by paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can improve the driving force performance during reverse travel.

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、第１モータおよび第２モータとを駆動力源とし、前記第１モータに連結された第１サンギヤと、出力部材を介して前記第２モータおよび駆動軸に連結された第１リングギヤと、切替クラッチ機構を介して前記エンジンに選択的に連結される第１キャリアとを有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構、ならびに、前記第１サンギヤに連結された第２サンギヤと、ブレーキ機構により選択的に回転が止められて固定される第２リングギヤと、前記エンジンに連結されかつ前記切替クラッチ機構を介して前記第１キャリアに選択的に連結される第２キャリアとを有するダブルピニオン型の第２遊星歯車機構を備え、前記切替クラッチ機構により、前記エンジンと前記第１キャリアとを連結したエンジン連結状態と、前記第１キャリアをいずれの部材にも係合させないフリー状態と、前記第１キャリアの回転を止めて固定したキャリア固定状態とを切り替えることが可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記各駆動力源の運転状態ならびに前記切替クラッチ機構および前記ブレーキ機構の動作をそれぞれ制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両を後進走行させる場合に、前記ハイブリッド車両の停止時に前記切替クラッチ機構を前記エンジン連結状態にして前記エンジンを始動させた後に、前記切替クラッチ機構を前記キャリア固定状態にして前記第１モータおよび前記第２モータの両方の出力トルクで前記後進走行を開始し、前記後進走行中に車速が予め定めた所定車速以上になった場合には、前記切替クラッチ機構を前記フリー状態にすると共に、前記ブレーキ機構を係合して前記第２リングギヤの回転を止めて固定した状態で、前記第１モータを回生制御して発電した電力を前記第２モータに供給して前記第２モータを力行制御することにより前記後進走行を継続するように構成されていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention uses an engine, a first motor and a second motor as driving force sources, a first sun gear connected to the first motor, and an output member through the first sun gear. A single pinion type first planetary gear mechanism having a first ring gear coupled to two motors and a drive shaft, and a first carrier selectively coupled to the engine via a switching clutch mechanism; and the first A second sun gear coupled to the sun gear; a second ring gear selectively stopped and fixed by a brake mechanism; and selectively coupled to the first carrier via the switching clutch mechanism and coupled to the engine. A second pinion type second planetary gear mechanism having a second carrier to be coupled, and the engine and the first carrier are connected by the switching clutch mechanism. A hybrid vehicle control device capable of switching between a connected engine connected state, a free state in which the first carrier is not engaged with any member, and a carrier fixed state in which the rotation of the first carrier is stopped and fixed. And a controller for controlling the operation state of each driving force source and the operation of the switching clutch mechanism and the brake mechanism, respectively, when the hybrid vehicle travels backward, the controller After the switching clutch mechanism is in the engine connected state and the engine is started, the switching clutch mechanism is in the carrier fixed state and the reverse travel is started with the output torques of both the first motor and the second motor. During the reverse travel, the vehicle speed exceeds a predetermined vehicle speed. In the case where the switching clutch mechanism is in the free state, the first motor is regeneratively controlled to generate electric power with the brake mechanism engaged and the second ring gear stopped and fixed. The reverse travel is continued by supplying electric power to the second motor and performing power running control on the second motor.

この発明で対象とするハイブリッド車両の構成では、第２遊星歯車機構およびブレーキ機構を設け、第２モータの出力によるモータ走行中にブレーキ機構を係合して第２リングギヤの回転をロックすることにより、エンジンの出力によって第１モータを駆動して発電させることができる。したがって、その第１モータで発電した電力で第２モータを力行させて走行するいわゆるシリーズハイブリッド走行が可能になる。さらに、この発明によれば、後進走行する際には、大きな駆動力が要求される停車状態からの発進時に、第１モータおよび第２モータの両方の出力による高出力のモータ走行（両駆動）でハイブリッド車両を発進させることができる。そして、第１モータおよび第２モータの両駆動によるモータ走行中にブレーキ機構を係合して第２リングギヤの回転をロックすることにより、上記のようなシリーズハイブリッド走行が可能になる。そのため、バッテリ電力の残量によらず、第２モータへ供給する電力を確保することができる。したがって、第１モータの充電反力によって第２モータによる駆動トルクが減少してしまうこと防止することができ、常時、第２モータによる最大駆動トルクでハイブリッド車両を後進走行させることができる。   In the configuration of the hybrid vehicle targeted by the present invention, the second planetary gear mechanism and the brake mechanism are provided, and the rotation of the second ring gear is locked by engaging the brake mechanism while the motor is running by the output of the second motor. The first motor can be driven by the output of the engine to generate electric power. Therefore, so-called series hybrid traveling is possible in which the second motor is powered by the power generated by the first motor. Furthermore, according to the present invention, when traveling backward, at the time of starting from a stationary state where a large driving force is required, high-output motor traveling (both driving) by the outputs of both the first motor and the second motor is performed. The hybrid vehicle can be started. Then, by engaging the brake mechanism and locking the rotation of the second ring gear during motor traveling by driving both the first motor and the second motor, the series hybrid traveling as described above can be performed. Therefore, the power supplied to the second motor can be secured regardless of the remaining amount of battery power. Therefore, it is possible to prevent the driving torque due to the second motor from being reduced due to the charging reaction force of the first motor, and the hybrid vehicle can always travel backward with the maximum driving torque due to the second motor.

