WO2014021234A1 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hybrid drive device having a clutch that connects and disconnects between an output shaft of an engine and an input shaft of a gear mechanism, and a motor generator that rotates in association with the input shaft.
- a hybrid drive device includes an engine, a clutch that connects and disconnects the output shaft of the engine and the input shaft of the gear mechanism, and a motor generator that rotates in association with the input shaft. Yes.
- the rotational driving force of the motor generator is gradually transmitted to the engine by gradually engaging a clutch that is in a disconnected state.
- the engine is started by gradually increasing the engine speed.
- Patent Document 2 when starting the engine, the clutch is engaged, and the position of the clutch where the input shaft of the transmission starts to rotate from the stopped state is stored as a touch point.
- a technique for storing a position where a predetermined amount of clutch is returned as a standby point is disclosed.
- Patent Document 2 when the engine is stopped from the starting state, the clutch is engaged during inertial rotation of the engine, and the position of the clutch where the input shaft of the transmission starts to rotate from the stopped state is touched.
- a technique is disclosed in which a point is stored, and a position where a predetermined amount of clutch is returned from the touch point is stored as a standby point.
- JP 2010-76678 A Japanese Patent No. 4751537
- the present invention has been made in view of such circumstances, and in a hybrid drive device having a clutch that connects and disconnects an output shaft of an engine and an input shaft of a gear mechanism, and a motor generator that rotates in association with the input shaft.
- An object of the present invention is to provide a technique capable of detecting a touch point at which a clutch starts to be engaged.
- an engine that outputs a rotational driving force to an output shaft, an input shaft that rotates in association with drive wheels, the output shaft, and the input
- a clutch provided between the shaft and connecting / disconnecting between the output shaft and the input shaft, a motor generator rotating in association with the input shaft, a state change detecting means for detecting a state change of the motor generator,
- the clutch in the disengaged state is engaged, the touch that detects the state of the clutch when the state change of the motor generator is detected by the state change detecting means as a touch point at which the clutch starts to be engaged.
- Point detecting means When the clutch in the disengaged state is engaged, the touch that detects the state of the clutch when the state change of the motor generator is detected by the state change detecting means as a touch point at which the clutch starts to be engaged.
- the touch point detection unit detects the touch point by controlling the rotation of the motor generator so that the rotation speed of the input shaft becomes a target input shaft rotation speed. To do.
- the invention according to claim 3 is the first element or the second element according to claim 1 or 2, in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear chart in which the relative rotational speed ratio can be represented by a straight line.
- a planetary gear mechanism having a third element, wherein the motor generator is rotationally connected to one of the first element and the third element, and the other of the first element and the third element is The drive wheel is rotationally connected, and the input shaft is rotationally connected to the second element.
- the touch point detecting means has a rotational speed of the input shaft within a range of an allowable rotational speed having a predetermined rotational speed range. The touch point is detected only in the case of the above.
- the state change of the motor generator detected by the state change detection means is a change in the rotational speed of the motor generator.
- the state change of the motor generator detected by the state change detecting means is a torque change of the rotational driving force generated by the motor generator. It is.
- the state change detecting means includes a change in the rotational speed of the motor generator and a torque of the rotational driving force generated by the motor generator.
- the touch point detecting means detects the touch point based on a change in rotational speed of the motor generator, and detects the erroneous detection of the detected touch point based on a torque change of the motor generator.
- the touch point is detected based on a change in torque of the motor generator, and an erroneous detection of the detected touch point is detected based on a change in rotational speed of the motor generator.
- the touch point detecting means gradually changes the state of the motor generator by gradually engaging the clutch in a disconnected state. Then, the touch point is detected, and the clutch is released after the touch point is detected.
- the invention according to a ninth aspect is the invention according to any one of the first to seventh aspects, wherein the touch point detecting means is engaged when the clutch in the disconnected state is engaged when the engine is stopped.
- the touch point is detected by detecting a change in the state of the motor generator.
- the touch point detection means is the first touch point detection start process or the second touch point detection start in the first touch point detection start process.
- the motor generator By detecting a change in the data state, and detects the touch point, the second predetermined time is set to be shorter than the first regulations time.
- the touch point detecting means determines the state of the clutch when the state change detecting means detects the state change of the motor generator when the clutch in the disconnected state is engaged. It is detected as a touch point at which engagement starts.
- the disengaged clutch when the disengaged clutch is engaged, engine friction torque and engine inertia act on the motor generator, and the motor generator rotation speed and torque change, so the motor generator rotation speed and torque change.
- the touch point detecting means detects the touch point by controlling the rotation of the motor generator so that the rotation speed of the input shaft is the target input shaft rotation speed. This makes it possible to set the rotation speed of the input shaft to an appropriate rotation speed for detecting the touch point regardless of the vehicle speed at which the vehicle is traveling or the vehicle is stopped.
- the touch point can be detected with high accuracy.
- the first element, the second element, and the third element are provided in the arrangement order at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear chart in which the relative rotational speed ratio can be represented by a straight line.
- It has a planetary gear mechanism, a motor generator is rotationally connected to one of the first element and the third element, a driving wheel is rotationally connected to the other of the first element and the third element, and the second element is
- the input shaft is rotationally connected.
- the rotational speed of the input shaft can be set to an arbitrary rotational speed, and the vehicle is traveling at any speed or the vehicle is stopped.
- the rotational speed of the input shaft can be set to an appropriate rotational speed for detecting the touch point, and the touch point can be detected with high accuracy.
- the touch point detecting means detects the touch point only when the rotational speed of the input shaft is within the range of the allowable rotational speed having a predetermined rotational speed range.
- the rotational speed of the input shaft is slower than the permissible rotational speed, the difference in rotational speed between the input shaft and output shaft is small, so the change in the state of the motor generator is scarce. Since the detection is difficult and it is difficult to detect the touch point with high accuracy, the touch point is not detected.
- the rotational speed of the input shaft is higher than the allowable rotational speed, the core of the clutch member connected to the input shaft may be shaken, and the clutch is released from the original touch point. There is a possibility that the touch point is detected at the position.
- the rotation speed of the input shaft is faster than the allowable rotation speed, the touch point is not detected, so that the detection accuracy of the touch point is prevented from being deteriorated, and the touch point can be detected with high accuracy.
- the state change detecting means detects a change in the rotational speed of the motor generator as the state change of the motor generator.
- the state change detecting means detects a torque change of the rotational driving force generated by the motor generator as a state change of the motor generator.
- the touch point detecting means detects the touch point based on a change in the rotational speed of the motor generator, and detects an erroneous detection of the touch point detected based on the torque change of the motor generator. To do. That is, even if the rotation speed of the motor generator changes, if the torque of the motor generator does not correspond to the change in the rotation speed, it is determined that the touch point is erroneously detected. For this reason, erroneous detection of the touch point is eliminated as compared with the case where the touch point is detected only by the change in the rotation speed of the motor generator, so that the touch point can be detected with higher accuracy.
- the touch point detection means detects a touch point based on a torque change of the motor generator, and detects an erroneous detection of the touch point detected based on a change in the rotation speed of the motor generator. That is, even if the torque of the motor generator changes, if the rotation speed of the motor generator does not correspond to the change of torque, it is determined that the touch point is erroneously detected. For this reason, erroneous detection of the touch point is eliminated as compared with the case where the touch point is detected only by a change in the torque of the motor generator, so that the touch point can be detected with higher accuracy.
- the touch point detecting means detects the touch point by gradually engaging the clutch in the disconnected state to change the state of the motor generator, and after detecting the touch point Release the clutch. For this reason, when the clutch is in the disengaged state, the touch point can be detected at an arbitrary time.
- the touch point detecting means detects a touch point by detecting a change in the state of the motor generator when the clutch in the disconnected state is engaged. For this reason, a touch point is detected when the clutch in a disconnected state is engaged. For this reason, it is not necessary to engage the clutch for detecting the touch point, and wasteful energy is suppressed from being consumed for detecting the touch point.
- the touch point detecting means is a predetermined point from the previous touch point detection in the first touch point detection start process or the second touch point detection start process in a state where the clutch is disengaged.
- the touch point is detected by gradually engaging the clutch in the disconnected state, and in addition, when the clutch in the disconnected state is engaged,
- Detect touch points By detecting a change in the state of the motor generator when it is determined that a predetermined second specified time or more has elapsed since the previous touch point detection in the first touch point detection start process or the second touch point detection start process , Detect touch points.
- the second specified time is set shorter than the first specified time.
- the second specified time is set shorter than the first specified time, so the clutch in the disconnected state is engaged. There are more opportunities to detect touch points when doing so, and touch points closer to the current state can be detected.
- the first specified time is set longer than the second specified time, it is suppressed in the first touch point detection start process that the decision to start detecting the touch point frequently is made. It is suppressed that useless energy is consumed for detection.
- the first specified time and the second specified time to an appropriate time, it is possible to cope with a change in touch point caused by a change in the temperature of the clutch while the vehicle is running. Misalignment of touch points can be prevented.
- hybrid drive device 100 of an embodiment (first embodiment) of the present invention is explained based on a drawing.
- the broken lines indicate various information transmission paths, and the alternate long and short dash lines indicate power transmission paths.
- a hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) includes a hybrid drive device 100.
- the hybrid drive device 100 of this embodiment includes an engine EG, a first motor generator MG1, a second motor generator MG2, a planetary gear mechanism 10, a clutch 20, a first inverter 31, a second inverter 32, a battery 33, an actuator 50, and A control unit 40 is provided.
- the state of the clutch 20 until the clutch 20 in the disconnected state is in the connected state is expressed as the clutch 20 being engaged.
- Engine EG is a gasoline engine or diesel engine that uses hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and imparts rotational driving force to drive wheels Wl and Wr.
- the engine EG outputs a rotational driving force to the output shaft EG-1 based on a control signal output from the control unit 40.
- an engine rotation speed sensor EG-2 made of a resolver or the like is disposed.
- the engine rotation speed sensor EG-2 detects the engine rotation speed ⁇ e, which is the rotation speed of the output shaft EG-1, and outputs a detection signal to the control unit 40.
- the engine EG is provided with a water temperature sensor EG-3 that measures the temperature te of cooling water that cools the engine EG and outputs a detection signal to the control unit 40. Further, the engine EG is provided with a fuel injection device (not shown) that injects fuel into the intake port and each cylinder. When the engine EG is a gasoline engine, each cylinder is provided with a spark plug (not shown).
- the clutch 20 is provided between the output shaft EG-1 and the input shaft 51 of the planetary gear mechanism 10, connects and disconnects the output shaft EG-1 and the input shaft 51, and transmits between the output shaft EG-1 and the input shaft 51.
- the clutch 20 is a dry single-plate normally closed clutch, and includes a flywheel 21, a clutch disk 22, a clutch cover 23, a pressure plate 24, and a diaphragm spring 25.
- the flywheel 21 is a disk having a predetermined mass, is connected to the output shaft EG-1, and rotates integrally with the output shaft EG-1.
- the clutch disk 22 has a disk shape with a friction member 22a provided on the outer edge thereof, and faces the flywheel 21 so as to be detachable.
- the clutch disk 22 is connected to the input shaft 51 and rotates integrally with the input shaft 51.
- the clutch cover 23 is connected to the outer edge of the flywheel 21 and is provided radially inward from the cylindrical portion 23a provided on the outer peripheral side of the clutch disc 22 and the end of the cylindrical portion 23a opposite to the connection portion with the flywheel 21.
- the ring-shaped side peripheral wall 23b extends.
- the pressure plate 24 has an annular plate shape, and is disposed so as to face the clutch disk 22 on the side opposite to the face facing the flywheel 21 so as to be detachable.
- the diaphragm spring 25 is a kind of so-called disc spring, and a diaphragm that is inclined in the thickness direction is formed. A radially intermediate portion of the diaphragm spring 25 is in contact with an inner edge of the side peripheral wall 23 b of the clutch cover 23, and an outer edge of the diaphragm spring 25 is in contact with the pressure plate 24.
- the diaphragm spring 25 presses the clutch disk 22 against the flywheel 21 via the pressure plate 24. In this state, the friction member 22 a of the clutch disk 22 is pressed by the flywheel 21 and the pressure plate 24, and the clutch disk 22 and the flywheel 21 rotate integrally by the frictional force between the friction member 22 a and the flywheel 21 and the pressure plate 24.
- the output shaft EG-1 and the input shaft 51 are connected.
- a temperature sensor 26 is attached in a housing (not shown) that houses the clutch 20.
- the in-housing temperature Th detected by the temperature sensor 26 is input to the control unit 40.
- the actuator 50 presses or releases the inner edge of the diaphragm spring 25 toward the flywheel 21 based on a command from the control unit 40, thereby changing the clutch 20 transmission torque.
- the actuator 50 is an electric type in this embodiment.
- the actuator 50 presses the inner edge of the diaphragm spring 25 toward the flywheel 21, the diaphragm spring 25 is deformed, and the outer edge of the diaphragm spring 25 is deformed in a direction away from the flywheel 21.
- the pressing force with which the flywheel 21 and the pressure plate 24 press the clutch disk 22 is gradually reduced, and the transmission torque between the clutch disk 22 and the flywheel 21 is also gradually reduced.
- the shaft EG-1 and the input shaft 51 are cut.
- the control unit 40 drives the actuator 50 to arbitrarily change the transmission torque between the clutch disk 22 and the flywheel 21.
- the first motor generator MG1 operates as a motor that applies rotational driving force to the drive wheels Wl and Wr, and also operates as a generator that converts kinetic energy of the vehicle into electric power.
- the first motor generator MG1 includes a first stator St1 fixed to a case (not shown) and a first rotor Ro1 that is rotatably provided on the inner peripheral side of the first stator St1.
- a rotational speed sensor configured by a resolver or the like that detects the rotational speed ⁇ MG1r of the first motor generator MG1 (first rotor Ro1) and outputs the detected detection signal to the control unit 40.
- MG1-1 is provided in the vicinity of the first rotor Ro1.
- the first inverter 31 is electrically connected to the first stator St1 and the battery 33. Moreover, the 1st inverter 31 is connected so that communication with the control part 40 is possible.
- the first inverter 31 boosts the direct current supplied from the battery 33 based on a control signal from the control unit 40 and converts the direct current into an alternating current, and then supplies the alternating current to the first stator St1 to provide the first motor generator MG1. Rotational driving force is generated in order to cause the first motor generator MG1 to function as a motor.
- the first inverter 31 causes the first motor generator MG1 to function as a generator based on a control signal from the control unit 40, and converts the AC current generated by the first motor generator MG1 into a DC current.
- the battery 33 is charged by lowering the voltage.
- the second motor generator MG2 operates as a motor that applies rotational driving force to the drive wheels Wl and Wr, and also operates as a generator that converts kinetic energy of the vehicle into electric power.
- the second motor generator MG2 includes a second stator St2 fixed to a case (not shown) and a second rotor Ro2 that is rotatably provided on the inner peripheral side of the second stator St2.
- the second inverter 32 is electrically connected to the second stator St2 and the battery 33. Moreover, the 2nd inverter 32 is connected so that communication with the control part 40 is possible.
- the second inverter 32 boosts the direct current supplied from the battery 33 based on a control signal from the control unit 40 and converts the direct current into an alternating current, and then supplies the alternating current to the second stator St2, thereby supplying the second motor generator MG2. Then, the rotational driving force is generated to cause the second motor generator MG2 to function as a motor.
- the second inverter 32 causes the second motor generator MG2 to function as a generator based on a control signal from the control unit 40, and converts the alternating current generated by the second motor generator MG2 into a direct current.
- the battery 33 is charged by lowering the voltage.
- the planetary gear mechanism 10 divides the rotational driving force of the engine EG into a first motor generator MG1 and a later-described differential DF side, and includes a sun gear 11, a planetary gear 12, a carrier 13, and a ring gear 14. .
- the sun gear 11 is connected to the first rotor Ro1 and rotates integrally with the first rotor Ro1.
- a plurality of planetary gears 12 are arranged around the sun gear 11 and mesh with the sun gear 11.
- the carrier 13 supports the plurality of planetary gears 12 so as to be rotatable (rotatable), is connected to the input shaft 51, and rotates integrally with the input shaft 51.
- the ring gear 14 has a ring shape, an inner gear 14a is formed on the inner peripheral side thereof, and an output gear 14b is formed on the outer peripheral side thereof.
- the inner gear 14 a meshes with the plurality of planetary gears 12.
- the reduction gear 60 includes a first gear 61, a second gear 62, and a connecting shaft 63.
- the first gear 61 meshes with the output gear 14b of the ring gear 14 and meshes with the output gear 71 that rotates integrally with the second rotor Ro2.
- the second gear 62 is connected to the first gear 61 by the connecting shaft 63 and rotates integrally with the first gear 61.
