WO2014033841A1 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

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WO2014033841A1
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rotating machine
region
mode
engine
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PCT/JP2012/071720
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雄二 岩瀬
駒田 英明
鈴木 陽介
弘達 北畠
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482Gearings with gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904Component specially adapted for hev
    • Y10S903/909Gearing
    • Y10S903/91Orbital, e.g. planetary gears

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle drive device.
  • Patent Document 1 in a hybrid vehicle in which an engine, an output shaft, and a generator motor are connected by a differential gear device, the engine is stopped, and the drivability of the electric motor is insufficient due to the driv- ing motor driving force. Techniques for supplementing minutes are disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a drive device for a hybrid vehicle that can suppress insufficient lubrication of a planetary gear mechanism.
  • a drive device for a hybrid vehicle of the present invention includes a planetary gear mechanism, a first rotating machine connected to a sun gear of the planetary gear mechanism, an engine connected to a carrier of the planetary gear mechanism, and a ring of the planetary gear mechanism
  • a second rotating machine and driving wheels connected to the gear, and a regulation mechanism for regulating the rotation of the carrier can execute both drive modes in which the first rotating machine and the second rotating machine are used as a power source.
  • the second drive region is a drive region in which the second rotating machine can independently output a target drive force of the vehicle, and the lubrication travel mode remains with the engine stopped. It is preferable that the control is executed in the second drive region based on at least one of the time elapsed in step 1 or the distance traveled while the engine is stopped.
  • the hybrid vehicle drive device further includes an oil pump connected to the carrier and supplying lubricating oil to the planetary gear mechanism, and the oil pump is rotationally driven by the first rotating machine in the lubrication travel mode. Is preferred.
  • the hybrid vehicle drive device further includes a third drive region capable of executing a single drive mode in which the second rotary machine travels using a single power source.
  • the first drive region, the second drive region, and the third drive region overlap each other, and the third drive is performed for the same vehicle speed.
  • the upper limit driving force of the area is smaller than the upper limit driving force of the first driving area, and the upper limit driving force of the second driving area is smaller than the upper limit driving force of the third driving area. It is preferable.
  • the carrier is rotated one or more times in the lubrication travel mode.
  • a hybrid vehicle drive device includes a first drive region capable of executing both drive modes in which the first rotary machine and the second rotary machine are used as power sources, and an engine rotated by the first rotary machine. And a second drive region capable of executing a lubrication travel mode in which the planetary gear mechanism is lubricated and travels using the second rotating machine as a single power source.
  • the hybrid vehicle drive device according to the present invention has an effect of suppressing insufficient lubrication of the planetary gear mechanism.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram of a vehicle according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an operation engagement table of the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a collinear diagram related to the single drive EV mode.
  • FIG. 4 is a collinear diagram related to the dual drive EV mode.
  • FIG. 5 is a nomographic chart when the engine is started.
  • FIG. 6 is a collinear diagram related to the lubrication travel mode.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the drive region.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the planetary gear mechanism.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a drive region according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a drive region according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a skeleton diagram of the vehicle according to the first modification.
  • FIG. 12 is a skeleton diagram of the vehicle according to the second modification.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram of a vehicle according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an operation engagement table of the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a single drive EV mode.
  • FIG. 4 is a nomogram for the double drive EV mode
  • FIG. 5 is a nomogram at the time of engine start
  • FIG. 6 is a nomogram for the lubrication travel mode
  • FIG. FIG. 8 is a sectional view of the planetary gear mechanism.
  • the vehicle 100 includes a one-way clutch (see reference numeral 20 in FIG. 1) that fixes an engine input element of a power split mechanism (see reference numeral 10 in FIG. 1), stops the engine 1, and the one-way clutch. Is mounted, and an HV system having an EV traveling mode (EV2 mode) in which both are driven by the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 is mounted.
  • a one-way clutch see reference numeral 20 in FIG. 1 that fixes an engine input element of a power split mechanism (see reference numeral 10 in FIG. 1), stops the engine 1, and the one-way clutch. Is mounted, and an HV system having an EV traveling mode (EV2 mode) in which both are driven by the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 is mounted.
  • EV2 mode EV traveling mode
  • the lubrication travel mode is executed when the following occurs.
  • the first rotary machine MG1 rotates the engine 1 to the normal rotation side to lubricate the power split planetary gear.
  • the vehicle 100 is a hybrid (HV) vehicle having an engine 1, a first rotating machine MG1, and a second rotating machine MG2 as power sources, as shown in FIG.
  • Vehicle 100 may be a plug-in hybrid (PHV) vehicle that can be charged by an external power source.
  • the vehicle 100 includes a planetary gear mechanism 10, a one-way clutch 20, and drive wheels 32 in addition to the power source.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 includes the engine 1, the planetary gear mechanism 10, the first rotary machine MG1, the second rotary machine MG2, the one-way clutch 20, and the drive wheels 32. Yes.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 may further include an oil pump 40 and an ECU 50.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 can be applied to an FF (front engine front wheel drive) vehicle, an RR (rear engine rear wheel drive) vehicle, or the like.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 is mounted on the vehicle 100 such that the axial direction is the vehicle width direction, for example.
  • Engine 1 which is an engine converts the combustion energy of the fuel into a rotary motion of the output shaft and outputs it.
  • the output shaft of the engine 1 is connected to the input shaft 2.
  • the input shaft 2 is an input shaft of the power transmission device.
  • the power transmission device includes a first rotating machine MG1, a second rotating machine MG2, a planetary gear mechanism 10, a one-way clutch 20, a differential device 30 and the like.
  • the input shaft 2 is arranged coaxially with the output shaft of the engine 1 and on an extension line of the output shaft.
  • the input shaft 2 is connected to the carrier 14 of the planetary gear mechanism 10.
  • the planetary gear mechanism 10 is a single pinion type, and includes a sun gear 11, a pinion gear 12, a ring gear 13, and a carrier 14.
  • the ring gear 13 is coaxial with the sun gear 11 and is disposed on the radially outer side of the sun gear 11.
  • the pinion gear 12 is disposed between the sun gear 11 and the ring gear 13 and meshes with the sun gear 11 and the ring gear 13, respectively.
  • the pinion gear 12 is rotatably supported by the carrier 14.
  • the carrier 14 is connected to the input shaft 2 and rotates integrally with the input shaft 2. Therefore, the pinion gear 12 can rotate (revolve) around the central axis of the input shaft 2 together with the input shaft 2, and can be rotated (rotated) around the central axis of the pinion gear 12 supported by the carrier 14.
  • the sun gear 11 is connected to the rotary shaft 33 of the first rotary machine MG1.
  • the rotor of the first rotating machine MG1 is connected to the sun gear 11 via the rotation shaft 33 and rotates integrally with the sun gear 11.
  • a counter drive gear 25 is connected to the ring gear 13.
  • the counter drive gear 25 is an output gear that rotates integrally with the ring gear 13.
  • the counter drive gear 25 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical member, and the ring gear 13 is provided on the inner peripheral surface.
  • the counter drive gear 25 is meshed with the counter driven gear 26.
  • the counter driven gear 26 is connected to a drive pinion gear 28 via a counter shaft 27.
  • the counter driven gear 26 and the drive pinion gear 28 rotate integrally.
  • the counter driven gear 26 is engaged with a reduction gear 35.
  • the reduction gear 35 is connected to the rotation shaft 34 of the second rotary machine MG2. That is, the rotation of the second rotating machine MG2 is transmitted to the counter driven gear 26 via the reduction gear 35.
  • the reduction gear 35 has a smaller diameter than that of the counter driven gear 26, and reduces the rotation of the second rotary machine MG ⁇ b> 2 and transmits it to the counter driven gear 26.
  • the drive pinion gear 28 meshes with the diff ring gear 29 of the differential device 30.
  • the differential device 30 is connected to drive wheels 32 via left and right drive shafts 31.
  • the ring gear 13 is connected to the drive wheel 32 via a counter drive gear 25, a counter driven gear 26, a drive pinion gear 28, a differential device 30 and a drive shaft 31.