この発明に係るハイブリッド車両の制御装置で制御対象とすることのできるハイブリッド車両の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the hybrid vehicle which can be made into a control object with the control apparatus of the hybrid vehicle which concerns on this invention. 図１に示すハイブリッド車両の構成で用いられる切替クラッチ機構（ドグクラッチ）の動作を説明するための図であって、「エンジン連結状態」を示す図ある。FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of a switching clutch mechanism (dog clutch) used in the configuration of the hybrid vehicle shown in FIG. 1 and showing an “engine connected state”. 図１に示すハイブリッド車両の構成で用いられる切替クラッチ機構（ドグクラッチ）の動作を説明するための図であって、「フリー状態」を示す図ある。It is a figure for demonstrating operation | movement of the switching clutch mechanism (dog clutch) used with the structure of the hybrid vehicle shown in FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows a "free state". 図１に示すハイブリッド車両の構成で用いられる切替クラッチ機構（ドグクラッチ）の動作を説明するための図であって、「キャリア固定状態」を示す図ある。It is a figure for demonstrating operation | movement of the switching clutch mechanism (dog clutch) used with the structure of the hybrid vehicle shown in FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows a "carrier fixed state". この発明に係るハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the control performed with the control apparatus of the hybrid vehicle which concerns on this invention. 図１に示すハイブリッド車両の構成で用いられる２つの遊星歯車機構の各回転要素の回転状態、および、各駆動力源の出力状態を説明するための図であって、車両が「ＨＶモード」で停止している状態を示す共線図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a rotation state of each rotating element of two planetary gear mechanisms used in the configuration of the hybrid vehicle shown in FIG. 1 and an output state of each driving force source, and the vehicle is in “HV mode”. It is an alignment chart which shows the state which has stopped. 図１に示すハイブリッド車両の構成で用いられる２つの遊星歯車機構の各回転要素の回転状態、および、各駆動力源の出力状態を説明するための図であって、車両が「両駆動モード」で後進走行する状態を示す共線図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a rotation state of each rotating element of two planetary gear mechanisms used in the configuration of the hybrid vehicle shown in FIG. 1 and an output state of each driving force source; It is a collinear diagram which shows the state which carries out reverse drive by. 図１に示すハイブリッド車両の構成で用いられる２つの遊星歯車機構の各回転要素の回転状態、および、各駆動力源の出力状態を説明するための図であって、車両が「シリーズモード」で後進走行する状態を示す共線図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a rotation state of each rotating element of two planetary gear mechanisms used in the configuration of the hybrid vehicle shown in FIG. 1 and an output state of each driving force source, and the vehicle is in “series mode”. It is an alignment chart which shows the state which drive | works backward.

この発明を、図を参照して具体的に説明する。先ず、図１に、この発明で制御対象とすることのできるハイブリッド車両の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１、ならびに、第１モータ（ＭＧ１）２および第２モータ（ＭＧ２）３を駆動力源とするハイブリッド車両である。車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構として機能する第１遊星歯車機構４によって第１モータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、その第２モータ３が出力する動力を駆動軸５に付加することができるように構成されている。   The present invention will be specifically described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows an example of a hybrid vehicle that can be controlled by the present invention. A vehicle Ve shown in FIG. 1 is a hybrid vehicle having an engine (ENG) 1 and a first motor (MG1) 2 and a second motor (MG2) 3 as driving force sources. The vehicle Ve is configured to transmit the power output from the engine 1 by dividing it into a first motor 2 side and a drive shaft 5 side by a first planetary gear mechanism 4 functioning as a power split mechanism. Further, the power generated by the first motor 2 is supplied to the second motor 3, and the power output from the second motor 3 can be applied to the drive shaft 5.

