JP5991374B2 - ハイブリッド車両の動力伝達装置及びハイブリッドシステム - Google Patents
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Description
本発明に係るハイブリッド車両の動力伝達装置及びハイブリッドシステムの参考例を図1から図13に基づいて説明する。
EV走行モードは、第2回転電機MG2のみを動力源とする単独モータEVモードと、第1及び第2の回転電機MG1,MG2の双方を動力源とする両モータEVモードと、に分けられる。このハイブリッドシステム1−1においては、例えば、低負荷運転時に単独モータEVモードが選択され、これよりも高負荷運転が要求されると両モータEVモードが選択される。
単独モータEVモードにおいて、SOCに基づき二次電池が充電可能な場合、HVECU90は、必ずしもエンジンブレーキによる電力消費を必要としないので、クラッチCL1とブレーキBK1を共に解放させる。これにより、変速装置20は、その遊星歯車機構がニュートラル状態となり、各回転要素が差動回転を行うことができる状態になる。この場合、HVECU90は、MGECU92に対して第2回転電機MG2に正回転で要求車両駆動力に応じた正のMG2トルクを出力させることで、ハイブリッド車両100に前進方向の車両駆動力を発生させる。正回転とは、前進時におけるMG2回転軸13や差動装置30のリングギヤR2の回転方向のことである。図4には、この前進時の共線図を示している。
両モータEVモードにおいて、HVECU90は、クラッチCL1とブレーキBK1を共に係合させる。これにより、変速装置20においては、クラッチCL1の係合に伴い遊星歯車機構の差動回転が禁止され、且つ、ブレーキBK1の係合に伴いサンギヤS1の回転が禁止されるので、遊星歯車機構の全ての回転要素が停止する。これが為、エンジンENGは、その回転数が0になる。また、リングギヤR1が停止しているので、差動装置30においては、そのリングギヤR1に接続されているキャリアC2も停止し、このキャリアC2が0回転にロックされる。図5には、このときの共線図を示している。
HV走行モードにおいては、第1回転電機MG1で反力を取りながらエンジントルクのみ又はエンジントルクとMG2トルクとを駆動軸58に伝えて走行する。その際に駆動軸58に伝達されるエンジントルクは、所謂エンジン直達トルクと云われるものであり、電気パスを介することなくエンジンENGから駆動軸58に機械的に伝達される。このHV走行モードは、変速装置20が高速段に切り替えられた走行モード(以下、「HVハイモード」と云う。)と、変速装置20が低速段に切り替えられた走行モード(以下、「HVローモード」と云う。)と、に分けられる。この例示のハイブリッドシステム1−1においては、高車速走行時に動力循環の低減が可能なHVハイモードを選択させ、これよりも中低車速で走行しているときにHVローモードを選択させる。図6には、HVハイモードにおける共線図を示している。また、図7には、HVローモードにおける共線図を示している。このHV走行モードでは、基本的に差動装置30が差動回転を行える状態にあり、クラッチCL1とブレーキBK1の状態(係合状態又は解放状態)を制御することで変速装置20の変速段の切り替えが行われる。
上述した参考例では、第1回転電機MG1の回転数の低下制御で回転数差ΔNの低減制御を実施した後、変速装置20の変速動作を行い、この変速装置20が動力伝達可能となったら再び第1回転電機MG1の回転数の増加制御でエンジン回転数を持ち上げている。その際、図4,5,13の共線図を順に観ると判るように、第1回転電機MG1は、その回転数を回転数差ΔNの低減制御の為に一旦負回転にした後、この回転数をエンジン始動制御の為に正回転に切り替えて増加させる。これが為、回転数差ΔNの低減制御を実施した場合には、この低減制御を実施しない場合と比べて、エンジン始動完了までの応答性を悪くする可能性がある。このエンジン始動の応答遅れは、回転数差ΔNが大きいほどに発生し易い。
以上示した参考例及び実施例1の技術は、以下の図15に示すハイブリッドシステム1−2においても適用可能であり、その参考例及び実施例1と同様の効果を得ることができる。その図15の符号101は、このハイブリッドシステム1−2が搭載されたハイブリッド車両を示す。
二次電池が充電可能な場合には、クラッチCL1とブレーキBK1を共に解放させ、変速装置20をニュートラル状態に制御する。この単独モータEVモード(エンジンブレーキ不要)においては、ハイブリッドシステム1−1と同じように、エンジンブレーキを実施させずに回生電力を得ることができるので、燃費(電費)が向上する。一方、二次電池の充電が禁止される場合には、クラッチCL1とブレーキBK1の内の何れか一方だけを係合させることで、エンジンENGを連れ回し状態とし、エンジンブレーキを発生させる。この場合にも、HVECU90は、ハイブリッドシステム1−1と同じように、第1回転電機MG1の制御によりエンジン回転数を上昇させる。