- the second gear 62 is set to have a smaller diameter and a smaller number of teeth than the first gear 61.
- the second gear 62 meshes with the input gear 72.
- the differential DF distributes the rotational driving force transmitted to the input gear 72 to the drive shafts 75 and 76 connected to the driving wheels Wl and Wr, respectively.
- the input shaft 51 is rotationally coupled to the drive wheels Wl and Wr via the planetary gear mechanism 10, the reduction gear 60, the differential DF, and the drive shafts 75 and 76.
- the control unit 40 performs overall control of the hybrid drive device 100 and has an ECU.
- the ECU includes “storage units” such as an input / output interface, a CPU, a RAM, a ROM, and a non-volatile memory connected to each other via a bus.
- the CPU executes a program corresponding to the flowcharts shown in FIGS.
- the RAM temporarily stores variables necessary for execution of the program, and the “storage unit” stores detection values from various sensors and stores the program.
- the control part 40 may be comprised with single ECU, and may be comprised with several ECU.
- the control unit 40 acquires information on the accelerator opening degree Ac that means the relative value of the operation amount from the accelerator sensor 82 that detects the operation amount of the accelerator pedal 81. Further, the control unit 40 acquires the wheel speeds Vr and Vl from the wheel speed sensors 85 and 86 that detect the rotational speeds of the wheels Wl and Wr (not limited to the driving wheels), and based on the wheel speeds Vr and Vl, The vehicle speed V of the vehicle is calculated. Then, the control unit 40 calculates “required driving force” based on the accelerator opening degree Ac and the vehicle speed V. Further, the control unit 40 acquires information on the brake opening degree Bk that means the relative value of the operation amount from the brake sensor 84 that detects the operation amount of the brake pedal 83.
- the control unit 40 calculates “required braking force” based on the brake opening degree Bk.
- the control unit 40 receives the rotational speed ⁇ MG1r of the first motor generator MG1 input from the rotational speed sensor MG1-1, the rotational speed ⁇ MG2r of the second motor generator MG2 (calculated from the vehicle speed V), and the gear between the sun gear 11 and the carrier 13 Based on the ratio, the input shaft rotation speed ⁇ i, which is the rotation speed of the input shaft 51 (carrier 13), is calculated.
- the vehicle travels in the “electric travel mode” or “split travel mode”, and both travel modes can be switched during travel.
- the “electric travel mode” is a mode in which the vehicle travels by the rotational driving force of at least one of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2.
- the “split travel mode” is a mode in which the vehicle travels by the rotational driving force of at least one of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 and the rotational driving force of the engine EG.
- the vertical axis corresponds to the rotation speed of each rotation element.
- the area above 0 shown in FIG. 2 is positive rotation, and the area below 0 is negative rotation.
- s represents the rotational speed of the sun gear 11
- ca represents the rotational speed of the carrier 13
- r represents the rotational speed of the ring gear 14. That is, s represents the rotational speed of the first motor generator MG1, ca represents the rotational speed of the input shaft 51, and r represents the rotational speed proportional to the rotational speed of the second motor generator MG2 and the drive wheels Wl and Wr (vehicle speed). Represents.
- the rotation speed of ca becomes the same rotation speed as the rotation speed of the output shaft EG-1 of the engine EG.
- the interval between the vertical lines of s and ca is 1, the interval between the vertical lines of ca and r is the gear ratio ⁇ of the planetary gear mechanism 10 (the gear ratio of the sun gear 11 and the inner gear 14a (the number of teeth of the sun gear 11). / The number of teeth of the inner gear 14a)).
- the first motor generator MG1 first rotor Ro1
- the input shaft 51, and the second motor generator MG2 are rotationally connected to each other and rotate in relation to each other.
- the control unit 40 controls the actuator 50 so that the clutch 20 is in a disconnected state. As a result, the engine EG and the input shaft 51 are disconnected. Then, the control unit 40 outputs a control signal to the second inverter 32 to drive the second motor generator MG2 so that the “required driving force” is obtained. In this state, as shown by the solid line in FIG. 2A, the second motor generator MG2 rotates forward. And since the engine EG is cut
- the control unit 40 When the vehicle travels in the “electric travel mode”, the control unit 40 outputs a control signal to the actuator 50 when the “required drive force” is not reached only by the rotational drive force of the second motor generator MG2.
- the clutch 20 is engaged to connect the output shaft EG-1 and the input shaft 51, and then a control signal is output to the first inverter 31 and the second inverter 32 so that the “required driving force” is obtained.
- the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are driven. In this state, as shown by the broken line in FIG. 2A, the first motor generator MG1 rotates in the reverse direction (state 2 in FIG. 2A), the second motor generator MG2 rotates in the forward direction, and the engine EG stops (see FIG.
- the friction torque of the engine EG which is a negative torque, functions as a reaction force receiver that supports the carrier 13. Therefore, the maximum rotational driving force that can be output by the first motor generator MG1 is that the rotational torque transmitted to the input shaft 51 by the rotational driving force of the first motor generator MG1 is equal to or less than the friction torque of the engine EG. Limited to rotational driving force.
- the control unit 40 controls the actuator 50 so that the clutch 20 is engaged, and controls the engine EG so that a predetermined rotational driving force is generated by the engine EG.
- the engine EG and the input shaft 51 are connected, and the rotational driving force of the engine EG is input to the carrier 13.
- the rotational driving force of the engine EG input to the carrier 13 is distributed and transmitted to the sun gear 11 and the ring gear 14. That is, the rotational driving force of the engine EG is distributed to the first motor generator MG1 and the driving wheels Wr and Wl.
- the engine EG In the “split travel mode”, the engine EG is maintained in a state of high efficiency (a state of high fuel consumption rate efficiency).
- the first motor generator MG1 distributes and transmits the rotational driving force of the engine EG, rotates forward (4 in FIG. 2A), and generates power.
- first motor generator MG1 outputs negative motor generator torque TMG1 to sun gear 11. That is, the first motor generator MG1 functions as a reaction force receiver that supports the reaction force of the engine torque TE, whereby the rotational driving force of the engine EG is distributed to the ring gear 14 and transmitted to the driving wheels Wl and Wr.
- the second motor generator MG2 is driven by the current generated by the first motor generator MG1 or the current supplied from the battery 33 to drive the drive wheels Wl and Wr.
- the control unit 40 determines that the accelerator pedal 81 is released (accelerator opening Ac is 0), or the brake pedal 83 is depressed (brake opening Bk is greater than 0). ), “Regenerative braking” is executed. In “regenerative braking”, in principle, the control unit 40 controls the actuator 50 so that the clutch 20 is disengaged. Then, control unit 40 outputs a control signal to second inverter 32 to generate regenerative braking force in second motor generator MG2 to generate electric power. At this time, the second motor generator MG2 generates negative rotational torque. The current generated by the second motor generator MG2 is charged by the battery 33.
- the control unit 40 controls the actuator 50 so that the clutch 20 is in the connected state, rotates the engine EG, and the engine EG friction torque (so-called engine brake). Is used to decelerate the vehicle.
- the control unit 40 determines that the travel mode of the vehicle is the “electric travel mode” and the vehicle travels only with the rotational driving force of the second motor generator MG2, or the vehicle stops. If it is determined that the vehicle is running (S11: YES), the program proceeds to S12. If it is determined that the vehicle is not traveling only with the rotational driving force of the second motor generator MG2 (S11: NO), The process of S11 is repeated.
- the control unit 40 includes, in the “first touch point detection start process”, the previous “touch point” (the “touch point” determined to be detected in the “second touch point detection start process” described later). ) Is detected, when it is determined that the predetermined elapsed time “first regulation time” or more has elapsed (S12: YES), the program proceeds to S13 and the previous “touch point” is detected. When it is determined that the “first regulation time” or more has not elapsed (S12: NO), the program is returned to S11.
- control unit 40 executes “touch point detection processing” regardless of whether the engine EG is in the activated state or the stopped state, and advances the program to S14.
- the “touch point detection process” will be described later with reference to the flowcharts of FIGS.
- the control unit 40 releases the clutch 20 to the “standby position” where the predetermined amount (for example, 1.5 mm) is returned from the “touch point” to the release side as described later, and returns the program to S11.
- the predetermined amount for example, 1.5 mm
- the control unit 40 includes the previous “touch point” (“touch point” determined to be detected in the “first touch point detection start process” described above) in the “second touch point detection start process”. ) Is detected, when it is determined that the predetermined elapsed time “second regulation time” or more has elapsed (S22: YES), the program proceeds to S23, and the time when “touch point” was previously detected is detected. If it is determined that the “second regulation time” or more has not elapsed (S22: NO), the program proceeds to S24.
- the “second specified time” in S22 is set to be shorter than the “first specified time” in 12 of FIG.
- the control unit 40 determines the allowable clutch differential rotation at the start of engagement based on the allowable clutch heat generation amount Qtmax when the clutch 20 is engaged, the friction torque Te of the engine EG, the engine inertia Ie, and the target clutch synchronization time tst.
- the speed ⁇ _0max is calculated.
- the allowable clutch differential rotational speed ⁇ — 0max at the start of engagement is the differential rotational speed of the clutch 20 (the differential rotational speed between the input shaft 51 and the output shaft EG-1) that is permitted at the start of engagement of the clutch 20.
- engine EG is stopped (rotation speed of engine EG is 0).
- allowable clutch differential rotation speed ⁇ _0max at the start of engagement represents the rotation speed of input shaft 51.
- the allowable clutch differential rotational speed ⁇ _0max at the start of engagement is appropriately referred to as a target input shaft rotational speed ⁇ it_0 at the start of engagement.
- the allowable clutch heat generation amount Qtmax is a total heat generation amount of the clutch 20 that is permitted when the clutch 20 is engaged, and is calculated based on the in-housing temperature Th detected by the temperature sensor 26. Further, the friction torque Te of the engine EG is calculated based on the oil temperature estimated by the coolant temperature te of the cooling water of the engine EG detected by the water temperature sensor EG-3.
- the engine inertia Ie is a moment of inertia of a rotating member of the engine EG.
- the rotating member of the engine EG includes a crankshaft, a connecting rod, a piston, an output shaft EG-1, a flywheel 21, a clutch cover 23, and a pressure plate 24.
- a diaphragm spring 25 is included.
- the engine inertia Ie is set in advance.
- the target clutch synchronization time tst is the target synchronization time of the clutch 20, and is the elapsed time t from the start of engagement of the clutch 20 until the synchronization of the output shaft EG-1 and the input shaft 51 is completed. .
- the target clutch synchronization time tst is set in advance in consideration of a shock accompanying the engagement of the clutch 20.
- the control unit 40 outputs a control signal to the first inverter 31, and the input shaft rotational speed ⁇ i becomes the target input shaft rotational speed ⁇ it_0 at the start of engagement (allowable clutch differential rotational speed ⁇ _0max at the start of engagement). As described above, the rotation of the first motor generator MG1 is controlled. First, the control unit 40 calculates the target rotational speed ⁇ MG1t of the first motor generator MG1 at which the input shaft rotational speed ⁇ i becomes the target input shaft rotational speed ⁇ it_0 at the start of engagement.
- the control unit 40 calculates the target rotational speed ⁇ MG1t by substituting the target input shaft rotational speed ⁇ it_0 at the start of engagement and the rotational speed ⁇ r of the ring gear 14 into the following equation (1).
- ⁇ MG1t ⁇ ( ⁇ + 1) ⁇ ⁇ it — 0 ⁇ r ⁇ / ⁇ (1)
- ⁇ MG1t target rotational speed of first motor generator MG1
- ⁇ gear ratio of planetary gear mechanism 10 ((number of teeth of sun gear 11) / (number of teeth of inner gear 14a))
- ⁇ it — 0 target input shaft rotation speed at the start of engagement (rotation speed of the carrier 13)
- ⁇ r Rotational speed of the ring gear 14
- the rotational speed ⁇ r of the ring gear 14 is proportional to the vehicle speed V and the rotational speed of the second motor generator MG2, so the control unit 40 determines the rotational speed of the vehicle speed V or the second motor generator MG2. Based on this, the rotational speed ⁇
- the control unit 40 outputs a control signal to the first inverter 31 based on the rotational speed ⁇ MG1r of the first motor generator MG1 detected by the rotational speed sensor MG1-1, so that the first motor generator MG1 Feedback (PID) control is performed so that the rotational speed ⁇ MG1r becomes the calculated target rotational speed ⁇ MG1t.
- the current input shaft rotational speed ⁇ i is (2 in FIG. 2B) while the first motor generator MG1 is stopped (rotational speed is 0) (1 in FIG. 2B).
- the rotational speed of the carrier 13 is larger than the target input shaft rotational speed ⁇ it_0 (shown in FIG.
- the control unit 40 calculates a target clutch transmission torque Tct that is a target transmission torque of the clutch 20 during engagement. Specifically, the control unit 40 substitutes the friction torque Te of the engine EG, the engine inertia Ie, the target input shaft rotational speed ⁇ it_0 at the start of engagement, and the target clutch synchronization time tst into the following equation (2). Then, the target clutch transmission torque Tct is calculated.
- Tct Te + Ie ⁇ ⁇ it — 0 / tst (2) Tct: Target clutch transmission torque Te: Engine EG friction torque Ie: Engine inertia ⁇ it_0: Target input shaft rotation speed at the start of engagement (allowable clutch differential rotation speed at the start of engagement) tst: Target clutch synchronization time
- Te Engine EG friction torque
- Ie Engine inertia ⁇ it_0: Target input shaft rotation speed at the start of engagement (allowable clutch differential rotation speed at the start of engagement)
- tst Target clutch synchronization time
- the control unit 40 performs feedback control so that the clutch transmission torque generated in the clutch 20 becomes the target clutch transmission torque Tct calculated in S26.
- the control unit 40 determines the current temperature based on the in-housing temperature Th detected by the temperature sensor 26, the integrated value of the heat generation amount of the friction member 22a, the integrated value of the heat release amount of the friction member 22a and the clutch 20 as a whole.
- the clutch temperature Tcrt which is the temperature of the friction member 22a, is estimated and acquired.
- the control unit 40 calculates the friction force between the friction member 22a and the flywheel 21 from the clutch temperature Tcrt, the differential rotation speed between the engine rotation speed ⁇ e and the input shaft rotation speed ⁇ i, and the clutch pressing load. Based on the change in the frictional force, a control signal is output to the actuator 50 to feedback control the clutch transmission torque.
- the clutch pressing load is a load with which the clutch disk 22 is pressed against the flywheel 21, and the control unit 40 can recognize the clutch pressing load with a control signal output to the actuator 50.
- control unit 40 uses the following equation (3) to calculate the target input shaft rotational speed ⁇ it_0 at the start of engagement, the target clutch synchronization time tst, the elapsed time t from the start of engagement of the clutch 20, the current engine speed. By substituting the speed ⁇ e, the target input shaft rotational speed ⁇ it during the engagement of the clutch 20 is updated.
- the control unit 40 obtains the target rotational speed ⁇ MG1t of the first motor generator MG1 at which the rotational speed of the carrier 13 becomes the engaged target input shaft rotational speed ⁇ it calculated in S28 by the same method as in S25. calculate.
- the control unit 40 outputs a control signal to the first inverter 31 based on the rotational speed ⁇ MG1r of the first motor generator MG1 detected by the rotational speed sensor MG1-1, so that the first motor generator MG1 Feedback (PID) control is performed so that the rotation speed becomes the calculated target rotation speed ⁇ MG1t.
- PID Motor generator MG1 Feedback
- the control unit 40 starts the “first engine start process”.
- the “first engine start process” will be described with reference to the flowchart of FIG.
- the “first engine start process” is started, in S30-1, when the control unit 40 determines that the engine EG has been started (S30-1: YES), the “first engine start process” is ended. (S30 in FIG. 4 ends), the program proceeds to S31 in FIG. 4. If it is determined that the engine EG has not been started (S30-1: NO), the program proceeds to S30-2.
- control unit 40 injects fuel with the combustion injection device and ignites with the spark plug to start the engine EG.
- the “first engine start process” ends (S30 in FIG. 4 ends), and the program proceeds to S31 in FIG.
- S31 when the control unit 40 determines that the engine rotational speed ⁇ e and the input shaft rotational speed ⁇ i coincide with each other (S31: YES), the program proceeds to S32, and the engine rotational speed ⁇ e and the input shaft rotational speed ⁇ i are determined. If it is determined that they do not match (S31: NO), the program is returned to S27.
- the state where the engine rotational speed ⁇ e and the input shaft rotational speed ⁇ i coincide with each other is a state where the engine rotational speed ⁇ e and the input shaft rotational speed ⁇ i are synchronized, and indicates a state where the clutch 20 is synchronized. .
- control unit 40 outputs a control signal to the actuator 50, completely engages the clutch 20, completely connects the output shaft EG-1 and the input shaft 51, and advances the program to S33.
