JP2018062340A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、第1および第2回転電機と動力伝達部とを含むハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle including first and second rotating electric machines and a power transmission unit.
ハイブリッド車両には、エンジンと2つの回転電機(第1回転電機、第2回転電機)と差動部(動力分割機構)とに加えて、エンジンと差動部との間に変速部(動力伝達部)をさらに備える構成を有するものが知られている。 In a hybrid vehicle, in addition to an engine, two rotating electric machines (first rotating electric machine and second rotating electric machine), and a differential unit (power split mechanism), a transmission unit (power transmission) is provided between the engine and the differential unit. Part) is further provided.
上記文献に開示された車両は、シリーズパラレルハイブリッド方式を採用している。シリーズパラレルハイブリッド方式の車両では、エンジンの動力が第1回転電機へ伝達され発電に用いられる一方、エンジンの動力の一部は差動部を通じて駆動輪へも伝達される。 The vehicle disclosed in the above document adopts a series parallel hybrid system. In a series-parallel hybrid vehicle, the engine power is transmitted to the first rotating electrical machine and used for power generation, while part of the engine power is also transmitted to the drive wheels through the differential unit.
ハイブリッド車両には、エンジンの動力で発電を行ない、発電した電力でモータを駆動させるシリーズ走行を行なう構成(シリーズハイブリッド方式)も知られている。このシリーズハイブリッド方式では、エンジンの動力は、駆動輪には伝達されない。 A hybrid vehicle is also known in which a series traveling is performed in which electric power is generated by the power of an engine and a motor is driven by the generated electric power (series hybrid system). In this series hybrid system, engine power is not transmitted to the drive wheels.
上記文献に開示された車両は、エンジンの動力が第1回転電機へ伝達される際に差動部を通じて駆動輪へも伝達されてしまうので、シリーズ走行を行なうことができない構成となっている。 The vehicle disclosed in the above document has a configuration in which series traveling cannot be performed because the power of the engine is transmitted to the drive wheels through the differential when the power of the engine is transmitted to the first rotating electrical machine.
そこで、エンジンの動力を変速部(動力伝達部)および差動部を経由して第1回転電機に伝達する第1経路とは別にエンジンの動力を第1回転電機に直接的に伝達する第2経路を設け、この第2経路上にクラッチを設けることが考えられる。このようにするとシリーズパラレル走行とシリーズ走行とを選択できるようになる。具体的には、エンジンの動力を第1経路で伝達する(すなわち第1経路上の変速部を動力伝達状態とし第2経路上のクラッチを解放する)ことによって、シリーズパラレル走行を選択することができる。一方、エンジンの動力を第2経路で伝達する(すなわち第1経路上の変速部をニュートラル状態とし第2経路上のクラッチを係合する)ことによって、シリーズ走行を選択することができる。 Therefore, in addition to the first path for transmitting the engine power to the first rotating electrical machine via the transmission unit (power transmission unit) and the differential unit, the second power for directly transmitting the engine power to the first rotating electrical machine. It is conceivable to provide a path and provide a clutch on the second path. In this way, it becomes possible to select between series parallel running and series running. Specifically, it is possible to select the series parallel traveling by transmitting the engine power through the first path (that is, by setting the transmission unit on the first path to the power transmission state and releasing the clutch on the second path). it can. On the other hand, the series traveling can be selected by transmitting the power of the engine through the second path (that is, by setting the transmission unit on the first path to the neutral state and engaging the clutch on the second path).
しかしながら、第1経路上の変速部(動力伝達部)が動力伝達状態である場合に第2経路上のクラッチを係合すると、エンジンの回転速度および第1MGの回転速度が共に低下あるいは増加し、その反力が駆動輪に伝達されてショックが発生するおそれがある。 However, if the clutch on the second path is engaged when the speed change unit (power transmission unit) on the first path is in the power transmission state, both the rotational speed of the engine and the rotational speed of the first MG decrease or increase, The reaction force is transmitted to the drive wheels, and a shock may occur.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シリーズパラレル走行とシリーズ走行との選択が可能なハイブリッド車両において、ショックが発生することを抑制することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress occurrence of shock in a hybrid vehicle capable of selecting between series-parallel traveling and series traveling. .
この発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関と、第1回転電機と、駆動輪に動力を出力可能に設けられる第2回転電機と、内燃機関からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素と、油圧または電流が供給されることによって入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態となり、油圧または電流が供給されないことによって入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態となるように構成された係合部とを有する動力伝達部と、第1回転電機に接続される第1回転要素と、第2回転電機および駆動輪に接続される第2回転要素と、出力要素に接続される第3回転要素とを有し、第1〜第3回転要素のうちのいずれか2つの回転速度が定まると残りの1つの回転速度が定まるように構成される差動部と、内燃機関から動力伝達部および差動部を経由して第1回転電機に動力を伝達する第1経路とは別の第2経路上に設けられ、油圧または電流が供給されることによって内燃機関から第1回転電機への動力を伝達する係合状態となり、油圧または電流が供給されないことによって内燃機関から第1回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態となるように構成されたクラッチと、動力伝達部の係合部に油圧または電流が供給されている場合にクラッチへの油圧または電流の供給を遮断する係合防止部とを備える。 A hybrid vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine, a first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine provided so that power can be output to a drive wheel, an input element to which power from the internal combustion engine is input, and an input element An output element that outputs input power and a non-neutral state in which power is transmitted between the input element and the output element when hydraulic pressure or current is supplied, and the input element and output are output when hydraulic pressure or current is not supplied A power transmission portion having an engaging portion configured to be in a neutral state in which power is not transmitted to and from the element, a first rotating element connected to the first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine, and a drive wheel A second rotating element connected to the output element, and a third rotating element connected to the output element, and when any two rotating speeds of the first to third rotating elements are determined, the remaining one rotating speed A differential section configured to be fixed, and a second path different from the first path for transmitting power from the internal combustion engine to the first rotating electrical machine via the power transmission section and the differential section; Alternatively, when the current is supplied, the power is transmitted from the internal combustion engine to the first rotating electrical machine, and when the hydraulic pressure or the current is not supplied, the power is released from the internal combustion engine to the first rotating electrical machine. A clutch configured to be in a state, and an engagement preventing unit that cuts off supply of the hydraulic pressure or current to the clutch when hydraulic pressure or current is supplied to the engaging portion of the power transmission unit.
このような構成によれば、第1経路上の動力伝達部および第2経路上のクラッチを制御することによってシリーズパラレル走行とシリーズ走行との選択が可能となる。さらに、係合防止部が備えられるため、第1経路上の動力伝達部が非ニュートラル状態(動力伝達状態)である場合に第2経路上のクラッチが係合状態に切り替えられることが防止される。そのため、ショックが発生することを抑制することができる。 According to such a configuration, it is possible to select between series parallel traveling and series traveling by controlling the power transmission unit on the first route and the clutch on the second route. Furthermore, since the engagement preventing part is provided, the clutch on the second path is prevented from being switched to the engaged state when the power transmission part on the first path is in a non-neutral state (power transmission state). . Therefore, it can suppress that a shock generate | occur | produces.
好ましくは、係合防止部は、動力伝達部の係合部に油圧が供給されていない場合にクラッチへの油圧供給を許容する係合許容状態となり、動力伝達部の係合部に油圧が供給されている場合にクラッチへの油圧供給を遮断する係合防止状態となるように作動する油圧バルブである。 Preferably, the engagement preventing portion is in an engagement-permitted state in which the hydraulic pressure is supplied to the clutch when the hydraulic pressure is not supplied to the engaging portion of the power transmission portion, and the hydraulic pressure is supplied to the engaging portion of the power transmission portion. In this case, the hydraulic valve operates so as to be in an engagement preventing state in which the hydraulic pressure supply to the clutch is cut off.
このような構成によれば、動力伝達部の係合部に供給される油圧を信号圧として作動する油圧バルブを用いて、動力伝達部の係合部への油圧供給と第2経路上のクラッチへの油圧供給とが同時に行われることを防止することができる。 According to such a configuration, the hydraulic pressure supplied to the engaging portion of the power transmission unit and the clutch on the second path using the hydraulic valve that operates using the hydraulic pressure supplied to the engaging portion of the power transmission unit as a signal pressure. It is possible to prevent the hydraulic pressure from being supplied simultaneously.
