JP4144586B2

JP4144586B2 - Transaxle hybrid vehicle

Info

Publication number: JP4144586B2
Application number: JP2004306595A
Authority: JP
Inventors: 倫之羽二生; 和宏竹田; 忍釜田; 大羽　　拓; 岩野　　浩
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: JP2006117084A

Description

本発明は、エンジンを車両前側、その変速機を車両後側に配置したトランスアクスル方式のハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a transaxle hybrid vehicle in which an engine is disposed on the front side of a vehicle and a transmission thereof is disposed on the rear side of the vehicle.

車両のパワートレインの方式として、エンジンを車両前側に配置し、変速機を車両後側に配置するトランスアクスル方式が知られている。この方式では、後軸荷重が増すので、駆動輪である後輪のスリップ限界が上昇し、路面に伝達可能な駆動力が増大するという利点がある。 As a vehicle powertrain system, a transaxle system in which an engine is disposed on the front side of the vehicle and a transmission is disposed on the rear side of the vehicle is known. This method has the advantage that the rear axle load increases, so that the slip limit of the rear wheel, which is the drive wheel, increases, and the driving force that can be transmitted to the road surface increases.

ところで、動力性能を重視した車両では、エンジン等の駆動力源からの駆動力が大きくなるため、駆動力伝達に有利なトランスアクスル方式であっても、２輪駆動では駆動輪がスリップしやすくなる。このため、車両の性能を最大限に引き出すためには、４輪全てに駆動力を配分することが望ましい。 By the way, in a vehicle with an emphasis on power performance, the driving force from a driving force source such as an engine becomes large. Therefore, even in a transaxle system that is advantageous for driving force transmission, the driving wheel is likely to slip in the two-wheel drive. . For this reason, in order to maximize the performance of the vehicle, it is desirable to distribute the driving force to all four wheels.

しかしながら、トランスアクスル方式では変速機が車両後側に配置されているので、変速機から前輪に駆動力を伝達するためには車両後側から車両前側へと延びる長いプロペラシャフトが必要となり、車両重量の増加、製造コストの増加、レイアウト性の悪化の原因となる。 However, in the transaxle system, since the transmission is arranged on the rear side of the vehicle, a long propeller shaft extending from the rear side of the vehicle to the front side of the vehicle is required to transmit the driving force from the transmission to the front wheels. Increase in manufacturing cost, manufacturing cost and layout deterioration.

この点に関し、特許文献１では、トルクコンバータの出力端から前輪に駆動力を伝達させるローギヤを設け、発進加速時のみ４輪駆動を実現する方式を提案している。
特開平６−１０７００５号公報 In this regard, Patent Document 1 proposes a system in which a low gear that transmits driving force from the output end of the torque converter to the front wheels is provided, and four-wheel drive is realized only at the time of start acceleration.
JP-A-6-107005

上記特許文献１に開示されている方式によれば、発進加速時はエンジンから前輪及び後輪に駆動力を伝達し、４輪駆動を実現することができるので、路面に伝達する駆動力が大きくなる発進加速時において駆動輪のスリップを効果的に抑えることが可能である。 According to the method disclosed in Patent Document 1, it is possible to transmit the driving force from the engine to the front wheels and the rear wheels and realize four-wheel driving at the time of starting acceleration, so that the driving force transmitted to the road surface is large. Thus, it is possible to effectively suppress the slip of the driving wheel at the time of starting acceleration.

しかしながら、この方式では、４輪駆動を実現可能なのは発進加速時のみであり、車両の走行安定性を向上させるために４輪駆動が要求される中高速走行時、低μ路走行時において４輪駆動を実現することができないという問題があった。 However, in this method, the four-wheel drive can be realized only at the time of start acceleration, and the four-wheel drive is required at the time of medium-high speed driving and low-μ road driving that require four-wheel driving to improve the running stability of the vehicle. There was a problem that the drive could not be realized.

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、トランスアクスル方式のハイブリッド車両において、エンジンの駆動力を前輪に配分するための機構を小型化するとともに、発進加速時以外においても４輪駆動を実現し、車両の走行安定性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of such technical problems, and in a hybrid vehicle of a transaxle system, the mechanism for distributing the driving force of the engine to the front wheels is miniaturized, and also at times other than when starting acceleration. The object is to realize four-wheel drive and to improve the running stability of the vehicle.

本発明の第１の態様は、車両前側に配置されるエンジン及び前輪と、前記エンジンに接続されるエンジン出力軸と、車両後側に配置され、前記エンジン出力軸が接続されるエンジン変速機と、車両後側に配置され、前記エンジン出力軸と前記エンジン変速機を介して前記エンジンの駆動力が伝達される後輪と、第１のモータジェネレータと、少なくとも第１から第３の３軸を有する差動機構と、前記後輪に駆動力を伝達する第２のモータジェネレータと、前記第１及び第２のモータジェネレータに接続されるバッテリと、を備え、前記第１のモータジェネレータを力行させると前記前輪に配分される前記エンジンの駆動力が増大するように前記前記第１から第３の軸に前記第１のモータジェネレータ、前記エンジン出力軸、前記前輪をそれぞれ接続し、車両前進時、前記第１のモータジェネレータのトルクを制御することによって前記エンジンの駆動力の前記前輪、前記後輪への配分を変更し、前記バッテリから前記第１のモータジェネレータに電力を供給して前記エンジンの駆動力を前記前輪に配分する一方で前記バッテリから前記第２のモータジェネレータに電力を供給して前記第２のモータジェネレータで前記後輪を駆動する場合、前記バッテリからの電力を前記第２のモータジェネレータよりも前記第１のモータジェネレータに優先的に供給し、残った電力を前記前記第２のモータジェネレータに供給することを特徴とするハイブリッド車両である。A first aspect of the present invention includes an engine and a front wheel disposed on the front side of the vehicle, an engine output shaft connected to the engine, an engine transmission disposed on the rear side of the vehicle and connected to the engine output shaft. A rear wheel disposed on the rear side of the vehicle, to which the driving force of the engine is transmitted via the engine output shaft and the engine transmission, a first motor generator, and at least first to third shafts A differential mechanism, a second motor generator for transmitting a driving force to the rear wheels, and a battery connected to the first and second motor generators, for powering the first motor generator. The first motor generator, the engine output shaft, and the front wheels are arranged on the first to third shafts so that the driving force of the engine distributed to the front wheels increases. When the vehicle is moving forward, the distribution of the driving force of the engine to the front wheels and the rear wheels is changed by controlling the torque of the first motor generator, and power is supplied from the battery to the first motor generator. To distribute the driving force of the engine to the front wheels while supplying electric power from the battery to the second motor generator and driving the rear wheels by the second motor generator, Is supplied to the first motor generator preferentially over the second motor generator, and the remaining electric power is supplied to the second motor generator.
本発明の第２の態様は、車両前側に配置されるエンジン及び前輪と、前記エンジンに接続されるエンジン出力軸と、車両後側に配置され、前記エンジン出力軸が接続されるエンジン変速機と、車両後側に配置され、前記エンジン出力軸と前記エンジン変速機を介して前記エンジンの駆動力が伝達される後輪と、第１のモータジェネレータと、少なくとも第１から第４の４軸を有する差動機構と、を備え、前記第１から第３の軸に前記第１のモータジェネレータ、前記エンジン出力軸、前記前輪をそれぞれ接続し、車両前進時、前記第１のモータジェネレータのトルクを制御することによって前記エンジンの駆動力の前記前輪、前記後輪への配分を変更し、前記前輪の接続する軸を前記第３の軸から前記第４の軸に切り換える切換機構を備えたことを特徴とするハイブリッド車両である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an engine and a front wheel disposed on a front side of a vehicle, an engine output shaft connected to the engine, an engine transmission disposed on a rear side of the vehicle and connected to the engine output shaft. A rear wheel disposed on the rear side of the vehicle, to which the driving force of the engine is transmitted via the engine output shaft and the engine transmission, a first motor generator, and at least first to fourth shafts. Having a differential mechanism, wherein the first motor generator, the engine output shaft, and the front wheels are connected to the first to third shafts, respectively, and the torque of the first motor generator is increased when the vehicle moves forward. A switching mechanism that changes the distribution of the driving force of the engine to the front wheels and the rear wheels by controlling and switches the shaft connected to the front wheels from the third shaft to the fourth shaft; It is a hybrid vehicle, wherein the door.

本発明の第１の態様によれば、第１のモータジェネレータを力行させると前輪に配分されるエンジンの駆動力が増大するように第１から第３の軸にモータジェネレータ、エンジン出力軸、前輪をそれぞれ接続したので、４輪駆動時にはモータジェネレータの駆動力が前輪、後輪に伝達される駆動力に上乗せされ、車両の有するパワー源を有効に活用することができる。According to the first aspect of the present invention, the motor generator, the engine output shaft, and the front wheels are arranged on the first to third shafts so that when the first motor generator is powered, the driving force of the engine distributed to the front wheels increases. Thus, the driving force of the motor generator is added to the driving force transmitted to the front wheels and the rear wheels during four-wheel drive, and the power source of the vehicle can be used effectively.
また、第１のモータジェネレータに加え、後輪に駆動力を伝達することができる第２のモータジェネレータを備えたことにより、第２のモータジェネレータの発電電力を第１のモータジェネレータに供給すれば、バッテリの電力を用いなくても第２のモータジェネレータを力行させてエンジンの駆動力を前輪に配分することができ、４輪駆動状態を実現することができる。  In addition to the first motor generator, the second motor generator that can transmit the driving force to the rear wheels is provided, so that the power generated by the second motor generator can be supplied to the first motor generator. Even if the battery power is not used, the second motor generator can be powered to distribute the driving force of the engine to the front wheels, thereby realizing a four-wheel drive state.
また、バッテリから第１のモータジェネレータに電力を供給してエンジンの駆動力を前輪に配分する一方で、バッテリから第２のモータジェネレータに電力を供給して第２のモータジェネレータで後輪を駆動する場合においては、バッテリからの電力を第２のモータジェネレータよりも第１のモータジェネレータ１７に優先的に供給し、残った電力をモータジェネレータに供給するようにした。これにより、第１のモータジェネレータへの供給電力が不足して４輪駆動状態が維持できなくなる事態を回避することができ、４輪駆動による安定な走行状態を維持したまま、駆動力配分が可能になる。  In addition, power is supplied from the battery to the first motor generator to distribute the driving force of the engine to the front wheels, while power is supplied from the battery to the second motor generator to drive the rear wheels by the second motor generator. In this case, the electric power from the battery is preferentially supplied to the first motor generator 17 over the second motor generator, and the remaining electric power is supplied to the motor generator. As a result, it is possible to avoid the situation where the power supply to the first motor generator is insufficient and the four-wheel drive state cannot be maintained, and it is possible to distribute the driving force while maintaining the stable driving state by the four-wheel drive. become.
本発明の第２の態様によれば、差動機構を少なくとも第１から第４の４軸を有する差動機構とし、前輪の接続する軸を第３の軸から第４の軸に切り換える切換機構を備えたことにより、前輪変速段をローギヤ状態とハイギヤ状態とで切り替えることが可能となる。  According to the second aspect of the present invention, the differential mechanism is a differential mechanism having at least first to fourth shafts, and the switching mechanism for switching the shaft to which the front wheels are connected from the third shaft to the fourth shaft. By providing the above, it becomes possible to switch the front wheel gear stage between the low gear state and the high gear state.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示している。 First Embodiment FIG. 1 shows a schematic configuration of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.

