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JP2008030708A - 駆動装置 - Google Patents

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JP2008030708A
JP2008030708A JP2006208722A JP2006208722A JP2008030708A JP 2008030708 A JP2008030708 A JP 2008030708A JP 2006208722 A JP2006208722 A JP 2006208722A JP 2006208722 A JP2006208722 A JP 2006208722A JP 2008030708 A JP2008030708 A JP 2008030708A
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clutch
motor
gear
generator
transmission
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Application number
JP2006208722A
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English (en)
Inventor
Takahiro Oshiumi
恭弘 鴛海
Mitsutaka Tsuchida
充孝 土田
Kazuya Okumura
和也 奥村
Kansuke Yoshisue
監介 吉末
Akihiro Hosokawa
明洋 細川
Yoshinori Maeda
義紀 前田
Takeshi Ito
健 伊藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
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Abstract

【課題】原動機および複数のモータ・ジェネレータを備えており、第2のモータ・ジェネレータと車輪との間に設けられた変速機で変速比を変更する時に駆動力が急激に変化することを抑制できる駆動装置を提供する。
【解決手段】原動機および複数のモータ・ジェネレータと、複数の回転要素を有する遊星歯車変速機構とを備え、複数の回転要素が原動機および第1のモータ・ジェネレータおよび第2のモータ・ジェネレータに連結された駆動装置において、遊星歯車変速機構は、回転要素同士の連結関係が異なる2以上の運転モードを選択的に切り換え可能であり、第2のモータ・ジェネレータの出力側に設けた変速機の変速比が一定である場合に運転モードの切り換えをおこない、変速機の変速比の変更中は運転モードの切り換えを禁止するモード選択手段(ステップS101,102,103)を備えている。
【選択図】 図1

Description

この発明は、原動機の他に2つ以上のモータ・ジェネレータを動力源として有する駆動装置に関するものである。
従来、燃料の燃焼により動力を発生するエンジンと、電力の供給により動力を発生するモータ・ジェネレータとを搭載し、前記エンジンおよびモータ・ジェネレータのトルクを車輪に伝達することのできるハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、各種の条件に基づいて、エンジンおよびモータ・ジェネレータの出力を制御することにより、燃費の向上および騒音の低減および排気ガスの低減を図ることができるものとされている。
上記のように、複数種類の動力源を搭載したハイブリッド車の一例が、特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載されたハイブリッド車においては、エンジンおよび第1,第2のモータが設けられているとともに、これらのエンジンおよび第1,第2のモータが動力分配統合機構に連結されている。この動力分配統合機構はプラネタリギヤにより構成されている。
すなわち、動力分配統合機構は、同軸上に配置されたサンギヤおよびリングギヤと、このサンギヤおよびリングギヤに噛合されたピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持するキャリヤとを有している。そして、前記エンジンのクランクシャフトが、第1のクラッチにより前記キャリヤに対して連結・解放可能となるように構成され、前記第1のモータが前記サンギヤと一体回転するように連結され、前記第2のモータが前記リングギヤと一体回転するように連結されている。また、前記クランクシャフトと前記サンギヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチが設けられており、さらに、前記キャリヤを選択的に固定するブレーキが設けられている。なお、前記リングギヤには、ギヤ機構を介して駆動輪が連結されている。
この特許文献1においては、シフトポジションや車速あるいは要求トルクなどに基づいて、前記動力分配統合機構を制御する点が記載されている。例えば、シフトポジションが前進走行可能なポジション、すなわち、D(ドライブ)レンジやB(ブレーキ)レンジであると判定されると、前記第1クラッチをオンし、かつ、前記第2クラッチをオフし、かつ、ブレーキをオフする制御を実行することが記載されている。また、シフトポジションが前進走行可能なポジションであり、かつ車両が低車速で走行しているときに低トルクが要求された場合は、前記第1クラッチおよび前記第2クラッチおよび前記ブレーキを全てオフする制御を実行することが記載されている。一方、後進走行可能なポジション、すなわちR8リバース)レンジが判定された場合は、第1のクラッチをオフし、かつ、第2のクラッチおよびブレーキを共にオンする点が記載されている。
特開2005−81930号公報
ところで、上記の特許文献1に記載されたハイブリッド車において、前記第2のモータから前記リングギヤに至る動力伝達経路に変速機を設けることが考えられる。このように構成された場合、前記動力分配統合機構におけるクラッチやブレーキの制御の切り換えと、前記変速機の変速比の変更とが並行しておこなわれると、駆動輪に伝達されるトルクが急激に変化してショックを招く虞れがあった。
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、原動機および複数のモータ・ジェネレータを備えている車両で、第2のモータ・ジェネレータから車輪に至る動力伝達経路に設けられた変速機で変速比を変更する時に、車輪に伝達されるトルクが急激に変化してショックが発生することを抑制できる駆動装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、原動機と、複数のモータ・ジェネレータと、差動回転可能に連結された複数の回転要素を有する遊星歯車変速機構とを備え、前記複数の回転要素が入力要素および反力要素および出力要素を含み、前記原動機が前記入力要素に連結され、第1のモータ・ジェネレータが前記反力要素に連結され、第2のモータ・ジェネレータが出力要素に連結されており、前記第1のモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、前記遊星歯車変速機構の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することの可能な駆動装置において、前記遊星歯車変速機構は、前記回転要素同士の連結関係が異なる2以上の運転モードを選択的に切り換え可能に構成されているとともに、前記第2のモータ・ジェネレータから車輪に至る動力伝達経路に変速機が設けられており、前記変速機の変速比が一定である場合に、前記運転モードの切り換えをおこなう一方、前記変速機の変速比の変更中は、前記運転モードの切り換えを禁止するモード選択手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記運転モードの切り換えをおこなう場合に、前記原動機に対する要求パワーを求める原動機用要求パワー算出手段と、前記原動機に対する要求パワーが、予め定められている所定値以上である場合は、前記運転モードの切り換え前に前記原動機のパワーを前記要求パワーに基づいて制御する第1の原動機制御手段と、前記原動機に対する要求パワーが、予め定められている所定値未満である場合は、前記運転モードの切り換え後に前記原動機のパワーを前記要求パワーに基づいて制御する第2の原動機制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1または2の構成に加えて、前記運転モードの切換にともなう前記回転要素同士の連結関係の変更中は、前記原動機の回転数およびトルクを一定に制御する第3の原動機制御手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1または2の構成に加えて、前記遊星歯車変速機構の要素同士の間における伝達トルクを低下させることにより、前記回転要素同士の連結関係を変更するクラッチが設けられており、前記クラッチの伝達トルク容量を低下させて前記運転モードを切り換える過程で、前記クラッチの伝達トルク容量が所定値以下になった場合における前記伝達トルクの低下度合いを、前記クラッチの伝達トルク容量が所定値よりも大きい場合における前記伝達トルクの低下度合いよりも大きくする伝達トルク制御手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項4の構成に加えて、前記伝達トルク制御手段は、前記クラッチの伝達トルク容量を、前記第1のモータ・ジェネレータのトルクに基づいて判定する手段を含むことを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかの構成に加えて、前記運転モードを切り換える場合に、前記第2のモータ・ジェネレータの出力を制御して車両の駆動力の変化を抑制する駆動力制御手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかの構成に加えて、前記遊星歯車変速機構は、第1の遊星歯車機構および第2の遊星歯車装置を有しており、前記第1の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第1のサンギヤおよび第1のリングギヤと、第1のサンギヤおよび第1のリングギヤに噛合された第1のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第1のキャリヤとを有しており、前記第2の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第2のサンギヤおよび第2のリングギヤと、第2のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合された第2のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第2のキャリヤとを有しており、前記第1のキャリヤが前記入力要素であり、前記第2のキャリヤが前記反力要素であり、前記第1のリングギヤが前記出力要素であるとともに、前記第1のサンギヤと前記第2のサンギヤとが一体回転するように連結されており、前記第2のリングギヤと前記第2のキャリヤとを選択的に連結・解放する第1のクラッチと、前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチとが設けられており、前記第1のクラッチの係合・解放と、前記第2のクラッチの係合・解放とを変更することにより、前記運転モードが変更されることを特徴とするものである。