  • the second rotary machine MG2 is connected to a power transmission path between the ring gear 13 and the drive wheel 32 and can transmit power to the ring gear 13 and the drive wheel 32, respectively.
  • the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 each have a function as a motor (electric motor) and a function as a generator.
  • the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 are connected to a battery via an inverter.
  • the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 can convert the electric power supplied from the battery into mechanical power and output it, and are driven by the input power to convert the mechanical power into electric power. Can be converted.
  • the electric power generated by the rotating machines MG1 and MG2 can be stored in the battery.
  • an AC synchronous motor generator can be used as the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2, for example.
  • the oil pump 40 is connected to the engine 1 and the carrier 14 and is a mechanical pump that is driven by the rotation of the input shaft 2 and discharges lubricating oil.
  • the oil pump 40 is disposed at the end of the input shaft 2 opposite to the engine 1 side.
  • the lubricating oil sent out by the oil pump 40 is supplied to the planetary gear mechanism 10, the first rotary machine MG1, the engine 1, and the like to lubricate and cool each part.
  • the planetary gear mechanism 10 has an oil passage that guides the lubricating oil supplied by the oil pump 40 or the like to the pinion gear 12 or the like.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 has an oil passage that supplies lubricating oil, which is sent upward (squeezed up) by the diff ring gear 29, to each part. Lubricating oil is supplied to the planetary gear mechanism 10, the first rotating machine MG1, the second rotating machine MG2, the engine 1, and the like through the oil path, for example.
  • the one-way clutch 20, the counter drive gear 25, the planetary gear mechanism 10, the first rotating machine MG1, and the oil pump 40 are arranged in order from the side close to the engine 1 on the same axis as the engine 1.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 of the present embodiment is a multi-shaft type in which the input shaft 2 and the rotation shaft 34 of the second rotary machine MG2 are arranged on different axes.
  • the ECU 50 has a function as a control device that controls the vehicle 100.
  • the ECU 50 is an electronic control unit having a computer and controls the engine 1, the first rotating machine MG1, and the second rotating machine MG2.
  • the ECU 50 includes various information such as information related to the engine 1, information related to the first rotating machine MG1, information related to the second rotating machine MG2, information related to the vehicle speed, information related to the battery, and information related to operation input to the operating device such as the accelerator opening. A signal indicating the information is input.
  • the one-way clutch 20 is provided on the input shaft 2.
  • the one-way clutch 20 is a regulation mechanism that regulates the rotation of the carrier 14.
  • the one-way clutch 20 allows the input shaft 2 to rotate in the positive direction and restricts the rotation in the negative direction when the rotation direction of the input shaft 2 during the operation of the engine 1 is the positive direction.
  • the vehicle 100 can selectively execute hybrid (HV) traveling or EV traveling.
  • HV travel is a travel mode in which the vehicle 100 travels using the engine 1 as a power source.
  • the second rotary machine MG2 may be used as a power source.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 includes, as an EV travel mode, a single drive EV mode (single motor EV mode) in which the vehicle 100 travels using the second rotary machine MG2 as a single power source, It has a double drive EV mode (both motor EV mode) in which the vehicle 100 travels using the rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 as power sources.
  • the single drive EV mode is also referred to as “EV1 mode”, and the both drive EV mode is also referred to as “EV2 mode”.
  • the dual drive EV mode corresponds to the dual drive mode
  • the single drive EV mode corresponds to the single drive mode.
  • a circle in the column of the first rotary machine MG1 and the second rotary machine MG2 indicates that the running torque is output, and a x mark does not output the running torque. That is, it indicates that torque is not output, torque other than that for traveling is output, or regeneration is performed.
  • the “B” column indicates the state of the one-way clutch 20, where “ ⁇ ” indicates engagement and “X” indicates disengagement.
  • the engagement or disengagement of the one-way clutch 20 is not directly controlled, but is caused by the rotation state of the input shaft 2.
  • the one-way clutch 20 In the HV mode, when the engine 1 rotates and the input shaft 2 rotates forward, the one-way clutch 20 is released.
  • the single drive EV mode (EV1 mode) shown in FIG. 3 can be executed regardless of whether the one-way clutch 20 is released or engaged.
  • the leftmost vertical line indicates the number of rotations of the sun gear 11 and the first rotating machine MG1.
  • the middle vertical line indicates the rotational speed of the carrier 14 and the engine 1
  • the right vertical line indicates the rotational speed of the ring gear 13.
  • the rotation speed of the ring gear 13 is proportional to the rotation speed of the second rotary machine MG2 and the rotation speed of the drive shaft 31.
  • the one-way clutch 20 In the double drive EV mode (EV2 mode) shown in FIG. 4, the one-way clutch 20 is engaged. In the double drive EV mode, the first rotary machine MG1 outputs a negative torque.
  • the one-way clutch 20 functions as a reaction force receiver for the output torque (MG1 torque) of the first rotating machine MG1 by engaging and restricting the rotation of the carrier 14, and a positive torque corresponding to the MG1 torque is applied to the ring gear 13. Output from.
  • the positive torque output from the ring gear 13 is transmitted to the drive wheels 32 to generate a driving force that drives the vehicle 100 forward.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 When starting the engine 1, the hybrid vehicle drive device 1-1 increases the rotational speed of the engine 1 by the MG1 torque. As shown in FIG. 5, the first rotating machine MG1 outputs a positive torque to increase the rotational speed of the engine 1. At this time, a reaction force (engine start reaction force) is applied to the ring gear 13 by rotationally driving the engine 1 with MG1 torque.
  • the ECU 50 can suppress fluctuations in driving force when starting the engine by causing the second rotating machine MG2 to output compensation torque for engine starting reaction force in addition to torque for driving the vehicle 100 forward.
  • the planetary gear mechanism 10 may be insufficiently lubricated.
  • the rotation of the input shaft 2 and the carrier 14 may remain stopped, and the pinion gear 12 may not be properly lubricated.
  • the lubricating oil is not supplied even though the torque of the first rotary machine MG1 is input to the pinion gear 12, and there is a possibility that the lubrication will be insufficient.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 includes a first drive region D1 that travels in the dual drive EV mode, and a second drive that can execute the lubrication travel mode.
  • Drive region D2 the planetary gear mechanism 10 can be appropriately lubricated while suppressing a decrease in drivability due to a decrease in driving force.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 has a first drive region D1, a second drive region D2, and a third drive region D3 for an operating point that is a combination of the vehicle speed and the driving force.
  • the first drive region D1 is a drive region in which the dual drive EV mode is allowed and the dual drive EV mode can be executed.
  • the second drive region D2 is a drive region in which the lubrication travel mode is allowed and the lubrication travel mode can be executed.
  • the lubrication traveling mode is a traveling mode in which the engine 1 is rotated by the first rotating machine MG1 to lubricate the planetary gear mechanism 10 and the second rotating machine MG2 is used as a single traveling power source. Details of the lubrication travel mode will be described later.
  • the third drive region D3 is a drive region in which the single drive EV mode is allowed and the single drive EV mode can be executed.
  • the first boundary line 101 indicates an upper limit driving force for each vehicle speed in the first drive region D1 and an upper limit vehicle speed for each drive force in the first drive region D1.
  • the second boundary line 102 indicates the upper limit driving force and the upper limit vehicle speed of the second driving region D2
  • the third boundary line 103 indicates the upper limit driving force and the upper limit of the third driving region D3. Indicates the vehicle speed.
  • the lower limit vehicle speeds of the drive regions D1, D2, and D3 are common, for example, 0. Further, the lower limit driving force of each of the driving regions D1, D2, D3 is common, for example, 0. Moreover, the maximum vehicle speed Vmax of each drive area
  • region D1, D2, D3 is common.
  • the first drive region D1, the second drive region D2, and the third drive region D3 have an overlap.
  • the third drive region D3 is included in the first drive region D1, and the second drive region D2 is included in the third drive region D3.
  • the third boundary line 103 is defined on the lower vehicle speed side and the lower driving force side than the first boundary line 101, and the second boundary line 102 is lower than the third boundary line 103 on the lower vehicle speed side and lower driving force side. It is stipulated in.