- the control unit 40 starts the “second engine start process”. This “second engine start process” will be described with reference to the flowchart of FIG.
- the “second engine start process” if the control unit 40 determines in S33-1 that the engine EG has already been started (S33-1: YES), the “second engine start process” ends. (S33 in FIG. 4 ends), the program returns to S21 in FIG.
- the control unit 40 determines that the engine EG has not been started (S33-1: NO)
- the program proceeds to S33-2.
- control unit 40 injects fuel with the combustion injection device and ignites with the spark plug to start the engine EG.
- the “second engine start process” ends (S33 in FIG. 4 ends), and the program returns to S21 in FIG.
- control unit 40 outputs a control signal to the first inverter 31, thereby increasing the rotation speed of the first motor generator MG1 and increasing the engine rotation speed ⁇ e.
- the program returns to S33-2.
- the control unit 40 When the engine EG is started, the control unit 40 outputs a control signal to the engine EG, generates a desired rotational driving force in the engine EG, and outputs a control signal to the first inverter 31.
- the vehicle By starting power generation in one motor generator MG1, the vehicle travels in the “split travel mode” described above.
- the “first touch point detection start process” and the “second touch point detection start process” described above are executed in parallel when the vehicle is ready to travel.
- the first motor generator MG1 is not purposely rotated for detecting the “touch point”, and the “touch point” is detected when the engine EG is started. Therefore, useless energy is prevented from being consumed for detecting the touch point.
- the engine EG Since the driving mode is switched to the “split driving mode” (t4 in FIG. 10) and the “second specified time” has elapsed (t5 in FIG. 10), the engine EG has already been started. It is determined as NO, and the “touch point” is not detected.
- the control unit 40 sets the target input shaft rotational speed ⁇ i2.
- This target input shaft rotational speed ⁇ i2 is set within a range of “allowable rotational speed” (for example, 400 rpm to 2000 rpm) that is the rotational speed of the input shaft 51 that can detect the “touch point” with high accuracy.
- the target input shaft rotational speed ⁇ i2 is set to an average of “allowable rotational speed” (for example, 1200 rpm).
- the control unit 40 performs the same process as in S25 of FIG. 4 described above so that the rotation speed of the first motor generator MG1 becomes the target input shaft rotation speed ⁇ i2 set in S51.
- the rotational speed of the input shaft 51 changes according to a change in the vehicle speed V of the vehicle. That is, as shown in FIG. 2, the rotational speed of the input shaft 51 is related to the rotational speed of the second motor generator MG2 that is proportional to the vehicle speed V. Change.
- the rotation speed of the input shaft 51 is controlled to be the target input shaft rotation speed ⁇ i2.
- control unit 40 outputs the control signal to the actuator 50 to control the clutch 20 to the engagement side by a predetermined amount.
- Controlling the clutch 20 to the engagement side by a predetermined amount means that the clutch disk 22 is moved to the flywheel 21 side within a range in which the clutch 20 is not completely engaged when the clutch disk 22 and the flywheel 21 are separated from each other. To move gradually.
- the program proceeds to S55.
- control unit 40 detects a change in the state of the first motor generator MG1 in S56 (S56: YES), the program proceeds to S57, and if a change in the state of the first motor generator MG1 is not detected. (S56: NO), the program is returned to S54.
- the change in the state of the first motor generator MG1 is a change in the rotational speed of the first motor generator MG1 or a change in the torque of the rotational driving force generated by the first motor generator MG1.
- a change in the torque of the rotational driving force generated by the first motor generator MG1 is caused by a change in the current value of the drive current applied to the first motor generator MG1 by the first inverter 31 (a change in the duty ratio of the current). Detected).
- the control unit 40 controls the rotation speed of the first motor generator MG1 to be a target rotation speed. Therefore, when the clutch disk 22 contacts the flywheel 21, the load on the first motor generator MG1 is increased. Since it changes, the current value of the drive current applied to the first motor generator MG1 changes.
- control unit 40 stores the state value of the clutch 20 in the “storage unit” as the detection value at the current “touch point”.
- the state value of the clutch 20 is, for example, the stroke amount of the actuator 50, the current value or voltage value of the drive current applied to the actuator 50, and the clutch pressing load described above.
- the control unit 40 updates and stores the state value of the clutch 20 at the “touch point” in the “storage unit”.
- the state value of the clutch 20 at the “touch point” up to the previous time and the state value of the clutch 20 at the “touch point” detected this time are weighted average (weighted average).
- the state value of the clutch 20 is updated. For example, the ratio of the state value of the clutch 20 up to the previous time is set to 8, and the ratio of the state value of the clutch 20 at the “touch point” detected this time is set to 2, and the weighted average is performed.
- control unit 40 determines in S66 that the state quantity A of the first motor generator MG1 has changed by a predetermined amount or more (S66: YES)
- the program proceeds to S67, and the state of the first motor generator MG1. If it is determined that the amount A has not changed more than the specified amount (S66: NO), the program is returned to S64.
- the state quantity A of the first motor generator MG1 is, for example, a change in the rotation speed of the first motor generator MG1 or a change in the torque of the rotational driving force generated by the first motor generator MG1.
- control unit 40 determines in S67 that the change in the state quantity B of the first motor generator MG1 is within the range of the predetermined limit quantity (S67: YES)
- the control unit 40 advances the program to S68.
- the “touch point detection process of the second embodiment” ends.
- the state quantity B of the first motor generator MG1 is, for example, a change in the torque of the rotational driving force generated by the first motor generator MG1 or a change in the rotational speed of the first motor generator MG1. This is different from the state quantity A of the first motor generator MG1.
- the control unit 40 stores the state value of the clutch 20 at the “touch point” detected this time in the “storage unit” as a detection value. For example, in S66, the control unit 40 stores the state value of the clutch 20 when the state amount A of the first motor generator MG1 changes as the state value of the clutch 20 at the “touch point” detected this time. Alternatively, the control unit 40 subtracts a predetermined amount of change in the state amount A of the first motor generator MG1 in S66 from the state value of the clutch 20 at the current “touch point”, and detects the “touch point” detected this time. Is stored as the state value of the clutch 20 in FIG. When S68 ends, the program proceeds to S69.
- control unit 40 executes the same process as in S58 of FIG. 7, and updates and stores the state value of the clutch 20 at the “touch point” in the “storage unit”.
- S69 ends, the “touch point detection process of the second embodiment” ends.
- control unit 40 sets the position of the clutch 20 returned to the release side by a predetermined amount (for example, 1.5 mm) from the updated “touch point” as the “standby position” and sets the clutch 20 at the “standby position”.
- the state value is updated and stored in the “storage unit”, and the program is returned to S91.
- the clutch 20 When the clutch 20 is in the disengaged state, the clutch 20 is set to the state value at the changed standby position, and the clutch disk 22 is positioned at the changed standby position.
- the control unit 40 touch point detection unit
- the control unit 40 is configured to rotate the rotation speed sensor MG1-1 or the first inverter 31 (state change detection unit).
- the state of the clutch 20 when the state change of the first motor generator MG1 is detected (determined as YES in 56 of FIG. 7 or S66 of FIG. 8) is detected as a “touch point” at which the clutch 20 starts to engage. (S57 in FIG. 7, S68 in FIG. 8).
- the friction torque Te of the engine EG and the engine inertia Ie act on the first motor generator MG1, and the rotational speed and torque of the first motor generator MG1 change.
- the control unit 40 (touch point detecting means) sets a target input shaft rotational speed ⁇ i2 that is the rotational speed of the input shaft 51 capable of accurately detecting the “touch point”. To do.
- the control unit 40 controls the rotation speed of the first motor generator MG1 so that the rotation speed of the first motor generator MG1 becomes the target input shaft rotation speed ⁇ i2.
- the “touch point” is detected. Thereby, the rotation speed of the input shaft 51 can be set to an appropriate rotation speed for detecting the “touch point”, and the “touch point” can be detected with high accuracy.
- the rotational speed of the input shaft 51 is determined based on whether rotational power from the engine EG is transmitted, whether power is being generated by the first motor generator MG1, whether the vehicle is stopped, Varies with changes in vehicle speed. However, since the rotation speed of the input shaft 51 is controlled by the first motor generator MG1 to be the target input shaft rotation speed ⁇ i2, the “touch point” is detected regardless of the state of the vehicle. Can do.
- the three elements of the planetary gear mechanism 10 are arranged in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear chart (shown in FIG. 2) in which the relative rotational speed ratio can be represented by a straight line.
- the first motor generator MG1 is rotationally coupled to the sun gear 11 that is the first element
- the input shaft 51 is connected to the carrier 13 that is the second element.
- Drive wheels Wl and Wr and a second motor generator MG2 are rotationally connected to the ring gear 14 which is the third element.
- the rotational speed of the input shaft 51 can be set to an arbitrary rotational speed. An appropriate rotation speed for detecting the “touch point” can be obtained, and the “touch point” can be detected with high accuracy. Even if the engine EG is stopped, the first motor generator MG1 is rotated so that the vehicle is traveling at any speed or the vehicle is stopped. In addition, the “touch point” can be detected by rotating the input shaft 51. Furthermore, by rotating the first motor generator MG1 even if the vehicle is traveling at any vehicle speed while the engine EG is rotating or the vehicle is stopped, The rotational speed difference between the input shaft 51 and the output shaft EG-1 can be made suitable for detecting the “touch point”.
- the control unit 40 determines that “the rotational speed of the input shaft 51 is within the range of“ allowable rotational speed ”having a predetermined rotational speed range. "Touch point" is detected. In other words, the rotational speed of the input shaft 51 varies depending on the change in the vehicle speed of the vehicle, but when the rotational speed of the input shaft 51 is slower than the “allowable rotational speed” (NO in S55 of FIG. 7 or S63 of FIG. 8).
- the control unit 40 detects a change in the rotational speed of the first motor generator MG1 as a state change of the first motor generator MG1. Thereby, when the clutch 20 in the disconnected state is engaged, the friction torque Te of the engine EG and the engine inertia Ie act on the first motor generator MG1, and the rotational speed of the first motor generator MG1 changes. The “touch point” can be reliably detected.
- the control unit 40 detects a torque change of the rotational driving force generated by the first motor generator MG1 as a state change of the first motor generator MG1. Thereby, when the clutch 20 in the disconnected state is engaged, the friction torque Te of the engine EG and the engine inertia Ie act on the first motor generator MG1, and the torque of the first motor generator MG1 changes. The “touch point” can be reliably detected.
- control unit 40 detects the “touch point” based on the change in the rotation speed of the first motor generator MG1 in S66 of FIG. 8, and detects the torque change of the first motor generator MG1 in S67 of FIG. An erroneous detection of the “touch point” detected based on the detected error is detected. That is, even if the rotation speed of the first motor generator MG1 changes (S66: YES in FIG. 8), if the first motor generator MG1 torque does not correspond to the change in rotation speed (S67: NO in FIG. 8). ), “Touch point” is falsely detected. That is, the rotation speed of the first motor generator MG1 may change due to disturbance such as voltage fluctuation, electrical noise, or the like.
- the torque change of the first motor generator MG1 does not correspond to the change of the rotation speed of the first motor generator MG1, it is not due to the start of engagement of the clutch 20, and thus it is regarded as an erroneous detection of “touch point”.
- the “touch point” due to disturbance input to the first motor generator MG1 is erroneously detected. Since it is eliminated, the “touch point” can be detected with higher accuracy.
- the control unit 40 detects the “touch point” based on the torque change of the first motor generator MG1 in S66 of FIG. 8, and changes the rotation speed of the first motor generator MG1 in S67 of FIG. An erroneous detection of the “touch point” detected based on the detected error is detected.
- the “touch point” is erroneously detected. That is, the torque of the first motor generator MG1 detected by the first inverter 31 changes due to a disturbance such as when a braking force is applied to the vehicle or when the vehicle travels (such as when traveling on a slope).
- the control unit 40 gradually changes the state of the first motor generator MG1 by gradually engaging the clutch 20 in the disengaged state, thereby setting the “touch point”.
- the clutch 20 is released in S14 of FIG. For this reason, when the clutch 20 is in a disengaged state, that is, when the vehicle is traveling only with the rotational driving force of the second motor generator MG2 or the vehicle is stopped (YES in S11 of FIG. 3). )
- the “touch point” can be detected at any time.
- the control unit 40 determines whether or not in S56 of FIG. 7 or S66 of FIG. A “touch point” is detected by detecting a change in the state of one motor generator MG1. For this reason, when the engine 20 is started, the “touch point” is detected when the clutch 20 in the disconnected state is engaged. Therefore, there is no need to bother to drive the actuator 50 and engage the clutch 20 in order to detect the “touch point”, and wasteful energy may be consumed to detect the “touch point”. Deterred.
- the control unit 40 detects in the previous “touch point” (“second touch point detection start process” described later) in the “first touch point detection start process”. 7 (including a “touch point” determined) is detected (YES in S12 of FIG. 3) after a predetermined “first specified time” has elapsed (S12 of FIG. 3) or FIG. In S64, the “touch point” is detected in S56 of FIG. 7 or S66 of FIG. 8 by gradually engaging the clutch 20 in the disconnected state. In addition to this, when the clutch 20 in the disengaged state is engaged, in the “second touch point detection start process”, the previous “touch point” (in the aforementioned “first touch point detection start process”).
- the “first specified time” is set longer than the “second specified time”
- the “first touch point detection start process” in FIG. 3 is frequently determined to start detecting “touch points”. Is suppressed, and useless energy is prevented from being consumed for detecting the “touch point”.
- the clutch 20 in the disengaged state when the clutch 20 in the disengaged state is engaged, the “required driving force” is reached only with the rotational driving force of the second motor generator MG2 while the vehicle is traveling in the “electric traveling mode”. Otherwise, in order to run the vehicle by the rotational driving force of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2, the situation where the clutch 20 is engaged, or during the regenerative braking by the second motor generator MG2, A situation where the clutch 20 is engaged in order to use the friction torque for deceleration of the vehicle is included.
- the control unit 40 determines the previous “touch point” in the “second touch point detection start process”. When it is determined that a predetermined elapsed time “second regulation time” or more has elapsed from the time of detection (S22: YES), it is determined to detect “touch point” in S23. However, when it is determined in S21 that the engine EG start condition is satisfied (S21: YES) ("second regulation time” is set to 0), the "touch point” detection is always executed in S23. Even if it is a form, it does not interfere.
- the previous “touch point” in the “first touch point detection start process” is the “touch point” detected in the previous “first touch point detection start process”, and in the “second touch point detection start process”. There is no problem even if the previous “touch point” is the “touch point” detected in the “second touch point detection start process”.
- the control unit 40 determines the state value of the clutch 20 at the “touch point” up to the previous time and the clutch at the current “touch point”.
- the state value of the clutch 20 at the “touch point” is updated by performing a weighted average (weighted average) of the 20 state values.
- the control unit 40 may simply update the state value of the clutch 20 at the current “touch point”.
- the control unit 40 the rotation speed of the first motor generator MG1 input from the rotation speed sensor MG1-1, the rotation speed ⁇ MG2r of the second motor generator MG2 (calculated from the vehicle speed V), and Based on the gear ratio between the sun gear 11 and the carrier 13, the input shaft rotational speed ⁇ i that is the rotational speed of the input shaft 51 is calculated.
- an input shaft rotational speed detection sensor for detecting the rotational speed of the input shaft 51 may be provided near the input shaft 51 to directly detect the input shaft rotational speed ⁇ i.
- the actuator 50 is an electric type, and the control unit 40 determines the stroke amount of the actuator 50 and the current of the drive current applied to the actuator 50 as the state value of the clutch 20 at the “touch point”.
- the value, voltage value, and clutch pressing load described above are detected and stored in the “storage unit”.
- the actuator 50 may be hydraulic or pneumatic.
- the control unit 40 detects the hydraulic pressure, air pressure, clutch pressing load, etc. of the actuator 50 as the state value of the clutch 20 at the “touch point”, and stores it in the “storage unit”.
- the three elements of the planetary gear mechanism 10 are arranged in the order in which they are arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear diagram (shown in FIG. 2) in which the relative rotational speed ratio can be represented by a straight line.
- the first motor generator MG1 is rotationally connected to the sun gear 11 as the first element
- the input shaft 51 is connected to the carrier 13 as the second element
- Drive wheels Wl and Wr and a second motor generator MG2 are rotationally connected to the ring gear 14 as an element.
- the first element is the ring gear 14, the second element is the carrier 13, the third element is the sun gear 11, the first motor generator MG1 is rotationally connected to the ring gear 14 that is the first element, and the carrier 13 that is the second element.
- the input shaft 51 is connected to the sun gear 11, which is the third element, and the drive wheels Wl and Wr and the second motor generator MG2 are rotationally coupled.
