JP6398859B2 - Control device for driving device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとを含む駆動装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a drive device including an engine, a first motor generator, and a second motor generator.
国際公開第2013/114594号(特許文献1)には、エンジンと、第1モータジェネレータと、第2モータジェネレータと、変速機と、変速機を介してエンジンに接続されたキャリアと第1モータジェネレータに接続されたサンギヤと第2モータジェネレータおよび駆動輪に接続されたリングギヤとを有する遊星歯車装置(差動機構)とを備えるハイブリッド車両が開示されている。 International Publication No. 2013/114594 (Patent Document 1) discloses an engine, a first motor generator, a second motor generator, a transmission, a carrier connected to the engine via a transmission, and a first motor generator. A hybrid vehicle is disclosed that includes a sun gear connected to a planetary gear unit (differential mechanism) having a second gear and a ring gear connected to a drive wheel.
特許文献1に開示されたハイブリッド車両において、エンジンを停止し第2モータジェネレータを用いて走行するモータ走行中に変速機および差動機構を含む駆動装置内の油(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度が低下すると、油の粘度が増大し駆動装置内の回転部材の損失が大きくなるため、駆動装置の動力伝達効率が低下することが懸念される。
In the hybrid vehicle disclosed in
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、モータ走行中に駆動装置の動力伝達効率が低下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 a reduction in power transmission efficiency of the drive device during motor travel.
この発明に係る制御装置は、駆動装置の制御装置である。駆動装置は、エンジンと、第1モータジェネレータと、第2モータジェネレータと、動力伝達状態と動力遮断状態とのどちらかの状態に切替可能な動力遮断部と、動力遮断部を介してエンジンに接続された第1回転要素と第1モータジェネレータに接続された第2回転要素と第2モータジェネレータおよび駆動輪に接続された第3回転要素とを有する差動部とを含む。制御装置は、エンジンを停止し第2モータジェネレータを用いて走行するモータ走行中において駆動装置の内部の油の温度が第1温度未満である場合、エンジンを停止状態に維持しかつ動力遮断部を動力遮断状態としつつ第1モータジェネレータを回転状態とするように変速部および第1モータジェネレータを制御する第1エンジン停止モードを選択する。 The control device according to the present invention is a control device for a drive device. The drive device is connected to the engine through the engine, the first motor generator, the second motor generator, a power cutoff unit that can be switched between a power transmission state and a power cutoff state, and the power cutoff unit. And a differential section having a second rotating element connected to the first motor generator, and a third rotating element connected to the second motor generator and the driving wheel. When the temperature of the oil inside the drive device is lower than the first temperature during the motor traveling that stops the engine and travels using the second motor generator, the control device maintains the engine in the stopped state and sets the power shut-off unit. A first engine stop mode for controlling the transmission unit and the first motor generator is selected so that the first motor generator is rotated while the power is cut off.
このような構成によれば、モータ走行中に駆動装置内の油の温度が第1温度未満に低下すると、第1エンジン停止モードが選択される。これにより、エンジンを停止状態に維持しかつ動力遮断部を動力遮断状態としつつ、第1モータジェネレータの回転によって油の撹拌損失による熱の発生を促し、油の温度を上昇させ易くすることができる。これにより、油の温度低下による油の粘度増大が抑制されるため、駆動装置の動力伝達効率が低下することを抑制することができる。 According to such a configuration, the first engine stop mode is selected when the temperature of the oil in the drive device drops below the first temperature during motor running. Accordingly, while maintaining the engine in the stopped state and the power shut-off portion in the power shut-off state, heat generation due to oil agitation loss is promoted by rotation of the first motor generator, and the temperature of the oil can be easily increased. . Thereby, since the increase in the viscosity of the oil due to a decrease in the temperature of the oil is suppressed, it is possible to suppress a decrease in the power transmission efficiency of the drive device.
好ましくは、制御装置は、第1エンジン停止モードを選択する場合、差動部の各回転要素の回転速度の大きさがそれぞれに対応する上限回転速度を超えないように第1モータジェネレータの回転方向および回転速度を決定する。 Preferably, when the control device selects the first engine stop mode, the rotation direction of the first motor generator does not exceed the upper limit rotation speed corresponding to each rotation element of the differential unit. And determine the rotation speed.
このような構成によれば、第1エンジン停止モードで第1モータジェネレータを回転状態にする場合においても、駆動装置の各回転要素の過回転が防止されるため、駆動装置の耐久性が悪化することを抑制することができる。 According to such a configuration, even when the first motor generator is rotated in the first engine stop mode, the rotation of each rotation element of the drive device is prevented, and thus the durability of the drive device is deteriorated. This can be suppressed.