本発明に係るハイブリッド車両では、差動機構とモータジェネレータからなる動力伝達機構を用いて、前輪にエンジン駆動力を配分するハイブリッドシステムを構成することより、エンジンの駆動力を前輪に配分するための機構を小型化し、トランスアクスル本来の重量バランスの良さと、ハイブリッド機能とを両立させる。 In the hybrid vehicle according to the present invention, a hybrid system that distributes engine driving force to the front wheels using a power transmission mechanism that includes a differential mechanism and a motor generator is used to distribute engine driving force to the front wheels. The mechanism is downsized to achieve both the original weight balance of the transaxle and the hybrid function.

エンジン１１はガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関で、車両前側に配置される。モータジェネレータ１７は三相交流式等の電動機であり、発電状態、力行状態を切り換えることができる。モータジェネレータ１７にはインバータ１９を介してバッテリ１９が接続され、バッテリ１９はモータジェネレータ１７への電力供給、充電受入などを行う。 The engine 11 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and is disposed on the front side of the vehicle. The motor generator 17 is a three-phase AC motor or the like, and can switch between a power generation state and a power running state. A battery 19 is connected to the motor generator 17 via an inverter 19. The battery 19 supplies power to the motor generator 17, accepts charging, and the like.

車両後側に配置されるエンジン変速機１２は複数の変速段を有する有段変速機である。エンジン変速機１２は、エンジン出力軸３１を介して伝えられるエンジン１１の回転を変速し、後輪デファレンシャル１３を介して後輪１４へと伝達する。 The engine transmission 12 disposed on the rear side of the vehicle is a stepped transmission having a plurality of shift stages. The engine transmission 12 shifts the rotation of the engine 11 transmitted via the engine output shaft 31 and transmits it to the rear wheel 14 via the rear wheel differential 13.

遊星歯車２０は、リングギヤ２１、リングギヤ２１に噛み合う複数のピニオン２４、複数のピニオン２４に噛み合うサンギヤ２３、複数のピニオン２４をそれぞれ回転自在に支持するキャリア２２で構成される。遊星歯車２０は３軸の差動機構を構成し、第１の軸であるサンギヤ２３にはモータジェネレータ１７が接続され、第２の軸であるリングギヤ２１にはエンジン出力軸３１が接続され、第３の軸であるキャリア２２には前輪駆動軸３２、前輪デファレンシャル１５を介して前輪１６が接続される。 The planetary gear 20 includes a ring gear 21, a plurality of pinions 24 that mesh with the ring gear 21, a sun gear 23 that meshes with the plurality of pinions 24, and a carrier 22 that rotatably supports the plurality of pinions 24. The planetary gear 20 constitutes a three-axis differential mechanism, the motor generator 17 is connected to the sun gear 23 that is the first shaft, the engine output shaft 31 is connected to the ring gear 21 that is the second shaft, The front wheel 16 is connected to the carrier 22 which is the third shaft via a front wheel drive shaft 32 and a front wheel differential 15.

コントローラ５０はハイブリッドシステム全体を制御する統合コントローラである。コントローラ５０には、車輪速センサ５１、５２で検出される前輪１６、後輪１４の回転速度、アクセル操作量センサ５３で検出されるアクセルペダルの操作量等が運転状態を示す信号として入力される。コントローラ５０はこれら入力される信号に基づき、エンジン１１のトルク、モータジェネレータ１７のトルク及び回転速度、エンジン変速機１２の変速段等を制御し、必要に応じてエンジン１１の駆動力を前輪１６にも配分して４輪駆動を実現する。 The controller 50 is an integrated controller that controls the entire hybrid system. The controller 50 receives the rotational speeds of the front wheels 16 and rear wheels 14 detected by the wheel speed sensors 51 and 52, the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator operation amount sensor 53, and the like as signals indicating the driving state. . Based on these input signals, the controller 50 controls the torque of the engine 11, the torque and rotational speed of the motor generator 17, the gear stage of the engine transmission 12, and the like, and the driving force of the engine 11 is applied to the front wheels 16 as necessary. Will also be allocated to achieve four-wheel drive.

ここで、遊星歯車２０のサンギヤ２３の歯数をＺｓ、リングギヤ２１の歯数をＺｒとし、サンギヤ２３とリングギヤ２１の歯数比を、 Here, the number of teeth of the sun gear 23 of the planetary gear 20 is Zs, the number of teeth of the ring gear 21 is Zr, and the ratio of the number of teeth of the sun gear 23 and the ring gear 21 is

と定義すると、遊星歯車２０の３つの軸の回転速度とトルクの関係は以下のようになる。 If defined, the relationship between the rotational speed and torque of the three axes of the planetary gear 20 is as follows.

添え字rはリングギヤ２１、cはキャリア２２、ｓはサンギヤ２３をそれぞれ表している。 The subscript r represents the ring gear 21, c represents the carrier 22, and s represents the sun gear 23.

さらに、駆動力の関係は、式（２）、（３）より、 Furthermore, the relationship of the driving force is expressed by equations (2) and (3):

となり、サンギヤ２３の駆動力とリングギヤ２１の駆動力が加算されてキャリア２２の駆動力となる。 Thus, the driving force of the sun gear 23 and the driving force of the ring gear 21 are added to obtain the driving force of the carrier 22.

図1においては、サンギヤ２３がモータジェネレータ１７に接続し、リングギヤ２１がエンジン１１の出力軸であるエンジン出力軸３１に接続している。したがって、モータジェネレータ１７とエンジン出力軸３１の回転方向が同一のとき、モータジェネレータ１７とエンジン１１の駆動力は合成されてキャリア２２から前輪１６へと伝達され、後輪駆動から４輪駆動に切り換えられる。 In FIG. 1, the sun gear 23 is connected to the motor generator 17, and the ring gear 21 is connected to the engine output shaft 31 that is the output shaft of the engine 11. Accordingly, when the motor generator 17 and the engine output shaft 31 have the same rotational direction, the driving forces of the motor generator 17 and the engine 11 are combined and transmitted from the carrier 22 to the front wheels 16 and switched from rear wheel driving to four wheel driving. It is done.

式（３）より、サンギヤ２３に流入するモータジェネレータ１７のトルクに比例してリングギヤ２１に流入するエンジン１１のトルクが決まるので、駆動力の前後配分はエンジン１１のトルクとモータジェネレータ１７のトルクを調整することで変更することができる。さらに、モータジェネレータ１７を発電ではなく、力行させることによって配分を変更するので、モータジェネレータ１７のトルクは前後輪に配分されるエンジン１１のトルクに上乗せされることになる。 Since the torque of the engine 11 flowing into the ring gear 21 is determined in proportion to the torque of the motor generator 17 flowing into the sun gear 23 from the equation (3), the front-rear distribution of the driving force is the torque of the engine 11 and the torque of the motor generator 17. It can be changed by adjusting. Further, since the distribution is changed by powering the motor generator 17 instead of generating power, the torque of the motor generator 17 is added to the torque of the engine 11 distributed to the front and rear wheels.

図２は、２輪駆動で走行している状態からアクセルペダルが踏み込まれ、４輪駆動で加速する状態に切り換えるときのコントローラ５０の制御内容を示したものである。 FIG. 2 shows the control contents of the controller 50 when the accelerator pedal is depressed from the state where the vehicle is running with two-wheel drive to switch to the state where the vehicle is accelerated with four-wheel drive.

これによると、まず、ステップＳ１１では、アクセル操作量（運転者の加速要求）に応じたトルク指令値に従いエンジン１１のトルクを増加させる。 According to this, first, in step S11, the torque of the engine 11 is increased in accordance with the torque command value corresponding to the accelerator operation amount (driver's acceleration request).

ステップＳ１２では４輪駆動が必要か否かを判定する。４輪駆動が必要か否かは駆動力要求値、車速、舵角、ヨーレート、前後車輪速度差、外気温、および、ナビゲーションシステムからの情報などを考慮して判定する。４輪駆動が必要な場合はステップＳ１３へ移行し、不要な場合は処理を終了する。 In step S12, it is determined whether or not four-wheel drive is necessary. Whether or not four-wheel drive is necessary is determined in consideration of a driving force request value, a vehicle speed, a steering angle, a yaw rate, a front-rear wheel speed difference, an outside air temperature, information from a navigation system, and the like. If four-wheel drive is necessary, the process proceeds to step S13, and if not necessary, the process is terminated.

ステップＳ１３ではモータジェネレータ１７のトルクを上昇させる。第１のモータジェネレータ１７のトルクを増大させれば前輪１６に配分されるエンジン１１の駆動力を増やして４輪駆動状態とし、かつ、前輪１６にエンジン１１とモータジェネレータ１７のトルクを伝達することができる。 In step S13, the torque of the motor generator 17 is increased. If the torque of the first motor generator 17 is increased, the driving force of the engine 11 distributed to the front wheels 16 is increased to be in a four-wheel drive state, and the torques of the engine 11 and the motor generator 17 are transmitted to the front wheels 16. Can do.

