JP6485384B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関および発電機能を有する電動機を動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、詳しくは内燃機関から出力された駆動力を走行のための駆動力と発電機能のための駆動力とに分割する駆動力分割機構を備えるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor having a power generation function as a power source, and more specifically, a driving force output from the internal combustion engine for driving and a driving force for a power generation function. The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle that includes a driving force dividing mechanism that divides the driving force.
従来、走行用の駆動力を出力可能なエンジンおよび走行用の駆動力を出力可能なモータ・ジェネレータを備え、これらエンジンおよびモータ・ジェネレータのうち少なくとも一つを走行駆動力源として走行可能であり、そして例えばモータ・ジェネレータを走行駆動力源として走行する低車速時の場合に動力伝達系で異音が発生するときにエンジンを駆動するハイブリッド車両の制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照。) Conventionally, an engine capable of outputting driving power for traveling and a motor / generator capable of outputting driving power for traveling are provided, and at least one of these engines and motor / generators can be used as a driving power source. For example, a control device for a hybrid vehicle that drives an engine when noise is generated in a power transmission system at a low vehicle speed when the motor / generator is used as a driving force source is known (for example, Patent Document 1). reference.)
ハイブリッド車両は、内燃機関または電動機から駆動輪に駆動力を伝達する駆動伝達系に存在するギヤ列の噛合部にガタ(バックラッシュ)が生じている。このため、エンジン回転数が所定回転数(例えばアイドル回転数付近など)にてエンジントルク変動の周波数が駆動系の噛合い周波数と共振して駆動系で歯打ちが生じるおそれがある。この場合、歯打ちの発生に伴って騒音や振動が生じて車両のNV(Noise and Vibration)特性が低下する。 In the hybrid vehicle, backlash occurs in the meshing portion of the gear train existing in the drive transmission system that transmits the driving force from the internal combustion engine or the electric motor to the drive wheels. For this reason, when the engine speed is a predetermined speed (for example, near the idle speed), the frequency of engine torque fluctuation may resonate with the meshing frequency of the drive system, and the drive system may rattle. In this case, noise and vibration are generated with the occurrence of rattling, and the NV (Noise and Vibration) characteristics of the vehicle deteriorate.
そのため、特許文献1に記載の発明では、歯打ち音が発生する可能性のある運転状態になると、エンジンの制御として、車速が所定範囲にある場合に、バッテリへの充電量の目標値を高く設定する。これにより、エンジンに対する要求パワーを上昇させて歯打ち音の発生を防止しながら、エンジンを効率の高い運転領域で運転させることでその駆動力によって第1モータを発電させてバッテリへの充電量の増大を図るようにしている。
For this reason, in the invention described in
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、歯打ち音を低減して車両のNV特性を良好にさせるためにエンジンの出力を増大させることになるため、燃費悪化に繋がるおそれがある。
However, in the invention described in
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、燃費悪化を防止または抑制しながら車両のNV特性を良好にすることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device capable of improving the NV characteristics of a vehicle while preventing or suppressing deterioration in fuel consumption. To do.
上記の目的を達成するために、この本発明は、駆動力を出力する内燃機関と、発電機能を有する第1モータと、前記内燃機関が出力した駆動力が入力される第1入力要素と、前記第1モータに連結されている第1反力要素と、第1出力要素とによって、前記内燃機関が出力した駆動力を走行のための駆動力と前記発電機能のための駆動力とに分割する作用を行う第1遊星歯車機構と、前記第1出力要素に連結された第2入力要素と、出力部材に連結されている第2出力要素と、第2反力要素とによって差動作用を行う第2遊星歯車機構と、前記第1入力要素と前記第1反力要素とのいずれか一方と前記第2反力要素とを選択的に連結する第1係合機構と、前記第2遊星歯車機構における少なくともいずれか二つの前記要素を選択的に連結して前記第2遊星歯車機構を一体化させる第2係合機構または前記第2反力要素の回転を規定する固定機構と、前記出力部材に連結されており前記第1モータによって発電された電力で駆動される第2モータと、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の回転数の変化に対応して前記第1モータの回転数が変化し、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記第1モータの回転数の変化量が相対的に小さい第1走行モードと、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記第1モータの回転数の変化量が相対的に大きい第2走行モードとを含む複数の走行モードを、前記第1係合機構および前記第2係合機構または前記固定機構の係合および解放の状態に応じて設定できるように構成され、前記内燃機関、前記第1モータ、前記第2モータ、前記第1係合機構、および前記第2係合機構または前記固定機構を制御することで、前記複数の走行モードのうちのいずれか一つの走行モードを設定可能な制御部を備え、前記制御部は、前記内燃機関が駆動中の場合で、かつ前記内燃機関の回転数が予め決められた閾値以下のときに、前記第2走行モードを設定するように構成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes an internal combustion engine that outputs a driving force, a first motor having a power generation function, a first input element that receives the driving force output from the internal combustion engine, A driving force output from the internal combustion engine is divided into a driving force for traveling and a driving force for the power generation function by a first reaction force element connected to the first motor and a first output element. The first planetary gear mechanism for performing the action, the second input element connected to the first output element, the second output element connected to the output member, and the second reaction force element provide a differential action. A second planetary gear mechanism to perform, a first engagement mechanism for selectively connecting any one of the first input element and the first reaction force element and the second reaction force element, and the second planetary gear. Selectively connecting at least any two of the elements in the gear mechanism A second engagement mechanism that integrates the second planetary gear mechanism or a fixing mechanism that regulates the rotation of the second reaction force element, and is driven by the electric power that is connected to the output member and that is generated by the first motor. In the control apparatus for a hybrid vehicle including the second motor, the rotation speed of the first motor changes in response to a change in the rotation speed of the internal combustion engine. A first travel mode in which the amount of change in the rotation speed of the first motor relative to the amount of change in the number is relatively small, and a change amount in the rotation speed of the first motor relative to the amount of change in the rotation speed of the internal combustion engine. large multiple drive modes and a second traveling mode, is configured to be set in accordance with the engagement and disengagement states of the first engagement mechanism and the second engagement mechanism or the fixing mechanism, the internal combustion Seki, said first motor, said second motor, said first engagement mechanism, and said that the second controls the engagement mechanism or the fixing mechanism, before any one of Kifuku number running mode A control unit capable of setting a travel mode, wherein the control unit sets the second travel mode when the internal combustion engine is being driven and the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined threshold value. Ru der which is characterized by being configured to set.