好ましくは、差動部は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤと、ピニオンギヤを自転および公転可能に支持するキャリアとを含む遊星歯車装置である。第1回転要素はキャリアであり、第2回転要素はサンギヤであり、第3回転要素はリングギヤである。制御装置は、第1エンジン停止モードを選択する場合、ピニオンギヤの回転速度の大きさが上限回転速度を超えないように、リングギヤの回転状態に基づいて第1モータジェネレータの回転方向を決定する。 Preferably, the differential unit is a planetary gear device including a sun gear, a ring gear, a pinion gear disposed between the sun gear and the ring gear, and a carrier that supports the pinion gear so as to be capable of rotating and revolving. The first rotating element is a carrier, the second rotating element is a sun gear, and the third rotating element is a ring gear. When the first engine stop mode is selected, the control device determines the rotation direction of the first motor generator based on the rotation state of the ring gear so that the rotation speed of the pinion gear does not exceed the upper limit rotation speed.
このような構成によれば、第1エンジン停止モードで第1モータジェネレータを回転状態にする場合においても、駆動装置のピニオンギヤの過回転が防止される。 According to such a configuration, even when the first motor generator is rotated in the first engine stop mode, over-rotation of the pinion gear of the drive device is prevented.
好ましくは、制御装置は、第1エンジン停止モードを選択する場合、車速の絶対値に応じて第1モータジェネレータの回転速度を決定する。 Preferably, when the first engine stop mode is selected, the control device determines the rotation speed of the first motor generator according to the absolute value of the vehicle speed.
このような構成によれば、第1エンジン停止モードで第1モータジェネレータを回転状態にする場合に、車速の絶対値(走行音の大きさ)に応じて第1モータジェネレータの回転速度を変更することができる。たとえば、車速の絶対値が高いほど、走行音が大きく第1モータジェネレータの作動音は相対的に小さくなってユーザに聞こえ難くなるため、車速が高いほど第1モータジェネレータの回転速度を高い値に設定することができる。これにより、ドライバビリティを悪化させない範囲で第1モータジェネレータの回転速度を高い値にして油の温度を早期に上昇させることができる。 According to such a configuration, when the first motor generator is rotated in the first engine stop mode, the rotation speed of the first motor generator is changed according to the absolute value of the vehicle speed (the loudness of the traveling sound). be able to. For example, as the absolute value of the vehicle speed is higher, the traveling sound is larger and the operation sound of the first motor generator is relatively smaller and difficult for the user to hear. Therefore, the higher the vehicle speed, the higher the rotational speed of the first motor generator. Can be set. As a result, the temperature of the oil can be raised at an early stage by increasing the rotational speed of the first motor generator within a range that does not deteriorate drivability.
好ましくは、制御装置は、モータ走行中において油の温度が第1温度よりも高い第2温度を超える場合、エンジンを停止状態に維持しかつ動力遮断部を動力遮断状態としつつ第1モータジェネレータを停止状態とするように第1モータジェネレータを制御する第2エンジン停止モードを選択する。 Preferably, when the temperature of the oil exceeds a second temperature higher than the first temperature while the motor is running, the control device maintains the engine in a stopped state and sets the power cut-off portion in the power cut-off state, A second engine stop mode for controlling the first motor generator so as to be stopped is selected.
このような構成によれば、モータ走行中に駆動装置内の油の温度が第2温度を超えると、第2エンジン停止モードが選択される。これにより、エンジンを停止状態に維持しかつ動力遮断部を動力遮断状態としつつ、第1モータジェネレータを停止状態にして油の撹拌損失による熱の発生を抑制し、油の温度を上昇させ難くすることができる。これにより、第2モータジェネレータを油によって適正に冷却することができ第2モータジェネレータの出力(車両駆動力)の低下を抑制することができる。また、油の温度上昇による油の粘度低下が抑制されるため、油膜切れを防止して駆動装置内の回転部材を十分に潤滑することができる。 According to such a configuration, when the temperature of the oil in the drive device exceeds the second temperature during motor running, the second engine stop mode is selected. Accordingly, while maintaining the engine in the stopped state and the power cut-off portion in the power cut-off state, the first motor generator is brought into the stopped state to suppress generation of heat due to oil agitation loss and make it difficult to raise the oil temperature. be able to. As a result, the second motor generator can be properly cooled with oil, and a decrease in the output (vehicle driving force) of the second motor generator can be suppressed. Further, since a decrease in the viscosity of the oil due to an increase in the temperature of the oil is suppressed, it is possible to prevent the oil film from being cut and sufficiently lubricate the rotating member in the driving device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, 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、本実施の形態による車両1の全体構成を示す図である。車両1は、駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置100とを含む。駆動装置は、エンジン10と、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、変速装置40と、差動装置50と、カウンタ軸70と、デファレンシャルギヤ80と、駆動輪90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および第2MG30の少なくとも一方の動力を用いて走行可能な、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。なお、車両1の駆動方式は、FF方式に限定されず、FR(フロントエンジン・リアドライブ)方式であってもよい。
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。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備える永久磁石型の三相(U相、V相、W相)交流回転電機である。
The
第1MG20の回転軸21は、エンジン10のクランク軸と同軸上に配置されている。第2MG30の回転軸31は、第1MG20の回転軸21と平行に配置される。カウンタ軸70は、第1MG20の回転軸21および第2MG30の回転軸31と平行に配置される。
The
第1MG20および第2MG30は、インバータ25,35によってそれぞれ駆動される。インバータ25は、図示しない車載バッテリからの直流電力を三相交流電力に変換して第1MG20に供給する。同様に、インバータ35は、図示しない車載の駆動用バッテリからの直流電力を三相交流電力に変換して第2MG30に供給する。なお、第2MG30は、第1MG20によって発電された電力によっても駆動される。
First MG 20 and second MG 30 are driven by
変速装置40は、エンジン10と差動装置50との間に設けられ、エンジン10の回転を変速して差動装置50に出力する。変速装置40は、サンギヤS1とピニオンギヤP1とリングギヤR1とキャリアCA1と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とを備える。
The
キャリアCA1は、エンジン10の回転が入力される入力要素である。リングギヤR1は、エンジン10の変速後の回転を差動装置50に出力する出力要素である。ピニオンギヤP1は、サンギヤS1とリングギヤR1との間に配置され、サンギヤS1およびリングギヤR1とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤP1は、キャリアCA1によって自転および公転可能に支持される。
The carrier CA1 is an input element to which the rotation of 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)、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、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になる。 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 follows. Once determined, the remaining rotational speed is also determined.