請求項8の発明は、原動機と、複数のモータ・ジェネレータと、差動回転可能に連結された入力要素および反力要素および出力要素を有する遊星歯車機構式の遊星歯車変速機構とを備え、前記原動機が前記入力要素に連結され、第1のモータ・ジェネレータが前記反力要素に連結され、第2のモータ・ジェネレータが出力要素に連結されており、前記第1のモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、前記遊星歯車変速機構の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することの可能な駆動装置において、前記遊星歯車変速機構は、第1の遊星歯車機構および第2の遊星歯車装置を有しており、第1の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第1のサンギヤおよび第1のリングギヤと、第1のサンギヤおよび第1のリングギヤに噛合された第1のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第1のキャリヤとを有しており、第2の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第2のサンギヤおよび第2のリングギヤと、第2のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合された第2のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第2のキャリヤとを有しており、前記第1のキャリヤが前記入力要素であり、前記第2のキャリヤが前記反力要素であり、前記第1のリングギヤが前記出力要素であるとともに、前記第1のサンギヤと前記第2のサンギヤとが一体回転するように連結されており、前記第2のリングギヤと前記第2のキャリヤとを選択的に連結・解放する第1のクラッチと、前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチとが設けられており、前記遊星歯車変速機構は、前記第1のクラッチの係合・解放と、前記第2のクラッチの係合・解放とを変更することにより、前記回転要素同士の連結状態が異なる2以上の運転モードを選択的に切り換え可能に構成されていることを特徴とするものである。
請求項1の発明によれば、原動機のトルクを、遊星歯車変速機構の入力要素を経由して出力要素に伝達する場合に、第1のモータ・ジェネレータにより反力が受け持たれるとともに、その第1のモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、前記遊星歯車変速機構の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することが可能である。また、前記遊星歯車変速機構において、前記要素同士の連結状態が異なる2以上の運転モードを選択的に切り換え可能である。さらに、他のモータ・ジェネレータから前記出力要素に至る動力伝達経路に設けられた変速機の変速比が一定である場合に、前記運転モードの切り換えをおこなう一方、前記変速機の変速比の変更中は、前記運転モードの切り換えが禁止される。したがって、前記遊星歯車変速機構での運転モードの切り換えと、前記変速機での変速比の変更とが同時におこなわれることを防止でき、駆動力の急激な変化によるショックを回避できる。
請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、前記運転モードの切り換えをおこなう場合に、前記原動機に対する要求パワーを求め、前記原動機に対する要求パワーが所定値以上である場合は、前記運転モードの切り換え前に前記原動機のパワーを前記要求パワーに基づいて制御する。一方、前記原動機に対する要求パワーが所定値未満である場合は、前記運転モードの切り換え後に前記原動機のパワーを前記要求パワーに基づいて制御する。つまり、原動機に対する要求パワーが高い場合は、その原動機のパワーを高める制御が先行しておこなわれ、ついで、前記運転モードの切り換えがおこなわれる。また、その原動機のパワーを高める制御と、前記運転モードの切り換えとが前後しておこなわれるため、運転モードの切り換えによるショックを一層確実に抑制できる。これとは逆に、原動機に対する要求パワーが低い場合は、前記運転モードの切り換え後に、原動機のパワーを要求パワーに近づける制御がおこなわれる。
請求項3の発明によれば、請求項1または2の発明と同様の効果を得られる他に、前記運転モードの切換にともなう前記回転要素同士の連結関係の変更中は、前記原動機の回転数およびトルクを一定に制御するため、車輪に伝達されるトルクの急激な変化によるショックを一層確実に抑制できる。
請求項4の発明によれば、請求項1または2の発明と同様の効果を得られる他に、前記クラッチの伝達トルク容量を低下させて運転モードを切り換える場合に、前記クラッチの伝達トルク容量が所定値よりも大きい場合は、その伝達トルク容量が緩慢に低下される。その後、前記クラッチの伝達トルク容量が所定値以下になった場合は、その伝達トルク容量が急激に低下されるが、前記クラッチの伝達トルク容量が既に所定値以下になっているから、ショックは小さい。
請求項5の発明によれば、請求項4の発明と同様の効果を得られる他に、前記クラッチの伝達トルク容量を、前記反力要素に連結されたモータ・ジェネレータのトルクに基づいて判定する。
請求項6の発明によれば、請求項1ないし5のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、前記運転モードを切り換える場合に車両の駆動力が変化することを抑制でき、ドライバビリティが向上する。
請求項7の発明によれば、請求項1ないし6のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、出力要素の回転数が高くなり、かつ、原動機の回転数が低下するような状況、つまり、前記遊星歯車変速機構の入力回転数よりも出力回転数の方が高くなる増速時でも、第1のクラッチにより第1のキャリヤと第2のリングギヤとを連結することにより、前記第1のモータ・ジェネレータを正回転させて回生制御することにより、反力を受け持つことができる。したがって、「反力を受け持つ第1のモータ・ジェネレータが逆回転し、かつ、力行制御されること」を回避できる。言い換えれば、出力要素に伝達された動力で第2のモータ・ジェネレータが発電をおこない、発生した電力を第1のモータ・ジェネレータに供給して力行制御をおこなうという現象、すなわち「動力循環」を回避でき、前記遊星歯車変速機構と車輪との間における動力伝達効率が向上する。
請求項8の発明によれば、原動機の動力を出力要素に伝達する場合に、第1のモータ・ジェネレータにより反力が受け持たれるとともに、その第1のモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、遊星歯車変速機構の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することが可能である。また、出力要素の回転数が高くなり、かつ、原動機の回転数が低下するような状況、つまり、前記遊星歯車変速機構の入力回転数よりも出力回転数の方が高くなる増速時でも、第1のクラッチにより第1のキャリヤと第2のリングギヤとを連結することにより、前記第1のモータ・ジェネレータを正回転させて回生制御することにより、反力を受け持つことができる。したがって、「反力を受け持つ第1のモータ・ジェネレータが逆回転し、かつ、力行制御されること」を回避できる。言い換えれば、出力要素に伝達された動力で第2のモータ・ジェネレータが発電をおこない、発生した電力を第1のモータ・ジェネレータに供給して力行制御をおこなうという現象、すなわち「動力循環」を回避でき、前記遊星歯車変速機構と車輪との間における動力伝達効率が向上する。
この発明は、複数の駆動力源、より具体的には原動機、および2機のモータ・ジェネレータを有する車両(ハイブリッド車)に用いることができる。これらの駆動力源は、車輪に伝達する動力を発生する動力装置である。ここで、「複数」とは、動力の発生原理が異なることを意味する。まず、原動機としては、例えば、エンジンを用いることが可能である。このエンジンは熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、内燃機関を用いることが可能である。より具体的には、内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジン、メタノールエンジンなどを用いることができる。前記モータ・ジェネレータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。さらに、原動機としては、油圧モータ、フライホイールなどを用いることも可能である。また、前記モータ・ジェネレータは直流式または交流式のいずれでもよい。このモータ・ジェネレータは、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生制御と、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行制御とをおこなうことが可能である。
また、この発明においては、遊星歯車変速機構および第2のモータ・ジェネレータが並列に配置されており、第2のモータ・ジェネレータから車輪に至る経路に第2の変速機が設けられている。前記遊星歯車変速機構は、相互に噛合するギヤおよび、ギヤを自転かつ公転可能に支持するキャリヤなどから構成される複数の回転要素を有しており、複数の回転要素同士が動力伝達可能に噛合された状態、または動力伝達可能に連結された状態で、相対回転が可能に構成されている。そして、前記遊星歯車変速機構を構成する回転要素が、入力要素、反力要素、出力要素として機能し、入力要素と出力要素との間における変速比を、無段階に(連続的に)変更することが可能である。さらに、入力要素となる回転要素と、反力要素となる回転要素と、出力要素となる回転要素とを、選択的に切り替えることも可能である。また、第2の変速機は、入力回転数と出力回転数との比である変速比を変更可能な機構であり、変速比を段階的(不連続)に変更可能な有段変速機、変速比を無段階(連続的)に変更可能な無段変速機などを用いることができる。ここで、前記有段変速機としては、例えば、選択歯車式変速機、遊星歯車変速機構などを用いることができる。これに対して、前記無段変速機としては、トロイダル式無段変速機、ベルト式無段変速機などを用いることが可能である。
またこの発明において、原動機および第2のモータ・ジェネレータの動力が、前輪または後輪のうちの少なくとも一方に伝達されるように、パワートレーンを構成することができる。すなわち、原動機および第2のモータ・ジェネレータの動力が、前輪または後輪のいずれか一方に動力が伝達される構成の二輪駆動車、原動機および第2のモータ・ジェネレータの動力を、前輪および後輪に伝達可能な構成の四輪駆動車のいずれでもよい。また、四輪駆動と二輪駆動とを選択的に切り換え可能な車両でもよい。
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図2は、この発明の一実施例である四輪駆動車(以下、車両と記す)1のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。この車両1には、複数の動力源として、エンジン2および第1のモータ・ジェネレータMG1および第2のモータ・ジェネレータMG2および第3のモータ・ジェネレータMG3が搭載されている。このうち、前記エンジン2および第1のモータ・ジェネレータMG1および第2のモータ・ジェネレータMG2が、後輪3と動力伝達可能に連結され、第3のモータ・ジェネレータMG3が前輪4と動力伝達可能に連結されている。