- the ring gear 14 has an inner gear 14a formed on the inner peripheral side thereof.
- an outer gear may be formed on the outer peripheral side thereof, and a planetary gear that is pivotally supported by the carrier 13 may be engaged with the outer gear and the sun gear 11.
- the present invention has been described with respect to an embodiment that executes both the “first touch point detection start process” shown in FIG. 3 and the “second touch point detection start process” shown in FIG.
- the embodiment may execute only one of the “first touch point detection start process” and the “second touch point detection start process”.
- Target clutch synchronization time ⁇ i ... Input shaft rotation speed ⁇ it_0 ... Target input shaft rotation speed ⁇ it at start of engagement ⁇ it ... Target input shaft rotational speed during engagement ⁇ e: Engine rotational speed ⁇ — 0max: Permissible clutch differential rotational speed at start of engagement ⁇ MG1t: Target rotational speed of first motor generator ⁇ MG1r: Rotational speed of first motor generator Tct: Target clutch transmission torque
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Abstract
エンジンの出力軸(EG-1)と歯車機構の入力軸(51)間を断接するクラッチ(20)と、入力軸(51)と関連して回転するモータジェネレータ(MG1)を有するハイブリッド駆動装置において、クラッチ(20)が係合を開始するタッチ点を検出することができる技術を提供する。回転速度センサ(MG1-1)が、第一モータジェネレータ(MG1)の回転速度の変化を検出し、第一インバータ(31)が、第一モータジェネレータ(MG1)のトルクの変化を検出し、制御部(40)が、切断状態にあるクラッチ(20)が係合する際に、第一モータジェネレータ(MG1)の回転速度の変化やトルクの変化を検出した時のクラッチ(20)の状態を、タッチ点として検出する。
Description
本発明は、エンジンの出力軸と歯車機構の入力軸間を断接するクラッチと、入力軸と関連して回転するモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置に関する。
従来から特許文献1に示されるように、エンジンと、エンジンの出力軸と歯車機構の入力軸間を断接するクラッチと、入力軸と関連して回転するモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置が提案されている。この特許文献1に示されるハイブリッド駆動装置では、停止状態にあるエンジンを再始動する場合に、切断状態にあるクラッチを徐々に係合させることにより、モータジェネレータの回転駆動力をエンジンに徐々に伝達させて、エンジン回転を徐々に上昇させることによりエンジンを始動させている。
一方で、特許文献2には、エンジンを始動する際に、クラッチを係合していき、トランスミッションの入力軸が停止状態から回転を開始始めるクラッチの位置をタッチ点と記憶し、当該タッチ点から所定量クラッチを戻した位置をスタンバイ点として記憶する技術が開示されている。また特許文献2には、エンジンが起動している状態から停止する時に、エンジンの惰性回転中にクラッチを係合していき、トランスミッションの入力軸が停止状態から回転を開始始めるクラッチの位置をタッチ点と記憶し、当該タッチ点から所定量クラッチを戻した位置をスタンバイ点として記憶する技術が開示されている。
上述した特許文献1に示されるハイブリッド駆動装置では、タッチ点の個体バラツキや経時変化を見こんで余分にクラッチを解放しておく必要が有るため、クラッチの係合制御を開始しても、クラッチを余分に開放していることでクラッチ伝達トルクの発生が遅れ、エンジン始動に遅れが生じてしまうという問題があった。また、ECUが認識しているタッチ点と実際のタッチ点のズレにより、クラッチの係合時において、実際のクラッチ伝達トルクが所望のクラッチ伝達トルクとズレてしまい、正確なクラッチ伝達トルクの制御ができないという問題があった。この問題のため、エンジン始動時において、エンジン回転速度の上昇速度がバラついてしまい、ショックが発生したり、エンジン始動の時間が長くなってしまったりしてしまうという問題があった。
なお、特許文献1に示されるハイブリッド駆動装置では、入力軸の回転速度はモータジェネレータの回転速度に依存するため、入力軸を自由に回転させることができないことから、特許文献2に示されるタッチ点を検出する技術を、特許文献1に示されるハイブリッド駆動装置に適用することはできない。
また、特許文献2に示される技術では、エンジンの惰性回転中にクラッチを係合していき、トランスミッションの入力軸が停止状態から回転を開始始めるクラッチの位置をタッチ点として検出しているため、エンジンの振動の影響により、タッチ点の検出の精度が悪化してしまうという問題があった。また、車両の走行中において、クラッチの温度が変化し、これに伴い、タッチ点も変化するが、特許文献2に示される技術では、エンジンの始動時及び起動しているエンジンが停止する際のみにおいて、タッチ点の検出を行っているので、クラッチの温度が変化に起因するタッチ点の変化に対応することができない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの出力軸と歯車機構の入力軸間を断接するクラッチと、入力軸と関連して回転するモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置において、クラッチが係合を開始するタッチ点を検出することができる技術を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するためになされた、請求項1に係る発明によると、出力軸に回転駆動力を出力するエンジンと、駆動輪と関連して回転する入力軸と、前記出力軸と前記入力軸との間に設けられ、前記出力軸と前記入力軸間を断接するクラッチと、前記入力軸と関連して回転するモータジェネレータと、前記モータジェネレータの状態変化を検出する状態変化検出手段と、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記状態変化検出手段によって前記モータジェネレータの状態変化が検出された時の前記クラッチの状態を、前記クラッチが係合を始めるタッチ点として検出するタッチ点検出手段と、を有する。
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記タッチ点検出手段は、前記モータジェネレータを回転制御することにより、前記入力軸の回転速度を目標入力軸回転速度にして、前記タッチ点を検出する。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2において、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に、第一要素、第二要素、第三要素を備えた遊星歯車機構を有し、前記第一要素及び前記第三要素の一方には、前記モータジェネレータが回転連結され、前記第一要素及び前記第三要素の他方には、前記駆動輪が回転連結され、前記第二要素には、前記入力軸が回転連結されている。
請求項4に係る発明は、請求項1~請求項3のいずれかにおいて、前記タッチ点検出手段は、前記入力軸の回転速度が、所定の回転速度の幅をもった許容回転速度の範囲内にある場合に限り、前記タッチ点の検出を行う。
請求項5に係る発明は、請求項1~請求項4のいずれかにおいて、前記状態変化検出手段が検出する前記モータジェネレータの状態変化は、前記モータジェネレータの回転速度の変化である。
請求項6に係る発明は、請求項1~請求項4のいずれかにおいて、前記状態変化検出手段が検出する前記モータジェネレータの状態変化は、前記モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化である。
請求項7に係る発明は、請求項1~請求項4のいずれかにおいて、前記状態変化検出手段は、前記モータジェネレータの回転速度の変化、及び前記モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化を検出し、前記タッチ点検出手段は、前記モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて前記タッチ点を検出するとともに、前記モータジェネレータのトルク変化に基づいて前記検出されたタッチ点の誤検出を検出し、又は、前記モータジェネレータのトルク変化に基づいて前記タッチ点を検出するとともに、前記モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて前記検出されたタッチ点の誤検出を検出する。
請求項8に係る発明は、請求項1~請求項7のいずれかにおいて、前記タッチ点検出手段は、切断状態にある前記クラッチを徐々に係合させることにより、前記モータジェネレータの状態を変化させて、前記タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後に前記クラッチを解放させる。
請求項9に係る発明は、請求項1~請求項7のいずれかにおいて、前記タッチ点検出手段は、前記エンジンが停止している状態において、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、前記タッチ点を検出する。
請求項10に係る発明は、請求項8又は請求項9において、前記タッチ点検出手段は、前記第一タッチ点検出開始処理において、前記第一タッチ点検出開始処理又は前記第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第一規定時間以上経過したと判断した場合に、切断状態にある前記クラッチを徐々に係合させることにより、前記モータジェネレータの状態を変化させて、前記タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後に前記クラッチを解放させ、前記第二タッチ点検出開始処理において、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記第一タッチ点検出開始処理又は前記第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第二規定時間以上経過したと判断した場合に、前記モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、前記タッチ点を検出し、前記第二規定時間は、前記第一規程時間よりも短く設定されている。
請求項1に係る発明によると、タッチ点検出手段は、切断状態にあるクラッチが係合する際に、状態変化検出手段によってモータジェネレータの状態変化が検出された時のクラッチの状態を、クラッチが係合を始めるタッチ点として検出する。つまり、切断状態にあるクラッチが係合する際には、エンジンのフリクショントルクやエンジンイナーシャがモータジェネレータに作用し、モータジェネレータの回転速度やトルクが変化するので、モータジェネレータの回転速度やトルクの変化を検出することにより、切断状態にあるクラッチが係合し始めるタッチ点を検出することができる。また、モータジェネレータの状態変化に基づいて、タッチ点を検出しているので、エンジンの振動により、タッチ点の検出精度が悪化すること無く、精度高くタッチ点の検出を行うことができる。
請求項2に係る発明によると、タッチ点検出手段は、モータジェネレータを回転制御することにより、入力軸の回転速度を目標入力軸回転速度にして、タッチ点を検出する。これにより、車両がどのような車速で走行していても、或いは、車両が停車中であったとしても、入力軸の回転速度をタッチ点の検出を行うのに適切な回転速度にすることができ、精度高くタッチ点を検出することできる。
請求項3に係る発明によれば、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に、第一要素、第二要素、第三要素を備えた遊星歯車機構を有し、第一要素及び第三要素の一方には、モータジェネレータが回転連結され、第一要素及び第三要素の他方には、駆動輪が回転連結され、第二要素には、入力軸が回転連結されている。これにより、モータジェネレータを回転制御することにより、入力軸の回転速度を任意の回転速度にすることができ、車両がどのような車速で走行していても、或いは、車両が停車中であったとしても、入力軸の回転速度をタッチ点の検出を行うのに適切な回転速度にすることができ、精度高くタッチ点を検出することできる。
請求項4に係る発明によると、タッチ点検出手段は、入力軸の回転速度が、所定の回転速度の幅をもった許容回転速度の範囲内にある場合に限り、タッチ点の検出を行う。入力軸の回転速度が許容回転速度より遅い場合には、入力軸と出力軸の回転速度差が小さいことから、モータジェネレータの状態変化が乏しく、モータジェネレータの状態変化を検出することによるタッチ点の検出が困難であり、精度高くタッチ点の検出を行うのが困難であることから、タッチ点の検出を行わないことにしている。一方で、入力軸の回転速度が許容回転速度より速い場合には、入力軸に接続するクラッチの部材の芯ブレが発生する可能性があり、本来のタッチ点よりも、クラッチが解放している位置でタッチ点が検出されてしまうおそれがある。入力軸の回転速度が許容回転速度より速い場合には、タッチ点の検出を行わないので、タッチ点の検出精度の悪化が防止され、精度高くタッチ点を検出することできる。
請求項5に係る発明によると、状態変化検出手段は、モータジェネレータの状態変化として、モータジェネレータの回転速度の変化を検出する。これにより、切断状態にあるクラッチが係合する際には、エンジンのフリクショントルクやエンジンイナーシャがモータジェネレータに作用し、モータジェネレータの回転速度が変化するので、タッチ点を確実に検出することができる。
請求項6に係る発明によると、状態変化検出手段は、モータジェネレータの状態変化として、モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化を検出する。これにより、切断状態にあるクラッチが係合する際には、エンジンのフリクショントルクやエンジンイナーシャがモータジェネレータに作用し、モータジェネレータのトルクが変化するので、タッチ点を確実に検出することができる。
請求項7に係る発明によると、タッチ点検出手段は、モータジェネレータの回転速度の変化に基づいてタッチ点を検出するとともに、モータジェネレータのトルク変化に基づいて検出されたタッチ点の誤検出を検出する。つまり、モータジェネレータの回転速度が変化したとしても、モータジェネレータのトルクが回転速度の変化に対応していない場合には、タッチ点の誤検出とされる。このため、モータジェネレータの回転速度の変化のみで、タッチ点を検出する場合と比較して、タッチ点の誤検出が排除されるので、より精度高くタッチ点を検出することができる。また、タッチ点検出手段は、モータジェネレータのトルク変化に基づいてタッチ点を検出するとともに、モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて検出されたタッチ点の誤検出を検出する。つまり、モータジェネレータのトルクが変化したとしても、モータジェネレータの回転速度がトルクの変化に対応していない場合には、タッチ点の誤検出とされる。このため、モータジェネレータのトルクの変化のみで、タッチ点を検出する場合と比較して、タッチ点の誤検出が排除されるので、より精度高くタッチ点を検出することができる。
請求項8に係る発明によると、タッチ点検出手段は、切断状態にあるクラッチを徐々に係合させることにより、モータジェネレータの状態を変化させて、タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後にクラッチを解放させる。このため、クラッチが切断状態にある場合には、任意の時期に、タッチ点を検出することができる。
請求項9に係る発明によると、タッチ点検出手段は、切断状態にあるクラッチが係合する際に、モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、タッチ点を検出する。このため、切断状態にあるクラッチが係合する際に、タッチ点が検出される。このため、タッチ点の検出のために、わざわざ、クラッチを係合させる必要が無く、タッチ点の検出のために、無駄なエネルギーが消費されることが抑止される。
請求項10に係る発明によると、タッチ点検出手段は、クラッチが切断している状態において、第一タッチ点検出開始処理又は第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第一規定時間以上経過したと判断した場合に、切断状態にあるクラッチを徐々に係合させることにより、タッチ点を検出し、これに加えて、切断状態にあるクラッチが係合する際に、第一タッチ点検出開始処理又は第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第二規定時間以上経過したと判断した場合に、モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、タッチ点を検出する。そして、第二規定時間は、第一規程時間よりも短く設定されている。車両の走行中において、切断状態にあるクラッチが係合する機会は限定されているが、第二規定時間を、第一規程時間よりも短く設定しているので、切断状態にあるクラッチが係合する際におけるタッチ点を検出する機会がより多くなり、より現状に近いタッチ点を検出することができる。また、第一規定時間が第二規程時間よりも長く設定されているので、第一タッチ点検出開始処理において、頻繁にタッチ点の検出を開始する決定がなされることが抑制され、タッチ点の検出のために、無駄なエネルギーが消費されることが抑止される。また、第一規定時間や第二規程時間を適切な時間に設定することにより、車両の走行中のクラッチの温度が変化に起因するタッチ点の変化に対応することができ、車両の走行中におけるタッチ点のズレを防止することができる。
(ハイブリッド駆動装置の構成)
以下に、本発明の実施形態(第一の実施形態)のハイブリッド駆動装置100を図面に基づいて説明する。なお、図1において、破線は各種情報の伝達経路を示し、一点鎖線は電力の伝達経路を示している。ハイブリッド車両(以下、単に車両と省略する)は、ハイブリッド駆動装置100を備えている。本実施形態のハイブリッド駆動装置100は、エンジンEG、第一モータジェネレータMG1、第二モータジェネレータMG2、遊星歯車機構10、クラッチ20、第一インバータ31、第二インバータ32、バッテリ33、アクチュエータ50、及び制御部40を有している。なお、以下の説明において、切断状態にあるクラッチ20が接続状態になるまでのクラッチ20の状態を、クラッチ20の係合中と表現する。
以下に、本発明の実施形態(第一の実施形態)のハイブリッド駆動装置100を図面に基づいて説明する。なお、図1において、破線は各種情報の伝達経路を示し、一点鎖線は電力の伝達経路を示している。ハイブリッド車両(以下、単に車両と省略する)は、ハイブリッド駆動装置100を備えている。本実施形態のハイブリッド駆動装置100は、エンジンEG、第一モータジェネレータMG1、第二モータジェネレータMG2、遊星歯車機構10、クラッチ20、第一インバータ31、第二インバータ32、バッテリ33、アクチュエータ50、及び制御部40を有している。なお、以下の説明において、切断状態にあるクラッチ20が接続状態になるまでのクラッチ20の状態を、クラッチ20の係合中と表現する。