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が係合されると、サンギヤS1とキャリアCA1が連結される。クラッチC1が解放されると、サンギヤS1とキャリアCA1とが切り離される。 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 are connected. When the clutch C1 is released, the sun gear S1 and the carrier CA1 are disconnected.
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が係合されると、サンギヤS1がギヤケース(車体)に固定されるため、サンギヤS1の回転が規制される。ブレーキB1が解放されると、サンギヤS1がギヤケース(車体)から切り離されるため、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 engaged, the sun gear S1 is fixed to the gear case (vehicle body), so that the rotation of the sun gear S1 is restricted. When the brake B1 is released, the sun gear S1 is disconnected from the gear case (vehicle body), so that the sun gear S1 is allowed to rotate.
クラッチC1およびブレーキB1のどちらか一方を係合状態とし他方を解放状態にすると、変速装置40は、入力要素であるキャリアCA1と出力要素であるリングギヤR1との間で動力を伝達する状態(動力伝達状態)となる。一方、クラッチC1を解放状態としかつブレーキB1を解放状態にすると、変速装置40は、入力要素であるキャリアCA1と出力要素であるリングギヤR1との間で動力を伝達しないニュートラル状態(動力遮断状態)となる。
When either one of the clutch C1 and the brake B1 is engaged and the other is disengaged, the
変速装置40が動力伝達状態である場合において、変速装置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合せに応じて切り替えられる。クラッチC1を係合しかつブレーキB1を解放すると、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を解放しかつブレーキB1を係合すると、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。
When the
差動装置50は、サンギヤS2とピニオンギヤP2とリングギヤR2とキャリアCA2とを含むシングルピニオン式の遊星歯車装置である。差動装置50のキャリアCA2は、変速装置40の出力要素であるリングギヤR1に連結され、リングギヤR1と一体的に回転する。
The
ピニオンギヤP2は、サンギヤS2とリングギヤR2との間に配置され、サンギヤS2およびリングギヤR2とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤP2は、キャリアCA2によって自転および公転可能に支持される。 Pinion gear P2 is arranged between sun gear S2 and ring gear R2, and meshes with sun gear S2 and ring gear R2, respectively. Pinion gear P2 is supported by carrier CA2 so as to be capable of rotating and revolving.
サンギヤS2は、第1MG20の回転軸21に連結される。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と一体回転する、差動装置50の出力ギヤである。
Sun gear S2 is coupled to rotating
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、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)になる。したがって、第1MG20の回転速度を調整することによって、キャリアCA2の回転速度とリングギヤR2との比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 connected in a straight line on the nomograph (that is, any two rotations). If the speed is determined, the remaining rotational speed is also determined). Therefore, by adjusting the rotation speed of the
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が設けられる。ドリブンギヤ71は、差動装置50のカウンタドライブギヤ51と噛み合う。エンジン10および第1MG20の動力は、差動装置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、変速装置40と差動装置50とは、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。そのため、エンジン10の回転は、変速装置40と差動装置50とにおいて変速された後に、カウンタ軸70に伝達される。
The
また、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とも噛み合う。つまり、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。つまり、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
車両1は、変速装置40の作動油(以下「ATF」(Automatic Transmission Fluid)ともいう)を変速装置40に供給する構成として、電動式オイルポンプ(以下「EOP」ともいう)61、機械式オイルポンプ(以下「MOP」ともいう)62、油圧回路63を備える。
The
EOP61およびMOP62は、図示しないオイルパンに貯留されたATFを吸入して油圧回路63に供給する。EOP61は、内部に設けられるモータによって駆動される。MOP62は、変速装置40のリングギヤR1に接続され、リングギヤR1から伝達される動力によって駆動される。
The
油圧回路63は、EOP61およびMOP62の少なくとも一方から供給されるATFの油圧を一定の油圧(ライン圧)に調圧する調圧バルブと、ライン圧を元圧として変速装置40のクラッチC1に供給する油圧(以下「C1油圧」ともいう)およびブレーキB1に供給する油圧(以下「B1油圧」ともいう)をそれぞれ調圧するソレノイドバルブとを含む。
The
ATFは、変速装置40の作動油として機能するだけでなく、駆動装置(変速装置40、差動装置50、第1MG20、第2MG30等)の内部の回転部材(回転軸、ギヤ、ベアリング等)にも供給されて潤滑油として機能する。さらに、ATFは、第1MG20および第2MG30の冷却油としても機能する。ATFは、駆動装置の内部を循環した後、再びオイルパンに戻される。
The ATF not only functions as hydraulic fluid for the
[制御装置の構成]
図2は、図1における制御装置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. 2 is a block diagram showing the configuration of the
