[go: up one dir, main page]

JP2018001869A - Hybrid vehicle - Google Patents

Hybrid vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2018001869A
JP2018001869A JP2016128981A JP2016128981A JP2018001869A JP 2018001869 A JP2018001869 A JP 2018001869A JP 2016128981 A JP2016128981 A JP 2016128981A JP 2016128981 A JP2016128981 A JP 2016128981A JP 2018001869 A JP2018001869 A JP 2018001869A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
mode
series
parallel mode
series parallel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016128981A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6658350B2 (en
Inventor
大庭 秀洋
Hidehiro Oba
秀洋 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2016128981A priority Critical patent/JP6658350B2/en
Publication of JP2018001869A publication Critical patent/JP2018001869A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6658350B2 publication Critical patent/JP6658350B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかの走行モードを選択可能に構成されたハイブリッド車両において、簡易な演算処理で効率の良いモードを選択する。【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジンと、第1回転電機(第1MG)と、駆動輪に接続される出力軸と、出力軸に接続される第2回転電機(第2MG)と、エンジンと第1MGと出力軸とを機械的に連結する遊星歯車機構と、シリーズモードとシリーズパラレルモードとのどちらかの走行モードを選択可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、シリーズパラレルモードで第1MGの回転速度が0となる場合のエンジントルク(エンジン熱効率と相関関係のあるパラメータ)がしきい値未満である場合にシリーズモードを選択し、そうでない場合にシリーズパラレルモードを選択する。【選択図】図15In a hybrid vehicle configured to be able to select one of a series mode and a series parallel mode, an efficient mode is selected by simple arithmetic processing. A hybrid vehicle includes an engine, a first rotating electrical machine (first MG), an output shaft connected to a drive wheel, a second rotating electrical machine (second MG) connected to the output shaft, an engine, and a first vehicle. A planetary gear mechanism that mechanically connects the 1MG and the output shaft, and a control device configured to be able to select one of the travel modes of the series mode and the series parallel mode. The control device selects the series mode when the engine torque (a parameter correlated with the engine thermal efficiency) when the rotational speed of the first MG is 0 in the series parallel mode is less than the threshold value, and otherwise. Select series parallel mode. [Selection] Figure 15

Description

本発明は、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかの走行モードを選択可能に構成されたハイブリッド車両に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle configured to be able to select one of a traveling mode of a series mode and a series parallel mode.

ハイブリッド車両には、駆動力源として、エンジンおよびモータが備えられる。従来、エンジンおよびモータの双方の動力を用いて走行する方式として、シリーズ走行およびシリーズパラレル走行が知られている。   The hybrid vehicle includes an engine and a motor as driving force sources. Conventionally, series running and series parallel running are known as methods of running using the power of both the engine and the motor.

シリーズ走行は、エンジンをジェネレータに接続し、エンジンの動力をジェネレータに伝達して一旦電力に変換し、その電力でモータを駆動する方式である。すなわち、シリーズ走行では、エンジンの動力はジェネレータに伝達されて電力に変換される。   The series running is a system in which an engine is connected to a generator, the engine power is transmitted to the generator, temporarily converted into electric power, and the motor is driven by the electric power. That is, in series running, engine power is transmitted to the generator and converted into electric power.

シリーズパラレル走行は、エンジンを動力分割機構(遊星歯車機構など)を介してジェネレータおよび駆動輪に接続し、エンジンの動力を分割してジェネレータと駆動輪とに伝達する方式である。すなわち、シリーズパラレル走行では、エンジンの動力の一部はジェネレータに伝達されて電力に変換され、残りが駆動輪に機械的に伝達される。   The series parallel running is a system in which an engine is connected to a generator and driving wheels via a power split mechanism (such as a planetary gear mechanism), and the power of the engine is split and transmitted to the generator and driving wheels. That is, in series parallel travel, part of the engine power is transmitted to the generator and converted into electric power, and the rest is mechanically transmitted to the drive wheels.

上記の2つの走行方式(シリーズ走行、シリーズパラレル走行)を切替可能に構成されたハイブリッド車両が、たとえば特開2012−86725号公報(特許文献1)に開示されている。   A hybrid vehicle configured to be able to switch between the two traveling methods (series traveling and series parallel traveling) is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-86725 (Patent Document 1).

特開2012−86725号公報JP2012-86725A

しかしながら、特許文献1には、上記2つの走行方式の切替条件について記載されていない。また、各走行方式での効率を演算し、効率の良い方を選択することが理想であるが、考慮すべき効率としてはエンジン熱効率、動力伝達効率(エンジンおよびモータの動力が駆動輪に伝達される効率であって、モータおよびジェネレータの電力変換効率を含む)など複数存在するため、これらの複数の効率のすべてを刻々変化する車速および要求駆動力などに応じて逐一演算することは、演算負荷が過大となり現実的には困難であることが懸念される。   However, Patent Document 1 does not describe the switching condition between the two traveling methods. In addition, it is ideal to calculate the efficiency in each driving method and select the more efficient one, but the efficiency to be considered is the engine thermal efficiency, power transmission efficiency (engine and motor power is transmitted to the drive wheels) (Including the power conversion efficiency of the motor and generator), and calculating all of these multiple efficiency according to the vehicle speed and the required driving force that change every moment There is a concern that it will become excessive and difficult in practice.

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかの走行モードを選択可能に構成されたハイブリッド車両において、簡易な演算処理で効率の良いモードを選択することである。   The present disclosure has been made in order to solve the above-described problem, and an object of the present disclosure is to perform simple arithmetic processing in a hybrid vehicle configured to be able to select either the series mode or the series parallel mode. Is to select an efficient mode.

本開示によるハイブリッド車両は、エンジンと、第1回転電機と、駆動輪に接続される出力軸と、出力軸に接続される第2回転電機と、第1回転電機に接続される第1要素と、第2要素と、出力軸に接続される第3要素とを有する遊星歯車機構と、エンジンと遊星歯車機構との接続状態を第1状態または第2状態に切替可能に構成された切替装置とを備える。第1状態は、エンジンを第1要素に接続する状態、またはエンジンを第2要素に接続しつつ出力軸を第3要素から切り離す状態である。第2状態は、エンジンを第2要素に接続する状態である。ハイブリッド車両は、シリーズモードとシリーズパラレルモードとのどちらかの走行モードを選択可能に構成された制御装置をさらに備える。シリーズモードは、切替装置を第1状態にし、エンジンの動力を第1回転電機に伝達して電力に変換するモードである。シリーズパラレルモードは、切替装置を第2状態にし、第1回転電機のトルクを用いてエンジンの動力の一部を出力軸に機械的に伝達しつつ、エンジンの動力の残部を第1回転電機または第2回転電機に伝達して電力に変換するモードである。制御装置は、第1制御、第2制御および第3制御のいずれかを実行することによって、シリーズモードとシリーズパラレルモードとのどちらの走行モードを選択するのかを決定する。第1制御は、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となると仮定した場合のエンジンの熱効率がしきい値未満である場合にシリーズモードを選択し、熱効率がしきい値よりも大きい場合にシリーズパラレルモードを選択する制御である。第2制御は、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの燃料消費率が第2しきい値よりも大きい場合にシリーズモードを選択し、燃料消費率が第2しきい値未満である場合にシリーズパラレルモードを選択する制御である。第3制御は、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンのトルクが第3しきい値未満である場合にシリーズモードを選択し、トルクが第3しきい値よりも大きい場合にシリーズパラレルモードを選択する制御である。   The hybrid vehicle according to the present disclosure includes an engine, a first rotating electrical machine, an output shaft connected to the drive wheels, a second rotating electrical machine connected to the output shaft, and a first element connected to the first rotating electrical machine. A planetary gear mechanism having a second element and a third element connected to the output shaft, and a switching device configured to be able to switch the connection state between the engine and the planetary gear mechanism to the first state or the second state. Is provided. The first state is a state where the engine is connected to the first element, or a state where the output shaft is disconnected from the third element while the engine is connected to the second element. The second state is a state where the engine is connected to the second element. The hybrid vehicle further includes a control device configured to be able to select either the series mode or the series parallel mode. The series mode is a mode in which the switching device is set to the first state, and engine power is transmitted to the first rotating electrical machine to be converted into electric power. In the series parallel mode, the switching device is set to the second state, and a part of the engine power is mechanically transmitted to the output shaft using the torque of the first rotating electrical machine, while the rest of the engine power is transferred to the first rotating electrical machine or In this mode, the electric power is transmitted to the second rotating electrical machine and converted into electric power. The control device determines which travel mode to select between the series mode and the series parallel mode by executing one of the first control, the second control, and the third control. In the first control, the series mode is selected when the thermal efficiency of the engine is less than the threshold value when the rotation speed of the first rotating electrical machine is assumed to be 0 in the series parallel mode, and the thermal efficiency is greater than the threshold value. In this case, the series parallel mode is selected. The second control selects the series mode when the fuel consumption rate of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode is greater than the second threshold value, and the fuel consumption rate is the second. In this control, the series parallel mode is selected when it is less than the threshold value. The third control selects the series mode when the torque of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode is less than the third threshold value, and the torque exceeds the third threshold value. This is control for selecting the series parallel mode when the value is larger.

上記のハイブリッド車両においては、切替装置の状態を切り替えることによって、走行モードをシリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかに切替可能に構成される。上記2つの走行モードは、エンジンを動作させて走行するという点で共通する一方、下記のような効率の違いがある。   The hybrid vehicle is configured to be able to switch the traveling mode to either the series mode or the series parallel mode by switching the state of the switching device. The two travel modes are common in that the engine is operated to travel, but there is a difference in efficiency as described below.

シリーズモードでは、切替装置が第1状態にされることによってエンジンと出力軸との間の機械的な動力伝達が遮断されるため、エンジンの回転速度を車速に拘束されることなく最適値に調整できる。一方、シリーズモードでは、第1回転電機が発電した電力で第2回転電機を駆動することを前提としているため、各回転電機において電力変換ロスが一定割合発生する。したがって、シリーズモードでは、エンジン熱効率を最適にできる一方、シリーズパラレルモードに比べて動力伝達効率が電力変換ロス分だけ低下し得る。   In the series mode, the mechanical power transmission between the engine and the output shaft is interrupted by setting the switching device to the first state, so the engine speed is adjusted to the optimum value without being restricted by the vehicle speed. it can. On the other hand, in the series mode, since it is assumed that the second rotating electrical machine is driven by the electric power generated by the first rotating electrical machine, a power conversion loss occurs at a certain rate in each rotating electrical machine. Therefore, in the series mode, the engine thermal efficiency can be optimized, while the power transmission efficiency can be reduced by the amount of power conversion loss compared to the series parallel mode.

シリーズパラレルモードでは、第1回転電機の回転速度が0となる場合に、第1回転電機の電力変換ロスが最小となり、電力変換効率を含む動力伝達効率が最大となる。一方、シリーズパラレルモードでは、切替装置が第2状態にされることによってエンジンが遊星歯車機構の第2要素に接続されるため、第1回転電機の回転速度を0にする(動力伝達効率を最大にする)と、共線図の関係によりエンジンの回転速度(第2要素の回転速度)が車速(出力軸の回転速度)に拘束されてしまい、エンジン熱効率を最適にできない可能性がある。   In the series parallel mode, when the rotation speed of the first rotating electrical machine becomes 0, the power conversion loss of the first rotating electrical machine is minimized, and the power transmission efficiency including the power conversion efficiency is maximized. On the other hand, in the series parallel mode, the engine is connected to the second element of the planetary gear mechanism by setting the switching device to the second state, so that the rotational speed of the first rotating electrical machine is set to 0 (maximum power transmission efficiency). And the rotation speed of the engine (rotation speed of the second element) is constrained by the vehicle speed (rotation speed of the output shaft) due to the relationship in the nomograph, and the engine thermal efficiency may not be optimized.

上記のような効率の違いに鑑み、本開示による制御装置は、第1制御、第2制御および第3制御のいずれかを実行することによって、シリーズモードとシリーズパラレルモードとのどちらかの走行モードを選択する。   In view of the difference in efficiency as described above, the control device according to the present disclosure executes any one of the first control, the second control, and the third control, so that one of the travel modes of the series mode and the series parallel mode is performed. Select.

第1制御は、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの熱効率をパラメータとして、走行モードを選択する制御である。この第1制御では、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの熱効率が第1しきい値未満である場合には、仮にシリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる(すなわち動力伝達効率が最大となる)ようにエンジンを運転するとエンジンの熱効率が最適熱効率よりもかなり低いレベルになることに鑑み、シリーズモードが選択される。一方、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの熱効率が第1しきい値よりも大きい場合には、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる(すなわち動力伝達効率が最大となる)ようにエンジンを運転することでエンジンの熱効率も最適熱効率に近い高いレベルになることに鑑み、シリーズパラレルモードが選択される。   The first control is a control for selecting the travel mode using the thermal efficiency of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode as a parameter. In the first control, if the thermal efficiency of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode is less than the first threshold value, the rotation of the first rotating electrical machine is temporarily performed in the series parallel mode. The series mode is selected in view of the fact that when the engine is operated so that the speed becomes zero (that is, the power transmission efficiency is maximized), the thermal efficiency of the engine is considerably lower than the optimum thermal efficiency. On the other hand, if the thermal efficiency of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine is 0 in the series parallel mode is greater than the first threshold value, the rotational speed of the first rotating electrical machine is 0 in the series parallel mode. The series-parallel mode is selected in view of operating the engine so that the power transmission efficiency is maximized (ie, the engine thermal efficiency is at a high level close to the optimum thermal efficiency).

