JP7314753B2 - Vehicle drive system - Google Patents
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Description
本発明は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置に関する。 The present invention relates to a series-parallel hybrid vehicle drive system.
このような車両用駆動装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献1における符号を括弧内に引用する。
An example of such a vehicle drive system is disclosed in
特許文献1の車両用駆動装置は、内燃機関(22)に駆動連結される入力部材(31)と、車輪に駆動連結される出力部材(63a,63b)と、第1回転電機(MG1)及び第2回転電機(MG2)と、これらの回転電機と電気的に接続された蓄電装置(50)と、入力部材(31)と第1回転電機(MG1)とを駆動連結する第1伝達系(34)と、入力部材(31)と出力部材(63a,63b)とを駆動連結する第2伝達系(33,32,62)と、第2回転電機(MG2)と出力部材(63a,63b)とを駆動連結する第3伝達系(36,32,62)と、第2伝達系(33,32,62)における動力伝達を断接する第1係合装置(CL1)と、内燃機関(22)と入力部材(31)との間での動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、を備えている。
The vehicle drive system of
特許文献1の車両用駆動装置は、所謂、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置である。特許文献1の車両用駆動装置では、要求トルク等に基づいて、第1係合装置(CL1)及び第2係合装置(CL2)の係合の状態を制御すると共に、第1回転電機(MG1)、第2回転電機(MG2)、及び内燃機関(22)の動作を制御することにより、5つの走行モードのうちのいずれかが選択される。
The vehicle drive device of
特許文献1の車両用駆動装置では、当該特許文献1の図3に示されているように、低速かつ高トルクでの車両の走行を行う場合にのみ、2モータEVモードが選択される。2モータEVモードは、第1回転電機(MG1)及び第2回転電機(MG2)の双方の駆動力を出力部材(63a,63b)に伝達するモードであり、第2回転電機(MG2)に加えて第1回転電機(MG1)も力行状態となる。
In the vehicle drive system of
一方、2モータEVモード以外の走行モードでは、第1回転電機(MG1)は力行状態とならない。つまり、2モータEVモード以外の走行モードでは、第1回転電機(MG1)は発電状態又は空転状態(駆動力を出力しない状態)とされ、内燃機関(22)及び第2回転電機(MG2)の駆動力が車両の走行に利用される。このような車両用駆動装置では、特に高速域での車輪駆動力を確保するために、第2回転電機(MG2)の出力を十分に確保する必要がある。そのため、第2回転電機(MG2)が大型化し、延いては車両用駆動装置が大型化し易いという課題があった。 On the other hand, in running modes other than the two-motor EV mode, the first rotating electric machine (MG1) does not enter the power running state. That is, in running modes other than the two-motor EV mode, the first rotating electric machine (MG1) is in the power generation state or the idling state (the state in which it does not output driving force), and the driving forces of the internal combustion engine (22) and the second rotating electric machine (MG2) are used for running the vehicle. In such a vehicle drive system, it is necessary to ensure a sufficient output of the second rotating electric machine (MG2) in order to ensure wheel driving force especially in a high speed range. Therefore, there is a problem that the size of the second rotary electric machine (MG2) tends to increase, which in turn tends to increase the size of the vehicle drive device.
そこで、このようなシリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制することが望まれる。 Therefore, it is desirable to suppress the increase in size of such a series-parallel type hybrid vehicle drive device.
上記に鑑みた、車両用駆動装置の特徴構成は、
内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
第1回転電機及び第2回転電機と、
前記第1回転電機及び前記第2回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
前記入力部材と前記第1回転電機とを駆動連結する第1伝達系と、
前記第1回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第2伝達系と、
前記第2回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第3伝達系と、
前記第1伝達系における動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第2伝達系における動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記第1回転電機の出力能力と前記第2回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下である点にある。
In view of the above, the characteristic configuration of the vehicle drive system is as follows.
an input member drivingly connected to an internal combustion engine;
an output member drivingly connected to the wheel;
a first rotating electrical machine and a second rotating electrical machine;
a power storage device electrically connected to the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine and configured to be charged from outside the vehicle;
a first transmission system drivingly connecting the input member and the first rotating electrical machine;
a second transmission system drivingly connecting the first rotating electric machine and the output member;
a third transmission system drivingly connecting the second rotating electric machine and the output member;
a first engagement device for connecting and disconnecting power transmission in the first transmission system;
a second engagement device that connects and disconnects power transmission in the second transmission system,
The point is that the sum of the output capability of the first rotating electrical machine and the output capability of the second rotating electrical machine is equal to or less than the output of the power storage device.
この特徴構成によれば、蓄電装置から第1回転電機と第2回転電機との双方に同時に電力を供給して、それらの双方を出力能力に応じた出力で同時に力行させることができる。これにより、様々な車速域において、第1回転電機と第2回転電機との双方を力行させて、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第2回転電機の出力を大きく確保する必要性を低減でき、第2回転電機の大型化を抑制できる。その結果、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制することができる。 According to this characteristic configuration, electric power can be simultaneously supplied from the power storage device to both the first rotating electric machine and the second rotating electric machine, and both of them can be simultaneously powered with an output corresponding to their output capability. As a result, both the first rotating electric machine and the second rotating electric machine can be powered in various vehicle speed ranges, and the driving force thereof can be used for running the vehicle. Therefore, it is possible to reduce the need to ensure a large output of the second rotating electric machine, and to suppress the enlargement of the second rotating electric machine. As a result, it is possible to suppress an increase in the size of the drive device for a series-parallel type hybrid vehicle.