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することで第1MG20の出力トルクを制御し、第2MG30に対して供給する電流値を調節することで第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、出力軸回転速度センサ、MG1回転速度センサ、MG2回転速度センサ、バッテリセンサ、油温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、出力軸回転速度(カウンタ軸70の回転速度)、第1MG回転速度、第2MG回転速度、駆動用バッテリのSOC(State Of Charge)、ATFの温度(以下、単に「油温」あるいは「ATF温度」ともいう)等を取得する。なお、油温センサは、たとえば油圧回路63の内部に設けられる。
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駆動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のトルク(以下「第1MGトルクTm1」とも記載する。)、第2MG30のトルク(以下「第2MGトルクTm2」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Te」とも記載する。)を決定する。HVECU150は、第1MGトルクTm1の指令値および第2MGトルクTm2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Teの指令値をエンジンECU170に対して出力する。
The
HVECU150は、後述する走行態様等に応じて変速装置40のクラッチC1およびブレーキB1を制御する。HVECU150は、C1油圧の指令値PbC1およびB1油圧の指令値PbB1をそれぞれ図1の油圧回路63のソレノイドバルブに出力する。
The
[車両1の走行態様]
制御装置100は、ハイブリッド走行およびモータ走行のいずれかの走行態様で車両1を走行させる。ハイブリッド走行とは、エンジン10および第2MG30の動力で車両1を走行させる走行態様である。モータ走行とは、エンジン10を停止し第2MG30の動力で車両1を走行させる走行態様である。
[Running mode of vehicle 1]
The
<ハイブリッド走行>
図3は、ハイブリッド走行中に変速装置40の変速段をローギヤ段Loにして前進走行する場合の共線図である。図4は、ハイブリッド走行中に変速装置40の変速段をハイギヤ段Hiにして前進走行する場合の共線図である。
<Hybrid driving>
FIG. 3 is a collinear diagram when the vehicle travels forward with the gear position of the
図3、4に示す「S1」、「CA1」、「R1」はそれぞれ変速装置40のサンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1を示し、「S2」、「CA2」、「R2」はそれぞれ差動装置50のサンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2を示す。後述の図5、6についても同様である。
3 and 4, “S1”, “CA1”, and “R1” indicate the sun gear S1, the carrier CA1, and the ring gear R1 of the
図3を参照して、ハイブリッド走行中にローギヤ段Loで前進走行する場合の制御状態について説明する。ローギヤ段Lo形成時には、クラッチC1が係合され、ブレーキB1が解放される。そのため、変速装置40の回転要素S1,CA1,R1は一体となって回転する。そのため、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(Te=Tr1)となる。
With reference to FIG. 3, the control state in the case of traveling forward at the low gear stage Lo during hybrid traveling will be described. When the low gear stage Lo is formed, the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released. Therefore, the rotation elements S1, CA1, R1 of the
差動装置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装置50のリングギヤR2に伝達される。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 rotation of the
また、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。したがって、ハイブリッド走行では、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。
The second MG torque Tm2 is transmitted from the
次に、図4を参照して、ハイブリッド走行中にハイギヤ段Hiで前進走行する場合の制御状態について説明する。ハイギヤ段Hi形成時には、クラッチC1が解放され、ブレーキB1が係合される。そのため、サンギヤS1の回転が規制される。これにより、変速装置40のキャリアCA1に入力されたエンジン10の回転が増速されて変速装置40のリングギヤR1から差動装置50のキャリアCA2に伝達されるオーバードライブ状態となる。したがって、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となる)。
Next, with reference to FIG. 4, the control state in the case of traveling forward at the high gear stage Hi during hybrid traveling will be described. When the high gear stage Hi is formed, the clutch C1 is released and the brake B1 is engaged. Therefore, the rotation of the sun gear S1 is restricted. As a result, the rotation of the
なお、ハイブリッド走行中において、制御装置100は、車速がしきい車速を超える高速域ではハイギヤ段Hiを形成し(上述の図4参照)、車速がしきい車速未満の中低速域ではローギヤ段Loを形成する(上述の図3参照)。
During hybrid traveling, the
<モータ走行>
モータ走行中(エンジン停止中)には、エンジン停止モードAおよびエンジン停止モードBのどちらかのモードが選択される。エンジン停止モードAは、エンジン10を停止状態に維持しつつ第1MG20を停止状態とするように第1MGトルクTm1を制御するモードである。エンジン停止モードBは、エンジン10を停止状態に維持しつつ第1MG20を回転状態とするように第1MGトルクTm1を制御するモードである。
<Motor running>
While the motor is running (when the engine is stopped), one of the engine stop mode A and the engine stop mode B is selected. The engine stop mode A is a mode for controlling the first MG torque Tm1 so that the