  • the upper limit driving force of the third drive region D3 is smaller than the upper limit drive force of the first drive region D1, and the upper limit of the second drive region D2. Is smaller than the upper limit driving force of the third driving region D3.
  • the first boundary line 101 defines, for example, the upper limit value of the driving force that can be generated by powering the first rotating machine MG1 and the second rotating machine MG2 for each vehicle speed.
  • the third boundary line 103 defines an upper limit value of the driving force that can be generated by powering the second rotary machine MG2 as a single power source for traveling for each vehicle speed.
  • the second boundary line 102 defines an upper limit value of the driving force that can be generated in the lubrication travel mode for each vehicle speed.
  • the three drive areas D1, D2, and D3 overlap each other, there are areas where a plurality of travel modes can be selected.
  • the second drive region D2 it is possible to select any one of the double drive EV mode, the single drive EV mode, and the lubrication travel mode.
  • the third drive region D3 in the region between the second boundary line 102 and the third boundary line 103, either the double drive EV mode or the single drive EV mode can be selected.
  • ECU 50 has a map showing each drive region D1, D2, D3, and determines a running mode to be executed based on vehicle speed, target drive force, battery state of charge SOC, state of each rotary machine MG1, MG2, and the like. To do.
  • the double drive EV mode is selected in principle. For example, when the operating point is in the third drive region D3, the dual drive EV mode is preferentially selected if a condition capable of executing the dual drive EV mode is satisfied. On the other hand, when the condition for executing the dual drive EV mode is not satisfied, the single drive EV mode is selected. For example, when the first rotating machine MG1 cannot be powered by the temperature condition of the first rotating machine MG1 or when the engine 1 is started by the first rotating machine MG1, the single drive EV mode is executed.
  • the lubrication travel mode is executed when the operating point is in the second drive region D2 and a predetermined operation condition is satisfied.
  • the lubrication travel mode is executed based on the time elapsed while the engine 1 is stopped.
  • a predetermined time elapses with the engine 1 stopped, the above operating condition is satisfied and the lubrication travel mode is executed.
  • the elapsed time since the engine 1 was stopped can be, for example, an elapsed time including a cumulative traveling time while the engine 1 is stopped or a stop time while the engine 1 is stopped.
  • the predetermined time can be, for example, a time until the pinion gear 12 runs out of oil, for example, several tens of hours to several hundreds of hours.
  • the lubrication travel mode may be executed based on the distance traveled while the engine 1 is stopped, instead of or in addition to the elapsed time. For example, the above driving condition may be satisfied when the vehicle travels a predetermined distance with the engine 1 stopped. As described above, in the present embodiment, the lubrication travel mode is performed in the second drive region D2 based on at least one of the time elapsed with the engine 1 stopped or the distance traveled with the engine 1 stopped. Executed.
  • the first rotating machine MG1 in the lubrication travel mode, the first rotating machine MG1 outputs a positive torque and rotates the engine 1. As shown in FIG. 6, the first rotating machine MG1 is negatively rotated to output a positive torque, whereby a regenerative state in which the first rotating machine MG1 generates power can be obtained. In the lubrication travel mode, the first rotary machine MG1 can also be rotated forward. For example, when the battery cannot be charged, the first rotating machine MG1 may be rotated forward.
  • the lubricating oil L is accumulated inside the counter drive gear 25 and inside the ring gear 13.
  • the carrier 14 connected to the engine 1 can be rotated and the pinion gear 12 can be revolved as indicated by an arrow.
  • the pinion pin, the needle bearing, the pinion washer and the like inside the pinion gear 12 can be lubricated by the lubricating oil L in the counter drive gear 25.
  • each part of the planetary gear mechanism 10 can be lubricated. As a result, the occurrence of insufficient lubrication in the planetary gear mechanism 10 can be suppressed, and the cruising distance of EV travel can be extended.
  • the carrier 14 can be rotated one or more times, and the lubricating oil L can be supplied to all the pinion gears 12 of the planetary gear mechanism 10.
  • the oil pump 40 can be rotationally driven, and the lubricating oil L can be supplied to the planetary gear mechanism 10 by the oil pump 40.
  • the to-be-lubricated part of the planetary gear mechanism 10, for example, the pinion gear 12 can be lubricated.
  • the second drive region D2 is determined so as to suppress the loss of drive force when shifting to the lubrication travel mode.
  • the second driving region D2 is a driving region in which the second driving machine MG2 can output the target driving force of the vehicle 100 independently.
  • the second boundary line 102 of this embodiment defines an upper limit value of the torque that can be generated by the torque of the second rotating machine MG2 (MG2 torque) when the lubrication travel mode is executed for each vehicle speed. That is, the second boundary line 102 is an upper limit that can be generated by the MG2 torque when the compensation torque for the reaction torque when the engine 1 is rotated by the first rotating machine MG1 is output by the second rotating machine MG2. It shows the driving force.
  • the drive force may be lost as described below. For example, as shown in FIG. 7, if the lubrication travel mode is started while traveling in the dual drive EV mode at the operating point of the vehicle speed V1 and the drive force F1, the drive force is lost as shown by the arrow Y1. appear.
  • the dual drive EV mode is shifted to the lubrication travel mode, the first rotary machine MG1 does not function as a power source for travel, and the drive force is reduced by the amount of MG1 torque. Further, the driving force is reduced by the amount of reaction torque generated by rotating the engine 1 by the first rotating machine MG1. As a result, the driving force unintended by the driver is reduced, resulting in a reduction in drivability.
  • the lubrication travel mode is permitted when the operating point is in the second drive region D2. Therefore, it is possible to lubricate the planetary gear mechanism 10 without causing a loss of driving force.
  • the ECU 50 monitors the travel time and travel distance while the engine 1 is stopped.
  • the ECU 50 determines that the supply of the lubricating oil L to the planetary gear mechanism 10 is necessary when the travel time is equal to or longer than a predetermined time or when the travel distance is equal to or greater than a predetermined distance. To do.
  • the ECU 50 executes the lubrication traveling mode.
  • the EV travel mode for example, the double drive EV mode is entered.
  • the lubrication oil L accumulated in the counter drive gear 25 is used in the dual drive EV mode by executing the lubrication travel mode.
  • the planetary gear mechanism 10 can be lubricated without causing a driving force drop during traveling. Thereby, EV travel distance can be extended.
  • the battery consumption is large by powering the two rotating machines MG1 and MG2, but the first rotating machine MG1 is regenerated in the lubrication traveling mode, and the battery can be charged. Thereby, EV travel distance can be extended.
  • the vehicle by executing the lubrication traveling mode, the vehicle is driven while traveling in the dual drive EV mode by the lubricating oil L sent by driving the oil pump 40.
  • the planetary gear mechanism 10 can be lubricated without causing force loss. Since the oil pump 40 is driven, a sufficient amount of oil to be supplied to the planetary gear mechanism 10 can be secured.
  • the amount of rotation for rotating the input shaft 2 in the lubrication travel mode can be, for example, one rotation.
  • the time for using the first rotary machine MG1 for lubrication can be shortened, and it is possible to return to the both-drive EV mode, and it is possible to travel according to the driver's intention.
  • the electric power generation amount of 1st rotary machine MG1 can be restrained small, even if it is a case where the charge condition SOC of a battery is near an upper limit, the planetary gear mechanism 10 can be lubricated.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 includes the map having the three drive areas D1, D2, and D3. However, the third drive area D3 may be omitted. If the map including the first drive region D1 and the second drive region D2 is provided, the planetary gear mechanism 10 is lubricated by shifting from the both drive EV mode to the lubrication travel mode without causing a decrease in drive force. Can do.
  • the hybrid vehicle drive device 1-1 executing the lubrication travel mode based on the map is merely an example, and the present invention is not limited to this. That is, the hybrid vehicle drive device 1-1 controls the vehicle 100 so that the both drive EV mode is executed in the first drive region D1 and the lubrication travel mode is executed in the second drive region D2. It is.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a drive region according to the second embodiment.