このハイブリッドシステム1−2は、ハイブリッドシステム1−1と同じように、HVハイモードとHVローモードを車速に応じて使い分けている。従って、このハイブリッドシステム1−2においてもメカニカルポイントが2つになるので、このHV走行モードにおいては、ハイギヤで動作しているときの伝達効率を向上させることができ、高車速走行時の燃費を向上させることができる。
11 エンジン回転軸
12 MG1回転軸
13 MG2回転軸
20 変速装置
21 回転軸
30 差動装置
40 変速調整装置
100,101 ハイブリッド車両
90 HVECU(統合ECU)
91 エンジンECU
92 MGECU
BK1 ブレーキ
CL1 クラッチ
C1,C2 キャリア
ENG エンジン(機関)
MG1 第1回転電機
MG2 第2回転電機
P1,P2 ピニオンギヤ
R1,R2 リングギヤ
S1,S2 サンギヤ
W 駆動輪
Claims (7)
- 機関の回転軸が接続された第1動力伝達要素を有する変速装置と、
前記変速装置の第2動力伝達要素と第1回転電機の回転軸と第2回転電機の回転軸及び駆動輪とに個別に接続された差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置と、
前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達できないニュートラル状態又は当該第1動力伝達要素と当該第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態へと前記変速装置を制御可能な係合部を有する変速調整装置と、
前記第1及び第2の回転電機の内の少なくとも1つの動力を前記駆動輪に伝えるEV走行中に前記機関を始動させる場合、前記係合部の係合部材間の回転数差が所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が所定値よりも小さいとき、あるいは当該回転数差が前記所定の回転数差よりも大きいときに前記第1回転電機の回転数を低下させる第1工程と、ニュートラル状態の前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態に制御する第2工程と、前記第1回転電機の回転数を増加させる第3工程と、を有する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記EV走行中に前記機関を始動させる場合、前記係合部の係合部材間の回転数差が前記所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が前記所定値以上のときに、前記第1工程を実施せずに前記第2工程と前記第3工程とを実施し、前記係合部の係合部材間の回転数差が第1所定値よりも大きいときは、前記第1工程と前記第2工程とを並行して実施する
ことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。 - 機関の回転軸が接続された第1回転要素と第1回転電機の回転軸が接続された第2回転要素とを含む差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置と、
前記差動装置の第3回転要素が接続された第1動力伝達要素と第2回転電機の回転軸及び駆動輪が接続された第2動力伝達要素を有する変速装置と、
前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達できないニュートラル状態又は当該第1動力伝達要素と当該第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態へと前記変速装置を制御可能な係合部を有する変速調整装置と、
前記第1及び第2の回転電機の内の少なくとも1つの動力を前記駆動輪に伝えるEV走行中に前記機関を始動させる場合、前記係合部の係合部材間の回転数差が所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が所定値よりも小さいとき、あるいは当該回転数差が前記所定の回転数差よりも大きいときに前記第1回転電機の回転数を低下させる第1工程と、ニュートラル状態の前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態に制御する第2工程と、前記第1回転電機の回転数を増加させる第3工程と、を有する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記EV走行中に前記機関を始動させる場合、前記係合部の係合部材間の回転数差が前記所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が前記所定値以上のときに、前記第1工程を実施せずに前記第2工程と前記第3工程とを実施し、前記係合部の係合部材間の回転数差が第1所定値よりも大きいときは、前記第1工程と前記第2工程とを並行して実施する
ことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。 - 前記係合部の係合部材間の回転数差が前記第1所定値未満の第2所定値よりも小さいときは、前記第1工程と前記第2工程とを並行して実施することを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