第2制御は、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの燃料消費率をパラメータとして、走行モードを選択する制御である。エンジンの燃料消費率は、単位仕事あたりの燃料消費量であり、エンジンの熱効率とは逆数の関係にある。そのため、第2制御では、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの燃料消費率が第2しきい値よりも大きい場合にシリーズモードが選択され、そうでない場合にシリーズパラレルモードが選択される。   The second control is a control for selecting the travel mode using the fuel consumption rate of the engine when the rotation speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode as a parameter. The fuel consumption rate of the engine is a fuel consumption amount per unit work, and is inversely related to the thermal efficiency of the engine. Therefore, in the second control, the series mode is selected when the fuel consumption rate of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode is larger than the second threshold value, and otherwise. Series parallel mode is selected.

第3制御は、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンのトルクをパラメータとして、走行モードを選択する制御である。エンジンのトルクは、すべての運転領域で熱効率と完全に一対一の関係にあるわけではないが、実際の制御を行なう通常使用域では、ほぼ、エンジンのトルクが大きい方が熱効率が良いという関係にある。そのため、第3制御では、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンのトルクが第3しきい値未満である場合にシリーズモードが選択され、そうでない場合にシリーズパラレルモードが選択される。   The third control is a control for selecting the travel mode using the engine torque when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode as a parameter. The engine torque does not have a perfect one-to-one relationship with the thermal efficiency in all operating areas, but in the normal operating area where actual control is performed, the higher the engine torque, the better the thermal efficiency. is there. Therefore, in the third control, the series mode is selected when the engine torque when the rotational speed of the first rotating electrical machine is 0 in the series parallel mode is less than the third threshold value, and otherwise the series parallel is selected. A mode is selected.

以上のように、本開示による制御装置は、エンジン熱効率および電力変換効率といった複数の効率をすべて逐次演算するのではなく、シリーズパラレルモードで第1回転電機の回転速度が0となる場合のエンジンの熱効率あるいは熱効率と相関関係のあるパラメータ(燃料消費率またはエンジントルク)を演算し、演算結果を用いて走行モードを選択する。そのため、複数の効率のすべてを逐次演算する場合に比べて、簡易な演算処理で効率の良いモードを選択することができる。   As described above, the control device according to the present disclosure does not sequentially calculate all of the plurality of efficiencies such as the engine thermal efficiency and the power conversion efficiency, but instead of the engine when the rotation speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode. The thermal efficiency or a parameter correlated with the thermal efficiency (fuel consumption rate or engine torque) is calculated, and the traveling mode is selected using the calculation result. For this reason, it is possible to select an efficient mode with a simple calculation process, compared to the case of sequentially calculating all of the plurality of efficiencies.

本発明によれば、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかの走行モードを選択可能に構成されたハイブリッド車両において、簡易な演算処理で効率の良いモードを選択することができる。   According to the present invention, in a hybrid vehicle configured to be able to select either the series mode or the series parallel mode, an efficient mode can be selected with a simple arithmetic process.

車両の全体構成の一例を模式的に示す図である。It is a figure showing typically an example of the whole composition of vehicles. 制御装置の入出力情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input / output information of a control apparatus. 各走行モードにおける制御状態を示す係合表である。It is an engagement table | surface which shows the control state in each driving mode. MG2単独駆動モード中の共線図である。It is an alignment chart in MG2 single drive mode. 両駆動モード中の共線図である。It is an alignment chart in both drive modes. シリーズモード中の共線図(その1)である。It is a collinear diagram in the series mode (part 1). シリーズパラレルモード中の共線図(その1)である。It is a collinear diagram in the series parallel mode (part 1). パラレルモード中の1速形成時における共線図である。It is an alignment chart at the time of 1st speed formation in parallel mode. パラレルモード中の2速形成時における共線図である。It is a nomograph at the time of 2nd speed formation in parallel mode. パラレルモード中の3速形成時における共線図である。It is an alignment chart at the time of 3rd speed formation in parallel mode. パラレルモード中の4速形成時における共線図である。It is a collinear diagram at the time of 4th speed formation in parallel mode. シリーズパラレルモードでの走行中に第1MG回転速度Nm1が0となる場合の共線図である。It is a collinear diagram when the first MG rotation speed Nm1 becomes 0 during traveling in the series parallel mode. シリーズパラレルモードでの走行中に第1MGが負回転状態となる場合の共線図である。It is an alignment chart in case 1st MG will be in a negative rotation state during driving | running | working in series parallel mode. シリーズパラレルモードで動力伝達効率が最大となる場合のエンジン動作線(伝達効率最大動作線)K1の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the engine operating line (transmission efficiency maximum operating line) K1 in case a power transmission efficiency becomes the maximum in series parallel mode. 制御装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a control apparatus. 駆動装置の構成を模式的に示す図(その1)である。FIG. 3 is a first diagram schematically illustrating a configuration of a driving device. シリーズモード中の共線図(その2)である。It is a collinear diagram in the series mode (part 2). 駆動装置の構成を模式的に示す図(その2)である。FIG. 3 is a diagram (part 2) schematically illustrating a configuration of a driving device. シリーズモード中の共線図(その3)である。It is a collinear diagram in the series mode (part 3). シリーズパラレルモード中の共線図(その2)である。FIG. 12 is a collinear diagram (part 2) in the series parallel mode.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<車両の全体構成>
図1は、本実施の形態による車両1の全体構成の一例を模式的に示す図である。車両1は、駆動装置2と、駆動輪90と、制御装置100と、油圧回路500とを含む。駆動装置2は、エンジン10と、第1モータジェネレータ(第1MG)20と、第2モータジェネレータ(第2MG)30と、第1遊星歯車装置(動力分割装置)40と、第2遊星歯車装置50と、クラッチC1と、クラッチC2と、ブレーキB1とを含む。第2遊星歯車装置50、クラッチC1,C2、ブレーキB1、および油圧回路500は、後述するように、エンジン10と第1遊星歯車装置40との接続状態を切り替える切替装置として機能する。
<Overall configuration of vehicle>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the overall configuration of a vehicle 1 according to the present embodiment. Vehicle 1 includes drive device 2, drive wheels 90, control device 100, and hydraulic circuit 500. The drive device 2 includes an engine 10, a first motor generator (first MG) 20, a second motor generator (second MG) 30, a first planetary gear device (power split device) 40, and a second planetary gear device 50. A clutch C1, a clutch C2, and a brake B1. The second planetary gear device 50, the clutches C1 and C2, the brake B1, and the hydraulic circuit 500 function as a switching device that switches the connection state between the engine 10 and the first planetary gear device 40, as will be described later.

車両1は、エンジン10と、第1MG20と、第2MG30との少なくともいずれかの動力を用いて走行するハイブリッド車両である。エンジン10は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。第1MG20および第2MG30は、モータとしてもジェネレータとしても機能する回転電機(たとえば永久磁石型の三相交流回転電機)である。第1MG20および第2MG30は、図示しない駆動用バッテリに電気的に接続される。第1MG20は、第2MG30が発電した電力および駆動用バッテリから供給される電力の少なくとも一方で駆動される。第2MG30は、第1MG20が発電した電力および駆動用バッテリから供給される電力の少なくとも一方で駆動される。   The vehicle 1 is a hybrid vehicle that travels by using at least one of the power of the engine 10, the first MG 20, and the second MG 30. The engine 10 is, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. The first MG 20 and the second MG 30 are rotating electric machines (for example, permanent magnet type three-phase AC rotating electric machines) that function both as a motor and a generator. First MG 20 and second MG 30 are electrically connected to a driving battery (not shown). First MG 20 is driven by at least one of the electric power generated by second MG 30 and the electric power supplied from the driving battery. Second MG 30 is driven by at least one of the electric power generated by first MG 20 and the electric power supplied from the driving battery.

第1MG20のロータには回転軸22が固定されており、第2MG30のロータには回転軸31が固定されている。なお、回転軸22は、第1軸12上に配置されており、回転軸31は、第1軸12に平行な第2軸14上に配置されている。   The rotation shaft 22 is fixed to the rotor of the first MG 20, and the rotation shaft 31 is fixed to the rotor of the second MG 30. The rotating shaft 22 is disposed on the first shaft 12, and the rotating shaft 31 is disposed on the second shaft 14 parallel to the first shaft 12.

第1軸12上には、第1MG20と、第2遊星歯車装置50と、第1遊星歯車装置40と、クラッチC2と、クラッチC1と、エンジン10とが順次配置されている。   On the first shaft 12, the first MG 20, the second planetary gear device 50, the first planetary gear device 40, the clutch C2, the clutch C1, and the engine 10 are sequentially arranged.

第2遊星歯車装置50は、サンギヤS2と、複数のピニオンギヤP2と、各ピニオンギヤP2を接続するキャリアCA2と、リングギヤR2とを含む。第2遊星歯車装置50は、シングルプラネタリギヤである。   Second planetary gear device 50 includes a sun gear S2, a plurality of pinion gears P2, a carrier CA2 that connects each pinion gear P2, and a ring gear R2. The second planetary gear device 50 is a single planetary gear.

サンギヤS2は、回転軸22に固定されている。リングギヤR2は、サンギヤS2の外周側に設けられており、回転中心が第1軸12と同軸になるように配置されている。キャリアCA2は、第1軸12を中心に回転可能に設けられており、各ピニオンギヤP2を回転可能に支持している。各ピニオンギヤP2は、サンギヤS2とリングギヤR2との間に配置されており、ピニオンギヤP2は、サンギヤS2の周囲を公転可能で、かつ、ピニオンギヤP2の中心軸周りに自転可能に設けられている。   The sun gear S2 is fixed to the rotating shaft 22. The ring gear R <b> 2 is provided on the outer peripheral side of the sun gear S <b> 2 and is arranged so that the center of rotation is coaxial with the first shaft 12. The carrier CA2 is provided to be rotatable about the first shaft 12, and supports each pinion gear P2 to be rotatable. Each pinion gear P2 is disposed between the sun gear S2 and the ring gear R2, and the pinion gear P2 can revolve around the sun gear S2 and can rotate about the central axis of the pinion gear P2.

サンギヤS2の回転速度、キャリアCA2の回転速度およびリングギヤR2の回転速度の間には、後述するように、共線図上で直線で結ばれる関係(いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)がある。   The rotational speed of the sun gear S2, the rotational speed of the carrier CA2, and the rotational speed of the ring gear R2, as described later, are connected by a straight line on the nomograph (if any two rotational speeds are determined, the remaining rotation There is also a relationship that determines the speed).

第1遊星歯車装置40は、サンギヤS1と、複数のピニオンギヤP1と、各ピニオンギヤP1を接続するキャリアCA1と、リングギヤR1とを含む。第1遊星歯車装置40は、シングルプラネタリギヤである。   The first planetary gear device 40 includes a sun gear S1, a plurality of pinion gears P1, a carrier CA1 that connects each pinion gear P1, and a ring gear R1. The first planetary gear device 40 is a single planetary gear.

サンギヤS1は、回転軸22に固定されており、第1軸12を中心として回転可能に設けられている。このため、回転軸22と、サンギヤS1と、サンギヤS2とは、一体的に回転する。   The sun gear S <b> 1 is fixed to the rotation shaft 22 and is provided so as to be rotatable about the first shaft 12. For this reason, the rotating shaft 22, the sun gear S1, and the sun gear S2 rotate integrally.

リングギヤR1は、サンギヤS1の外周側に配置されており、第1軸12を中心として回転可能に設けられている。リングギヤR1には、キャリアCA2が接続されており、リングギヤR1とキャリアCA2とは、一体的に回転する。   The ring gear R1 is disposed on the outer peripheral side of the sun gear S1, and is provided so as to be rotatable about the first shaft 12. A carrier CA2 is connected to the ring gear R1, and the ring gear R1 and the carrier CA2 rotate integrally.

各ピニオンギヤP1は、サンギヤS1およびリングギヤR1の間に配置され、サンギヤS1およびリングギヤR1と噛み合っている。ピニオンギヤP1は、サンギヤS1の周囲を公転可能に設けられると共に、ピニオンギヤP1の回転中心を中心として自転可能に設けられている。キャリアCA1は、各ピニオンギヤP1を回転可能に支持すると共に、第1軸12を中心として回転可能に設けられている。   Each pinion gear P1 is disposed between the sun gear S1 and the ring gear R1, and meshes with the sun gear S1 and the ring gear R1. The pinion gear P1 is provided so as to be able to revolve around the sun gear S1 and is capable of rotating about the rotation center of the pinion gear P1. The carrier CA1 rotatably supports each pinion gear P1 and is rotatable about the first shaft 12.

サンギヤS1の回転速度、キャリアCA1の回転速度およびリングギヤR1の回転速度との間には、後述するように、共線図上で直線で結ばれる関係(いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)がある。   The rotational speed of the sun gear S1, the rotational speed of the carrier CA1, and the rotational speed of the ring gear R1, as will be described later, are related by a straight line on the nomograph (if any two rotational speeds are determined, the remaining The rotational speed is also determined).