  • the first drive region D11 and the third drive region D13 can be the same as the first drive region D1 and the third drive region D3 of the first embodiment, respectively. That is, the first boundary line 111 and the third boundary line 113 can be the same as the first boundary line 101 and the third boundary line 103 of the first embodiment, respectively.
  • the lower limit vehicle speed V2 of the second drive area D12 of the present embodiment is greater than the lower limit vehicle speed (0) of the first drive area D11 and the third drive area D13. That is, a region where the lubrication traveling mode is not executed is provided on the low vehicle speed side.
  • the lower limit vehicle speed V2 corresponds to, for example, an allowable lower limit rotational speed that is predetermined for the first rotary machine MG1.
  • an allowable lower limit rotational speed for powering or regenerating is determined for the first rotating machine MG1.
  • the MG1 rotation speed during EV traveling is determined according to the vehicle speed, and in the case of low vehicle speed, the MG1 rotation speed is low.
  • the lower limit vehicle speed V2 is, for example, a vehicle speed at which the MG1 rotational speed during EV traveling is an allowable lower limit rotational speed.
  • the allowable lower limit rotational speed can be set to 100 rpm as an absolute value of the rotational speed, for example. That is, the lower limit vehicle speed V2 is determined so that no current flows through the first rotary machine MG1 at a rotation speed between -100 rpm and 100 rpm.
  • the second boundary line 112 is determined so that the lubrication travel mode is not executed at a vehicle speed lower than the lower limit vehicle speed V2, occurrence of single-phase lock in the first rotating machine MG1 is suppressed.
  • the third embodiment will be described with reference to FIG. About 3rd Embodiment, the description which attaches
  • the difference from the first embodiment and the second embodiment is that a region where the lubrication traveling mode is not executed is provided on the high vehicle speed side. Thereby, stirring loss can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a drive region according to the third embodiment.
  • the first drive region D21 and the third drive region D23 can be the same as the first drive region D1 and the third drive region D3 of the first embodiment. That is, the first boundary line 121 and the third boundary line 123 can be the same as the first boundary line 101 and the third boundary line 103 of the first embodiment.
  • the second drive region D22 is defined as a region on the lower vehicle speed side than the predetermined vehicle speed V3 and a region on the higher vehicle speed side than the vehicle speed V4.
  • the region where the vehicle speed is higher than the predetermined vehicle speed V3 and lower than the vehicle speed V4 is a region where the lubrication travel mode is not executed.
  • the predetermined vehicle speed V ⁇ b> 3 is determined based on the ability of the lubricating oil L to be scraped up by the diff ring gear 29. The ability to scrape the lubricating oil L by the diff ring gear 29 increases as the vehicle speed increases. As the amount of lubricating oil supplied by the diff ring gear 29 increases, the amount of oil in the counter drive gear 25 increases.
  • the predetermined vehicle speed V3 is a vehicle speed at which the oil level in the counter drive gear 25 becomes a certain level or more.
  • the agitation loss can be reduced by not executing the lubrication traveling mode in the region on the higher vehicle speed side than the predetermined vehicle speed V3.
  • the predetermined vehicle speed V3 can be higher than the lower limit vehicle speed V2 of the second embodiment.
  • the vehicle speed V4 is determined based on the differential rotation speed of the pinion gear 12.
  • the differential rotation speed of the pinion gear 12 matches the rotation speed of the pinion gear 12.
  • the lubrication traveling mode is permitted. Accordingly, the pinion gear 12 can be lubricated by the oil pump 40 under traveling conditions where the differential rotation speed of the pinion gear 12 is large, and the reliability of the needle bearing and the like of the pinion gear 12 can be ensured.
  • the stirring loss is reduced and the reliability of the pinion gear 12 is improved. It is possible to achieve both ensuring.
  • FIG. 11 is a skeleton diagram of the vehicle according to the first modification.
  • the hybrid vehicle drive device 1-2 according to the first modified example is different from the hybrid vehicle drive device 1-1 of each of the above embodiments in that a dog brake 21 is provided instead of the one-way clutch 20 as a restriction mechanism. .
  • the input shaft 2 is provided with a dog brake 21.