好ましくは、係合防止部は、内燃機関の回転速度と第1回転電機の回転速度との差が所定値よりも大きい場合でかつ動力伝達部の係合部に油圧が供給されている場合に、クラッチへの油圧供給を遮断する係合防止状態となるように作動する。 Preferably, the engagement preventing portion is when the difference between the rotation speed of the internal combustion engine and the rotation speed of the first rotating electrical machine is larger than a predetermined value and when hydraulic pressure is supplied to the engagement portion of the power transmission portion. Then, it operates so as to be in an engagement preventing state in which the hydraulic pressure supply to the clutch is cut off.
このような構成によれば、内燃機関の回転速度と第1回転電機の回転速度との差が所定値よりも大きい場合に、係合防止部を係合防止状態として、動力伝達部の係合部への油圧供給と第2経路上のクラッチへの油圧供給とが同時に行われることを防止することができる。 According to such a configuration, when the difference between the rotation speed of the internal combustion engine and the rotation speed of the first rotating electrical machine is larger than a predetermined value, the engagement preventing portion is set to the engagement preventing state, and the engagement of the power transmission portion is performed. It is possible to prevent the hydraulic pressure supply to the part and the hydraulic pressure supply to the clutch on the second path from being performed simultaneously.
好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関の回転速度と第1回転電機の回転速度との差が所定値よりも小さい場合に作動され、動力伝達部の係合部に油圧が供給されている場合であっても係合防止部を係合許容状態にする係合許容部をさらに備える。 Preferably, the hybrid vehicle is operated when the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the rotational speed of the first rotating electrical machine is smaller than a predetermined value, and when the hydraulic pressure is supplied to the engaging portion of the power transmission unit. Even if it exists, the engagement permission part which makes an engagement prevention part an engagement permission state is further provided.
このような構成によれば、内燃機関の回転速度と第1回転電機の回転速度との差が所定値よりも小さい場合には、係合防止部を一時的に係合許容状態として、動力伝達部の係合部への油圧供給と第2経路上のクラッチへの油圧供給とが同時に行われることを許容することができる。そのため、動力伝達部の係合部を解放しつつ第2経路上のクラッチを係合する制御を素早く行なうことができる。さらに、動力伝達部を非ニュートラル状態とし、かつクラッチを係合状態にして走行するモード(パラレルモード:固定段モード)を選択することも可能となる。 According to such a configuration, when the difference between the rotation speed of the internal combustion engine and the rotation speed of the first rotating electrical machine is smaller than a predetermined value, the engagement preventing portion is temporarily set in the engagement allowable state to transmit power. It is possible to allow the hydraulic pressure supply to the engaging portion of the portion and the hydraulic pressure supply to the clutch on the second path to be performed simultaneously. Therefore, it is possible to quickly perform control for engaging the clutch on the second path while releasing the engaging portion of the power transmission portion. Furthermore, it is possible to select a mode (parallel mode: fixed stage mode) in which the power transmission unit is set to a non-neutral state and the clutch is engaged.
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[ハイブリッド車両の全体構成]
図1は、この発明の実施の形態における車両1の全体構成を示す図である。車両1は、エンジン10と、駆動装置2と、駆動輪90と、制御装置100とを含む。駆動装置2は、第1モータジェネレータ(以下、「第1MG」という)20と、第2モータジェネレータ(以下、「第2MG」という)30と、変速部(動力伝達部)40と、差動部50と、クラッチCSと、入力軸21と、カウンタ軸(出力軸)70と、デファレンシャルギヤ80と、油圧回路500とを含む。
[Overall configuration of hybrid vehicle]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a
車両1は、エンジン10、第1MG20および第2MG30の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式のハイブリッド車両である。車両1は、バッテリ60(図2参照)を外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。
The
エンジン10は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。
The
第1MG20および第2MG30は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを有する永久磁石型同期電動機である。駆動装置2は、第1MG20が、エンジン10のクランク軸(出力軸)と同軸の第1軸12上に設けられ、第2MG30が、第1軸12とは異なる第2軸14上に設けられる、複軸式の駆動装置である。第1軸12および第2軸14は、互いに平行である。
First MG 20 and second MG 30 are, for example, permanent magnet type synchronous motors having a rotor in which permanent magnets are embedded. In the
第1軸12上には、変速部40、差動部50およびクラッチCSがさらに設けられている。変速部40、差動部50、第1MG20およびクラッチCSは、挙げた順にエンジン10に近い側から並んでいる。
On the
第1MG20は、エンジン10からの動力が入力可能に設けられている。より具体的には、エンジン10のクランク軸には、駆動装置2の入力軸21が接続されている。入力軸21は、第1軸12に沿って、エンジン10から遠ざかる方向に延びている。入力軸21は、エンジン10から延びた先端でクラッチCSに接続されている。第1MG20の回転軸22は、第1軸12に沿って筒状に延びる。入力軸21は、クラッチCSに接続される手前で回転軸22の内部を通過している。入力軸21は、クラッチCSを介して、第1MG20の回転軸22に接続されている。
First MG 20 is provided so that power from
クラッチCSは、エンジン10から第1MG20への動力伝達経路上に設けられている。クラッチCSは、入力軸21と第1MG20の回転軸22とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチCSが係合状態とされると、入力軸21および回転軸22が連結され、エンジン10の動力をクラッチCSを介して第1MG20へ直接的に伝達することが可能となる。一方、クラッチCSが解放状態とされると、入力軸21および回転軸22の連結が解除され、エンジン10の動力をクラッチCSを介して第1MG20へ直接的に伝達することができなくなる。
Clutch CS is provided on the power transmission path from
変速部40は、エンジン10からの動力を変速して差動部50に出力する。変速部40は、サンギヤS1、ピニオンギヤP1、リングギヤR1およびキャリアCA1を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチC1およびブレーキB1とを有する。
The
サンギヤS1は、その回転中心が第1軸12となるように設けられている。リングギヤR1は、サンギヤS1と同軸上であって、かつ、サンギヤS1の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤP1は、サンギヤS1およびリングギヤR1の間に配置され、サンギヤS1およびリングギヤR1に噛み合っている。ピニオンギヤP1は、キャリアCA1によって回転可能に支持されている。キャリアCA1は、入力軸21に接続され、入力軸21と一体に回転する。ピニオンギヤP1は、第1軸12を中心に回転(公転)可能で、かつ、ピニオンギヤP1の中心軸周りに回転(自転)可能に設けられている。
The sun gear S <b> 1 is provided such that the rotation center thereof is the
サンギヤS1の回転速度、キャリアCA1の回転速度(すなわち、エンジン10の回転速度)およびリングギヤR1の回転速度は、後述するように、共線図上で直線で結ばれる関係(すなわち、いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)となる。 The rotational speed of the sun gear S1, the rotational speed of the carrier CA1 (that is, the rotational speed of the engine 10), and the rotational speed of the ring gear R1 are, as will be described later, a relationship (that is, any two of the two If the rotation speed is determined, the remaining rotation speed is also determined).
本実施の形態においては、キャリアCA1が、エンジン10からの動力が入力される入力要素として設けられ、リングギヤR1が、キャリアCA1に入力された動力を出力する出力要素として設けられている。サンギヤS1、ピニオンギヤP1、リングギヤR1およびキャリアCA1を含む遊星歯車機構により、キャリアCA1に入力された動力は変速されてリングギヤR1から出力される。
In the present embodiment, carrier CA1 is provided as an input element to which power from
クラッチC1は、サンギヤS1とキャリアCA1とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチC1が係合状態とされると、サンギヤS1およびキャリアCA1が一体回転する。クラッチC1が解放状態とされると、サンギヤS1およびキャリアCA1の一体回転が解除される。 The clutch C1 is a hydraulic friction engagement element capable of connecting the sun gear S1 and the carrier CA1. When the clutch C1 is engaged, the sun gear S1 and the carrier CA1 rotate integrally. When the clutch C1 is released, the integral rotation of the sun gear S1 and the carrier CA1 is released.
ブレーキB1は、サンギヤS1の回転を規制(ロック)可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキB1が係合状態とされると、サンギヤS1が駆動装置のケース体に固定されて、サンギヤS1の回転が規制される。ブレーキB1が解放(非係合)状態とされると、サンギヤS1が駆動装置のケース体から切り離され、サンギヤS1の回転が許容される。 The brake B1 is a hydraulic friction engagement element that can restrict (lock) the rotation of the sun gear S1. When the brake B1 is in the engaged state, the sun gear S1 is fixed to the case body of the drive device, and the rotation of the sun gear S1 is restricted. When the brake B1 is in a released (non-engaged) state, the sun gear S1 is disconnected from the case body of the drive device, and the rotation of the sun gear S1 is allowed.