まず、後輪3を含むパワートレーンの構成について説明すると、前記エンジン2としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなどを用いることができる。この実施例では、前記エンジンとしてガソリンエンジンを用いた場合について説明する。このエンジン2は、吸気装置、排気装置、点火装置、燃料供給装置などを有する公知のものであり、エンジンに対する要求パワーに基づいて、電子スロットルバルブの開度、点火時期、燃料噴射量などを制御することにより、そのパワー(回転数×トルク)を制御することが可能に構成されている。なお、前記エンジン2に対する要求パワーについては後述する。
このエンジン2から後輪3に至る動力伝達経路には、動力分配装置5および終減速機6が配置されている。まず、前記動力分配装置5の構成について説明すると、この動力分配装置5は、前記車両1の前後方向で前記エンジン2と終減速機6との間に配置されており、この動力分配装置5は、シングルピニオン式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、この動力分配装置5は、同軸上に配置されたサンギヤ6およびリングギヤ7と、これらのサンギヤ6およびリングギヤ7に噛合するピニオンギヤ8を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ9とを有している。また、前記車両1の前後方向で、前記エンジン2と動力分配装置5との間に前記第1のモータ・ジェネレータMG1が配置されており、その第1のモータ・ジェネレータMG1と、前記動力分配装置5の回転要素とを連結する第1の変速機10が設けられている。
この第1の変速機10は、シングルピニオン式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第1の変速機10は、同軸上に配置されたサンギヤ11およびリングギヤ12と、これらのサンギヤ11およびリングギヤ12に噛合するピニオンギヤ13を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ14とを有している。また、前記第1の変速機10のサンギヤ11の歯数は、前記動力分配装置5のサンギヤ6の歯数よりも少なく、前記第1の変速機10のリングギヤ12の歯数は、前記動力分配装置5のリングギヤ7の歯数よりも少なく構成されている。このように、前記動力分配装置5および第1の変速機10は、共にシングルピニオン式の遊星歯車機構により構成されており、前記エンジン2のクランクシャフト15および動力分配装置5のサンギヤ6および第1の変速機10のサンギヤ1が同軸上に配置されている。そして、前記車両1の前後方向において、前記エンジン2と前記動力分配装置5との間に前記第1のモータ・ジェネレータMG1が配置され、前記エンジン2と前記第1のモータ・ジェネレータMG1との間に、前記第1の変速機10が配置されている。
このように構成された前記動力分配装置5の回転要素と、前記第1の変速機10の回転要素と、前記エンジン2のクランクシャフト15との連結関係を説明する。まず、前記エンジン2のクランクシャフト15と、前記動力分配装置5のキャリヤ9とが連結され、前記サンギヤ6と前記サンギヤ11とが一体回転するように連結されている。また、前記第1のモータ・ジェネレータMG1はロータ16およびステータ17を有しており、そのロータ16が前記第1の変速機10のキャリヤ14に連結されている。なお、前記動力分配装置5のリングギヤ7にはプロペラシャフト18が連結されており、そのプロペラシャフト18のピニオンギヤ19が、前記終減速機6のリングギヤ20に噛合されている。さらに、終減速機6にはドライブシャフト21を介して後輪3が連結されている。
さらに、前記第1の変速機10の回転要素同士、および第1の変速機10の回転要素と動力分配装置5の回転要素との連結関係(連結状態・連結相手)を選択的に切り換える第1のクラッチC1および第2のクラッチC2が設けられている。このうち、第1のクラッチC1は、前記キャリヤ14と前記リングギヤ12との連結・遮断を制御する機構であり、第2のクラッチC2は、前記キャリヤ9と前記リングギヤ12との連結・遮断を制御する機構である。この第1のクラッチC1および第2のクラッチC2としては、例えば、摩擦クラッチ、噛み合いクラッチ、電磁クラッチなどのうちのいずれかを用いることが可能である。また、この第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を別々に制御するアクチュエータ22が設けられている。このアクチュエータ22としては、例えば、油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータなどにより構成されており、第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を制御することができる。より具体的には、クラッチの係合により連結される回転要素同士の間で伝達されるトルク容量を制御可能である。例えば、油圧式アクチュエータを用いた場合、油圧室の油圧を上昇させると伝達トルクが高められ、かつ、クラッチが係合される。これに対して、油圧室の油圧を低下させると伝達トルクが低下され、かつ、クラッチが解放される。
また、前記車両1の前後方向において、前記動力分配装置5と前記終減速機6との間に前記第2のモータ・ジェネレータMG2が設けられている。この第2のモータ・ジェネレータMG2はロータ23およびステータ24を有しており、前記プロペラシャフト18の外側を取り囲むように第2のモータ・ジェネレータMG2が設けられている。さらに、前記車両1の前後方向で、前記第2のモータ・ジェネレータMG2と終減速機6との間には第2の変速機25が設けられている。この第2の変速機25は、前記第2のモータ・ジェネレータMG2のロータ23と、前記プロペラシャフト18とを動力伝達可能に連結するものである。この第2の変速機25は、この実施例では2組の遊星歯車機構を組み合わせて構成されている。すなわち、第2のモータ・ジェネレータMG2のロータ23に連結された大径サンギヤ26と、この大径サンギヤ26と同軸上に配置されたリングギヤ27と、大径サンギヤ26およびリングギヤ27に噛合されたロングピニオンギヤ28とにより、一方のシングルピニオン式の遊星歯車機構が構成されている。また、他方のダブルピニオン式の遊星歯車機構は、小径サンギヤ29と、この小径サンギヤ29と同軸上に配置された前記リングギヤ27と、小径サンギヤ29に噛合されたショートピニオンギヤ30と、このショートピニオンギヤ30および前記リングギヤ27に噛合するロングピニオンギヤ28とを有している。
すなわち、リングギヤ27およびロングピニオンギヤ28は、シングルピニオン式の遊星歯車機構およびダブルピニオン式の遊星歯車機構の回転要素を兼ねており、このロングピニオンギヤ28およびショートピニオンギヤ30を、自転かつ公転可能に保持する共通のキャリヤ31が設けられている。このキャリヤ31が前記プロペラシャフト18に連結されている。このように、前記第2の変速機25は、シングルピニオン式の遊星歯車機構とダブルピニオン式の遊星歯車機構とを組み合わせた、いわゆるラビニョ型の遊星歯車機構により構成されている。そして、前記リングギヤ27の回転・停止を制御する低速(Low)用ブレーキ機構32と、前記小径サンギヤ29の回転・停止を制御する高速(Hight)用ブレーキ機構33とが設けられている。これらのブレーキ機構としては、摩擦ブレーキ、噛み合いブレーキ、電磁ブレーキなどのうちのいずれかを用いることが可能であり、公知のアクチュエータ34、例えば、油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータなどにより、その係合・解放がそれぞれ制御されるように構成されている。
一方、前記第3のモータ・ジェネレータMG3は前輪4と同軸上に配置されており、いわゆるインホイール式の配置レイアウトが採用されている。この第3のモータ・ジェネレータMG3から前輪4に至る動力伝達経路には、変速機、具体的には、遊星歯車機構により構成された減速機35が設けられている。この減速機35は、同軸上に配置されたサンギヤ36およびリングギヤ37と、このサンギヤ36およびリングギヤ37に噛合されたピニオンギヤ38を自転かつ公転可能に保持するキャリヤ39とを有している。そして、第3のモータ・ジェネレータMG3はロータ40およびステータ41を有しており、そのロータ40がサンギヤ36に連結されている。また、リングギヤ37は回転不可能に固定されており、前記キャリヤ39が前輪4と一体回転するように連結されている。
前記第1のモータ・ジェネレータMG1および第2のモータ・ジェネレータMG2および第3のモータ・ジェネレータMG3としては、例えば3相交流形のものを用いることが可能であり、各モータ・ジェネレータとの間で電力の授受をおこなう電力供給装置42が設けられている。この電力供給装置42は、二次電池などの蓄電装置、例えば、バッテリ、キャパシタにより構成することが可能である。また、蓄電装置と各モータ・ジェネレータとの間にはインバータが設けられており、前記蓄電装置と各モータ・ジェネレータとの間で、インバータを経由して電力の授受をおこなうことが可能に構成されている。さらに、各モータ・ジェネレータ同士の間で、インバータを経由することなく直接電力の授受をおこなうことが可能なように、回路が構成されている。そして、前記蓄電装置の電力、またはモータ・ジェネレータで回生制御して発生した電力を、他のモータ・ジェネレータに供給して力行制御(電動機と駆動させる)をおこなうことが可能である。これとは逆に、運動エネルギでモータ・ジェネレータを回転させて回生制御を実行し、発生した電力を前記蓄電装置に充電することも可能である。また、この電力供給装置42は上記蓄電装置に加えて、燃料電池を有していてもよい。この燃料電池は、酸素と水素との反応により起電力を発生する発電装置であり、その燃料電池で発生した電力を各モータ・ジェネレータに供給することも可能である。
つぎに、車両の制御系統について説明すると、車両全体を制御する電子制御装置43が設けられており、その電子制御装置43には、車速、加速要求、制動要求、エンジン回転数、電子スロットルバルブの開度、吸入空気量、各モータ・ジェネレータの回転数およびトルク、車輪の駆動状態選択信号、ナビゲーションシステムの信号、道路交通情報システムの信号、前記蓄電装置の充電量などを示す信号が入力される。これに対して、前記電子制御装置43からは、前記エンジン2の出力を制御する信号、各モータ・ジェネレータMG1ないしMG3の出力を制御する信号、前記動力分配装置5の変速比を制御する信号、前記第1の変速機10および第2の変速機25を制御する信号などが出力される。前記車輪の駆動状態選択信号とは、常時四輪駆動モード、常時二輪駆動モード、スタンバイ四輪駆動モードの各モードを選択的に切り換える信号である。常時四輪駆動モードとは、常時、前輪42および後輪3にトルクを伝達するモードであり、常時二輪駆動モードとは、前輪42または後輪3のいずれか一方のみに常時にトルクを伝達するモードであり、スタンバイ四輪駆動モードとは、前輪または後輪のいずれか一方にトルクを伝達している場合に、その車輪がスリップした場合に、他方の車輪にトルクを伝達するモードである。これらの各モードの切り換えは、車両の乗員が、スイッチやタッチパネルなどのモード切換装置をマニュアル操作して実行される切り換え、または電子制御装置による自動的な切り換えのいずれでもよい。また、ナビゲーションシステム(NAVI)の信号には、車両の走行予定経路を示す情報、車両が既に走行した経路における運転履歴などが含まれる。車両の走行予定経路を示す情報は、車両に搭載されている勾配センサ、操舵角センサ、地磁気センサなどにより検知される情報、あるいは、地上に設置されているビーコン、サインポストなどと、車載受信機との信号の授受により得られる信号、人工衛星と車載受信機との間でおこなわれる信号の授受により得られるより道路情報などが含まれている。ここで、地上に設置されているビーコン、サインポストなどと、車載受信機との間で信号を授受するシステムは、道路交通情報通信システム(VICS(ビークル・インフォメーション・アンド・コミュニケーションシステム))と呼ばれるものである。