  • the dog brake 21 is a meshing brake device, and engages or releases the vehicle body and the input shaft 2.
  • the engaged dog brake 21 restricts the rotation of the input shaft 2 and the carrier 14.
  • the dog brake 21 is controlled by the ECU 50.
  • the dog brake 21 is engaged.
  • the ECU 50 engages the dog brake 21 by controlling the rotation speed of the input shaft 2 to 0 by the first rotating machine MG1. Further, the ECU 50 releases the dog brake 21 in the travel mode in which the “B” column is set to release ( ⁇ ).
  • FIG. 12 is a skeleton diagram of the vehicle according to the second modification.
  • the hybrid vehicle drive device 1-3 according to the second modification differs from the hybrid vehicle drive device 1-1 of each of the above embodiments in that a friction brake 22 is provided instead of the one-way clutch 20 as a restriction mechanism. is there.
  • the input shaft 2 is provided with a friction brake 22.
  • the friction brake 22 is a friction engagement type brake device, and engages or releases the vehicle body side and the input shaft 2.
  • the engaged friction brake 22 restricts the rotation of the input shaft 2 and the carrier 14.
  • the friction brake 22 is controlled by the ECU 50.
  • the friction brake 22 is engaged in the travel mode in which the “B” column is engaged in the engagement table shown in FIG. 2, and the friction brake 22 is released in the travel mode in the release mode.

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Abstract

 遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギアに接続された第一回転機と、遊星歯車機構のキャリアに接続された機関と、遊星歯車機構のリングギアに接続された第二回転機および駆動輪と、キャリアの回転を規制する規制機構とを備え、第一回転機および第二回転機を動力源として走行する両駆動モードを実行可能な第一の駆動領域D1と、第一回転機によって機関を回転させて遊星歯車機構を潤滑し、かつ第二回転機を単独の動力源として走行する潤滑走行モードを実行可能な第二の駆動領域D2と、を有する。

Description

ハイブリッド車両用駆動装置
 本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。
 従来、2つのモータによって走行するハイブリッド車両が公知である。例えば、特許文献1には、エンジンと出力軸と発電機モータとが差動歯車装置によって接続されたハイブリッド型車両において、エンジンを停止し、発電機モータの駆動力によって電気モータの駆動力の不足分を補う技術が開示されている。
特開平8-295140号公報
 ハイブリッド車両においてエンジンを停止して走行する場合に、遊星歯車機構の潤滑不足が生じる可能性がある。
 本発明の目的は、遊星歯車機構の潤滑不足を抑制することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。
 本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構のサンギアに接続された第一回転機と、前記遊星歯車機構のキャリアに接続された機関と、前記遊星歯車機構のリングギアに接続された第二回転機および駆動輪と、前記キャリアの回転を規制する規制機構とを備え、前記第一回転機および前記第二回転機を動力源として走行する両駆動モードを実行可能な第一の駆動領域と、前記第一回転機によって前記機関を回転させて前記遊星歯車機構を潤滑し、かつ前記第二回転機を単独の動力源として走行する潤滑走行モードを実行可能な第二の駆動領域と、を有することを特徴とする。
 上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記第二の駆動領域は、車両の目標駆動力を前記第二回転機が単独で出力可能な駆動領域であり、前記潤滑走行モードは、前記機関を停止したままで経過した時間あるいは前記機関を停止したままで走行した距離の少なくともいずれか一方に基づいて前記第二の駆動領域で実行されることが好ましい。
 上記ハイブリッド車両用駆動装置において、更に、前記キャリアと接続され、前記遊星歯車機構に潤滑油を供給するオイルポンプを備え、前記潤滑走行モードにおいて前記第一回転機によって前記オイルポンプを回転駆動することが好ましい。
 上記ハイブリッド車両用駆動装置において、更に、前記第二回転機を単独の動力源として走行する単駆動モードを実行可能な第三の駆動領域を有することが好ましい。
 上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記第一の駆動領域と、前記第二の駆動領域と、前記第三の駆動領域とは互いに重なりを有し、同一の車速に対して、前記第三の駆動領域の上限の駆動力は、前記第一の駆動領域の上限の駆動力よりも小さく、前記第二の駆動領域の上限の駆動力は、前記第三の駆動領域の上限の駆動力よりも小さいことが好ましい。
 上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記潤滑走行モードにおいて、前記キャリアを1回転以上回転させることが好ましい。
 本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、第一回転機および第二回転機を動力源として走行する両駆動モードを実行可能な第一の駆動領域と、第一回転機によって機関を回転させて遊星歯車機構を潤滑し、かつ第二回転機を単独の動力源として走行する潤滑走行モードを実行可能な第二の駆動領域と、を有する。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、遊星歯車機構の潤滑不足を抑制することができるという効果を奏する。
図1は、第1実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図2は、第1実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図である。 図3は、単駆動EVモードに係る共線図である。 図4は、両駆動EVモードに係る共線図である。 図5は、エンジン始動時の共線図である。 図6は、潤滑走行モードに係る共線図である。 図7は、駆動領域の説明図である。 図8は、遊星歯車機構の断面図である。 図9は、第2実施形態に係る駆動領域の説明図である。 図10は、第3実施形態に係る駆動領域の説明図である。 図11は、第1変形例に係る車両のスケルトン図である。 図12は、第2変形例に係る車両のスケルトン図である。
 以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[第1実施形態]
 図1から図8を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。図1は、本発明の第1実施形態に係る車両のスケルトン図、図2は、第1実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図、図3は、単駆動EVモードに係る共線図、図4は、両駆動EVモードに係る共線図、図5は、エンジン始動時の共線図、図6は、潤滑走行モードに係る共線図、図7は、駆動領域の説明図、図8は、遊星歯車機構の断面図である。
 本実施形態に係る車両100は、動力分割機構(図1の符号10参照)のエンジン入力要素を固定する一方向クラッチ(図1の符号20参照)を備え、エンジン1を停止し、一方向クラッチを固定し、第一回転機MG1と第二回転機MG2とで両駆動するEV走行モード(EV2モード)を有するHVシステムを搭載している。
 EV2モードで走行中、エンジン1が停止してから所定の時間が経過した後、第二回転機MG2で駆動するEV1モードで走行可能でかつ第一回転機MG1による反力を補償可能な駆動力以下になった場合に、潤滑走行モードを実行する。潤滑走行モードでは、第一回転機MG1によってエンジン1を正回転側に回転させて、動力分割プラネタリギアの潤滑を行う。これにより、両駆動走行中に駆動力抜けを発生させることなく動力分割プラネタリギアを潤滑することが可能となる。
 本実施形態に係る車両100は、図1に示すように、動力源としてエンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2を有するハイブリッド(HV)車両である。車両100は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド(PHV)車両であってもよい。車両100は、上記動力源に加えて、遊星歯車機構10、ワンウェイクラッチ20、駆動輪32を含んで構成されている。