変速部40の変速比(入力要素であるキャリアCA1の回転速度と、出力要素であるリングギヤR1の回転速度との比、具体的には、キャリアCA1の回転速度/リングギヤR1の回転速度)は、クラッチC1およびブレーキB1の係合および解放の組み合わせに応じて切り替えられる。クラッチC1が係合され、かつブレーキB1が解放されると、変速比が1.0(直結状態)となるローギヤ段Loが形成される。クラッチC1が解放され、かつブレーキB1が係合されると、変速比が1.0よりも小さい値(たとえば0.7、いわゆるオーバードライブ状態)となるハイギヤ段Hiが形成される。なお、クラッチC1が係合され、かつブレーキB1が係合されると、サンギヤS1およびキャリアCA1の回転が規制されるため、リングギヤR1の回転も規制される。 The transmission ratio of the transmission unit 40 (ratio between the rotational speed of the carrier CA1 as an input element and the rotational speed of the ring gear R1 as an output element, specifically, the rotational speed of the carrier CA1 / the rotational speed of the ring gear R1) is Switching is performed according to a combination of engagement and release of the clutch C1 and the brake B1. When the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released, a low gear stage Lo having a gear ratio of 1.0 (directly connected state) is formed. When the clutch C1 is released and the brake B1 is engaged, a high gear stage Hi is formed in which the gear ratio becomes a value smaller than 1.0 (for example, 0.7, so-called overdrive state). When clutch C1 is engaged and brake B1 is engaged, rotation of sun gear S1 and carrier CA1 is restricted, and therefore rotation of ring gear R1 is also restricted.
変速部40は、動力を伝達する非ニュートラル状態と、動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成されている。本実施の形態では、上記の直結状態およびオーバードライブ状態が、非ニュートラル状態に対応する。一方、クラッチC1およびブレーキB1がともに解放されると、キャリアCA1が第1軸12を中心に空転することが可能な状態となる。これにより、エンジン10からキャリアCA1に伝達された動力が、キャリアCA1からリングギヤR1に伝達されないニュートラル状態が得られる。
The
差動部50は、サンギヤS2、ピニオンギヤP2、リングギヤR2およびキャリアCA2を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、カウンタドライブギヤ51とを有する。
The
サンギヤS2は、その回転中心が第1軸12となるように設けられている。リングギヤR2は、サンギヤS2と同軸上であって、かつ、サンギヤS2の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤP2は、サンギヤS2およびリングギヤR2の間に配置され、サンギヤS2およびリングギヤR2に噛み合っている。ピニオンギヤP2は、キャリアCA2によって回転可能に支持されている。キャリアCA2は、変速部40のリングギヤR1に接続され、リングギヤR1と一体に回転する。ピニオンギヤP2は、第1軸12を中心に回転(公転)可能で、かつ、ピニオンギヤP2の中心軸周りに回転(自転)可能に設けられている。
The sun gear S <b> 2 is provided such that the rotation center thereof is the
サンギヤS2には、第1MG20の回転軸22が接続されている。第1MG20の回転軸22は、サンギヤS2と一体に回転する。リングギヤR2には、カウンタドライブギヤ51が接続されている。カウンタドライブギヤ51は、リングギヤR2と一体に回転する、差動部50の出力ギヤである。
A
サンギヤS2の回転速度(すなわち、第1MG20の回転速度)、キャリアCA2の回転速度およびリングギヤR2の回転速度は、後述するように、共線図上で直線で結ばれる関係(すなわち、いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)となる。したがって、キャリアCA2の回転速度が所定値である場合に、第1MG20の回転速度を調整することによって、リングギヤR2の回転速度を無段階に切り替えることができる。
As described later, the rotational speed of the sun gear S2 (that is, the rotational speed of the first MG 20), the rotational speed of the carrier CA2, and the rotational speed of the ring gear R2 are linearly connected on the nomograph (that is, any two If the rotation speed is determined, the remaining rotation speed is also determined). Therefore, when the rotation speed of the carrier CA2 is a predetermined value, the rotation speed of the ring gear R2 can be switched steplessly by adjusting the rotation speed of the
カウンタ軸70は、第1軸12および第2軸14に平行に延びている。カウンタ軸70は、第1MG20の回転軸22および第2MG30の回転軸31と平行に配置されている。カウンタ軸70には、ドリブンギヤ71およびドライブギヤ72が設けられている。ドリブンギヤ71は、差動部50のカウンタドライブギヤ51と噛み合っている。すなわち、エンジン10および第1MG20の動力は、差動部50のカウンタドライブギヤ51を介してカウンタ軸70に伝達される。
The
なお、変速部40および差動部50は、エンジン10からカウンタ軸70までの動力伝達経路上において直列に接続されている。このため、エンジン10からの動力は、変速部40および差動部50において変速された後に、カウンタ軸70に伝達される。
The
ドリブンギヤ71は、第2MG30の回転軸31に接続されたリダクションギヤ32と噛み合っている。すなわち、第2MG30の動力は、リダクションギヤ32を介してカウンタ軸70に伝達される。
The driven
ドライブギヤ72は、デファレンシャルギヤ80のデフリングギヤ81と噛み合っている。デファレンシャルギヤ80は、左右の駆動軸82を介してそれぞれ左右の駆動輪90と接続されている。すなわち、カウンタ軸70の回転は、デファレンシャルギヤ80を介して左右の駆動軸82に伝達される。
The
クラッチCSを設けた上記のような構成とすることによって、車両1は、シリーズパラレルモードで動作させることができ、かつシリーズモードで動作させることもできる。各々のモードでエンジンからの動力がどのように行なわれるかについて、図2の模式図を用いて詳しく説明する。
By adopting the above-described configuration in which the clutch CS is provided, the
図2は、図1における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。車両1は、エンジン10と、第1MG20と、第2MG30と、変速部40と、差動部50と、バッテリ60と、クラッチCSとを備える。バッテリ60は、第1MG20および第2MG30に力行時に電力を供給するとともに、第1MG20および第2MG30で回生時に発電された電力を蓄える。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a power transmission path of each component of the vehicle in FIG. The
車両1は、エンジン10の動力を第1MG20に伝達する経路として、2つの経路K1,K2を有する。
経路K1は、エンジン10の動力を変速部40および差動部50を介して第1MG20に伝達する経路である。変速部40を非ニュートラル状態にする(クラッチC1およびブレーキB1のいずれか一方を係合状態とし他方を解放状態とする)と、エンジン10の動力が経路K1を通って第1MG20に伝達される。一方、変速部40をニュートラル状態にする(クラッチC1およびブレーキB1の双方を解放状態とする)と、経路K1の動力伝達は遮断される。
The path K1 is a path for transmitting the power of the
経路K2は、経路K1とは別の経路であって、エンジン10の動力を変速部40および差動部50を介さずに直接的に第1MG20に伝達する経路である。クラッチCSは、経路K2に設けられている。クラッチCSを係合状態にすると、エンジン10の動力が経路K2を通って第1MG20に伝達される。一方、クラッチCSを解放状態にすると、経路K2の動力伝達は遮断される。
The route K2 is a route different from the route K1, and is a route that directly transmits the power of the
エンジン10を運転させたHV走行モードにおいて、エンジン10の動力を経路K1で伝達し経路K2を遮断する(すなわち変速部40を非ニュートラル状態としクラッチCSを解放状態にする)ことによって、車両1がシリーズパラレルモードで動作可能となる。
In the HV traveling mode in which the
一方、エンジン10を運転させたHV走行モードにおいて、エンジン10の動力を経路K2で伝達し経路K1を遮断する(すなわち変速部40をニュートラル状態としクラッチCSを係合状態にする)ことによって、車両1がシリーズモードで動作可能となる。このとき、差動部50は、変速部40に接続されたキャリアCA2が自由に回転可能(フリー)となるので、第1MG20に接続されたサンギヤS2と第2MG30に接続されたリングギヤR2とを互いに影響を及ぼさずに回転させることができる。したがって、エンジン10の回転で第1MG20を回転させて発電を行なう動作と、第2MG30を駆動させて駆動輪を回転させる動作とを独立して行なうことができる。
On the other hand, in the HV traveling mode in which the
なお、変速部40は、必ずしも変速比を変更可能なものでなくても良く、経路K1の動力伝達を遮断可能な構成であれば、単なるクラッチのようなものでもよい。
The
[制御装置の構成]
図3は、図1における車両1の制御装置100の構成を示したブロック図である。制御装置100は、HVECU(Electric Control Unit)150と、MGECU160と、エンジンECU170とを含む。HVECU150、MGECU160、エンジンECU170の各々は、コンピュータを含んで構成される電子制御ユニットである。なお、ECUの数は、3つに限定されるものではなく、全体として1つのECUに統合しても良いし、2つ、または4つ以上の数に分割されていても良い。
[Configuration of control device]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of
MGECU160は、第1MG20および第2MG30を制御する。MGECU160は、例えば、第1MG20に対して供給する電流値を調節し、第1MG20の出力トルクを制御すること、および第2MG30に対して供給する電流値を調節し、第2MG30の出力トルクを制御する。
The
エンジンECU170は、エンジン10を制御する。エンジンECU170は、例えば、エンジン10の電子スロットル弁の開度の制御、点火信号を出力することによるエンジンの点火制御、エンジン10に対する燃料の噴射制御、等を行なう。エンジンECU170は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン10の出力トルクを制御する。
The