ブレーキB1は、リングギヤR2の外周側であって、駆動装置2のケース25に設けられている。ブレーキB1は、リングギヤR2の回転を規制可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキB1が係合状態とされると、リングギヤR2はケース25に固定され、リングギヤR2の回転が規制される。ブレーキB1が開放状態になると、リングギヤR2の回転が許容される。   The brake B1 is provided on the case 25 of the driving device 2 on the outer peripheral side of the ring gear R2. The brake B1 is a hydraulic friction engagement element that can regulate the rotation of the ring gear R2. When the brake B1 is engaged, the ring gear R2 is fixed to the case 25, and the rotation of the ring gear R2 is restricted. When the brake B1 is released, the ring gear R2 is allowed to rotate.

クラッチC2は、エンジン10のクランク軸21とキャリアCA1とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチC2が係合状態とされると、クランク軸21およびキャリアCA1が連結されると共に互いに一体的に回転する。クラッチC2が解放状態とされると、キャリアCA1は、クランク軸21との連結状態が解除される。   The clutch C2 is a hydraulic friction engagement element capable of connecting the crankshaft 21 of the engine 10 and the carrier CA1. When the clutch C2 is engaged, the crankshaft 21 and the carrier CA1 are connected and rotate integrally with each other. When the clutch C2 is released, the carrier CA1 is disconnected from the crankshaft 21.

クラッチC1は、回転軸22(サンギヤS1およびサンギヤS2)と、クランク軸21とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチC1が係合状態になると、回転軸22とクランク軸21とが連結され、エンジン10の動力を第1MG20に直接伝達することができる。その一方で、クラッチC1が解放されると、エンジン10のクランク軸21は、回転軸22との連結状態が解除される。   The clutch C1 is a hydraulic friction engagement element that can connect the rotating shaft 22 (sun gear S1 and sun gear S2) and the crankshaft 21. When the clutch C1 is engaged, the rotary shaft 22 and the crankshaft 21 are connected, and the power of the engine 10 can be directly transmitted to the first MG 20. On the other hand, when the clutch C1 is released, the crankshaft 21 of the engine 10 is disconnected from the rotating shaft 22.

リングギヤR1の外周面には、ドリブンギヤ71と噛み合う外周歯が形成されている。ドリブンギヤ71は、カウンタ軸(以下「出力軸」ともいう)70の一端側に固定されている。エンジン10および第1MG20からの動力は、リングギヤR1およびドリブンギヤ71を通じて、出力軸70に伝達される。   Outer peripheral teeth that mesh with the driven gear 71 are formed on the outer peripheral surface of the ring gear R1. The driven gear 71 is fixed to one end side of a counter shaft (hereinafter also referred to as “output shaft”) 70. Power from engine 10 and first MG 20 is transmitted to output shaft 70 through ring gear R1 and driven gear 71.

第2MG30の回転軸31には、リダクションギヤ32が固定されている。リダクションギヤ32は、ドリブンギヤ71と噛み合っている。このため、第2MG30からの動力は、リダクションギヤ32およびドリブンギヤ71を通じて、出力軸70に伝達される。   A reduction gear 32 is fixed to the rotation shaft 31 of the second MG 30. The reduction gear 32 is in mesh with the driven gear 71. For this reason, the power from the second MG 30 is transmitted to the output shaft 70 through the reduction gear 32 and the driven gear 71.

出力軸70は、第1軸12および第2軸14に平行となるように配置されている。出力軸70の他方端側には、ドライブギヤ72が設けられている。ドライブギヤ72は、デファレンシャルギヤ80のデフリングギヤ81と噛み合っている。デファレンシャルギヤ80には、駆動軸82を介して駆動輪90が接続されている。このため、出力軸70の回転は、デファレンシャルギヤ80を通じて駆動輪90に伝達される。   The output shaft 70 is disposed so as to be parallel to the first shaft 12 and the second shaft 14. A drive gear 72 is provided on the other end side of the output shaft 70. The drive gear 72 meshes with the diff ring gear 81 of the differential gear 80. Drive wheels 90 are connected to the differential gear 80 via a drive shaft 82. Therefore, the rotation of the output shaft 70 is transmitted to the drive wheels 90 through the differential gear 80.

制御装置100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。   The control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory (not shown), and executes predetermined arithmetic processing based on information stored in the memory and information from each sensor.

<制御装置の入出力情報>
図2は、図1に示す制御装置100の入出力情報の一例を示す図である。制御装置100には、車速センサ、アクセル開度センサ、エンジン回転速度センサ、MG1回転速度センサ、MG2回転速度センサ、出力軸回転速度センサ、勾配センサ、バッテリ監視ユニットなど、車両1の制御に必要な複数のセンサが接続されている。これらのセンサにより、制御装置100は、車両1の速度(以下「車速V」ともいう)、アクセル開度、エンジン10の回転速度(以下「エンジン回転速度Ne」ともいう)、第1MG20の回転速度(以下「第1MG回転速度Nm1」ともいう)、第2MG30の回転速度、出力軸70の回転速度(以下「出力軸回転速度Nout」ともいう)、路面勾配、図示しない駆動用バッテリの状態等の情報を取得する。
<Control device input / output information>
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of input / output information of the control device 100 illustrated in FIG. 1. The control device 100 includes a vehicle speed sensor, an accelerator opening sensor, an engine rotational speed sensor, an MG1 rotational speed sensor, an MG2 rotational speed sensor, an output shaft rotational speed sensor, a gradient sensor, a battery monitoring unit, and the like that are necessary for controlling the vehicle 1. Multiple sensors are connected. With these sensors, the control device 100 causes the speed of the vehicle 1 (hereinafter also referred to as “vehicle speed V”), the accelerator opening, the rotational speed of the engine 10 (hereinafter also referred to as “engine rotational speed Ne”), and the rotational speed of the first MG 20. (Hereinafter also referred to as “first MG rotational speed Nm1”), rotational speed of the second MG 30, rotational speed of the output shaft 70 (hereinafter also referred to as “output shaft rotational speed Nout”), road surface gradient, state of a driving battery (not shown), etc. Get information.

制御装置100は、各センサから取得した情報に基づいて、車両1に対する要求駆動力を算出する。制御装置100は、要求駆動力から、第1MG20、第2MG30およびエンジン10に対する出力指令値をそれぞれ算出し、各出力指令値を満たすように、第1MG20の出力(第1MG20に供給される電流)、第2MG30の出力(第2MG30に供給される電流)、エンジン10の出力(電子スロットル弁の開度、点火時期、燃料噴射量など)をそれぞれ制御する。   The control device 100 calculates a required driving force for the vehicle 1 based on information acquired from each sensor. The control device 100 calculates output command values for the first MG 20, the second MG 30, and the engine 10 from the required driving force, and outputs the first MG 20 (current supplied to the first MG 20) so as to satisfy each output command value. The output of the second MG 30 (current supplied to the second MG 30) and the output of the engine 10 (such as the opening of the electronic throttle valve, the ignition timing, and the fuel injection amount) are controlled.

また、制御装置100は、各センサから取得した情報に基づいてクラッチC1,C2およびブレーキB1に対する油圧指令値PbC1,PbC2,PbB1をそれぞれ算出し、図1の油圧回路500に出力する。油圧回路500は、各指令値PbC1,PbC2,PbB1に応じた油圧を、クラッチC1,C2およびブレーキB1にそれぞれ供給する。これにより、クラッチC1,C2およびブレーキB1の状態(係合/解放)が切り替えられる。   Further, the control device 100 calculates hydraulic pressure command values PbC1, PbC2, and PbB1 for the clutches C1 and C2 and the brake B1 based on information acquired from each sensor, and outputs them to the hydraulic circuit 500 of FIG. The hydraulic circuit 500 supplies hydraulic pressures corresponding to the command values PbC1, PbC2, PbB1 to the clutches C1, C2 and the brake B1, respectively. Thereby, the state (engagement / release) of clutch C1, C2 and brake B1 is switched.

<車両1の走行モード>
車両1の走行モードには、モータ走行モード(以下「EV走行モード」という)と、ハイブリッド走行(以下「HV走行」という)モードとが含まれる。
<Driving mode of vehicle 1>
The travel modes of the vehicle 1 include a motor travel mode (hereinafter referred to as “EV travel mode”) and a hybrid travel (hereinafter referred to as “HV travel”) mode.

EV走行モードは、エンジン10を停止させて、第1MG20および第2MG30の少なくとも一方の動力で車両1を走行させるモードである。本実施の形態において、EV走行モードには、第2MG30単独の動力を用いる「MG2単独駆動モード」と、第1MG20および第2MG30の両方の動力を用いる「両駆動モード」とが含まれる。   The EV travel mode is a mode in which the engine 10 is stopped and the vehicle 1 is traveled by at least one power of the first MG 20 and the second MG 30. In the present embodiment, the EV traveling mode includes “MG2 single drive mode” that uses the power of the second MG 30 alone and “both drive modes” that uses the power of both the first MG 20 and the second MG 30.

HV走行モードは、エンジン10を作動させて、エンジン10の動力と、第1MG20および第2MG30の少なくとも一方の動力とで車両1を走行させるモードである。本実施の形態において、HV走行モードには、シリーズ走行モード(以下、単に「シリーズモード」ともいう)、シリーズパラレル走行モード(以下、単に「シリーズパラレルモード」ともいう)、およびパラレル走行モード(以下、単に「パラレルモード」ともいう)が含まれる。   The HV travel mode is a mode in which the engine 10 is operated and the vehicle 1 travels with the power of the engine 10 and at least one power of the first MG 20 and the second MG 30. In the present embodiment, the HV travel mode includes a series travel mode (hereinafter simply referred to as “series mode”), a series parallel travel mode (hereinafter also simply referred to as “series parallel mode”), and a parallel travel mode (hereinafter referred to as “series mode”). Simply referred to as “parallel mode”).

シリーズモードでは、エンジン10の動力が全て第1MG20に伝達されて電力に変換され、その電力で第2MG30が駆動される。   In the series mode, all the power of the engine 10 is transmitted to the first MG 20 and converted into electric power, and the second MG 30 is driven by the electric power.

シリーズパラレルモードでは、エンジン10の動力の一部は出力軸70に機械的に伝達され、残りの動力は第1MG20に伝達されて電力に変換され、その電力で第2MG30が駆動される。   In the series parallel mode, a part of the power of the engine 10 is mechanically transmitted to the output shaft 70, and the remaining power is transmitted to the first MG 20 and converted into electric power, and the second MG 30 is driven by the electric power.

パラレルモードでは、エンジン10の動力が出力軸70に機械的に伝達されるとともに、必要に応じて第1MG20および第2MG30の少なくとも一方の動力が出力軸70に伝達される。   In the parallel mode, the power of the engine 10 is mechanically transmitted to the output shaft 70, and at least one of the first MG 20 and the second MG 30 is transmitted to the output shaft 70 as necessary.

なお、シリーズモード、シリーズパラレルモード、パラレルモードのいずれにおいても、必要に応じて第1MG20および第2MG30の少なくとも一方で発電して駆動用バッテリを充電することも可能である。   Note that, in any of the series mode, the series parallel mode, and the parallel mode, it is possible to generate power and / or charge the driving battery by at least one of the first MG 20 and the second MG 30 as necessary.

<<各走行モード中の制御状態(係合表)>>
制御装置100は、クラッチC1,C2およびブレーキB1の各摩擦係合要素の制御状態(係合/解放)と、エンジン10、第1MG20および第2MG30の駆動を制御することによって、上記の複数の走行モードのうちからいずれか1つを選択する。
<< Control state during each driving mode (engagement table) >>
The control device 100 controls the control states (engagement / release) of the frictional engagement elements of the clutches C1 and C2 and the brake B1 and the driving of the engine 10, the first MG20, and the second MG30, thereby controlling the plurality of travels. Select one of the modes.

図3は、各走行モードにおける各摩擦係合要素の制御状態を示す係合表である。図3において「C1」、「C2」、「B1」、「MG1」、「MG2」はそれぞれクラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、第1MG20、第2MG30を示す。C1、C2、B1の各欄の丸印(○)は「係合」を示し、無印は「解放」を示す。   FIG. 3 is an engagement table showing a control state of each friction engagement element in each travel mode. In FIG. 3, “C1”, “C2”, “B1”, “MG1”, and “MG2” indicate the clutch C1, the clutch C2, the brake B1, the first MG20, and the second MG30, respectively. A circle (◯) in each column of C1, C2, and B1 indicates “engagement”, and no mark indicates “release”.

MG2単独駆動モード中においては、クラッチC1が係合され、その他の摩擦係合要素は解放される。両駆動モード中においては、ブレーキB1が係合され、その他の摩擦係合要素は解放される。シリーズモード中においては、クラッチC1が係合され、その他の摩擦係合要素は解放される。シリーズパラレルモード中においては、クラッチC2が係合され、その他の摩擦係合要素は解放される。   In the MG2 single drive mode, the clutch C1 is engaged and the other friction engagement elements are released. During both drive modes, the brake B1 is engaged and the other frictional engagement elements are released. During the series mode, the clutch C1 is engaged and the other friction engagement elements are released. During the series parallel mode, the clutch C2 is engaged and the other friction engagement elements are released.