上記の車両1における制御の概略を説明する。まず、前記電子制御装置43に入力される信号および電子制御装置43に記憶されているデータにより、前記車両1における総合要求パワーが求められる。例えば、車速、加速要求(例えばアクセル開度)などに基づいて、前記車両1の全体における要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて総合要求パワーが求められる。この総合要求パワーは、車両1に搭載された駆動力源としてのエンジン2および第2のモータ・ジェネレータMG2および第3のモータ・ジェネレータMG3の全てで負担するべきものであり、具体的には、前輪用要求パワーと後輪用要求パワーとに分けられる。また、前輪および後輪に伝達するべき動力の分配比が求められる。そして、前述した常時四輪駆動モードが選択された場合は、前輪用要求パワーおよび後輪用要求パワーが共に求められる。また、常時二輪駆動モードが選択された場合は、前輪用要求パワーまたは後輪用要求パワーのいずれか一方が求められる。さらに、スタンバイ四輪駆動モードが選択された場合において、二輪駆動状態では前輪用要求パワーまたは後輪用要求パワーのいずれか一方が求められる。これに対して、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り換わる場合は、前輪用要求パワーおよび後輪用要求パワーが共に求められる。
上記の前輪用要求パワーは、前記第3のモータ・ジェネレータで負担すべきものであり、後輪用要求パワーは、前記エンジンおよび第2のモータ・ジェネレータで負担すべきものである。また、後輪要求パワーは、前記エンジンで負担するべきエンジン用要求パワーと、第2のモータ・ジェネレータで負担するべきモータ・ジェネレータ用要求パワーとに分かれる。そして、前輪用要求パワーおよび後輪用要求パワーは、車速、アクセル開度、前記エンジンの燃費が優先されるか否か、駆動力が優先されるか否かなどの条件、二輪駆動状態または四輪駆動状態のいずれであるか、および電子制御装置43に記憶されているデータ(マップ化されている)などに基づいて決定される。また、各要求パワーを求めることと並行して、前記動力分配装置5の目標変速比、前記第1の変速機10の変速比、第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の制御モード、前記第2の変速機25のモードおよび目標変速比などが選択される。
まず、前記エンジン2のトルクを後輪3に伝達する場合の制御を説明する。まず、エンジントルクは前記動力分配装置5のキャリヤ9に入力される。つまり、キャリヤ9が前記動力分配装置5における入力要素となる。このように、エンジントルクをキャリヤ9に入力し、そのトルクをリングギヤ7に伝達する場合、前記第1のモータ・ジェネレータMG1により、その反力を受け持つ制御がおこなわれる。また、前記動力分配装置5における変速比の制御について説明すると、前記電子制御装置43には、エンジントルクおよびエンジン回転数をパラメータとして、最適燃費曲線を示したマップが記憶されており、実エンジン出力を最適燃費曲線に近づけるように、目標エンジン出力(目標エンジン回転数×目標エンジントルク)が求められる。そして、前記第1のモータ・ジェネレータMG1の回転数を制御して、前記動力分配装置5の変速比を無段階(連続的)に制御することにより、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけることが可能である。ここで、動力分配装置5の変速比とは、エンジン回転数と、動力分配装置5の出力要素であるリングギヤ7の回転数との比である。また、エンジン2の電子スロットルバルブの開度を制御することなどにより、実エンジントルクを目標エンジントルクに近づけることが可能である。このようにして、エンジントルクが動力分配装置5のキャリヤ9に入力され、リングギヤ7から出力されたトルクが、プロペラシャフト18および終減速機6を経由して後輪3に伝達されて駆動力が発生する。
上記のようにして、前記動力分配装置5の変速比の制御と並行して、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の制御が併せておこなわれる。具体的には、車両1の走行状態、例えば、エンジン用要求パワー、車速、動力分配装置5の変速比などの条件に基づいて、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2を制御するモードが選択される。具体的には、車両1の発進時などのように低車速であり、かつ、前記エンジン用要求パワーが高い場合(高負荷の場合)は、低速モードが選択される。この低速モードが選択された場合は、前記第1のクラッチC1を係合させ、かつ、第2のクラッチC2を解放させる制御が実行される。ここで、低速モードが選択された場合における前記動力分配装置5の回転要素、および前記第1の変速機10の回転要素の回転状態を、図3の共線図に基づいて説明する。この図3の共線図に示すように、動力分配装置5および第1の変速機10の回転要素により、5個の回転要素が差動回転可能に設けられている。そして、前記低速モードが選択された場合は、第1のクラッチC1が係合されるため、前記第1の変速機10の回転要素が全て一体回転(回転数が同一)する。この図3の共線図、および後述する共線図において、「正」は回転要素が正回転することを示し、「逆」は回転要素が逆回転することを示す。また、正回転とは、エンジン2の回転方向を意味する。図3の共線図には、前記第1のモータ・ジェネレータMG1が正回転し、かつ、回生制御されてエンジントルクの反力を受け持つ状態が示されている。
これに対して、車両1が高車速で走行し、かつ、前記エンジン用要求パワーが低いかまたは中程度である場合(低負荷または中負荷の場合)は、高速モードが選択される。この高速モードが選択された場合は、前記第2のクラッチC2を係合させ、かつ、第1のクラッチC1を解放させる制御が実行される。この高速モードが選択された場合における前記動力分配装置5の回転要素、および前記第1の変速機10の回転要素5の回転状態を、図4の共線図に基づいて説明する。前記高速モードが選択された場合は、第2のクラッチC2が係合されるため、前記リングギヤ12の回転数と前記エンジン回転数とが同一になる。このように、車両1が高車速で走行し、かつ、エンジン用要求パワーが中程度もしくは低い場合は、エンジン回転数が低下し、かつ、エンジントルクが低くなるが、前記リングギヤ12と前記エンジン回転数とが同一となるため、前記エンジントルクの反力を受け持つ第1のモータ・ジェネレータMG1が正回転し、かつ、回生制御される。言い換えれば、この第1のモータ・ジェネレータMG1が逆回転し、かつ、力行制御となることを回避できる。そして、前記電力供給装置42から前記第1のモータ・ジェネレータMG1に電力を供給しないと仮定すると、「前記エンジン2からプロペラシャフト18に伝達される動力で第2のモータ・ジェネレータMG2を回生制御させ、発生した電力を第1のモータ・ジェネレータMG1に供給するという現象、すなわち動力循環が生じること。」を回避できる。したがって、前記エンジン2から後輪3に至る動力伝達経路における動力伝達効率が向上する。
つぎに、モータ・ジェネレータ用要求パワーに基づいて、前記第2のモータ・ジェネレータMG2のパワー、および第2の変速機25の変速比を制御する例を説明する。前記第2のモータ・ジェネレータMG2と、前記プロペラシャフト18との間で動力伝達をおこなう場合、前記第2の変速機25の変速比が制御される。ここで、第2の変速機25の変速比を制御する場合、変速機用低速モードまたは変速機用高速モードを選択可能である。まず高負荷時に変速機用低速モードが選択された場合は、前記低速用ブレーキ32が係合され、かつ、高速用ブレーキ33が解放される。そして、第2のモータ・ジェネレータMG2のトルクが大径サンギヤ26に伝達されるとともに、前記リングギヤ27が反力要素となり、キャリヤ31から出力されたトルクがプロペラシャフト18に伝達される。この場合、入力要素である大径サンギヤ26の回転数よりも、出力要素であるキャリヤ31の回転数の方が低くなる。すなわち、第2の変速機25が、いわゆる減速機として機能する。これに対して、低負荷時に変速機用高速モードが選択された場合は、前記低速用ブレーキ32が解放され、かつ、高速用ブレーキ33が係合される。そして、第2のモータ・ジェネレータMG2のトルクが大径サンギヤ26に伝達されるとともに、前記小径サンギヤ29が反力要素となり、前記キャリヤ31から出力されたトルクがプロペラシャフト18に伝達される。この場合、入力要素である大径サンギヤ26の回転数よりも、出力要素であるキャリヤ31の回転数の方が高くなる。すなわち、第2の変速機25が、いわゆる増速機として機能する。
さらに、前記第3のモータ・ジェネレータMG3のトルクを前輪4に伝達する制御について説明すると、前記減速機35では、サンギヤ36が入力要素となり、固定されているリングギヤ37が反力要素となり、キャリヤ39が出力要素となる。このキャリヤ39から出力されたトルクが前輪4に伝達される。なお、サンギヤ36の回転数よりもキャリヤ39の回転数の方が低くなり、トルクが増幅される。以上のように、エンジントルクおよび第2のモータ・ジェネレータMG2のトルクを前記後輪3に伝達する場合、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の制御モードを切り換える制御と、前記第2の変速機25の制御モードを切り換えることが可能である。そして、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放の切り換えと、低速用ブレーキ32および高速用ブレーキ33の係合・解放の切り換えとが同時におこなわれると、前記後輪3に伝達されるトルクが急激に変化して、ショックとして体感される可能性がある。
このような不都合を回避するための制御例を、図1のフローチャートに基づいて説明する。まず、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放の切り換えを最終的に許可する「許可条件」が成立したか否かが判断される(スプール101)。より具体的に説明すると、前記第1の変速機10を制御するモードを切り換える「前提条件」が成立した時点で、前記第2の変速機25を制御するモードを切り換える条件が成立している場合は、前記許可条件は不成立となってステップS101で否定的に判断されて、「第2の変速機25でモードの切り換えをおこなうのと同時に、第1の変速機10でモードの切り換えをおこなうこと。」が禁止され(ステップS103)、リターンされる。ここで、「同時」とは、モード切換制御同士の開始から終了までの時間の少なくとも一部が重なることを意味する。