HVECU150は、車両全体を統合制御する。HVECU150には、車速センサ、アクセル開度センサ、MG1回転数センサ、MG2回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、HVECU150は、車速、アクセル開度、第1MG20の回転数(回転速度)、第2MG30の回転数(回転速度)、動力伝達装置の出力軸の回転数(回転速度)、バッテリ状態SOC等を取得する。
The
HVECU150は、取得した情報に基づいて、車両に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出する。HVECU150は、算出した要求値に基づいて、第1MG20の出力トルク(以下、「MG1トルク」とも記載する。)、第2MG30の出力トルク(以下、「MG2トルク」とも記載する。)およびエンジン10の出力トルク(以下、「エンジントルク」とも記載する。)を決定する。HVECU150は、MG1トルクの指令値およびMG2トルクの指令値をMGECU160に対して出力する。また、HVECU150は、エンジントルクの指令値をエンジンECU170に対して出力する。
The
HVECU150は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチC1,CSおよびブレーキB1を制御する。HVECU150は、クラッチC1,CSに対する供給油圧の指令値(PbC1、PbCS)およびブレーキB1に対する供給油圧の指令値(PbB1)をそれぞれ図1の油圧回路500に出力する。
The
また、HVECU150は、電動オイルポンプ502(後述の図4参照)を制御するための制御信号NM、および電磁切替弁560(後述の図4参照)を制御するための制御信号S/Cを、図1の油圧回路500に出力する。
Further, the
[油圧回路の構成]
図4は、車両1に搭載される油圧回路500の構成を模式的に示す図である。油圧回路500は、機械式オイルポンプ(以下「MOP」ともいう)501と、電動式オイルポンプ(以下「EOP」ともいう)502と、調圧弁510,520と、リニアソレノイド弁SL1,SL2,SL3と、同時供給防止弁530,540,550と、電磁切替弁560と、逆止弁570と、油路LM,LE,L1,L2,L3,L4とを含む。
[Configuration of hydraulic circuit]
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a
MOP501は、差動部50のキャリアCA2が回転することによって駆動されて油圧を発生する。したがって、エンジン10の駆動などによってキャリアCA2が回転されるとMOP501も駆動され、キャリアCA2が停止されるとMOP501も停止される。MOP501は、発生した油圧を油路LMに出力する。
The
油路LM内の油圧は、調圧弁510によって所定圧に調圧(減圧)される。以下、調圧弁510によって調圧された油路LM内の油圧を「ライン圧PL」ともいう。ライン圧PLは、各リニアソレノイド弁SL1,SL2,SL3に供給される。
The hydraulic pressure in the oil passage LM is regulated (depressurized) to a predetermined pressure by the
リニアソレノイド弁SL1は、ライン圧PLを制御装置100からの油圧指令値PbC1に応じて調圧することによって、クラッチC1を係合するための油圧(以下「C1圧」という)を生成する。C1圧は、油路L1を介してクラッチC1に供給される。
The linear solenoid valve SL1 adjusts the line pressure PL in accordance with the hydraulic pressure command value PbC1 from the
リニアソレノイド弁SL2は、ライン圧PLを制御装置100からの油圧指令値PbB1に応じて調圧することによって、ブレーキB1を係合するための油圧(以下「B1圧」という)を生成する。B1圧は、油路L2を介してブレーキB1に供給される。
The linear solenoid valve SL2 generates a hydraulic pressure (hereinafter referred to as “B1 pressure”) for engaging the brake B1 by adjusting the line pressure PL according to the hydraulic pressure command value PbB1 from the
リニアソレノイド弁SL3は、ライン圧PLを制御装置100からの油圧指令値PbCSに応じて調圧することによって、クラッチCSを係合するための油圧(以下「CS圧」という)を生成する。CS圧は、油路L3を介してクラッチCSに供給される。
The linear solenoid valve SL3 generates a hydraulic pressure (hereinafter referred to as “CS pressure”) for engaging the clutch CS by adjusting the line pressure PL according to the hydraulic pressure command value PbCS from the
同時供給防止弁530は、油路L1上に設けられ、ブレーキB1およびクラッチCSの少なくとも一方と、クラッチC1とが同時に係合されることを防止するように構成される。具体的には、同時供給防止弁530には油路L2,L3が接続される。同時供給防止弁530は、油路L2,L3からのB1圧、CS圧を信号圧として作動する。
The simultaneous
同時供給防止弁530は、B1圧およびCS圧の双方の信号圧が入力されていない場合(すなわちブレーキB1およびクラッチCSの双方ともが解放されている場合)には、C1圧をクラッチC1に供給するノーマル状態となる。なお、図4には、同時供給防止弁530がノーマル状態である場合が例示されている。
The simultaneous
一方、同時供給防止弁530は、B1圧およびCS圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合(すなわちブレーキB1およびクラッチCSの少なくとも一方が係合されている場合)には、たとえクラッチC1が係合している場合であっても、C1圧のクラッチC1への供給を遮断するとともにクラッチC1内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。これによりクラッチC1が解放されるため、ブレーキB1およびクラッチCSの少なくとも一方と、クラッチC1とが同時に係合されることが防止される。
On the other hand, the simultaneous
同様に、同時供給防止弁540は、C1圧およびCS圧を信号圧として作動することによって、クラッチC1およびクラッチCSの少なくとも一方と、ブレーキB1とが同時に係合されることを防止する。具体的には、同時供給防止弁530は、C1圧およびCS圧の双方の信号圧が入力されていない場合には、B1圧をブレーキB1に供給するノーマル状態となる。一方、同時供給防止弁540は、C1圧およびCS圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合には、B1圧のブレーキB1への供給を遮断するとともにブレーキB1内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。なお、図4には、同時供給防止弁540にC1圧が信号圧として入力されて同時供給防止弁540がドレン状態になっている場合が例示されている。
Similarly, the simultaneous
同様に、同時供給防止弁(油圧バルブ)550は、C1圧およびB1圧を信号圧として作動することによって、クラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方と、クラッチCSとが同時に係合されることを防止する。具体的には、同時供給防止弁550は、C1圧およびB1圧の双方の信号圧が入力されていない場合には、CS圧をクラッチCSに供給するノーマル状態となる。一方、同時供給防止弁550は、C1圧およびB1圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合には、CS圧のクラッチCSへの供給を遮断するとともにクラッチCS内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。なお、図4には、同時供給防止弁550にC1圧が入力されて同時供給防止弁550がドレン状態になっている場合が例示されている。
Similarly, the simultaneous supply prevention valve (hydraulic valve) 550 operates using the C1 pressure and the B1 pressure as signal pressures, thereby preventing at least one of the clutch C1 and the brake B1 from being simultaneously engaged with the clutch CS. To do. Specifically, simultaneous
本実施の形態による油圧回路500の最も特徴的な点の1つは、同時供給防止弁550を備える点である。同時供給防止弁550の機能によって、変速部40が非ニュートラル状態である場合(クラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方が係合されている場合)にさらにクラッチCSが係合されてショックが発生することを抑制することができる。この点については後に詳細に説明する。
One of the most characteristic points of the
EOP502は、モータ502Aによって駆動されて油圧を発生する。モータ502Aは、制御装置100からの制御信号NMによって制御される。したがって、EOP502は、キャリアCA2が回転しているか否かに関わらず作動可能である。EOP502は、発生した油圧を油路LEに出力する。
The
油路LE内の油圧は、調圧弁520によって所定圧に調圧(減圧)される。油路LEは、逆止弁570を介して油路LMに接続される。油路LE内の油圧が油路LM内の油圧よりも所定圧以上高い場合、逆止弁570が開き、逆止弁570を介して油路LE内の油圧が油路LMに供給される。これにより、MOP501の停止中においてもEOP502を駆動させることによって油路LMに油圧を供給することができる。
The hydraulic pressure in the oil passage LE is regulated (depressurized) to a predetermined pressure by the regulating
電磁切替弁560は、制御装置100からの制御信号S/Cに応じて、油路LEと油路L4とを連通するオン状態と、油路LEと油路L4とを遮断するとともに油路L4内の油圧を外部へ排出するオフ状態とのいずれかに切り替えられる。なお、図4には、電磁切替弁560がオフ状態である場合が例示されている。
In accordance with a control signal S / C from the
油路L4は、同時供給防止弁530,540に接続されている。電磁切替弁560がオン状態である場合、油路LE内の油圧が油路L4を介して同時供給防止弁530,540に信号圧としてそれぞれ入力される。同時供給防止弁530は、油路L4からの信号圧が入力された場合、油路L2からの信号圧(B1圧)が入力されているか否かに関わらず、強制的にノーマル状態に固定される。同様に、同時供給防止弁540は、油路L4からの信号圧が入力された場合、油路L1からの信号圧(C1圧)が入力されているか否かに関わらず、強制的にノーマル状態に固定される。したがって、EOP502を駆動しかつ電磁切替弁560をオン状態に切り替えることによって、同時供給防止弁530,540は同時にノーマル状態に固定される。これにより、クラッチC1とブレーキB1とを同時に係合することが許容され、両モータ走行モード(後述)が可能となる。
The oil passage L4 is connected to the simultaneous
[車両1の制御モード]
以下に、車両1の制御モードの詳細について、作動係合表と共線図とを用いて説明する。
[Control mode of vehicle 1]
Below, the detail of the control mode of the
図5は、各走行モードと、各走行モードにおける変速部(動力伝達部)40のクラッチC1およびブレーキB1の制御状態とを示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating each travel mode and the control states of the clutch C1 and the brake B1 of the transmission unit (power transmission unit) 40 in each travel mode.