 また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置1-1は、エンジン1、遊星歯車機構10、第一回転機MG1、第二回転機MG2、ワンウェイクラッチ20および駆動輪32を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、更に、オイルポンプ40やECU50を含んでもよい。ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、FF(前置きエンジン前輪駆動)車両あるいはRR(後置きエンジン後輪駆動)車両等に適用可能である。ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両100に搭載される。
 機関であるエンジン1は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン1の出力軸は、入力軸2と接続されている。入力軸2は、動力伝達装置の入力軸である。動力伝達装置は、第一回転機MG1、第二回転機MG2、遊星歯車機構10、ワンウェイクラッチ20、差動装置30等を含んで構成されている。入力軸2は、エンジン1の出力軸と同軸上かつ出力軸の延長線上に配置されている。入力軸2は、遊星歯車機構10のキャリア14と接続されている。
 遊星歯車機構10は、シングルピニオン式であり、サンギア11、ピニオンギア12、リングギア13およびキャリア14を有する。リングギア13は、サンギア11と同軸上であってかつサンギア11の径方向外側に配置されている。ピニオンギア12は、サンギア11とリングギア13との間に配置されており、サンギア11およびリングギア13とそれぞれ噛み合っている。ピニオンギア12は、キャリア14によって回転自在に支持されている。キャリア14は、入力軸2と連結されており、入力軸2と一体回転する。従って、ピニオンギア12は、入力軸2と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能で あり、かつキャリア14によって支持されてピニオンギア12の中心軸線周りに回転(自転)可能である。
 サンギア11には、第一回転機MG1の回転軸33が接続されている。第一回転機MG1のロータは、回転軸33を介してサンギア11と接続されており、サンギア11と一体回転する。リングギア13には、カウンタドライブギア25が接続されている。カウンタドライブギア25は、リングギア13と一体回転する出力ギアである。カウンタドライブギア25は、円筒形状の部材の外周面に、リングギア13は内周面に設けられている。
 カウンタドライブギア25は、カウンタドリブンギア26と噛み合っている。カウンタドリブンギア26は、カウンタシャフト27を介してドライブピニオンギア28と接続されている。カウンタドリブンギア26とドライブピニオンギア28とは一体回転する。また、カウンタドリブンギア26には、リダクションギア35が噛み合っている。リダクションギア35は、第二回転機MG2の回転軸34に接続されている。つまり、第二回転機MG2の回転は、リダクションギア35を介してカウンタドリブンギア26に伝達される。リダクションギア35は、カウンタドリブンギア26よりも小径であり、第二回転機MG2の回転を減速してカウンタドリブンギア26に伝達する。
 ドライブピニオンギア28は、差動装置30のデフリングギア29と噛み合っている。差動装置30は、左右の駆動軸31を介して駆動輪32と接続されている。リングギア13は、カウンタドライブギア25、カウンタドリブンギア26、ドライブピニオンギア28、差動装置30および駆動軸31を介して駆動輪32と接続されている。また、第二回転機MG2は、リングギア13と駆動輪32との動力伝達経路に対して接続されており、リングギア13および駆動輪32に対してそれぞれ動力を伝達可能である。
 第一回転機MG1および第二回転機MG2は、それぞれモータ(電動機)としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機MG1,MG2によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機MG1および第二回転機MG2としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
 オイルポンプ40は、エンジン1およびキャリア14と接続されており、入力軸2の回転によって駆動されて潤滑油を吐出する機械式のポンプである。オイルポンプ40は、入力軸2におけるエンジン1側と反対側の端部に配置されている。オイルポンプ40によって送り出される潤滑油は、遊星歯車機構10、第一回転機MG1、エンジン1等に供給されて各部を潤滑・冷却する。遊星歯車機構10は、オイルポンプ40等によって供給される潤滑油をピニオンギア12等に導く油路を有する。また、ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、デフリングギア29によって上方に向けて送り出される(掻き上げられる)潤滑油を各部に供給する油路を有している。上記油路により、例えば、遊星歯車機構10、第一回転機MG1、第二回転機MG2、エンジン1等に潤滑油が供給される。
 本実施形態の車両100では、エンジン1と同軸上に、エンジン1に近い側から順に、ワンウェイクラッチ20、カウンタドライブギア25、遊星歯車機構10、第一回転機MG1およびオイルポンプ40が配置されている。また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1-1は、入力軸2と、第二回転機MG2の回転軸34とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。
 ECU50は、車両100を制御する制御装置としての機能を有する。ECU50は、コンピュータを有する電子制御ユニットであり、エンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2を制御する。また、ECU50には、エンジン1に関する情報、第一回転機MG1に関する情報、第二回転機MG2に関する情報、車速に関する情報、バッテリに関する情報、アクセル開度等の操作機器に対する操作入力に関する情報など、各種の情報を示す信号が入力される。
 ワンウェイクラッチ20は、入力軸2に設けられている。ワンウェイクラッチ20は、キャリア14の回転を規制する規制機構である。ワンウェイクラッチ20は、エンジン1の運転時における入力軸2の回転方向を正方向とした場合の、入力軸2の正方向の回転を許容し、負方向の回転を規制する。
 車両100では、ハイブリッド(HV)走行あるいはEV走行を選択的に実行可能である。HV走行とは、エンジン1を動力源として車両100を走行させる走行モードである。HV走行では、エンジン1に加えて、更に第二回転機MG2を動力源としてもよい。
 EV走行は、第一回転機MG1あるいは第二回転機MG2の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。EV走行では、エンジン1を停止して走行することが可能である。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置1-1は、EV走行モードとして、第二回転機MG2を単独の動力源として車両100を走行させる単駆動EVモード(単独モータEVモード)と、第一回転機MG1および第二回転機MG2を動力源として車両100を走行させる両駆動EVモード(両モータEVモード)を有する。なお、本明細書では、単駆動EVモードを「EV1モード」とも記載し、両駆動EVモードを「EV2モード」とも記載する。本実施形態では、両駆動EVモードが両駆動モードに対応し、単駆動EVモードが単駆動モードに対応している。
 図2の係合表において、第一回転機MG1および第二回転機MG2の欄の○印は、走行用のトルクを出力することを示し、×印は、走行用のトルクを出力しないこと、すなわち、トルクを出力しないこと、あるいは走行用以外のトルクを出力すること、あるいは回生を行うこと等を示す。また、「B」欄は、ワンウェイクラッチ20の状態を示すものであり、○印は係合、×印は解放を示す。ここで、ワンウェイクラッチ20の係合あるいは解放は、直接制御されるものではなく、入力軸2の回転状態によって生じるものである。
 HVモードでは、エンジン1が回転し、入力軸2が正回転することにより、ワンウェイクラッチ20は解放状態となる。図3に示す単駆動EVモード(EV1モード)は、ワンウェイクラッチ20が解放あるいは係合のいずれの状態であっても実行可能である。各共線図において、最も左側の縦線はサンギア11および第一回転機MG1の回転数を示す。また、真ん中の縦線はキャリア14およびエンジン1の回転数を示し、右側の縦線はリングギア13の回転数を示す。リングギア13の回転数は、第二回転機MG2の回転数および駆動軸31の回転数に比例する。
 図4に示す両駆動EVモード(EV2モード)では、ワンウェイクラッチ20は係合状態となる。両駆動EVモードでは、第一回転機MG1が負トルクを出力する。ワンウェイクラッチ20は、係合してキャリア14の回転を規制することにより、第一回転機MG1の出力トルク(MG1トルク)の反力受けとして機能し、MG1トルクに応じた正トルクをリングギア13から出力させる。リングギア13から出力される正トルクは、駆動輪32に伝達され、車両100を前進駆動する駆動力を発生させる。
(エンジン始動)
 ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、エンジン1を始動する場合、MG1トルクによりエンジン1の回転数を上昇させる。図5に示すように、第一回転機MG1は、正トルクを出力してエンジン1の回転数を上昇させる。このときに、リングギア13には、MG1トルクによってエンジン1を回転駆動することによる反力(エンジン始動反力)が作用する。ECU50は、第二回転機MG2によって、車両100を前進駆動するトルクに加えてエンジン始動反力に対する補償トルクを出力させることにより、エンジン始動時の駆動力の変動を抑制することができる。
 ここで、EV走行によってエンジン1を停止して走行する場合、遊星歯車機構10の潤滑不足が発生する可能性がある。例えば、両駆動EVモードや単駆動EVモードにおいてワンウェイクラッチ20が係合したままで走行する場合、入力軸2およびキャリア14の回転が停止したままであり、ピニオンギア12を適切に潤滑できない可能性がある。両駆動EVモードでは、ピニオンギア12に第一回転機MG1のトルクが入力されるにもかかわらず潤滑油が供給されないため、潤滑不足となる可能性がある。
 遊星歯車機構10を潤滑するために、例えば、エンジン1を始動してオイルポンプ40を作動させることが考えられる。しかしながら、両駆動EVモードからエンジン1を始動する場合、第一回転機MG1による駆動力が無くなり、かつエンジン始動反力分の駆動力低下が生じることで、ドライバが意図しない駆動力の低下が発生する可能性がある。
 また、遊星歯車機構10を潤滑するために、第一回転機MG1によってエンジン1を回転させてオイルポンプ40を作動させることが考えられる。この場合も、エンジン1を始動するときと同様に駆動力の抜けが生じ、ドライバが意図しない駆動力の低下が発生する可能性がある。