エンジン停止モードAおよびエンジン停止モードBのどちらが選択される場合であっても、変速装置40はニュートラル状態(クラッチC1を解放しかつブレーキB1を解放した状態)に制御される。これにより、エンジン10と差動装置50のキャリアCA2との間の動力伝達が遮断される。その結果、エンジン10を停止状態に維持したまま、差動装置50のキャリアCA2の回転速度を、第1MG回転速度(差動装置50のサンギヤS2の回転速度)および車速(差動装置50のリングギヤR2の回転速度)に応じて任意に変更することができる。
Regardless of which one of the engine stop mode A and the engine stop mode B is selected, the
なお、本実施の形態においてはエンジン10と差動装置50との間に設けられる装置が変速比を切替可能な変速装置40であるが、エンジン10と差動装置50との間に設けられられる装置は、動力伝達状態と動力遮断状態との切替が可能なものであればよく、必ずしも変速比の切替が可能であることには限定されない。たとえば、変速装置40に代えてクラッチとしてもよい。
In the present embodiment, the device provided between the
図5は、エンジン停止モードAの選択中における共線図である。エンジン停止モードAの選択中、制御装置100は、変速装置40をニュートラル状態(動力遮断状態)にしてエンジン10を停止し、第2MGトルクTm2を用いて車両1を走行させる。なお、図5に示す例では、第2MGトルクTm2を正方向に作用させて前進走行させる場合(リングギヤR2を正方向に回転させる場合)が示される。
FIG. 5 is an alignment chart during the selection of the engine stop mode A. While engine stop mode A is selected,
さらに、エンジン停止モードAの選択中、制御装置100は、第1MG20が停止状態になるように(すなわちMG1回転速度が0となるように)第1MGトルクTm1をフィードバック制御する。そのため、変速装置40のキャリアCA1および差動装置50のサンギヤS2は停止状態に維持され、変速装置40のリングギヤR1および差動装置50のキャリアCA2は車速(第2MG回転速度)に連動して回転する。
Further, during the selection of engine stop mode A,
図6は、エンジン停止モードBの選択中における共線図である。なお、図6に示す「P2」は、差動装置50のピニオンギヤP2を示す。エンジン停止モードBの選択中においても、制御装置100は、変速装置40をニュートラル状態にしてエンジン10を停止し、第2MGトルクTm2を用いて車両1を走行させる。なお、図6に示す例では、第2MGトルクTm2を正方向に作用させて前進走行させる場合(リングギヤR2を正方向に回転させる場合)が示される。
FIG. 6 is an alignment chart during the selection of the engine stop mode B. “P2” shown in FIG. 6 indicates the pinion gear P2 of the
さらに、エンジン停止モードBの選択中、制御装置100は、図6に示すように、第1MG20が回転状態となる(すなわちMG1回転速度の絶対値が0よりも大きくなる)ように第1MGトルクTm1を制御する。
Further, during the selection of engine stop mode B,
なお、図6において、実線は第1MGトルクTm1を正方向に作用させて第1MG20を正方向に回転させる場合を示し、一点鎖線および二点鎖線は第1MGトルクTm1を負方向に作用させて第1MG20を負方向に回転させる場合を示す。図6に示すように、前進走行中において第1MG20を負方向に回転させた場合、第1MG20の回転速度の大きさ(絶対値)が大きいほどピニオンギヤP2の回転速度の大きさ(絶対値)も大きくなる。一方、前進走行中において第1MG20を正方向に回転させた場合、ピニオンギヤP2の回転速度の大きさは、第1MG20を負方向に回転させた場合よりも小さくなる。
In FIG. 6, the solid line indicates the case where the first MG torque Tm1 is applied in the positive direction and the
[モータ走行中におけるモード選択]
以上のような構成を有する車両1がモータ走行を行なう場合、上述のように、エンジン停止モードAとエンジン停止モードBとのどちらかを選択することが可能である。しかしながら、エンジン停止モードAとエンジン停止モードBとにおいてATFの撹拌による引きずり損失(以下、単に「撹拌損失」という)が異なる場合には、撹拌損失による熱の発生量が異なるため、エンジン停止モードAとエンジン停止モードBとを適切に選択しないとATF温度が適正な温度にならずATFが適正に機能しなくなることが懸念される。
[Mode selection during motor running]
When the
そこで、エンジン停止モードAとエンジン停止モードBとにおいて撹拌損失を比較するシミュレーションを行なったところ、エンジン停止モードAの撹拌損失がエンジン停止モードBの撹拌損失よりも小さいという結果が得られた。このシミュレーション結果より、エンジン停止モードAが選択される場合、エンジン停止モードBが選択される場合に比べて、第1MG20が停止状態となることによってATFの撹拌が少なく、撹拌損失による熱の発生量が少ないと考えられる。逆に、エンジン停止モードBが選択される場合、エンジン停止モードAが選択される場合に比べて、第1MG20が回転状態となることによってATFが積極的に撹拌され、撹拌損失による熱の発生量が多いと考えられる。
Therefore, when a simulation for comparing the agitation loss in the engine stop mode A and the engine stop mode B was performed, a result that the agitation loss in the engine stop mode A was smaller than that in the engine stop mode B was obtained. From this simulation result, when the engine stop mode A is selected, compared with the case where the engine stop mode B is selected, the
上記のシミュレーション結果を踏まえると、ATF温度が低い状態でエンジン停止モードAが選択されると、撹拌損失による熱の発生量が少ないためATF温度が上昇し難くなる。そのため、ATF温度が低くATFの粘度が高い状態が長時間継続し、駆動装置の動力伝達効率が低下することが懸念される。 Based on the above simulation results, when the engine stop mode A is selected in a state where the ATF temperature is low, the ATF temperature is difficult to rise because the amount of heat generated due to the stirring loss is small. For this reason, there is a concern that the state where the ATF temperature is low and the viscosity of the ATF is high lasts for a long time, and the power transmission efficiency of the drive device is lowered.