更に、エンジン１と第１遊星歯車機構４との間に、それらの間の動力伝達状態や回転状態を切り替えて設定する切替クラッチ機構６が設けられている。また、エンジン１と第１モータ２および第１遊星歯車機構４との間で変速機構として機能する第２遊星歯車機構７が設けられている。   Further, a switching clutch mechanism 6 is provided between the engine 1 and the first planetary gear mechanism 4 to switch and set a power transmission state and a rotation state between them. A second planetary gear mechanism 7 that functions as a speed change mechanism is provided between the engine 1, the first motor 2, and the first planetary gear mechanism 4.

第１遊星歯車機構４は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、および、キャリアＣ１の３つの回転要素を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。   The first planetary gear mechanism 4 is constituted by a planetary gear mechanism having three rotating elements, that is, a sun gear S1, a ring gear R1, and a carrier C1. In the example shown in FIG. 1, a single pinion type planetary gear mechanism is used.

第１遊星歯車機構４は、エンジン１の出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。そして、第１遊星歯車機構４のサンギヤＳ１に第１モータ２が連結されている。具体的には、第１モータ２は、第１遊星歯車機構４に隣接してエンジン１とは反対側に配置されていて、その第１モータ２のロータ２ａに一体となって回転するロータ軸２ｂがサンギヤＳ１に連結されている。   The first planetary gear mechanism 4 is disposed on the same rotational axis as the output shaft 1 a of the engine 1. The first motor 2 is connected to the sun gear S 1 of the first planetary gear mechanism 4. Specifically, the first motor 2 is disposed adjacent to the first planetary gear mechanism 4 on the side opposite to the engine 1 and rotates integrally with the rotor 2 a of the first motor 2. 2b is connected to the sun gear S1.

第１遊星歯車機構４のサンギヤＳ１に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤＲ１が配置されている。これらサンギヤＳ１とリングギヤＲ１とに噛み合っているピニオンギヤＰ１がキャリアＣ１によって自転および公転できるように保持されている。キャリアＣ１は、切替クラッチ機構６を介して、出力軸１ａと選択的に連結されるように構成されている。具体的には、出力軸１ａに、ダンパ機構を備えたフライホイール８を介して、第１遊星歯車機構４の入力軸４ａが連結されている。入力軸４ａとキャリアＣ１との間に、切替クラッチ機構６が設けられている。   A ring gear R1 of an internal gear is disposed concentrically with the sun gear S1 of the first planetary gear mechanism 4. The pinion gear P1 meshing with the sun gear S1 and the ring gear R1 is held by the carrier C1 so that it can rotate and revolve. The carrier C1 is configured to be selectively connected to the output shaft 1a via the switching clutch mechanism 6. Specifically, the input shaft 4a of the first planetary gear mechanism 4 is connected to the output shaft 1a via a flywheel 8 provided with a damper mechanism. A switching clutch mechanism 6 is provided between the input shaft 4a and the carrier C1.

切替クラッチ機構６は、図２，図３，図４に示すように、キャリアＣ１と入力軸４ａ（すなわち、エンジン１の出力軸１ａ）とを連結する「エンジン連結状態」（図２）と、キャリアＣ１をいずれの部材にも係合させない「フリー状態」（図３）と、例えばハウジングなどの固定部材９とキャリアＣ１とを連結し、キャリアＣ１の回転を止めて固定する（ロックする）「キャリア固定状態」（図４）とを切り替えて設定することが可能なように構成されている。この切替クラッチ機構６は、例えば、ドグクラッチによって構成されている。   As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the switching clutch mechanism 6 has an “engine connection state” (FIG. 2) that connects the carrier C <b> 1 and the input shaft 4 a (that is, the output shaft 1 a of the engine 1), “Free state” (FIG. 3) in which the carrier C1 is not engaged with any member, and a fixing member 9 such as a housing and the carrier C1 are connected, and the rotation of the carrier C1 is stopped and fixed (locked). It is configured to be able to switch and set the “carrier fixed state” (FIG. 4). The switching clutch mechanism 6 is constituted by a dog clutch, for example.

第２遊星歯車機構７は、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、および、キャリアＣ２の３つの回転要素を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、ダブルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。   The second planetary gear mechanism 7 is constituted by a planetary gear mechanism having three rotating elements, that is, a sun gear S2, a ring gear R2, and a carrier C2. In the example shown in FIG. 1, a double pinion type planetary gear mechanism is used.