これに対して、前記第1の変速機10を制御するモードを切り換える前提条件が成立した時点で、前記第2の変速機25を制御するモードを切り換える条件が成立していない場合は、前記許可条件が成立してステップS101で肯定的に判断されてステップS102に進み、第1の変速機で第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える制御が実行され、リターンされる。上記のステップS101の判断をマップを用いておこなう制御例を、図5に基づいて説明する。図5に示されたマップは、横軸に車速が示され、縦軸にエンジン用要求パワーが示されている。この図5のマップには、第1のクラッチC1が係合され、かつ、第2のクラッチC2が解放される領域D1と、第1のクラッチC1が解放され、かつ、第2のクラッチC2が係合される領域D2とが、線分E1により区画して設けられている。この領域D1と領域D2は、車速に応じたエンジン要求パワーを満たす場合に、エンジントルクの反力を受け持つ前記第1のモータ・ジェネレータMG1が逆回転し、かつ、力行制御となることを回避するために設けられている。
また、図5のマップには前記第2の変速機25でモードを切り換える基準となる変速線が示されている。実線で示された変速線F1は、低速用モードから高速用モードに切り換える場合の変速線であり、破線で示された変速線F2は、高速用モードから低速用モードに切り換える場合の変速線である。ここで、変速線F1は変速線F2よりも高車速側に設けられ、かつ、変速線F1と変速線F2とが略平行に設けられている。この変速線F1と変速線F2との車速の差は、モードが頻繁に切り換わることを防止するために設定されたヒステリシスである。さらに、変速線F1,F2は、共に前記線分E1と交差している。そして、エンジン用要求パワーおよび車速が前記線分E1を横断するように変化すると、前記の「前提条件が成立」と判断される。これに対して、エンジン用要求パワーおよび車速が、前記変速線F1または変速線F2を横断するように変化した場合は、「前記第2の変速機25でモードを切り換える条件が成立」と判断される。
そして、エンジン用要求パワーおよび車速が前記線分E1を横断するように変化した場合は前記の「前提条件が成立」するが、これと同時に、エンジン用要求パワーおよび車速が前記変速線F1または変速線F2を横断した場合は、「前記許可条件が不成立」となり、ステップS101で否定判断される。これに対して、エンジン用要求パワーおよび車速が前記線分E1を横断するように変化して前記の前提条件が成立した時点で、エンジン用要求パワーおよび車速が前記変速線F1および変速線F2のいずれをも横断しなければ、「前記許可条件が成立」してステップS101で肯定判断される。なお、ステップS101の判断に際しては、二輪駆動状態または四輪駆動状態のいずれにもおいても、同じ特性のマップを用いることも可能であるが、二輪駆動状態または四輪駆動状態のいずれであるか、あるいは、前輪4および後輪3に対する動力の分配比などの条件に基づいて、異なる特性のマップを用いることも可能である。
つぎに、図1のフローチャートにおいて、ステップS102に進んだ場合におこなわれる制御の具体例を図6のフローチャートに基づいて説明する。この図6のフローチャートは、高速モードが選択されて、前記第1のクラッチC1が解放され、かつ、前記第2のクラッチC2が係合されている状態から、前記低速モードに変更されて、前記第2のクラッチC2が解放され、かつ、前記第1のクラッチC1が係合される場合に相当するものである。まず、ステップS201において、エンジン用要求パワーが、所定値よりも大きいか否かが判断される。例えば、前記エンジントルクを後輪3に伝達するとともに、前記モータ・ジェネレータMG2に電力を供給して、そのモータ・ジェネレータMG2を力行制御するとともに、そのモータ・ジェネレータMG2から出力されたトルクを後輪3に伝達する制御が並行しておこなわれている場合において、略一定であったアクセル開度が急激に増加して、加速要求が高まった場合は、前記第2のモータ・ジェネレータMG2に供給する電力を前記蓄電装置では賄いきれなくなる。このような場合は、第1のモータ・ジェネレータMG1を回生制御し、発生した電力を第2のモータ・ジェネレータMG2に供給する必要がある。
このような条件では、前記ステップS201で肯定的に判断されて、ステップS202に進む。このステップS202では、回生制御を実行する前記モータ・ジェネレータMG1の発電量を増加させる(回転数を上昇させる)ために、エンジン回転数を所定値まで上昇させる制御が実行される。ここで、エンジン回転数の所定値は前記エンジン用要求パワーに応じた値である。このとき、エンジン回転数およびトルクの推移が最適燃費線を横断するように、前記エンジンの電子スロットルバルブの開度を増加させる。また、高速モードから低速モードに切り換えられると、前記リングギヤ12および前記サンギヤ11の回転数が同一になるため、前記第1のクラッチC1の係合を開始する前に、前記リングギヤ12および前記サンギヤ11の回転数が同一になるように、前記エンジン回転数の所定値を設定しておく。このように、エンジン回転数を上昇させた後、ステップS202では電子スロットルバルブの開度が固定される。そして、ステップS202の処理について、ステップS204に進む。
一方、前記ステップS201で否定的に判断された場合は、その時点の電子スロットルバルブの開度に固定する処理がおこなわれ(ステップS203)、ステップS204に進む。このステップS204では、前記第1のクラッチC1を係合させるため、第1のクラッチC1に作用する油圧を初期値まで上昇させる制御がおこなわれる。前記第1のクラッチC1が、複数のディスクとプレートとを交互に並べた多板形の湿式クラッチにより構成されているとすれば、プレートとディスクとの隙間、すなわちクラッチパックが詰められる程度の油圧が初期値である。なお、第1のクラッチC1に作用する油圧が初期値まで高められた時点では、トルク伝達がおこなわれることはなく、駆動力が変化することはない。
このステップS204についで、前記第1のモータ・ジェネレータMG1のトルクおよび回転数を制御して、前記動力分配装置5の変速比を制御することにより、前記エンジン回転数が略一定に制御される(ステップS205)。このステップS205についで、前記第2のクラッチC2に作用している油圧を急激に(ステップ的に)低下させる制御がおこなわれ、その後、前記第2のクラッチC2に作用する油圧をスイープダウン(緩やかに低下)させる制御がおこなわれる(ステップS206)。このステップS206で前記第2のクラッチC2に作用している油圧を急激に低下させた時点では、第2のクラッチC2は、未だトルク伝達可能な容量を有している。したがって、前記第2のクラッチC2に作用している油圧を急激に低下させた場合でも、伝達トルク自体が変動することはない。このステップS206についで、第2のクラッチC2が半解放となったか否か、すなわち、トルク伝達可能な容量未満になったか否かが判断される(ステップS207)。このステップS207の判断は、第1のモータ・ジェネレータMG1のトルクの変化量でおこなわれる。
このステップS207で否定的に判断された場合は、ステップS206の処理が継続され、ステップS207で肯定的に判断された場合はステップS208に進む。このステップS208では、前記第1のクラッチC1に作用する油圧をスイープアップ(緩やかに上昇)させる制御がおこなわれ、かつ、前記第2のクラッチC2に作用する油圧をスイープダウン(緩やかに低下)させる制御がおこなわれる。このステップS208でおこなわれる第2のクラッチC2の油圧低下程度(勾配)は、ステップS206でおこなわれる第2のクラッチC2の油圧低下程度(勾配)よりも大きい(急角度)。また、上記のように第1のクラッチC1に作用する油圧を上昇し、かつ、第2のクラッチC2に作用する油圧を低下させる制御が実行されるため、前記動力分配装置5から出力されるトルクが変動する。そこで、前記後輪3に伝達されるトルクが変動することを抑制するように、前記第2のモータ・ジェネレータMG2の出力トルクを制御する(ステップS209)。
このステップS209についで、前記第1のクラッチC1の係合が完了したか否かが判断される(ステップS110)。ここで、前記サンギヤ1と前記リングギヤ12とが同一回転数になっていなければ、ステップS110で否定的に判断されステップS208に戻る。これに対して、前記サンギヤ1と前記リングギヤ12とが同一回転数になった場合は、ステップS110で肯定的に判断され、前記第1のクラッチC1に作用する油圧が最大圧に制御され、かつ、前記第2のクラッチC2に作用する油圧が最低(零N・m)に制御され(ステップS211)、リターンされる。なお、前記ステップS202でエンジン回転数を、エンジン用要求パワーに応じた回転数以上まで上昇させた場合は、このステップS211で、エンジン回転数をエンジン要求パワーに応じた値まで低下させる制御が実行される。また、ステップS201で否定判断されてステップS203を経由して、ステップS211に進んだ場合は、ステップS201時点のエンジン要求パワーを目標として、実エンジンパワーを変化させる制御を、このステップS211でおこなうことも可能である。
また、図1の制御例では、ステップS202で電子スロットルバルブの開度が固定されてエンジントルクが略一定に制御されているため、その後のステップS206ないしステップS210において、係合されている第2のクラッチを解放させ、解放されている第1のクラッチを係合させる制御を実行する時点でも、前記動力分配装置5のリングギヤ17から出力されるトルクの変動を抑制できる。また、図1の制御例では、前記ステップS202において、前記リングギヤ12および前記サンギヤ11の回転数が同一になるように、前記エンジン回転数が制御されているため、その後のステップで前記第1のクラッチC1の係合制御を開始し、かつ、完了するまでの制御を早期に達成可能である。
つぎに、図1の制御例に対応するタイムチャートの一例を図7に示す。この図5では時刻t1以前において、第2のクラッチC2の油圧が最高圧に制御され、第1のクラッチC1の油圧が最低圧に制御されている。また、破線で示す前記リングギヤ12の回転数は、実線で示すサンギヤ11の回転数よりも高い。さらに、前記第1のモータ・ジェネレータMG1のトルクは負のトルク(回生制御)となっている一方、前記第2のモータ・ジェネレータMG2のトルクは正のトルク(力行制御)となっている。そして、時刻t1で前記ステップS101の許可条件が成立し、その時刻t1以降において、図4に示された制御が開始されている。まず、時刻t1では、前記第1のクラッチC1に作用する油圧が最低圧から初期値まで上昇され(ステップS204に相当)、かつ、第2のクラッチC2の油圧がステップ的に低下されている(ステップS206の前半の処理)。
その時刻t1以降、前記第2のクラッチC2に作用する油圧をスイープダウンさせる制御がおこなわれ(ステップS206の後半の処理)ている。ついで、時刻t2において、第2のクラッチC2が半解放された判定が成立し(ステップS207で肯定判断)、その時刻t2以降、第2のクラッチC2に作用する油圧が更にスイープダウンされ、かつ、第1のクラッチC1に作用する油圧をスイープアップされている(ステップS208の処理)。また、この時刻t2以降、前記リングギヤ12の回転数およびサンギヤ11の回転数が低下し始め、かつ、前記第1のモータ・ジェネレータMG1の回生制御トルクの低下が開始され、かつ、前記第2のモータ・ジェネレータMG2の力行制御トルクの低下が開始される。つまり、第1のモータ・ジェネレータMG1のトルクおよび第2のモータ・ジェネレータMG2のトルクが、共に零ニュートンメートルに近づき始める。その後、時刻t3で第1のクラッチC1の係合判定が成立すると、前記第2のクラッチC2に作用する油圧が最低圧に制御され、かつ、前記第1のクラッチC1に作用する油圧が最高圧に制御されている(ステップS211の処理)。また、第1のクラッチC1が係合されるため、前記リングギヤ12の回転数と前記サンギヤ11の回転数とが一致するとともに、前記モータ・ジェネレータMG1の回生制御トルクが略一定に制御され、かつ、前記第2のモータ・ジェネレータMG2の力行制御トルクもで略一定となっている。