この本発明においては、内燃機関が運転中の場合で、かつ内燃機関の回転数が予め決められた閾値以下のときに、エンジン回転数の変化に対して第1モータの回転数の変化が相対的に大きい第2走行モードを選択するため、駆動系のギヤ列の噛合い周波数を変化させることができる。これにより、エンジントルク変動の周波数との共振を防止または抑制して車両のNV特性の向上を図り、かつ燃費悪化を防止または抑制することができる。 In the present invention, when the internal combustion engine is in operation and the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined threshold, the change in the rotational speed of the first motor is relative to the change in the engine rotational speed. In order to select the 2nd traveling mode which is large in size, the meshing frequency of the gear train of the drive system can be changed. Thereby, resonance with the frequency of engine torque fluctuation can be prevented or suppressed to improve the NV characteristics of the vehicle, and deterioration of fuel consumption can be prevented or suppressed.
以下、図面を用いて実施例を説明する。図1は、この発明に適用されるハイブリッド車両(以下、「車両」と称す)に使用される駆動装置10の一例をブロック図で概念的に示す。図1に示すように、駆動装置10は、エンジン11、第1モータ(MG(Motor Generator)1)12、第2モータ(MG2)13、第1遊星歯車機構(PL(planet)1)14、第2遊星歯車機構(PL2)15、出力部材(OUT)16、第1クラッチ機構CL1、第2クラッチ機構CL2、PCU(Power Control Unit)19、油圧コントローラ20およびECU(Electronic Control Unit)21を備える。なお、車両としては、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両でもよい。エンジン11は、内燃機関の一例である。内燃機関としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により駆動力を出力するものを含む。第1モータ12は、発電機能のあるモータ・ジェネレータにより構成される。駆動装置10は、第1モータ12が発電した電力を使用して第2モータ13を駆動し、第2モータ13が出力する駆動力を走行のための駆動力に加えるように構成される。第2モータ13は、発電機能のあるモータ・ジェネレータにより構成される。
Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram conceptually showing an example of a
第1遊星歯車機構14は、エンジン11から出力された駆動力が入力される第1入力要素22、第1モータ12に連結されている第1反力要素23および第1出力要素24により差動作用を行う。第2遊星歯車機構15は、第1出力要素24に連結された第2入力要素26、出力部材16に連結された第2出力要素27および第2反力要素28により差動作用を行う。第1クラッチ機構CL1は、第1入力要素22と第2反力要素28とを選択的に連結する。第2クラッチ機構CL2は、第2入力要素26、第2反力要素28および第2出力要素27のうちのいずれか2つの要素を選択的に連結する。第1クラッチ機構CL1は第1係合機構の一例であり、第2クラッチ機構CL2は第2係合機構の一例である。
The first
第1クラッチ機構CL1は、例えば湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってよく、あるいはドグクラッチなどの噛合い式のクラッチ機構であってよい。第1クラッチ機構CL1は、例えば油圧によって制御されて係合あるいは解放する。第2クラッチ機構CL2は、第1クラッチ機構CL1の構成と同じまたは同様になっている。油圧コントローラ20は、ECU21から出力された指令値に応じて第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2に対する油圧の供給を個別に制御する。
The first clutch mechanism CL1 may be a friction clutch mechanism such as a wet multi-plate clutch, or may be a meshing clutch mechanism such as a dog clutch. The first clutch mechanism CL1 is controlled by, for example, hydraulic pressure to be engaged or released. The second clutch mechanism CL2 is the same as or similar to the configuration of the first clutch mechanism CL1. The
PCU19は、電源部30、バッテリ31およびMG_ECU32を備える。電源部30およびバッテリ31は、第1モータ12および第2モータ13に接続されている。PCU19は、第1モータ12および第2モータ13を駆動する電力を供給するとともに、第1モータ12および第2モータ13により発電された電力を蓄電する制御を実施する。ECU21は、エンジン11の運転を制御するエンジン_ECU33を接続しており、エンジン_ECU33、PCU19および油圧コントローラ20を統括的に制御する。ECU21は、エンジン11、第1モータ12、第2モータ13、第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2を制御することで複数の走行モードのうちのいずれか一つのモードを設定する。ECU21、PCU19、油圧コントローラ20、およびエンジン_ECU33は、制御部の一例である。
The PCU 19 includes a
複数の走行モードは、例えばハイブリッド(HV)走行モードを含む。HV走行モードは、第1モータ12が発電機として機能させられ、第1モータ12で発電した電力を第2モータ13に供給して第2モータ13がモータとして動作させられる。この場合にECU21は、例えば走行状態および電源部30のバッテリ31の状態などに基づいてエンジン11が間欠運転されるようエンジン_ECU33を制御する。エンジン11の間欠運転は、例えばバッテリ31の充電が不要なときにエンジン11を停止させる運転を含む。
The plurality of travel modes include, for example, a hybrid (HV) travel mode. In the HV traveling mode, the