以下では、実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図1に示すように、車両用駆動装置100は、内燃機関EG、並びに第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2を車輪Wの駆動力源とする、シリーズ・パラレル型のプラグインハイブリッド車両を駆動するための装置である。車両用駆動装置100は、入力部材1と、出力部材2と、第1回転電機MG1と、第2回転電機MG2と、第1係合装置CL1と、第2係合装置CL2と、を備えている。本実施形態では、車両用駆動装置100は、カウンタギヤ機構3と、差動歯車機構4と、第1ギヤG1と、第2ギヤG2と、第3ギヤG3と、第4ギヤG4と、第5ギヤGと、を更に備えている。
A
本実施形態では、入力部材1と第1ギヤG1と第4ギヤG4とのそれぞれは、その回転軸心としての第1軸X1上に配置されている。そして、第1回転電機MG1と第2ギヤG2と第3ギヤG3とのそれぞれは、その回転軸心としての第2軸X2上に配置されている。更に、カウンタギヤ機構3は、その回転軸心としての第3軸X3上に配置されている。第2回転電機MG2と第5ギヤGとのそれぞれは、その回転軸心としての第4軸X4上に配置されている。また、出力部材2と差動歯車機構4とのそれぞれは、その回転軸心としての第5軸X5上に配置されている。第1軸X1~第5軸X5は、互いに異なる仮想軸であり、互いに平行に配置されている。
In this embodiment, the
以下の説明では、上記の軸X1~X5に平行な方向を、車両用駆動装置100の「軸方向L」とする。そして、軸方向Lにおいて、入力部材1に対して第1回転電機MG1が配置される側を「軸方向第1側L1」とし、その反対側を「軸方向第2側L2」とする。また、上記の軸X1~X5のそれぞれに直交する方向を、各軸を基準とした「径方向R」とする。なお、どの軸を基準とするかを区別する必要がない場合やどの軸を基準とするかが明らかである場合には、単に「径方向R」と記す場合がある。
In the following description, the direction parallel to the axes X1 to X5 is defined as the "axial direction L" of the
入力部材1は、内燃機関EGに駆動連結される。本実施形態では、入力部材1は、ダンパ装置DPを介して内燃機関EGの出力軸(クランクシャフト等)に駆動連結されている。内燃機関EGは、燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等)である。ダンパ装置DPは、伝達されるトルクの変動を減衰する装置である。本実施形態では、ダンパ装置DPには、出力側から過大なトルクが入力される等した場合に、内燃機関EGへの駆動力の伝達を制限するトルクリミッタが設けられている。
The
ここで、本願において「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。 Here, in the present application, "driving connection" refers to a state in which two rotating elements are connected so as to be able to transmit driving force, and includes a state in which the two rotating elements are connected so as to rotate integrally, or a state in which the two rotating elements are connected so as to be able to transmit driving force via one or more transmission members. Such transmission members include various members that transmit rotation at the same speed or at different speeds, such as shafts, gear mechanisms, belts, and chains. The transmission member may include an engagement device for selectively transmitting rotation and driving force, such as a friction engagement device and a mesh type engagement device.
出力部材2は、車輪Wに駆動連結される。本実施形態では、出力部材2は、一対の出力軸21を有している。一対の出力軸21のそれぞれは、車輪Wに駆動連結されている。
The
第1回転電機MG1は、非回転部材(例えば、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2等を収容するケース)に固定された第1ステータSt1と、当該第1ステータSt1に対して回転自在に支持された第1ロータRo1と、を備えている。本実施形態では、第1ロータRo1は、第1ステータSt1に対して径方向Rの内側に配置されている。第1ロータRo1には、軸方向Lに沿って延在する第1ロータ軸Ros1が、一体的に回転するように連結されている。 The first rotating electrical machine MG1 includes a first stator St1 fixed to a non-rotating member (for example, a case housing the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2, etc.), and a first rotor Ro1 rotatably supported with respect to the first stator St1. In this embodiment, the first rotor Ro1 is arranged inside in the radial direction R with respect to the first stator St1. A first rotor shaft Ros1 extending along the axial direction L is coupled to the first rotor Ro1 so as to rotate integrally therewith.
第1ギヤG1と第2ギヤG2とは、互いに噛み合っている。本実施形態では、第1ギヤG1は、第1係合装置CL1を介して、入力部材1と連結されている。また、本実施形態では、第2ギヤG2は、第1ロータ軸Ros1と一体的に回転するように連結されている。こうして、本実施形態では、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが、入力部材1と第1回転電機MG1とを駆動連結する「第1伝達系T1」を構成している。
The first gear G1 and the second gear G2 are in mesh with each other. In this embodiment, the first gear G1 is connected to the
第1係合装置CL1は、第1伝達系T1における動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第1係合装置CL1は、入力部材1と第1ギヤG1との間での動力伝達を断接する。また、本実施形態では、第1係合装置CL1は、ソレノイドや電動機等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。第1係合装置CL1が係合状態である場合、入力部材1と第1ギヤG1との間で動力が伝達される。一方、第1係合装置CL1が解放状態である場合、入力部材1と第1ギヤG1との間での動力伝達が遮断される。
The first engagement device CL1 is an engagement device that connects and disconnects power transmission in the first transmission system T1. In this embodiment, the first engagement device CL1 connects and disconnects power transmission between the
第3ギヤG3と第4ギヤG4とは、互いに噛み合っている。本実施形態では、第3ギヤG3は、第2係合装置CL2を介して、第1ロータ軸Ros1と連結されている。また、本実施形態では、第4ギヤG4は、入力部材1に対して相対的に回転可能に支持されている。
The third gear G3 and the fourth gear G4 are in mesh with each other. In this embodiment, the third gear G3 is coupled to the first rotor shaft Ros1 via the second engagement device CL2. Further, in this embodiment, the fourth gear G4 is supported so as to be relatively rotatable with respect to the
カウンタギヤ機構3は、カウンタ入力ギヤ31と、カウンタ出力ギヤ32と、を備えている。
The
カウンタ入力ギヤ31は、カウンタギヤ機構3の入力要素である。カウンタ入力ギヤ31は、第4ギヤG4と噛み合っている。カウンタ出力ギヤ32は、カウンタギヤ機構3の出力要素である。カウンタ出力ギヤ32は、カウンタ入力ギヤ31と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、カウンタ出力ギヤ32は、軸方向Lに沿って延在するカウンタ軸33を介して、カウンタ入力ギヤ31と連結されている。図示の例では、カウンタ出力ギヤ32は、カウンタ入力ギヤ31よりも軸方向第1側L1に配置されている。また、図示の例では、カウンタ出力ギヤ32は、カウンタ入力ギヤ31よりも小径に形成されている。
A
差動歯車機構4は、差動入力ギヤ41を備えている。差動入力ギヤ41は、差動歯車機構4の入力要素である。差動入力ギヤ41は、カウンタギヤ機構3のカウンタ出力ギヤ32と噛み合っている。なお、図1において、差動入力ギヤ41とカウンタ出力ギヤ32とを接続する破線は、それらのギヤ同士が噛み合っていることを示している。
The
本実施形態では、差動歯車機構4は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、差動歯車機構4は、中空の差動ケースと、当該差動ケースと一体的に回転するように支持されたピニオンシャフトと、当該ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対のピニオンギヤと、当該一対のピニオンギヤと噛み合って分配出力要素として機能する一対のサイドギヤと、を備えている。差動ケースには、ピニオンシャフト、一対のピニオンギヤ、及び一対のサイドギヤが収容されている。本実施形態では、差動ケースには、差動入力ギヤ41が当該差動ケースの径方向Rの外側に突出するように連結されている。そして、一対のサイドギヤのそれぞれには、出力部材2の出力軸21が一体的に回転可能に連結されている。こうして、差動歯車機構4は、差動入力ギヤ41の回転を一対の出力軸21に分配する。
In this embodiment, the
本実施形態では、第3ギヤG3、第4ギヤG4、カウンタギヤ機構3、及び差動歯車機構4が、第1回転電機MG1と出力部材2とを駆動連結する「第2伝達系T2」を構成している。
In this embodiment, the third gear G3, the fourth gear G4, the
第2係合装置CL2は、第2伝達系T2における動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第2係合装置CL2は、第1ロータ軸Ros1と第3ギヤG3との間での動力伝達を断接する。また、本実施形態では、第2係合装置CL2は、ソレノイドや電動機等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。第2係合装置CL2が係合状態である場合、第1ロータ軸Ros1と第3ギヤG3との間で動力が伝達される。一方、第2係合装置CL2が解放状態である場合、第1ロータ軸Ros1と第3ギヤG3との間での動力伝達が遮断される。 The second engagement device CL2 is an engagement device that connects and disconnects power transmission in the second transmission system T2. In this embodiment, the second engagement device CL2 connects and disconnects power transmission between the first rotor shaft Ros1 and the third gear G3. Further, in the present embodiment, the second engagement device CL2 is a meshing engagement device (dog clutch) configured to be switchable between an engaged state and a released state by an actuator such as a solenoid or an electric motor. When the second engagement device CL2 is in the engaged state, power is transmitted between the first rotor shaft Ros1 and the third gear G3. On the other hand, when the second engagement device CL2 is in the released state, power transmission between the first rotor shaft Ros1 and the third gear G3 is cut off.