 本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置1-1は、図7を参照して説明するように、両駆動EVモードで走行する第一の駆動領域D1と、潤滑走行モードを実行可能な第二の駆動領域D2とを有する。これにより、駆動力の低下によるドライバビリティの低下を抑制しつつ遊星歯車機構10を適切に潤滑することができる。
 図7において、横軸は車両100の車速を示し、縦軸は車両100の目標駆動力(あるいは要求駆動力)を示す。ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、車速と駆動力との組み合わせである動作点について、第一の駆動領域D1、第二の駆動領域D2および第三の駆動領域D3を有する。
 第一の駆動領域D1は、両駆動EVモードが許容され、両駆動EVモードを実行可能な駆動領域である。第二の駆動領域D2は、潤滑走行モードが許容され、潤滑走行モードを実行可能な駆動領域である。潤滑走行モードは、第一回転機MG1によってエンジン1を回転させて遊星歯車機構10を潤滑し、かつ第二回転機MG2を単独の走行用の動力源として走行する走行モードである。潤滑走行モードの詳細は、後述する。第三の駆動領域D3は、単駆動EVモードが許容され、単駆動EVモードを実行可能な駆動領域である。
 第一境界線101は、第一の駆動領域D1のそれぞれの車速に対する上限の駆動力、および第一の駆動領域D1のそれぞれの駆動力に対する上限の車速を示すものである。同様にして、第二境界線102は、第二の駆動領域D2の上限の駆動力および上限の車速を示し、第三境界線103は、第三の駆動領域D3の上限の駆動力および上限の車速を示す。
 本実施形態では、各駆動領域D1,D2,D3の下限の車速は共通であり、例えば0である。また、各駆動領域D1,D2,D3の下限の駆動力は共通であり、例えば0である。また、各駆動領域D1,D2,D3の最大車速Vmaxは共通である。第一の駆動領域D1と、第二の駆動領域D2と、第三の駆動領域D3とは重なりを有する。本実施形態では、第三の駆動領域D3が第一の駆動領域D1に含まれ、第二の駆動領域D2が第三の駆動領域D3に含まれている。すなわち、第三境界線103は、第一境界線101よりも低車速側かつ低駆動力側に定められ、第二境界線102は、第三境界線103よりも低車速側かつ低駆動力側に定められている。
 図7に示すように、同一の車速に対して、第三の駆動領域D3の上限の駆動力は、第一の駆動領域D1の上限の駆動力よりも小さく、第二の駆動領域D2の上限の駆動力は、第三の駆動領域D3の上限の駆動力よりも小さい。
 第一境界線101は、例えば、第一回転機MG1および第二回転機MG2を力行させることにより発生可能な駆動力の上限値を車速毎に定めたものである。第三境界線103は、例えば、第二回転機MG2を走行用の単独の動力源として力行させることにより発生可能な駆動力の上限値を車速毎に定めたものである。第二境界線102は、例えば、潤滑走行モードで発生可能な駆動力の上限値を車速毎に定めたものである。
 このように、3つの駆動領域D1,D2,D3が互いに重なりを有することから、複数の走行モードを選択可能な領域が存在する。例えば、第二の駆動領域D2では、両駆動EVモード、単駆動EVモードあるいは潤滑走行モードのいずれかを選択することができる。また、第三の駆動領域D3のうち、第二境界線102と第三境界線103との間の領域では、両駆動EVモードあるいは単駆動EVモードのいずれかを選択することができる。
 ECU50は、各駆動領域D1,D2,D3を示すマップを有しており、車速、目標駆動力、バッテリの充電状態SOC、各回転機MG1,MG2の状態等に基づいて実行する走行モードを決定する。
 本実施形態では、単駆動EVモードおよび両駆動EVモードの両方を実行可能な場合、原則として両駆動EVモードが選択される。例えば、動作点が第三の駆動領域D3内にある場合、両駆動EVモードを実行可能な条件が成立していれば両駆動EVモードが優先的に選択される。一方、両駆動EVモードを実行可能な条件が成立していない場合は、単駆動EVモードが選択される。例えば、第一回転機MG1の温度条件等により、第一回転機MG1を力行させられない場合や、第一回転機MG1によってエンジン1を始動する場合は、単駆動EVモードが実行される。
 潤滑走行モードは、動作点が第二の駆動領域D2にあり、かつ予め定められた運転条件が成立している場合に実行される。本実施形態では、エンジン1を停止したままで経過した時間に基づいて、潤滑走行モードが実行される。本実施形態では、エンジン1を停止したままで所定の時間が経過すると、上記の運転条件が成立し、潤滑走行モードが実行される。ここで、エンジン1を停止してからの経過時間は、例えば、エンジン1を停止したままでの累計走行時間や、エンジン1を停止したままでの停車時間を含む経過時間とすることができる。所定の時間は、例えば、ピニオンギア12のオイル切れが発生するまでの時間、一例として数十時間から数百時間とすることができる。
 なお、経過時間に代えて、あるいは経過時間に加えて、エンジン1を停止したままで走行した距離に基づいて潤滑走行モードが実行されるようにしてもよい。例えば、エンジン1を停止したままで所定距離を走行すると上記の運転条件が成立するようにしてもよい。このように、本実施形態では、潤滑走行モードは、エンジン1を停止したままで経過した時間あるいはエンジン1を停止したままで走行した距離の少なくともいずれか一方に基づいて第二の駆動領域D2で実行される。
 図6に示すように、潤滑走行モードでは、第一回転機MG1が正トルクを出力し、エンジン1を回転させる。図6のように第一回転機MG1を負回転させて正トルクを出力させることで、第一回転機MG1に発電させる回生状態とすることができる。なお、潤滑走行モードにおいて、第一回転機MG1を正回転させることもできる。例えば、バッテリに対する充電が不可能な場合、第一回転機MG1を正回転させるようにしてもよい。
 図8に示すように、カウンタドライブギア25の内方やリングギア13の内方には、潤滑油Lが溜まっている。潤滑走行モードにおいてエンジン1を回転させると、エンジン1と連結されたキャリア14を回転させ、ピニオンギア12を矢印で示すように公転させることができる。これにより、カウンタドライブギア25内の潤滑油Lによって、ピニオンギア12の内部のピニオンピンやニードルベアリング、ピニオンワッシャ等を潤滑することができる。また、遊星歯車機構10の各部を潤滑することができる。これにより、遊星歯車機構10における潤滑不足の発生を抑制し、EV走行の航続距離を延ばすことが可能となる。潤滑走行モードでは、入力軸2を1回転以上回転させることが好ましい。入力軸2を1回転以上回転させることで、キャリア14を1回転以上回転させることができ、遊星歯車機構10の全てのピニオンギア12に対して潤滑油Lを供給することができる。
 また、潤滑走行モードにおいてエンジン1を回転させることにより、オイルポンプ40を回転駆動し、オイルポンプ40によって遊星歯車機構10に潤滑油Lを供給することができる。これにより、遊星歯車機構10の被潤滑部、例えばピニオンギア12を潤滑することができる。
 第二の駆動領域D2は、潤滑走行モードに移行する際の駆動力の抜けを抑制できるように定められている。第二の駆動領域D2は、車両100の目標駆動力を第二回転機MG2が単独で出力可能な駆動領域である。本実施形態の第二境界線102は、潤滑走行モードを実行したときに第二回転機MG2のトルク(MG2トルク)によって発生させることができるトルクの上限値を車速毎に定めたものである。すなわち、第二境界線102は、第一回転機MG1によってエンジン1を回転させるときの反力トルクに対する補償トルクを第二回転機MG2によって出力した場合に、MG2トルクによって発生させることができる上限の駆動力を示している。
 従って、両駆動EVモードや単駆動EVモードから潤滑走行モードへの移行時の駆動力の抜けが抑制される。本実施形態のような第二の駆動領域D2を定めずに潤滑走行モードへの移行がなされると、以下に説明するように駆動力の抜けが発生する可能性がある。例えば、図7に示すごとく、車速V1および駆動力F1の動作点で両駆動EVモードで走行しているときに潤滑走行モードが開始されてしまうと、矢印Y1で示すように駆動力の抜けが発生する。両駆動EVモードから潤滑走行モードへ移行すると、第一回転機MG1が走行用の動力源として機能しなくなり、MG1トルク分の駆動力の低下が生じる。さらに、第一回転機MG1によってエンジン1を回転させることによる反力トルクの分だけ駆動力が低下する。これにより、ドライバの意図しない駆動力の低下が生じてドライバビリティの低下を招くこととなる。
 しかしながら、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1-1によれば、動作点が第二の駆動領域D2にある場合に潤滑走行モードが許可される。従って、駆動力の抜けを発生させることなく遊星歯車機構10を潤滑することが可能となる。
 次に、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置1-1の動作について説明する。ECU50は、エンジン1を停止したままでの走行時間や走行距離をモニタする。ECU50は、この走行時間が予め定められた所定の時間以上である場合や、走行距離が予め定められた所定距離以上である場合、遊星歯車機構10に対する潤滑油Lの供給が必要であると判定する。ECU50は、遊星歯車機構10に対する潤滑油Lの供給が必要であり、かつ動作点が第二の駆動領域D2である場合、潤滑走行モードを実行する。潤滑走行モードが終了すると、EV走行モード、例えば両駆動EVモードに移行する。
 以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置1-1によれば、潤滑走行モードを実行することで、カウンタドライブギア25内に溜まった潤滑油Lにより、両駆動EVモードで走行中に駆動力抜けを発生させることなく遊星歯車機構10の潤滑が可能になる。これにより、EV走行距離を延ばすことができる。両駆動EVモードは、2つの回転機MG1,MG2を力行させることでバッテリ消費が大きいが、潤滑走行モードで第一回転機MG1を回生させ、バッテリへの充電が可能になる。これにより、EV走行距離を延ばすことができる。
 また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置1-1によれば、潤滑走行モードを実行することで、オイルポンプ40の駆動によって送られる潤滑油Lにより、両駆動EVモードで走行中に駆動力抜けを発生させることなく、遊星歯車機構10の潤滑が可能となる。オイルポンプ40が駆動されるため、遊星歯車機構10への供給オイル量を十分確保することができる。