ECU21には、例えば駆動軸の回転速度を検出する車速センサ34が送出する車速情報、シフトレバーに備えられたポジションスイッチ35が送出するポジション情報がそれぞれ入力される。またECU21には、アクセルペダルに備えられたアクセル開度センサ36が送出するアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度の情報、およびブレーキペダルに備えられたストロークセンサ37が送出するブレーキペダルの踏み込み量の情報が入力される。さらにECU21には、外気温センサ38が送出する外気温の情報、エンジン11の電子スロットルバルブ(図示なし)に備えられたスロットル開度センサ39が送出するスロットル開度情報がそれぞれ入力される。さらにまたECU21には、エンジン11に備えられたエンジン回転数センサ40が送出するエンジンの回転数の情報が入力される。また、ECU21は、エンジン11の運転が停止される時間を計時するカウンタ41を備える。カウンタ41で計時したエンジン11の停止時間は記憶部42に更新して記憶される。エンジン_ECU33は、エンジン11の運転状態を検出する各種センサから信号を入力することにより燃料噴射制御、点火制御、および吸入空気量調節制御などを制御する。
The
図2は、図1で説明した駆動装置10を搭載した車両43の一例を示すスケルトン図であり、フロントエンジン・フロントドライブ車(FF車)あるいはリヤエンジン・リヤドライブ車(RR車)に適するように構成されている。図2に示すように、第1遊星歯車機構14は、エンジン11が出力した駆動力を第1モータ12側と出力部材16側とに分割する駆動力分割機構を構成する。第1遊星歯車機構14は、三つの回転要素によって差動作用を行う機構であればよい。同図に示す例では、第1遊星歯車機構14はシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成される。第1遊星歯車機構14は、外歯歯車である第1サンギヤS1、第1サンギヤS1に対して同心円上に配置された内歯歯車である第1リングギヤR1、および第1キャリヤC1を回転要素として備えている。第1キャリヤC1は、第1サンギヤS1と第1リングギヤR1との間に配置されて第1サンギヤS1と第1リングギヤR1に噛み合っている第1ピニオンギヤP1を保持している。エンジン11が出力した駆動力は、第1キャリヤC1に入力されるように構成されており、第1キャリヤC1は第1入力要素の一例である。第1サンギヤS1は、第1モータ12のロータ12aに連結されており、第1反力要素の一例である。第1リングギヤR1は、第2キャリヤC2に連結されており、第1出力要素の一例である。
FIG. 2 is a skeleton diagram showing an example of a
第2遊星歯車機構15は変速部を構成しており、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されている。第2遊星歯車機構15は、外歯車である第2サンギヤS2、第2サンギヤS2に対して同心円上に配置された内歯歯車である第2リングギヤR2、および第2キャリヤC2を回転要素として備え、これら三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。第2キャリヤC2は、第2サンギヤS2と第2リングギヤR2との間に配置されて、第2サンギヤS2および第2リングギヤR2に噛み合っている第2ピニオンギヤP2を保持している。第2キャリヤC2は、第1リングギヤR1に連結されており、第2入力要素の一例である。また、第2リングギヤR2は、出力部材16に連結されており、第2出力要素の一例である。そして、第2サンギヤS2は第2反力要素の一例である。
The second
第1遊星歯車機構14と第2遊星歯車機構15とが複合遊星歯車機構を構成するように第1クラッチ機構CL1が設けられている。第1クラッチ機構CL1は、第1遊星歯車機構14の第1入力要素と第2遊星歯車機構15の第2反力要素とを選択的に連結するためのものであって、第2サンギヤS2を第1キャリヤC1に連結する。第1クラッチ機構CL1が係合した場合には、第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とが連結されてこれらが入力要素となる。また、第1クラッチ機構CL1を係合させた場合には、第1サンギヤS1が反力要素となり、さらに第2遊星歯車機構15における第2リングギヤR2が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。
The first clutch mechanism CL1 is provided so that the first
第2クラッチ機構CL2は、第2遊星歯車機構15の全体を一体化させるためのものである。この第2クラッチ機構CL2は、第2遊星歯車機構15における第2サンギヤS2と第1キャリヤC1もしくは第2リングギヤR2、あるいは第1キャリヤC1と第2リングギヤR2とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものである。この例では、第2クラッチ機構CL2は、第2遊星歯車機構15における第2サンギヤS2と第2リングギヤR2とを連結するように構成されている。
The second clutch mechanism CL2 is for integrating the entire second
駆動装置10は、エンジン11や第1遊星歯車機構14あるいは第2遊星歯車機構15の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト51が配置されている。出力部材16に噛み合っているドリブンギヤ52は、カウンタシャフト51に取り付けられている。また、カウンタシャフト51には、ドライブギヤ53が取り付けられており、ドライブギヤ53は、終減速機であるデファレンシャルギヤ54におけるリングギヤ55に噛み合っている。さらに、ドリブンギヤ52には、第2モータ13におけるロータ56に取り付けられたドライブギヤ57が噛み合っている。したがって、出力部材16から出力された駆動力もしくはトルクに、第2モータ13が出力した駆動力もしくはトルクを、ドリブンギヤ52の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された駆動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤ54から左右のドライブシャフト58および駆動輪59に伝達するように構成されている。
In the
ECU21が設定可能な走行モードは、エンジン11および第2モータ13が出力した駆動力で走行することが可能なHV走行モードを含む。HV走行モードは、第1クラッチ機構CL1が係合し、かつ第2クラッチ機構CL2が解放することで設定されるハイモードと、第1クラッチ機構CL1が解放し、かつ第2クラッチ機構CL2が係合されることで設定されるローモードとを含む。
The travel modes that can be set by the
ハイモードでは、第1クラッチ機構CL1によって、第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とが連結されることにより、第1遊星歯車機構14と第2遊星歯車機構15とによって複合遊星歯車機構が形成される。エンジン11の駆動力は、第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とに伝達される。第1遊星歯車機構14においては、第1キャリヤC1に伝達された駆動力が第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに分割して伝達される。第1サンギヤS1に伝達された駆動力によって第1モータ12が駆動され、第1モータ12が発電機として機能し発電する。その発電に伴う負トルク(エンジン11の回転方向とは反対の方向に作用するトルク)が第1サンギヤS1に作用する。また、第1リングギヤR1から第2キャリヤC2に駆動力が伝達され、その駆動力と第2サンギヤS2に伝達される駆動力とに応じた駆動力が第2リングギヤR2に伝達される。第2リングギヤR2からドリブンギヤ52およびカウンタシャフト51ならびにドライブギヤ53を経由してデファレンシャルギヤ54に駆動力が伝達される。