したがって、本発明に係るハイブリッド車両では、トランスアクスル方式の車両に第１から第３の３軸を有する差動機構としての遊星歯車２０を組み合わせ、遊星歯車２０の第１から第３の軸にモータジェネレータ１７、エンジン出力軸３１、前輪１６をそれぞれ接続し、車両前進時、モータジェネレータ１７のトルクを制御することでエンジン１１の駆動力の前輪１６、後輪１４への配分が変更されるようにしたことにより、トランスアクスル車両でありながら、複数のプロペラシャフトを用いなくても全速度領域において前輪１６にエンジン１１の駆動力とモータジェネレータ１７の駆動力を伝達し、４輪駆動を実現できる。さらに、前輪１６への動力伝達機構がモータジェネレータ１７と差動機構からなるシンプルな構成であるので、前輪１６への動力伝達機構を小型化し、トランスアクスル方式の利点である最適な重量配分を損なうことがない。 Therefore, in the hybrid vehicle according to the present invention, the planetary gear 20 as the differential mechanism having the first to third three axes is combined with the transaxle type vehicle, and the motor is applied to the first to third axes of the planetary gear 20. The generator 17, the engine output shaft 31, and the front wheels 16 are connected to each other so that when the vehicle moves forward, the torque of the motor generator 17 is controlled so that the distribution of the driving force of the engine 11 to the front wheels 16 and the rear wheels 14 is changed. As a result, although it is a transaxle vehicle, the driving force of the engine 11 and the driving force of the motor generator 17 can be transmitted to the front wheels 16 in the entire speed range without using a plurality of propeller shafts, thereby realizing four-wheel drive. Further, since the power transmission mechanism to the front wheels 16 has a simple configuration including the motor generator 17 and the differential mechanism, the power transmission mechanism to the front wheels 16 is downsized, and the optimum weight distribution, which is an advantage of the transaxle system, is impaired. There is nothing.

また、モータジェネレータ１７を力行させると前輪１６に配分されるエンジン１１の駆動力が増大するように第１から第３の軸にモータジェネレータ１７、エンジン出力軸３１、前輪１６をそれぞれ接続したので、４輪駆動時にはモータジェネレータ１７の駆動力が前輪１６、後輪１４に伝達される駆動力に上乗せされ、車両の有するパワー源を有効に活用することができる。 Further, since the motor generator 17, the engine output shaft 31, and the front wheel 16 are connected to the first to third shafts so that the driving force of the engine 11 distributed to the front wheels 16 increases when the motor generator 17 is powered, During four-wheel drive, the driving force of the motor generator 17 is added to the driving force transmitted to the front wheels 16 and the rear wheels 14, and the power source of the vehicle can be used effectively.

第２の実施形態
図３は本発明の第２の実施形態を示す。第１の実施形態と同じ構成には同じ参照符号を付して説明を省略し、以下の説明では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。 Second Embodiment FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described.

図１の構成に対し、この第２の実施形態では、エンジン変速機１２と接続する第２のモータジェネレータ６１が追加されている。第２のモータジェネレータ６１は後輪１３に駆動力を伝達することができ、また、エンジン出力軸３１を介して伝達されるエンジン１１の駆動力を発電によって吸収することも可能である。第２のモータジェネレータ６１は第２のインバータ６２を介して第１のモータジェネレータ１７と同じバッテリ１９に接続される。 In the second embodiment, a second motor generator 61 connected to the engine transmission 12 is added to the configuration of FIG. The second motor generator 61 can transmit the driving force to the rear wheel 13 and can absorb the driving force of the engine 11 transmitted through the engine output shaft 31 by power generation. The second motor generator 61 is connected to the same battery 19 as the first motor generator 17 via the second inverter 62.

さらに、遊星歯車２０のキャリア２２の出力端には前輪変速段４０が追加されている。前輪変速段４０はローギヤ４１およびハイギヤ４２を有している。ローギヤ４１からハイギヤ４２への切換えは、第１のモータジェネレータ１７の回転速度が所定回転まで上昇したタイミングで行われる。ここでは、前輪変速段切換時の前輪のトルク変動を少なくするために、ローギヤ４１とハイギヤ４２を多板クラッチである第１のクラッチ４６、第２のクラッチ４７によりキャリア２２と接続しているが、電磁クラッチ、ドグクラッチ等の他のクラッチで代用しても構わない。 Further, a front wheel speed stage 40 is added to the output end of the carrier 22 of the planetary gear 20. The front wheel speed stage 40 has a low gear 41 and a high gear 42. Switching from the low gear 41 to the high gear 42 is performed at a timing when the rotation speed of the first motor generator 17 increases to a predetermined rotation. Here, the low gear 41 and the high gear 42 are connected to the carrier 22 by the first clutch 46 and the second clutch 47 which are multi-plate clutches in order to reduce the torque fluctuation of the front wheels at the time of switching the front wheel speed. Other clutches such as an electromagnetic clutch and a dog clutch may be substituted.

図４は車速と第１のモータジェネレータ１７の回転速度の関係を示したもので、実線は前輪変速段４０を有さない第１の実施形態のもの、破線は前輪変速段４０を備えた第２の実施形態のものである。車速ゼロでの両者における前輪配分駆動力は等しく設定されている。 FIG. 4 shows the relationship between the vehicle speed and the rotational speed of the first motor generator 17. The solid line shows the first embodiment without the front wheel speed stage 40, and the broken line shows the first speed with the front wheel speed stage 40. It is a thing of 2 embodiment. The front wheel distribution driving force in both cases at zero vehicle speed is set equal.

これに示されるように、前輪変速段４０を有さない第１の実施形態の構成では、車速の増大に伴い第１のモータジェネレータ１７の回転速度も増大する。このため、第１の実施形態では第１のモータジェネレータ１７を高速回転に対応できるものにする必要がある。これに対し、前輪変速段４０を有する第２の実施形態の構成では、ローギヤ４１とハイギヤ４２を切換えることで、使用されるモータジェネレータ１７の回転範囲を狭めることができる。 As shown in the figure, in the configuration of the first embodiment that does not have the front wheel gear stage 40, the rotational speed of the first motor generator 17 increases as the vehicle speed increases. For this reason, in the first embodiment, it is necessary to make the first motor generator 17 compatible with high-speed rotation. On the other hand, in the configuration of the second embodiment having the front wheel speed stage 40, the rotation range of the motor generator 17 to be used can be narrowed by switching the low gear 41 and the high gear 42.

この結果、前輪変速段４０を追加した第２の実施形態の構成では、第１のモータジェネレータ１７に要求される性能を第１の実施形態の構成よりも下げることができ、低コストのシステムとすることが可能である。 As a result, in the configuration of the second embodiment in which the front wheel speed stage 40 is added, the performance required for the first motor generator 17 can be lowered as compared with the configuration of the first embodiment, and a low-cost system can be obtained. Is possible.

また、図５はエンジン変速機１２及び前輪変速段４０の変速タイミングと第１のモータジェネレータ１７の回転速度の関係を示している。 FIG. 5 shows the relationship between the shift timing of the engine transmission 12 and the front wheel speed stage 40 and the rotational speed of the first motor generator 17.

エンジン変速機１２と非同期で前輪変速段４０のローギヤ４１とハイギヤ４２を切換える場合について説明すると、図中一点鎖線で示すように、前輪変速段４０の切換タイミングが遅い場合、すなわち、エンジン変速機１２の変速ポイントよりも高車速で切換えを行うと、エンジン変速機１２の変速ポイントからハイギヤ４２へ変速するまでの間、第１のモータジェネレータ１７の回転速度は上昇し、過回転となる。 The case where the low gear 41 and the high gear 42 of the front wheel speed stage 40 are switched asynchronously with the engine transmission 12 will be described. As shown by the alternate long and short dash line in the figure, when the switching timing of the front wheel speed stage 40 is late, that is, the engine transmission 12 When switching is performed at a higher vehicle speed than the speed change point, the rotation speed of the first motor generator 17 increases and overspeeds until the speed is changed from the speed change point of the engine transmission 12 to the high gear 42.

逆に、図中点線で示すように、切換タイミングが早い場合、すなわち、エンジン変速機１２の変速ポイントよりも低車速で切換えを行うと、第１のモータジェネレータ１７の回転方向を変えずに４輪駆動状態とするときに、第１のモータジェネレータ１７は発電状態となり、駆動力を加算することができない。この状態で、４輪駆動での加速指令が発せられた場合には、第１のモータジェネレータ１７の発電電力を第２のモータジェネレータ６１で消費する必要があるため、バッテリ１９のパワーを最大限に使えずに、加速性能が低下する。 Conversely, as indicated by the dotted line in the figure, when the switching timing is early, that is, when switching is performed at a lower vehicle speed than the shift point of the engine transmission 12, the rotation direction of the first motor generator 17 is not changed. When the wheel drive state is set, the first motor generator 17 is in a power generation state, and the driving force cannot be added. In this state, when an acceleration command for four-wheel drive is issued, the power generated by the first motor generator 17 needs to be consumed by the second motor generator 61, so that the power of the battery 19 is maximized. Acceleration performance declines without being used.

そこで本発明に係るハイブリッド車両では、図中実線で示すように、エンジン変速機１２と同期して前輪変速段４０をローギヤからハイギヤに切換えるようにする。このタイミングで切り換えるようにすれば上記過回転等の問題が生じることがなく、安定した走行性能が得られる。 Therefore, in the hybrid vehicle according to the present invention, the front wheel speed stage 40 is switched from the low gear to the high gear in synchronization with the engine transmission 12 as indicated by the solid line in the figure. By switching at this timing, problems such as over-rotation do not occur, and stable running performance can be obtained.

図６は、図３の構成のシステムにおいて、４輪駆動状態で前輪変速段４０の変速段を切り換える場合のコントローラ５０の制御内容を示したフローチャートであり、コントローラ５０において前輪変速段４０の変速指令が発せられるときに実行される。 FIG. 6 is a flowchart showing the control contents of the controller 50 when switching the gear position of the front wheel gear stage 40 in the four-wheel drive state in the system of FIG. Executed when is issued.

ここで、前輪変速段４０をローギヤ４１からハイギヤ４２に切り換えるには、第１のクラッチ４６と第２のクラッチ４７を掛け換える必要がある。しかし、車両の走行状態によっては第２のクラッチ４７の入力側と出力側の回転速度差が大きく、クラッチの掛け換えだけでは変速が長期化、もしくは、ショックが発生する可能性がある。そこで、クラッチを掛け換える際には、第１のモータジェネレータ１７を利用して両者の回転速度を合わせるようにする。 Here, in order to switch the front wheel gear stage 40 from the low gear 41 to the high gear 42, it is necessary to switch the first clutch 46 and the second clutch 47. However, depending on the traveling state of the vehicle, the difference in rotational speed between the input side and the output side of the second clutch 47 is large, and shifting may be prolonged or a shock may occur only by changing the clutch. Therefore, when changing the clutch, the first motor generator 17 is used to match the rotational speeds of the two.

まず、ステップＳ２１では、前輪変速段４０に変速指令が出されたことに合わせて、エンジン変速機１２にも変速指令が発せられる。これは上記の通り、エンジン変速機１２と同期して前輪変速段４０のローギヤとハイギヤを切換え、第１のモータジェネレータ１７の過回転等の問題を生じないようにするためである。 First, in step S21, a gear change command is also issued to the engine transmission 12 in response to the gear change command being issued to the front wheel gear stage 40. This is because, as described above, the low gear and the high gear of the front wheel speed stage 40 are switched in synchronization with the engine transmission 12 so that problems such as over-rotation of the first motor generator 17 do not occur.