パラレルモード中においては、各摩擦係合要素の制御状態の組合せに応じて、減速比γ(出力軸回転速度Noutに対するエンジン回転速度Neの比)が異なる1速〜4速のいずれかの変速段が形成される。1速形成時においては、クラッチC1およびブレーキB1が係合され、クラッチC2が解放される。2速形成時においては、クラッチC2およびブレーキB1が係合され、クラッチC1が解放される。3速形成時には、クラッチC1およびクラッチC2が係合され、ブレーキB1が解放される。   During the parallel mode, one of the first to fourth gears with different reduction ratios γ (ratio of engine rotation speed Ne to output shaft rotation speed Nout) depending on the combination of control states of the friction engagement elements. Is formed. At the time of first speed formation, the clutch C1 and the brake B1 are engaged, and the clutch C2 is released. At the time of second speed formation, the clutch C2 and the brake B1 are engaged, and the clutch C1 is released. When the third speed is established, the clutch C1 and the clutch C2 are engaged, and the brake B1 is released.

4速形成時においては、クラッチC2が係合され、その他の摩擦係合要素は解放される。さらに、4速形成時においては、第1MG回転速度Nm1がゼロに固定されるように第1MG20の電流がフィードバック制御される(以下、この制御を「電気ロック」ともいう)。   At the time of the fourth speed formation, the clutch C2 is engaged and the other friction engagement elements are released. Further, at the time of forming the fourth speed, the current of the first MG 20 is feedback controlled so that the first MG rotation speed Nm1 is fixed to zero (hereinafter, this control is also referred to as “electric lock”).

<<各走行モード中の制御状態(共線図)>>
図4〜11は、各走行モード中の制御状態の一例を共線図上に示す図である。図4〜11において、「Sun1」はサンギヤS1を示し、「Sun2」はサンギヤS2を示し、「Car1」はキャリアCA1を示し、「Car2」はキャリアCA2を示し、「Ring1」はリングギヤR1を示し、「Ring2」はリングギヤR2を示す。また、「B1」はブレーキB1を示し、「C1」はクラッチC1を示し、「C2」はクラッチC2を示す。黒塗りの丸印(●)は各摩擦係合要素(C1,C2,B1)の「係合」を示す。「ENG」はエンジン10を示し、「MG1」は第1MG20を示し、「MG2」は第2MG30を示し、「OUT」は出力軸70を示す。「Te」はエンジン10のトルク(以下「エンジントルク」という)を示し、「Tm1」は第1MG20のトルク(以下「第1MGトルク」という)を示し、「Tm2」は第2MG30のトルク(以下「第2MGトルク」という)を示す。
<< Control state during each driving mode (collinear diagram) >>
FIGS. 4-11 is a figure which shows an example of the control state in each driving mode on a nomograph. 4 to 11, “Sun1” indicates the sun gear S1, “Sun2” indicates the sun gear S2, “Car1” indicates the carrier CA1, “Car2” indicates the carrier CA2, and “Ring1” indicates the ring gear R1. "Ring2" indicates the ring gear R2. “B1” indicates the brake B1, “C1” indicates the clutch C1, and “C2” indicates the clutch C2. A black circle (●) indicates “engagement” of each friction engagement element (C1, C2, B1). “ENG” indicates the engine 10, “MG1” indicates the first MG 20, “MG2” indicates the second MG 30, and “OUT” indicates the output shaft 70. “Te” represents the torque of the engine 10 (hereinafter referred to as “engine torque”), “Tm1” represents the torque of the first MG 20 (hereinafter referred to as “first MG torque”), and “Tm2” represents the torque of the second MG 30 (hereinafter referred to as “ 2nd MG torque ").

図4〜11に示す共線図は、第1遊星歯車装置40および第2遊星歯車装置50の各回転要素(サンギヤS1,S2、キャリアCA1,CA2、リングギヤR1,R2)の回転速度を縦線で示し、それらの間隔を第1遊星歯車装置40および第2遊星歯車装置50の各ギヤ比に対応する間隔とし、さらにそれぞれの縦線の上下方向を回転方向(上方向を正方向、下方向を負方向)とし、その上下方向での位置を回転速度としたものである。   The collinear charts shown in FIGS. 4 to 11 show the rotational speeds of the rotating elements (sun gears S1, S2, carriers CA1, CA2, ring gears R1, R2) of the first planetary gear device 40 and the second planetary gear device 50 as vertical lines. These intervals are the intervals corresponding to the gear ratios of the first planetary gear device 40 and the second planetary gear device 50, and the vertical direction of each vertical line is the rotational direction (the upper direction is the positive direction, the lower direction) Is the negative direction), and the position in the vertical direction is the rotational speed.

図4は、MG2単独駆動モード中の共線図である。上述したように、第1MG20はサンギヤS1,S2に連結され、第2MG30および出力軸70は、リングギヤR1およびキャリアCA2に連結される。   FIG. 4 is an alignment chart during the MG2 single drive mode. As described above, first MG 20 is coupled to sun gears S1 and S2, and second MG 30 and output shaft 70 are coupled to ring gear R1 and carrier CA2.

MG2単独駆動モード中においては、クラッチC1が係合されるので、エンジン10が第1MG20に連結される。さらに、MG2単独駆動モード中においては、クラッチC2およびブレーキB1が解放されるので、リングギヤR2の回転は規制されず、出力軸70はエンジン回転速度Neに拘束されることなく自由に回転可能となる。この状態で、制御装置100は、エンジン10を停止させて、第2MG30をモータとして動作させる。これにより、エンジン10に連結されたサンギヤS1,S2は回転しない一方、出力軸70は第2MGトルクTm2に応じて回転する。   Since the clutch C1 is engaged during the MG2 single drive mode, the engine 10 is connected to the first MG 20. Further, during the MG2 single drive mode, the clutch C2 and the brake B1 are released, so that the rotation of the ring gear R2 is not restricted, and the output shaft 70 can freely rotate without being restricted by the engine rotational speed Ne. . In this state, control device 100 stops engine 10 and operates second MG 30 as a motor. Thereby, the sun gears S1 and S2 connected to the engine 10 do not rotate, while the output shaft 70 rotates according to the second MG torque Tm2.

図5は、両駆動モード中の共線図である。両駆動モード中においては、ブレーキB1が係合され、クラッチC1,C2が解放される。この状態で、制御装置100は、エンジン10を停止させて、第1MG20および第2MG30をモータとして動作させる。ブレーキB1が係合されリングギヤR2の回転が規制されているため、第1MGトルクTm1はリングギヤR2を支点として出力軸70に伝達される。さらに、第2MGトルクTm2も出力軸70に伝達される。なお、クラッチC1,C2は解放されているため、エンジン10は、第1遊星歯車装置40から切り離された状態である。   FIG. 5 is a collinear diagram in both drive modes. During both drive modes, the brake B1 is engaged and the clutches C1, C2 are released. In this state, control device 100 stops engine 10 and operates first MG 20 and second MG 30 as motors. Since the brake B1 is engaged and the rotation of the ring gear R2 is restricted, the first MG torque Tm1 is transmitted to the output shaft 70 with the ring gear R2 as a fulcrum. Further, the second MG torque Tm2 is also transmitted to the output shaft 70. Since the clutches C1 and C2 are released, the engine 10 is disconnected from the first planetary gear unit 40.

図6は、シリーズモード中の共線図である。シリーズモード中においては、クラッチC1が係合されるので、エンジン10が第1MG20に連結される。さらに、シリーズモード中においては、クラッチC2およびブレーキB1が解放されるので、リングギヤR2の回転は規制されず、エンジン10が車速V(出力軸回転速度Nout)に拘束されることなく自由に回転可能となる。この状態で、制御装置100は、エンジン10を動作させ、第1MG20をジェネレータとして動作させ、第2MG30をモータとして動作させる。これにより、エンジン10の動力が第1MG20に伝達されて電力に一旦変換され、その電力で第2MG30が駆動される。   FIG. 6 is a collinear diagram in the series mode. Since the clutch C1 is engaged during the series mode, the engine 10 is connected to the first MG 20. Further, since the clutch C2 and the brake B1 are released during the series mode, the rotation of the ring gear R2 is not restricted, and the engine 10 can freely rotate without being restricted by the vehicle speed V (output shaft rotational speed Nout). It becomes. In this state, control device 100 operates engine 10, operates first MG 20 as a generator, and operates second MG 30 as a motor. Thereby, the motive power of engine 10 is transmitted to first MG 20 and once converted into electric power, and second MG 30 is driven by the electric power.

図7は、シリーズパラレルモード中の共線図である。シリーズパラレルモード中においては、クラッチC1およびブレーキB1が解放されるとともに、クラッチC2が係合されてエンジン10がキャリアCA1に連結される。したがって、エンジン10が第1遊星歯車装置40を介して第1MG20(サンギヤS1)および出力軸70(リングギヤR1)に接続される。そのため、第1MG回転速度Nm1を車速V(出力軸回転速度Nout)に応じて適宜調整することによって、エンジン回転速度Neを車速Vに拘束されることなく最適値に調整できる。この状態で、制御装置100は、エンジン10を動作させるとともに、第2MG30をモータとして動作させる。この際、制御装置100は、第1MGトルクTm1が負方向に作用するように、第1MG20を動作させる。図7に示すように第1MG20の正回転時には、制御装置100は、第1MG20をジェネレータとして動作させることで、第1MGトルクTm1を負方向に作用させる。これにより、第1MGトルクTm1を反力として、エンジントルクTeがリングギヤR1(出力軸70)に伝達される。したがって、シリーズパラレルモードにおいては、エンジン10の動力の一部は第1MG20に伝達されて電力に変換され、残りが第1MGトルクTm1を用いて出力軸70に機械的に伝達される。   FIG. 7 is a collinear diagram in the series parallel mode. During the series parallel mode, the clutch C1 and the brake B1 are released, and the clutch C2 is engaged to connect the engine 10 to the carrier CA1. Therefore, engine 10 is connected to first MG 20 (sun gear S1) and output shaft 70 (ring gear R1) via first planetary gear unit 40. Therefore, the engine rotational speed Ne can be adjusted to an optimum value without being constrained by the vehicle speed V by appropriately adjusting the first MG rotational speed Nm1 according to the vehicle speed V (output shaft rotational speed Nout). In this state, control device 100 operates engine 10 and operates second MG 30 as a motor. At this time, control device 100 operates first MG 20 so that first MG torque Tm1 acts in the negative direction. As shown in FIG. 7, during the positive rotation of first MG 20, control device 100 causes first MG torque Tm1 to act in the negative direction by operating first MG 20 as a generator. Thus, engine torque Te is transmitted to ring gear R1 (output shaft 70) using first MG torque Tm1 as a reaction force. Therefore, in the series parallel mode, a part of the power of the engine 10 is transmitted to the first MG 20 and converted into electric power, and the rest is mechanically transmitted to the output shaft 70 using the first MG torque Tm1.

図8は、パラレルモード中の1速形成時における共線図である。1速形成時には、クラッチC1およびブレーキB1が係合され、クラッチC2が解放される。そのため、エンジン10がサンギヤS1に連結されるとともに、リングギヤR2の回転が規制される。   FIG. 8 is a collinear diagram at the time of the first speed formation in the parallel mode. When the first speed is established, the clutch C1 and the brake B1 are engaged, and the clutch C2 is released. Therefore, engine 10 is connected to sun gear S1, and rotation of ring gear R2 is restricted.

図9は、パラレルモード中の2速形成時における共線図である。2速形成時には、クラッチC1が解放されクラッチC2が係合されるため、1速形成時に比べて、エンジン10の連結先がサンギヤS1からキャリアCA2に切り替えられる。ブレーキB1は、1速形成時と同様に係合されるため、リングギヤR2の回転が規制される。   FIG. 9 is a collinear diagram when the second speed is formed in the parallel mode. When the second speed is established, the clutch C1 is released and the clutch C2 is engaged, so that the connection destination of the engine 10 is switched from the sun gear S1 to the carrier CA2 as compared with the first speed. Since the brake B1 is engaged in the same manner as in the first speed formation, the rotation of the ring gear R2 is restricted.

図10は、パラレルモード中の3速形成時における共線図である。3速形成時には、クラッチC1およびクラッチC2が係合状態とされてエンジン10がサンギヤS1,S2およびキャリアCA1に連結されるとともに、ブレーキB1が解放されてリングギヤR2が自由に回転可能になる。これにより、サンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1、サンギヤS2、キャリアCA2およびリングギヤR2が同じ回転速度で一体的に回転する状態となる。   FIG. 10 is a collinear diagram when the third speed is formed in the parallel mode. When the third speed is established, the clutch C1 and the clutch C2 are engaged and the engine 10 is connected to the sun gears S1 and S2 and the carrier CA1, and the brake B1 is released so that the ring gear R2 can freely rotate. Thereby, the sun gear S1, the carrier CA1, the ring gear R1, the sun gear S2, the carrier CA2, and the ring gear R2 are in a state of rotating integrally at the same rotational speed.