また、ATF温度が高い状態でエンジン停止モードBが選択されると、撹拌損失による熱の発生量が多いため、ATF温度が低下し難くなる。そのため、ATF温度が高くATFの粘度が低い状態が長時間継続することになる。その結果、第2MG30を十分に冷却することができず第2MG30の出力(車両駆動力)が低下したり、駆動装置内の回転部材において油膜切れが生じ十分な潤滑がなされなくなったりすることが懸念される。
Further, when the engine stop mode B is selected in a state where the ATF temperature is high, the amount of heat generated due to the stirring loss is large, so that the ATF temperature is difficult to decrease. Therefore, a state where the ATF temperature is high and the viscosity of the ATF is low continues for a long time. As a result, the
上記のような問題に鑑み、本実施の形態による制御装置100は、モータ走行中においてATF温度が低温しきい値Tlow未満である場合、エンジン停止モードBを選択する。これにより、エンジン停止モードAを選択する場合に比べて、熱の発生が促進されてATF温度が上昇し易くなる。その結果、駆動装置の動力伝達効率を早期に向上させることができる。
In view of the above problems, the
また、モータ走行中においてATF温度が高温しきい値Thi(Thi>Tlow)を超える場合、エンジン停止モードAを選択する。これにより、エンジン停止モードBを選択する場合に比べて、熱の発生が抑制されてATF温度が上昇し難くなる。その結果、第2MG30をATFによって適正に冷却することができ第2MG30の出力(車両駆動力)の低下を抑制することができる。また、駆動装置内の回転部材における油膜切れを防止して十分な潤滑を行なうことができる。
Further, when the ATF temperature exceeds the high temperature threshold Thi (Thi> Tlow) during motor running, the engine stop mode A is selected. Thereby, compared with the case where the engine stop mode B is selected, the generation of heat is suppressed and the ATF temperature is hardly increased. As a result, the
図7は、制御装置100がモータ走行中に行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、モータ走行中(エンジン停止中)に所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure performed by the
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)11にて、制御装置100は、油温(ATF温度)が高温しきい値Thiを超えているか否かを判定する。高温しきい値Thiは、ATFによる冷却および潤滑を適正に行なうことができない程度にATF温度が高い(ATF粘度が低い)状態であるか否かという観点で予め設定される。
In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 11,
油温(ATF温度)が高温しきい値Thiを超えている場合(S11にてYES)、制御装置100は、S12にてエンジン停止モードAを選択する。これにより、上述のように、熱の発生が抑制されてATF温度上昇が抑制される。
When oil temperature (ATF temperature) exceeds high temperature threshold Thi (YES in S11),
油温が高温しきい値Thiを超えていない場合(S11にてNO)、制御装置100は、S13にて、油温が低温しきい値Tlow未満であるか否かを判定する。低温しきい値Tlowは、駆動装置の動力伝達効率が目標効率よりも低下する程度にATF温度が低い(ATFの粘度が高い)状態であるか否かという観点で予め設定される。
If the oil temperature does not exceed high temperature threshold Thi (NO in S11),
油温が低温しきい値Tlow未満である場合(S13にてYES)、制御装置100は、S14〜S16にて、エンジン停止モードBを選択する。これにより、上述のように、熱の発生が促進されてATF温度の上昇を促すことができる。
When the oil temperature is lower than low temperature threshold value Tlow (YES in S13),
なお、エンジン停止モードBを選択して第1MG20を回転状態にする際、第1MG20の回転方向および回転速度によっては、駆動装置内の各回転要素の回転速度がそれぞれに対応する上限回転速度を超えてしまい駆動装置の耐久性が悪化したり、第1MG20の作動音が走行音よりも相対的に大きくなってドライバビリティが悪化したりすることが懸念される。
When the engine stop mode B is selected and the
そこで、本実施の形態においては、エンジン停止モードBを選択する場合、駆動装置の耐久性確保および騒音防止という観点から、第1MG20の回転方向および回転速度の大きさ(絶対値)を決定する。
Therefore, in the present embodiment, when the engine stop mode B is selected, the rotational direction and the magnitude (absolute value) of the