ステップＳ２２では第１のモータジェネレータ１７の電流値より第１のモータジェネレータ１７のトルクを推定し、これに基づき前輪駆動トルクを推定する。第１のモータジェネレータ１７の電流値はコントローラ５０からインバータ１８に出される指令値から求めることができる。式（３）で表されるように、前輪駆動トルクは第１のモータジェネレータ１７のトルクと比例関係にあるため、第１のモータジェネレータ１７のトルクから、前輪駆動トルクを推定できる。 In step S22, the torque of the first motor generator 17 is estimated from the current value of the first motor generator 17, and the front wheel drive torque is estimated based on this. The current value of the first motor generator 17 can be obtained from the command value output from the controller 50 to the inverter 18. As represented by Expression (3), the front wheel drive torque is proportional to the torque of the first motor generator 17, and therefore the front wheel drive torque can be estimated from the torque of the first motor generator 17.

ステップＳ２３では第１のクラッチ４６の締結力を低下させる。第１のクラッチ４６の締結力を低下させると、遊星歯車２０の回転速度拘束状態が解放され、第１のモータジェネレータ１７により各要素の回転状態を変更し易くなる。 In step S23, the fastening force of the first clutch 46 is reduced. When the fastening force of the first clutch 46 is reduced, the rotational speed restraint state of the planetary gear 20 is released, and the first motor generator 17 can easily change the rotational state of each element.

ステップＳ２４では第１のクラッチ４６の締結力低下させるとともに第２のクラッチ４７の締結力を上昇させ、第１のクラッチ４６、第２のクラッチ４７の掛け換えを開始する。前輪１６への駆動トルク伝達経路は第１のクラッチ４６および第２のクラッチ４７であるので、これらクラッチ４６、４７の締結力の和が前輪伝達力となる。そこで、クラッチ４６、４７の締結力の和がステップＳ２２で推定した前輪駆動トルク相当の力となるように両クラッチの締結力を制御する。 In step S24, the engaging force of the first clutch 46 is decreased and the engaging force of the second clutch 47 is increased, and the first clutch 46 and the second clutch 47 are started to be switched. Since the drive torque transmission path to the front wheels 16 is the first clutch 46 and the second clutch 47, the sum of the fastening forces of these clutches 46 and 47 becomes the front wheel transmission force. Therefore, the engagement force of both clutches is controlled so that the sum of the engagement forces of the clutches 46 and 47 becomes a force equivalent to the front wheel drive torque estimated in step S22.

ステップＳ２５では第１のモータジェネレータ１７を速度制御してキャリア２２の回転速度、すなわち、第２のクラッチ４７の入力側回転速度を制御し、これによってクラッチ４７の入力側と出力側の回転速度を近づける。具体的には、前輪１６の回転速度とハイギヤ４２の減速比から第２のクラッチ４７の現在の出力側回転速度を演算する。そしてキャリア２２の回転速度がこの第２のクラッチ４７の出力側回転速度となるように第１のモータジェネレータ１７の目標回転速度を設定し、設定された目標回転速度となるように第１のモータジェネレータ１７を回転速度制御する。 In step S25, the speed of the first motor generator 17 is controlled to control the rotational speed of the carrier 22, that is, the input side rotational speed of the second clutch 47, and thereby the rotational speeds of the input side and output side of the clutch 47 are controlled. Move closer. Specifically, the current output side rotational speed of the second clutch 47 is calculated from the rotational speed of the front wheels 16 and the reduction ratio of the high gear 42. Then, the target rotational speed of the first motor generator 17 is set so that the rotational speed of the carrier 22 becomes the output side rotational speed of the second clutch 47, and the first motor is set so as to become the set target rotational speed. The rotational speed of the generator 17 is controlled.

ステップＳ２６では、アクセル操作量、すなわち運転者からの加速要求に基づきエンジン１１および第２のモータジェネレータ６１のトルクを制御する。 In step S26, the torque of the engine 11 and the second motor generator 61 is controlled based on the accelerator operation amount, that is, the acceleration request from the driver.

ステップＳ２７では第１のモータジェネレータ１７の実回転速度と目標回転速度とを比較し、両者の回転速度差が以下であればステップＳ２８に移行する。しきい値はクラッチ４７を瞬時に締結してもイナーシャの変化に起因する駆動力変化が０．０５Ｇよりも大きな加速度を生じない回転速度差に設定される。これは、クラッチ締結時のショックによって運転者に違和感を与えないような範囲に対応する。 In step S27, the actual rotational speed of the first motor generator 17 and the target rotational speed are compared, and if the rotational speed difference between the two is below, the process proceeds to step S28. The threshold value is set to a rotational speed difference at which a change in driving force due to a change in inertia does not cause an acceleration greater than 0.05G even when the clutch 47 is instantaneously engaged. This corresponds to a range in which the driver does not feel uncomfortable due to a shock at the time of clutch engagement.

ステップＳ２８では第１のクラッチ４６を完全に解放するとともに第２のクラッチ４７を完全に締結し、クラッチの掛け換えを完了する。 In step S28, the first clutch 46 is completely disengaged and the second clutch 47 is completely engaged to complete the clutch switching.

ステップＳ２９では第１のモータジェネレータ１７を速度制御からトルク制御へ切換える。このときの目標値は必要とされる駆動力の前後配分、要求される駆動力に応じて設定される。 In step S29, the first motor generator 17 is switched from speed control to torque control. The target value at this time is set according to the required front-rear distribution of the driving force and the required driving force.

以上の切換制御によれば、前輪変速段４０の変速段の変更は前輪駆動力の変動を抑えつつ、クラッチ掛け換え時の駆動力変動を抑えながら行われ、変速ショックを生じることなく前輪変速段４０の変速段を変更することができる。 According to the above switching control, the change of the shift speed of the front wheel shift stage 40 is performed while suppressing the fluctuation of the front wheel driving force and the fluctuation of the driving force at the time of clutch switching, so that the front wheel shift speed is not generated without causing a shift shock. Forty gears can be changed.

また、図７は走行状況に応じて２輪駆動から４輪駆動となるときのコントローラ５０の制御の内容を示したフローチャートである。このフローは、運転者がアクセルペダルを踏込み、加速要求が出されたときに実行される。 FIG. 7 is a flowchart showing the contents of the control of the controller 50 when the two-wheel drive is changed to the four-wheel drive according to the traveling state. This flow is executed when the driver depresses the accelerator pedal and an acceleration request is issued.

ステップＳ３１では、アクセル操作量（運転者の加速要求）に応じたトルク指令値に従い、エンジン１１のトルクを増加させる。 In step S31, the torque of the engine 11 is increased in accordance with the torque command value corresponding to the accelerator operation amount (driver acceleration request).

ステップＳ３２では４輪駆動が必要か否かを判定する。４輪駆動が必要かどうかは、駆動力要求値、車速、舵角、ヨーレート、前後車輪速度差、外気温、および、ナビゲーションシステムからの情報等を考慮して判定する。４輪駆動が必要な場合はステップＳ３３へ移行し、不要な場合は処理を終了する。 In step S32, it is determined whether or not four-wheel drive is necessary. Whether or not four-wheel drive is necessary is determined in consideration of the driving force requirement value, vehicle speed, rudder angle, yaw rate, front and rear wheel speed difference, outside air temperature, information from the navigation system, and the like. If four-wheel drive is necessary, the process proceeds to step S33, and if not necessary, the process is terminated.

ステップＳ３３では第１のモータジェネレータ１７のトルクを上昇させる。第１のモータジェネレータ１７のトルクを増大させれば前輪１６に配分されるエンジン１１の駆動力を増やして４輪駆動状態とし、かつ、前輪１６にエンジン１１と第１のモータジェネレータ１７のトルクを伝達することができる。 In step S33, the torque of the first motor generator 17 is increased. If the torque of the first motor generator 17 is increased, the driving force of the engine 11 distributed to the front wheels 16 is increased to set the four-wheel drive state, and the torques of the engine 11 and the first motor generator 17 are applied to the front wheels 16. Can communicate.

ステップＳ３４ではアクセル操作量に応じた要求駆動力が第１のモータジェネレータ１７のアシストでは駆動力が不足するかを判定する。十分な場合はステップＳ３６に移行し、不足する場合はステップＳ３５へ移行する。 In step S34, it is determined whether the required driving force according to the accelerator operation amount is insufficient for the assist of the first motor generator 17. If sufficient, the process proceeds to step S36, and if insufficient, the process proceeds to step S35.

ステップＳ３５では、バッテリ１９から第２のモータジェネレータ６１に電力を供給し、第２のモータジェネレータ６１を力行させる。第２のモータジェネレータ６１を力行させて駆動力アシストを行うことで４輪駆動状態を維持したまま運転者の要求駆動力を満たすことができる。このとき、４輪駆動状態を維持するには第１のモータジェネレータ１７が力行状態にあることが必要であることから、バッテリ１９からの電力供給は第１のモータジェネレータ１７への電力供給を優先し、第２のモータジェネレータ６１には残った電力を供給するようにする。 In step S <b> 35, electric power is supplied from the battery 19 to the second motor generator 61, and the second motor generator 61 is powered. By driving the second motor generator 61 and assisting the driving force, it is possible to satisfy the driving force required by the driver while maintaining the four-wheel driving state. At this time, in order to maintain the four-wheel drive state, the first motor generator 17 needs to be in the power running state, so that the power supply from the battery 19 has priority over the power supply to the first motor generator 17. Then, the remaining electric power is supplied to the second motor generator 61.

ステップＳ３６では後輪１４がスリップ状態にあるかどうかを判定する。スリップ状態にあるかどうかは後輪１４の回転速度からスリップ率を求めることで判定することができる。後輪１４がスリップ状態（スリップ率が所定値以上）のときは、ステップＳ３７に進み、第１のモータジェネレータ１７とモータジェネレータ６１の電力配分を前輪１６に配分されるエンジン１１の駆動力が多くなるように再配分し、ステップＳ３５に戻ってモータジェネレータ６１による駆動力アシスト量を減らす。 In step S36, it is determined whether or not the rear wheel 14 is in a slip state. Whether or not the vehicle is in the slip state can be determined by obtaining the slip ratio from the rotational speed of the rear wheel 14. When the rear wheel 14 is in the slip state (the slip ratio is equal to or greater than a predetermined value), the process proceeds to step S37, and the driving force of the engine 11 that distributes the power distribution of the first motor generator 17 and the motor generator 61 to the front wheel 16 is large. Then, the process returns to step S35 to reduce the driving force assist amount by the motor generator 61.