In the high mode, the first
一方、第1モータ12で発電された電力によって第2モータ13がモータとして機能し、その駆動力がドライブギヤ57を介してドリブンギヤ52に伝達される。すなわち、一旦電力に変換された駆動力が、第2モータ13によって機械的な駆動力に再変換され、出力部材16から出力される駆動力に加えられる。
On the other hand, the
図3は、駆動装置10がパーキング状態の場合でのエンジン11、第1モータ12および第2モータ13の回転数の関係を示す共線図である。図3にて、点線で表される直線Hiがハイモードのときの回転数を表し、実線で示される直線Loがローモードのときの回転数を表す。共線図は、複合遊星歯車機構における各回転要素を示す直線Hi,Loを変速比(ギヤ比)の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線Hi,Loに交差する基線61からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示している。
FIG. 3 is a collinear diagram illustrating the relationship among the rotational speeds of the
ハイモードの場合には、第1クラッチ機構CL1によって連結されている第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とが入力要素を形成し、エンジン11が出力した駆動力が第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とに伝達される。また、第1サンギヤS1には第1モータ12が発電機として機能することによる負トルクが加えられ、第1サンギヤS1が反力要素となる。同図に直線(点線)Hiで表されているように、ハイモードの場合には、例えば駐車ブレーキの操作に基づいて出力部材16に連結されている第2リングギヤR2の回転数がゼロになる。このとき、第1モータ12のロータ12aに接続された第1サンギヤS1の回転数は、第1キャリヤC1や第2サンギヤS2の回転数(あるいはエンジン回転数Ne)より高回転になる。
In the high mode, the first carrier C1 and the second sun gear S2 connected by the first clutch mechanism CL1 form an input element, and the driving force output by the
ローモードでは、第1クラッチ機構CL1を解放し、かつ第2クラッチ機構CL2を係合させることで設定される。第2クラッチ機構CL2が係合する場合には、第2サンギヤS2と第2リングギヤR2とが連結されて、第2遊星歯車機構15の回転要素の全てが一体となって回転する。例えば駐車ブレーキの操作がなされて第2リングギヤR2の回転がゼロの状態になると、第1リングギヤR1の回転もゼロの状態になる。ハイモードでの各回転要素の回転数を示す直線(点線)Hiは、エンジン11の回転数の変化E1によって縦軸60と基線61との交点62を中心として回転する変化、例えば符号Hi’で示す点線への変化となる。このため、エンジン回転数Neの変化E1に対して第1モータ12の回転数の変化は、ハイモードの場合に同図に符号で示すN1となる。ローモードでの各回転要素の回転数を示す直線(実線)Loは、エンジン11の回転数の変化E1によって縦軸63と基線61との交点64を中心として回転する変化、例えば符号Lo’で示す細い実線への変化となる。このため、エンジン回転数Neの変化E1に対して第1モータ12の回転数の変化は、ローモードの場合に同図に符号で示すN2(N1より変化が大きい値)となる。
The low mode is set by releasing the first clutch mechanism CL1 and engaging the second clutch mechanism CL2. When the second clutch mechanism CL2 is engaged, the second sun gear S2 and the second ring gear R2 are connected, and all the rotating elements of the second
なお、図3に示した共線図は、縦軸65と縦軸66との間隔を「1」とした場合に縦軸66と縦軸63との間隔は、第1遊星歯車機構14におけるギヤ比(第1リングギヤR1の歯数と第1サンギヤS1の歯数との比)「ρ1」となるように設定されている。また縦軸66と縦軸63との間隔を「1」とした場合に縦軸63と縦軸60との間隔は、第2遊星歯車機構15のギヤ比(第2リングギヤR2の歯数と第2サンギヤS2の歯数との比)「ρ2」となるように設定されている。
In the collinear chart shown in FIG. 3, when the interval between the
駆動装置10は、縦軸65と縦軸66との間隔を「1」とした場合に、ハイモードが設定されたときには縦軸66と縦軸60との間隔に相当する複合遊星歯車機構(第2遊星歯車機構15)のギヤ比が「(ρ1+ρ1×ρ2)」となり、ローモードが設定されたときには縦軸66と縦軸63との間隔に相当する複合遊星歯車機構のギヤ比が「ρ1」となる。つまり、エンジン11から第1モータ12へ駆動力を分割する複合遊星歯車機構のギヤ比を「1」として、ハイモードが設定された場合のエンジン11から出力部材16に伝達される駆動力を「F2」とし、また、ローモードが設定された場合のエンジン11から出力部材16に伝達される駆動力を「F1」とすると、「F1=ρ1、F2=ρ2+ρ1×ρ2」となり、互いの駆動力分割比の大きさは「F1<F2」の関係になる。なお、ローモードは第2走行モードの一例であり、ハイモードは第1走行モードの一例である。
When the high mode is set when the interval between the
図4は、ECU21が車両43のNV特性を向上させる制御を実施する手順を示すフローチャートである。ステップS1にてECU21は、エンジン11が間欠運転中か否か、つまりエンジン11を停止しているか否かを判断する。否定(N側)の場合つまりエンジン11が運転している場合にはステップS2に移行し、肯定(Y側)の場合にはリターンに移行する。ステップS2にてECU21は、外気温センサ38から得られる外気温の情報が予め決められた閾値A未満か否かを判断する。肯定(Y側)の場合つまり外気温が閾値A未満の場合にはステップS3に移行し、否定(N側)の場合にはステップS8に移行する。ステップS3にてECU21は、記憶部42に記憶されている直前のエンジン11の停止時間が予め決められた閾値Bを超えているか否かを判断する。肯定(Y側)の場合つまり直前のエンジン11の停止時間が閾値Bを超えている場合にはステップS4に移行し、否定(N側)の場合にはステップS8に移行する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure in which the
ステップS4にてECU21は、エンジン11が始動してから現時点までの時間が予め決められた閾値Cを超えているか否かを判断する。肯定(Y側)の場合つまりエンジン11が始動してから現時点までの時間が超えている場合にはステップS5に移行し、否定(N側)の場合にはステップS8に移行する。ステップS5にてECU21は、ポジションスイッチ35から得られる情報を参照してパーキングポジションか否かを判断する。肯定(Y側)の場合つまりパーキングポジションの場合にはステップS7に移行し、否定(N側)の場合にはステップS6に移行する。ステップS6にてECU21は、車速センサ34から得られる車速の情報を参照して車速がゼロか否かを判断する。肯定(Y側)の場合、つまり車両43が停止中の場合にはステップS7に移行し、否定(N側)の場合にはリターンに移行する。なお、車両43が停止中の場合は、パーキングポジションの解除操作を実施したときを含む。