制御装置100は、「モータ走行モード(以下「EV走行モード」という)」あるいは「ハイブリッド走行モード(以下「HV走行モード」という)」で車両1を走行させる。EV走行モードとは、エンジン10を停止し、第1MG20および第2MG30の少なくとも一方の動力で車両1を走行させる制御モードである。HV走行モードとは、エンジン10および第2MG30の動力で車両1を走行させる制御モードである。EV走行モードおよびHV走行モードのそれぞれにおいて、制御モードはさらに細分化されている。
図5において、「C1」、「B1」、「CS」、「MG1」、「MG2」はそれぞれクラッチC1、ブレーキB1、クラッチCS、第1MG20、第2MG30を示す。C1、B1、CSの各欄の丸(○)印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角(△)印はエンジンブレーキ時にクラッチC1およびブレーキB1のどちらか一方を係合することを示す。また、MG1の欄およびMG2の欄の「G」は主にジェネレータとして動作させることを示し、「M」は主にモータとして動作させることを示す。 In FIG. 5, “C1”, “B1”, “CS”, “MG1”, and “MG2” indicate the clutch C1, the brake B1, the clutch CS, the first MG20, and the second MG30, respectively. The circle (◯) in each column of C1, B1, CS indicates “engaged”, the x indicates “released”, and the triangle (Δ) indicates either the clutch C1 or the brake B1 during engine braking. Indicates engagement. Further, “G” in the MG1 column and MG2 column indicates that the operation is mainly performed as a generator, and “M” indicates that the operation is mainly performed as a motor.
EV走行モード中においては、制御装置100は、第2MG30単独の動力で車両1を走行させる「単モータ走行モード」と、第1MG20および第2MG30の両方の動力で車両1を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。たとえば、駆動装置2の負荷が低負荷の場合には単モータ走行モードが使用され、負荷が高負荷になると両モータ走行モードに移行される。
In the EV travel mode,
図5のE1欄に示すように、EV単モータ走行モードで車両1を駆動(前進あるいは後進)させる場合、制御装置100は、クラッチC1を解放しかつブレーキB1を解放することで、変速部40をニュートラル状態(動力を伝達しない状態)とする。このとき、制御装置100は、主に、第1MG20を用いてサンギヤS2の回転速度をゼロに固定するとともに、第2MG30をモータとして動作させる(後述の図6参照)。第1MG20を用いてサンギヤS2の回転速度をゼロに固定する手法としては、第1MG20の回転速度がゼロになるように第1MG20の電流をフィードバック制御しても良く、可能であれば第1MG20に電流を加えず第1MG20のコギングトルクを利用しても良い。なお、変速部40をニュートラル状態とすると制動時にエンジン10が連れ回されないのでその分のロスが少なく、大きな回生電力を回収することができる。
As shown in the E1 column of FIG. 5, when the
図5のE2欄に示すように、EV単モータ走行モードで車両1を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、制御装置100は、クラッチC1およびブレーキB1のどちらか一方を係合する。たとえば、回生ブレーキのみでは制動力が不足する場合にエンジンブレーキが回生ブレーキに併用される。また、たとえば、バッテリのSOCが満充電状態に近い場合には、回生電力を充電できないので、エンジンブレーキ状態とすることが考えられる。
As shown in the E2 column of FIG. 5, when the
クラッチC1およびブレーキB1のどちらか一方を係合することにより、駆動輪90の回転がエンジン10に伝達されエンジン10が回転される、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。このとき、制御装置100は、第1MG20を主にモータとして動作させ、第2MG30を主にジェネレータとして動作させる。
By engaging one of the clutch C1 and the brake B1, a so-called engine brake state is established in which the rotation of the
一方、図5のE3欄に示すように、EV両モータ走行モードで車両1を駆動(前進あるいは後進)させる場合、制御装置100は、クラッチC1を係合しかつブレーキB1を係合して変速部40のリングギヤR1の回転を規制(ロック)する。これにより、変速部40のリングギヤR1に連結された差動部50のキャリアCA2の回転も規制(ロック)されるため、差動部50のキャリアCA2が停止状態に維持される(エンジン回転速度Ne=0となる)。そして、制御装置100は、第1MG20および第2MG30を主にモータとして動作させる(後述の図7参照)。
On the other hand, as shown in the E3 column of FIG. 5, when the
なお、EV走行モード(単モータ走行モードおよび両モータ走行モード)では、エンジン10が停止しているため、MOP501も停止している。したがって、EV走行モードでは、EOP502の油圧を用いてクラッチC1あるいはブレーキB1が係合される。
In the EV travel mode (single motor travel mode and dual motor travel mode), since the
HV走行モードにおいては、制御装置100は、第1MG20をジェネレータとして動作させ、第2MG30をモータとして動作させる。HV走行モード中において、制御装置100は、シリーズパラレルモード、シリーズモードのいずれかに制御モードを設定する。
In the HV traveling mode,
シリーズパラレルモードでは、エンジン10の動力は、一部は駆動輪90を駆動するために使用され、残りは第1MG20で発電を行なう動力として使用される。第2MG30は、第1MG20で発電された電力を用いて駆動輪90を駆動する。シリーズパラレルモードにおいては、制御装置100は、車速に応じて変速部40の変速比を切り替える。
In the series parallel mode, a part of the power of the
中低速域で車両1を前進させる場合には、制御装置100は、図5のH2欄に示すように、クラッチC1を係合しかつブレーキB1を解放することで、ローギヤ段Loを形成する(後述の図8の実線参照)。一方、高速域で車両1を前進させる場合、制御装置100は、図5のH1欄に示すように、クラッチC1を解放しかつブレーキB1を係合することで、ハイギヤ段Hiを形成する(後述の図8の破線参照)。ハイギヤ段形成時、ローギヤ段形成時とも、変速部40と差動部50とは全体として無段変速機として動作する。
When the
車両1を後進させる場合には、制御装置100は、図5のH3欄に示すように、クラッチC1を係合しかつブレーキB1を解放する。そして、制御装置100は、バッテリのSOCに余裕がある場合には、第2MG30を単独で逆回転させる一方、バッテリのSOCに余裕がない場合にはエンジン10を運転させて第1MG20で発電を行なうとともに第2MG30を逆回転させる。
When the
シリーズモードでは、エンジン10の動力は、すべて第1MG20で発電を行なう動力として使用される。第2MG30は、第1MG20で発電された電力を用いて駆動輪90を駆動する。シリーズモードにおいて車両1を前進あるいは後進させる場合には、制御装置100は、図5のH4,H5欄に示すように、クラッチC1およびブレーキB1をともに解放し、かつクラッチCSを係合させる(後述の図9参照)。
In the series mode, the motive power of
HV走行モードでは、エンジン10が作動しているため、MOP501も作動している。したがって、HV走行モードでは、主にMOP501の油圧を用いてクラッチC1,CSあるいはブレーキB1が係合される。
In the HV traveling mode, since the
以下に、共線図を用いて、図5に示した各動作モードについて、各回転要素の状態を説明する。 Hereinafter, the state of each rotating element in each operation mode shown in FIG. 5 will be described using a nomographic chart.