図11は、パラレルモード中の4速形成時における共線図である。4速形成時には、クラッチC2が係合され、クラッチC1およびブレーキB1が解放される。また、第1MG20が電気ロックされる。そのため、エンジン10がキャリアCA1に連結されるとともに、電気ロックによってサンギヤS1の回転速度がゼロに制御される。   FIG. 11 is a collinear diagram when the fourth speed is formed in the parallel mode. When the fourth speed is established, the clutch C2 is engaged, and the clutch C1 and the brake B1 are released. Also, the first MG 20 is electrically locked. Therefore, engine 10 is connected to carrier CA1, and the rotational speed of sun gear S1 is controlled to zero by electric lock.

このように、パラレルモードにおいては、1速〜4速のいずれかの変速段が形成される。これにより、減速比γは各変速段に応じた所定値に機械的に固定される。この状態で、制御装置100は、エンジン10を作動させる。そのため、エンジン10の動力が機械的に効率よく出力軸70に伝達される。また、制御装置100は、必要に応じて、駆動用バッテリの電力で第1MG20および第2MG30の少なくとも一方をモータとして動作させる。これにより、エンジン10の動力に加えて、第1MG20および第2MG30の動力が、機械的に出力軸70に伝達される。なお、パラレルモード中において、第1MG20および第2MG30の少なくとも一方をジェネレータとして動作させることも可能である。   Thus, in the parallel mode, one of the first to fourth gears is formed. As a result, the reduction ratio γ is mechanically fixed to a predetermined value corresponding to each gear position. In this state, the control device 100 operates the engine 10. Therefore, the power of the engine 10 is mechanically transmitted to the output shaft 70 efficiently. In addition, as necessary, control device 100 causes at least one of first MG 20 and second MG 30 to operate as a motor with the power of the driving battery. Thereby, in addition to the power of engine 10, the power of first MG 20 and second MG 30 is mechanically transmitted to output shaft 70. In the parallel mode, at least one of the first MG 20 and the second MG 30 can be operated as a generator.

<走行モードの選択>
上述のように、車両1は、エンジン10を停止させて走行するEV走行モードと、エンジン10を動作させて走行するHV走行モードとの切替が可能である。たとえば、制御装置100は、車両1に対する要求駆動力が第1レベルL1未満である低負荷領域では、エンジン10の熱効率(以下「エンジン熱効率」あるいは単に「熱効率」ともいう)が低い領域であるため、エンジン10を停止させて走行するEV走行モードを選択する。一方、要求駆動力が第1レベルL1よりも大きい領域では、エンジン10を動作させて走行するHV走行モードを選択する。
<Select driving mode>
As described above, the vehicle 1 can be switched between the EV traveling mode in which the engine 10 is stopped and the HV traveling mode in which the engine 10 is operated and the HV traveling mode is operated. For example, control device 100 is a region where the thermal efficiency of engine 10 (hereinafter also referred to as “engine thermal efficiency” or simply “thermal efficiency”) is low in a low load region where the required driving force for vehicle 1 is less than first level L1. Then, the EV traveling mode in which the engine 10 is stopped and the vehicle travels is selected. On the other hand, in the region where the required driving force is greater than the first level L1, the HV traveling mode in which the engine 10 is operated to travel is selected.

また、車両1は、HV走行モードにおいて、シリーズモード、シリーズパラレルモード、パラレルモードの切替が可能である。本実施の形態による制御装置100は、車両1に対する要求駆動力が第1レベルL1よりも大きい第2レベルL2を超える高負荷領域では、動力性能に優れるパラレルモードを選択する。   In addition, the vehicle 1 can be switched between a series mode, a series parallel mode, and a parallel mode in the HV traveling mode. The control device 100 according to the present embodiment selects a parallel mode that excels in power performance in a high load region where the required driving force for the vehicle 1 exceeds a second level L2 that is greater than the first level L1.

一方、車両1に対する要求駆動力が第1レベルL1と第2レベルL2との間に含まれる中負荷領域では、制御装置100は、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する。   On the other hand, in the medium load region where the required driving force for vehicle 1 is included between first level L1 and second level L2, control device 100 selects either the series mode or the series parallel mode.

<シリーズモードとシリーズパラレルモードとの選択>
上述のように、本実施の形態による制御装置100は、中負荷領域において、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する。この際、各モードでの効率をすべて演算し、効率の良い方を選択することが理想である。しかしながら、考慮すべき効率としては、熱効率、動力伝達効率(エンジン10および各MG20,30の動力が出力軸70に伝達される効率であって、各MG20,30の電力変換効率を含む)など複数存在するため、これらの複数の効率のすべてを刻々変化する車速Vおよび要求駆動力などに応じて逐一演算することは、制御装置100の演算負荷が過大となり現実的には困難であることが懸念される。
<Selection between series mode and series parallel mode>
As described above, control device 100 according to the present embodiment selects either the series mode or the series parallel mode in the medium load region. At this time, it is ideal to calculate all the efficiencies in the respective modes and select the more efficient one. However, as efficiency to be considered, there are a plurality of efficiency such as thermal efficiency, power transmission efficiency (the efficiency at which the power of the engine 10 and each MG 20, 30 is transmitted to the output shaft 70, including the power conversion efficiency of each MG 20, 30). Therefore, it is feared that it is practically difficult to calculate every one of the plurality of efficiencies according to the vehicle speed V and the required driving force that change every moment because the calculation load of the control device 100 becomes excessive. Is done.

そこで、本実施の形態による制御装置100は、熱効率および電力変換効率などといった複数の効率をすべて逐次演算するのではなく、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合の熱効率あるいは熱効率と相関関係のあるパラメータを演算し、その演算結果を用いてシリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する。そのため、複数の効率のすべてを逐次演算する場合に比べて、簡易な演算処理で効率の良いモードを選択することができる。以下、この点について詳しく説明する。   Therefore, the control device 100 according to the present embodiment does not sequentially calculate all of the plurality of efficiencies such as the thermal efficiency and the power conversion efficiency, but the thermal efficiency or the thermal efficiency when the first MG rotation speed Nm1 is 0 in the series parallel mode. The correlated parameters are calculated, and either the series mode or the series parallel mode is selected using the calculation result. For this reason, it is possible to select an efficient mode with a simple calculation process, compared to the case of sequentially calculating all of the plurality of efficiencies. Hereinafter, this point will be described in detail.

シリーズモードおよびシリーズパラレルモードは、エンジン10を動作させて走行するという点で共通する一方、下記のような効率の違いがある。   The series mode and the series parallel mode are common in that the engine 10 is operated to run, but there is a difference in efficiency as described below.

シリーズモードでは、クラッチC1が係合されてエンジン10が第1MG20に連結されるとともに、クラッチC2およびブレーキB1が解放されるためエンジン10の回転速度を車速Vに拘束されることなく最適値に調整できる。したがって、シリーズモードにおいては、エンジン熱効率を最適値にすることができる。ところが、シリーズモードでは、第1MG20が発電した電力で第2MG30を駆動することを前提としているため、各MG20,30において電力変換ロスが一定割合発生する。したがって、シリーズモードでは、エンジン熱効率を最適にできる一方、シリーズパラレルモードに比べて動力伝達効率が電力変換ロス分だけ低下し得る。   In the series mode, the clutch C1 is engaged and the engine 10 is connected to the first MG 20, and the clutch C2 and the brake B1 are released, so that the rotational speed of the engine 10 is adjusted to the optimum value without being restricted by the vehicle speed V. it can. Therefore, in the series mode, the engine thermal efficiency can be set to an optimum value. However, in the series mode, it is assumed that the second MG 30 is driven by the electric power generated by the first MG 20, so that a constant rate of power conversion loss occurs in each MG 20, 30. Therefore, in the series mode, the engine thermal efficiency can be optimized, while the power transmission efficiency can be reduced by the amount of power conversion loss compared to the series parallel mode.

一方、シリーズパラレルモードでは、第1MG回転速度Nm1が0となる場合に、第1MG20の電力変換ロスが最小となり、電力変換効率を含む動力伝達効率が最大となる。   On the other hand, in the series parallel mode, when the first MG rotation speed Nm1 is 0, the power conversion loss of the first MG 20 is minimized, and the power transmission efficiency including the power conversion efficiency is maximized.

図12は、シリーズパラレルモードでの走行中に第1MG回転速度Nm1が0となる場合の共線図を示す。このような状態になる場合に、第1MG20の電力変換ロスが最小となるため、動力伝達効率は最大となる。   FIG. 12 shows an alignment chart when the first MG rotation speed Nm1 becomes 0 during traveling in the series parallel mode. In such a state, since the power conversion loss of the first MG 20 is minimized, the power transmission efficiency is maximized.

ところが、シリーズパラレルモードにおいては、エンジン10が第1遊星歯車装置40のキャリアCA1に接続されているため、動力伝達効率を最大としつつ熱効率を最適にすることは難しい。   However, in the series-parallel mode, since the engine 10 is connected to the carrier CA1 of the first planetary gear device 40, it is difficult to optimize the thermal efficiency while maximizing the power transmission efficiency.

具体的には、動力伝達効率を最大にするために第1MG回転速度Nm1(サンギヤS1の回転速度)を0にすると、共線図の関係によりエンジン回転速度Ne(キャリアCA1の回転速度)が車速V(リングギヤR1の回転速度)に拘束されてしまうため、熱効率を最適にすることができない可能性がある。   Specifically, when the first MG rotation speed Nm1 (rotation speed of the sun gear S1) is set to 0 in order to maximize the power transmission efficiency, the engine rotation speed Ne (rotation speed of the carrier CA1) is set to the vehicle speed according to the nomogram. Since it is constrained by V (the rotational speed of the ring gear R1), there is a possibility that the thermal efficiency cannot be optimized.

逆に、熱効率を最適にするためにエンジン10を熱効率最適動作線(後述の図14参照)上で運転すると、共線図の関係により第1MG20が負回転状態(Nm1<0)となり、動力伝達効率が低下してしまうことが懸念される。   On the contrary, when the engine 10 is operated on the thermal efficiency optimum operation line (see FIG. 14 described later) in order to optimize the thermal efficiency, the first MG 20 becomes a negative rotation state (Nm1 <0) due to the collinear relationship, and the power transmission There is a concern that efficiency will decrease.

図13は、シリーズパラレルモードでの走行中に第1MG20が負回転状態となる場合の共線図を示す。シリーズパラレルモードでエンジン10の動力を出力軸70に伝達するためには第1MGトルクTm1を負方向に作用させる必要があるところ、第1MG20が負回転(Nm1<0)の状態で第1MGトルクTm1を負方向に作用させるためには、第1MG20に電力を供給して第1MG20を駆動する必要がある。また、エンジン10から出力軸70に伝達される動力が過剰である場合には、第2MGトルクTm2を負方向に作用させるために、第2MG30に発電させる必要がある。したがって、第1MG20の駆動によって得られた第1MGトルクTm1を反力として出力軸70に伝達されたエンジン10の動力が、第2MG30で電力に変換され、その電力が第1MG20に戻されて第1MG20の駆動に用いられるという現象(以下「動力循環」という)が発生し得る。この動力循環によって大きな損失が生じるため、動力伝達効率は低下してしまう。   FIG. 13 is a collinear diagram when the first MG 20 is in a negative rotation state during traveling in the series parallel mode. In order to transmit the power of the engine 10 to the output shaft 70 in the series parallel mode, it is necessary to apply the first MG torque Tm1 in the negative direction. However, the first MG torque Tm1 when the first MG 20 is in the negative rotation (Nm1 <0). In order to act in the negative direction, it is necessary to supply power to the first MG 20 to drive the first MG 20. Further, when the power transmitted from the engine 10 to the output shaft 70 is excessive, the second MG 30 needs to generate power in order to cause the second MG torque Tm2 to act in the negative direction. Therefore, the motive power of the engine 10 transmitted to the output shaft 70 using the first MG torque Tm1 obtained by driving the first MG 20 as a reaction force is converted into electric power by the second MG 30, and the electric power is returned to the first MG 20 to be returned to the first MG 20 Phenomenon (hereinafter referred to as “power circulation”) may occur. Since a large loss occurs due to this power circulation, the power transmission efficiency is lowered.

上記のような効率の違いに鑑み、本実施の形態による制御装置100は、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる(動力伝達効率が最大となる)場合のエンジン熱効率あるいはエンジン熱効率と相関関係のあるパラメータを演算し、その演算結果を用いてシリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する。   In view of the difference in efficiency as described above, the control device 100 according to the present embodiment determines the engine thermal efficiency or the engine thermal efficiency when the first MG rotation speed Nm1 is 0 (the power transmission efficiency is maximized) in the series parallel mode. The correlated parameters are calculated, and either the series mode or the series parallel mode is selected using the calculation result.

制御装置100は、エンジン回転速度、エンジントルク推定値、燃料消費量から、エンジン熱効率を演算することができる。また、より簡便に演算するために、制御装置100は、エンジントルクおよびエンジン回転速度をパラメータとしてエンジン熱効率を規定するマップを予め記憶しておき、そのマップを参照してエンジン熱効率を演算することもできる。   The control device 100 can calculate the engine thermal efficiency from the engine speed, the estimated engine torque value, and the fuel consumption. In order to calculate more simply, the control device 100 may store a map that defines engine thermal efficiency in advance using the engine torque and the engine speed as parameters, and calculate the engine thermal efficiency with reference to the map. it can.