In step S4, the
ステップS7にてECU21は、エンジン回転数Neが歯打ち音の生じ易い回転域に含まれるかを判断するための閾値Nethを、予め決められた第1閾値からこれよりも大きい第2閾値に変更する制御を実施した後にステップS8に移行する。つまり、ステップS7にてECU21は、外気温が閾値A未満となる第1条件(ステップS2の条件)、直前のエンジン11の停止時間が閾値Bを超える第2条件(ステップS3の条件)およびエンジン11が始動してから現時点までの時間が閾値Cを超える第3条件(ステップS4の条件)が成立する場合で、かつ車両43が停止中である第4条件(ステップS5の条件)のときにECU21は、閾値Nethを増加させる制御を実施する。第1条件から第3条件は、エンジン11の燃焼状態を判断する条件となっている。また、歯打ち音は、パーキングレンジを解除するときなど駆動装置10を構成するギヤ例の噛合部に生じるガタが大きくなるときに発生し易い。そのため第4条件を加えている。ECU21は、歯打ち音が生じ易い運転状態のときに閾値Nethを増加させる制御を実施する。なお、エンジン11の燃焼状態が悪化し易い条件としては、第1条件〜第4条件のうちのいずれか一つの条件としてよい。
In step S7, the
ステップS8にてECU21は、エンジン回転数センサ40から得られるエンジン回転数Neの情報を参照し、エンジン回転数Neが第1閾値未満か否か、または第2閾値未満か否かを判断する。つまり、エンジン回転数Neが歯打ち音の生じ易い特定の回転域に含まれるか否かを判断する。ここで第1閾値を使用する条件は、第1条件(ステップS2の条件)〜第3条件(ステップS4の条件)のうちの少なくとも一つの条件が成立しない場合、つまりエンジン11が良好な燃焼状態であると判断された場合となっている。肯定(Y側)の場合つまりエンジン回転数Neが閾値Neth未満の場合にはステップS9に移行し、否定(N側)の場合にはリターンに移行する。ステップS9にてECU21は、ハイモードか、つまりエンジン11から第1モータ12側に分割される駆動力に対して出力部材16側に分割される駆動力分割比が相対的に大きい走行モードか否かを判断する。肯定(Y側)の場合つまりハイモードの場合にはステップS10に移行し、否定(N側)の場合つまりローモードの場合にはリターンに移行する。ステップS10にてECU21は、ローモードに切り替える制御、つまりエンジン11から第1モータ12側に分割される駆動力に対して出力部材16側に分割される駆動力分割比が相対的に小さい走行モードに切り替える制御を実施する。
In step S8, the
図5は、エンジン回転数NeとNV(Noise and Vibration)特性との関係を示す図である。図5では、縦軸がNV特性、例えば歯打ち音による騒音(dB)を、横軸がエンジン回転数Neをそれぞれ示す。駆動装置10がHV走行モードにて、例えば車両43が停止中の場合に、エンジン11の回転数が特定の回転域67に含まれるとき、例えばアイドル回転数付近のときに、駆動装置10を構成するギヤ列の噛合部で歯打ち音が生じてNV特性を悪化させる。つまりエンジン11が出力する駆動トルク変動の周波数が駆動装置10を構成するギヤ列の噛合い周波数に重なって互いが共振すると歯打ち音が大きくなって騒音となる。図5に示すように、ハイモードのときのNV特性を示す実線Hiのピーク値が特定の回転域67に含まれていることが分かる。このときの閾値Nethは、例えば同図に示す第1閾値K1となっており、エンジン回転数Neが第1閾値K1以上の場合には、ローモードに変更されないため、歯打ち音が解消なれないおそれがある。しかし、図4で説明したようにエンジン11の燃焼状態が悪化する条件が成立し、かつ車両43が停止中の場合には、第1閾値K1から第2閾値K2に閾値Nethが変更される。閾値Nethが第2閾値K2に変更されることで、エンジン回転数Neが第2閾値K2未満となるため、駆動装置10のHV走行モードがローモードに切り替えられる。駆動装置10は、ローモードに切り替わると、図3で説明したように第1モータ12の回転がハイモードのときの回転に対して大きく変化する。これにより、駆動装置10のイナーシャ(慣性モーメント)が変化し、この変化に伴って駆動トルク変動の周波数が変化することで駆動トルク変動の周波数が駆動装置10の噛合い周波数からずれる。つまり、図5に記載された点線Loに示されているように、ローモードでのNV特性のピーク値が特定の回転域67からずれるため、車両43のNV特性を良好なものにすることができる。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the engine speed Ne and NV (Noise and Vibration) characteristics. In FIG. 5, the vertical axis represents NV characteristics, for example, noise (dB) due to rattling noise, and the horizontal axis represents the engine speed Ne. When the
上記実施例では、例えばHV走行モードの場合で車両43が停止中のときに所定の条件(例えば第1条件〜第3条件)が成立する都度、閾値Nethを増加させる制御を実施する。このように必要なときにのみローモードに変更されるので、例えば第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2の切替えに伴う消費エネルギの低減を図ることができる。また、この実施例では、エンジン11が運転中にECU21がポジションスイッチを参照し、パーキングポジション以外、あるいはパーキングポジションの解除操作を実施した場合に、HV走行モードでのローモードを発進時まで維持する。これにより、エンジン11を切り離す従来のものとは異なり、例えば第2モータ13の力行を制御して発進するときにエンジントルクを駆動輪59に速やかに伝達することができ、発進時の応答性が向上する。
In the above embodiment, for example, whenever the predetermined condition (for example, the first condition to the third condition) is satisfied when the
また、上記実施例では、エンジン11の燃焼状態が悪化しているか否かを判断する条件を、図4で説明した第1条件(ステップS2)〜第3条件(ステップS4)としている。しかし、この発明ではこれに限らず、第1条件〜第3条件の代わりに、例えば図6に示すように、多気筒エンジンの複数気筒のうち任意の気筒を休止させる減筒運転を実施しているか否かを判断する条件を用いてよい。
Moreover, in the said Example, the conditions which judge whether the combustion state of the