 潤滑走行モードにおいて入力軸2を回転させる回転量は、例えば1回転とすることができる。このようにした場合、第一回転機MG1を潤滑のために使用する時間を短時間とし、両駆動EVモードに戻ることが可能となり、ドライバの意図に沿った走行とすることができる。また、第一回転機MG1の発電量を小さく抑えることができるため、バッテリの充電状態SOCが上限に近い場合であっても遊星歯車機構10を潤滑することができる。
 なお、本実施形態では、ハイブリッド車両用駆動装置1-1が、3つの駆動領域D1,D2,D3を有するマップを備えていたが、第三の駆動領域D3はなくてもよい。第一の駆動領域D1および第二の駆動領域D2を含むマップを備えていれば、両駆動EVモードから駆動力の低下を生じることなく潤滑走行モードに移行して遊星歯車機構10を潤滑することができる。
 また、ハイブリッド車両用駆動装置1-1が、マップに基づいて潤滑走行モードを実行することは一例であり、これに限定されるものではない。すなわち、ハイブリッド車両用駆動装置1-1は、両駆動EVモードが第一の駆動領域D1において実行され、かつ潤滑走行モードが第二の駆動領域D2において実行されるように車両100を制御するものである。
[第2実施形態]
 図9を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態において、上記第1実施形態と異なる点は、低車速側に潤滑走行モードを実行しない領域を設けた点である。これにより、第一回転機MG1の単相ロックを抑制することができる。
 図9は、第2実施形態に係る駆動領域の説明図である。第一の駆動領域D11および第三の駆動領域D13は、上記第1実施形態の第一の駆動領域D1および第三の駆動領域D3とそれぞれ同様とすることができる。すなわち、第一境界線111および第三境界線113は、上記第1実施形態の第一境界線101および第三境界線103とそれぞれ同様とすることができる。
 本実施形態の第二の駆動領域D12の下限の車速V2は、第一の駆動領域D11および第三の駆動領域D13の下限の車速(0)よりも大きい。すなわち、低車速側には潤滑走行モードを実行しない領域が設けられている。下限の車速V2は、例えば、第一回転機MG1に対して予め定められた許容下限回転数に対応している。第一回転機MG1を力行あるいは回生させる場合に、第一回転機MG1の回転数(MG1回転数)が低回転であると、一つの相に電流が流れ続ける単相ロックが発生して過電流となる可能性がある。このため、第一回転機MG1には、力行あるいは回生させるときの許容下限回転数が定められる。
 EV走行時のMG1回転数は、車速に応じて決まり、低車速の場合にはMG1回転数が低回転となる。下限の車速V2は、例えば、EV走行時のMG1回転数が許容下限回転数となる車速とされる。許容下限回転数は、例えば、回転数の絶対値で100rpmとすることができる。つまり、MG1回転数が-100rpmと100rpmとの間の回転数で第一回転機MG1に電流を流さないように下限の車速V2が定められている。
 このように、下限の車速V2未満の車速では潤滑走行モードが実行されないように第二境界線112が定められていることにより、第一回転機MG1における単相ロックの発生が抑制される。
[第3実施形態]
 図10を参照して、第3実施形態について説明する。第3実施形態については、上記各実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態において、上記第1実施形態および第2実施形態と異なる点は、高車速側に潤滑走行モードを実行しない領域を設けた点である。これにより、攪拌損失を低減することができる。
 図10は、第3実施形態に係る駆動領域の説明図である。第一の駆動領域D21および第三の駆動領域D23は、上記第1実施形態の第一の駆動領域D1および第三の駆動領域D3と同様とすることができる。すなわち、第一境界線121および第三境界線123は、上記第1実施形態の第一境界線101および第三境界線103と同様とすることができる。
 図10に示すように、第二の駆動領域D22は、所定車速V3よりも低車速側の領域および車速V4よりも高車速側の領域に定められている。所定車速V3よりも高車速かつ車速V4よりも低車速の領域は、潤滑走行モードを実行しない領域である。所定車速V3は、デフリングギア29による潤滑油Lの掻き上げ能力に基づいて定められる。デフリングギア29による潤滑油Lの掻き上げ能力は、車速が増加するにつれて大きくなる。デフリングギア29によって供給される潤滑油量の増加により、カウンタドライブギア25内のオイル量が増加する。所定車速V3は、カウンタドライブギア25内のオイルレベルが一定以上となる車速である。所定車速V3よりも高車速側の領域で潤滑走行モードを実行しないことにより、攪拌損失を低減することができる。なお、所定車速V3は、上記第2実施形態の下限の車速V2よりも高車速とすることができる。
 車速V4は、ピニオンギア12の差回転数に基づいて定められる。キャリア14が停止している場合、ピニオンギア12の差回転数は、ピニオンギア12の回転数と一致する。EV走行において、車速が大きいとピニオンギア12の差回転数が大きくなる。車速V4よりも高車速の領域では、潤滑走行モードが許可される。これにより、ピニオンギア12の差回転数が大きい走行条件のときにオイルポンプ40によってピニオンギア12を潤滑することができ、ピニオンギア12のニードルベアリング等の信頼性を確保することができる。
 このように、所定車速V3と車速V4との間の車速では潤滑走行モードが実行されないように第二境界線122が定められていることにより、攪拌損失の低減と、ピニオンギア12の信頼性の確保とを両立することができる。
[上記各実施形態の第1変形例]
 上記第1実施形態から第3実施形態の第1変形例について説明する。図11は、第1変形例に係る車両のスケルトン図である。第1変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置1-2において、上記各実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1-1と異なる点は、規制機構としてワンウェイクラッチ20に代えてドグブレーキ21を備える点である。
 図11に示すように、入力軸2には、ドグブレーキ21が設けられている。ドグブレーキ21は、噛合い式のブレーキ装置であり、車体側と入力軸2とを係合あるいは解放する。係合状態のドグブレーキ21は、入力軸2およびキャリア14の回転を規制する。ドグブレーキ21は、ECU50によって制御される。
 図2に示す係合表で「B」欄が係合(○)とされている走行モードでは、ドグブレーキ21が係合される。ECU50は、第一回転機MG1によって入力軸2の回転数を0回転に制御してドグブレーキ21を係合させる。また、ECU50は、「B」欄が解放(×)とされている走行モードでは、ドグブレーキ21を解放する。
[上記各実施形態の第2変形例]
 上記第1実施形態から第3実施形態の第2変形例について説明する。図12は、第2変形例に係る車両のスケルトン図である。第2変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置1-3において、上記各実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1-1と異なる点は、規制機構としてワンウェイクラッチ20に代えて摩擦ブレーキ22を備える点である。
 図12に示すように、入力軸2には、摩擦ブレーキ22が設けられている。摩擦ブレーキ22は、摩擦係合式のブレーキ装置であり、車体側と入力軸2とを係合あるいは解放する。係合状態の摩擦ブレーキ22は、入力軸2およびキャリア14の回転を規制する。摩擦ブレーキ22は、ECU50によって制御される。
 図2に示す係合表で「B」欄が係合とされている走行モードでは摩擦ブレーキ22が係合され、解放とされている走行モードでは摩擦ブレーキ22が解放される。
 上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されることができる。
 1-1,1-2,1-3 ハイブリッド車両用駆動装置
 1 エンジン
 10 遊星歯車機構
 11 サンギア
 12 ピニオンギア
 13 リングギア
 14 キャリア
 20 ワンウェイクラッチ
 32 駆動輪
 40 オイルポンプ
 50 ECU
 100 車両
 D1 第一の駆動領域
 D2 第二の駆動領域
 D3 第三の駆動領域

Claims (6)

  1.  遊星歯車機構と、
     前記遊星歯車機構のサンギアに接続された第一回転機と、
     前記遊星歯車機構のキャリアに接続された機関と、
     前記遊星歯車機構のリングギアに接続された第二回転機および駆動輪と、
     前記キャリアの回転を規制する規制機構と
     を備え、
     前記第一回転機および前記第二回転機を動力源として走行する両駆動モードを実行可能な第一の駆動領域と、前記第一回転機によって前記機関を回転させて前記遊星歯車機構を潤滑し、かつ前記第二回転機を単独の動力源として走行する潤滑走行モードを実行可能な第二の駆動領域と、を有する
     ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
  2.  前記第二の駆動領域は、車両の目標駆動力を前記第二回転機が単独で出力可能な駆動領域であり、
     前記潤滑走行モードは、前記機関を停止したままで経過した時間あるいは前記機関を停止したままで走行した距離の少なくともいずれか一方に基づいて前記第二の駆動領域で実行される
     請求項1に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  3.  更に、前記キャリアと接続され、前記遊星歯車機構に潤滑油を供給するオイルポンプを備え、
     前記潤滑走行モードにおいて前記第一回転機によって前記オイルポンプを回転駆動する
     請求項1に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  4.  更に、前記第二回転機を単独の動力源として走行する単駆動モードを実行可能な第三の駆動領域を有する
     請求項1から3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  5.  前記第一の駆動領域と、前記第二の駆動領域と、前記第三の駆動領域とは互いに重なりを有し、同一の車速に対して、前記第三の駆動領域の上限の駆動力は、前記第一の駆動領域の上限の駆動力よりも小さく、前記第二の駆動領域の上限の駆動力は、前記第三の駆動領域の上限の駆動力よりも小さい
     請求項4に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  6.  前記潤滑走行モードにおいて、前記キャリアを1回転以上回転させる
     請求項1または2に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
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