具体的には、制御装置100は、S14にて、車速に応じて第1MG20の回転方向を決定する。前進走行中で車速が高い場合、第1MG20を負方向に回転させるとピニオンギヤP2の回転速度が大きくなって過回転状態となってしまうことが懸念される(図6の一点鎖線参照)。そのため、車速が所定値(所定値は正の値)以上である場合には、制御装置100は、第1MG20の回転方向を「正方向」に決定する(図6の実線参照)。逆に、車速が所定値未満である場合(後進走行中あるいは微速での前進走行中)には、制御装置100は、第1MG20の回転方向を「負方向」に決定する。これにより、ピニオンギヤP2の過回転が防止され、差動装置50の耐久性が悪化することを抑制することができる。なお、上記の第1MG20の回転方向の決定手法はあくまで例示であって、他の決定手法で第1MG20の回転方向を決定するようにしてもよい。
Specifically,
本実施の形態においては図7のS14にてピニオンギヤP2の過回転を防止する観点から第1MG20の回転方向を決定する場合を例示的に説明するが、図7のS14にて駆動装置(変速装置40および差動装置50)の各回転要素の回転速度がそれぞれに対応する上限回転速度を超えないように第1MG20の回転方向および回転速度を決定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the case where the rotation direction of the
さらに、制御装置100は、S15にて、車速の大きさ(絶対値)に応じて第1MG20の回転速度の大きさ(絶対値)を決定する。たとえば、車速の大きさが所定速度を超える場合、走行音が大きく第1MG20の作動音は相対的に小さくなってユーザに聞こえ難くなるため、制御装置100は、第1MG20の回転速度の大きさを、油温上昇に最適な比較的高い回転速度N1とする。一方、車速の大きさが所定速度未満である場合、走行音が小さく第1MG20の作動音が相対的に大きくなってユーザに聞こえ易くなるため、制御装置100は、第1MG20の回転速度の大きさを、回転速度N1よりも低い回転速度N2とする。これにより、ドライバビリティを悪化させない範囲で第1MG20の回転速度を高い値にして早期に油温を上昇させることができる。なお、車速の絶対値が大きいほど第1MG20の回転速度を高い値に設定するようにしてもよい。
Further, in S15,
そして、制御装置100は、S16にて、第1MG20の回転方向および回転速度がS14およびS15にて決定された回転方向および回転速度となるように、第1MGトルクTm1をフィードバック制御する。
In S16,
なお、油温が高温しきい値Thiと低温しきい値Tlowとの間に含まれる場合(S11およびS13の双方にてNO)、制御装置100は、処理を終了させる。この場合、現在選択されているエンジン停止モード(エンジン停止モードBおよびエンジン停止モードAのどちらか)がそのまま維持される。
When the oil temperature is included between high temperature threshold value Thi and low temperature threshold value Tlow (NO in both S11 and S13),
図8は、モータ走行中にエンジン停止モードBからエンジン停止モードAに切り替わる場合のMG1回転速度等の変化を例示的に示す図である。図8には、MG2回転速度が正の値である場合(すなわち前進走行中である場合)が示されている。 FIG. 8 is a diagram exemplarily showing changes in the MG1 rotation speed and the like when the engine stop mode B is switched to the engine stop mode A during motor travel. FIG. 8 shows a case where the MG2 rotational speed is a positive value (that is, when traveling forward).
時刻t1よりも前は、エンジン停止モードBが選択されており、図8に示す例ではMG1回転速度が負回転状態に制御されている。 Prior to time t1, the engine stop mode B is selected, and in the example shown in FIG. 8, the MG1 rotation speed is controlled to the negative rotation state.
時刻t1にて油温が高温しきい値Thiに達したと判定されると、その後の時刻t2にてエンジン停止モードAへの切替が開始される。具体的には、MG1回転速度が0となるようにMG1トルクが増加される。この際、MG1トルクの反力を受け持つためにMG2トルクも増加される。 When it is determined that the oil temperature has reached the high temperature threshold value Thi at time t1, switching to the engine stop mode A is started at subsequent time t2. Specifically, the MG1 torque is increased so that the MG1 rotation speed becomes zero. At this time, the MG2 torque is also increased in order to handle the reaction force of the MG1 torque.
時刻t3にてMG1回転速度が0に達するとエンジン停止モードAへの切替が完了し、時刻t3以降はMG1回転速度が0に維持される。エンジン停止モードAへの切替によって、撹拌損失による熱の発生が抑制されて油温が高温しきい値Thi未満に低下する。そのため、ATFによる冷却および潤滑を適正に行なうことができる状態になる。 When the MG1 rotation speed reaches 0 at time t3, the switching to the engine stop mode A is completed, and the MG1 rotation speed is maintained at 0 after time t3. By switching to the engine stop mode A, generation of heat due to stirring loss is suppressed, and the oil temperature falls below the high temperature threshold value Thi. Therefore, the ATF can be properly cooled and lubricated.