以上のように、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える最終的な許可条件が成立した場合、図6の制御例では、実際に前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える前に、前記エンジン2に対する要求パワーを求め、そのエンジン用要求パワーが所定値以上である場合は、実際に前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える前に、前記エンジン2のパワーを前記エンジン用要求パワーに基づいて制御している。つまり、エンジン2に対する要求パワーが高い場合は、そのエンジン2のパワーを高める制御が、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える制御よりも優先しておこなわれる。したがって、駆動力不足を抑制できる。これに対して、前記エンジン用要求パワーが所定値未満である場合は、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換えをおこなった後に、前記エンジン2のパワーを前記エンジン用要求パワーに基づいて制御している。したがって、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放の切り換えにともなうショックを、一層確実に抑制できる。
また、図6の制御例によれば、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の切り換え制御の途中で、ステップS205の処理でエンジン回転数およびトルクを一定に制御するため、後輪3に伝達されるトルクの急激な変化によるショックを一層確実に抑制できる。さらに、前記第2のクラッチC2の伝達トルク容量を低下させる過程で、前記第2のクラッチC2の伝達トルク容量が所定値よりも大きい場合は、その伝達トルク容量が緩慢に低下される。これは、図6におけるステップS206の後半の処理、図7のタイムチャートの時刻t1から時刻t2の間の処理に相当する。その後、前記第2のクラッチC1の伝達トルク容量が所定値以下になった場合は、図6のステップS208の処理、図7の時刻t2以降の処理のように、第2のクラッチC2の伝達トルク容量が若干急勾配でスイープダウンされるが、前記第2のクラッチC2の伝達トルク容量が既に所定値以下になっているから、ショックは小さい。さらに、ステップS209の処理のように、前記第2のモータ・ジェネレータMG2のトルクを制御して駆動力を略一定に制御しているため、ドライバビリティが向上する。
前述した図1のフローチャートが、請求項1の発明に対応するものであり、この図1のフローチャートに基づいて説明した機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、前記ステップS101,S102,S103が、この発明の運転モード選択手段に相当する。また、図4に示されたフローチャートは、前記請求項2ないし6に対応するものであり、ステップS201が、この発明の原動機用要求パワー算出手段に相当し、ステップS202が、この発明における第1の原動機制御手段に相当し、ステップS201で否定的に判断されてステップS203に進み、ステップS211でエンジンパワーを制御するルーチンが、この発明における第2の原動機制御手段に相当しステップS205が、この発明における第3の原動機制御手段に相当し、ステップS206,S207,S208が、この発明における伝達トルク制御手段に相当し、ステップS209が、この発明の駆動力制御手段に相当する。
ここで、図2に示された構成と、この発明の構成との対応関係について説明すれば、エンジン2がこの発明の原動機に相当し、第1のモータ・ジェネレータMG1および第2のモータ・ジェネレータMG2が、この発明における複数のモータ・ジェネレータに相当し、動力分配装置5および第1の変速機10が、この発明の遊星歯車変速機構に相当する。また、動力分配装置5が、この発明の第1の遊星歯車機構に相当し、第1の変速機10が、この発明の第2の遊星歯車機構に相当する。さらに、第2の変速機25が、この発明の変速機に相当し、キャリヤ9が、この発明の入力要素に相当し、サンギヤ6が、この発明の反力要素に相当し、リングギヤ7が、この発明の出力要素に相当する。また、第1のクラッチC1および第2のクラッチC2が、この発明におけるクラッチに相当し、ハイブリッド車1が、この発明の車両に相当する。さらに、サンギヤ6が、この発明の第1のサンギヤに相当し、リングギヤ7が、この発明の第1のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ8が、この発明の第1のピニオンギヤに相当し、キャリヤ9が、この発明の第1のキャリヤに相当し、サンギヤ11が、この発明の第2のサンギヤに相当し、リングギヤ12が、この発明の第2のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ13が、この発明の第2のピニオンギヤに相当し、キャリヤ14が、この発明の第2のキャリヤに相当する。また、第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の制御に用いられる低速モードおよび高速モードが、この発明における運転モードに相当する。
つぎに、図3に示された車両1において、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の切り換え条件の成立を判断する場合の制御を、図8のフローチャートに基づいて説明する。まず、アクセル開度および車速に基づいてエンジン用要求パワーを求めるとともに、求められたエンジン要求パワーからエンジン運転点(トルク×回転数)を決定する(ステップS301)。このステップS301の処理では、前述した最適燃費曲線を示すマップを用いればよい。このステップS301についで、車速および決定されたエンジン運転点に基づいて、前記低速モードを選択した場合、および前記高速モードを選択した場合のそれぞれについて、第1のモータ・ジェネレータMG1および第2のモータ・ジェネレータMG2の出力を算出する(ステップS302)。このステップS302の処理は、車両1の過去の走行履歴から算出してもよいし、予めマップ化したデータから読み出してもよい。
このステップS302についでおこなわれるステップS303では、前記ステップS302の算出結果を基に、低速モードまたは前記高速モードのうち、動力伝達効率が良い(高い)方のモードを選択する。このステップS303の処理においては、インバータ損失、蓄電装置における損失などのデータが用いられる。また、エンジン2の動力を電気エネルギに変換した方がよいか、またはエンジン2の動力を電気エネルギに変換せずに後輪3に伝達(直達)した方がよいかなどもその判断条件となる。このステップS303についでおこなわれるステップS304では、前記ステップS303で選択されたモードと、現在実際に選択されているモードとが一致するか否かが判断される。このステップS304で否定的に判断された場合は、第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態を切り換える「切り換え条件が成立した」と判断し(ステップS305)、この制御ルーチンを終了する。これに対して、前記ステップS304で否定的に判断された場合は、そのまま制御ルーチンを終了する。
つぎに、図2に示された車両1において、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の切り換え条件の成立を判断する場合の他の制御を、図9のフローチャートに基づいて説明する。まず、前記電子制御装置43に入力される信号および電子制御装置43に記憶されているデータに基づいて、前記車両1の状態が検出される(ステップS401)。このステップS401の処理をおこなうために、例えば、図10のようなマップが電子制御装置43に記憶されている。この図10のマップによれば、高負荷(低車速であり、かつ、エンジン用要求パワーが高い)時が「車両状態1」と判定される。また、低車速であり、かつ、低負荷(エンジン用要求パワーが低い)場合は、「車両状態2」と判定される。また、前輪4および後輪3に伝達する動力の分配比が、後輪3よりも前輪4の方が多い場合(前輪寄り)も、「車両状態2」と判定される。これに対して、高車速であり、かつ、低負荷(エンジン用要求パワーが低い)場合は「車両状態3」と判定される。さらに、高車速であり、かつ、前輪4および後輪3に伝達する動力の分配比が、後輪3よりも前輪4の方が多い場合(前輪寄り)も、「車両状態3」と判定される。
上記のステップS401についで、前記の「車両状態」の他、前記第1のモータ・ジェネレータMG1および第2のモータ・ジェネレータMG2の状態に基づいて、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態を選択する(ステップS402)。このステップS402では、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態を選択するにあたり、動力伝達効率が最も高くなる状態が選択される。例えば、予め動力伝達効率が高くなる状態を、例えば、図11に示すようにマップ化して用意しておき、そのマップを用いることでステップS402の処理を実行可能である。図11のマップにおいて、「C1係合の場合」は、現在、前記第1のクラッチC1が係合され、かつ、第2のクラッチC2が解放されていること、つまり、低速モードが選択されていることを意味する。また、図11のマップにおいて、「C2係合の場合」は、現在、前記第1のクラッチC1が解放され、かつ、第2のクラッチC2が係合されていること、つまり、高速モードが選択されていることを意味する。
また、「MG1状態」および「MG2状態」は、それぞれ、モータ・ジェネレータMG1の状態およびモータ・ジェネレータMG2の状態を示す。さらに、モータ・ジェネレータMG1およびモータ・ジェネレータMG2について、それぞれ、正転(正回転)・逆転(逆回転)、回生・力行が示されている。このように、現在選択されているモード、およびモータ・ジェネレータMG1,MG2の各状態に対応して、前述した「車両状態」が決定されている。すなわち、現在選択されているモード、およびモータ・ジェネレータMG1,MG2の状態について、最も動力伝達効率が高くなる車両状態が決定されており、各車両状態から図表の縦軸に進んだ最下段に、選択するべきクラッチの係合・解放状態が示されている。具体的には、車両状態1および車両状態2では、前記第1のクラッチC1を係合させ、かつ、第2のクラッチC2を解放させる低速モードが選択される。これに対して、車両状態3では、前記第1のクラッチC1を解放させ、かつ、第2のクラッチC2を係合させる高速モードが選択される。