図6は、車両43のNV特性を向上させる制御の他の例の手順を示すフローチャートである。この例では、エンジン11の運転を停止している場合に、ステップS11にてECU21は、エンジン11が減筒運転を実施しているか否かを判断する。肯定(Y側)の場合つまり減筒運転を実施している場合にはステップS5に移行し、否定(N側)の場合にはステップS6に移行する。つまり、エンジン11が減筒運転を実施し、かつ車両43が停止中の場合にECU21は、閾値Nethを予め決められた第1閾値から第2閾値に変更する制御を実施する。そして、ステップS8にてECU21は、エンジン回転数Neが第1閾値未満か否か、または第2閾値未満か否かを判断する。エンジン回転数Neが閾値Neth未満の場合にECU21は、現時点の設定がハイモードの場合にはローモードに走行モードを切替える。なお、図6では、図4に示すフローチャートと同じ処理がなされるステップについては同じ符号を付してここでの詳しい説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of another example of control for improving the NV characteristic of the
この発明の実施例における駆動装置10は、図2で説明したように、第1リングギヤR1と第2キャリヤC2とを連結するとともに第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とを選択的に連結し、また第2サンギヤS2と第2リングギヤR2とを選択的に連結することにより駆動力分割率を変更するように構成されている。そのようないわゆる複合化は、図2に示す構成以外の構成であっても行うことができる。図7はこの発明の他の実施例を示すスケルトン図である。図7に示すように、駆動装置70は、第1遊星歯車機構14と第2遊星歯車機構15との連結状態、および第1クラッチ機構CL1と第2クラッチ機構CL2の配置を変更した例である。
As described with reference to FIG. 2, the driving
図7に示すように、駆動力分割機構を構成する第1遊星歯車機構14は、第1モータ12に接続された第1サンギヤ(第1反力要素)S1、エンジン11に接続された第1キャリヤ(第1入力要素)C1および第2遊星歯車機構15に接続された第1リングギヤ(第1出力要素)R1を含む。第1リングギヤR1は、第2遊星歯車機構15における第2サンギヤS2に連結される。第1クラッチ機構CL1は、第1キャリヤC1と第2リングギヤR2とを選択的に連結する。第2サンギヤS2は第2入力要素に相当する。出力部材16は、第2キャリヤC2に連結されており、第2キャリヤC2が第2出力要素に相当する。さらに、第2遊星歯車機構15における第2リングギヤR2が第2反力要素に相当する。また、第2クラッチ機構CL2は、第2遊星歯車機構15における第2サンギヤS2と第2キャリヤC2とを選択的に連結する。駆動装置70は、第1クラッチ機構CL1が係合され、かつ第2クラッチ機構CL2が解放されることによりHV走行モードのローモードを設定する。また、第2クラッチ機構CL2が係合され、かつ第1クラッチ機構CL1が解放されることによりHV走行モードのハイモードを設定する。すなわち、ローモードおよびハイモードを設定するための第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2の係合および解放の状態が、図2に示した例とは反対になる。なお、図7では、図2で説明した構成と同じまたは同様な部材には同じ符号を付してここでは詳しい説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the first
図8は、図7で説明した駆動装置70の変形例を示す。図8に示すように、駆動装置72は、第2キャリヤC2が第1キャリヤC1に連結されて、第2キャリヤC2が第2入力要素に相当する。また、第2リングギヤR2に出力部材16が連結されて、第2リングギヤR2が第2出力要素に相当する。第1クラッチ機構CL1は、第2サンギヤS2と第1リングギヤR1とを選択的に連結する。第2クラッチ機構CL2は第2キャリヤC2と第2サンギヤS2とを選択的に連結する。なお、第2サンギヤS2が第2反力要素に相当している。また、HV走行モードのローモードおよびハイモードの設定をするための第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2の係合および解放の状態は、図2で説明した状態と同じである。なお、図8では、図2で説明した構成と同じまたは同様な部材には同じ符号を付してここでは詳しい説明を省略する。
FIG. 8 shows a modification of the driving
この発明においては、シングルピニオン型の遊星歯車機構に替えてダブルピニオン型の遊星歯車機構を使用して駆動装置を構成してもよい。その例を以下に説明する。図9に示した駆動装置73は、第2遊星歯車機構15aをダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成している。第2遊星歯車機構15aは、第2サンギヤS2aに噛み合っている第1のピニオンギヤP2aと、その第1のピニオンギヤP2aおよび第2リングギヤR2aに噛み合っている第2のピニオンギヤP2bとを第2キャリヤC2aによって保持した遊星歯車機構である。したがって、図9に示す駆動装置73では、第2リングギヤR2aが第1リングギヤR1に連結されて、第2リングギヤR2aが第2入力要素に相当する。また、第2キャリヤC2aに出力部材16が連結されて、第2キャリヤC2aが第2出力要素に相当する。さらに、第1クラッチ機構CL1は、第2サンギヤS2aと第1キャリヤC1とを選択的に連結する。第2クラッチ機構CL2は、第2キャリヤC2aと第2サンギヤS2aとを選択的に連結する。なお、第2サンギヤS2aが第2反力要素に相当する。また、図9では、図2で説明した構成と同じまたは同様な部材には同じ符号を付してここでは詳しい説明を省略する。さらに、ローモードおよびハイモードの設定をするための第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2の係合および解放の状態は前述した図2で説明した状態と同じである。
In the present invention, the driving device may be configured using a double pinion type planetary gear mechanism instead of the single pinion type planetary gear mechanism. An example of this will be described below. In the
図10に示す駆動装置74は、図9で説明した駆動装置73と比べて、ダブルピニオン型の第2遊星歯車機構15aにおける第2サンギヤS2aを出力要素としている。また、第1クラッチ機構CL1を介して第2キャリヤC2aが第1キャリヤC1に連結されるように構成されている。したがって、駆動装置74の出力部材は、第2サンギヤS2aに一体化されている出力軸16aとなっている。また、図10では、省略してある第2モータ13は、出力軸16aに対してトルクを加えるように構成されている。この駆動装置74であっても、第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2の係合状態を制御することで、図9で説明した駆動装置と同様に動作させてHV走行モードでのハイモードおよびローモードを設定することができる。
The
図11は、図2で説明した駆動装置75の一例をスケルトン図としてより具体的に示す。図11に示すように、駆動装置75は、図2で説明した駆動装置10における第1遊星歯車機構14と第2遊星歯車機構15との連結状態、および第1クラッチ機構CL1の配置を変更し、そして第1ブレーキ機構BK1を追加した例である。第1ブレーキ機構BK1は、第1クラッチ機構CL1と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式等のクラッチ機構をブレーキ機構として用いられてもよい。なお、図11では、図2で説明した部材と同じまたは同様な部材には同じ符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。第1ブレーキ機構BK1は固定機構の一例である。