図6は、EV単モータ走行モード中の共線図である。図7は、EV両モータ走行モード中の共線図である。図8は、HV走行(シリーズパラレル)モード中の共線図である。図9は、HV走行(シリーズ)モード中の共線図である。 FIG. 6 is a collinear diagram in the EV single motor travel mode. FIG. 7 is a collinear diagram in the EV both-motor running mode. FIG. 8 is an alignment chart during the HV traveling (series parallel) mode. FIG. 9 is an alignment chart in the HV traveling (series) mode.
図6〜図9に示す「S1」、「CA1」、「R1」はそれぞれ変速部40のサンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1を示し、「S2」、「CA2」、「R2」はそれぞれ差動部50のサンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2を示す。
6 to 9, “S1”, “CA1”, and “R1” indicate the sun gear S1, the carrier CA1, and the ring gear R1 of the
図6を参照して、EV単モータ走行モード(図5:E1)中の制御状態について説明する。EV単モータ走行モードでは、制御装置100は、変速部40のクラッチC1、ブレーキB1およびクラッチCSを解放するとともに、エンジン10を停止し、第2MG30をモータとして動作させる。そのため、EV単モータ走行モードでは、第2MG30のトルク(以下「第2MGトルクTm2」という)を用いて車両1は走行する。
With reference to FIG. 6, the control state in the EV single motor travel mode (FIG. 5: E1) will be described. In the EV single motor travel mode,
この際、制御装置100は、サンギヤS2の回転速度が0となるように第1MG20のトルク(以下「第1MGトルクTm1」という)をフィードバック制御する。そのため、サンギヤS2は回転しない。しかしながら、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1は解放されているため、差動部50のキャリアCA2の回転は規制されない。したがって、差動部50のリングギヤR2、キャリアCA2および変速部40のリングギヤR1は、第2MG30の回転に連動して、第2MG30の回転方向と同じ方向に回転(空転)させられる。
At this time,
一方、変速部40のキャリアCA1は、エンジン10が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速部40のサンギヤS1は、リングギヤR1の回転に連動して、リングギヤR1の回転方向とは反対の方向に回転(空転)させられる。
On the other hand, the carrier CA1 of the
なお、EV単モータ走行モード中に減速を行なうために、第2MG30を用いた回生制動に加えてエンジンブレーキを作動させることも可能である。この場合(図5:E2)には、クラッチC1またはブレーキB1のいずれか一方を係合させることにより、キャリアCA2が駆動輪90側から駆動されたときにエンジン10も回転させられるので、エンジンブレーキが作動する。
In addition to the regenerative braking using the
次に、図7を参照して、EV両モータ走行モード(図5:E3)中における制御状態について説明する。EV両モータ走行モードでは、制御装置100は、クラッチC1およびブレーキB1を係合しかつクラッチCSを解放するとともに、エンジン10を停止する。したがって、変速部40のサンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1の回転が回転速度がゼロになるように規制される。
Next, with reference to FIG. 7, the control state in the EV both-motor running mode (FIG. 5: E3) will be described. In the EV both-motor running mode,
変速部40のリングギヤR1の回転が規制されることで、差動部50のキャリアCA2の回転も規制(ロック)される。この状態で、制御装置100は、第1MG20および第2MG30を主にモータとして動作させる。具体的には、第2MGトルクTm2を正トルクとして第2MG30を正回転させるとともに、第1MGトルクTm1を負トルクとして第1MG20を負回転させる。
By restricting the rotation of the ring gear R1 of the
クラッチC1を係合してキャリアCA2の回転を規制することで、第1MGトルクTm1は、キャリアCA2を支点としてリングギヤR2に伝達される。リングギヤR2に伝達される第1MGトルクTm1(以下「第1MG伝達トルクTm1c」という)は、正方向に作用し、カウンタ軸70に伝達される。そのため、EV両モータ走行モードでは、第1MG伝達トルクTm1cと第2MGトルクTm2とを用いて、車両1は走行する。制御装置100は、第1MG伝達トルクTm1cと第2MGトルクTm2との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第1MGトルクTm1と第2MGトルクTm2との分担比率を調整する。
By engaging clutch C1 and restricting rotation of carrier CA2, first MG torque Tm1 is transmitted to ring gear R2 with carrier CA2 as a fulcrum. The first MG torque Tm1 (hereinafter referred to as “first MG transmission torque Tm1c”) transmitted to the ring gear R2 acts in the positive direction and is transmitted to the
図8を参照して、HV走行(シリーズパラレル)モード(図5:H1〜H3)中の制御状態について説明する。なお、図8には、ローギヤ段Loで前進走行している場合(図5のH2:図8のS1、CA1およびR1の共線図に示される実線の共線参照)と、ハイギヤ段Hiで前進走行している場合(図5のH1:図8のS1、CA1およびR1の共線図に示される破線の共線参照)とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Loで前進走行している場合もハイギヤ段Hiで前進走行している場合もリングギヤR1の回転速度は同一である場合を想定する。 With reference to FIG. 8, the control state in the HV traveling (series parallel) mode (FIG. 5: H1 to H3) will be described. FIG. 8 shows a case where the vehicle is traveling forward at the low gear stage Lo (H2 in FIG. 5: see the collinear line of the solid line shown in the collinear diagram of S1, CA1, and R1 in FIG. 8), and the high gear stage Hi. The case where the vehicle is traveling forward (H1: in FIG. 5: see the collinear line of the broken line shown in the collinear diagram of S1, CA1, and R1 in FIG. 8) is illustrated. For convenience of explanation, it is assumed that the rotational speed of the ring gear R1 is the same when the vehicle is traveling forward at the low gear stage Lo and when the vehicle is traveling forward at the high gear stage Hi.