エンジンEGは、ガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を使用するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等であり、駆動輪Wl、Wrに回転駆動力を付与するものである。エンジンEGは、制御部40から出力される制御信号に基づいて、出力軸EG-1に回転駆動力を出力する。出力軸EG-1の近傍には、レゾルバ等で構成されたエンジン回転速度センサEG-2が配設されている。エンジン回転速度センサEG-2は、出力軸EG-1の回転速度であるエンジン回転速度ωeを検出して、その検出信号を制御部40に出力する。エンジンEGには、エンジンEGを冷却する冷却水の水温teを計測し、その検出信号を制御部40に出力する水温センサEG-3が設けられている。また、エンジンEGは、吸気ポートや各シリンダに燃料を噴射する燃料噴射装置(不図示)が設けられている。また、エンジンEGがガソリンエンジンである場合には、各シリンダには点火プラグ(不図示)が設けられている。
クラッチ20は、出力軸EG-1と遊星歯車機構10の入力軸51との間に設けられ、出力軸EG-1と入力軸51を断接し、出力軸EG-1と入力軸51間の伝達トルクを電子制御可能な任意のタイプのクラッチである。本実施形態では、クラッチ20は、乾式単板ノーマルクローズクラッチであり、フライホイール21、クラッチディスク22、クラッチカバー23、プレッシャープレート24、ダイヤフラムスプリング25を有している。フライホイール21は、所定の質量を有する円板であり、出力軸EG-1が接続し、出力軸EG-1と一体回転する。クラッチディスク22は、その外縁部に摩擦部材22aが設けられた円板状であり、フライホイール21と離接可能に対向している。クラッチディスク22は、入力軸51と接続し、入力軸51と一体回転する。
クラッチカバー23は、フライホイール21の外縁と接続しクラッチディスク22の外周側に設けられた円筒部23aと、フライホイール21との接続部と反対側の円筒部23aの端部から径方向内側に延在する円環板状の側周壁23bとから構成されている。プレッシャープレート24は、円環板状であり、フライホイール21との対向面と反対側のクラッチディスク22に離接可能に対向して配設されている。
ダイヤフラムスプリング25は、所謂皿バネの一種で、その厚さ方向に傾斜するダイヤフラムが形成されている。ダイヤフラムスプリング25の径方向中間部分は、クラッチカバー23の側周壁23bの内縁と当接し、ダイヤフラムスプリング25の外縁は、プレッシャープレート24に当接している。ダイヤフラムスプリング25は、プレッシャープレート24を介して、クラッチディスク22をフライホイール21に押圧している。この状態では、クラッチディスク22の摩擦部材22aがフライホイール21及びプレッシャープレート24によって押圧され、摩擦部材22aとフライホイール21及びプレッシャープレート24間の摩擦力により、クラッチディスク22とフライホイール21が一体回転し、出力軸EG-1と入力軸51が接続されている。
クラッチ20を収納するハウジング(不図示)内には、温度センサ26が取り付けられている。温度センサ26で検出されたハウジング内温度Thは、制御部40に入力される。
アクチュエータ50は、制御部40の指令に基づいて、ダイヤフラムスプリング25の内縁部を、フライホイール21側に押圧又は当該押圧を解除し、クラッチ20伝達トルクを可変とするものである。アクチュエータ50は、本実施形態では、電動式である。アクチュエータ50が、ダイヤフラムスプリング25の内縁部を、フライホイール21側に押圧すると、ダイヤフラムスプリング25が変形して、ダイヤフラムスプリング25の外縁が、フライホイール21から離れる方向に変形する。すると、当該ダイヤフラムスプリング25の変形によって、フライホイール21及びプレッシャープレート24がクラッチディスク22を押圧する押圧力が徐々に低下し、クラッチディスク22とフライホイール21間の伝達トルクも徐々に低下し、出力軸EG-1と入力軸51が切断される。このように、制御部40は、アクチュエータ50を駆動することにより、クラッチディスク22とフライホイール21間の伝達トルクを任意に可変させる。
第一モータジェネレータMG1は、駆動輪Wl、Wrに回転駆動力を付与するモータとして作動するとともに、車両の運動エネルギーを電力に変換する発電機としても作動するものである。第一モータジェネレータMG1は、図示しないケースに固定された第一ステータSt1と、この第一ステータSt1の内周側に回転可能に設けられた第一ロータRo1とから構成されている。なお、第一ロータRo1の近傍には、第一モータジェネレータMG1(第一ロータRo1)の回転速度ωMG1rを検出し、検出した検出信号を制御部40に出力するレゾルバ等で構成された回転速度センサMG1-1が設けられている。
第一インバータ31は、第一ステータSt1及びバッテリ33と電気的に接続されている。また、第一インバータ31は、制御部40と通信可能に接続されている。第一インバータ31は、制御部40からの制御信号に基づいて、バッテリ33から供給される直流電流を、昇圧するとともに交流電流に変換したうえで第一ステータSt1に供給し、第一モータジェネレータMG1で回転駆動力発生させ、第一モータジェネレータMG1をモータとして機能させる。また、第一インバータ31は、制御部40からの制御信号に基づいて、第一モータジェネレータMG1を発電機として機能させ、第一モータジェネレータMG1で発電された交流電流を、直流電流に変換するとともに、電圧を降下させて、バッテリ33を充電する。
第二モータジェネレータMG2は、駆動輪Wl、Wrに回転駆動力を付与するモータとして作動するとともに、車両の運動エネルギーを電力に変換する発電機としても作動するものである。第二モータジェネレータMG2は、図示しないケースに固定された第二ステータSt2と、この第二ステータSt2の内周側に回転可能に設けられた第二ロータRo2とから構成されている。
第二インバータ32は、第二ステータSt2及びバッテリ33と電気的に接続されている。また、第二インバータ32は、制御部40と通信可能に接続されている。第二インバータ32は、制御部40からの制御信号に基づいて、バッテリ33から供給される直流電流を、昇圧するとともに交流電流に変換したうえで第二ステータSt2に供給し、第二モータジェネレータMG2で回転駆動力発生させ、第二モータジェネレータMG2をモータとして機能させる。また、第二インバータ32は、制御部40からの制御信号に基づいて、第二モータジェネレータMG2を発電機として機能させ、第二モータジェネレータMG2で発電された交流電流を、直流電流に変換するとともに、電圧を降下させて、バッテリ33を充電する。
遊星歯車機構10は、エンジンEGの回転駆動力を、第一モータジェネレータMG1と後述のデファレンシャルDF側に分割するものであり、サンギヤ11、プラネタリギヤ12、キャリア13、及びリングギヤ14とから構成されている。サンギヤ11は、第一ロータRo1に接続され、第一ロータRo1と一体回転する。プラネタリギヤ12は、サンギヤ11の周囲に複数配設され、サンギヤ11と噛合している。キャリア13は、複数のプラネタリギヤ12を回転可能(自転可能)に軸支し、入力軸51に接続され、入力軸51と一体回転する。リングギヤ14は、リング状であり、その内周側にインナーギヤ14aが形成され、その外周側にアウトプットギヤ14bが形成されている。インナーギヤ14aは、複数のプラネタリギヤ12と噛合している。
減速ギヤ60は、第一ギヤ61、第二ギヤ62、接続軸63とから構成されている。第一ギヤ61は、リングギヤ14のアウトプットギヤ14bと噛合するとともに、第二ロータRo2と一体回転する出力ギヤ71と噛合している。第二ギヤ62は、接続軸63によって第一ギヤ61と接続し、第一ギヤ61と一体回転する。なお、第二ギヤ62は、第一ギヤ61よりも径が小さく、歯数も少なく設定されている。第二ギヤ62は、入力ギヤ72と噛合している。
デファレンシャルDFは、入力ギヤ72に伝達された回転駆動力を、駆動輪Wl、Wrにそれぞれの接続されたドライブシャフト75、76に分配するものである。以上説明した構成により、入力軸51は、遊星歯車機構10、減速ギヤ60、デファレンシャルDF、ドライブシャフト75、76を介して、駆動輪Wl、Wrに回転連結されている。なお、エンジンEGとクラッチ20との間には、クラッチ20とは別の第二のクラッチは存在しない。また、クラッチ20と駆動輪Wl、Wrとの間には、クラッチ20とは別の第二のクラッチは存在しない。
制御部40は、ハイブリッド駆動装置100を統括制御するものであり、ECUを有している。ECUは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM及び不揮発性メモリー等の「記憶部」を備えている。CPUは、図3~図9に示すフローチャートに対応したプログラムを実行する。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、「記憶部」は各種センサからの検出値を記憶し前記プログラムを記憶している。なお、制御部40は、単体のECUで構成されていてもいいし、複数のECUで構成されていてもよい。
制御部40は、アクセルペダル81の操作量を検出するアクセルセンサ82から、前記操作量の相対値を意味するアクセル開度Acの情報を取得する。また、制御部40は、車輪Wl、Wr(駆動輪に限らない)の回転速度を検出する車輪速センサ85、86から車輪速度Vr、Vlを取得し、当該車輪速度Vr、Vlに基づいて、車両の車速Vを算出する。そして、制御部40は、アクセル開度Ac及び車速Vに基づいて、「要求駆動力」を算出する。更に、制御部40は、ブレーキペダル83の操作量を検出するブレーキセンサ84から、前記操作量の相対値を意味するブレーキ開度Bkの情報を取得する。そして、制御部40は、ブレーキ開度Bkに基づいて、「要求制動力」を算出する。制御部40は、回転速度センサMG1-1から入力された第一モータジェネレータMG1の回転速度ωMG1r、第二モータジェネレータMG2の回転速度ωMG2r(車速Vから算出)、及びサンギヤ11とキャリア13間のギヤ比に基づいて、入力軸51(キャリア13)の回転速度である入力軸回転速度ωiを算出する。
(電動走行モード及びスプリット走行モードの説明)
次に、図2の共線図を用いて、「電動走行モード」及び「スプリット走行モード」を説明する。車両は、「電動走行モード」又は「スプリット走行モード」で走行し、両走行モードは走行中に切替可能となっている。「電動走行モード」は、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の少なくとも一方のみの回転駆動力により走行するモードである。「スプリット走行モード」は、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2少なくとも一方の回転駆動力とエンジンEGの回転駆動力により走行するモードである。
次に、図2の共線図を用いて、「電動走行モード」及び「スプリット走行モード」を説明する。車両は、「電動走行モード」又は「スプリット走行モード」で走行し、両走行モードは走行中に切替可能となっている。「電動走行モード」は、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の少なくとも一方のみの回転駆動力により走行するモードである。「スプリット走行モード」は、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2少なくとも一方の回転駆動力とエンジンEGの回転駆動力により走行するモードである。
図2の共線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。図2に示す0よりも上方の領域は正回転であり、0よりも下側の領域は負回転である。図2において、sはサンギヤ11の回転速度、caはキャリア13の回転速度、rはリングギヤ14の回転速度を表している。つまり、sは第一モータジェネレータMG1の回転速度を表し、caは入力軸51の回転速度を表し、rは第二モータジェネレータMG2の回転速度や駆動輪Wl、Wr(車速)に比例する回転速度を表している。なお、クラッチ20が完全に係合すると、caの回転速度は、エンジンEGの出力軸EG-1の回転速度と同一の回転速度となる。また、sとcaの縦線の間隔を1とすると、caとrの縦線の間隔は遊星歯車機構10のギヤ比λ(サンギヤ11とインナーギヤ14aとの歯数比(サンギヤ11の歯数/インナーギヤ14aの歯数))となっている。このように、第一モータジェネレータMG1(第一ロータRo1)、入力軸51、及び第二モータジェネレータMG2は、相互に回転連結され、相互に関連して回転する。
バッテリ33の残量が十分な場合において、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで、「要求駆動力」に達する場合には、車両は、「電動走行モード」で走行する。
「電動走行モード」において、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行する場合には、制御部40は、クラッチ20が切断状態となるようにアクチュエータ50を制御する。これにより、エンジンEGと入力軸51とが切断される。そして、制御部40は、第二インバータ32に制御信号を出力し、「要求駆動力」となるように、第二モータジェネレータMG2を駆動させる。この状態では、図2Aの実線で示すように、第二モータジェネレータMG2が正回転する。そして、エンジンEGは入力軸51から切断されているので、停止している(回転速度が0)(図2Aの1の状態)。この、第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみにより車両が走行する場合には、クラッチ20が切断状態にあるので、入力軸51が自由に回転できる状態となっている。(図2Aの5)。このため、リングギヤ14に伝達される第二モータジェネレータMG2の回転駆動力が、入力軸51の自由な回転により、遊星歯車機構10内において空転し、第一モータジェネレータMG1に伝達されず、第一モータジェネレータMG1が回転しない(回転速度ωMG1rが0)(図2Aの6)。このように、第一モータジェネレータMG1が回転しないので、第一モータジェネレータMG1の回転に伴う損失(第一ロータRo1のイナーシャトルク)の発生が防止され、車両の電費が向上する。
車両が「電動走行モード」で走行中に、第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは、「要求駆動力」に達しない場合には、制御部40は、アクチュエータ50に制御信号を出力することにより、クラッチ20を係合させて、出力軸EG-1と入力軸51を接続させたうえで、第一インバータ31及び第二インバータ32に制御信号を出力し、「要求駆動力」となるように、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2を駆動させる。この状態では、図2Aの破線に示すように、第一モータジェネレータMG1が逆回転し(図2Aの2の状態)、第二モータジェネレータMG2が正回転し、エンジンEGが停止している(図2Aの3の状態)。この状態では、負トルクであるエンジンEGのフリクショントルクが、キャリア13を支持する反力受けとして機能している。このため、第一モータジェネレータMG1が出力することができる最大の回転駆動力は、第一モータジェネレータMG1の回転駆動力により入力軸51に伝達される回転トルクが、エンジンEGのフリクショントルク以下となる回転駆動力に限定される。
第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは、「要求駆動力」に達しない場合や、バッテリ33の残量が少ない場合には、車両は「スプリット走行モード」で走行する。
「スプリット走行モード」では、制御部40は、クラッチ20が係合状態となるように、アクチュエータ50を制御するとともに、エンジンEGで所定の回転駆動力が発生するように、エンジンEGを制御する。これにより、エンジンEGと入力軸51とが接続され、エンジンEGの回転駆動力が、キャリア13に入力される。そして、キャリア13に入力されたエンジンEGの回転駆動力は、サンギヤ11とリングギヤ14に分配されて伝達される。つまり、エンジンEGの回転駆動力は、第一モータジェネレータMG1と駆動輪Wr、Wlに分配される。
「スプリット走行モード」では、エンジンEGは、効率が高い状態(燃料消費率の効率が高い状態)に維持される。この状態では、図2Aの一点鎖線で示すように、第一モータジェネレータMG1は、エンジンEGの回転駆動力が分配されて伝達して、正回転し(図2Aの4)、発電する。これにより、第一モータジェネレータMG1は、負方向のモータジェネレータトルクTMG1をサンギヤ11に出力する。即ち、第一モータジェネレータMG1は、エンジントルクTEの反力を支持する反力受けとして機能し、これにより、エンジンEGの回転駆動力がリングギヤ14に分配されて、駆動輪Wl、Wrに伝達される。そして、第二モータジェネレータMG2は、第一モータジェネレータMG1が発電した電流や、バッテリ33から供給される電流によって駆動し、駆動輪Wl、Wrを駆動する。
なお、車両が走行中に、制御部40が、アクセルペダル81が離された(アクセル開度Acが0)と判断した場合や、ブレーキペダル83が踏まれた(ブレーキ開度Bkが0より大きい)と判断した場合には、「回生制動」を実行する。「回生制動」では、原則的に、制御部40は、クラッチ20が切断状態となるようにアクチュエータ50を制御する。そして、制御部40は、第二インバータ32に制御信号を出力して、第二モータジェネレータMG2において回生制動力を発生させて発電させる。この際に、第二モータジェネレータMG2では、負方向の回転トルクを発生する。第二モータジェネレータMG2で発電された電流は、バッテリ33で充電される。このように、クラッチ20が切断されている状態で回生制動を実行するので、車両の運動エネルギーが、エンジンEGのフリクショントルクにより無駄に消費されない。なお、バッテリ33がフル充電である場合には、制御部40は、クラッチ20が接続状態となるようにアクチュエータ50を制御し、エンジンEGを回転させて、エンジンEGのフリクショントルク(所謂エンジンブレーキ)を車両の減速に利用する。
(第一タッチ点検出開始処理)
次に、図3のフローチャートを用いて、「第一タッチ点検出開始処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S11において、制御部40は、車両の走行モードが「電動走行モード」であり、且つ、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行又は車両が停車していると判断した場合には(S11:YES)、プログラムをS12に進め、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行していないと判断した場合には(S11:NO)、S11の処理を繰り返す。
次に、図3のフローチャートを用いて、「第一タッチ点検出開始処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S11において、制御部40は、車両の走行モードが「電動走行モード」であり、且つ、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行又は車両が停車していると判断した場合には(S11:YES)、プログラムをS12に進め、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行していないと判断した場合には(S11:NO)、S11の処理を繰り返す。
S12において、制御部40は、「第一タッチ点検出開始処理」において、前回「タッチ点」(後述の「第二タッチ点検出開始処理」において検出することが決定された「タッチ点」を含む)を検出した時から、所定の経過時間である「第一規程時間」以上経過したと判断した場合には(S12:YES)、プログラムをS13に進め、前回「タッチ点」を検出した時から、「第一規程時間」以上経過していない判断した場合には(S12:NO)、プログラムをS11に戻す。
S13において、制御部40は、エンジンEGの状態が起動状態であろうと停止状態であろうと関係無く、「タッチ点検出処理」を実行し、プログラムをS14に進める。なお、「タッチ点検出処理」については、図7や図8のフローチャートを用いて後で説明する。
S14において、制御部40は、後述するように「タッチ点」から所定量(例えば1.5mm)解放側に戻した「スタンバイ位置」に、クラッチ20を解放し、プログラムをS11に戻す。