したがって、上記加速制御によれば、４輪駆動が要求される場合にはエンジン１１の駆動力を前輪１６に配分して４輪駆動を実現することができ、また、エンジン１１及び第１のモータジェネレータ１７の駆動力だけでは要求駆動力を実現できないときは、第２のモータジェネレータ６１の駆動力で後輪１４を駆動力アシストすることができる。 Therefore, according to the acceleration control, when the four-wheel drive is required, the driving force of the engine 11 can be distributed to the front wheels 16 to realize the four-wheel drive, and the engine 11 and the first motor can be realized. When the required driving force cannot be realized only by the driving force of the generator 17, the driving force of the rear motor 14 can be assisted by the driving force of the second motor generator 61.

さらに、後輪１４がスリップしたときは、第２のモータジェネレータ６１による駆動力アシスト量を減らし、かつ、前輪１６に配分されるエンジン１１の駆動力を多くするようにしたので、スリップを速やかに収束させることもできる。 Further, when the rear wheel 14 slips, the driving force assist amount by the second motor generator 61 is reduced and the driving force of the engine 11 distributed to the front wheel 16 is increased, so that the slip is promptly performed. It can also be converged.

また、図８は４輪駆動状態での巡航時のコントローラ５０の制御内容を示したフローチャートである。このフローは、運転者から４輪駆動での巡航要求が発令されたときに実行される。 FIG. 8 is a flowchart showing the control contents of the controller 50 during cruising in the four-wheel drive state. This flow is executed when a four-wheel drive cruise request is issued from the driver.

４輪駆動状態での巡航は継続的に行われることから、バッテリ１９から電力が供給される状態が長時間継続するとバッテリ１９の充電状態がゼロになってしまう。そこで、モータジェネレータ１７、１８のトルク制御により、モータジェネレータ１７、１８の電力バランスを制御し、バッテリ１９からの電力供給が最小となるようにする。ここでは、要求駆動力が一定の状態で、４輪駆動要求が発せられた場合について述べる。 Since the cruise in the four-wheel drive state is continuously performed, if the state where power is supplied from the battery 19 continues for a long time, the charged state of the battery 19 becomes zero. Therefore, the power balance of the motor generators 17 and 18 is controlled by the torque control of the motor generators 17 and 18 so that the power supply from the battery 19 is minimized. Here, a case where a four-wheel drive request is issued while the required drive force is constant will be described.

まず、ステップＳ４１ではエンジン１１のトルクを徐々に低下させる。これは、本発明のハイブリッド車両の駆動装置では第１のモータジェネレータ１７がアシスト状態となって４輪駆動状態を実現するため、４輪駆動状態ではエンジン１１の駆動力に第１のモータジェネレータ１７の駆動力が加算され、実際の駆動力が要求駆動力が大きくなってしまうためである。そこで、第１のモータジェネレータ１７に比べ応答性能遅いエンジン１１のトルクをまず低下させる。 First, in step S41, the torque of the engine 11 is gradually reduced. This is because in the hybrid vehicle drive device of the present invention, the first motor generator 17 is in the assist state to realize the four-wheel drive state, and therefore the first motor generator 17 is driven by the engine 11 in the four-wheel drive state. This is because the required driving force becomes larger than the actual driving force. Therefore, the torque of the engine 11 whose response performance is slower than that of the first motor generator 17 is first reduced.

ステップＳ４２では、第１のモータジェネレータ１７のトルクを上昇させ、４輪駆動状態とする。このときの実駆動力は要求駆動力に等しくなる。 In step S42, the torque of the first motor generator 17 is increased to enter the four-wheel drive state. The actual driving force at this time is equal to the required driving force.

ステップＳ４３では、第１のモータジェネレータ１７のトルク上昇に伴い、第１のモータジェネレータ１７で消費する電力を第２のモータジェネレータ６１で発電させる。 In step S <b> 43, the electric power consumed by the first motor generator 17 is generated by the second motor generator 61 as the torque of the first motor generator 17 increases.

ステップＳ４４では、第２のモータジェネレータ６１の発電トルクの上昇に応じてエンジン１１の駆動力を増大させる。 In step S44, the driving force of the engine 11 is increased in accordance with the increase in the power generation torque of the second motor generator 61.

ステップＳ４５は、バッテリ１９からの供給電力がしきい値以下であるかを判定する。バッテリ１９からの電力供給が続くとバッテリ１９の充電量が減少するため、巡航状態ではバッテリ１９からモータジェネレータ１７に供給する電力がほぼゼロとなるように制御する。 In step S45, it is determined whether the power supplied from the battery 19 is equal to or less than a threshold value. When the power supply from the battery 19 continues, the amount of charge of the battery 19 decreases, so that the power supplied from the battery 19 to the motor generator 17 is controlled to be substantially zero in the cruise state.

供給電力がしきい値を超えている場合はステップＳ４３に戻り、バッテリ１９から第１のモータジェネレータ１７へ駆動電流が流れないように、第２のモータジェネレータ６１の発電トルクを制御する。第２のモータジェネレータ６１の発電トルクを上昇させて、その発電電力を第１のモータジェネレータ１７に供給すれば、バッテリ１９からの駆動電流を少なくできる。同時に、第２のモータジェネレータ６１の発電トルクの上昇とともにエンジン１１のトルクを上げることで、車両駆動力の変化を抑える。このとき、エンジン１１のトルク応答性に応じた発電トルク応答とすることで、運転者に違和感を与えずに、制御を行うことができる。バッテリ１９には様々な電気負荷がつながっているため、巡航状態では第２のモータジェネレータ６１による微小な充電状態が望ましい。 If the supplied power exceeds the threshold value, the process returns to step S43, and the power generation torque of the second motor generator 61 is controlled so that the drive current does not flow from the battery 19 to the first motor generator 17. If the power generation torque of the second motor generator 61 is increased and the generated power is supplied to the first motor generator 17, the drive current from the battery 19 can be reduced. At the same time, by increasing the torque of the engine 11 as the power generation torque of the second motor generator 61 increases, the change in the vehicle driving force is suppressed. At this time, by setting the power generation torque response according to the torque response of the engine 11, control can be performed without giving the driver a sense of incongruity. Since various electric loads are connected to the battery 19, a minute charging state by the second motor generator 61 is desirable in the cruising state.

したがって、この制御によれば、４輪巡航状態においてバッテリ１９からの供給電力をしきい値以下に下げることができ、４輪巡航状態を継続してもバッテリ１９の充電状態が低下してゼロになるのを防止できる。 Therefore, according to this control, the power supplied from the battery 19 can be lowered below the threshold value in the four-wheel cruise state, and the state of charge of the battery 19 is reduced to zero even if the four-wheel cruise state is continued. Can be prevented.

この第２の実施形態では第１の実施形態の作用効果に加え、以下のような作用効果がある。 In the second embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the following functions and effects are provided.

第１のモータジェネレータ１７に加え、後輪１４に駆動力を伝達することができる第２のモータジェネレータ６１を備えたことにより、第２のモータジェネレータ６１の発電電力を第１のモータジェネレータ１７に供給すれば、バッテリ１９の電力を用いなくても第２のモータジェネレータ１７を力行させてエンジン１１の駆動力を前輪１６に配分することができ、４輪駆動状態を実現することができる。図３に示した構成では、エンジン変速機１２と後輪デファレンシャル１３の間に第２のモータジェネレータ６１を接続しているが、後輪１４に駆動力を伝達できればこれ以外の接続態様、例えば、エンジン１あるいはエンジン出力軸３１に第２のモータジェネレータ６１を接続する構成であっても良く、後輪１４に直結する構成であっても構わない。 In addition to the first motor generator 17, the second motor generator 61 that can transmit the driving force to the rear wheels 14 is provided, so that the electric power generated by the second motor generator 61 is supplied to the first motor generator 17. If supplied, the second motor generator 17 can be powered up without using the electric power of the battery 19 to distribute the driving force of the engine 11 to the front wheels 16, and a four-wheel drive state can be realized. In the configuration shown in FIG. 3, the second motor generator 61 is connected between the engine transmission 12 and the rear wheel differential 13. However, if the driving force can be transmitted to the rear wheel 14, other connection modes, for example, A configuration in which the second motor generator 61 is connected to the engine 1 or the engine output shaft 31 may be employed, or a configuration in which the second motor generator 61 is directly coupled to the rear wheel 14 may be employed.

また、バッテリ１９から第１のモータジェネレータ１７に電力を供給してエンジン１１の駆動力を前輪１６に配分する一方で、バッテリ１９から第２のモータジェネレータ６１に電力を供給して第２のモータジェネレータ６１で後輪１４を駆動する場合においては、バッテリ１９からの電力をモータジェネレータ６１よりもモータジェネレータ１７に優先的に供給し、残った電力をモータジェネレータ６１に供給するようにした。これにより、第１のモータジェネレータ１７への供給電力が不足して４輪駆動状態が維持できなくなる事態を回避することができ、４輪駆動による安定な走行状態を維持したまま、駆動力配分が可能になる。 Further, power is supplied from the battery 19 to the first motor generator 17 to distribute the driving force of the engine 11 to the front wheels 16, while power is supplied from the battery 19 to the second motor generator 61 to supply the second motor. When the rear wheel 14 is driven by the generator 61, the power from the battery 19 is supplied to the motor generator 17 with priority over the motor generator 61, and the remaining power is supplied to the motor generator 61. As a result, it is possible to avoid a situation in which the power supplied to the first motor generator 17 is insufficient and the four-wheel drive state cannot be maintained, and the driving force distribution can be performed while maintaining a stable traveling state by the four-wheel drive. It becomes possible.

また、遊星歯車２０の第３の軸であるキャリア２２と前輪１６の間に少なくとも２つの変速段を有する前輪変速段４０を備えたことにより、第１のモータジェネレータ１７の使用される回転領域を狭めて要求される性能を下げることができ、第１のモータジェネレータ１７を小型化、低コスト化できる。 In addition, since the front wheel speed stage 40 having at least two speed stages is provided between the carrier 22 as the third shaft of the planetary gear 20 and the front wheels 16, the rotation region in which the first motor generator 17 is used is reduced. The required performance can be reduced by narrowing, and the first motor generator 17 can be reduced in size and cost.

また、エンジン変速機１２の変速タイミングと前輪変速段４０の変速タイミングを同期させたことにより、第１のモータジェネレータ１７の過回転等を防止し、運転者に違和感を与えることなく第１のモータジェネレータ１７の運転点の変更が可能になる。 In addition, by synchronizing the shift timing of the engine transmission 12 and the shift timing of the front wheel gear stage 40, the first motor generator 17 is prevented from over-rotating and the like, and the first motor is provided without giving the driver a sense of incongruity. The operating point of the generator 17 can be changed.