第2回転電機MG2は、非回転部材(例えば、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2等を収容するケース)に固定された第2ステータSt2と、当該第2ステータSt2に対して回転自在に支持された第2ロータRo2と、を備えている。本実施形態では、第2ロータRo2は、第2ステータSt2に対して径方向Rの内側に配置されている。第2ロータRo2には、軸方向Lに沿って延在する第2ロータ軸Ros2が、一体的に回転するように連結されている。 The second rotating electrical machine MG2 includes a second stator St2 fixed to a non-rotating member (for example, a case housing the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2, etc.), and a second rotor Ro2 rotatably supported with respect to the second stator St2. In this embodiment, the second rotor Ro2 is arranged inside in the radial direction R with respect to the second stator St2. A second rotor shaft Ros2 extending along the axial direction L is coupled to the second rotor Ro2 so as to rotate integrally therewith.
第5ギヤG5は、第2ロータ軸Ros2と一体的に回転するように連結されている。第5ギヤG5は、カウンタギヤ機構3のカウンタ入力ギヤ31の周方向における第4ギヤG4とは異なる位置で、カウンタ入力ギヤ31と噛み合っている。
The fifth gear G5 is connected to rotate integrally with the second rotor shaft Ros2. The fifth gear G5 meshes with the
本実施形態では、第5ギヤG5、カウンタギヤ機構3、及び差動歯車機構4が、第2回転電機MG2と出力部材2とを駆動連結する「第3伝達系T3」を構成している。本実施形態では、カウンタギヤ機構3及び差動歯車機構4が、第2伝達系T2と第3伝達系T3とで共用されている。
In this embodiment, the fifth gear G5, the
本実施形態では、内燃機関EGから出力部材2までの動力伝達経路に、第1回転電機MG1から出力部材2までの動力伝達経路が含まれている。そのため、内燃機関EGから出力部材2までの動力伝達経路に、第1回転電機MG1のロータ(第1ロータRo1)と一体的に回転する「回転部材」が配置されている。本実施形態では、この「回転部材」は、第1ロータ軸Ros1及び第2ギヤG2である。
In the present embodiment, the power transmission path from the internal combustion engine EG to the
図2に示すように、車両用駆動装置100は、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2と電気的に接続された蓄電装置STを備えている。蓄電装置STは、バッテリやキャパシタ等、電力を蓄えることが可能な装置であり、車両に設けられる外部充電機構ECを介して車両の外部から充電可能に構成されている。本例では、蓄電装置STは、直流交流変換を行うインバータINV1,INV2を介して、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2のそれぞれは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能、及び動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能を有している。つまり、第1回転電機MG1は、第1インバータINV1を介して蓄電装置STから電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関EGの駆動力や車両の慣性力等により発電した電力を、第1インバータINV1を介して蓄電装置STに蓄電させることができるように構成されている。また、第2回転電機MG2は、第2インバータINV2を介して蓄電装置STから電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関EGの駆動力や車両の慣性力等により発電した電力を、第2インバータINV2を介して蓄電装置STに蓄電させることができるように構成されている。 Each of the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 has a function as a motor (electric motor) that receives power supply and generates power, and a function as a generator (generator) that receives power supply and generates power. In other words, the first rotary electric machine MG1 is configured to be powered by being supplied with power from the power storage device ST via the first inverter INV1, or to store electric power generated by the driving force of the internal combustion engine EG, the inertial force of the vehicle, or the like in the power storage device ST via the first inverter INV1. Further, the second rotating electric machine MG2 is configured such that it can be powered by being supplied with electric power from the power storage device ST via the second inverter INV2, or can store electric power generated by the driving force of the internal combustion engine EG, the inertial force of the vehicle, or the like in the power storage device ST via the second inverter INV2.
図3に、第1回転電機MG1と第2回転電機MG2と蓄電装置STとの出力値の一例を示す。図3に示すように、第1回転電機MG1の出力能力と第2回転電機MG2の出力能力との合計は、蓄電装置STの出力以下である。本例では、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2の「出力能力」を、それらの「最大出力」として設計している。そのため、図3において、内燃機関EG、第1回転電機MG1、及び第2回転電機MG2の「出力」は、それらの「最大出力」を指す。ここで、回転電機の「最大出力」とは、当該回転電機が、少なくとも一時的に出力可能な出力の最大値である。 FIG. 3 shows an example of output values of the first rotating electrical machine MG1, the second rotating electrical machine MG2, and the power storage device ST. As shown in FIG. 3, the sum of the output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 is equal to or less than the output of the power storage device ST. In this example, the "output capacity" of the first rotating electric machine MG1 and the second rotating electric machine MG2 is designed as their "maximum output". Therefore, in FIG. 3, the "outputs" of the internal combustion engine EG, the first rotating electrical machine MG1, and the second rotating electrical machine MG2 refer to their "maximum outputs." Here, the “maximum output” of the rotating electric machine is the maximum value of the output that the rotating electric machine can output at least temporarily.
本実施形態では、第1回転電機MG1の出力能力と第2回転電機MG2の出力能力との合計が、蓄電装置STの出力と同等である。図示の例では、第1回転電機MG1の最大出力と第2回転電機MG2の最大出力とが共に50kWであり、蓄電装置STの出力は100kWである。そのため、図示の例では、第1回転電機MG1の最大出力と第2回転電機MG2の最大出力との合計が、蓄電装置STの出力と同一である。ここで、2つの数値に関して、「同等である」とは、これらの数値が完全に同一であることに加えて、これらの数値が同一であると見なしても良い範囲として、各数値の特性に応じて予め設定された範囲(例えば基準の値に対して±10%以内の範囲)内であることも含む概念である。したがって、例えば、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2、及び蓄電装置STの製造誤差に起因して生じる各数値の誤差の範囲内での相違がある場合でも「同等である」と見なすことができる。 In this embodiment, the sum of the output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 is equivalent to the output of the power storage device ST. In the illustrated example, the maximum output of the first rotating electrical machine MG1 and the maximum output of the second rotating electrical machine MG2 are both 50 kW, and the output of the power storage device ST is 100 kW. Therefore, in the illustrated example, the total of the maximum output of the first rotating electrical machine MG1 and the maximum output of the second rotating electrical machine MG2 is the same as the output of the power storage device ST. Here, with respect to two numerical values, "equivalent" means that these numerical values are completely the same, and the range in which these numerical values can be regarded as identical is a concept that includes a range (for example, a range within ±10% of the reference value) set in advance according to the characteristics of each numerical value. Therefore, for example, even if there is a difference within the error range of each numerical value caused by the manufacturing error of the first rotating electric machine MG1, the second rotating electric machine MG2, and the power storage device ST, it can be regarded as "equivalent".
また、第1回転電機MG1の定格回転速度は、最高車速Vm(図4参照)での出力部材2の回転速度に、第2伝達系T2の変速比を乗じて算出される値以上である。ここで、「定格回転速度」とは、対象の回転電機(ここでは、第1回転電機MG1)が、規定の時間(例えば、1時間)、安定的に連続駆動可能な回転速度の上限値である。そのため、第1回転電機MG1は、車両用駆動装置100が搭載される車両が最高車速Vmで規定の時間走行した場合であっても安定的に連続駆動が可能となっている。したがって、全車速域において、第1回転電機MG1を力行させ、その駆動力を車両の走行に利用することができる。なお、第2回転電機MG2も同様に、車両が最高車速Vmで規定の時間走行した場合であっても安定的に連続駆動可能に構成されている。つまり、第2回転電機MG2の定格回転速度は、最高車速Vmでの出力部材2の回転速度に、第3伝達系T3の変速比を乗じて算出される値以上である。図3に示す例では、第1回転電機MG1の最高回転速度(最高回転数)と第2回転電機MG2の最高回転速度(最高回転数)とが共に17000rpmである。当然ながら、第1回転電機MG1の定格回転速度及び第2回転電機MG2の定格回転速度のそれぞれは、それよりも小さい値に設定されている。
Further, the rated rotation speed of the first rotary electric machine MG1 is equal to or higher than a value calculated by multiplying the rotation speed of the
図3に示すように、本実施形態では、第1回転電機MG1の出力能力と、内燃機関EGの出力能力とが同等である。図示の例では、第1回転電機MG1の最大出力は50kWであり、内燃機関EGの最大出力も50kWである。そのため、図示の例では、第1回転電機MG1の最大出力と、内燃機関EGの最大出力とが同一である。 As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the output capability of the first rotary electric machine MG1 and the output capability of the internal combustion engine EG are equivalent. In the illustrated example, the maximum output of the first rotary electric machine MG1 is 50 kW, and the maximum output of the internal combustion engine EG is also 50 kW. Therefore, in the illustrated example, the maximum output of the first rotary electric machine MG1 and the maximum output of the internal combustion engine EG are the same.
また、本実施形態では、第1回転電機MG1の出力能力と、第2回転電機MG2の出力能力とが同等である。図示の例では、第1回転電機MG1の最大出力は50kWであり、第2回転電機MG2の最大出力も50kWである。そのため、図示の例では、第1回転電機MG1の最大出力と、第2回転電機MG2の最大出力とが同一である。 Further, in the present embodiment, the output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 are equivalent. In the illustrated example, the maximum output of the first rotating electrical machine MG1 is 50 kW, and the maximum output of the second rotating electrical machine MG2 is also 50 kW. Therefore, in the illustrated example, the maximum output of the first rotating electrical machine MG1 and the maximum output of the second rotating electrical machine MG2 are the same.
また、本実施形態では、第1回転電機MG1の最大トルクは、第2回転電機MG2の最大トルクよりも小さい。そして、内燃機関EGの最大トルクは、第1回転電機MG1の最大トルクよりも大きく、第2回転電機MG2の最大トルクよりも小さい。図3に示す例では、内燃機関EGの最大トルクは100Nmであり、第1回転電機MG1の最大トルクは50Nmであり、第2回転電機MG2の最大トルクは200Nmである。 Further, in the present embodiment, the maximum torque of the first rotating electrical machine MG1 is smaller than the maximum torque of the second rotating electrical machine MG2. The maximum torque of the internal combustion engine EG is greater than the maximum torque of the first rotating electrical machine MG1 and smaller than the maximum torque of the second rotating electrical machine MG2. In the example shown in FIG. 3, the maximum torque of the internal combustion engine EG is 100 Nm, the maximum torque of the first rotating electrical machine MG1 is 50 Nm, and the maximum torque of the second rotating electrical machine MG2 is 200 Nm.
図2に示すように、車両用駆動装置100は、当該車両用駆動装置100が搭載される車両の各部の制御を行うための制御装置10を備えている。本実施形態では、制御装置10は、主制御部11と、内燃機関EGを制御する内燃機関制御部12と、第1回転電機MG1を制御する第1回転電機制御部13と、第2回転電機MG2を制御する第2回転電機制御部14と、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の係合の状態を制御する係合制御部15と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
制御装置10の上記制御部11~15のそれぞれは、CPU等の演算処理装置を中核部材として備えると共に、当該演算処理装置からのデータの読み出し及びデータの書き込みが可能なRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からのデータの読み出しが可能なROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置を有している。更に、上記制御部11~15のそれぞれは、記憶装置に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方を有している。また、上記制御部11~15は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行う。
Each of the
主制御部11は、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、第2回転電機制御部14、及び係合制御部15のそれぞれに対して、各制御部が担当する装置を制御する指令を出力する。内燃機関制御部12は、内燃機関EGが、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように内燃機関EGを制御する。第1回転電機制御部13は、第1回転電機MG1が、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように、第1回転電機MG1に接続された第1インバータINV1を制御する。第2回転電機制御部14は、第2回転電機MG2が、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように、第2回転電機MG2に接続された第2インバータINV2を制御する。係合制御部15は、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2が、主制御部11から指令された係合の状態となるように、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2を動作させるためのアクチュエータ(図示を省略)を制御する。
The
また、主制御部11は、車両用駆動装置100が搭載される車両の各部の情報を取得するために、当該車両の各部に設けられたセンサからの情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、主制御部11は、SOCセンサSe1、車速センサSe2、アクセル操作量センサSe3、ブレーキ操作量センサSe4、及びシフト位置センサSe5からの情報を取得可能に構成されている。
Further, the
SOCセンサSe1は、蓄電装置STの状態を検出するためのセンサである。SOCセンサSe1は、例えば、電圧センサや電流センサ等により構成されている。主制御部11は、SOCセンサSe1から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、蓄電装置STの充電量(SOC:State of Charge)を算出する。
SOC sensor Se1 is a sensor for detecting the state of power storage device ST. The SOC sensor Se1 is composed of, for example, a voltage sensor, a current sensor, or the like. The
車速センサSe2は、車両用駆動装置100が搭載される車両の走行速度(車速)を検出するためのセンサである。本実施形態では、車速センサSe2は、出力部材2の回転速度を検出するためのセンサである。主制御部11は、車速センサSe2から出力される上記回転速度の情報に基づいて、出力部材2の回転速度(角速度)を算出する。出力部材2の回転速度は車速に比例するため、主制御部11は、車速センサSe2の検出信号に基づいて車速を算出する。
Vehicle speed sensor Se2 is a sensor for detecting the traveling speed (vehicle speed) of the vehicle in which
アクセル操作量センサSe3は、車両用駆動装置100が搭載される車両に設けられたアクセルペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部11は、アクセル操作量センサSe3の検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの操作量を算出する。
Accelerator operation amount sensor Se3 is a sensor for detecting the amount of operation by the driver of an accelerator pedal provided in the vehicle in which
ブレーキ操作量センサSe4は、車両用駆動装置100が搭載される車両に設けられたブレーキペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部11は、ブレーキ操作量センサSe4の検出信号に基づいて、運転者によるブレーキペダルの操作量を算出する。
Brake operation amount sensor Se4 is a sensor for detecting the amount of operation by the driver of a brake pedal provided in the vehicle in which
シフト位置センサSe5は、車両用駆動装置100が搭載される車両の運転者により操作されるシフトレバーの選択位置(シフト位置)を検出するためのセンサである。主制御部11は、シフト位置センサSe5の検出信号に基づいてシフト位置を算出する。シフトレバーは、パーキングレンジ(Pレンジ)、後進走行レンジ(Rレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)、前進走行レンジ(Dレンジ)等を選択可能に構成されている。
Shift position sensor Se5 is a sensor for detecting a selected position (shift position) of a shift lever operated by the driver of the vehicle in which
主制御部11は、上記のセンサSe1~Se5からの情報に基づいて、後述する複数の走行モードの選択を行う。そして、主制御部11は、係合制御部15を介して、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2を、選択した走行モードに応じた係合の状態に制御することにより、当該選択した走行モードへの切り替えを行う。更に、主制御部11は、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、及び第2回転電機制御部14を介して、内燃機関EG、第1回転電機MG1、及び第2回転電機MG2の動作状態を協調制御することにより、選択した走行モードに応じた適切な車両の走行を可能とする。
The
主制御部11には、車速及び要求駆動力に応じて走行モードを決定するために参照される制御マップが格納されている。この制御マップの一例を図4に示す。図4に示すように、走行モードには、1モータEVモードと、2モータEVモードと、パラレルモード
と、シリーズモードとが含まれている。なお、図4において、横軸は車速[km/h]であり、縦軸は要求駆動力[N]である。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作量センサSe3及びブレーキ操作量センサSe4からの情報に基づいて、主制御部11により算出される。そして、主制御部11は、要求駆動力に応じた駆動力(トルク)が車輪Wに伝達されるように、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、及び第2回転電機制御部14を介して、内燃機関EG、第1回転電機MG1、及び第2回転電機MG2の動作状態を制御する。
The
図4に示すように、1モータEVモード及びシリーズモード、並びに2モータEVモードは全車速域を担当し、パラレルモードは規定の車速から最高車速Vmまでの車速域を担当するように設定されている。また、2モータEVモードは、1モータEVモード及びシリーズモードと同一の車速において、それらのモードよりも高い要求駆動力の領域を担当するように設定されている。パラレルモードは、2モータEVモードと同一の車速において、2モータEVモードよりも高い要求駆動力の領域を担当するように設定されている。ここで、1モータEVモード及び2モータEVモードは、蓄電装置STの充電量(SOC)が規定値以上である場合にだけ選択されるモードである。したがって、車速及び要求駆動力が同じであっても、蓄電装置STの充電量(SOC)が規定値未満である場合には、シリーズモード又はパラレルモードが選択される。なお、充電量の規定値は、固定値であっても良いし、蓄電装置STの温度等に応じて変化する可変値であっても良い。いずれにしても、充電量の規定値は、車両の特性や使用条件等に応じて予め設定される。 As shown in FIG. 4, the 1-motor EV mode, the series mode, and the 2-motor EV mode are set to handle the entire vehicle speed range, and the parallel mode is set to handle the vehicle speed range from the specified vehicle speed to the maximum vehicle speed Vm. In addition, the 2-motor EV mode is set so as to handle a region of higher required driving force than those in the 1-motor EV mode and the series mode at the same vehicle speed. The parallel mode is set so as to handle a region of higher required driving force than in the two-motor EV mode at the same vehicle speed as in the two-motor EV mode. Here, the 1-motor EV mode and the 2-motor EV mode are modes that are selected only when the state of charge (SOC) of the power storage device ST is equal to or higher than a specified value. Therefore, even if the vehicle speed and the required driving force are the same, the series mode or parallel mode is selected when the state of charge (SOC) of power storage device ST is less than the specified value. Note that the prescribed value of the charge amount may be a fixed value, or may be a variable value that changes according to the temperature of the power storage device ST or the like. In any case, the specified value of the charge amount is set in advance according to vehicle characteristics, usage conditions, and the like.
図5に、各走行モードにおける、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2、及び内燃機関EGの作動状態を示す。図5では、車両が前進走行中に加速状態及び定速巡航状態である場合における、各部の作動状態を示している。なお、図5の第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の欄において、「○」は対象の係合装置が係合状態にあることを示し、「△」は対象の係合装置が係合状態及び解放状態のいずれか一方にあることを示し、空白は対象の係合装置が解放状態にあることを示している。 FIG. 5 shows operating states of the first engagement device CL1, the second engagement device CL2, the first rotary electric machine MG1, the second rotary electric machine MG2, and the internal combustion engine EG in each running mode. FIG. 5 shows the operating state of each part when the vehicle is in an acceleration state and a constant speed cruising state while the vehicle is traveling forward. In the columns of the first engaging device CL1 and the second engaging device CL2 in FIG. 5, "○" indicates that the target engaging device is in the engaged state, "Δ" indicates that the target engaging device is in either the engaged state or the released state, and blank indicates that the target engaging device is in the released state.
図5に示すように、1モータEVモードは、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2のうち、少なくとも第2係合装置CL2が解放状態に制御されることで実現される。したがって、1モータEVモードでは、内燃機関EGと出力部材2との間の駆動力の伝達が遮断されると共に、第1回転電機MG1と出力部材2との間の駆動力の伝達が遮断される。なお、第2回転電機MG2と出力部材2との間の動力伝達経路には係合装置が設けられていないため、それらの間の駆動力の伝達は走行モードに関係なく常に許容されている。1モータEVモードでは、第1回転電機MG1及び内燃機関EGの双方が停止状態に制御され、第2回転電機MG2が蓄電装置STからの電力の供給を受けて力行状態に制御される。このように、1モータEVモードは、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2、及び内燃機関EGのうち、第2回転電機MG2の駆動力のみを出力部材2に伝達させて車両を走行させる走行モードである。なお、1モータEVモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であると好適である。これは、1モータEVモードから、内燃機関EGが駆動されるモード(パラレルモード、シリーズモード)に移行する場合に、第1係合装置CL1の係合動作が不要となり、応答性を高めることができるためである。
As shown in FIG. 5, the 1-motor EV mode is realized by controlling at least the second engagement device CL2 out of the first engagement device CL1 and the second engagement device CL2 to be in the released state. Therefore, in the 1-motor EV mode, transmission of driving force between the internal combustion engine EG and the
2モータEVモードは、第1係合装置CL1が解放状態に制御され、第2係合装置CL2が係合状態に制御されることで実現される。したがって、2モータEVモードでは、内燃機関EGと出力部材2との間の駆動力の伝達が遮断される。一方で、第1回転電機MG1と出力部材2との間の駆動力の伝達は許容される。2モータEVモードでは、内燃機関EGが停止状態に制御され、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2の双方が蓄電装置STからの電力の供給を受けて力行状態に制御される。このように、2モータEVモードは、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2、及び内燃機関EGのうち、2つの回転電機MG1,MG2の駆動力を出力部材2に伝達させて車両を走行させる走行モードである。
The two-motor EV mode is realized by controlling the first engagement device CL1 to be in the released state and controlling the second engagement device CL2 to be in the engaged state. Therefore, in the two-motor EV mode, transmission of driving force between the internal combustion engine EG and the
パラレルモードは、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方が係合状態に制御されることで実現される。したがって、パラレルモードでは、内燃機関EGと出力部材2との間の駆動力の伝達が許容されると共に、第1回転電機MG1と出力部材2との間の駆動力の伝達が許容される。パラレルモードでは、内燃機関EGが駆動状態に制御される。また、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2のそれぞれが、運転者によるアクセルペダルの操作量及びブレーキペダルの操作量と、蓄電装置STの充電量とに応じて、力行状態及び発電状態のいずれかに制御される。このように、パラレルモードは、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2、及び内燃機関EGの全ての駆動力を出力部材2に伝達させて車両を走行させること、及び、内燃機関EGの駆動力を出力部材2に伝達させて車両を走行させつつ、内燃機関EGの駆動力の一部又は車両の慣性力により第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2の少なくとも一方で発電して蓄電装置STの充電を行うことのいずれか一方を行う走行モードである。なお、パラレルモードにおける定速巡航状態では、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2は力行も発電も行わない空転状態とされても良い。
The parallel mode is realized by controlling both the first engagement device CL1 and the second engagement device CL2 to be in the engaged state. Therefore, in the parallel mode, transmission of driving force between the internal combustion engine EG and the
シリーズモードは、第1係合装置CL1が係合状態に制御され、第2係合装置CL2が解放状態に制御されることで実現される。したがって、シリーズモードでは、内燃機関EGと第1回転電機MG1との間の駆動力の伝達は許容される。一方で、内燃機関EG及び第1回転電機MG1と出力部材2との間の駆動力の伝達が遮断される。シリーズモードでは、内燃機関EGが駆動状態に制御される。また、第1回転電機MG1が、内燃機関EGの駆動力により発電して、第2回転電機MG2及び蓄電装置STの少なくとも一方に電力を供給する発電状態となるように制御される。そして、第2回転電機MG2が、発電状態の第1回転電機MG1及び蓄電装置STの少なくとも一方からの電力の供給を受けて力行状態に制御される。このように、シリーズモードは、内燃機関EGの駆動力により第1回転電機MG1に発電を行わせつつ、第2回転電機MG2の駆動力を出力部材2に伝達させて車両を走行させる走行モードである。
The series mode is realized by controlling the first engagement device CL1 to be in the engaged state and controlling the second engagement device CL2 to be in the released state. Therefore, in the series mode, transmission of driving force between the internal combustion engine EG and the first rotary electric machine MG1 is allowed. On the other hand, transmission of driving force between the internal combustion engine EG and the first rotating electric machine MG1 and the
〔その他の実施形態〕
(1)上記の例では、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2の「出力能力」を、それらの「最大出力」として設計している場合について説明した。しかし、これに限定されることなく、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2の「出力能力」を、それらの「定格出力」として設計しても良い。ここで、回転電機の「定格出力」とは、当該回転電機が、規定の時間(例えば、1時間)、安定的に連続駆動可能な出力の上限値である。
[Other embodiments]
(1) In the above example, the case where the "output capacity" of the first rotating electric machine MG1 and the second rotating electric machine MG2 is designed as their "maximum output" has been described. However, without being limited to this, the "output capacity" of the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 may be designed as their "rated output". Here, the "rated output" of the rotating electrical machine is the upper limit of the output at which the rotating electrical machine can be stably and continuously driven for a specified period of time (for example, one hour).
(2)上記の実施形態では、第1回転電機MG1の出力能力と第2回転電機MG2の出力能力との合計が、蓄電装置STの出力と同等である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1回転電機MG1の出力能力と第2回転電機MG2の出力能力との合計が、蓄電装置STの出力よりも小さい構成としても良い。この場合において、第1回転電機MG1の入力能力と第2回転電機MG2の入力能力との合計が、蓄電装置STの出力と同等である構成としても好適である。ここで、回転電機の「入力能力」としては、例えば、当該回転電機の「最大入力」とし、或いは、当該回転電機の「定格入力」とすることができる。回転電機の「最大入力」は、当該回転電機の出力が最大出力である状態で、当該回転電機に入力される電力である。回転電機の「定格入力」は、当該回転電機の出力が定格出力である状態で、当該回転電機に入力される電力である。一般的に、回転電機の出力は入力される電力よりも小さくなる。したがって、このように構成すれば、第1回転電機MG1の出力能力と第2回転電機MG2の出力能力との合計が、蓄電装置STの出力よりも小さくなる。 (2) In the above-described embodiment, an example is described in which the total output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 is equal to the output of the power storage device ST. However, without being limited to such a configuration, a configuration may be adopted in which the total of the output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 is smaller than the output of the power storage device ST. In this case, a configuration in which the sum of the input capability of the first rotating electrical machine MG1 and the input capability of the second rotating electrical machine MG2 is equivalent to the output of the power storage device ST is also suitable. Here, the "input capacity" of the rotating electrical machine may be, for example, the "maximum input" of the rotating electrical machine, or the "rated input" of the rotating electrical machine. The “maximum input” of a rotating electrical machine is the electric power input to the rotating electrical machine in a state where the output of the rotating electrical machine is the maximum output. The "rated input" of a rotating electrical machine is the power input to the rotating electrical machine when the output of the rotating electrical machine is the rated output. In general, the output of a rotating electric machine is smaller than the input power. Therefore, with this configuration, the total of the output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 becomes smaller than the output of the power storage device ST.
(3)上記の実施形態では、第1回転電機MG1の出力能力と、内燃機関EGの出力能力とが同等である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1回転電機MG1の出力能力が内燃機関EGの出力能力よりも小さい構成としても良い。 (3) In the above embodiment, the configuration in which the output capability of the first rotary electric machine MG1 and the output capability of the internal combustion engine EG are the same has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, for example, a configuration in which the output capability of the first rotary electric machine MG1 is smaller than the output capability of the internal combustion engine EG may be employed.
(4)上記の実施形態では、第1回転電機MG1の出力能力と、第2回転電機MG2の出力能力とが同等である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1回転電機MG1の出力能力が第2回転電機MG2の出力能力よりも小さくても良いし、大きくても良い。 (4) In the above embodiment, the configuration in which the output capability of the first rotating electrical machine MG1 and the output capability of the second rotating electrical machine MG2 are equivalent has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, the output capability of the first rotating electrical machine MG1 may be smaller or larger than the output capability of the second rotating electrical machine MG2.
(5)上記の実施形態では、内燃機関EGから出力部材2までの動力伝達経路に、第1回転電機MG1のロータ(第1ロータRo1)と一体的に回転する回転部材(第1ロータ軸Ros1及び第2ギヤG2)が配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1回転電機MG1から出力部材2までの動力伝達経路に、入力部材1が配置された構成としても良い。
(5) In the above-described embodiment, the configuration in which the rotating member (the first rotor shaft Ros1 and the second gear G2) that rotates integrally with the rotor (the first rotor Ro1) of the first rotating electric machine MG1 is arranged in the power transmission path from the internal combustion engine EG to the
(6)上記の実施形態では、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2のそれぞれが噛み合い式係合装置である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の少なくとも一方が、例えば、油圧によって摩擦部材同士の係合の状態が制御される油圧式の摩擦係合装置であっても良い。 (6) In the above embodiment, the configuration in which each of the first engagement device CL1 and the second engagement device CL2 is a meshing engagement device has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, at least one of the first engagement device CL1 and the second engagement device CL2 may be, for example, a hydraulic friction engagement device in which the state of engagement between the friction members is controlled by hydraulic pressure.
(7)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。 (7) It should be noted that the configurations disclosed in the respective embodiments described above can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction. Regarding other configurations, the embodiments disclosed in this specification are merely examples in all respects. Therefore, various modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present disclosure.
〔上記実施形態の概要〕
以下では、上記において説明した車両用駆動装置(100)の概要について説明する。
[Overview of the above embodiment]
Below, the outline|summary of the vehicle drive device (100) demonstrated above is demonstrated.
車両用駆動装置(100)は、
内燃機関(EG)に駆動連結される入力部材(1)と、
車輪(W)に駆動連結される出力部材(2)と、
第1回転電機(MG1)及び第2回転電機(MG2)と、
前記第1回転電機(MG1)及び前記第2回転電機(MG2)と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置(ST)と、
前記入力部材(1)と前記第1回転電機(MG1)とを駆動連結する第1伝達系(T1)と、
前記第1回転電機(MG1)と前記出力部材(2)とを駆動連結する第2伝達系(T2)と、
前記第2回転電機(MG2)と前記出力部材(2)とを駆動連結する第3伝達系(T3)と、
前記第1伝達系(T1)における動力伝達を断接する第1係合装置(CL1)と、
前記第2伝達系(T2)における動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、を備え、
前記第1回転電機(MG1)の出力能力と前記第2回転電機(MG2)の出力能力との合計が、前記蓄電装置(ST)の出力以下である。
The vehicle drive device (100) includes:
an input member (1) drivingly connected to an internal combustion engine (EG);
an output member (2) drivingly connected to the wheel (W);
a first rotating electrical machine (MG1) and a second rotating electrical machine (MG2);
a power storage device (ST) electrically connected to the first rotating electrical machine (MG1) and the second rotating electrical machine (MG2) and configured to be chargeable from outside the vehicle;
a first transmission system (T1) drivingly connecting the input member (1) and the first rotating electric machine (MG1);
a second transmission system (T2) drivingly connecting the first rotating electrical machine (MG1) and the output member (2);
a third transmission system (T3) drivingly connecting the second rotating electric machine (MG2) and the output member (2);
a first engagement device (CL1) for connecting and disconnecting power transmission in the first transmission system (T1);
a second engagement device (CL2) for connecting and disconnecting power transmission in the second transmission system (T2);
The sum of the output capability of the first rotating electrical machine (MG1) and the output capability of the second rotating electrical machine (MG2) is equal to or less than the output of the power storage device (ST).
この構成によれば、蓄電装置(ST)から第1回転電機(MG1)と第2回転電機(MG2)との双方に同時に電力を供給して、それらの双方を出力能力に応じた出力で同時に力行させることができる。これにより、様々な車速域において、第1回転電機(MG1)と第2回転電機(MG2)との双方を力行させて、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第2回転電機(MG2)の出力を大きく確保する必要性を低減でき、第2回転電機(MG2)の大型化を抑制できる。その結果、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置(100)の大型化を抑制することができる。 According to this configuration, electric power can be simultaneously supplied from the power storage device (ST) to both the first rotating electric machine (MG1) and the second rotating electric machine (MG2), and both of them can be simultaneously powered with an output corresponding to the output capability. As a result, both the first rotating electric machine (MG1) and the second rotating electric machine (MG2) can be powered in various vehicle speed ranges, and the driving force thereof can be used for running the vehicle. Therefore, it is possible to reduce the need to ensure a large output of the second rotating electrical machine (MG2), and to suppress the enlargement of the second rotating electrical machine (MG2). As a result, it is possible to suppress an increase in the size of the drive device (100) for a series-parallel hybrid vehicle.
ここで、前記第1回転電機(MG1)の定格回転速度は、最高車速(Vm)での前記出力部材(2)の回転速度に、前記第2伝達系(T2)の変速比を乗じて算出される値以上であると好適である。 Here, it is preferable that the rated rotational speed of the first rotary electric machine (MG1) is equal to or higher than a value calculated by multiplying the rotational speed of the output member (2) at the maximum vehicle speed (Vm) by the gear ratio of the second transmission system (T2).
この構成によれば、全車速域において、第1回転電機(MG1)を力行させ、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第2回転電機(MG2)の出力を大きく確保する必要性を更に低減でき、第2回転電機(MG2)の大型化を更に抑制できる。 According to this configuration, the first rotating electrical machine (MG1) can be power-running in all vehicle speed ranges, and the driving force thereof can be used for running the vehicle. Therefore, it is possible to further reduce the need to ensure a large output of the second rotating electrical machine (MG2), and to further suppress an increase in the size of the second rotating electrical machine (MG2).
また、前記第1回転電機(MG1)の出力能力と前記第2回転電機(MG2)の出力能力との合計が、前記蓄電装置(ST)の出力と同等であると好適である。 Further, it is preferable that the sum of the output capability of the first rotating electrical machine (MG1) and the output capability of the second rotating electrical machine (MG2) is equal to the output of the power storage device (ST).
この構成によれば、第1回転電機(MG1)と第2回転電機(MG2)との双方を同時に力行させるための電力の供給を確保しつつ、蓄電装置(ST)の出力が、第1回転電機(MG1)の出力能力と前記第2回転電機(MG2)の出力能力との合計と比べて過剰に大きくなることを回避できる。したがって、蓄電装置(ST)の大きさを適正化することができる。 According to this configuration, it is possible to prevent the output of the power storage device (ST) from becoming excessively large compared to the sum of the output capability of the first rotating electric machine (MG1) and the output capability of the second rotating electric machine (MG2), while ensuring the supply of electric power for powering both the first rotating electric machine (MG1) and the second rotating electric machine (MG2) at the same time. Therefore, the size of the power storage device (ST) can be optimized.
また、前記第1回転電機(MG1)の出力能力と、前記内燃機関(EG)の出力能力とが同等であると好適である。 Moreover, it is preferable that the output capability of the first rotary electric machine (MG1) and the output capability of the internal combustion engine (EG) are equivalent.
この構成によれば、シリーズモードにおいて、内燃機関(EG)の駆動力による第1回転電機(MG1)の発電を効率良く行うことができる。 According to this configuration, in the series mode, the first rotating electric machine (MG1) can efficiently generate power using the driving force of the internal combustion engine (EG).
また、前記第1回転電機(MG1)の出力能力と、前記第2回転電機(MG2)の出力能力とが同等であると好適である。 Further, it is preferable that the output capability of the first rotating electrical machine (MG1) and the output capability of the second rotating electrical machine (MG2) are equivalent.
この構成によれば、シリーズモードにおいて、第1回転電機(MG1)によって発電されて蓄電装置(ST)に供給された電力と、蓄電装置(ST)から第2回転電機(MG2)に供給される電力との均衡を図り易くなる。これにより、蓄電装置(ST)の負荷を低減することができる。その結果、蓄電装置(ST)の寿命を長く確保し易くなる。 According to this configuration, in the series mode, the power generated by the first rotating electrical machine (MG1) and supplied to the power storage device (ST) and the power supplied from the power storage device (ST) to the second rotating electrical machine (MG2) are easily balanced. Thereby, the load on the power storage device (ST) can be reduced. As a result, it becomes easier to ensure a long life of the power storage device (ST).
また、前記内燃機関(EG)から前記出力部材(2)までの動力伝達経路に、前記第1回転電機(MG1)のロータ(Ro1)と一体的に回転する回転部材(Ros1,第2ギヤG2)が配置されていると好適である。 Further, it is preferable that a rotating member (Ros1, second gear G2) that rotates integrally with the rotor (Ro1) of the first rotating electric machine (MG1) is arranged in the power transmission path from the internal combustion engine (EG) to the output member (2).
一般的に、内燃機関(EG)から出力部材(2)までの動力伝達経路の変速比は、内燃機関(EG)の効率が高い回転速度を利用し易いように、比較的小さく設定されている。そのため、本構成によれば、第1回転電機(MG1)から出力部材(2)までの動力伝達経路の変速比も比較的小さくなる。これにより、高速で車両を走行させる場合であっても、第1回転電機(MG1)の回転速度が高くなり過ぎず、効率の良い回転速度で第1回転電機(MG1)を駆動させることが容易となる。 In general, the transmission gear ratio of the power transmission path from the internal combustion engine (EG) to the output member (2) is set relatively small so as to easily utilize the high-efficiency rotational speed of the internal combustion engine (EG). Therefore, according to this configuration, the gear ratio of the power transmission path from the first rotating electric machine (MG1) to the output member (2) is also relatively small. As a result, even when the vehicle is driven at high speed, the rotational speed of the first rotating electric machine (MG1) does not become too high, and it becomes easy to drive the first rotating electric machine (MG1) at an efficient rotational speed.
本開示に係る技術は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置に利用することができる。 The technology according to the present disclosure can be used in a series-parallel hybrid vehicle drive system.
100 :車両用駆動装置
1 :入力部材
2 :出力部材
MG1 :第1回転電機
MG2 :第2回転電機
ST :蓄電装置
T1 :第1伝達系
T2 :第2伝達系
T3 :第3伝達系
CL1 :第1係合装置
CL2 :第2係合装置
EG :内燃機関
W :車輪
100: Vehicle drive device 1: Input member 2: Output member MG1: First rotating electrical machine MG2: Second rotating electrical machine ST: Power storage device T1: First transmission system T2: Second transmission system T3: Third transmission system CL1: First engagement device CL2: Second engagement device EG: Internal combustion engine W: Wheel
Claims (5)
車輪に駆動連結される出力部材と、
第1回転電機及び第2回転電機と、
前記第1回転電機及び前記第2回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
前記入力部材と前記第1回転電機とを駆動連結する第1伝達系と、
前記第1回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第2伝達系と、
前記第2回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第3伝達系と、
前記第1伝達系における動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第2伝達系における動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記第1回転電機の出力能力と前記第2回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下であり、
前記第1回転電機の定格回転速度は、最高車速での前記出力部材の回転速度に、前記第2伝達系の変速比を乗じて算出される値以上である、車両用駆動装置。 an input member drivingly connected to an internal combustion engine;
an output member drivingly connected to the wheel;
a first rotating electrical machine and a second rotating electrical machine;
a power storage device electrically connected to the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine and configured to be charged from outside the vehicle;
a first transmission system drivingly connecting the input member and the first rotating electrical machine;
a second transmission system drivingly connecting the first rotating electric machine and the output member;
a third transmission system drivingly connecting the second rotating electric machine and the output member;
a first engagement device for connecting and disconnecting power transmission in the first transmission system;
a second engagement device that connects and disconnects power transmission in the second transmission system,
the sum of the output capability of the first rotating electrical machine and the output capability of the second rotating electrical machine is equal to or less than the output of the power storage device ;
The vehicle driving device, wherein the rated rotational speed of the first rotating electric machine is equal to or higher than a value calculated by multiplying the rotational speed of the output member at the maximum vehicle speed by the gear ratio of the second transmission system.
車輪に駆動連結される出力部材と、
第1回転電機及び第2回転電機と、
前記第1回転電機及び前記第2回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
前記入力部材と前記第1回転電機とを駆動連結する第1伝達系と、
前記第1回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第2伝達系と、
前記第2回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第3伝達系と、
前記第1伝達系における動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第2伝達系における動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記第1回転電機の出力能力と前記第2回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下であり、
前記第1回転電機の出力能力と、前記第2回転電機の出力能力とが同等である、車両用駆動装置。 an input member drivingly connected to an internal combustion engine;
an output member drivingly connected to the wheel;
a first rotating electrical machine and a second rotating electrical machine;
a power storage device electrically connected to the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine and configured to be charged from outside the vehicle;
a first transmission system drivingly connecting the input member and the first rotating electrical machine;
a second transmission system drivingly connecting the first rotating electric machine and the output member;
a third transmission system drivingly connecting the second rotating electric machine and the output member;
a first engagement device for connecting and disconnecting power transmission in the first transmission system;
a second engagement device that connects and disconnects power transmission in the second transmission system,
the sum of the output capability of the first rotating electrical machine and the output capability of the second rotating electrical machine is equal to or less than the output of the power storage device;
A vehicle driving device , wherein the output capability of the first rotating electrical machine is equal to the output capability of the second rotating electrical machine .
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