S14において、制御部40は、後述するように「タッチ点」から所定量(例えば1.5mm)解放側に戻した「スタンバイ位置」に、クラッチ20を解放し、プログラムをS11に戻す。
このように、第一タッチ点検出開始処理では、エンジンEGが停止状態であったとしても、「タッチ点」の検出を行うことができる。
(第二タッチ点検出開始処理)
次に、図4のフローチャートを用いて、「第二タッチ点検出開始処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S21において、制御部40は、エンジンEGの始動条件が成立したと判断した場合には(S21:YES)、プログラムをS22に進め、エンジンEGの始動条件が成立していないと判断した場合には(S21:NO)、プログラムをS21の処理を繰り返す。なお、制御部40は、バッテリ33の残量が低下したと判断した場合や、「要求駆動力」が第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは不足すると判断した場合に、エンジンEGの始動条件が成立したと判断する。
次に、図4のフローチャートを用いて、「第二タッチ点検出開始処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S21において、制御部40は、エンジンEGの始動条件が成立したと判断した場合には(S21:YES)、プログラムをS22に進め、エンジンEGの始動条件が成立していないと判断した場合には(S21:NO)、プログラムをS21の処理を繰り返す。なお、制御部40は、バッテリ33の残量が低下したと判断した場合や、「要求駆動力」が第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは不足すると判断した場合に、エンジンEGの始動条件が成立したと判断する。
S22において、制御部40は、「第二タッチ点検出開始処理」において、前回「タッチ点」(上述の「第一タッチ点検出開始処理」において検出することが決定された「タッチ点」を含む)を検出した時から、所定の経過時間である「第二規程時間」以上経過したと判断した場合には(S22:YES)、プログラムをS23に進め、前回「タッチ点」を検出した時から、「第二規程時間」以上経過していないと判断した場合には(S22:NO)、プログラムをS24に進める。なお、S22における「第二規定時間」は、図3の12における「第一規定時間」よりも短い時間に設定されている。
S23において、「タッチ点検出処理」を実行し、プログラムをS24に進める。なお、「タッチ点検出処理」については、図7や図8のフローチャートを用いて後で説明する。
S24において、制御部40は、クラッチ20の係合時における許容クラッチ発熱量Qtmax、エンジンEGのフリクショントルクTe、エンジンイナーシャIe、及び目標クラッチ同期時間tstに基づいて、係合開始時許容クラッチ差回転速度Δω_0maxを算出する。なお、係合開始時許容クラッチ差回転速度Δω_0maxとは、クラッチ20の係合開始時に許容されるクラッチ20の差回転速度(入力軸51と出力軸EG-1の差回転速度)である。なお、エンジンEG始動開始時には、エンジンEGは停止している(エンジンEGの回転速度が0)ので、係合開始時許容クラッチ差回転速度Δω_0maxは、入力軸51の回転速度を表している。以下の説明において、適宜、係合開始時許容クラッチ差回転速度Δω_0maxのことを、係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0と称す。
なお、許容クラッチ発熱量Qtmaxは、クラッチ20の係合時に、許容されるクラッチ20の総発熱量であり、温度センサ26で検出されたハウジング内温度Thに基づいて算出される。また、エンジンEGのフリクショントルクTeは、水温センサEG-3が検出したエンジンEGの冷却水の水温teによって推定された油温に基づいて、算出される。また、エンジンイナーシャIeは、エンジンEGの回転部材の慣性モーメントであり、エンジンEGの回転部材には、クランクシャフト、コンロッド、ピストン、出力軸EG-1、フライホイール21、クラッチカバー23、プレッシャープレート24、ダイヤフラムスプリング25が含まれる。そして、エンジンイナーシャIeは、予め設定されている。また、目標クラッチ同期時間tstは、目標とするクラッチ20での同期時間であり、クラッチ20の係合開始時から出力軸EG-1と入力軸51の同期が完了するまでの経過時間tである。目標クラッチ同期時間tstは、クラッチ20の係合に伴うショックを考慮して、予め設定されている。
S24が終了すると、プログラムは、S25に進む。
S24が終了すると、プログラムは、S25に進む。
S25において、制御部40は、第一インバータ31に制御信号を出力し、入力軸回転速度ωiが係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0(係合開始時許容クラッチ差回転速度Δω_0max)となるように、第一モータジェネレータMG1の回転を回転制御する。まず、制御部40は、入力軸回転速度ωiが係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0となる第一モータジェネレータMG1の目標回転速度ωMG1tを算出する。具体的には、制御部40は、係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0及びリングギヤ14の回転速度ωrを、下式(1)に代入することにより、目標回転速度ωMG1tを算出する。
ωMG1t={(λ+1)×ωit_0-ωr}/λ…(1)
ωMG1t:第一モータジェネレータMG1の目標回転速度
λ:遊星歯車機構10のギヤ比((サンギヤ11の歯数)/(インナーギヤ14aの歯数))
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度(キャリア13の回転速度)
ωr:リングギヤ14の回転速度
なお、リングギヤ14の回転速度ωrは、車速Vや第二モータジェネレータMG2の回転速度に比例するので、制御部40は、車速V又は第二モータジェネレータMG2の回転速度に基づいて、リングギヤ14の回転速度ωrを算出する。或いは、直接リングギヤ14の回転速度ωrを検出することにしても差し支え無い。
ωMG1t={(λ+1)×ωit_0-ωr}/λ…(1)
ωMG1t:第一モータジェネレータMG1の目標回転速度
λ:遊星歯車機構10のギヤ比((サンギヤ11の歯数)/(インナーギヤ14aの歯数))
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度(キャリア13の回転速度)
ωr:リングギヤ14の回転速度
なお、リングギヤ14の回転速度ωrは、車速Vや第二モータジェネレータMG2の回転速度に比例するので、制御部40は、車速V又は第二モータジェネレータMG2の回転速度に基づいて、リングギヤ14の回転速度ωrを算出する。或いは、直接リングギヤ14の回転速度ωrを検出することにしても差し支え無い。
次に、制御部40は、回転速度センサMG1-1で検出される第一モータジェネレータMG1の回転速度ωMG1rに基づいて、第一インバータ31に制御信号を出力することにより、第一モータジェネレータMG1の回転速度ωMG1rが、上記算出した目標回転速度ωMG1tとなるようにフィードバック(PID)制御する。例えば、図2Bの実線で示すように、第一モータジェネレータMG1が停止(回転速度が0)している状態で(図2Bの1示)、現在の入力軸回転速度ωiが(図2Bの2示)、係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0(図2Bの3示)より大きい場合には、制御部40は、キャリア13の回転速度が係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0(図2Bの3示)となるように、第一モータジェネレータMG1の回転速度ωMG1rを、負回転側の目標回転速度ωMG1t(図2Bの4示)に制御する。これにより、クラッチ20が、係合開始時許容クラッチ差回転速度Δω_0maxに制御される。S25が終了するとプログラムをS26に進める。
S26において、制御部40は、係合中におけるクラッチ20の目標となる伝達トルクである目標クラッチ伝達トルクTctを算出する。具体的には、制御部40は、下式(2)に、エンジンEGのフリクショントルクTe、エンジンイナーシャIe、係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0、目標クラッチ同期時間tstを代入することにより、目標クラッチ伝達トルクTctを算出する。
Tct=Te+Ie・ωit_0/tst…(2)
Tct:目標クラッチ伝達トルク
Te:エンジンEGのフリクショントルク
Ie:エンジンイナーシャ
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度(係合開始時許容クラッチ差回転速度)
tst:目標クラッチ同期時間
S26が終了すると、プログラムは、S27に進む。
Tct=Te+Ie・ωit_0/tst…(2)
Tct:目標クラッチ伝達トルク
Te:エンジンEGのフリクショントルク
Ie:エンジンイナーシャ
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度(係合開始時許容クラッチ差回転速度)
tst:目標クラッチ同期時間
S26が終了すると、プログラムは、S27に進む。
S27において、制御部40は、アクチュエータ50に制御信号を出力することにより、クラッチ20で発生するクラッチ伝達トルクが、S26で算出した目標クラッチ伝達トルクTctとなるように、フィードバック制御する。なお、制御部40は、温度センサ26によって検出されたハウジング内温度Thや、摩擦部材22aの発熱量の積算値、摩擦部材22aやクラッチ20全体の放熱量の積算値等に基づいて、現在の摩擦部材22aの温度であるクラッチ温度Tcrtを推定して取得する。そして、制御部40は、当該クラッチ温度Tcrtと、エンジン回転速度ωeと入力軸回転速度ωiとの差回転速度、及び、クラッチ押し付け荷重から、摩擦部材22aとフライホイール21間の摩擦力を算出し、当該摩擦力の変化に基づいて、アクチュエータ50に制御信号を出力して、クラッチ伝達トルクをフィードバック制御する。なお、クラッチ押し付け荷重は、クラッチディスク22がフライホイール21に押し付けられる荷重であり、制御部40は、アクチュエータ50に出力している制御信号により、クラッチ押し付け荷重を認識することができる。S27が終了すると、S28に進む。
S28において、制御部40は、下式(3)に、係合開始時の目標入力軸回転速度ωit_0、目標クラッチ同期時間tst、クラッチ20の係合開始時からの経過時間t、現在のエンジン回転速度ωeを代入することにより、クラッチ20の係合中の目標入力軸回転速度ωitを更新する。
ωit=-ωit_0/tst・t+ωe+ωit_0…(3)
ωit:係合中の目標入力軸回転速度
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度
tst:目標クラッチ同期時間
t:クラッチ係合開始時からの経過時間
ωe:エンジン回転速度
S28が終了すると、プログラムはS29に進む。
ωit=-ωit_0/tst・t+ωe+ωit_0…(3)
ωit:係合中の目標入力軸回転速度
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度
tst:目標クラッチ同期時間
t:クラッチ係合開始時からの経過時間
ωe:エンジン回転速度
S28が終了すると、プログラムはS29に進む。
S29において、まず、制御部40は、S25と同様の手法により、キャリア13の回転速度がS28で算出した係合中の目標入力軸回転速度ωitとなる第一モータジェネレータMG1の目標回転速度ωMG1tを算出する。次に、制御部40は、回転速度センサMG1-1で検出される第一モータジェネレータMG1の回転速度ωMG1rに基づいて、第一インバータ31に制御信号を出力することにより、第一モータジェネレータMG1の回転速度が、上記算出した目標回転速度ωMG1tとなるようにフィードバック(PID)制御する。
S29が終了すると、プログラムは、S30に進む。
S29が終了すると、プログラムは、S30に進む。
S30において、制御部40は、「第一エンジン始動処理」を開始させる。この「第一エンジン始動処理」については、図5のフローチャートを用いて説明する。
「第一エンジン始動処理」が開始すると、S30-1において、制御部40は、エンジンEGが始動済みと判断した場合には(S30-1:YES)、「第一エンジン始動処理」が終了し(図4のS30が終了し)、プログラムを図4のS31に進め、エンジンEGが始動済みで無いと判断した場合には(S30-1:NO)、プログラムをS30-2に進める。
「第一エンジン始動処理」が開始すると、S30-1において、制御部40は、エンジンEGが始動済みと判断した場合には(S30-1:YES)、「第一エンジン始動処理」が終了し(図4のS30が終了し)、プログラムを図4のS31に進め、エンジンEGが始動済みで無いと判断した場合には(S30-1:NO)、プログラムをS30-2に進める。
S30-2において、制御部40は、エンジン回転速度ωeが、エンジンEGを始動開始させるのに必要な回転速度である「始動開始回転速度」以上であると判断した場合には(S30-2:YES)、プログラムをS30-3に進め、エンジン回転速度ωeが「始動開始回転速度」より小さいと判断した場合には(S30-2:NO)、「第一エンジン始動処理」が終了し(図4のS30が終了し)、プログラムを図4のS31に進める。
S30-3において、制御部40は、燃焼噴射装置で燃料を噴射させるとともに、点火プラグで点火させて、エンジンEGを始動させる。S30-3が終了すると、「第一エンジン始動処理」が終了し(図4のS30が終了し)、プログラムは図4のS31に進む。
S31において、制御部40は、エンジン回転速度ωeと入力軸回転速度ωiが一致したと判断した場合には(S31:YES)、プログラムをS32に進め、エンジン回転速度ωeと入力軸回転速度ωiが一致していないと判断した場合には(S31:NO)、プログラムをS27に戻す。なお、エンジン回転速度ωeと入力軸回転速度ωiが一致している状態とは、エンジン回転速度ωeと入力軸回転速度ωiが同期している状態であり、クラッチ20が同期している状態を指す。
S32において、制御部40は、アクチュエータ50に制御信号を出力して、クラッチ20を完全に係合させて、出力軸EG-1と入力軸51を完全に接続し、プログラムをS33に進める。
S33において、制御部40は、「第二エンジン始動処理」を開始させる。この「第二エンジン始動処理」については、図6のフローチャートを用いて説明する。「第二エンジン始動処理」が開始すると、S33-1において、制御部40は、エンジンEGが始動済みと判断した場合には(S33-1:YES)、「第二エンジン始動処理」が終了し(図4のS33が終了し)、プログラムは図4のS21に戻る。制御部40が、エンジンEGが始動済みで無いと判断した場合には(S33-1:NO)、プログラムをS33-2に進める。
S33-2において、制御部40は、エンジン回転速度ωeが、上述した「始動開始回転速度」以上であると判断した場合には(S33-2:YES)、プログラムをS33-3に進め、エンジン回転速度ωeが「始動開始回転速度」より小さいと判断した場合には(S33-2:NO)、プログラムをS33-4に進める。
S33-3において、制御部40は、燃焼噴射装置で燃料を噴射させるとともに、点火プラグで点火させて、エンジンEGを始動させる。S33-3が終了すると、「第二エンジン始動処理」が終了し(図4のS33が終了し)、プログラムは図4のS21に戻る。
S33-4において、制御部40は、第一インバータ31に制御信号を出力することにより、第一モータジェネレータMG1の回転速度を増加させて、エンジン回転速度ωeを増加させる。S33-4が終了すると、プログラムは、S33-2に戻る。
なお、エンジンEGが始動すると、制御部40は、エンジンEGに制御信号を出力して、エンジンEGにおいて所望の回転駆動力を発生されるとともに、第一インバータ31に制御信号を出力して、第一モータジェネレータMG1において発電を開始させることにより、車両は上述した「スプリット走行モード」で走行する。なお、上述した「第一タッチ点検出開始処理」と「第二タッチ点検出開始処理」は、車両が走行可能な状態となった場合に、それぞれ平行して実行される。
このように、第二タッチ点検出開始処理では、「タッチ点」の検出のために、わざわざ第一モータジェネレータMG1を回転させることが無く、エンジンEGの始動の際に「タッチ点」を検出することにしているので、タッチ点の検出のために、無駄なエネルギーが消費されることが抑止される。
(第一タッチ点検出開始処理と第二タッチ点検出開始処理を併せたタッチ点検出開始処理)
以下に、図10のタイムフローを用いて、上述した「第一タッチ点検出開始処理」と「第二タッチ点検出開始処理」を併せたタッチ点検出開始処理について説明する。なお、図10において、黒点は、タッチ点検出の実行を示している。
車両が「電動走行モード」で走行している又は車両が停車していると、図3のS11でYESと判定され、前回の「タッチ点」検出から「第一規程時間」が経過すると(図10のt1)、S12でYESと判定されて、「タッチ点」が検出される。
以下に、図10のタイムフローを用いて、上述した「第一タッチ点検出開始処理」と「第二タッチ点検出開始処理」を併せたタッチ点検出開始処理について説明する。なお、図10において、黒点は、タッチ点検出の実行を示している。
車両が「電動走行モード」で走行している又は車両が停車していると、図3のS11でYESと判定され、前回の「タッチ点」検出から「第一規程時間」が経過すると(図10のt1)、S12でYESと判定されて、「タッチ点」が検出される。
前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt1)、「第二規程時間」が経過しても(図10のt2)、車両が「電動走行モード」で走行又は車両が停車していると、エンジンEGの始動条件が成立しないので、図4のS21でNOと判定され、「タッチ点」の検出は実行されない。
前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt1)、「第一規程時間」が経過すると(図10のt3)、図3のS12でYESと判定されて、「タッチ点」が検出される。
走行モードが「スプリット走行モード」に切り替わり(図10のt4)、「第二規定時間」が経過しても(図10のt5)、既にエンジンEGは起動しているので、図4のS21でNOと判定され、「タッチ点」の検出は実行されない。
前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt3)、「第一規程時間」が経過しても(図10のt6)、車両が「スプリット走行モード」で走行又は停車しているので、図3のS11でNOと判定され、「タッチ点」の検出は実行されない。
走行モードが「電動走行モード」に切り替わると(図10のt7)、図3のS11でYESと判定され、既に前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt3)、「第一規程時間」が経過しているので、図3のS12でYESと判定され、「タッチ点」が検出される。
前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt7)、「第二規程時間」が経過しても(図10のt8)、車両が「電動走行モード」で走行又は停車し、エンジンEGの始動条件が成立しないので、図4のS21でNOと判定され、「タッチ点」の検出は実行されない。
前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt7)、「第一規程時間」が経過すると(図10のt9)、図3のS11でYESと判定されて、S12でYESと判定されて、「タッチ点」が検出される。
前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt9)、「第二規程時間」が経過しても(図10のt10)、車両が「電動走行モード」で走行又は停車し、エンジンEGの始動条件が成立しないので、図4のS21でNOと判定され、「タッチ点」の検出は実行されない。
走行モードが、「スプリット走行モード」に切り替わると(図10のt11)、エンジンEGの始動条件が成立するので、図4のS21でYESと判定され、既に前回「タッチ点」が検出されてから(図10のt9)、「第二規程時間」が経過しているので、図4のS22でYESと判定されて、「タッチ点」が検出される。