また、遊星歯車２０の第３の軸（キャリア２２）と前輪変速段４０の２つの変速段（ローギヤ４１、ハイギヤ４２）の間にはそれぞれクラッチ４６、４７が設けられており、２つの変速段を切り換えるときは第１のモータジェネレータ１７のトルクから前輪１６に配分される駆動トルクを推定し、２つのクラッチ４６、４７の締結力の和が推定された前輪１６に配分される駆動トルク相当の力となるようにクラッチ４６、４７の掛け換えを行うようにしたことにより、切換え時に前輪駆動力の変動を低減し、滑らかな切換えを実現することができる。 Clutchs 46 and 47 are provided between the third gear (carrier 22) of the planetary gear 20 and the two gears (low gear 41 and high gear 42) of the front wheel gear 40, respectively. Is switched from the torque of the first motor generator 17 to estimate the driving torque distributed to the front wheels 16 and is equivalent to the driving torque distributed to the front wheels 16 where the sum of the fastening forces of the two clutches 46 and 47 is estimated. By switching the clutches 46 and 47 so as to obtain a force, fluctuations in the front wheel driving force during switching can be reduced, and smooth switching can be realized.

また、クラッチ４６、４７の掛け換えを行うとき、第１のクラッチ４６の締結力を減少させた後、第２のクラッチ４７の入力側と出力側の回転速度差が減少するように第１のモータジェネレータ１７を速度制御するようにしたことにより、切換え時のショックを抑えることができ、また、クラッチ締結時のショックを抑えるためにクラッチを徐々に締結する必要がなくなるので、切換えに要する時間を短縮することもできる。 Further, when the clutches 46 and 47 are switched, the first clutch 46 is reduced in engagement force, and then the first clutch 46 is reduced so that the difference in rotational speed between the input side and the output side of the second clutch 47 is reduced. By controlling the speed of the motor generator 17, it is possible to suppress a shock at the time of switching, and it is not necessary to gradually engage the clutch in order to suppress the shock at the time of clutch engagement. It can also be shortened.

また、バッテリ１９からモータジェネレータ１７、６１に供給される電力が所定値を超えるときはエンジン１１の出力を増大するようにしたので、バッテリ１９から持ち出される電力を所定値以下に抑えることができ、バッテリ１９の電力が消費され続けて空になるのを防止することができる。 Further, since the output of the engine 11 is increased when the power supplied from the battery 19 to the motor generators 17 and 61 exceeds a predetermined value, the power carried out from the battery 19 can be suppressed to a predetermined value or less. It can be prevented that the power of the battery 19 continues to be consumed and becomes empty.

第３の実施形態
図９は本発明の第３の実施形態を示す。第１、第２の実施形態と同じ構成には同じ参照符号を付して説明を省略し、以下の説明では第１、第２の実施形態との相違点を中心に説明する。 Third Embodiment FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. The same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In the following description, differences from the first and second embodiments will be mainly described.

第３の実施形態では、図３に示した第２の実施形態における遊星歯車２０と変速段４０の機能をラビニオ式遊星歯車１２０で実現している点で第２の実施形態と相違する。ラビニオ式遊星歯車１２０はシングルピニオン遊星歯車とダブルピニオン遊星歯車を組み合わせて構成され、第１のサンギヤ１２１と、共通のキャリア１２２と、共通のリングギヤ１２３と、第２のサンギヤ１２４を有している。 The third embodiment is different from the second embodiment in that the functions of the planetary gear 20 and the gear stage 40 in the second embodiment shown in FIG. 3 are realized by the Ravigneaux planetary gear 120. The Ravigneaux planetary gear 120 is configured by combining a single pinion planetary gear and a double pinion planetary gear, and includes a first sun gear 121, a common carrier 122, a common ring gear 123, and a second sun gear 124. .

ラビニオ式遊星歯車１２０は４軸の差動機構であり、第１の軸である第１のサンギヤ１２１は第１のモータジェネレータ１７に接続され、第２の軸であるリングギヤ１２３はエンジン出力軸３１に接続される。第３の軸であるキャリア１２２と第４の軸である第２のサンギヤ１２４はそれぞれ第１のクラッチ１４１と第２のクラッチ１４２を介して前輪出力軸３３、前輪駆動軸３２を介して前輪１６に接続される。 The Ravigneaux planetary gear 120 is a four-axis differential mechanism, the first sun gear 121 as the first axis is connected to the first motor generator 17, and the ring gear 123 as the second axis is the engine output shaft 31. Connected to. The carrier 122 that is the third shaft and the second sun gear 124 that is the fourth shaft are respectively connected to the front wheel output shaft 33 via the first clutch 141 and the second clutch 142 and the front wheel 16 via the front wheel drive shaft 32. Connected to.

図１０はラビニオ式遊星歯車１２０の各要素の回転速度関係を示す共線図である。ラビニオ式遊星歯車１２０は上記の通り、２つのサンギヤ１２１、１２４と、キャリア１２２と、リングギヤ１２４の４入出力軸を有している。 FIG. 10 is a collinear diagram showing the rotational speed relationship of each element of the Ravigneaux type planetary gear 120. The Ravigneaux planetary gear 120 has four input / output shafts of two sun gears 121 and 124, a carrier 122, and a ring gear 124 as described above.

ここで、第１のサンギヤ１２１の歯数をＺｓ１、第２のサンギヤ１２４の歯数をＺｓ２、リングギヤ１２３の歯数をＺｒとして、ラビニオ式遊星歯車１２０の特性値ρｓ、ρｄを以下のように定義する。 Here, assuming that the number of teeth of the first sun gear 121 is Zs1, the number of teeth of the second sun gear 124 is Zs2, and the number of teeth of the ring gear 123 is Zr, the characteristic values ρs and ρd of the Ravigneaux planetary gear 120 are as follows: Define.

さらに、式（５）中のＺｓ１、Ｚｓ２、Ｚｒを共線図上の係数α、βに置き換えると、 Furthermore, when Zs1, Zs2, and Zr in equation (5) are replaced with coefficients α and β on the nomograph,

となる。 It becomes.

式（６）の関係を用いて、第１のクラッチ１４１、第２のクラッチ１４２を締結した時の前輪１６へのエンジン１１および第１のモータジェネレータ１７の駆動力伝達状態について説明する。 A driving force transmission state of the engine 11 and the first motor generator 17 to the front wheels 16 when the first clutch 141 and the second clutch 142 are engaged will be described using the relationship of Expression (6).

ローギヤ状態は第１のクラッチ１４１に締結し、キャリア１２２を前輪１６に接続することで実現される。このとき、ラビニオ式遊星歯車１２０では、シングルピニオン状態となり、回転要素間の回転速度、トルクは以下のような関係となる。 The low gear state is realized by engaging the first clutch 141 and connecting the carrier 122 to the front wheel 16. At this time, the Ravigneaux planetary gear 120 is in a single pinion state, and the rotational speed and torque between the rotating elements have the following relationship.

添え字ｃ、ｓ１、ｒはそれぞれキャリア１２２、第１のサンギヤ１２１、リングギヤ１２３を表している。 Subscripts c, s1, and r represent the carrier 122, the first sun gear 121, and the ring gear 123, respectively.

一方、ハイギヤ状態は第２のクラッチ１４２を締結し、第２のサンギヤ１２４を前輪１６に接続することで実現される。キャリア１２２を共有しているので、エンジン１１と第１のモータジェネレータ１７のトルクはサンギヤ１２４を介して前輪１６へ伝達される。この状態での回転要素間の回転速度、トルクは以下のような関係となる。 On the other hand, the high gear state is realized by engaging the second clutch 142 and connecting the second sun gear 124 to the front wheel 16. Since carrier 122 is shared, torque of engine 11 and first motor generator 17 is transmitted to front wheel 16 via sun gear 124. The rotational speed and torque between the rotating elements in this state are as follows.

添え字ｓ２は第２のサンギヤ１２４を示している。 The subscript s2 indicates the second sun gear 124.

遊星歯車の成立条件によりρｓは０．５以上となるので、βは１以上である。そのため、出力端である第２のサンギヤ１２４への第１のモータジェネレータ１７のトルク増幅率は式（８）よりも式（１０）のほうが小さくなり、第２のクラッチ１４２を締結することでハイギヤ状態となることが分かる。 Since ρs is 0.5 or more due to the establishment condition of the planetary gear, β is 1 or more. Therefore, the torque amplification factor of the first motor generator 17 to the second sun gear 124 that is the output end is smaller in the equation (10) than in the equation (8), and the high gear is achieved by engaging the second clutch 142. It turns out that it will be in a state.

なお、ローギヤ状態、ハイギヤ状態、いずれの状態でもエンジン１１に第１のモータジェネレータ１７のパワーが加算されて前輪１６に伝わるようにするために、ハイギヤ状態では第１のモータジェネレータ１７をエンジン出力軸３１と逆方向に回転させる。 It should be noted that the power of the first motor generator 17 is added to the engine 11 and transmitted to the front wheels 16 in either the low gear state or the high gear state, so that the first motor generator 17 is connected to the engine output shaft in the high gear state. Rotate in the direction opposite to 31.

図１１はラビニオ式遊星歯車１２０における各要素の回転速度と車速の関係を示す。 FIG. 11 shows the relationship between the rotational speed of each element in the Ravigneaux type planetary gear 120 and the vehicle speed.

前輪１６の回転速度は車速の上昇とともに一定変化率で増加する。ローギヤ、ハイギヤの切換ポイント前後で第１のモータジェネレータ１７の回転速度が反転している。 The rotational speed of the front wheels 16 increases at a constant change rate as the vehicle speed increases. The rotational speed of the first motor generator 17 is reversed before and after the low gear and high gear switching points.

上記したように、ラビニオ式遊星歯車を用いた構成では、ハイギヤ変更後に第１のモータジェネレータ１７の回転方向を反転させると、第１のモータジェネレータ１７のパワーも前輪に加算できるようになる。そのため、ハイギヤ変更後に第１のモータジェネレータ１７が反転し、且つ、最高速で第１のモータジェネレータ１７が過回転とならないようにラビニオ式遊星歯車１２０は設計される。 As described above, in the configuration using the Ravigneaux planetary gear, the power of the first motor generator 17 can be added to the front wheels when the rotation direction of the first motor generator 17 is reversed after the high gear is changed. Therefore, the Ravigneaux planetary gear 120 is designed so that the first motor generator 17 is reversed after the high gear is changed, and the first motor generator 17 is not over-rotated at the highest speed.