第２遊星歯車機構７は、エンジン１の出力軸１ａおよび第１遊星歯車機構４の入力軸４ａと同一の回転軸線上に配置されている。そして、第２遊星歯車機構７のサンギヤＳ２に第１遊星歯車機構４のサンギヤＳ１および第１モータ２が連結されている。具体的には、第１モータ２のロータ軸２ｂが、サンギヤＳ１と共に、サンギヤＳ２に連結されている。   The second planetary gear mechanism 7 is disposed on the same rotational axis as the output shaft 1 a of the engine 1 and the input shaft 4 a of the first planetary gear mechanism 4. The sun gear S 1 of the first planetary gear mechanism 4 and the first motor 2 are connected to the sun gear S 2 of the second planetary gear mechanism 7. Specifically, the rotor shaft 2b of the first motor 2 is coupled to the sun gear S2 together with the sun gear S1.

第２遊星歯車機構７のサンギヤＳ２に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤＲ２が配置されている。これらサンギヤＳ２とリングギヤＲ２とに噛み合っている一対のピニオンギヤＰ２がキャリアＣ２によって自転および公転できるように保持されている。キャリアＣ２は、入力軸４ａおよびフライホイール８を介して、出力軸１ａに連結されている。具体的には、ロータ軸２ｂおよびサンギヤＳ１の回転軸は中空軸になっていて、その中空部を通って入力軸４ａがキャリアＣ２に連結されている。したがって、キャリアＣ２は、エンジン１の出力軸１ａに連結されると共に、切替クラッチ機構６によって選択的にキャリアＣ１と連結されるように構成されている。すなわち、上述の図２に示すように、切替クラッチ機構６を「エンジン連結状態」にすることにより、出力軸１ａとキャリアＣ１とキャリアＣ２とが、全て互いに連結された状態になる。   A ring gear R2 as an internal gear is arranged concentrically with the sun gear S2 of the second planetary gear mechanism 7. A pair of pinion gears P2 meshing with the sun gear S2 and the ring gear R2 are held so that they can rotate and revolve by the carrier C2. The carrier C2 is connected to the output shaft 1a via the input shaft 4a and the flywheel 8. Specifically, the rotation shafts of the rotor shaft 2b and the sun gear S1 are hollow shafts, and the input shaft 4a is connected to the carrier C2 through the hollow portion. Accordingly, the carrier C2 is connected to the output shaft 1a of the engine 1 and is selectively connected to the carrier C1 by the switching clutch mechanism 6. That is, as shown in FIG. 2 described above, by setting the switching clutch mechanism 6 to the “engine connected state”, the output shaft 1a, the carrier C1, and the carrier C2 are all connected to each other.

第２遊星歯車機構７のリングギヤＲ２と固定部材９との間に、ブレーキ機構１０が設けられている。ブレーキ機構１０は、係合することによってリングギヤＲ２の回転を選択的に止めて固定する（ロックする）ように構成されている。   A brake mechanism 10 is provided between the ring gear R <b> 2 of the second planetary gear mechanism 7 and the fixed member 9. The brake mechanism 10 is configured to selectively stop and lock (lock) the rotation of the ring gear R2 when engaged.

第１遊星歯車機構４のリングギヤＲ１の外周部分に、外歯歯車の第１ドライブギヤ１１がリングギヤＲ１と一体に形成されている。また、第１遊星歯車機構４および第１モータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１２が配置されている。このカウンタシャフト１２の一方（図１での左側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ１１と噛み合うカウンタドリブンギヤ１３が一体となって回転するように取り付けられている。カウンタシャフト１２の他方（図１での右側）の端部には、カウンタドライブギヤ１４がカウンタシャフト１２に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１４は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１５のリングギヤ１６と噛み合っている。したがって、リングギヤＲ１は、出力部材を介して、すなわち、上記の第１ドライブギヤ１１、カウンタシャフト１２、カウンタドリブンギヤ１３、およびカウンタドライブギヤ１４からなるギヤ列、ならびに、デファレンシャルギヤ１５のリングギヤ１６を介して、駆動軸５に動力伝達可能に連結されている。   A first drive gear 11 as an external gear is formed integrally with the ring gear R1 on the outer peripheral portion of the ring gear R1 of the first planetary gear mechanism 4. A counter shaft 12 is arranged in parallel with the rotation axis of the first planetary gear mechanism 4 and the first motor 2. A counter driven gear 13 that meshes with the first drive gear 11 is attached to one end (left side in FIG. 1) of the counter shaft 12 so as to rotate integrally. A counter drive gear 14 is attached to the other end (right side in FIG. 1) of the counter shaft 12 so as to rotate integrally with the counter shaft 12. The counter drive gear 14 meshes with a ring gear 16 of a differential gear 15 that is a final reduction gear. Therefore, the ring gear R1 is connected via the output member, that is, the gear train including the first drive gear 11, the counter shaft 12, the counter driven gear 13, and the counter drive gear 14 and the ring gear 16 of the differential gear 15. The drive shaft 5 is coupled so as to be able to transmit power.