(第一の実施形態のタッチ点検出処理)
次に、図7のフローチャートを用いて、「第一の実施形態のタッチ点検出処理」について説明する。図3のS13や図4のS23において、「タッチ点検出処理」の処理が開始すると、S51において、制御部40は、目標入力軸回転速度ωi2を設定する。この目標入力軸回転速度ωi2は、「タッチ点」を精度高く検出可能な入力軸51の回転速度である「許容回転速度」(例えば、400r.p.m.~2000r.p.m.)の範囲内に設定される。本実施形態では、目標入力軸回転速度ωi2は、「許容回転速度」の平均(例えば、1200r.p.m.)に設定される。S51が終了すると、プログラムは、S52に進む。
次に、図7のフローチャートを用いて、「第一の実施形態のタッチ点検出処理」について説明する。図3のS13や図4のS23において、「タッチ点検出処理」の処理が開始すると、S51において、制御部40は、目標入力軸回転速度ωi2を設定する。この目標入力軸回転速度ωi2は、「タッチ点」を精度高く検出可能な入力軸51の回転速度である「許容回転速度」(例えば、400r.p.m.~2000r.p.m.)の範囲内に設定される。本実施形態では、目標入力軸回転速度ωi2は、「許容回転速度」の平均(例えば、1200r.p.m.)に設定される。S51が終了すると、プログラムは、S52に進む。
S52において、制御部40は、上述した図4のS25と同様の処理により、第一モータジェネレータMG1の回転速度が、S51で設定した目標入力軸回転速度ωi2となるように、第一モータジェネレータMG1の回転速度を制御する。なお、入力軸51の回転速度は、車両の車速Vの変化によって変化する。つまり、図2に示すように、入力軸51の回転速度は、車速Vと比例関係にある第二モータジェネレータMG2の回転速度と関連が有り、車速Vの変化により、入力軸51の回転速度が変化する。このS52において、入力軸51の回転速度が、目標入力軸回転速度ωi2となるように制御される。S52が終了すると、S53に進む。
S53において、制御部40が、入力軸51の回転速度が、S51で設定した目標入力軸回転速度ωi2になっていると判断した場合には(S53:YES)、プログラムをS54に進め、入力軸51の回転速度が、目標入力軸回転速度ωi2になっていないと判断した場合には(S53:NO)、プログラムをS52に戻す。
S54において、制御部40は、アクチュエータ50に制御信号を出力することにより、クラッチ20を所定量だけ係合側に制御する。なお、クラッチ20を所定量だけ係合側に制御するとは、クラッチディスク22とフライホイール21が離間している状態において、クラッチ20が完全に係合しない範囲で、クラッチディスク22をフライホイール21側に徐々移動させることをいう。S54が終了すると、プログラムはS55に進む。
S55において、制御部40は、入力軸51の回転速度が、所定の回転速度の幅をもった「許容回転速度」の範囲内であると判断した場合には(S55:YES)、プログラムをS56に進め、入力軸51の回転速度が、「許容回転速度」の範囲外であると判断した場合には(S55:NO)、「第一の実施形態のタッチ点検出処理」が終了する。なお、S55において、制御部40が、入力軸51の回転速度が「許容回転速度」の範囲内であるか否かを判断しているのは、S53の処理の後に、上述したように車両の車速Vが変化し、入力軸51の回転速度が変化する可能性が有るからである。
S56において、制御部40が、第一モータジェネレータMG1の状態の変化を検出した場合には(S56:YES)、プログラムをS57に進め、第一モータジェネレータMG1の状態の変化を検出しない場合には(S56:NO)、プログラムをS54に戻す。なお、第一モータジェネレータMG1の状態の変化とは、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化や、第一モータジェネレータMG1が発生している回転駆動力のトルクの変化である。つまり、このような第一モータジェネレータMG1の状態の変化は、クラッチディスク22がフライホイール21に接触し、第一モータジェネレータMG1の第一ロータRo1に、エンジンEGのフリクショントルクTeやエンジンイナーシャIeが作用することに起因している。従って、上記したような第一モータジェネレータMG1の状態の変化を検出することにより、クラッチディスク22がフライホイール21に接触する「タッチ点」を検出することにしている。なお、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化は、回転速度センサMG1-1によって検出される。また、第一モータジェネレータMG1が発生している回転駆動力のトルクの変化は、第一インバータ31によって、第一モータジェネレータMG1に印加する駆動電流の電流値の変化(電流のデューティー比の変化を含む)によって検出される。なお、制御部40は、第一モータジェネレータMG1の回転速度を目標とする回転速度となるように制御しているので、クラッチディスク22がフライホイール21に接触すると、第一モータジェネレータMG1の負荷が変化するため、第一モータジェネレータMG1に印加する駆動電流の電流値が変化する。
S57において、制御部40は、クラッチ20の状態値を、今回の「タッチ点」における検出値として「記憶部」に記憶する。なお、クラッチ20の状態値とは、例えば、アクチュエータ50のストローク量や、アクチュエータ50に印加する駆動電流の電流値や電圧値、上述したクラッチ押し付け荷重である。S57が終了すると、プログラムは、S58に進む。
S58において、制御部40は、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を、「記憶部」に更新記憶する。本実施形態では、前回までの「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値と、今回検出された「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を加重平均(重み付け平均)することにより、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を更新する。例えば、前回までのクラッチ20の状態値の割合を8として、今回検出された「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値の割合を2として、加重平均を行う。S58が終了すると、「第一の実施形態のタッチ点検出処理」が終了する。
(第二の実施形態のタッチ点検出処理)
次に、図8のフローチャートを用いて、「第二の実施形態のタッチ点検出処理」について説明する。図3のS13や図4のS23において、「タッチ点検出処理」の処理が開始すると、S61において、制御部40は、目標入力軸回転速度ωi2を設定し、プログラムをS61に進める。このS61の処理は、上述した図7のS51の処理と同一である。なお、図8のS62、S63、S64の処理は、ぞれぞれ、上述した図7のS52、S53、S54の処理と同一であるので、その説明を省略する。S64が終了すると、プログラムは、S65に進む。
次に、図8のフローチャートを用いて、「第二の実施形態のタッチ点検出処理」について説明する。図3のS13や図4のS23において、「タッチ点検出処理」の処理が開始すると、S61において、制御部40は、目標入力軸回転速度ωi2を設定し、プログラムをS61に進める。このS61の処理は、上述した図7のS51の処理と同一である。なお、図8のS62、S63、S64の処理は、ぞれぞれ、上述した図7のS52、S53、S54の処理と同一であるので、その説明を省略する。S64が終了すると、プログラムは、S65に進む。
S65において、制御部40は、入力軸51の回転速度が、上述した「許容回転速度」の範囲内であると判断した場合には(S65:YES)、プログラムをS66に進め、入力軸51の回転速度が、「許容回転速度」の範囲外であると判断した場合には(S65:NO)、「第二の実施形態のタッチ点検出処理」が終了する。なお、S65において、制御部40が、入力軸51の回転速度が「許容回転速度」の範囲内であるか否かを判断しているのは、S63の後に、車両の車速Vが変化し、入力軸51の回転速度が変化する可能性が有るからである。
S66において、制御部40が、第一モータジェネレータMG1の状態量Aが所定の規程量以上変化したと判断した場合には(S66:YES)、プログラムをS67に進め、第一モータジェネレータMG1の状態量Aが規定量以上変化していない判断した場合には(S66:NO)、プログラムをS64に戻す。なお、第一モータジェネレータMG1の状態量Aとは、例えば、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化や、第一モータジェネレータMG1が発生している回転駆動力のトルクの変化である。
S67において、制御部40は、第一モータジェネレータMG1の状態量Bの変化が、所定の制限量の範囲内であると判断した場合には(S67:YES)、プログラムをS68に進め、第一モータジェネレータMG1の状態量Bの変化が、制限量の範囲内でないと判断した場合には(S66:NO)、「第二の実施形態のタッチ点検出処理」が終了する。なお、第一モータジェネレータMG1の状態量Bとは、例えば、第一モータジェネレータMG1が発生している回転駆動力のトルクの変化や、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化であり、上述した第一モータジェネレータMG1の状態量Aとは、異なるものである。
S68において、制御部40は、今回検出された「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を、検出値として「記憶部」に記憶する。例えば、制御部40は、S66において、第一モータジェネレータMG1の状態量Aが変化した際のクラッチ20の状態値を、今回検出された「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値として記憶する。或いは、制御部40は、現在の「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値から、S66における第一モータジェネレータMG1の状態量Aの所定量の変化量を減算して、今回検出された「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値として記憶する。S68が終了すると、プログラムは、S69に進む。
S69において、制御部40は、図7のS58と同様の処理を実行して、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を、「記憶部」に更新記憶する。S69が終了すると、「第二の実施形態のタッチ点検出処理」が終了する。
(スタンバイ位置変更処理)
次に、図9のフローチャートを用いて、「スタンバイ位置変更処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S91において、制御部40は、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値が更新された(図7のS58や図8のS69の処理)と判断した場合には(S91:YES)、プログラムをS92に進め、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値が更新されていないと判断した場合には(S91:NO)、S91の処理を繰り返す。
次に、図9のフローチャートを用いて、「スタンバイ位置変更処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S91において、制御部40は、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値が更新された(図7のS58や図8のS69の処理)と判断した場合には(S91:YES)、プログラムをS92に進め、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値が更新されていないと判断した場合には(S91:NO)、S91の処理を繰り返す。
S92において、制御部40は、更新された「タッチ点」から、所定量(例えば1.5mm)解放側に戻したクラッチ20の位置を「スタンバイ位置」として、当該「スタンバイ位置」におけるクラッチ20の状態値を「記憶部」に更新記憶し、プログラムをS91に戻す。
なお、クラッチ20が切断状態にある場合には、クラッチ20は、上記変更されたスタンバイ位置における状態値にされて、クラッチディスク22は、上記変更されたスタンバイ位置に位置される。
(本実施形態の効果)
上述した説明から明らかなように、制御部40(タッチ点検出手段)は、切断状態にあるクラッチ20が係合する際に、回転速度センサMG1-1や第一インバータ31(状態変化検出手段)によって第一モータジェネレータMG1の状態変化が検出された時(図7の56や図8のS66でYESと判断)のクラッチ20の状態を、クラッチ20が係合を始める「タッチ点」として検出する(図7のS57、図8のS68)。切断状態にあるクラッチ20が係合する際には、エンジンEGのフリクショントルクTeやエンジンイナーシャIeが第一モータジェネレータMG1に作用し、第一モータジェネレータMG1の回転速度やトルクが変化するので、第一モータジェネレータMG1の回転速度やトルクの変化を検出することにより、切断状態にあるクラッチ20が係合し始める「タッチ点」を検出することができる。また、第一モータジェネレータMG1の状態変化に基づいて、「タッチ点」を検出している。このため、エンジンEGは停止し、第一モータジェネレータMG1が回転しても、殆ど振動が発生しないので、エンジンEGの振動により、「タッチ点」の検出精度が悪化すること無く、精度高く「タッチ点」の検出を行うことができる。つまり、クラッチ20に振動が付与されないので、クラッチディスク22とフライホイール21の離間距離が振動により変わらないので、精度高く「タッチ点」の検出を行うことができる。
上述した説明から明らかなように、制御部40(タッチ点検出手段)は、切断状態にあるクラッチ20が係合する際に、回転速度センサMG1-1や第一インバータ31(状態変化検出手段)によって第一モータジェネレータMG1の状態変化が検出された時(図7の56や図8のS66でYESと判断)のクラッチ20の状態を、クラッチ20が係合を始める「タッチ点」として検出する(図7のS57、図8のS68)。切断状態にあるクラッチ20が係合する際には、エンジンEGのフリクショントルクTeやエンジンイナーシャIeが第一モータジェネレータMG1に作用し、第一モータジェネレータMG1の回転速度やトルクが変化するので、第一モータジェネレータMG1の回転速度やトルクの変化を検出することにより、切断状態にあるクラッチ20が係合し始める「タッチ点」を検出することができる。また、第一モータジェネレータMG1の状態変化に基づいて、「タッチ点」を検出している。このため、エンジンEGは停止し、第一モータジェネレータMG1が回転しても、殆ど振動が発生しないので、エンジンEGの振動により、「タッチ点」の検出精度が悪化すること無く、精度高く「タッチ点」の検出を行うことができる。つまり、クラッチ20に振動が付与されないので、クラッチディスク22とフライホイール21の離間距離が振動により変わらないので、精度高く「タッチ点」の検出を行うことができる。
また、図7のS51や図8のS61において、制御部40(タッチ点検出手段)は、「タッチ点」を精度高く検出可能な入力軸51の回転速度である目標入力軸回転速度ωi2を設定する。そして、図7のS52や図8のS62において、制御部40は、第一モータジェネレータMG1の回転速度が、目標入力軸回転速度ωi2となるように、第一モータジェネレータMG1の回転速度を制御し、図7のS57や図8のS68において、「タッチ点」を検出する。これにより、入力軸51の回転速度を「タッチ点」の検出を行うのに適切な回転速度にすることができ、精度高く「タッチ点」を検出することできる。また、入力軸51の回転速度は、エンジンEGからの回転動力が伝達されているか否か、第一モータジェネレータMG1で発電が行われているか否か、車両が停車中であるか否か、車両の車速の変化によって変化する。しかし、入力軸51の回転速度が、第一モータジェネレータMG1によって目標入力軸回転速度ωi2となるように制御されるので、車両がいかなる状態であったとしても、「タッチ点」の検出を行うことができる。
また、図1に示すように、遊星歯車機構10の3つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図(図2示)におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第一要素、第二要素及び第三要素とした場合において、第一要素であるサンギヤ11には第一モータジェネレータMG1が回転連結され、第二要素であるキャリア13には入力軸51が接続され、第三要素であるリングギヤ14には駆動輪Wl、Wr及び第二モータジェネレータMG2が回転連結されている。これにより、図7のS51や図8のS61において、第一モータジェネレータMG1を回転制御することにより、入力軸51の回転速度を任意の回転速度にすることができ、入力軸51の回転速度を「タッチ点」の検出を行うのに適切な回転速度にすることができ、精度高く「タッチ点」を検出することできる。また、エンジンEGが停止中であったとしても、第一モータジェネレータMG1を回転させることにより、車両がどのような車速で走行していても、或いは、車両が停車している状態であったとしても、入力軸51を回転させて、「タッチ点」の検出を行うことができる。更に、エンジンEGが回転している状態で、車両がどのような車速で走行していても、或いは、車両が停車している状態であっても、第一モータジェネレータMG1を回転させることにより、「タッチ点」の検出を行うのに適した、入力軸51と出力軸EG-1の差回転速度にすることができる。
また、図7のS55や図8のS65において、制御部40は、入力軸51の回転速度が、所定の回転速度の幅をもった「許容回転速度」の範囲内にある場合に限り、「タッチ点」の検出を行う。つまり、入力軸51の回転速度は、車両の車速の変化によって変化するが、入力軸51の回転速度が「許容回転速度」より遅い場合には(図7のS55や図8のS63でNOと判断)、入力軸51と出力軸EG-1との回転速度差が小さいことから、第一モータジェネレータMG1の状態変化が乏しく、第一モータジェネレータMG1の状態変化を検出することによる「タッチ点」の検出が困難であり、精度高く「タッチ点」を検出することが困難であることから、「タッチ点」の検出を行わないことにしている。一方で、入力軸51の回転速度が「許容回転速度」より速い場合には、入力軸51に接続するクラッチ20の部材であるクラッチディスク22の芯ブレが発生しまう可能性があり、本来の「タッチ点」よりも、クラッチ20が解放している位置で「タッチ点」が検出されてしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、入力軸51の回転速度が「許容回転速度」より速い場合には(図7のS55や図8の63でNOと判断)、「タッチ点」の検出を行わないので、「タッチ点」の検出精度の悪化が防止され、精度高く「タッチ点」を検出することができる。
また、図7のS56や図8のS66において、制御部40は、第一モータジェネレータMG1の状態変化として、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化を検出する。これにより、切断状態にあるクラッチ20が係合する際には、エンジンEGのフリクショントルクTeやエンジンイナーシャIeが第一モータジェネレータMG1に作用し、第一モータジェネレータMG1の回転速度が変化するので、「タッチ点」を確実に検出することができる。
また、図7のS56や図8のS66において、制御部40は、第一モータジェネレータMG1の状態変化として、第一モータジェネレータMG1が発生している回転駆動力のトルク変化を検出する。これにより、切断状態にあるクラッチ20が係合する際には、エンジンEGのフリクショントルクTeやエンジンイナーシャIeが第一モータジェネレータMG1に作用し、第一モータジェネレータMG1のトルクが変化するので、「タッチ点」を確実に検出することができる。