- 前記第1工程と前記第2工程の並行処理は、前記回転数差が小さいほど実施され易くすることを特徴とする請求項3記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
- 前記第1工程と前記第2工程の並行処理は、前記回転数差が前記第1所定値に対してより大きいほど実施され易くすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
- 機関と、
第1回転電機と、
第2回転電機と、
前記機関の回転軸が接続された第1動力伝達要素を有する変速装置と、
前記変速装置の第2動力伝達要素と前記第1回転電機の回転軸と前記第2回転電機の回転軸及び駆動輪とに個別に接続された差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置と、
前記第1及び第2の回転電機の内の少なくとも1つの動力を前記駆動輪に伝えてEV走行する場合に、前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達できないニュートラル状態に制御し、該EV走行中に前記機関を始動させる場合、前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態に制御する係合部を有する変速調整装置と、
前記EV走行中に前記機関を始動させる場合、前記係合部の係合部材間の回転数差が所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が所定値よりも小さければ及び当該回転数差が前記所定の回転数差よりも大きければ、前記変速装置が前記動力伝達可能な状態に制御される前又は当該状態への制御中に、前記第1回転電機の回転数を低下させ、且つ、前記変速装置が前記動力伝達可能な状態に制御された後に、前記第1回転電機の回転数を増加させる一方、前記係合部の係合部材間の回転数差が前記所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が前記所定値以上であれば、前記変速装置を前記動力伝達可能な状態に制御した後で、前記第1回転電機の回転数を増加させる回転電機制御装置と、を備え、
前記係合部の係合部材間の回転数差が第1所定値よりも大きいときは、前記第1及び第2の回転電機の内の少なくとも1つの動力を前記駆動輪に伝えるEV走行中に前記機関を始動させる場合に、前記第1回転電機の回転数を低下させつつ、ニュートラル状態の前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態に制御する
ことを特徴とするハイブリッドシステム。 - 機関と、
第1回転電機と、
第2回転電機と、
前記機関の回転軸が接続された第1回転要素と前記第1回転電機の回転軸が接続された第2回転要素とを含む差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置と、
前記差動装置の第3回転要素が接続された第1動力伝達要素と前記第2回転電機の回転軸及び駆動輪が接続された第2動力伝達要素を有する変速装置と、
前記第1及び第2の回転電機の内の少なくとも1つの動力を前記駆動輪に伝えてEV走行する場合に、前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達できないニュートラル状態に制御し、該EV走行中に前記機関を始動させる場合、前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態に制御する係合部を有する変速調整装置と、
前記EV走行中に前記機関を始動させる場合、前記係合部の係合部材間の回転数差が所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が所定値よりも小さければ及び当該回転数差が前記所定の回転数差よりも大きければ、前記変速装置が前記動力伝達可能な状態に制御される前又は当該状態への制御中に、前記第1回転電機の回転数を低下させ、且つ、前記変速装置が前記動力伝達可能な状態に制御された後に、前記第1回転電機の回転数を増加させる一方、前記係合部の係合部材間の回転数差が前記所定の回転数差以下で且つアクセル開度変化率が前記所定値以上であれば、前記変速装置を前記動力伝達可能な状態に制御した後で、前記第1回転電機の回転数を増加させる回転電機制御装置と、を備え、
前記係合部の係合部材間の回転数差が第1所定値よりも大きいときは、前記第1及び第2の回転電機の内の少なくとも1つの動力を前記駆動輪に伝えるEV走行中に前記機関を始動させる場合に、前記第1回転電機の回転数を低下させつつ、ニュートラル状態の前記変速装置を前記第1動力伝達要素と前記第2動力伝達要素との間で動力伝達可能な状態に制御する
ことを特徴としたハイブリッドシステム。
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