FIG. 11 shows an example of the driving
図11に示すように、第1クラッチ機構CL1は、第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とを選択的に連結する。第1ブレーキ機構BK1は、第2サンギヤS2を固定部材76に選択的に固定する。第2キャリヤC2は第1サンギヤS1に連結されている。第2リングギヤR2は出力軸16aに連結されている。駆動装置75は、第1クラッチ機構CL1が係合され、かつ第1ブレーキ機構BK1が解放されることでHV走行モードのハイモードを設定する。また、駆動装置75は、第1クラッチ機構CL1が解放され、かつ第1ブレーキ機構BK1が固定されることでHV走行モードのローモードを設定する。
As shown in FIG. 11, the first clutch mechanism CL1 selectively connects the first carrier C1 and the second sun gear S2. The first brake mechanism BK1 selectively fixes the second sun gear S2 to the fixing
図12は、図2で説明した駆動装置10の一例をスケルトン図としてより具体的に示す。図12に示すように、駆動装置77は、図11で説明した駆動装置75における第1遊星歯車機構14と第2遊星歯車機構15との連結状態および第1クラッチ機構CL1ならびに第1ブレーキ機構BK1の配置を変更した例である。なお、図12では、図2で説明した部材と同じまたは同様な部材には同じ符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。図12に示すように、第1クラッチ機構CL1は、第1キャリヤC1と第2リングギヤR2とを選択的に連結する。第1ブレーキ機構BK1は、第2リングギヤR2を固定部材76に選択的に固定する。第1サンギヤS1は、第2サンギヤS2に連結されている。出力軸16aは、第2キャリヤC2に連結されている。駆動装置77は、第1クラッチ機構CL1が係合され、かつ第1ブレーキ機構BK1が解放されることでHV走行モードのローモードを設定する。また、駆動装置77は、第1クラッチ機構CL1が解放され、かつ第1ブレーキ機構BK1が固定されることでHV走行モードのハイモードを設定する。
FIG. 12 more specifically shows an example of the driving
図13は、図2で説明した駆動装置10の一例をスケルトン図としてより具体的に示す。図13に示すように、駆動装置78は、図2で説明した実施例における第1遊星歯車機構14と第2遊星歯車機構15との連結状態および第1クラッチ機構CL1ならびに第1ブレーキ機構BK1の配置を変更した例である。なお、図13では、図2で説明した部材と同じまたは同様な部材には同じ符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。
FIG. 13 more specifically shows an example of the
図13に示すように、第1クラッチ機構CL1は、第1入力要素となる第1リングギヤR1と第2キャリヤC2とを選択的に連結する。第1ブレーキ機構BK1は、第2キャリヤC2を固定部材76に選択的に固定する。第1出力要素となる第1キャリヤC1は、第2サンギヤS2に連結されている。したがって、第2遊星歯車機構15では、第2サンギヤS2が第2入力要素に相当する。出力部材16は、第2遊星歯車機構15における第2リングギヤR2に連結されており、第2リングギヤR2が第2出力要素に相当する。さらに、第2遊星歯車機構15における第2キャリヤC2が第2反力要素に相当する。駆動装置78は、第1クラッチ機構CL1が係合され、かつ第1ブレーキ機構BK1が解放されることでHV走行モードの前進のハイモードを設定する。駆動装置78は、第1ブレーキ機構BK1が係合され、かつ第1クラッチ機構CL1が解放されることでHV走行モードの後退のローモードを設定する。
As shown in FIG. 13, the first clutch mechanism CL1 selectively connects the first ring gear R1 serving as the first input element and the second carrier C2. The first brake mechanism BK1 selectively fixes the second carrier C2 to the fixing
この発明は、上述した各実施例に限定されないのであって、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。例えば、第1遊星歯車機構14をシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成した場合、第1モータ12を第1サンギヤS1に連結する替わりに第1リングギヤR1に連結して第1リングギヤR1を第1入力要素とし、併せて第1リングギヤR1に替えて第1サンギヤS1を第2遊星歯車機構15における第2入力要素に連結してその第1サンギヤS1を第1出力要素とすることができる。また、この発明の実施例では、第2クラッチ機構CL2は、要は、係合することにより第2遊星歯車機構15を一体化する機構であればよく、したがってサンギヤとキャリヤとリングギヤとのいずれか二つの回転要素もしくはそれら三つの回転要素を連結するように構成されたクラッチ機構であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the object of the present invention. For example, when the first
また、上記各実施例の駆動装置では、例えば、エンジン11の出力軸に連結された入力軸(それぞれ図示せず)が第1遊星歯車機構14を構成する回転要素のうちのいずれか一つに連結されているが、この発明では、例えば出力軸に連結された回転要素と入力軸とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介して出力軸と入力軸とを連結してもよい。さらに、その出力軸と入力軸との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構を配置してもよい。さらにまた、上記各実施例では、HV走行モードを構成するモードとしてハイモードおよびローモードとして説明しているが、この発明では二つの走行モードに限らず、例えばハイモードおよびローモードを含む3つ以上の走行モードを設定可能としてよい。
In the driving devices of the above embodiments, for example, an input shaft (not shown) connected to the output shaft of the
11…エンジン、 12…第1モータ、 13…第2モータ、 14…第1遊星歯車機構、 15,15a…第2遊星歯車機構、 16…出力部材、 21…ECU、 CL1…第1クラッチ機構、 CL2…第2クラッチ機構、 BK1…第1ブレーキ機構。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
発電機能を有する第1モータと、
前記内燃機関が出力した駆動力が入力される第1入力要素と、前記第1モータに連結されている第1反力要素と、第1出力要素とによって、前記内燃機関が出力した駆動力を走行のための駆動力と前記発電機能のための駆動力とに分割する作用を行う第1遊星歯車機構と、
前記第1出力要素に連結された第2入力要素と、出力部材に連結されている第2出力要素と、第2反力要素とによって差動作用を行う第2遊星歯車機構と、
前記第1入力要素と前記第1反力要素とのいずれか一方と前記第2反力要素とを選択的に連結する第1係合機構と、
前記第2遊星歯車機構における少なくともいずれか二つの前記要素を選択的に連結して前記第2遊星歯車機構を一体化させる第2係合機構または前記第2反力要素の回転を規定する固定機構と、
前記出力部材に連結されており前記第1モータによって発電された電力で駆動される第2モータと、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の回転数の変化に対応して前記第1モータの回転数が変化し、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記第1モータの回転数の変化量が相対的に小さい第1走行モードと、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記第1モータの回転数の変化量が相対的に大きい第2走行モードとを含む複数の走行モードを、前記第1係合機構および前記第2係合機構または前記固定機構の係合および解放の状態に応じて設定できるように構成され、
前記内燃機関、前記第1モータ、前記第2モータ、前記第1係合機構、および前記第2係合機構または前記固定機構を制御することで、前記複数の走行モードのうちのいずれか一つの走行モードを設定可能な制御部を備え、
前記制御部は、前記内燃機関が駆動中の場合で、かつ前記内燃機関の回転数が予め決められた閾値以下のときに、前記第2走行モードを設定するように構成されていることを特徴とするものであるハイブリッド車両の制御装置。 An internal combustion engine that outputs driving force;
A first motor having a power generation function;
The driving force output from the internal combustion engine is output by a first input element to which the driving force output from the internal combustion engine is input, a first reaction force element connected to the first motor, and a first output element. A first planetary gear mechanism that performs an action of dividing a driving force for traveling and a driving force for the power generation function;
A second planetary gear mechanism that performs a differential action by a second input element coupled to the first output element, a second output element coupled to the output member, and a second reaction force element;
A first engagement mechanism for selectively connecting one of the first input element and the first reaction force element and the second reaction force element;
A second engagement mechanism for selectively connecting at least any two of the elements in the second planetary gear mechanism to integrate the second planetary gear mechanism, or a fixing mechanism for regulating the rotation of the second reaction force element When,
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising: a second motor coupled to the output member and driven by electric power generated by the first motor;
In the hybrid vehicle, the rotational speed of the first motor changes in response to a change in the rotational speed of the internal combustion engine, and the amount of change in the rotational speed of the first motor is relative to the amount of change in the rotational speed of the internal combustion engine. A plurality of travel modes including a first travel mode that is relatively small and a second travel mode in which the amount of change in the rotation speed of the first motor relative to the amount of change in the rotation speed of the internal combustion engine is relatively large. The engagement mechanism and the second engagement mechanism or the fixing mechanism can be set according to the state of engagement and release,
The internal combustion engine, said first motor, said second motor, said first engagement mechanism, and by controlling the second engagement mechanism or the fixing mechanism, one of the drive mode before Kifuku number With a control unit that can set one driving mode,
The control unit is configured to set the second traveling mode when the internal combustion engine is being driven and when the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined threshold value. A control device for a hybrid vehicle.
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