以上のように、本実施の形態による制御装置100は、モータ走行中にATF温度が低温しきい値Tlow未満である場合、エンジン停止モードBを選択する。これにより、撹拌損失による熱の発生が促進されてATF温度が上昇し易くなる。その結果、駆動装置の動力伝達効率を早期に向上させることができる。
As described above,
また、モータ走行中にATF温度が高温しきい値Thi(Thi>Tlow)を超える場合、制御装置100はエンジン停止モードAを選択する。これにより、撹拌損失による熱の発生が抑制されてATF温度が上昇し難くなる。その結果、ATFによる冷却および潤滑を適正に行なうことができる状態にすることができる。
Further, when the ATF temperature exceeds the high temperature threshold value Thi (Thi> Tlow) while the motor is running, 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、10 エンジン、21,31 回転軸、25,35 インバータ、30 第2MG、32 リダクションギヤ、40 変速装置、50 差動装置、51 カウンタドライブギヤ、63 油圧回路、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、B1 ブレーキ、C1 クラッチ、CA1,CA2 キャリア、P1,P2 ピニオンギヤ、R1,R2 リングギヤ、S1,S2 サンギヤ。 1 Vehicle, 10 Engine, 21, 31 Rotating shaft, 25, 35 Inverter, 30 2nd MG, 32 Reduction gear, 40 Transmission, 50 Differential device, 51 Counter drive gear, 63 Hydraulic circuit, 70 Counter shaft, 71 Driven gear, 72 drive gear, 80 differential gear, 81 differential gear, 82 drive shaft, 90 drive wheel, 100 controller, B1 brake, C1 clutch, CA1, CA2 carrier, P1, P2 pinion gear, R1, R2 ring gear, S1, S2 sun gear.
Claims (4)
前記駆動装置は、
エンジンと、
第1モータジェネレータと、
第2モータジェネレータと、
動力伝達状態と動力遮断状態とのどちらかの状態に切替可能な動力遮断部と、
前記動力遮断部を介して前記エンジンに接続された第1回転要素と前記第1モータジェネレータに接続された第2回転要素と前記第2モータジェネレータおよび駆動輪に接続された第3回転要素とを有する差動部とを含み、
前記制御装置は、
前記エンジンを停止し前記第2モータジェネレータを用いて走行するモータ走行中において前記駆動装置の内部の油の温度が第1温度未満の低温である場合、前記エンジンを停止状態に維持しかつ前記動力遮断部を前記動力遮断状態としつつ前記第1モータジェネレータを回転状態とするように前記第1モータジェネレータを制御する第1エンジン停止モードを選択し、
前記モータ走行中において前記油の温度が前記第1温度よりも高い高温である場合、前記エンジンを停止状態に維持しかつ前記動力遮断部を前記動力遮断状態としつつ前記第1モータジェネレータを停止状態とするように前記第1モータジェネレータを制御する第2エンジン停止モードを選択する、駆動装置の制御装置。 A control device for the drive device,
The driving device includes:
Engine,
A first motor generator;
A second motor generator;
A power cutoff unit that can be switched between a power transmission state and a power cutoff state;
A first rotating element connected to the engine via the power shut-off unit; a second rotating element connected to the first motor generator; and a third rotating element connected to the second motor generator and drive wheels. Having a differential part,
The control device includes:
When the temperature of the oil inside the drive device is a low temperature lower than the first temperature during motor traveling that stops the engine and travels using the second motor generator, the engine is maintained in the stopped state and the power the blocking unit selects the first engine stop mode for controlling the pre-Symbol first motor generator to the rotating state of the first motor generator while said power transmission interrupted state,
When the temperature of the oil is higher than the first temperature while the motor is running, the first motor generator is stopped while the engine is stopped and the power shut-off unit is in the power shut-off state. A control device for a drive device that selects a second engine stop mode for controlling the first motor generator as described above .
前記第1回転要素は前記キャリアであり、
前記第2回転要素は前記サンギヤであり、
前記第3回転要素は前記リングギヤであり、
前記制御装置は、前記第1エンジン停止モードを選択する場合、前記ピニオンギヤの回転速度の大きさが上限回転速度を超えないように、前記リングギヤの回転状態に基づいて前記第1モータジェネレータの回転方向を決定する、請求項1に記載の駆動装置の制御装置。 The differential unit is a planetary gear device including a sun gear, a ring gear, a pinion gear disposed between the sun gear and the ring gear, and a carrier that supports the pinion gear so as to rotate and revolve.
The first rotating element is the carrier;
The second rotating element is the sun gear;
The third rotating element is the ring gear;
When the control device selects the first engine stop mode, the rotation direction of the first motor generator is based on the rotation state of the ring gear so that the rotation speed of the pinion gear does not exceed the upper limit rotation speed. The controller of the drive device according to claim 1, wherein:
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