前記ステップS402についでおこなわれるステップS403では、前記ステップS402で選択された前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態と、現時点における前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態とが一致しているか否かが判断される。このステップS403で否定的に判断された場合は、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態を切り換える「切り換え条件成立」と判定し(ステップS404)、リターンする。これに対して、ステップS403で肯定的に判断された場合は、そのままリターンされる。
つぎに、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の切換制御に用いるマップを選択する制御、および選択されたマップを補正する制御の一例を、図12のフローチャートに基づいて説明する。まず、ナビゲーションシステム(NAVI)、道路交通情報通信システム(VICS)などから得られる道路情報に基づいて、第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を制御する場合に用いるマップを選択する(ステップS501)。このステップS501においては、車両1が走行する道路環境に基づいて、動力伝達効率が最も高くなるマップが選択される。ここで、道路環境とは、道路自体の状況の他、その道路を取り巻く環境、具体的には、道路における交通法規、車両の運転者の指向などが含まれる。
例えば、前述した図5のマップの他、図13,図14のマップのように、道路環境に応じたマップを用意することが可能である。これらのマップからいずれかのマップを選択可能である。図5に示されたマップを通常用マップであるとすれば、図13に示されたマップは、車両1が市街地を走行する場合に選択されるマップであり、図14は、車両1が高速道路または有料道路を走行する場合に選択されるマップである。この図13および図14においても、図5と同様に領域D1と領域D2とが、線分E1で区画されている。そして、図5のマップと図13のマップとを比較すると、要求パワーが同じである場合、図5よりも図13の方が、より高車速側まで領域D2が拡大されている点が異なる。すなわち、領域D1が設定される最低車速について、図5の最低車速V1は、図13の最低車速V2よりも低車速である。また、図13のマップおよび図14のマップの特性を比較すると、同じ車速である場合、図13よりも図14の方が、要求パワーがより高い範囲まで領域D1が拡大されている点が異なる。例えば、図14の車速V3で領域D1が設定される最大要求パワーW2は、図13の車速V3で領域D1が設定される最大要求パワーW1よりも高い。
上記のステップS501についで、車両1の実際の運転状態、およびドライバーの運転傾向などの条件に基づいて、選択されているマップの特性を補正する処理がおこなわれ(ステップS502)、リターンされる。例えば、予め定められた所定の走行区間(距離)、あるいは所定の走行時間内における平均車速を求めるとともに、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放状態の切り換え制御の実行頻度を求める。そして、平均車速と切り換え制御の実行頻度とに基づいて、選択されているマップの特性を補正する処理がおこなわれる。例えば、図13のマップが選択されている場合において、所定の走行区間毎における切換制御の実行頻度が、予め定められた回数よりも多くなった場合は、領域D1が設定される最低車速を、より高車速側に移動させて、領域D1を狭める補正を実行可能である。一方、図14のマップが選択されている場合において、所定の走行区間毎における切換制御の実行頻度が、予め定められた回数よりも多くなった場合は、領域D2が設定される最低要求パワーを、より低パワー側に移動させて、領域D2を拡大する補正を実行可能である。このように、ステップS502の処理をおこなうことにより、選択されているマップ自体が同じである場合に、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える頻度が増加することを抑制できる。
なお、図5および図13および図14のマップは、予め別々に電子制御装置43に記憶させておいてもよいし、図5のマップを記憶させておき、その図5のマップを演算処理により補正して、図13および図14のマップとすることも可能である。なお、上記の説明においては、予め電子制御装置43に記憶されたマップを用いて、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換える場合について説明しているが、時々刻々変化する道路状況、および電子制御装置43に記憶されている演算式に基づいて、動力伝達効率を求め、かつ、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換えることも可能である。また、図2の車両1において、図8および図9で説明した切り換え条件が成立した場合は、前記第2の変速機25のモード切り換えに関わりなく、前記第1のクラッチC1および第2のクラッチC2の係合・解放を切り換えることが可能であるが、図8および図9で説明した「切り換え条件の成立」を、図1のステップS101で説明した「前提条件の成立」として取り扱うことも可能である。つまり、図1の制御と、図8または図9の制御とを組み合わせることも可能である。さらにまた、動力分配装置および第1の変速機および第2の変速機に用いる遊星歯車機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構、ダブルピニオン式の遊星歯車機構、ラビニョ型遊星歯車機構を任意に選択可能である。さらに、3組以上の遊星歯車機構を用いて、動力分配装置および第1の変速機を構成してもよいし、2組以上の遊星歯車機構を用いて、第2の変速機を構成してもよい。
この発明の一実施例を示すフローチャートである。 この発明を適用したハイブリッド車のパワートレーンおよび制御系統を示す概念図である。 図2に示すハイブリッド車において、第1の変速機および動力分配装置の回転要素の状態を示す共線図である。 図2に示すハイブリッド車において、第1の変速機および動力分配装置の回転要素の状態を示す共線図である。 図2に示されたハイブリッド車の制御に用いるマップの一例である。 図1のステップS103に進んだ場合の具体的な制御例を示すフローチャートである。 図6のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。 図2に示された車両で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。 図2に示された車両で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。 図9のフローチャートを実行する場合に用いる図表である。 図9のフローチャートを実行する場合に用いる図表である。 図2に示された車両で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。 図12に示されたフローチャートの実行により、選択および補正されるマップの一例である。 図12に示されたフローチャートの実行により、選択および補正されるマップの一例である。
符号の説明
1…ハイブリッド車(車両)、 2…エンジン、 5…動力分配装置、 6,11…サンギヤ、 7,12…リングギヤ、 8,13…ピニオンギヤ、 9…キャリヤ、 10…第1の変速機、 25…第2の変速機、 C1…第1のクラッチ、 C2…第2のクラッチ、 MG1…第1のモータ・ジェネレータ、 MG2…第2のモータ・ジェネレータ、 MG3…第3のモータ・ジェネレータ。

Claims (8)

  1. 原動機と、複数のモータ・ジェネレータと、差動回転可能に連結された複数の回転要素を有する遊星歯車変速機構とを備え、前記複数の回転要素が入力要素および反力要素および出力要素を含み、前記原動機が前記入力要素に連結され、第1のモータ・ジェネレータが前記反力要素に連結され、第2のモータ・ジェネレータが出力要素に連結されており、前記第1のモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、前記遊星歯車変速機構の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することの可能な駆動装置において、
    前記遊星歯車変速機構は、前記回転要素同士の連結関係が異なる2以上の運転モードを選択的に切り換え可能に構成されているとともに、前記第2のモータ・ジェネレータから車輪に至る動力伝達経路に変速機が設けられており、
    前記変速機の変速比が一定である場合に、前記運転モードの切り換えをおこなう一方、前記変速機の変速比の変更中は、前記運転モードの切り換えを禁止するモード選択手段を備えていることを特徴とする駆動装置。
  2. 前記運転モードの切り換えをおこなう場合に、前記原動機に対する要求パワーを求める原動機用要求パワー算出手段と、
    前記原動機に対する要求パワーが、予め定められている所定値以上である場合は、前記運転モードの切り換え前に前記原動機のパワーを前記要求パワーに基づいて制御する第1の原動機制御手段と、
    前記原動機に対する要求パワーが、予め定められている所定値未満である場合は、前記運転モードの切り換え後に前記原動機のパワーを前記要求パワーに基づいて制御する第2の原動機制御手段と
    を備えていることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記運転モードの切換にともなう前記回転要素同士の連結関係の変更中は、前記原動機の回転数およびトルクを一定に制御する第3の原動機制御手段を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動装置。
  4. 前記遊星歯車変速機構の要素同士の間における伝達トルクを低下させることにより、前記回転要素同士の連結関係を変更するクラッチが設けられており、
    前記クラッチの伝達トルク容量を低下させて前記運転モードを切り換える過程で、前記クラッチの伝達トルク容量が所定値以下になった場合における前記伝達トルクの低下度合いを、前記クラッチの伝達トルク容量が所定値よりも大きい場合における前記伝達トルクの低下度合いよりも大きくする伝達トルク制御手段を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動装置。
  5. 前記伝達トルク制御手段は、前記クラッチの伝達トルク容量を、前記第1のモータ・ジェネレータのトルクに基づいて判定する手段を含むことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
  6. 前記運転モードを切り換える場合に、前記第2のモータ・ジェネレータの出力を制御して車両の駆動力の変化を抑制する駆動力制御手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の駆動装置。
  7. 前記遊星歯車変速機構は、第1の遊星歯車機構および第2の遊星歯車装置を有しており、
    前記第1の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第1のサンギヤおよび第1のリングギヤと、第1のサンギヤおよび第1のリングギヤに噛合された第1のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第1のキャリヤとを有しており、