HV走行(シリーズパラレル)モードであって、かつ、ローギヤ段Lo形成時には、制御装置100は、クラッチC1を係合するとともに、ブレーキB1およびクラッチCSを解放する。そのため、回転要素(サンギヤS1,キャリアCA1,リングギヤR1)は一体となって回転する。これにより、変速部40のリングギヤR1も、キャリアCA1と同じ回転速度で回転し、エンジン10の回転は、同じ回転速度でリングギヤR1から差動部50のキャリアCA2に伝達される。すなわち、変速部40のキャリアCA1に入力されたエンジン10のトルク(以下「エンジントルクTe」という)は、変速部40のリングギヤR1から差動部50のキャリアCA2に伝達される。なお、ローギヤ段Lo形成時リングギヤR1から出力されるトルク(以下「変速部出力トルクTr1」という)は、エンジントルクTeと同じ大きさである(Te=Tr1)。
In the HV traveling (series parallel) mode and when the low gear stage Lo is formed, the
差動部50のキャリアCA2に伝達されたエンジン10の回転は、サンギヤS2の回転速度(第1MG20の回転速度)によって無段階に変速されて差動部50のリングギヤR2に伝達される。この際、制御装置100は、基本的には、第1MG20をジェネレータとして動作させて、第1MGトルクTm1を負方向に作用させる。これにより、キャリアCA2に入力されたエンジントルクTeをリングギヤR2に伝達するための反力を第1MGトルクTm1が受け持つことになる。
The rotation of the
リングギヤR2に伝達されたエンジントルクTe(以下「エンジン伝達トルクTec」という)は、カウンタドライブギヤ51からカウンタ軸70に伝達され、車両1の駆動力として作用する。
The engine torque Te transmitted to the ring gear R2 (hereinafter referred to as “engine transmission torque Tec”) is transmitted from the
また、HV走行(シリーズパラレル)モードでは、制御装置100は、第2MG30を主にモータとして動作させる。第2MGトルクTm2は、リダクションギヤ32からカウンタ軸70に伝達され、車両1の駆動力として作用する。つまり、HV走行(シリーズパラレル)モードでは、エンジン伝達トルクTecと第2MGトルクTm2とを用いて、車両1は走行する。
Further, in the HV traveling (series parallel) mode,
一方、HV走行(シリーズパラレル)モードであって、かつ、ハイギヤ段Hi形成時には、制御装置100は、ブレーキB1を係合するとともに、クラッチC1およびクラッチCSを解放する。ブレーキB1が係合されるため、サンギヤS1の回転が規制される。これにより、変速部40のキャリアCA1に入力されたエンジン10の回転は、増速されて変速部40のリングギヤR1から差動部50のキャリアCA2に伝達される。したがって、ハイギヤ段Hi形成時には、変速部出力トルクTr1はエンジントルクTeよりも小さくなる(Te>Tr1)。
On the other hand, in the HV traveling (series parallel) mode and when the high gear stage Hi is formed, the
図9を参照して、HV走行(シリーズ)モード(図5:H4)中における制御状態について説明する。HV走行(シリーズ)モードでは、制御装置100は、クラッチC1およびブレーキB1を解放するとともに、クラッチCSを係合する。クラッチCSが係合されることによって差動部50のサンギヤS2が変速部40のキャリアCA1と同じ回転速度で回転し、エンジン10の回転はクラッチCSを介して直接的に第1MG20に伝達される。これにより、エンジン10を動力源とする第1MG20による発電が実施可能となる。
With reference to FIG. 9, the control state in the HV traveling (series) mode (FIG. 5: H4) will be described. In the HV traveling (series) mode,
一方、クラッチC1およびブレーキB1がいずれも解放されて変速部40がニュートラル状態となるため、変速部40のサンギヤS1、リングギヤR1、差動部50のキャリアCA2の回転は規制されない。そのため、第1MG20の動力およびエンジン10の動力は、カウンタ軸70に伝達されない状態となる。したがって、HV走行(シリーズ)モードでは、エンジン10を動力源として第1MG20による発電を実施しつつ、その発電した電力の一部または全部を用いて第2MGトルクTm2で車両1は走行することとなる。
On the other hand, since both the clutch C1 and the brake B1 are released and the
[同時供給防止弁550の機能]
以上のような構成を有する車両1においては、上述したように、エンジン10の動力を変速部40および差動部50を経由して第1MG20に伝達する経路K1と、経路K1は別にエンジン10の動力を第1MG20に直接的に伝達する経路K2とが設けられ、この経路K2上にクラッチCSが設けられる。そのため、シリーズパラレル走行とシリーズ走行との選択が可能となる。具体的には、エンジン10の動力を経路K1で伝達する(すなわち経路K1上の変速部40を非ニュートラル状態とし経路K2上のクラッチCSを解放する)ことによって、シリーズパラレル走行を選択することができる。一方、エンジン10の動力を経路K2で伝達する(すなわち経路K1上の変速部をニュートラル状態とし経路K2上のクラッチCSを係合する)ことによって、シリーズ走行を選択することができる。
[Function of simultaneous supply prevention valve 550]
In the
しかしながら、経路K1上の変速部40が非ニュートラル状態である場合に経路K2上のクラッチCSを係合すると、エンジン10の回転速度および第1MG20の回転速度が共に低下あるいは増加し、その反力がカウンタ軸70を介して駆動輪90に伝達されてショックが発生するおそれがある。この点について図10を参照して詳しく説明する。
However, when the
図10は、変速部40のブレーキB1を係合してハイギヤ段Hiで走行している非ニュートラル状態から、さらにクラッチCSを係合した場合の各回転要素の状態変化の一例を示す図である。図10において、一点鎖線がクラッチCSを係合する前の共線を示し、実線がクラッチCSを係合した後の共線を示す。なお、図10には、クラッチCSを係合する前(一点鎖線)において、エンジン10の回転速度よりも第1MG20の回転速度が高い場合が例示されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a state change of each rotating element when the clutch CS is further engaged from the non-neutral state in which the brake B1 of the
図10に示すように、ブレーキB1を係合している状態からさらにクラッチCSを係合すると、第1MG20の回転速度がエンジン10の回転速度に向けて低下する。この際、差動部50のリングギヤR2の回転速度は車両1の慣性力によってほとんど変化しないため、第1MG20の回転速度の低下に伴って差動部50のキャリアCA2の回転速度が低下し、差動部50のキャリアCA2に接続された変速部40のリングギヤR1の回転速度も低下する。変速部40のサンギヤS1はブレーキB1の係合によって固定されているため、リングギヤR1の回転速度の低下に伴ってキャリアCA1の回転速度すなわちエンジン10の回転速度も低下する。
As shown in FIG. 10, when the clutch CS is further engaged from the state where the brake B <b> 1 is engaged, the rotation speed of the
このように、エンジン10の回転速度よりも第1MG20の回転速度が高い場合にブレーキB1とクラッチCSとを同時に係合すると、エンジン10の回転速度および第1MG20の回転速度が共に低下し、その反力がカウンタ軸70を介して駆動輪90に伝達されてショック(いわゆる飛び出し感)が発生する。
As described above, when the rotation speed of the
なお、図10に示した場合とは逆に、第1MG20の回転速度よりもエンジン10の回転速度が高い場合にブレーキB1とクラッチCSとを同時に係合すると、エンジン10の回転速度および第1MG20の回転速度が共に増加し、その反力がカウンタ軸70を介して駆動輪90に伝達されてショック(いわゆる引き込み感)が発生する。
Contrary to the case shown in FIG. 10, when the rotation speed of the
このようなショックを抑制するために、本実施の形態による油圧回路500には、C1圧およびB1圧を信号圧として作動してCS圧を遮断する同時供給防止弁550が備えられる。この同時供給防止弁550の機能によって、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方と、クラッチCSとが同時に係合されることが防止される。そのため、変速部40が非ニュートラル状態である場合にクラッチCSが係合されて上述したショックが発生することを抑制することができる。
In order to suppress such a shock, the
<変形例1>
上述の実施の形態では、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方とクラッチCSとの同時係合を防止する構成として、同時供給防止弁550(油圧バルブ)を用いた。しかしながら、油圧によって作動する油圧バルブに代えて、電気信号(各油圧指令値PbC1,PbB1,PbCS)によって作動する電磁クラッチを用いて電気回路上で同時係合を防止する構成に変更してもよい。
<
In the above-described embodiment, the simultaneous supply prevention valve 550 (hydraulic valve) is used as a configuration for preventing simultaneous engagement of at least one of the clutch C1 and the brake B1 of the
また、上述の実施の形態では、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1、クラッチCSを油圧式のクラッチとしたが、これらのクラッチを電気式のクラッチ(通電によって作動するクラッチ)としてもよい。
In the above-described embodiment, the clutch C1, the brake B1, and the clutch CS of the
変速部40のクラッチC1およびブレーキB1、クラッチCSを電気式のクラッチとした場合においても、同時係合を防止する構成として、同時供給防止弁550(油圧バルブ)に代えて、電磁クラッチを用いるように変更することができる。たとえば、変速部40の係合部(クラッチC1およびブレーキB1)を通電時に非ニュートラル状態となり非通電時にニュートラル状態となるように構成し、クラッチCSを通電時に係合状態となり非通電時に解放されるように構成した場合には、変速部40の係合部(クラッチC1およびブレーキB1)に電流が供給されている場合にクラッチCSへの電流の供給を遮断するように電磁クラッチを構成すればよい。
Even when the clutch C1, the brake B1, and the clutch CS of the
<変形例2>
上述の実施の形態では、同時供給防止弁550の機能によって、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方と、クラッチCSとが同時に係合されることが防止される。
<
In the embodiment described above, the function of the simultaneous
しかしながら、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも小さい場合には、同時供給防止弁550を一時的に機能させないようにして、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方と、クラッチCSとの同時係合を一時的に許容するようにしてもよい。
However, when the difference between the rotational speed of the
このようにすると、シリーズパラレル走行からシリーズ走行への切替(クラッチC1またはブレーキB1を解放しつつクラッチCSを係合する制御)の過渡期において、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも小さい場合にはクラッチC1またはブレーキB1を解放する前にクラッチCSを係合することが許容される。これにより、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度とを早期に同期させることができ、シリーズパラレル走行からシリーズ走行への切替をより素早く行なうことができる。この際、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が小さいため、クラッチC1またはブレーキB1とクラッチCSとが同時に係合されても、エンジン10の回転速度および第1MG20の回転速度の増加量あるいは低下量が小さく、それほど大きなショックは生じない。
If it does in this way, in the transition period (control which engages clutch CS, releasing clutch C1 or brake B1) from series parallel running to series running, between the rotation speed of