また、制御部40は、図8のS66において、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化に基づいて「タッチ点」を検出するとともに、図8のS67において、第一モータジェネレータMG1のトルク変化に基づいて検出された「タッチ点」の誤検出を検出する。つまり、第一モータジェネレータMG1の回転速度が変化したとしても(図8のS66:YES)、第一モータジェネレータMG1トルクが回転速度の変化に対応していない場合には(図8のS67:NO)、「タッチ点」の誤検出とされる。つまり、第一モータジェネレータMG1の回転速度は、電圧の変動等の外乱や電気的ノイズ等により変化する場合がある。しかし、第一モータジェネレータMG1のトルク変化が、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化と対応しない場合には、クラッチ20の係合開始によるもので無いので、「タッチ点」の誤検出とされる。このため、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化のみで、「タッチ点」を検出する場合と比較して、第一モータジェネレータMG1に入力する外乱等に起因する「タッチ点」の誤検出が排除されるので、より精度高く「タッチ点」を検出することができる。
或いは、制御部40は、図8のS66において、第一モータジェネレータMG1のトルク変化に基づいて「タッチ点」を検出するとともに、図8のS67において、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化に基づいて検出された「タッチ点」の誤検出を検出する。つまり、第一モータジェネレータMG1のトルクが変化したとしても、第一モータジェネレータMG1の回転速度がトルクの変化に対応していない場合には、「タッチ点」の誤検出とされる。つまり、第一インバータ31で検出される第一モータジェネレータMG1のトルクは、車両に制動力が付与された場合や、車両の走行状況(坂道走行中等)の変化等の外乱によって変化する。しかし、第一モータジェネレータMG1の回転速度の変化が、第一モータジェネレータMG1のトルクの変化と対応しない場合には、クラッチ20の係合開始によるもので無いので、「タッチ点」の誤検出とされる。このため、第一モータジェネレータMG1のトルクの変化のみで、「タッチ点」を検出する場合と比較して、「タッチ点」の誤検出が排除されるので、より精度高く「タッチ点」を検出することができる。
また、図7のS54や図8のS64において、制御部40は、切断状態にあるクラッチ20を徐々に係合させることにより、第一モータジェネレータMG1の状態を変化させて、「タッチ点」を検出し、当該「タッチ点」の検出後に、図3のS14において、クラッチ20を解放させる。このため、クラッチ20が切断状態にある場合である場合、即ち、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行中又は車両が停車中の場合には(図3のS11でYESと判断)、任意の時期に、「タッチ点」を検出することができる。
また、制御部40は、エンジンEGを始動させるために、切断状態にあるクラッチ20が係合する際に(図4のS21でYESと判断)、図7のS56や図8のS66において、第一モータジェネレータMG1の状態の変化を検出することにより、「タッチ点」を検出する。このため、エンジンEGの始動時等において、切断状態にあるクラッチ20が係合する際に、「タッチ点」が検出される。このため、「タッチ点」の検出のために、わざわざ、アクチュエータ50を駆動させてクラッチ20を係合させる必要が無く、「タッチ点」の検出のために、無駄なエネルギーが消費されることが抑止される。
また、制御部40は、クラッチ20が切断している状態において、「第一タッチ点検出開始処理」において、前回の「タッチ点」(後述の「第二タッチ点検出開始処理」において検出することが決定された「タッチ点」を含む)の検出時から所定の「第一規定時間」以上経過したと判断した場合に(図3のS12でYESと判断)、図7のS54や図8のS64において、切断状態にあるクラッチ20を徐々に係合させることにより、図7のS56や図8のS66において、「タッチ点」を検出する。そして、これに加えて、切断状態にあるクラッチ20が係合する際に、「第二タッチ点検出開始処理」において、前回の「タッチ点」(前述の「第一タッチ点検出開始処理」において検出することが決定された「タッチ点」を含む)の検出時から所定の「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に(図4のS22でYESと判断)、図7のS56や図8のS66において、第一モータジェネレータMG1の状態の変化を検出することにより、「タッチ点」を検出する。そして、「第二規定時間」は、「第一規程時間」よりも短く設定されている。「スプリット走行モード」中は、クラッチ20は、係合状態にあるため「タッチ点」を検出する機会は制限されるが、「第二規定時間」を、「第一規程時間」よりも短く設定しているので、「スプリット走行モード」に移行する際における「タッチ点」を検出する機会がより多くなり、より現状に近い「タッチ点」を検出することができる。また、「第一規定時間」が「第二規程時間」よりも長く設定されているので、図3の「第一タッチ点検出開始処理」において、頻繁に「タッチ点」の検出を開始する決定がなされることが抑制され、「タッチ点」の検出のために、無駄なエネルギーが消費されることが抑止される。
また、「第一規定時間」や「第二規程時間」を適切な時間に設定することにより、車両の走行中のクラッチ20の温度が変化に起因する「タッチ点」の変化に対応することができ、車両の走行中における「タッチ点」のズレを防止することができる。
また、図7のS58や図8のS69において、前回までの「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値と、今回検出された「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を加重平均(重み付け平均)することにより、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を更新している。これにより、もし仮に「タッチ点」が誤検出された場合であっても、前回までの「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値も、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値の更新値に考慮されるので、「タッチ点」の誤検出による悪影響を低減することができる。
(別の実施形態)
以上説明した図4に示す「第二タッチ点検出開始処理」では、エンジンEGの始動条件が成立した際に(S21:YES)、前回の「タッチ点」を検出した時から「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に(S22:YES)、S23において「タッチ点」の検出を実行する決定をしている。しかし、エンジンEGの始動に限らず、切断状態にあるクラッチ20を係合する際に、前回の「タッチ点」の検出から「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に「タッチ点」を検出する実施形態であっても差し支え無い。切断状態にあるクラッチ20を係合させる状況には、上述したように、車両が「電動走行モード」で走行中に、第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは、「要求駆動力」に達しない場合に、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力によって車両を走行させるために、クラッチ20を係合させる状況や、第二モータジェネレータMG2で回生制動中において、エンジンEGのフリクショントルクを車両の減速に利用するために、クラッチ20を係合させる状況が含まれる。
以上説明した図4に示す「第二タッチ点検出開始処理」では、エンジンEGの始動条件が成立した際に(S21:YES)、前回の「タッチ点」を検出した時から「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に(S22:YES)、S23において「タッチ点」の検出を実行する決定をしている。しかし、エンジンEGの始動に限らず、切断状態にあるクラッチ20を係合する際に、前回の「タッチ点」の検出から「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に「タッチ点」を検出する実施形態であっても差し支え無い。切断状態にあるクラッチ20を係合させる状況には、上述したように、車両が「電動走行モード」で走行中に、第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは、「要求駆動力」に達しない場合に、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力によって車両を走行させるために、クラッチ20を係合させる状況や、第二モータジェネレータMG2で回生制動中において、エンジンEGのフリクショントルクを車両の減速に利用するために、クラッチ20を係合させる状況が含まれる。
また、以上説明した実施形態では、図4に示す「第二タッチ点検出開始処理」のS22の処理では、制御部40は、「第二タッチ点検出開始処理」において、前回「タッチ点」を検出した時から、所定の経過時間である「第二規程時間」以上経過したと判断した場合には(S22:YES)、S23において「タッチ点」の検出を実行する決定をしている。しかし、S21において、エンジンEGの始動条件が成立したと判断された場合に(S21:YES)(「第二規程時間」を0に設定)、必ずS23において「タッチ点」の検出を実行する実施形態であっても差し支え無い。
また、「第一タッチ点検出開始処理」における前回の「タッチ点」が、前回「第一タッチ点検出開始処理」で検出した「タッチ点」であり、「第二タッチ点検出開始処理」における前回の「タッチ点」が、前記「第二タッチ点検出開始処理」で検出した「タッチ点」である実施形態であっても差し支え無い。
また、以上説明した実施形態では、図7のS58や図8のS69の処理において、制御部40は、前回までの「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値と、今回の「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を加重平均(重み付け平均)することにより、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値を更新している。しかし、制御部40が、単に、今回の「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値に更新する実施形態であっても差し支え無い。
また、以上説明した実施形態では、制御部40は、回転速度センサMG1-1から入力された第一モータジェネレータMG1の回転速度、第二モータジェネレータMG2の回転速度ωMG2r(車速Vから算出)、及びサンギヤ11とキャリア13間のギヤ比に基づいて、入力軸51の回転速度である入力軸回転速度ωiを算出している。しかし、入力軸51の回転速度を検出する入力軸回転速度検出センサを、入力軸51の近傍に設け、入力軸回転速度ωiを直接検出することにしても差し支え無い。
また、以上説明した実施形態では、アクチュエータ50は電動式であり、制御部40は、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値として、アクチュエータ50のストローク量や、アクチュエータ50に印加する駆動電流の電流値や電圧値、上述したクラッチ押し付け荷重を検出して、「記憶部」に記憶している。しかし、アクチュエータ50は、油圧式や空気圧式のものであっても差し支え無い。この実施形態の場合には、制御部40は、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値として、アクチュエータ50の油圧、空気圧、クラッチ押し付け荷重等を検出して、「記憶部」に記憶する。
以上説明した実施形態では、遊星歯車機構10の3つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図(図2示)におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第一要素、第二要素及び第三要素とした場合において、第一要素であるサンギヤ11には第一モータジェネレータMG1が回転連結され、第二要素であるキャリア13には入力軸51が接続され、第三要素であるリングギヤ14には駆動輪Wl、Wr及び第二モータジェネレータMG2が回転連結されている。しかし、第一要素をリングギヤ14、第二要素をキャリア13とし、第三要素をサンギヤ11とし、第一要素であるリングギヤ14に第一モータジェネレータMG1が回転連結され、第二要素であるキャリア13に入力軸51が接続され、第三要素であるサンギヤ11には駆動輪Wl、Wr及び第二モータジェネレータMG2が回転連結されている実施形態であっても差し支え無い。
また、以上説明した実施形態の遊星歯車機構10では、リングギヤ14には、その内周側にインナーギヤ14aが形成されている。しかし、インナーギヤ14aに代わりに、その外周側にアウターギヤが形成され、キャリア13に自転可能に軸支されたプラネタリギヤが前記アウターギヤ及びサンギヤ11に噛合する実施形態であっても差し支え無い。
以上説明した実施形態では、図3に示す「第一タッチ点検出開始処理」と図4に示す「第二タッチ点検出開始処理」の両方を実行する実施形態について本発明を説明した。しかし、「第一タッチ点検出開始処理」と「第二タッチ点検出開始処理」の一方のみを実行する実施形態であっても差し支え無い。
10…遊星歯車機構、11…サンギヤ(第一要素)、13…キャリア(第二要素)、14…リングギヤ(第三要素)
20…クラッチ
31…第一インバータ(状態変化検出手段)
40…制御部(状態変化検出手段、タッチ点検出手段)
50…アクチュエータ、51…入力軸
100…ハイブリッド駆動装置
EG…エンジン、EG-1…出力軸
MG1…第一モータジェネレータ(モータジェネレータ)
MG1-1…回転速度センサ(状態変化検出手段)
Wl、Wr…駆動輪
Qtmax…許容クラッチ発熱量
t…クラッチの係合開始時からの経過時間
tst…目標クラッチ同期時間
ωi…入力軸回転速度
ωit_0…係合開始時の目標入力軸回転速度
ωit…係合中の目標入力軸回転速度
ωe…エンジン回転速度
Δω_0max…係合開始時許容クラッチ差回転速度
ωMG1t…第一モータジェネレータの目標回転速度
ωMG1r…第一モータジェネレータの回転速度
Tct:目標クラッチ伝達トルク
20…クラッチ
31…第一インバータ(状態変化検出手段)
40…制御部(状態変化検出手段、タッチ点検出手段)
50…アクチュエータ、51…入力軸
100…ハイブリッド駆動装置
EG…エンジン、EG-1…出力軸
MG1…第一モータジェネレータ(モータジェネレータ)
MG1-1…回転速度センサ(状態変化検出手段)
Wl、Wr…駆動輪
Qtmax…許容クラッチ発熱量
t…クラッチの係合開始時からの経過時間
tst…目標クラッチ同期時間
ωi…入力軸回転速度
ωit_0…係合開始時の目標入力軸回転速度
ωit…係合中の目標入力軸回転速度
ωe…エンジン回転速度
Δω_0max…係合開始時許容クラッチ差回転速度
ωMG1t…第一モータジェネレータの目標回転速度
ωMG1r…第一モータジェネレータの回転速度
Tct:目標クラッチ伝達トルク
Claims (10)
- 出力軸に回転駆動力を出力するエンジンと、
駆動輪と関連して回転する入力軸と、
前記出力軸と前記入力軸との間に設けられ、前記出力軸と前記入力軸間を断接するクラッチと、
前記入力軸と関連して回転するモータジェネレータと、
前記モータジェネレータの状態変化を検出する状態変化検出手段と、
切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記状態変化検出手段によって前記モータジェネレータの状態変化が検出された時の前記クラッチの状態を、前記クラッチが係合を始めるタッチ点として検出するタッチ点検出手段と、を有するハイブリッド駆動装置。 - 前記タッチ点検出手段は、前記モータジェネレータを回転制御することにより、前記入力軸の回転速度を目標入力軸回転速度にして、前記タッチ点を検出する請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。
- 相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に、第一要素、第二要素、第三要素を備えた遊星歯車機構を有し、
前記第一要素及び前記第三要素の一方には、前記モータジェネレータが回転連結され、
前記第一要素及び前記第三要素の他方には、前記駆動輪が回転連結され、
前記第二要素には、前記入力軸が回転連結されている請求項1又は請求項2に記載のハイブリッド駆動装置。 - 前記タッチ点検出手段は、前記入力軸の回転速度が、所定の回転速度の幅をもった許容回転速度の範囲内にある場合に限り、前記タッチ点の検出を行う請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記状態変化検出手段が検出する前記モータジェネレータの状態変化は、前記モータジェネレータの回転速度の変化である請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記状態変化検出手段が検出する前記モータジェネレータの状態変化は、前記モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化である請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記状態変化検出手段は、前記モータジェネレータの回転速度の変化、及び前記モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化を検出し、
前記タッチ点検出手段は、前記モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて前記タッチ点を検出するとともに、前記モータジェネレータのトルク変化に基づいて前記検出されたタッチ点の誤検出を検出し、又は、前記モータジェネレータのトルク変化に基づいて前記タッチ点を検出するとともに、前記モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて前記検出されたタッチ点の誤検出を検出する請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。 - 前記タッチ点検出手段は、切断状態にある前記クラッチを徐々に係合させることにより、前記モータジェネレータの状態を変化させて、前記タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後に前記クラッチを解放させる第一タッチ点検出開始処理を実行する請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記タッチ点検出手段は、前記エンジンが停止している状態において、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、前記タッチ点を検出する第二タッチ点検出開始処理を実行する請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記タッチ点検出手段は、
前記第一タッチ点検出開始処理において、前記第一タッチ点検出開始処理又は前記第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第一規定時間以上経過したと判断した場合に、切断状態にある前記クラッチを徐々に係合させることにより、前記モータジェネレータの状態を変化させて、前記タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後に前記クラッチを解放させ、
前記第二タッチ点検出開始処理において、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記第一タッチ点検出開始処理又は前記第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第二規定時間以上経過したと判断した場合に、前記モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、前記タッチ点を検出し、
前記第二規定時間は、前記第一規程時間よりも短く設定されている請求項8又は請求項9に記載のハイブリッド駆動装置。
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