エンジン熱効率と相関関係のあるパラメータの一例として、エンジン10の燃料消費率が挙げられる。燃料消費率は、単位仕事あたりの燃料消費量であり、エンジン熱効率とは逆数の関係にある。   An example of a parameter having a correlation with the engine thermal efficiency is the fuel consumption rate of the engine 10. The fuel consumption rate is a fuel consumption amount per unit work, and has a reciprocal relationship with the engine thermal efficiency.

エンジン熱効率と相関関係のあるパラメータの他の例として、エンジントルクが挙げられる。エンジントルクは、すべての運転領域でエンジン熱効率と完全に一対一の関係にあるわけではないが、実際の制御を行なう通常使用域では、ほぼ、エンジントルクが大きい方が熱効率が良いという関係にある。   Another example of a parameter correlated with engine thermal efficiency is engine torque. The engine torque is not completely in a one-to-one relationship with the engine thermal efficiency in all operating regions, but in the normal use region where actual control is performed, the higher the engine torque, the better the thermal efficiency. .

そのため、制御装置100は、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合のエンジン熱効率、エンジン燃料消費量、エンジントルクのいずれかを演算し、その演算結果を用いてシリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択することができる。   Therefore, control device 100 calculates one of engine thermal efficiency, engine fuel consumption, and engine torque when first MG rotation speed Nm1 is 0 in series parallel mode, and uses the calculation results to perform series mode and series parallel. Either of the modes can be selected.

以下では、エンジン熱効率と相関関係のあるパラメータとしてエンジントルクを演算し、演算されたエンジントルクを用いてシリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する場合について例示的に説明する。   Hereinafter, a case will be described as an example where the engine torque is calculated as a parameter having a correlation with the engine thermal efficiency, and either the series mode or the series parallel mode is selected using the calculated engine torque.

図14は、シリーズパラレルモードで動力伝達効率が最大となる(すなわち第1MG回転速度Nm1が0となる)場合のエンジン動作線(以下「伝達効率最大動作線」ともいう)K1の一例を示す図である。なお、伝達効率最大動作線K1は、アクセル開度(ユーザ要求トルク)および路面勾配などによって上下するが、図14には、一例として、アクセル開度を所定開度で一定とした場合の、平坦路における伝達効率最大動作線K1Aと、登板路における伝達効率最大動作線K1Bとが示されている。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an engine operating line (hereinafter also referred to as “maximum transmission efficiency operating line”) K1 when the power transmission efficiency is maximum in the series parallel mode (that is, the first MG rotation speed Nm1 is 0). It is. Note that the maximum transmission efficiency operating line K1 rises and falls depending on the accelerator opening (user requested torque), the road surface gradient, etc., but FIG. 14 shows a flatness when the accelerator opening is constant at a predetermined opening as an example. A transmission efficiency maximum operation line K1A on the road and a transmission efficiency maximum operation line K1B on the climbing road are shown.

図14において、横軸に車速Vおよびエンジン回転速度Neが平行に並べて示され、縦軸にエンジントルクTeが示される。縦軸のエンジントルクTeがエンジン熱効率と相関関係のあるパラメータである。   In FIG. 14, the horizontal axis indicates the vehicle speed V and the engine rotation speed Ne in parallel, and the vertical axis indicates the engine torque Te. The engine torque Te on the vertical axis is a parameter having a correlation with the engine thermal efficiency.

伝達効率最大動作線K1は、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となるエンジン動作線である(図12参照)。伝達効率最大動作線K1よりも低回転高トルク側(左上側)の領域は、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が負の値となり動力循環が発生し得るエンジン運転領域である(図13参照)。   The maximum transmission efficiency operation line K1 is an engine operation line in which the first MG rotation speed Nm1 is 0 in the series parallel mode (see FIG. 12). The region on the low rotation high torque side (upper left) from the transmission efficiency maximum operating line K1 is an engine operation region in which the first MG rotational speed Nm1 becomes a negative value in the series parallel mode and power circulation can occur (see FIG. 13). ).

図14には、伝達効率最大動作線K1に加えて、熱効率最適動作線K2が模式的に示されている。熱効率最適動作線K2は、エンジン回転速度Neに対してエンジン熱効率が最大となる動作点を繋いだ線を基準として、設計者によって予め決められるエンジン動作線である。したがって、エンジン10が熱効率最適動作線K2上で運転される場合に、エンジン熱効率が良好となる。なお、熱効率最適動作線K2は、アクセル開度および路面勾配などによっては変化しない。   FIG. 14 schematically shows a thermal efficiency optimum operation line K2 in addition to the maximum transmission efficiency operation line K1. The thermal efficiency optimum operating line K2 is an engine operating line that is determined in advance by the designer with reference to a line connecting operating points at which the engine thermal efficiency is maximum with respect to the engine rotational speed Ne. Therefore, when the engine 10 is operated on the thermal efficiency optimum operation line K2, the engine thermal efficiency is good. The thermal efficiency optimum operation line K2 does not change depending on the accelerator opening and the road surface gradient.

たとえば、平坦路における伝達効率最大動作線K1Aと熱効率最適動作線K2とを比較すると、車速Vが所定車速V3未満の領域において、熱効率最適動作線K2が、伝達効率最大動作線K1よりも低回転高トルク側(左上側)の領域に存在しており、両者間には乖離がある。両者間の乖離は車速Vが高いほど減少し、車速Vが所定車速V3である場合に両者が交わる。なお、平坦路において両者が交わる所定車速V3は、比較的高い値(たとえば時刻100kmを超える車速)である。   For example, when the transmission efficiency maximum operation line K1A and the thermal efficiency optimal operation line K2 on a flat road are compared, in the region where the vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed V3, the thermal efficiency optimal operation line K2 rotates at a lower speed than the transmission efficiency maximum operation line K1. It exists in the region on the high torque side (upper left side), and there is a gap between them. The difference between the two decreases as the vehicle speed V increases, and the two intersect when the vehicle speed V is the predetermined vehicle speed V3. Note that the predetermined vehicle speed V3 at which both intersect on a flat road is a relatively high value (for example, a vehicle speed exceeding the time of 100 km).

図14に示される伝達効率最大動作線K1と熱効率最適動作線K2との関係からわかるように、シリーズパラレルモード中にエンジン10を伝達効率最大動作線K1上で運転すると、第1MG回転速度Nm1が0となり動力伝達効率が最大となる一方、熱効率最適動作線K2よりも低い領域でエンジン10を運転することになる場合があり、熱効率が最適熱効率よりも低下し得る。一方、シリーズパラレルモード中にエンジン10を熱効率最適動作線K2上で運転すると、熱効率が最適となる一方、伝達効率最大動作線K1よりも低回転高トルク側(左上側)の領域でエンジン10を運転することになる場合があり、動力循環による動力伝達効率の低下が生じ得る。   As understood from the relationship between the maximum transmission efficiency operation line K1 and the optimum thermal efficiency operation line K2 shown in FIG. 14, when the engine 10 is operated on the maximum transmission efficiency operation line K1 during the series parallel mode, the first MG rotation speed Nm1 is While the power transmission efficiency is 0 and the power transmission efficiency is maximized, the engine 10 may be operated in a region lower than the thermal efficiency optimum operation line K2, and the thermal efficiency may be lower than the optimum thermal efficiency. On the other hand, when the engine 10 is operated on the thermal efficiency optimum operating line K2 in the series parallel mode, the thermal efficiency is optimized, while the engine 10 is operated in the region of lower rotation and higher torque (upper left) than the transmission efficiency maximum operating line K1. There is a case where the vehicle is driven, and power transmission efficiency may be reduced due to power circulation.

そこで、本実施の形態による制御装置100は、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択すべき中負荷領域(以下「選択領域」ともいう)において、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる(動力伝達効率が最大となる)場合のエンジントルクTecを算出する。   Therefore, control apparatus 100 according to the present embodiment has first MG rotation speed Nm1 of 0 in series parallel mode in an intermediate load region (hereinafter also referred to as “selection region”) in which one of series mode and series parallel mode should be selected. The engine torque Tec is calculated when (the power transmission efficiency is maximized).

制御装置100は、エンジントルクTecを以下のように算出する。制御装置100は、まず、現在の車速Vから、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合のエンジン回転速度Necを算出する。シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合、共線図の関係より、エンジン回転速度Neは、下記の式(1)で示されるように、車速Vに応じて決まる。そのため、制御装置100は、下記の式(1)を用いて、現在の車速Vに対応するエンジン回転速度Necを算出する。なお、式(1)中の「ρ」は、第1遊星歯車装置40のギヤ比ρ(=サンギヤS1の歯数/リングギヤR1の歯数)である。式(1)中の「Γ」は、車速VをリングギヤR1の回転速度に換算するための係数であり、タイヤ径、デフ比などから決まる値である。   The control device 100 calculates the engine torque Tec as follows. First, control device 100 calculates engine rotation speed Nec from first vehicle speed V when first MG rotation speed Nm1 is 0 in the series parallel mode. When the first MG rotational speed Nm1 is 0 in the series parallel mode, the engine rotational speed Ne is determined according to the vehicle speed V as shown in the following equation (1) from the relationship of the nomograph. Therefore, the control device 100 calculates the engine rotation speed Nec corresponding to the current vehicle speed V using the following equation (1). In the equation (1), “ρ” is the gear ratio ρ of the first planetary gear device 40 (= the number of teeth of the sun gear S1 / the number of teeth of the ring gear R1). “Γ” in equation (1) is a coefficient for converting the vehicle speed V to the rotational speed of the ring gear R1, and is a value determined from the tire diameter, differential ratio, and the like.

Ne={1/(1+ρ)}・V・Γ …(1)
次に、制御装置100は、図14に示す伝達効率最大動作線K1を参照して、エンジン回転速度Necに対応するエンジントルクTecを算出する。なお、伝達効率最大動作線K1は、上述したように、アクセル開度および路面勾配などをパラメータとして特定される。
Ne = {1 / (1 + ρ)} · V · Γ (1)
Next, the control device 100 calculates an engine torque Tec corresponding to the engine rotation speed Nec with reference to the transmission efficiency maximum operation line K1 shown in FIG. Note that, as described above, the maximum transmission efficiency operation line K1 is specified using the accelerator opening and the road surface gradient as parameters.

そして、制御装置100は、算出されたエンジントルクTecがしきい値Tthよりも大きいか否かを判定する。制御装置100は、エンジントルクTecがしきい値Tth未満である場合はシリーズモードを選択し、エンジントルクTecがしきい値Tthよりも大きい場合はシリーズパラレルモードを選択する。   Then, control device 100 determines whether or not calculated engine torque Tec is greater than threshold value Tth. Control device 100 selects the series mode when engine torque Tec is less than threshold value Tth, and selects the series parallel mode when engine torque Tec is greater than threshold value Tth.

ここで、しきい値Tthは、図14に示すように、熱効率最適動作線K2よりも所定値ΔTだけ低トルク側の値に設定される。これは、シリーズモードでの電力変換ロスは比較的大きく、シリーズパラレルモードでの動力循環による損失の割合が小さければ、シリーズモードでの電力変換ロスよりも有利であることを考慮したものである。すなわち、エンジントルクTecが熱効率最適動作線K2未満であってもしきい値Tthよりも大きければ、シリーズパラレルモードでエンジン10を熱効率最適動作線K2上で運転しても動力循環による損失はかなり小さく、シリーズモードでの電力変換ロス未満であるため、シリーズパラレルモードを選択するほうがトータル効率が高くなる。この点を考慮して、しきい値Tthは、熱効率最適動作線K2よりも所定値ΔTだけ低トルク側の値に設定される。   Here, as shown in FIG. 14, the threshold value Tth is set to a value on the low torque side by a predetermined value ΔT from the thermal efficiency optimum operation line K2. This is because the power conversion loss in the series mode is relatively large, and if the loss ratio due to the power circulation in the series parallel mode is small, it is advantageous over the power conversion loss in the series mode. That is, even if the engine torque Tec is less than the thermal efficiency optimum operating line K2 and is larger than the threshold value Tth, even if the engine 10 is operated on the thermal efficiency optimum operating line K2 in the series parallel mode, the loss due to power circulation is considerably small. Since it is less than the power conversion loss in the series mode, the total efficiency is higher when the series parallel mode is selected. Considering this point, the threshold value Tth is set to a value on the low torque side by a predetermined value ΔT from the optimum thermal efficiency operating line K2.

なお、図14にはしきい値Tthが一定値である場合が例示的に示されているが、しきい値Tthは一定値であることに限定されない。すなわち、熱効率最適動作線K2がエンジン回転速度Neに応じて変化する場合には、しきい値Tthもエンジン回転速度Necに応じて変化させることが望ましい。この場合には、制御装置100は、エンジン回転速度Neとしきい値Tthとの対応関係を規定するマップを予め記憶しておき、このマップを参照してエンジン回転速度Necに対応するしきい値Tthを算出することができる。   FIG. 14 exemplarily shows a case where the threshold value Tth is a constant value, but the threshold value Tth is not limited to a constant value. That is, when the optimum thermal efficiency operating line K2 changes according to the engine speed Ne, it is desirable to change the threshold value Tth according to the engine speed Nec. In this case, control device 100 stores in advance a map that defines the correspondence relationship between engine speed Ne and threshold value Tth, and refers to this map to threshold value Tth corresponding to engine speed Nec. Can be calculated.