図１２は４輪駆動状態での前輪変速段の切換制御の内容を示したフローチャートである。このフローはコントローラ５０より車速の増大等を受けて前輪変速段の変速指令が発せられるときに実行される。 FIG. 12 is a flowchart showing the contents of the front wheel shift stage switching control in the four-wheel drive state. This flow is executed when a shift command for the front wheel gear is issued in response to an increase in vehicle speed or the like from the controller 50.

ローギヤ状態からハイギヤ状態へ移行するためには、第１のクラッチ１４１から第２のクラッチ１４２に掛け換える必要がある。しかし、車両の状態においては第２のクラッチ１４２の入力側と出力側の回転速度差、すなわち、第２のサンギヤ１２４と前輪出力軸３３の回転速度差が大きく、クラッチを掛け換えるだけでは変速が長期化したり、ショックが発生したりする可能性がある。そこで、この制御では以下に説明するように、第１のモータジェネレータ１７を回転速度制御して、クラッチ掛け換え時における第２のサンギヤ１２４と前輪出力軸３３の回転速度差を減少させる。 In order to shift from the low gear state to the high gear state, it is necessary to switch from the first clutch 141 to the second clutch 142. However, in the state of the vehicle, the rotational speed difference between the input side and the output side of the second clutch 142, that is, the rotational speed difference between the second sun gear 124 and the front wheel output shaft 33 is large. Longer periods or shocks may occur. Therefore, in this control, as described below, the rotational speed of the first motor generator 17 is controlled to reduce the rotational speed difference between the second sun gear 124 and the front wheel output shaft 33 when the clutch is switched.

まず、ステップＳ５１では、エンジン変速機１２に変速指令が発せられる。これはエンジン変速機１２と同期して前輪変速段のローギヤとハイギヤを切換え、第１のモータジェネレータ１７の過回転等の問題を生じないようにするためである。 First, in step S51, a shift command is issued to the engine transmission 12. This is in order to prevent problems such as over-rotation of the first motor generator 17 by switching between the low gear and the high gear of the front wheel gear stage in synchronization with the engine transmission 12.

ステップＳ５２では第１のモータジェネレータ１７の電流値から第１のモータジェネレータ１７のトルクを推定し、これに基づき前輪駆動トルクを推定する。式（８）から、前輪駆動トルクは第１のモータジェネレータ１７のトルクと比例関係になるので、第１のモータジェネレータ１７のトルクから前輪駆動トルクを推定することができる。 In step S52, the torque of the first motor generator 17 is estimated from the current value of the first motor generator 17, and the front wheel drive torque is estimated based on this. Since the front wheel drive torque is proportional to the torque of the first motor generator 17 from the equation (8), the front wheel drive torque can be estimated from the torque of the first motor generator 17.

ステップＳ５３では第１のクラッチ１４１の締結力を低下させる。第１のクラッチ１４１の締結力を低下させると、ラビニオ式遊星歯車１２０の回転速度拘束状態が解放され、第１のモータジェネレータ１７によって各要素の回転状態を変更し易くなる。 In step S53, the fastening force of the first clutch 141 is reduced. When the fastening force of the first clutch 141 is reduced, the rotational speed restraint state of the Ravigneaux planetary gear 120 is released, and the rotational state of each element is easily changed by the first motor generator 17.

ステップＳ５４では第１のクラッチ１４１、第２のクラッチ１４２の掛け換え制御を行う。前輪１６への駆動トルク伝達経路は第１のクラッチ１４１および第２のクラッチ１４２であるので、これらのクラッチ１４１、１４２の締結力の和が前輪伝達力となる。そこで、ここではクラッチ１４１、１４２の締結力の和がステップＳ５２で推定した前輪駆動トルク相当の力となるように制御する。 In step S54, switching control of the first clutch 141 and the second clutch 142 is performed. Since the drive torque transmission path to the front wheels 16 is the first clutch 141 and the second clutch 142, the sum of the fastening forces of these clutches 141 and 142 becomes the front wheel transmission force. Therefore, here, control is performed so that the sum of the engagement forces of the clutches 141 and 142 becomes a force equivalent to the front wheel drive torque estimated in step S52.

ステップＳ５５では第１のモータジェネレータ１７を速度制御する。そのときの目標値ｔＮｍｇはエンジン１１の目標回転速度ｔＮｅｎｇと前輪回転速度の実値ｒＮｓ１から以下のように定義される。 In step S55, the speed of the first motor generator 17 is controlled. The target value tNmg at that time is defined as follows from the target rotational speed tNeng of the engine 11 and the actual value rNs1 of the front wheel rotational speed.

この速度制御により、キャリア１２２の回転速度は前輪出力軸３３の回転速度から離れ、第２のサンギヤ１２４の回転速度は前輪出力軸３３の回転速度に近づけられる。 By this speed control, the rotational speed of the carrier 122 is separated from the rotational speed of the front wheel output shaft 33, and the rotational speed of the second sun gear 124 is brought close to the rotational speed of the front wheel output shaft 33.

ステップＳ５６では、アクセル操作量、すなわち運転者からの加速要求に基づきエンジン１１および第２のモータジェネレータ６１のトルクを制御する。 In step S56, the torque of the engine 11 and the second motor generator 61 is controlled based on the accelerator operation amount, that is, the acceleration request from the driver.

ステップＳ５７では第１のモータジェネレータ１７の回転速度がステップＳ５５で設定した目標値ｔＮｍｇと略一致しているかを比較する。目標値との差がしきい値以内であれば、次のステップＳ５８に移行する。しきい値は第２のクラッチ１４２を瞬時に締結してもイナーシャの変化に起因する駆動力変化が０．０５Ｇよりも大きな加速度を生じない回転速度差に設定される。これは、クラッチ締結時のショックによって運転者に違和感を与えないような範囲に対応する。 In step S57, it is compared whether the rotation speed of the first motor generator 17 substantially matches the target value tNmg set in step S55. If the difference from the target value is within the threshold value, the process proceeds to the next step S58. The threshold value is set to a rotational speed difference at which a change in driving force due to a change in inertia does not cause an acceleration greater than 0.05 G even when the second clutch 142 is instantaneously engaged. This corresponds to a range in which the driver does not feel uncomfortable due to a shock at the time of clutch engagement.

ステップＳ５８では第１のクラッチ１４１を完全に解放するとともに第２のクラッチ１４２を完全に締結し、クラッチの掛け換えを終了する。 In step S58, the first clutch 141 is completely released and the second clutch 142 is completely engaged, and the clutch switching is finished.

ステップＳ５９では第１のモータジェネレータ１７を速度制御からトルク制御へ切換える。このときの目標値は必要とされる駆動力の前後配分、要求される駆動力に応じて設定される。 In step S59, the first motor generator 17 is switched from speed control to torque control. The target value at this time is set according to the required front-rear distribution of the driving force and the required driving force.

以上の切換制御によれば、前輪変速段の変速制御は前輪駆動トルクの変動を抑えつつ、クラッチ掛け換え時のトルクを抑えながら変速段の変更が行われるので、変速ショックを生じることなく変速段の変更を終了させることができる。 According to the switching control described above, the shift control of the front wheel shift stage is performed while changing the shift stage while suppressing the torque at the time of clutch switching while suppressing the fluctuation of the front wheel drive torque, so that the shift stage does not occur. Changes can be terminated.

なお、第３の実施形態における４輪加速時、４輪巡航時のコントローラ５０の制御内容は図７、図８に示した第２の実施形態のものと同じであるので説明を省略する。 Note that the control content of the controller 50 during four-wheel acceleration and four-wheel cruise in the third embodiment is the same as that in the second embodiment shown in FIGS.

この第３の実施形態によれば、第１、第２の実施形態の作用効果に加え、前輪側の動力伝達機構をラビニオ式遊星歯車１２０で構成したことにより、前輪側の動力伝達機構を小型化、軽量化し、トランスアクスル方式の利点をさらに享受することができる。 According to the third embodiment, in addition to the functions and effects of the first and second embodiments, the power transmission mechanism on the front wheel side is configured by the Ravigneaux planetary gear 120, so that the power transmission mechanism on the front wheel side is reduced in size. And weight reduction, and can further enjoy the advantages of the transaxle system.

図１３は第３の実施形態の一部変形例であり、図９に示した構成に対してワンウェイクラッチ１５０が追加されている。 FIG. 13 is a partial modification of the third embodiment, and a one-way clutch 150 is added to the configuration shown in FIG.

ワンウェイクラッチ１５０は第２のサンギヤ１２４に接続され、モータジェネレータ１７を用いてエンジン１１を始動させるときに作動する。ローギヤとハイギヤでモータジェネレータ１７の回転方向が反転するようにラビニオ式遊星歯車１２０を設計すると、第２のサンギヤ１２４は全ての速度域で回転方向が変化しないので、このようにワンウェイクラッチ１５０を配置することができる。 One-way clutch 150 is connected to second sun gear 124 and operates when engine 11 is started using motor generator 17. If the Ravigneaux planetary gear 120 is designed so that the rotation direction of the motor generator 17 is reversed between the low gear and the high gear, the rotation direction of the second sun gear 124 does not change in all speed ranges, and thus the one-way clutch 150 is arranged in this way. can do.