上記の第１遊星歯車機構４から駆動軸５に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加できるように構成されている。すなわち、第２モータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、上記のカウンタシャフト１２と平行に配置されている。ロータ軸３ｂには、上記のカウンタドリブンギヤ１３と噛み合う第２ドライブギヤ１７が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、リングギヤＲ１には、出力部材を介して、すなわち、上記のようなギヤ列および第２ドライブギヤ１７を介して、第２モータ３が動力伝達可能に連結されている。   The torque output from the second motor 3 can be added to the torque transmitted from the first planetary gear mechanism 4 to the drive shaft 5. That is, the rotor shaft 3 b that rotates integrally with the rotor 3 a of the second motor 3 is disposed in parallel with the counter shaft 12. A second drive gear 17 that meshes with the counter driven gear 13 is attached to the rotor shaft 3b so as to rotate integrally. Therefore, the second motor 3 is connected to the ring gear R1 through the output member, that is, through the gear train and the second drive gear 17 as described above so as to be able to transmit power.

そして、上記のようなエンジン１、第１モータ２および第２モータ３、ならびに、図示しないバッテリやインバータなどを制御するためのコントローラ（ＥＣＵ）１８が設けられている。コントローラ１８は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。このコントローラ１８には、例えば、アクセル開度センサ、シフトポジションセンサ、車速センサ、エンジン回転数センサ、第１モータおよび第２モータの回転数センサもしくはレゾルバなどの計測値あるいは検出値が入力されるように構成されている。そして、それら入力されたデータおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に制御指令信号を出力するように構成されている。   A controller (ECU) 18 for controlling the engine 1, the first motor 2 and the second motor 3 as described above, and a battery and an inverter (not shown) is provided. The controller 18 is an electronic control device mainly composed of, for example, a microcomputer. The controller 18 receives, for example, measured values or detected values of an accelerator opening sensor, a shift position sensor, a vehicle speed sensor, an engine speed sensor, a speed sensor or a resolver of the first motor and the second motor, and the like. It is configured. And it is comprised so that it may calculate using the input data, the data memorize | stored previously, etc., and a control command signal may be output based on the calculation result.

前述したように、従来のハイブリッド車両では、後進走行時にバッテリ電力の残量が不足すると、一方のモータで発電する際の充電反力が走行抵抗に加わるため、後進走行時の駆動力性能が低下してしまう場合があった。そこで、この発明におけるコントローラ１８は、後進走行時、常時、良好な駆動力性能を得るために、以下の例に示す制御を実行するように構成されている。   As described above, in the conventional hybrid vehicle, when the remaining amount of battery power is insufficient during reverse travel, the charging reaction force when generating power with one motor is added to the travel resistance, so the driving force performance during reverse travel is reduced. There was a case. Therefore, the controller 18 according to the present invention is configured to execute the control shown in the following example in order to obtain good driving force performance at all times during reverse travel.

図５は、この発明におけるコントローラ１８で実行される制御の概要を示すフローチャートである。この図５のフローチャートに示すルーチンは、車両Ｖｅを後進走行させる場合に実行される。先ず、車両Ｖｅが、「ＨＶモード」もしくは「シリーズモード」の走行モードで停止している際に、シフトポジションがリバース（Ｒｅｖ）の位置に操作されることにより、エンジン１が始動される（ステップＳｔｐ１）。   FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the control executed by the controller 18 in the present invention. The routine shown in the flowchart of FIG. 5 is executed when the vehicle Ve travels backward. First, when the vehicle Ve is stopped in the travel mode of the “HV mode” or the “series mode”, the engine 1 is started by operating the shift position to the reverse (Rev) position (step) Stp1).

「ＨＶモード」は、前述の図２に示すように切替クラッチ機構６を「エンジン連結状態」にし、かつ、ブレーキ機構１０を解放することにより設定される走行モードである。この「ＨＶモード」では、少なくともエンジン１の出力によって車両Ｖｅを走行させることが可能である。「シリーズモード」は、前述の図３に示すように切替クラッチ機構６を「フリー状態」にし、かつ、ブレーキ機構１０を係合して第２遊星歯車機構７のリングギヤＲ２をロックすることにより設定される走行モードである。この「シリーズモード」では、第１モータ２で発電した電力で第２モータ３を力行させることにより車両Ｖｅを走行させる、いわゆるシリーズハイブリッド走行が可能である。   The “HV mode” is a travel mode set by setting the switching clutch mechanism 6 to the “engine connected state” and releasing the brake mechanism 10 as shown in FIG. 2 described above. In the “HV mode”, the vehicle Ve can be driven by at least the output of the engine 1. The “series mode” is set by bringing the switching clutch mechanism 6 into the “free state” as shown in FIG. 3 and engaging the brake mechanism 10 to lock the ring gear R2 of the second planetary gear mechanism 7. Is the running mode. In this “series mode”, so-called series hybrid traveling is possible in which the vehicle Ve is caused to travel by powering the second motor 3 with the electric power generated by the first motor 2.

車両Ｖｅの走行モードが「ＨＶモード」である場合は、図６の共線図に示すように、第１モータ２を正回転方向に力行制御し、その第１モータ２の出力トルクでエンジン１をモータリングして回転数を上昇させることにより、エンジン１を始動する。車両Ｖｅの走行モードが「シリーズモード」である場合には、第１モータ２の回転数を制御してキャリアＣ１およびキャリアＣ２の回転数を０に同期させた状態で、切替クラッチ機構６を「エンジン連結状態」にする。また、ブレーキ機構１０を解放する。それにより、車両Ｖｅの走行モードを「シリーズモード」から「ＨＶモード」に移行させる。その後、上記のように、第１モータ２によってエンジン１の回転数を上昇させて、エンジン１を始動する。なお、この説明で、正回転方向は、エンジン１の出力軸１ａが回転する方向であり、逆回転方向は、エンジン１の出力軸１ａが回転する方向と逆の回転方向である。   When the travel mode of the vehicle Ve is the “HV mode”, as shown in the nomograph of FIG. 6, the first motor 2 is power-running in the forward rotation direction, and the engine 1 is output with the output torque of the first motor 2. To start the engine 1. When the traveling mode of the vehicle Ve is the “series mode”, the switching clutch mechanism 6 is operated in a state where the rotational speed of the first motor 2 is controlled to synchronize the rotational speeds of the carrier C1 and the carrier C2 with zero. "Engine connected state". Further, the brake mechanism 10 is released. Thereby, the traveling mode of the vehicle Ve is shifted from the “series mode” to the “HV mode”. Thereafter, as described above, the number of revolutions of the engine 1 is increased by the first motor 2 and the engine 1 is started. In this description, the forward rotation direction is the direction in which the output shaft 1a of the engine 1 rotates, and the reverse rotation direction is the rotation direction opposite to the direction in which the output shaft 1a of the engine 1 rotates.

エンジン１を始動した後に、切替クラッチ機構６が操作されて、車両Ｖｅの走行モードが「両駆動モード」に移行される（ステップＳｔｐ２）。「両駆動モード」は、前述の図４に示すように切替クラッチ機構６を「キャリア固定状態」にし、かつ、ブレーキ機構１０を解放することにより設定される走行モードである。この「両駆動モード」では、第１モータ２および第２モータの両方の出力トルクによる高出力で効率のよいモータ走行が可能である。   After the engine 1 is started, the switching clutch mechanism 6 is operated, and the travel mode of the vehicle Ve is shifted to the “both drive mode” (step Stp2). The “both drive modes” are travel modes set by setting the switching clutch mechanism 6 to the “carrier fixed state” and releasing the brake mechanism 10 as shown in FIG. 4 described above. In this “both drive mode”, efficient motor traveling with high output by the output torque of both the first motor 2 and the second motor is possible.

車両Ｖｅの走行モードが「両駆動モード」に移行されると、第１モータ２および第２モータの両駆動による後進走行が開始される（ステップＳｔｐ３）。この「両駆動モード」の後進走行では、図７の共線図に示すように、第１モータ２が正回転方向に力行制御されると共に、第２モータ３が逆回転方向に力行制御される。この場合、エンジン１はアイドリング状態に制御される。   When the travel mode of the vehicle Ve is shifted to the “both drive mode”, reverse travel by both drive of the first motor 2 and the second motor is started (step Stp3). In the reverse drive in the “both drive modes”, as shown in the collinear diagram of FIG. 7, the first motor 2 is power-running in the forward rotation direction and the second motor 3 is power-running in the reverse rotation direction. . In this case, the engine 1 is controlled to an idling state.

ステップＳｔｐ３で「両駆動モード」の後進走行が開始された後に、その後進走行中に車速が予め定めた所定車速以上になると、切替クラッチ機構６およびブレーキ機構が操作されて、車両Ｖｅの走行モードが「シリーズモード」に移行される（ステップＳｔｐ４）。そして、「シリーズモード」で第２モータ３の最大トルクによる後進走行の継続が可能になる（ステップＳｔｐ５）。   After the reverse travel of the “both drive modes” is started in step Stp3, when the vehicle speed exceeds a predetermined vehicle speed during the reverse travel, the switching clutch mechanism 6 and the brake mechanism are operated, and the travel mode of the vehicle Ve is Is shifted to the “series mode” (step Stp4). Then, in the “series mode”, it is possible to continue the reverse running with the maximum torque of the second motor 3 (step Stp5).

この「シリーズモード」の後進走行では、図８の共線図に示すように、エンジン１の出力トルクにより、第１モータ２が逆回転方向に回生制御される。その際に第１モータ２で発電した電力が第２モータ３へ供給され、第２モータ３が逆回転方向に力行制御される。そして、その第２モータ３が出力する逆回転のトルクにより車両Ｖｅが後進走行させられる。   In the reverse travel of the “series mode”, the first motor 2 is regeneratively controlled in the reverse rotation direction by the output torque of the engine 1 as shown in the alignment chart of FIG. At that time, the electric power generated by the first motor 2 is supplied to the second motor 3, and the second motor 3 is power-running controlled in the reverse rotation direction. Then, the vehicle Ve is caused to travel backward by the reverse rotation torque output by the second motor 3.

上記のように、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、第１モータ１および第２モータ３の両駆動のモータ走行で、後進走行の発進を行うことができる。そして、その両駆動による後進走行中に、切替クラッチ機構６を「フリー状態」にし、かつ、ブレーキ機構１０を係合してリングギヤＲ２の回転をロックすることにより、「シリーズモード」での後進走行が可能になる。すなわち、エンジン１の出力によって第１モータ２を駆動し、第１モータ２で発電させながら第２モータ３の出力トルクによる後進走行が可能になる。そのため、仮にバッテリ電力の残量が不足する場合であっても、第１モータ２で発電することにより、第２モータへ供給する電力を確保することができる。したがって、常時、第２モータ３による最大駆動トルクで車両Ｖｅを後進走行させることができる。   As described above, in the hybrid vehicle control device according to the present invention, the reverse running can be started by the both-drive motor running of the first motor 1 and the second motor 3. Then, during reverse travel by both drives, the switching clutch mechanism 6 is set to the “free state”, and the brake mechanism 10 is engaged to lock the rotation of the ring gear R2, so that the reverse travel in “series mode”. Is possible. In other words, the first motor 2 is driven by the output of the engine 1, and it is possible to travel backward by the output torque of the second motor 3 while the first motor 2 generates power. Therefore, even if the remaining amount of battery power is insufficient, the power supplied to the second motor can be secured by generating power with the first motor 2. Therefore, the vehicle Ve can always travel backward with the maximum driving torque by the second motor 3.