たとえば図14に示す平坦路における伝達効率最大動作線K1Aが伝達効率最大動作線K1として採用される場合を想定すると、制御装置100は、伝達効率最大動作線K1Aを参照して、現在の車速Vに対応するエンジントルクTecを算出する。図14に示すように、現在の車速Vが所定車速V1である場合には、所定車速V1に対応するエンジントルクTec1はしきい値Tth未満であるため、制御装置100は、より効率の良いシリーズモードを選択する。一方、図14に示すように、現在の車速Vが所定車速V2である場合には、所定車速V2に対応するエンジントルクTec2がしきい値Tthよりも大きいため、制御装置100は、より効率の良いシリーズパラレルモードを選択する。   For example, assuming that the transmission efficiency maximum operation line K1A on the flat road shown in FIG. 14 is adopted as the transmission efficiency maximum operation line K1, the control device 100 refers to the transmission efficiency maximum operation line K1A and refers to the current vehicle speed V1. An engine torque Tec corresponding to is calculated. As shown in FIG. 14, when the current vehicle speed V is the predetermined vehicle speed V1, the engine torque Tec1 corresponding to the predetermined vehicle speed V1 is less than the threshold value Tth. Select a mode. On the other hand, as shown in FIG. 14, when the current vehicle speed V is the predetermined vehicle speed V2, the engine torque Tec2 corresponding to the predetermined vehicle speed V2 is larger than the threshold value Tth, so that the control device 100 is more efficient. Choose a good series parallel mode.

図15は、制御装置100がシリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 15 is a flowchart illustrating a processing procedure when the control device 100 selects either the series mode or the series parallel mode. This flowchart is repeatedly executed at a predetermined cycle.

ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、制御装置100は、上述の選択領域(シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択すべき中負荷領域)であるか否かを判定する。選択領域でない場合(S10にてNO)、制御装置100は処理を終了する。   In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10, control device 100 determines whether or not it is the above-mentioned selection region (medium load region in which one of series mode and series parallel mode should be selected). To do. If it is not the selected region (NO in S10), control device 100 ends the process.

選択領域である場合(S10にてYES)、制御装置100は、S11にて、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる(動力伝達効率が最大となる)場合のエンジントルクTecを算出する。エンジントルクTecの算出手法については既に説明しため詳細な説明はここでは繰り返さない。   If the selected region is selected (YES in S10), control device 100 calculates engine torque Tec when first MG rotation speed Nm1 is 0 (maximum power transmission efficiency) in series parallel mode in S11. To do. Since the calculation method of engine torque Tec has already been described, detailed description will not be repeated here.

S12にて、制御装置100は、エンジントルクTecが上述のしきい値Tthよりも大きいか否かを判定する。なお、しきい値Tthは、図14に示したように、熱効率最適動作線K2よりも所定値ΔTだけ低トルク側の値である。   In S12, control device 100 determines whether engine torque Tec is greater than threshold value Tth described above. Note that the threshold value Tth is a value on the lower torque side by a predetermined value ΔT than the thermal efficiency optimum operation line K2, as shown in FIG.

エンジントルクTecがしきい値Tthよりも大きい場合(S12にてYES)、制御装置100は、S13にて、シリーズパラレルモードを選択する。   If engine torque Tec is greater than threshold value Tth (YES in S12), control device 100 selects the series / parallel mode in S13.

一方、エンジントルクTecがしきい値Tth未満である場合(S12にてNO)、制御装置100は、S14にて、シリーズモードを選択する。   On the other hand, when engine torque Tec is less than threshold value Tth (NO in S12), control device 100 selects a series mode in S14.

以上のように、本実施の形態による制御装置100は、熱効率および電力変換効率などといった複数の効率をすべて逐次演算するのではなく、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合のエンジントルクTec(熱効率と相関関係のあるパラメータ)を演算し、そのエンジントルクTecをパラメータとして、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する。そのため、複数の効率のすべてを逐次演算する場合に比べて、簡易な演算処理で効率の良いモードを選択することができる。   As described above, control device 100 according to the present embodiment does not sequentially calculate a plurality of efficiencies such as thermal efficiency and power conversion efficiency, but instead performs engine in the case where first MG rotation speed Nm1 is 0 in series parallel mode. Torque Tec (a parameter correlated with thermal efficiency) is calculated, and either the series mode or the series parallel mode is selected using the engine torque Tec as a parameter. For this reason, it is possible to select an efficient mode with a simple calculation process, compared to the case of sequentially calculating all of the plurality of efficiencies.

なお、上述したように、熱効率と相関関係のあるパラメータとして、エンジントルクではなく、エンジン10の燃料消費率を演算するようにしてもよい。燃料消費率はエンジン熱効率とは逆数の関係にある。そのため、制御装置100は、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合のエンジン10の燃料消費率を演算し、得られた燃料消費率がしきい値よりも大きい場合にシリーズモードを選択し、そうでない場合にシリーズパラレルモードを選択することができる。   As described above, the fuel consumption rate of the engine 10 may be calculated instead of the engine torque as a parameter having a correlation with the thermal efficiency. The fuel consumption rate is inversely related to the engine thermal efficiency. Therefore, the control device 100 calculates the fuel consumption rate of the engine 10 when the first MG rotation speed Nm1 is 0 in the series parallel mode, and switches the series mode when the obtained fuel consumption rate is larger than the threshold value. Select, otherwise you can select the Series Parallel mode.

また、上述したように、エンジン熱効率と相関関係のあるパラメータを演算するのではなく、エンジントルクおよびエンジン回転速度をパラメータとするマップを参照して、エンジン熱効率そのものを演算するようにしてもよい。すなわち、制御装置100は、シリーズパラレルモードで第1MG回転速度Nm1が0となる場合のエンジン熱効率を演算し、得られたエンジン熱効率がしきい値未満である場合にシリーズモードを選択し、そうでない場合にシリーズパラレルモードを選択することができる。   Further, as described above, the engine thermal efficiency itself may be calculated by referring to a map using the engine torque and the engine rotation speed as parameters, instead of calculating a parameter having a correlation with the engine thermal efficiency. That is, the controller 100 calculates the engine thermal efficiency when the first MG rotation speed Nm1 is 0 in the series parallel mode, selects the series mode when the obtained engine thermal efficiency is less than the threshold value, and does not You can select the series parallel mode.

さらに、上述の実施の形態は、たとえば以下のように変更することができる。
[変形例1]
上述の実施の形態による駆動装置2の構成を変形するようにしてもよい。たとえば、上述の実施の形態による駆動装置2に対して、さらに、出力軸70と第1遊星歯車装置40との接続状態を切替可能なクラッチC3を追加するようにしてもよい。
Furthermore, the above-mentioned embodiment can be changed as follows, for example.
[Modification 1]
You may make it deform | transform the structure of the drive device 2 by the above-mentioned embodiment. For example, a clutch C3 capable of switching the connection state between the output shaft 70 and the first planetary gear device 40 may be added to the drive device 2 according to the above-described embodiment.

図16は、本変形例1による駆動装置2Aの構成を模式的に示す図である。駆動装置2Aは、図1に示す駆動装置2に対して、出力軸70においてドリブンギヤ71に代えてドリブンギヤ71A,71Bを設けるとともに、クラッチC3を追加したものである。その他の構造、機能、処理は、図1に示す駆動装置2と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。   FIG. 16 is a diagram schematically showing the configuration of the drive device 2A according to the first modification. Drive device 2A is obtained by providing driven gears 71A and 71B on output shaft 70 instead of driven gear 71 and adding clutch C3 to drive device 2 shown in FIG. Since other structures, functions, and processes are the same as those of drive device 2 shown in FIG. 1, detailed description thereof will not be repeated here.

ドリブンギヤ71Aは、リングギヤR1の外周面には形成される外周歯と噛み合っている。ドリブンギヤ71Aには、クラッチC3が設けられている。クラッチC3は、ドリブンギヤ71Aとカウンタ軸70とを接続した状態と、ドリブンギヤ71Aとカウンタ軸70とを接続していない状態とを切替可能に構成されている。クラッチC3としては、たとえば、ドグクラッチなどを採用することができる。クラッチC3が係合されると、リングギヤR1と出力軸70とが接続される。一方、クラッチC3が解放されると、出力軸70がリングギヤR1から切り離される。   The driven gear 71A meshes with outer peripheral teeth formed on the outer peripheral surface of the ring gear R1. The driven gear 71A is provided with a clutch C3. The clutch C3 is configured to be switchable between a state where the driven gear 71A and the counter shaft 70 are connected and a state where the driven gear 71A and the counter shaft 70 are not connected. For example, a dog clutch can be employed as the clutch C3. When the clutch C3 is engaged, the ring gear R1 and the output shaft 70 are connected. On the other hand, when the clutch C3 is released, the output shaft 70 is disconnected from the ring gear R1.

ドリブンギヤ71Bは、出力軸70に固定され、リダクションギヤ32と噛み合っている。このため、第2MG30からの動力は、リダクションギヤ32およびドリブンギヤ71Bを通じて出力軸70に伝達される。   The driven gear 71B is fixed to the output shaft 70 and meshes with the reduction gear 32. Therefore, the power from the second MG 30 is transmitted to the output shaft 70 through the reduction gear 32 and the driven gear 71B.

図17は、本変形例1によるシリーズモード中の共線図である。本変形例1によるシリーズモード中においては、制御装置100は、クラッチC2およびブレーキB1を係合すると共に、クラッチC1を解放する。そのため、エンジン10がキャリアCA1に連結され、かつリングギヤR2の回転が規制される。さらに、制御装置100は、クラッチC3を解放することによって、出力軸70および第2MG30をリングギヤR1から切り離す。   FIG. 17 is a collinear diagram in the series mode according to the first modification. During the series mode according to the first modification, the control device 100 engages the clutch C2 and the brake B1, and releases the clutch C1. Therefore, engine 10 is connected to carrier CA1 and rotation of ring gear R2 is restricted. Furthermore, control device 100 disconnects output shaft 70 and second MG 30 from ring gear R1 by releasing clutch C3.

この状態で、制御装置100は、エンジン10を動作させ、第1MG20をジェネレータとして動作させ、第2MG30をモータとして動作させる。これにより、図17からも明らかなように、第1MG回転速度Nm1をエンジン10の回転速度よりも大きくする(増速する)ことができる。これにより、第1MG回転速度Nm1とエンジン10の回転速度とが一致する場合(図6参照)に比べて、第1MG20の発電電力を高めることができる。また、出力軸70および第2MG30がリングギヤR1から切り離されるため、エンジン10の回転速度を車速Vに拘束されることなく最適値にすることができる。   In this state, control device 100 operates engine 10, operates first MG 20 as a generator, and operates second MG 30 as a motor. Thereby, as is apparent from FIG. 17, the first MG rotational speed Nm1 can be made larger (increased) than the rotational speed of the engine 10. Thereby, compared with the case where 1st MG rotational speed Nm1 and the rotational speed of engine 10 correspond (refer FIG. 6), the electric power generation of 1st MG20 can be raised. Further, since the output shaft 70 and the second MG 30 are disconnected from the ring gear R1, the rotational speed of the engine 10 can be set to an optimum value without being restricted by the vehicle speed V.

[変形例2]
上述の実施の形態および変形例1による車両1においては、HV走行モードにおいて、シリーズモード、シリーズパラレルモードおよびパラレルモードの3つの走行モードの選択が可能であった。
[Modification 2]
In the vehicle 1 according to the above-described embodiment and modification example 1, in the HV traveling mode, it is possible to select three traveling modes of the series mode, the series parallel mode, and the parallel mode.

しかしながら、本開示は、HV走行モードにおいて、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードの2つの走行モードの選択が可能なハイブリッド車両に適用可能である。したがって、上述の実施の形態による駆動装置2または変形例1による駆動装置2Aに対して、パラレルモードへの切替を行なうための構成を取り除いて簡素化するようにしてもよい。   However, the present disclosure is applicable to a hybrid vehicle capable of selecting two travel modes, a series mode and a series parallel mode, in the HV travel mode. Therefore, the driving device 2 according to the above-described embodiment or the driving device 2A according to Modification 1 may be simplified by removing the configuration for switching to the parallel mode.

図18は、本変形例2による駆動装置2Bの構成を模式的に示す図である。駆動装置2Bは、図16に示す駆動装置2Aに対して、第2遊星歯車装置50を取り除いてブレーキB1を第1遊星歯車装置40のリングギヤR1の回転を規制可能に配置するとともに、クラッチC1,C2を取り除いてエンジン10のクランク軸21を第1遊星歯車装置40のキャリアCA1に接続したものである。駆動装置2Bにおいては、ブレーキB1とクラッチC3との制御状態(係合/解放)を切り替えることによって、シリーズモードとシリーズパラレルモードとの切替が可能である。   FIG. 18 is a diagram schematically illustrating a configuration of a drive device 2B according to the second modification. The drive device 2B is different from the drive device 2A shown in FIG. 16 in that the second planetary gear device 50 is removed and the brake B1 is disposed so as to restrict the rotation of the ring gear R1 of the first planetary gear device 40, and the clutch C1, C2 is removed and the crankshaft 21 of the engine 10 is connected to the carrier CA1 of the first planetary gear unit 40. In the drive device 2B, the series mode and the series parallel mode can be switched by switching the control state (engagement / release) of the brake B1 and the clutch C3.