ワンウェイクラッチ１５０を作動させることで、ラビニオ式遊星歯車１２０は変速段として機能し、第１のモータジェネレータ１７のトルクは（１＋α＋β）／β倍されてエンジン１１の駆動軸に伝達されるので、エンジン１１をクランキングして始動させることが可能となる。 By operating the one-way clutch 150, the Ravigneaux type planetary gear 120 functions as a shift stage, and the torque of the first motor generator 17 is multiplied by (1 + α + β) / β and transmitted to the drive shaft of the engine 11. 11 can be cranked and started.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は本発明の技術的範囲をその構成に限定する趣旨ではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is not intended to limit the technical scope of the present invention to the configuration. The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である（第１の実施形態）。1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle according to the present invention (first embodiment). ４輪加速制御の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of four-wheel acceleration control. 本発明の第２の実施形態を示す。2 shows a second embodiment of the present invention. 車速とモータジェネレータの回転速度の関係を示した図で、実線は第１の実施形態のもの、破線は前輪変速段を追加した第２の実施形態のものを示す。In the figure which showed the relationship between a vehicle speed and the rotational speed of a motor generator, a continuous line shows the thing of 1st Embodiment, and a broken line shows the thing of 2nd Embodiment which added the front-wheel gear stage. エンジン変速機及び前輪変速段の変速タイミングとモータジェネレータの回転速度の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the gear change timing of an engine transmission and a front-wheel gear stage, and the rotational speed of a motor generator. 前輪変速段の変速段切換制御の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the contents of the gear position change control of the front wheel gear position. ４輪加速制御の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of four-wheel acceleration control. ４輪巡航制御の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of four-wheel cruise control. 本発明の第３の実施形態を示す。3 shows a third embodiment of the present invention. ラビニオ式遊星歯車の各要素の回転速度関係を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the rotational speed relationship of each element of a Ravigneaux type planetary gear. ラビニオ式遊星歯車における各要素の回転速度と車速の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the rotational speed of each element in a Ravigneaux type planetary gear, and a vehicle speed. 前輪変速段の変速段切換制御の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the contents of the gear position change control of the front wheel gear position. 第３の実施形態の一部変更例である。It is a partial change example of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１１エンジン
１２エンジン変速機
１４後輪
１６前輪
１７モータジェネレータ（第１のモータジェネレータ）
１９バッテリ
２１リングギヤ（第２の軸）
２２キャリア（第３の軸）
２３サンギヤ（第１の軸）
２０遊星歯車（差動機構）
３１エンジン出力軸
４０前輪変速段
４１ローギヤ
４２ハイギヤ
４６、４７クラッチ
６１モータジェネレータ（第２のモータジェネレータ）
５０コントローラ
１２０ラビニオ式遊星歯車
１２１第１のサンギヤ（第１の軸）
１２２キャリア（第３の軸）
１２３リングギヤ（第２の軸）
１２４第２のサンギヤ（第４の軸）
１４１クラッチ
１４２クラッチ
１５０ワンウェイクラッチ（回転制限機構） DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Engine 12 Engine transmission 14 Rear wheel 16 Front wheel 17 Motor generator (1st motor generator)
19 Battery 21 Ring gear (second shaft)
22 Carrier (third axis)
23 Sungear (first shaft)
20 Planetary gear (differential mechanism)
31 Engine output shaft 40 Front wheel gear stage 41 Low gear 42 High gear 46, 47 Clutch 61 Motor generator (second motor generator)
50 Controller 120 Ravigneaux type planetary gear 121 First sun gear (first shaft)
122 Carrier (third axis)
123 Ring gear (second shaft)
124 Second sun gear (fourth shaft)
141 Clutch 142 Clutch 150 One-way clutch (rotation limiting mechanism)

Claims

車両前側に配置されるエンジン及び前輪と、
前記エンジンに接続されるエンジン出力軸と、
車両後側に配置され、前記エンジン出力軸が接続されるエンジン変速機と、
車両後側に配置され、前記エンジン出力軸と前記エンジン変速機を介して前記エンジンの駆動力が伝達される後輪と、
第１のモータジェネレータと、
少なくとも第１から第３の３軸を有する差動機構と、
前記後輪に駆動力を伝達する第２のモータジェネレータと、
前記第１及び第２のモータジェネレータに接続されるバッテリと、
を備え、
前記第１のモータジェネレータを力行させると前記前輪に配分される前記エンジンの駆動力が増大するように前記前記第１から第３の軸に前記第１のモータジェネレータ、前記エンジン出力軸、前記前輪をそれぞれ接続し、車両前進時、前記第１のモータジェネレータのトルクを制御することによって前記エンジンの駆動力の前記前輪、前記後輪への配分を変更し、
前記バッテリから前記第１のモータジェネレータに電力を供給して前記エンジンの駆動力を前記前輪に配分する一方で前記バッテリから前記第２のモータジェネレータに電力を供給して前記第２のモータジェネレータで前記後輪を駆動する場合、前記バッテリからの電力を前記第２のモータジェネレータよりも前記第１のモータジェネレータに優先的に供給し、残った電力を前記前記第２のモータジェネレータに供給することを特徴とするハイブリッド車両。 An engine and front wheels disposed on the front side of the vehicle;
An engine output shaft connected to the engine;
An engine transmission disposed on the rear side of the vehicle and connected to the engine output shaft;
A rear wheel disposed on the rear side of the vehicle, to which the driving force of the engine is transmitted via the engine output shaft and the engine transmission;
A first motor generator;
A differential mechanism having at least first to third three axes;
A second motor generator for transmitting driving force to the rear wheels;
A battery connected to the first and second motor generators;
With
The first motor generator, the engine output shaft, and the front wheels are arranged on the first to third shafts such that when the first motor generator is powered, the driving force of the engine distributed to the front wheels increases. Are connected, and when the vehicle moves forward, the distribution of the driving force of the engine to the front wheels and the rear wheels is changed by controlling the torque of the first motor generator ,
Electric power is supplied from the battery to the first motor generator to distribute the driving force of the engine to the front wheels, while electric power is supplied from the battery to the second motor generator. When driving the rear wheel, the power from the battery is preferentially supplied to the first motor generator over the second motor generator, and the remaining power is supplied to the second motor generator. A hybrid vehicle characterized by

前記第３の軸と前記前輪の間に少なくとも２つの変速段を有する前輪変速段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1 , further comprising a front wheel shift stage having at least two shift stages between the third shaft and the front wheel.

前記エンジン変速機の変速タイミングと前記前輪変速段の変速タイミングを同期させることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 2 , wherein a shift timing of the engine transmission and a shift timing of the front wheel gear are synchronized.

前記第３の軸と前記２つの変速段の間にはそれぞれクラッチが設けられており、
前記クラッチを掛け換えて前記２つの変速段を切り換えるときは、前記第１のモータジェネレータのトルクから前記前輪に配分される駆動トルクを推定し、前記２つのクラッチの締結力の和が前記推定された前記前輪に配分される駆動トルク相当の力となるように前記第１及び第２のクラッチの締結力を制御することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。 A clutch is provided between each of the third shaft and the two gear positions,
When the two gears are switched by switching the clutch, the driving torque distributed to the front wheels is estimated from the torque of the first motor generator, and the sum of the engaging forces of the two clutches is estimated. 4. The hybrid vehicle according to claim 3 , wherein the fastening force of the first and second clutches is controlled so as to be a force equivalent to a driving torque distributed to the front wheels.

前記クラッチの掛け換えを行うとき、前記第１のクラッチの締結力を減少させた後、前記第２のクラッチの入力側と出力側の回転速度差が減少するように前記第１のモータジェネレータを回転速度制御することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両。 When changing the clutch, after reducing the fastening force of the first clutch, the first motor generator is set so that the rotational speed difference between the input side and the output side of the second clutch is reduced. The hybrid vehicle according to claim 4 , wherein the rotational speed is controlled.

車両前側に配置されるエンジン及び前輪と、
前記エンジンに接続されるエンジン出力軸と、
車両後側に配置され、前記エンジン出力軸が接続されるエンジン変速機と、
車両後側に配置され、前記エンジン出力軸と前記エンジン変速機を介して前記エンジンの駆動力が伝達される後輪と、
第１のモータジェネレータと、
少なくとも第１から第４の４軸を有する差動機構と、
を備え、
前記第１から第３の軸に前記第１のモータジェネレータ、前記エンジン出力軸、前記前輪をそれぞれ接続し、車両前進時、前記第１のモータジェネレータのトルクを制御することによって前記エンジンの駆動力の前記前輪、前記後輪への配分を変更し、
前記前輪の接続する軸を前記第３の軸から前記第４の軸に切り換える切換機構を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。 An engine and front wheels disposed on the front side of the vehicle;
An engine output shaft connected to the engine;
An engine transmission disposed on the rear side of the vehicle and connected to the engine output shaft;
A rear wheel disposed on the rear side of the vehicle, to which the driving force of the engine is transmitted via the engine output shaft and the engine transmission;
A first motor generator;
A differential mechanism having at least first to fourth axes;
With
The first motor generator, the engine output shaft, and the front wheels are connected to the first to third shafts, respectively, and the driving force of the engine is controlled by controlling the torque of the first motor generator when the vehicle moves forward. Change the distribution to the front wheel and the rear wheel,
Features and to Ruha hybrid vehicle further comprising a switching mechanism for switching the axis connecting the front wheels from the third axis to the fourth axis.

前記エンジン変速機の変速タイミングと前記切換機構が前記前輪の接続する軸を切り換えるタイミングとを同期させることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 6 , wherein a shift timing of the engine transmission is synchronized with a timing at which the switching mechanism switches a shaft to which the front wheels are connected.

前記前輪と第３の軸の間に第１のクラッチ、前記前輪と第４の軸の間に第２のクラッチが設けられており、
前記クラッチを掛け換えて前記前輪の接続する軸を前記第３の軸から前記第４の軸に切り換えるときは、前記第１のモータジェネレータのトルクから前記前輪に配分される駆動トルクを推定し、前記２つのクラッチの締結力の和が前記推定された前記前輪に配分される駆動トルク相当の力となるように前記第１及び第２のクラッチの締結力を制御することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両。 A first clutch is provided between the front wheel and the third shaft, and a second clutch is provided between the front wheel and the fourth shaft;
When switching the clutch and switching the shaft to which the front wheels are connected from the third shaft to the fourth shaft, the driving torque distributed to the front wheels is estimated from the torque of the first motor generator, The fastening force of the first and second clutches is controlled so that the sum of the fastening forces of the two clutches becomes a force corresponding to the estimated driving torque distributed to the estimated front wheels. 7. The hybrid vehicle according to 7 .

前記クラッチの掛け換えを行うとき、前記第１のクラッチの締結力を減少させた後、前記第２のクラッチの入力側と出力側の回転速度差が減少するように前記第１のモータジェネレータを回転速度制御することを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車両。 When changing the clutch, after reducing the fastening force of the first clutch, the first motor generator is set so that the rotational speed difference between the input side and the output side of the second clutch is reduced. The hybrid vehicle according to claim 8 , wherein the rotational speed is controlled.

前記バッテリから前記第１及び第２のモータジェネレータに供給される電力が所定値を超えるときは前記エンジンの出力を増大することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1 , wherein when the electric power supplied from the battery to the first and second motor generators exceeds a predetermined value, the output of the engine is increased.

前記差動機構の４つの軸のうち、少なくとも１つの軸が車両前進時に常に同じ方向に回転する順回転軸となるように前記差動機構を構成し、かつ、前記順回転軸となる１つの軸の回転方向を制限する回転制限機構を備えたことを特徴とする請求項６から９のいずれかひとつに記載のハイブリッド車両。 The differential mechanism is configured such that at least one of the four shafts of the differential mechanism is a forward rotation shaft that always rotates in the same direction when the vehicle moves forward, and one of the forward rotation shafts the hybrid vehicle according to any one of claims 6 9, characterized in that it comprises a rotation limiting mechanism for limiting the rotational direction of the shaft.