    前記第2の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第2のサンギヤおよび第2のリングギヤと、第2のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合された第2のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第2のキャリヤとを有しており、
    前記第1のキャリヤが前記入力要素であり、前記第2のキャリヤが前記反力要素であり、前記第1のリングギヤが前記出力要素であるとともに、前記第1のサンギヤと前記第2のサンギヤとが一体回転するように連結されており、
    前記第2のリングギヤと前記第2のキャリヤとを選択的に連結・解放する第1のクラッチと、前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチとが設けられており、
    前記第1のクラッチの係合・解放と、前記第2のクラッチの係合・解放とを変更することにより、前記運転モードが変更されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の駆動装置。
  8. 原動機と、複数のモータ・ジェネレータと、差動回転可能に連結された入力要素および反力要素および出力要素を有する遊星歯車機構式の遊星歯車変速機構とを備え、前記原動機が前記入力要素に連結され、第1のモータ・ジェネレータが前記反力要素に連結され、第2のモータ・ジェネレータが出力要素に連結されており、前記第1のモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、前記遊星歯車変速機構の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することの可能な駆動装置において、
    前記遊星歯車変速機構は、第1の遊星歯車機構および第2の遊星歯車装置を有しており、
    第1の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第1のサンギヤおよび第1のリングギヤと、第1のサンギヤおよび第1のリングギヤに噛合された第1のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第1のキャリヤとを有しており、
    第2の遊星歯車機構は、同軸上に配置された第2のサンギヤおよび第2のリングギヤと、第2のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合された第2のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持する第2のキャリヤとを有しており、
    前記第1のキャリヤが前記入力要素であり、前記第2のキャリヤが前記反力要素であり、前記第1のリングギヤが前記出力要素であるとともに、前記第1のサンギヤと前記第2のサンギヤとが一体回転するように連結されており、
    前記第2のリングギヤと前記第2のキャリヤとを選択的に連結・解放する第1のクラッチと、前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチとが設けられており、
    前記遊星歯車変速機構は、前記第1のクラッチの係合・解放と、前記第2のクラッチの係合・解放とを変更することにより、前記回転要素同士の連結状態が異なる2以上の運転モードを選択的に切り換え可能に構成されていることを特徴とする駆動装置。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009227051A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の制御装置
CN102459957A (zh) * 2009-06-24 2012-05-16 菲斯科汽车公司 用于高混合动力串联/并联高速电机驱动系统的驱动配置
WO2012036426A3 (ko) * 2010-09-14 2012-05-31 한양대학교 산학협력단 두 개의 입력 특성을 이용한 유성 기어 시스템, 이의 기어 모듈 및 이의 제어방법
WO2013128547A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2016215974A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2016215973A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
DE102011118097B4 (de) * 2011-11-10 2017-04-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges
CN107215199A (zh) * 2017-05-02 2017-09-29 北京理工大学 重型车四模式混合动力传动装置
CN109383266A (zh) * 2017-08-07 2019-02-26 郑州宇通客车股份有限公司 一种行星排混合动力驱动系统及使用该系统的车辆
CN109532814A (zh) * 2017-09-21 2019-03-29 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
US10682904B2 (en) 2017-04-28 2020-06-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive unit for hybrid vehicle
CN112297819A (zh) * 2019-07-31 2021-02-02 舍弗勒技术股份两合公司 四轮驱动系统及车辆
CN113453928A (zh) * 2019-03-15 2021-09-28 舍弗勒技术股份两合公司 功率分流式混合动力系统及混合动力车辆
CN113740251A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 同济大学 一种回转式轮轨黏着模拟试验装置及其应用
WO2025140643A1 (zh) * 2023-12-29 2025-07-03 长城汽车股份有限公司 车辆模式切换方法、装置、系统、车辆、计算机程序及可读介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH102241A (ja) * 1996-04-19 1998-01-06 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2005240918A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置の制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH102241A (ja) * 1996-04-19 1998-01-06 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2005240918A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置の制御装置

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009227051A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の制御装置
CN102459957A (zh) * 2009-06-24 2012-05-16 菲斯科汽车公司 用于高混合动力串联/并联高速电机驱动系统的驱动配置
JP2012531353A (ja) * 2009-06-24 2012-12-10 フィスカー オートモーティブ インコーポレイテッド 高ハイブリッド直列式/並列式高速モータドライブシステムのためのドライブ構成
WO2012036426A3 (ko) * 2010-09-14 2012-05-31 한양대학교 산학협력단 두 개의 입력 특성을 이용한 유성 기어 시스템, 이의 기어 모듈 및 이의 제어방법
DE102011118097B4 (de) * 2011-11-10 2017-04-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges
CN104125905A (zh) * 2012-02-27 2014-10-29 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置
JPWO2013128547A1 (ja) * 2012-02-27 2015-07-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN104125905B (zh) * 2012-02-27 2016-05-18 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置
WO2013128547A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2016215974A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2016215973A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
US10682904B2 (en) 2017-04-28 2020-06-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive unit for hybrid vehicle
CN107215199A (zh) * 2017-05-02 2017-09-29 北京理工大学 重型车四模式混合动力传动装置
CN109383266A (zh) * 2017-08-07 2019-02-26 郑州宇通客车股份有限公司 一种行星排混合动力驱动系统及使用该系统的车辆
CN109383266B (zh) * 2017-08-07 2024-04-19 宇通客车股份有限公司 一种行星排混合动力驱动系统及使用该系统的车辆
CN109532814A (zh) * 2017-09-21 2019-03-29 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
JP2019055717A (ja) * 2017-09-21 2019-04-11 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
CN113453928A (zh) * 2019-03-15 2021-09-28 舍弗勒技术股份两合公司 功率分流式混合动力系统及混合动力车辆
CN112297819A (zh) * 2019-07-31 2021-02-02 舍弗勒技术股份两合公司 四轮驱动系统及车辆
CN113740251A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 同济大学 一种回转式轮轨黏着模拟试验装置及其应用
WO2025140643A1 (zh) * 2023-12-29 2025-07-03 长城汽车股份有限公司 车辆模式切换方法、装置、系统、车辆、计算机程序及可读介质

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