一方、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも大きい場合には、同時供給防止弁550を機能させるようにすればよい。これにより、クラッチC1またはブレーキB1とクラッチCSとの同時係合による大きなショックの発生を抑制することができる。
On the other hand, when the difference between the rotational speed of the
図11は、本変形例による油圧回路500Aの構成を模式的に示す図である。図11に示す油圧回路500Aは、上述の図4に示す油圧回路500に対して、電磁切替弁580および油路L5を追加したものである。その他の構造については、上述の図4に示す構成と同じであり既に説明したため、ここでの詳細な説明は繰返さない。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of a
油路L5は、油路LEと同時供給防止弁550とを接続する。電磁切替弁580は、油路L5上に設けられる。電磁切替弁580は、制御装置100からの制御信号に応じて、油路LEの油圧を同時供給防止弁550に出力するオン状態と、油路LEの油圧を同時供給防止弁550に出力しないオフ状態とのいずれかに切り替えられる。なお、図11には、電磁切替弁580がオン状態である場合が例示されている。
The oil passage L5 connects the oil passage LE and the simultaneous
制御装置100は、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも小さい場合、EOP502を駆動し、かつ電磁切替弁580をオン状態に切り替える。すなわち、電磁切替弁580は、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも小さい場合に制御装置100によってオン状態とされ、EOP502が発生した油路LEの油圧を同時供給防止弁550に出力する。
When the difference between the rotation speed of
同時供給防止弁550は、電磁切替弁580から油圧が入力されると、たとえC1圧あるいはB1圧が入力されている場合であっても強制的にノーマル状態(CS圧をクラッチCSに供給する状態)に切り替えられるように構成される。これにより、同時供給防止弁550を一時的に機能させないようにして、クラッチC1またはブレーキB1とクラッチCSとの同時係合を一時的に許容することができる。
When the hydraulic pressure is input from the
一方、制御装置100は、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも大きい場合、電磁切替弁580をオフ状態に切り替える。すなわち、電磁切替弁580は、エンジン10の回転速度と第1MG20の回転速度との差が所定値よりも大きい場合には制御装置100によってオフ状態とされる。これにより、同時供給防止弁550を機能させて、クラッチC1またはブレーキB1とクラッチCSとの同時係合を防止することができる。
On the other hand,
なお、図11においては、電磁切替弁580の元圧を油路LEの油圧(EOP502が発生した油圧)とする例を示したが、電磁切替弁580の元圧は油路LEの油圧に限定されず、油路LMの油圧(MOP501が発生した油圧)としてもよい。
Although FIG. 11 shows an example in which the original pressure of the
図12は、電磁切替弁580の元圧を油路LMの油圧とする油圧回路500Bの構成を模式的に示す図である。図12に示すように、油路LMと同時供給防止弁550とを接続する油路L6上に電磁切替弁580を設け、電磁切替弁580が油路LMの油圧を同時供給防止弁550に出力する構成としてもよい。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the configuration of a
また、変速部40のクラッチC1およびブレーキB1の少なくとも一方と、クラッチCSとの同時係合を許容するように構成することによって、変速部40を非ニュートラル状態とし、かつクラッチCSを係合状態にして走行するモード(パラレルモード:固定段モード)を選択することも可能となる。
Further, by configuring the clutch CS to allow simultaneous engagement with at least one of the clutch C1 and the brake B1 of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 車両、2 駆動装置、10 エンジン、12 第1軸、14 第2軸、21 入力軸、22,31 回転軸、32 リダクションギヤ、40 変速部、50 差動部、51 カウンタドライブギヤ、60 バッテリ、70 カウンタ軸、71 ドリブンギヤ、72 ドライブギヤ、80 デファレンシャルギヤ、81 デフリングギヤ、82 駆動軸、90 駆動輪、100 制御装置、500,500A,500B 油圧回路、501 MOP、502 EOP、510,520 調圧弁、530,540,550 同時供給防止弁、560,580 電磁切替弁、570 逆止弁、B1 ブレーキ、C1,CS クラッチ、CA1,CA2 キャリア、L1〜L6,LE,LM 油路、P1,P2 ピニオンギヤ、R1,R2 リングギヤ、S1,S2 サンギヤ、SL1,SL2,SL3 リニアソレノイド弁。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
内燃機関と、
第1回転電機と、
駆動輪に動力を出力可能に設けられる第2回転電機と、
前記内燃機関からの動力が入力される入力要素と、前記入力要素に入力された動力を出力する出力要素と、油圧が供給されることによって前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態となり、油圧が供給されないことによって前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態となるように構成された係合部とを有する動力伝達部と、
前記第1回転電機に接続される第1回転要素と、前記第2回転電機および駆動輪に接続される第2回転要素と、前記出力要素に接続される第3回転要素とを有し、前記第1〜第3回転要素のうちのいずれか2つの回転速度が定まると残りの1つの回転速度が定まるように構成される差動部と、
前記内燃機関から前記動力伝達部および前記差動部を経由して前記第1回転電機に動力を伝達する第1経路とは別の前記内燃機関から前記差動部を経由しないで前記第1回転電機に動力を伝達する第2経路上に設けられ、油圧が供給されることによって前記内燃機関から前記第1回転電機への動力を伝達する係合状態となり、油圧が供給されないことによって前記内燃機関から前記第1回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態となるように構成されたクラッチと、
前記内燃機関の回転速度と前記第1回転電機の回転速度との差が所定値よりも大きい場合でかつ前記動力伝達部の係合部に油圧が供給されている場合に、前記クラッチへの油圧供給を遮断する係合防止状態となるように作動する係合防止部とを備える、ハイブリッド車両。 A hybrid vehicle,
An internal combustion engine;
A first rotating electrical machine;
A second rotating electrical machine provided so that power can be output to the drive wheels;
Power is transmitted between the input element and the output element by being supplied with hydraulic pressure, an input element that receives power from the internal combustion engine, an output element that outputs the power input to the input element, and A power transmission portion having a non-neutral state and an engaging portion configured to be in a neutral state in which power is not transmitted between the input element and the output element by not being supplied with hydraulic pressure;
A first rotating element connected to the first rotating electric machine, a second rotating element connected to the second rotating electric machine and drive wheels, and a third rotating element connected to the output element, A differential unit configured such that when any two rotation speeds of the first to third rotation elements are determined, the remaining one rotation speed is determined;
The first rotation without passing through the differential unit from the internal combustion engine different from the first path for transmitting power from the internal combustion engine to the first rotating electrical machine via the power transmission unit and the differential unit. The internal combustion engine is provided on a second path for transmitting power to the electric machine, and is engaged by transmitting power from the internal combustion engine to the first rotating electric machine when hydraulic pressure is supplied, and is not supplied with hydraulic pressure. A clutch configured to be in a released state that interrupts transmission of power to the first rotating electrical machine;
When the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the rotational speed of the first rotating electrical machine is greater than a predetermined value and when the hydraulic pressure is supplied to the engaging portion of the power transmission unit, the hydraulic pressure to the clutch A hybrid vehicle comprising: an engagement preventing unit that operates so as to be in an engagement preventing state that blocks supply.
前記制御装置は、複数の動作モードのうちいずれかを選択して車両を走行させ、
前記複数の動作モードは、前記動力伝達部を前記非ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを解放状態に設定するシリーズパラレルモードと、前記動力伝達部を前記ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを係合状態に設定するシリーズモードとを含む、請求項1または2に記載のハイブリッド車両。 A control device for controlling the power transmission unit and the clutch;
The control device selects one of a plurality of operation modes to drive the vehicle,
The plurality of operation modes include a series parallel mode in which the power transmission unit is set in the non-neutral state and the clutch is set in a released state, the power transmission unit is set in the neutral state, and the clutch is The hybrid vehicle according to claim 1, further comprising a series mode set to an engaged state.
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