１…エンジン（Ｅｎｇ）、 ２…第１モータ（ＭＧ１）、 ２ｂ…ロータ軸、 ３…第２モータ（ＭＧ２）、 ３ｂ…ロータ軸、 ４…第１遊星歯車機構（動力分割機構）、 ４ａ…入力軸、 ５…駆動軸、 ６…切替クラッチ機構、 ７…第２遊星歯車機構、 １０…ブレーキ機構、 １１…第１ドライブギヤ、 １２…カウンタシャフト、 １３…カウンタドリブンギヤ、 １４…カウンタドライブギヤ、 １５…デファレンシャルギヤ、 １６…リングギヤ、 １７…第２ドライブギヤ、 １８…コントローラ（ＥＣＵ）、 Ｃ１…キャリア（第１キャリア）、 Ｒ１…リングギヤ（第１リングギヤ）、 Ｓ１…サンギヤ（第１サンギヤ）、 Ｃ２…キャリア（第２キャリア）、 Ｒ２…リングギヤ（第２リングギヤ）、 Ｓ２…サンギヤ（第２サンギヤ）、 Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (Eng), 2 ... 1st motor (MG1), 2b ... Rotor shaft, 3 ... 2nd motor (MG2), 3b ... Rotor shaft, 4 ... 1st planetary gear mechanism (power division mechanism), 4a ... Input shaft 5 ... Drive shaft 6 ... Switching clutch mechanism 7 ... Second planetary gear mechanism 10 ... Brake mechanism 11 ... First drive gear 12 ... Counter shaft 13 ... Counter driven gear 14 ... Counter drive gear DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Differential gear, 16 ... Ring gear, 17 ... 2nd drive gear, 18 ... Controller (ECU), C1 ... Carrier (1st carrier), R1 ... Ring gear (1st ring gear), S1 ... Sun gear (1st sun gear), C2 ... carrier (second carrier), R2 ... ring gear (second ring gear), S2 ... sun gear (second sangi) ), Ve ... vehicle (hybrid vehicle).

Claims (1)

エンジンと、第１モータおよび第２モータとを駆動力源とし、前記第１モータに連結された第１サンギヤと、出力部材を介して前記第２モータおよび駆動軸に連結された第１リングギヤと、切替クラッチ機構を介して前記エンジンに選択的に連結される第１キャリアとを有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構、ならびに、前記第１サンギヤに連結された第２サンギヤと、ブレーキ機構により選択的に回転が止められて固定される第２リングギヤと、前記エンジンに連結されかつ前記切替クラッチ機構を介して前記第１キャリアに選択的に連結される第２キャリアとを有するダブルピニオン型の第２遊星歯車機構を備え、前記切替クラッチ機構により、前記エンジンと前記第１キャリアとを連結したエンジン連結状態と、前記第１キャリアをいずれの部材にも係合させないフリー状態と、前記第１キャリアの回転を止めて固定したキャリア固定状態とを切り替えることが可能なハイブリッド車両の制御装置において、
前記各駆動力源の運転状態ならびに前記切替クラッチ機構および前記ブレーキ機構の動作をそれぞれ制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記ハイブリッド車両を後進走行させる場合に、
前記ハイブリッド車両の停止時に前記切替クラッチ機構を前記エンジン連結状態にして前記エンジンを始動させた後に、前記切替クラッチ機構を前記キャリア固定状態にして前記第１モータおよび前記第２モータの両方の出力トルクで前記後進走行を開始し、
前記後進走行中に車速が予め定めた所定車速以上になった場合には、前記切替クラッチ機構を前記フリー状態にすると共に、前記ブレーキ機構を係合して前記第２リングギヤの回転を止めて固定した状態で、前記第１モータを回生制御して発電した電力を前記第２モータに供給して前記第２モータを力行制御することにより前記後進走行を継続する
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An engine, a first motor and a second motor as a driving force source, a first sun gear coupled to the first motor, and a first ring gear coupled to the second motor and the drive shaft via an output member; A single pinion type first planetary gear mechanism having a first carrier selectively coupled to the engine via a switching clutch mechanism, a second sun gear coupled to the first sun gear, and a brake mechanism. A double pinion type having a second ring gear that is selectively stopped from rotating and a second carrier that is coupled to the engine and that is selectively coupled to the first carrier via the switching clutch mechanism. An engine coupled state in which the engine and the first carrier are coupled by the switching clutch mechanism; and A free state not to be engaged in any of the member A, in the control apparatus of the first hybrid vehicle capable of switching between a carrier fixed state fixed by stopping the rotation of the carrier,
A controller for controlling the operation state of each driving force source and the operation of the switching clutch mechanism and the brake mechanism,
The controller is
When the hybrid vehicle travels backward,
When the hybrid vehicle is stopped, the switching clutch mechanism is set to the engine connected state and the engine is started, and then the switching clutch mechanism is set to the carrier fixed state to output torques of both the first motor and the second motor. To start the reverse drive,
When the vehicle speed exceeds a predetermined vehicle speed during the reverse travel, the switching clutch mechanism is brought into the free state and the brake mechanism is engaged to stop the rotation of the second ring gear and fix it. In this state, it is configured to continue the reverse travel by supplying power generated by regenerative control of the first motor to the second motor and performing power running control on the second motor. A control device for a hybrid vehicle.
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