図19は、本変形例2によるシリーズモード中の共線図である。本変形例2によるシリーズモード中においては、図18に示す駆動装置2BのブレーキB1が係合され、クラッチC3が解放される。ブレーキB1の係合によってリングギヤR1の回転が規制されるため、エンジン10の動力はリングギヤR2を支点として第1MG20に伝達されて電力に変換される。なお、クラッチC3の解放によって出力軸70および第2MG30がリングギヤR1から切り離されているため、エンジン回転速度Neを車速Vに拘束されることなく最適値にすることができる。   FIG. 19 is a collinear diagram in the series mode according to the second modification. In the series mode according to the second modification, the brake B1 of the drive device 2B shown in FIG. 18 is engaged, and the clutch C3 is released. Since the rotation of the ring gear R1 is restricted by the engagement of the brake B1, the power of the engine 10 is transmitted to the first MG 20 with the ring gear R2 as a fulcrum and converted into electric power. Since the output shaft 70 and the second MG 30 are disconnected from the ring gear R1 by releasing the clutch C3, the engine rotation speed Ne can be set to an optimum value without being restricted by the vehicle speed V.

図20は、本変形例2によるシリーズパラレルモード中の共線図である。本変形例2によるシリーズパラレルモード中においては、図18に示す駆動装置2BのクラッチC3が係合され、ブレーキB1が解放される。クラッチC3の係合によって出力軸70および第2MG30がリングギヤR1に連結されるとともに、ブレーキB1の解放によってリングギヤR1の回転が許容される。そのため、上述の図7と同等の接続関係となり、エンジン10の動力の一部が第1MG20に伝達されて電力に変換され、残りが第1MGトルクTm1を用いて出力軸70に機械的に伝達される。   FIG. 20 is an alignment chart in the series parallel mode according to the second modification. During the series-parallel mode according to the second modification, the clutch C3 of the drive device 2B shown in FIG. 18 is engaged and the brake B1 is released. The output shaft 70 and the second MG 30 are connected to the ring gear R1 by the engagement of the clutch C3, and the rotation of the ring gear R1 is allowed by the release of the brake B1. Therefore, the connection relationship is the same as in FIG. 7 described above, and a part of the power of the engine 10 is transmitted to the first MG 20 and converted into electric power, and the rest is mechanically transmitted to the output shaft 70 using the first MG torque Tm1. The

[変形例3]
上述の実施の形態において、エンジントルクTecと比較されるしきい値Tthにヒステリシスを設けるようにしてもよい。これにより、エンジントルクTecのわずかな変動でシリーズモードとシリーズパラレルモードとの間で走行モードが頻繁に切り替わることを防止することができる。
[Modification 3]
In the above-described embodiment, hysteresis may be provided for the threshold value Tth compared with the engine torque Tec. Thereby, it is possible to prevent the traveling mode from frequently switching between the series mode and the series parallel mode with a slight change in the engine torque Tec.

また、上述した実施の形態およびその変形例については、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることも可能である。   In addition, the above-described embodiments and modifications thereof may be combined as appropriate within a range where no technical contradiction occurs.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 車両、2,2A,2B 駆動装置、10 エンジン、12 第1軸、14 第2軸、20 第1MG、21 クランク軸、22,31 回転軸、25 ケース、30 第2MG、32 リダクションギヤ、40 第1遊星歯車装置、50 第2遊星歯車装置、70 出力軸、71,71A,71B ドリブンギヤ、72 ドライブギヤ、80 デファレンシャルギヤ、81 デフリングギヤ、82 駆動軸、90 駆動輪、100 制御装置、500 油圧回路、B1 ブレーキ、C1,C2,C3 クラッチ、CA1,CA2 キャリア、P1,P2 ピニオンギヤ、R1,R2 リングギヤ、S1,S2 サンギヤ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 2, 2A, 2B Drive apparatus, 10 Engine, 12 1st axis | shaft, 14 2nd axis | shaft, 20 1st MG, 21 Crankshaft, 22, 31 Rotating shaft, 25 Case, 30 2nd MG, 32 Reduction gear, 40 1st planetary gear unit, 50 2nd planetary gear unit, 70 output shaft, 71, 71A, 71B driven gear, 72 drive gear, 80 differential gear, 81 diff ring gear, 82 drive shaft, 90 drive wheel, 100 controller, 500 hydraulic pressure Circuit, B1 brake, C1, C2, C3 clutch, CA1, CA2 carrier, P1, P2 pinion gear, R1, R2 ring gear, S1, S2 sun gear.

Claims (1)

ハイブリッド車両であって、
エンジンと、
第1回転電機と、
駆動輪に接続される出力軸と、
前記出力軸に接続される第2回転電機と、
前記第1回転電機に接続される第1要素と、第2要素と、前記出力軸に接続される第3要素とを有する遊星歯車機構と、
前記エンジンと前記遊星歯車機構との接続状態を第1状態または第2状態に切替可能に構成された切替装置とを備え、
前記第1状態は、前記エンジンを前記第1要素に接続する状態、または前記エンジンを前記第2要素に接続しつつ前記出力軸を前記第3要素から切り離す状態であり、
前記第2状態は、前記エンジンを前記第2要素に接続する状態であり、
前記ハイブリッド車両は、シリーズモードとシリーズパラレルモードとのどちらかの走行モードを選択可能に構成された制御装置をさらに備え、
前記シリーズモードは、前記切替装置を前記第1状態にし、前記エンジンの動力を前記第1回転電機に伝達して電力に変換するモードであり、
前記シリーズパラレルモードは、前記切替装置を前記第2状態にし、前記第1回転電機のトルクを用いて前記エンジンの動力の一部を前記出力軸に機械的に伝達しつつ、前記エンジンの動力の残部を前記第1回転電機または前記第2回転電機に伝達して電力に変換するモードであり、
前記制御装置は、第1制御、第2制御および第3制御のいずれかを実行することによって、前記シリーズモードと前記シリーズパラレルモードとのどちらの走行モードを選択するのかを決定し、
前記第1制御は、前記シリーズパラレルモードで前記第1回転電機の回転速度が0となる場合の前記エンジンの熱効率が第1しきい値未満である場合に前記シリーズモードを選択し、前記エンジンの熱効率が前記第1しきい値よりも大きい場合に前記シリーズパラレルモードを選択する制御であり、
前記第2制御は、前記シリーズパラレルモードで前記第1回転電機の回転速度が0となる場合の前記エンジンの燃料消費率が第2しきい値よりも大きい場合に前記シリーズモードを選択し、前記エンジンの燃料消費率が前記第2しきい値未満である場合に前記シリーズパラレルモードを選択する制御であり、
前記第3制御は、前記シリーズパラレルモードで前記第1回転電機の回転速度が0となる場合の前記エンジンのトルクが第3しきい値未満である場合に前記シリーズモードを選択し、前記エンジンのトルクが前記第3しきい値よりも大きい場合に前記シリーズパラレルモードを選択する制御である、ハイブリッド車両。
A hybrid vehicle,
Engine,
A first rotating electrical machine;
An output shaft connected to the drive wheel;
A second rotating electrical machine connected to the output shaft;
A planetary gear mechanism having a first element connected to the first rotating electrical machine, a second element, and a third element connected to the output shaft;
A switching device configured to be able to switch the connection state between the engine and the planetary gear mechanism to the first state or the second state;
The first state is a state in which the engine is connected to the first element, or a state in which the output shaft is disconnected from the third element while the engine is connected to the second element.
The second state is a state in which the engine is connected to the second element,
The hybrid vehicle further includes a control device configured to be able to select a travel mode of either the series mode or the series parallel mode,
The series mode is a mode in which the switching device is set to the first state, the power of the engine is transmitted to the first rotating electrical machine and converted into electric power,
In the series parallel mode, the switching device is set to the second state, and a part of the engine power is mechanically transmitted to the output shaft using the torque of the first rotating electrical machine, and the power of the engine is The remaining portion is transmitted to the first rotating electric machine or the second rotating electric machine and converted into electric power.
The control device determines which travel mode to select between the series mode and the series parallel mode by executing one of the first control, the second control, and the third control,
The first control selects the series mode when the thermal efficiency of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode is less than a first threshold value, Control for selecting the series parallel mode when thermal efficiency is greater than the first threshold;
The second control selects the series mode when the fuel consumption rate of the engine when the rotational speed of the first rotating electrical machine is 0 in the series parallel mode is greater than a second threshold value, Control for selecting the series parallel mode when the fuel consumption rate of the engine is less than the second threshold;
The third control selects the series mode when the engine torque when the rotational speed of the first rotating electrical machine becomes 0 in the series parallel mode is less than a third threshold value, A hybrid vehicle, which is control for selecting the series parallel mode when a torque is larger than the third threshold value.
JP2016128981A 2016-06-29 2016-06-29 Hybrid vehicle Expired - Fee Related JP6658350B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016128981A JP6658350B2 (en) 2016-06-29 2016-06-29 Hybrid vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016128981A JP6658350B2 (en) 2016-06-29 2016-06-29 Hybrid vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018001869A true JP2018001869A (en) 2018-01-11
JP6658350B2 JP6658350B2 (en) 2020-03-04

Family

ID=60945801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016128981A Expired - Fee Related JP6658350B2 (en) 2016-06-29 2016-06-29 Hybrid vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6658350B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113386730A (en) * 2021-07-19 2021-09-14 中国第一汽车股份有限公司 Control method for switching series-parallel connection driving modes of hybrid electric vehicle
WO2021209054A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 长城汽车股份有限公司 Vehicle drive control method and system
JP2023521021A (en) * 2020-04-02 2023-05-23 ジャガー・ランド・ローバー・リミテッド Lean running hybrid gasoline engine
JP2023078916A (en) * 2021-11-26 2023-06-07 トヨタ自動車株式会社 Drive system for hybrid vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005329904A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Toyota Motor Corp Power output device, automobile equipped with the same, and power transmission device
US20070287564A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Sung-Tae Cho Power train for hybrid electric vehicles and method of controlling the same
JP2009137365A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Toyota Motor Corp Control device for power transmission device for hybrid vehicle
JP2012086725A (en) * 2010-10-21 2012-05-10 Toyota Motor Corp Driving device of hybrid vehicle
WO2014109063A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 本田技研工業株式会社 Hybrid vehicle and control method therefor
WO2014122761A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-14 トヨタ自動車株式会社 Travel control device of hybrid vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005329904A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Toyota Motor Corp Power output device, automobile equipped with the same, and power transmission device
US20070287564A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Sung-Tae Cho Power train for hybrid electric vehicles and method of controlling the same
JP2009137365A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Toyota Motor Corp Control device for power transmission device for hybrid vehicle
JP2012086725A (en) * 2010-10-21 2012-05-10 Toyota Motor Corp Driving device of hybrid vehicle
WO2014109063A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 本田技研工業株式会社 Hybrid vehicle and control method therefor
WO2014122761A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-14 トヨタ自動車株式会社 Travel control device of hybrid vehicle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023521021A (en) * 2020-04-02 2023-05-23 ジャガー・ランド・ローバー・リミテッド Lean running hybrid gasoline engine
WO2021209054A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 长城汽车股份有限公司 Vehicle drive control method and system
CN113386730A (en) * 2021-07-19 2021-09-14 中国第一汽车股份有限公司 Control method for switching series-parallel connection driving modes of hybrid electric vehicle
CN113386730B (en) * 2021-07-19 2023-01-06 中国第一汽车股份有限公司 Control method for switching series-parallel connection driving modes of hybrid electric vehicle
JP2023078916A (en) * 2021-11-26 2023-06-07 トヨタ自動車株式会社 Drive system for hybrid vehicle
JP7679760B2 (en) 2021-11-26 2025-05-20 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle drive system

Also Published As

Publication number Publication date
JP6658350B2 (en) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6344434B2 (en) Hybrid vehicle
JP6460044B2 (en) Drive device
CN107206883B (en) hybrid vehicle
CN107206886B (en) hybrid vehicle
CN104245460B (en) The drive dynamic control device of motor vehicle driven by mixed power
JP5884897B2 (en) Drive control apparatus for hybrid vehicle
CN107225961A (en) Power transmission
JP2008273363A (en) Power equipment
JP6658282B2 (en) Drive
CN104203617B (en) Motor vehicle driven by mixed power drive dynamic control device
CN104203686A (en) Drive control device for hybrid vehicle
CN104203691A (en) Drive control device for hybrid vehicle
JP2012224321A (en) Shift control device and shift control method
JP6658350B2 (en) Hybrid vehicle
CN104203696A (en) Drive control device for hybrid vehicle
CN105143006B (en) Drive device for hybrid vehicle
JP2017013707A (en) Vehicle control apparatus
JP6269472B2 (en) Vehicle drive device
JP2013203386A (en) Drive controller of hybrid vehicle
CN101169179B (en) Double mode electric speed-variator
JP2013203382A (en) Drive control device of hybrid vehicle
JP6314819B2 (en) vehicle
JP2013203385A (en) Drive control device for hybrid vehicle
JPWO2013140546A1 (en) Drive control apparatus for hybrid vehicle
JP2006183841A (en) Control device for hybrid vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190315

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200120

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6658350

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees