车辆用驱动装置制造方法

车辆用驱动装置制造方法
【专利摘要】具备：第一原动机(MG1)；第二原动机(MG2)；及差动机构(10)，具有连接有第一原动机的第一旋转要素(11)、连接有第二原动机的第二旋转要素(13)、连接有驱动轮的第三旋转要素(14)，在差动机构的共线图中，第一旋转要素与第二旋转要素隔着第三旋转要素而相互处于不同侧，在第一原动机及第二原动机中的一方原动机能够输出的控制量的范围内，确定不能选择作为目标控制量的区域。
【专利说明】车辆用驱动装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆用驱动装置。

【背景技术】
[0002] 以往，公知有具有多个原动机的车辆。例如，专利文献1中公开了一种具有两个电 力设备且以电动车驾驶状态进行工作的混合动力车的范围的最大化的技术。在专利文献1 中公开了一种使两个电力设备产生牵引转矩而行驶的技术。
[0003] 专利文献1 :美国专利申请公开第2008/0125928号说明书


【发明内容】

[0004] 以与差动机构连接的两个原动机为动力源而行驶时，对于各个原动机的动作的自 由度高时的控制方法，以往没有进行充分的研究。例如，希望能够提高两个原动机的输出分 担、动作点的选择的自由度高时的效率。
[0005] 本发明的目的在于提供一种能够提高以与差动机构连接的两个原动机为动力源 行驶时的效率的车辆用驱动装置。
[0006] 本发明的车辆用驱动装置的特征在于，具备：第一原动机；第二原动机；及差动机 构，具有连接有上述第一原动机的第一旋转要素、连接有上述第二原动机的第二旋转要素、 连接有驱动轮的第三旋转要素，在上述差动机构的共线图中，上述第一旋转要素与上述第 二旋转要素隔着上述第三旋转要素而相互处于不同侧，在上述第一原动机及上述第二原动 机中的一方原动机能够输出的控制量的范围内，确定不能选择作为目标控制量的区域。
[0007] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，不能选择作为上述目标控制量的区域被确 定有多个，且相互不连续。
[0008] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，能够选择作为上述一方原动机的目标控制 量的控制量在上述一方原动机能够输出的控制量的范围内被离散地确定有多个点。
[0009] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，以实现对车辆的要求输出的方式决定上述 另一方原动机的目标控制量。
[0010] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，在使上述第一原动机及上述第二原动机中 的任一原动机的控制量变化的期间，禁止另一方原动机的控制量变化。
[0011] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，基于对车辆的要求输出，使上述一方原动机 的控制量比上述另一方原动机的控制量先变化为目标控制量。
[0012] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，在对车辆发出了加速要求时，使上述第一原 动机及上述第二原动机中的惯性小的原动机的控制量优先变化。
[0013] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，上述第一原动机及上述第二原动机分别是 旋转电机，在对车辆发出了减速要求时，使上述第一原动机及上述第二原动机中的惯性大 的原动机的控制量优先变化。
[0014] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，上述第一原动机及上述第二原动机分别是 旋转电机，在对车辆发出了减速要求时，若为高车速，则使上述第一原动机及上述第二原动 机中的惯性大的原动机的控制量优先变化，若为低车速，则使上述第一原动机及上述第二 原动机中的惯性小的原动机的控制量优先变化。
[0015] 在上述车辆用驱动装置中，优选的是，上述一方原动机的多个控制量中的、确定不 能选择作为目标控制量的区域的控制量是转矩或转速中的至少任一方。
[0016] 发明效果
[0017] 本发明的车辆用驱动装置具备：第一原动机；第二原动机；及差动机构，具有连接 有第一原动机的第一旋转要素、连接有第二原动机的第二旋转要素、连接有驱动轮的第三 旋转要素。在差动机构的共线图中，第一旋转要素与第二旋转要素隔着第三旋转要素而相 互处于不同侧。在第一原动机及第二原动机中的一方原动机能够输出的控制量的范围内， 确定不能选择作为目标控制量的区域。根据本发明的车辆用驱动装置，起到能够提高将与 差动机构连接的两个原动机作为动力源行驶时的效率的效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1是表示本发明的实施方式的车辆用驱动装置的动作的流程图。
[0019] 图2是实施方式的车辆的简要结构图。
[0020] 图3是表示行星齿轮机构的结构及与各旋转电机的连接的一例的图。
[0021] 图4是行星齿轮机构的共线图。
[0022] 图5是表示实施方式的车辆用驱动装置中的各旋转要素的动作图像的图。
[0023] 图6是说明第二旋转电机的动作点的选择方法的图。
[0024] 图7是说明第一旋转电机的动作点的选择方法的图。
[0025] 图8是说明转速差的阈值的图。

【具体实施方式】
[0026] 以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式的车辆用驱动装置。另外，本发明并 未限定于该实施方式。而且，下述的实施方式中的结构要素包括本领域技术人员能够容易 地想到的要素或者实质上相同的要素。
[0027][实施方式]
[0028] 参照图1至图7,对实施方式进行说明。本实施方式关于车辆用驱动装置。图1是 表示本发明的实施方式的车辆用驱动装置1-1的动作的流程图，图2是实施方式的车辆100 的简要结构图。
[0029] 图2所示的车辆100构成为包含第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、行星齿轮 机构10、输出齿轮20、差动装置30、驱动轴31、驱动轮32及E⑶50。车辆100是例如能够以 第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2为动力源行驶的电动车（EV)。另外，车辆100也可 以是还具备发动机作为动力源的混合动力车辆。
[0030] 本实施方式的车辆用驱动装置1-1构成为包含第一旋转电机MG1、第二旋转电机 MG2及行星齿轮机构10。另外，车辆用驱动装置1-1可以构成为还包含E⑶50。
[0031] 第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2分别具备作为马达（电动机）的功能和作 为发电机的功能。第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2经由逆变器而与蓄电池连接。第 一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2能够将从蓄电池供给的电力转换成机械性的动力而输 出，并且能够由输入的动力来驱动而将机械性的动力转换成电力。由旋转电机MG1、MG2发 电产生的电力能够蓄积于蓄电池。作为第一旋转电机MG 1及第二旋转电机MG2，可以使用例 如交流同步型的电动发电机。
[0032] 在本实施方式中，第一旋转电机MG1对应于第一原动机，第二旋转电机MG2对应于 第二原动机。另外，并不局限于此，也可以取代第一旋转电机MG1而配置其他公知的原动机 例如发动机。而且，也可以取代第二旋转电机MG2而配置其他公知的原动机例如发动机。 第一原动机及第二原动机可以设为能够将能量转换成旋转运动而输出的任意的原动机。另 夕卜，发动机优选具备起动器等起动装置，或者能够自行起动。
[0033] 行星齿轮机构10对应于差动机构。图3是表示行星齿轮机构10的结构及与各旋 转电机MG1、MG2的连接的一例的图。行星齿轮机构10是单小齿轮式，具有太阳轮11、小齿 轮12、齿圈13及行星架14。齿圈13配置于与太阳轮11同轴的轴线上且太阳轮11的径向 夕卜侧。小齿轮12配置于太阳轮11与齿圈13之间，与太阳轮11及齿圈13分别啮合。小齿 轮12由行星架14支承为旋转自如。行星架14在与太阳轮11同轴的轴线上被支承为旋转 自如。
[0034] 在本实施方式中，行星齿轮机构10具有太阳轮11、行星架14、齿圈13这三个旋转 要素。太阳轮11与第一旋转电机MG1连接，并与第一旋转电机MG1的转子一体旋转。齿圈 13与第二旋转电机MG2连接，并与第二旋转电机MG2的转子一体旋转。行星架14与输出齿 轮20连接，并与输出齿轮20 -体旋转。在本实施方式中，太阳轮11对应于第一旋转要素， 齿圈13对应于第二旋转要素，行星架14对应于第三旋转要素。
[0035] 返回到图2,输出齿轮20与差动装置30的差速器齿圈30a啮合。差动装置30经 由左右驱动轴31而与驱动轮32连接。即，行星架14经由输出齿轮20、差动装置30及驱动 轴31而与驱动轮32连接。
[0036] 在车辆100搭载有E⑶50。E⑶50是具有计算机的电子控制单元。E⑶50具有作为 对车辆100的各部进行控制的控制装置的功能。ECU50与第一旋转电机MG1及第二旋转电 机MG2连接，能够控制第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2。另外，在车辆100搭载有发 动机时，ECU50也能够控制发动机。
[0037] 图4是行星齿轮机构10的共线图。在共线图中，左侧的轴表示太阳轮11及第一 旋转电机MG1的转速，中央的轴表示行星架14及输出齿轮20的转速，右侧的轴表示齿圈13 及第二旋转电机MG2的转速。如图4所示，在共线图中，行星架14即第三旋转要素位于太 阳轮11与齿圈13之间。换言之，在共线图中，隔着作为输出轴的行星架14,第一旋转电机 MG1及太阳轮11与第二旋转电机MG2及齿圈13相互位于不同侧。
[0038] 通过这样的共线图上的配置，车辆用驱动装置1-1成为能够对于同一车速使第一 旋转电机MG1的转速及第二旋转电机MG2的转速变化的转速选择式。对于车辆要求的行星 架14的转速，第一旋转电机MG1的转速（以下，也简称为"MG1转速"）与第二旋转电机MG2 的转速（以下，也简称为"MG2转速"）相互具有关联且能够选择。
[0039] 另一方面，第一旋转电机MG1的转矩（以下，也简称为"MG1转矩"）与第二旋转电 机MG2的转矩（以下，也简称为"MG2转矩"）之比被唯一决定。MG1转矩与MG2转矩的转矩 比由行星齿轮机构10的传动比决定。具体而言，在太阳轮11与行星架14的传动比为1、行 星架14与齿圈13的传动比为P时，太阳轮11的转矩分担率由下述式（1)表示，齿圈13 的转矩分担率由下述式（2)表示。
[0040] p /(1+p )··· (1)
[0041] l/(l+p )- (2)
[0042] 即，基于对车辆100的要求转矩等要求值，通过上述分担率分别决定第一旋转电 机MG1应输出的MG1转矩及第二旋转电机MG2应输出的MG2转矩。例如，在从行星架14输 出的转矩的要求值为Tout时，MG1转矩Tmgl由下述式（3)决定，MG2转矩Tmg2由下述式 ⑷决定。
[0043] Tmgl = Tout X P / (1+ P )... (3)
[0044] Tmg2 = Tout X 1/ (1+ p )... (4)
[0045] 在此，在能够选择MG1转速及MG2转速的齿轮传动系统中，关于如何控制两个旋转 电机MG1、MG2的动作，以往没有进行充分的研究。例如，在使MG1转速及MG2转速同时变动 时，控制可能复杂化。而且，希望以能够减少损失的方式控制各旋转电机MG1、MG2。
[0046] 本实施方式的车辆用驱动装置1-1使两个旋转电机MG1、MG2中的一方以从预先设 定的几个备选点中选择出的动作点动作，详细的车速、驱动力由另一方旋转电机设定。艮P， 一方旋转电机进行阶跃动作，另一方旋转电机进行线性动作。
[0047] 图5是表示本实施方式的车辆用驱动装置1-1中的各旋转要素的动作图像的图。 在本实施方式中，第二旋转电机MG2是进行阶跃动作的旋转电机，第一旋转电机MG1成为实 现详细的车速、驱动力的旋转电机。在本实施方式中，第二旋转电机MG2的惯性大于第一旋 转电机MG1的惯性。即，在本实施方式中，惯性相对大的第二旋转电机MG2作为进行阶跃动 作的旋转电机，惯性相对小的第一旋转电机MG1作为进行线性动作的旋转电机。第一旋转 电机MG1的目标控制量即第一旋转电机MG1的转速及转矩的目标值被决定为能够实现对车 辆100的要求输出的值。第一旋转电机MG1的目标控制量被容许在第一旋转电机MG1能够 输出的控制量的范围内任意决定。
[0048] 如图5所示，在第二旋转电机MG2的转速中，作为能够选择的控制量的点而预先规 定多个备选点（三角形记号、四边形记号、星形记号）。这些备选点在第二旋转电机MG2能 够输出的转速的范围内被确定，相互不连续，是离散的。
[0049] 例如，相邻的备选点彼此的间隔比在第二旋转电机MG2中使转速连续变化时的最 小阶跃幅度大。第二旋转电机MG2的目标转速从备选点的转速中选择。备选点以外的区域 例如各备选点之间的转速不能选择作为第二旋转电机MG2的目标转速。即，在第二旋转电 机MG2能够输出的转速的范围内，确定不能选择作为目标转速的区域。而且，不能选择作为 目标转速的区域隔着备选点而不连续地确定，且确定多个不能选择的区域。
[0050] 对于第二旋转电机MG2的转矩也同样。在本实施方式中，第二旋转电机MG2的目 标动作点从后述的备选动作点X1、X2、X3(参照图6)中选择。因此，在第二旋转电机MG2能 够输出的转矩的范围内，确定不能选择作为目标转矩的区域。
[0051] 另外，对于第二旋转电机MG2的转速或转矩的任一个，也可以不确定不能选择作 为目标控制量的区域。而且，也可以取代第二旋转电机MG2,对于第一旋转电机MG1的控制 量，在能够输出的控制量的范围内确定不能选择作为目标控制量的区域。
[0052] 通过从离散地配置的备选点中选择第二旋转电机MG2的目标转速，第二旋转电机 MG2能够作为使输出转速有级地变化的有级变速机发挥功能。
[0053] 另一方面，第一旋转电机MG1的目标转速可以设为任意的转速。S卩，第一旋转电机 MG1能够作为使输出转速无级地变化的无级变速机（CVT)发挥功能。在本实施方式中，使第 一旋转电机MG1的目标转速变化时的目标转速的最小变化量小于使第二旋转电机MG2的目 标转速变化时的目标转速的最小变化量。
[0054] 车辆用驱动装置1-1在基于对车辆100的要求输出而使动作点变化时，使第二旋 转电机MG2的动作点比第一旋转电机MG1的动作点先向目标动作点移动。即，使第二旋转 电机MG2的控制量比第一旋转电机MG1的控制量先向目标控制量变化。
[0055] 图6是说明第二旋转电机MG2的动作点的选择方法的图，图7是说明第一旋转电 机MG1的动作点的选择方法的图。在图6及图7中，横轴表示转速，纵轴表示转矩。另外， 正旋转的方向是车辆100前进时的行星架14及输出齿轮20的旋转方向。
[0056] 在图6中，虚线Pll、P12、P13、P14、P15、P16表示等动力线。而且，在图7中，虚 线P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28表示等动力线。这些动力线将动力相等的动作点 彼此连接。而且，图6的实线101及图7的实线102分别表示最佳动作线。第二旋转电机 MG2的最佳动作线（以下，也简称为"MG2最佳动作线"）101将能够以高效率使第二旋转电 机MG2动作的动作点彼此连接。MG2最佳动作线101例如将各等动力线P11、P12、P13、P14、 P15、P16上的第二旋转电机MG2的效率最高的动作点连接。
[0057] MG2最佳动作线101上的点XI、X2、X3是预先规定的备选动作点。第二旋转电机 MG2的目标动作点从备选动作点X1、X2、X3之中选择。换言之，禁止将除备选动作点X1、X2、 X3以外的动作点作为目标动作点。另外，在过渡状态等中，也可以容许以除备选动作点XI、 X2、X3以外的动作点进行动作。
[0058] 第一旋转电机MG1的最佳动作线（以下，简称为"MG1最佳动作线"）102将能够以 高效率使第一旋转电机MG1动作的动作点彼此连接。MG1最佳动作线102例如将各等动力 线P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28上的第一旋转电机MG1的效率最高的动作点连接。
[0059] E⑶50例如如以下说明那样决定第二旋转电机MG2的目标动作点。E⑶50例如基 于油门开度和车速来算出对车辆1〇〇的要求动力。从行星架14输出的转矩的要求值Tout 能够基于要求动力、车轮旋转速度及从行星架14到驱动轮32的减速比而算出。ECU50根据 转矩的要求值Tout，基于上式（4)来决定MG2转矩Tmg2。
[0060] ECU50基于决定的MG2转矩Tmg2,从备选动作点XI、X2、X3之中选择目标动作点。 ECU50例如可以选择与决定的MG2转矩Tmg2的转矩差最小且与当前的MG2转速的转速差小 的备选动作点作为目标动作点。或者ECU50可以选择备选动作点XI、X2、X3中的与当前的 MG2转速的转速差最小的备选动作点作为目标动作点。或者，ECU50可以选择与对应于决定 的MG2转矩Tmg2和预定转速的等动力线的动力差最小的备选动作点作为目标动作点。预 定转速可以设为例如当前的MG2转速、行星架14的转速、相对于行星架14的转速而预先规 定的MG2转速等。
[0061] 另外，ECU50可以在备选动作点X1、X2、X3中，从与决定的MG2转矩Tmg2的转矩差 小的动作点之中选择与当前的MG2转速的转速差最小的备选动作点作为目标动作点。
[0062] 在选择与当前的MG2转速的转速差小的备选动作点作为目标动作点时，能够减少 使第二旋转电机MG2的动作点移动时的惯性损失。而且，通过选择与当前的MG2转速的转 速差小的备选动作点作为目标动作点，即使对车辆100的要求发生些许变动，也大多会再 次选择当前的动作点作为目标动作点。其结果是，第二旋转电机MG2的动作点的变动的程 度减少，惯性损失减少。
[0063] E⑶50基于决定的第二旋转电机MG2的目标动作点，来控制第二旋转电机MG2。 ECU50在第二旋转电机MG2的动作点移动至目标动作点时，使第二旋转电机MG2在该目标动 作点稳定地动作。
[0064] 另一方面，ECU50基于第二旋转电机MG2的目标动作点或实际动作点和对车辆100 的要求来决定第一旋转电机MG1的动作点。例如，E⑶50基于转矩的要求值Tout，通过上述 式⑶来算出第一旋转电机MG1的目标的MG1转矩Tmgl。而且，基于车速和MG2转速来决 定MG1转速。E⑶50将由决定的MG1转速和作为第一旋转电机MG1的目标的MG1转矩Tmgl 而决定的动作点作为假设目标动作点。
[0065] ECU50例如可以将假设目标动作点直接作为第一旋转电机MG1的目标动作点。或 者可以将MG1最佳动作线102上的假设目标动作点的附近的点作为第一旋转电机MG1的目 标动作点。
[0066] 另外，E⑶50可以将能够实现转矩的要求值Tout的MG1最佳动作线102上的动作 点作为第一旋转电机MG1的目标动作点。此外，为了能够实现车辆要求输出而可以通过其 他方法来决定第一旋转电机MG1的目标动作点。
[0067] 在图7中示出与图6的备选动作点XI、X2、X3对应的第一旋转电机MG1的目标动 作点Y1、Y2、Y3的一例。例如，在将备选动作点XI作为第二旋转电机MG2的目标动作点时， 第一旋转电机MG1的目标动作点为Υ1所示的动作点。
[0068] 在此，如图7所示，设定第一旋转电机MG1的推荐动作区域R1。推荐动作区域R1 被确定作为MG1最佳动作线102的附近的区域。另外，在图7中，推荐动作区域R1为矩形 的区域，但没有限定为此形状。推荐动作区域R1可以被确定作为例如第一旋转电机MG1的 效率为预定值以上的动作点的集合。
[0069] 例如在决定的第一旋转电机MG1的目标动作点不是推荐动作区域R1内的动作点 时，ECU50可以重新选择第二旋转电机MG2的目标动作点。例如，在决定的第一旋转电机MG 1 的目标动作点相对于推荐动作区域R1而偏向低旋转侧时，以能够进行比第一旋转电机MG1 的目标转速高的高速旋转的方式再选择第二旋转电机MG2的目标动作点。例如，选择备选 动作点XI、Χ2、Χ3中的比到目前为止的第二旋转电机MG2的目标动作点靠低旋转侧的备选 动作点作为新的目标动作点。
[0070] 通过这样的反馈控制，能够提高两个旋转电机MG1、MG2的综合性的效率。
[0071] 接下来，参照图1，说明本实施方式的控制。图1所示的控制流程在车辆100的停 车中或行驶中被执行，且以例如预定的间隔反复执行。
[0072] 首先，在步骤S1中，通过Ε⑶50,判定车辆要求输出是否存在变化。在步骤S1中， 判定使旋转电机MG1、MG2的动作点变化那样的车辆要求输出的变化是否发生。ECU50例如 基于对车辆100的要求动力、要求驱动力、要求转矩等的变化而进行步骤S1的判定。例如， 在对车辆100的要求输出的变动量为预定值以上时，可以在步骤S1中作出肯定判定。在步 骤S1的判定的结果是被判定为车辆要求输出存在变化时（步骤S1-Y)，前进至步骤S2,否 则的话（步骤S1-N)，则本控制流程结束。
[0073] 在步骤S2中，通过ECU50,判定步骤S1的车辆要求输出的变化是否为输出UP要 求。在步骤S2中，判定是否发出了加速要求。在车辆要求输出的变化是向使车辆100加速 的一侧的变化时，ECU50能够在步骤S2中进行肯定判定。在步骤S2的判定的结果是判定 为发出了输出UP要求时（步骤S2-Y)，前进至步骤S3,否则的话（步骤S2-N)，则前进至步 骤S7。
[0074] 在步骤S3中，通过E⑶50,判定是否为由惯性小的旋转电机能够应对的输出。 ECU50判定通过惯性小的旋转电机、在本实施方式中为第一旋转电机MG1的控制能否实现 车辆要求输出。更具体而言，ECU50判定在将第二旋转电机MG2的动作点维持成当前的动 作点的状态下通过使第一旋转电机MG1的动作点变化是否能够实现车辆要求输出例如要 求动力。
[0075] ECU50例如判定能够实现车辆要求输出的第一旋转电机MG1的动作点是否存在于 容许动作区域内。容许动作区域例如可以是能够输出的最大转矩、最大转速的范围内的动 作点的区域，也可以是从效率等的观点出发而假设先规定的最大转矩、最大转速的范围内 的动作点的区域。在通过容许动作区域进行步骤S3的判定的情况下，在能够实现车辆要求 输出的第一旋转电机MG1的动作点处于容许动作区域内时，作出肯定判定，在处于容许动 作区域外时，作出否定判定。
[0076] 在步骤S3的判定的结果是判定为由惯性小的旋转电机能够应对的输出时（步骤 S3-Y)，前进至步骤S4,否则的话（步骤S3-N)，则前进至步骤S8。
[0077] 在步骤S4中，通过ECU50,使惯性小的旋转电机即第一旋转电机MG1的动作点移 动。ECU50以实现车辆要求输出的方式使第一旋转电机MG1的动作点向目标动作点移动。 当执行步骤S4时，前进至步骤S5。
[0078] 在步骤S5中，通过E⑶50判定是否到达目标动作点。E⑶50判定第一旋转电机MG1 的动作点是否到达能够实现车辆要求输出的目标动作点。在该判定的结果是判定为到达目 标动作点时（步骤S5-Y)，前进至步骤S6,否则的话（步骤S5-N)，向步骤S4转移。
[0079] 在步骤S7中，通过E⑶50判定车速是否为阈值以上。在本实施方式中，在发出了 减速要求时（步骤S2-N)，基于车速来决定使第一旋转电机MG1或第二旋转电机MG2中的哪 一个动作点优先动作。ECU50相对于再生（减速）要求而在车速域高的状态下使惯性大的 旋转电机、在本实施方式中为第二旋转电机MG2的再生发电优先。由此，能够使第二旋转电 机MG2的转速下降。通过使MG2转速下降，能够抑制以高旋转使第二旋转电机MG2继续动 作所造成的损失。
[0080] 另一方面，ECU50相对于再生要求而在车速域低的状态下使惯性小的旋转电机、在 本实施方式中为第一旋转电机MG1的再生发电优先。由此，能够使第一旋转电机MG1的转 速下降。通过使MG1转速下降，当存在再加速要求时，通过惯性小的第一旋转电机MG1能够 高响应地实现加速。而且，使第一旋转电机MG1的再生发电优先，并抑制第二旋转电机MG2 的转速的变动，由此通过旋转维持的动力能够整体性地以损失减少为目标。根据本实施方 式的车辆用驱动装置1-1，能够兼顾再生量提高和再加速时的响应性提高。
[0081] 在步骤S7的判定的结果是判定为车速为阈值以上时（步骤S7-Y)，前进至步骤 S8,否则的话（步骤S7-N)，则前进至步骤S10。
[0082] 在步骤S8中，通过ECU50,使惯性大的旋转电机即第二旋转电机MG2的动作点移 动。ECU50基于车辆要求输出而决定第二旋转电机MG2的目标动作点。例如，在步骤S3中 作出否定判定而前进至步骤S8时，通过参照图6说明的方法能够决定第二旋转电机MG2的 动作点。
[0083] 另一方面，在从步骤S7前进至步骤S8时，车辆要求输出是减速要求，对第二旋转 电机MG2要求负转矩。在图6中示出MG2转矩为正转矩时的MG2最佳动作线101及备选动 作点XI、X2、X3,但是在MG2转矩为负转矩时，也能同样地决定最佳动作线及备选动作点。 因此，ECU50基于关于负转矩的最佳动作线及备选动作点能够决定再生时的第二旋转电机 MG2的目标动作点。ECU50使第二旋转电机MG2的动作点向决定的目标动作点移动。当执 行步骤S8时，前进至步骤S9。
[0084] 在步骤S9中，通过E⑶50,判定是否到达目标动作点。E⑶50判定第二旋转电机 MG2的动作点是否到达目标动作点。在该判定的结果是判定为到达了目标动作点时（步骤 S9-Y)，前进至步骤S6,否则的话（步骤S9-N)，则向步骤S8转移。
[0085] 在步骤S10中，通过ECU50,使惯性小的旋转电机即第一旋转电机MG1的动作点移 动。ECU50基于车辆要求输出而决定第一旋转电机MG1的目标动作点。另外，在图7中示出 MG1转矩为正转矩时的MG1最佳动作线102及推荐动作区域R1，但是对于MG1转矩为负转 矩时也同样地确定最佳动作线及推荐动作区域。因此，E⑶50基于对于负转矩的最佳动作 线及推荐动作区域而能够决定再生时的第一旋转电机MG1的目标动作点。ECU50使第一旋 转电机MG1的动作点向该目标动作点移动。当执行步骤S10时，前进至步骤S11。
[0086] 在步骤S11中，通过E⑶50,判定是否到达目标动作点。E⑶50判定第一旋转电机 MG1的动作点是否到达基于车辆要求输出的目标动作点。在该判定的结果是判定为到达了 目标动作点时（步骤S11-Y)，前进至步骤S6,否则的话（步骤S11-N)，则向步骤S10转移。
[0087] 在步骤S6中，E⑶50通过各个旋转电机向2MG的复合最高效率点移动。E⑶50在 第一旋转电机MG1的损失及第二旋转电机MG2的损失之和最小且2MG的最高效率的动作点 处使第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2动作。
[0088] 例如，在从步骤S5前进至步骤S6时，通过以下说明的反馈控制，能够使实际动作 点向2MG的最高效率的动作点移动。
[0089] 在步骤S5中到达的第一旋转电机MG1的目标动作点是推荐动作区域R1外的动作 点时，E⑶50使第二旋转电机MG2的动作点移动。具体而言，从备选动作点X1、X2、X3之中， 重新选择与第二旋转电机MG2的当前动作点不同的动作点作为第二旋转电机MG2的目标动 作点。该目标动作点的再选择优选能够将基于再选择后的第二旋转电机MG2的目标动作点 而决定的第一旋转电机MG1的目标动作点设为推荐动作区域R1内的动作点。当第二旋转电 机MG2的动作点向再选择的动作点移动时，再次决定第一旋转电机MG1的目标动作点。在 第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2的综合效率为最佳之前，能够反复进行第二旋转电 机MG2的目标动作点的再选择及第一旋转电机MG1的目标动作点的再决定。
[0090] 即使在从步骤S9或步骤S11前进至步骤S6的情况下，也能够同样地使第一旋转 电机MG1及第二旋转电机MG2的动作点向复合最高效率点移动。例如，根据第一旋转电机 MG1的当前动作点的效率和第二旋转电机MG2的当前动作点的效率，能够求出两个旋转电 机的复合效率。能够以该效率相对于车辆要求输出能够成为最高效率的方式重新决定第一 旋转电机MG1及第二旋转电机MG2的目标动作点。当执行步骤S6时，本控制流程结束。
[0091] 如以上说明那样，根据本实施方式的车辆用驱动装置1-1，在一方旋转电机能够输 出的控制量的范围内，确定不能选择作为目标控制量的区域。由此，通过使该一方旋转电机 的目标控制量阶跃地变化，能够使该旋转电机的控制量变动的程度比另一方旋转电机的控 制量变动的程度减少。在此，使控制量变动的程度可以设为例如使控制量变动的频率、使控 制量变动的时间的比例、控制量的变动的大小的积分值等。通过减小使一方旋转电机的控 制量变动的程度，该旋转电机的效率提高，从而能够实现电力消耗率的提高。
[0092] 例如，通过使惯性大的旋转电机进行阶跃动作，能够使惯性大的旋转电机的控制 量变动的程度比惯性小的旋转电机的控制量变动的程度减少。通过抑制惯性大的旋转电机 的控制量的变动，能够期待提高与旋转变动相伴的惯性损失的抑制效果。
[0093] 另外，进行阶跃动作的旋转电机的动作点在对车辆100的要求变化为一定以上时 进行变化，由此能够提高响应性例如初期响应性。即，若在对车辆100的要求变化小于一定 时使惯性小的旋转电机动作，则能够提高对要求变化的响应性。
[0094] 另外，将一方旋转电机设为阶跃动作，并通过另一方旋转电机来控制详细的车速， 由此提高转速的控制精度。例如，与使两个旋转电机MG1、MG2的转速分别连续变化的情况 相比，转速的控制精度提高。
[0095] 另外，本实施方式的车辆用驱动装置1-1在使第一旋转电机MG1和第二旋转电机 MG2中的任一旋转电机的动作点移动的期间，不使另一方旋转电机的动作点移动。即，在使 一方旋转电机的控制量变化的期间，禁止另一方旋转电机的控制量的变化。
[0096] 通过一次仅使一个旋转电机动作，能够减少损失。而且，可以设为转速传感器未表 示真正的值时等的失效对策。例如，在第一旋转电机MG1的转速传感器未表示真正的值时， 若使第一旋转电机MG1的转速和第二旋转电机MG2的转速同时变化，则无法获知第一旋转 电机MG1的实际转速。相对于此，若仅使两个旋转电机MG1、MG2中的一方旋转电机的转速 变动，则根据行星齿轮机构10的其他旋转要素的转速，能够算出第一旋转电机MG1的转速。
[0097] 另外，本实施方式的车辆用驱动装置1-1对于加速要求，通过使惯性小的旋转电 机的动作点优先动作来应对。换言之，在发出了加速要求时，车辆用驱动装置1-1使惯性小 的旋转电机的控制量优先变化。在通过惯性小的第一旋转电机MG1能够输出车辆要求输出 的增加量时，通过第一旋转电机MG1的控制来实现车辆要求输出。在实现车辆要求输出而 转移成稳定行驶之后，考虑效率等而通过第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2来分担输 出。即，在车辆输出变化的过渡状态下，通过惯性小的旋转电机高响应地实现车辆要求输 出，若成为稳定状态，则使两个旋转电机MG1、MG2的动作点向高效率的动作点移动。由此， 能够提高加速响应性、减少惯性损失。
[0098] 在本实施方式中，在发出了减速要求时基于车速而决定使两个旋转电机MG1、MG2 中的哪一个旋转电机的动作点优先移动，但是也可以为，无论车速如何，都使相对于减速要 求而惯性大的第二旋转电机MG2的动作点优先移动。
[0099] 另外，行星齿轮机构10可以是双小齿轮式。在这种情况下，在太阳轮及行星架上 分别连接旋转电机MG1、MG2,从而使齿圈成为输出。在共线图中，太阳轮和行星架位于两端， 齿圈位于之间。
[0100] 在本实施方式中，两个旋转电机MG1、MG2与一个行星齿轮机构10连接，但是将旋 转电机MG1、MG2连接的差动机构并未限定于此。例如，差动机构可以是将多个行星齿轮机 构组合而成的复合行星机构或腊文瑙式行星机构（例如，具有四个或五个旋转要素）。 [0101] 即，车辆用驱动装置1-1构成为包含两个原动机和具有三个以上的旋转要素的差 动机构，是在多个旋转要素中的不同的任意的两个旋转要素各结合一个原动机并在其他旋 转要素中的一个结合有向轮胎的输出的驱动装置。并且，车辆用驱动装置1-1不具有对差 动机构的旋转要素的旋转进行限制的制动要素，能够使全部旋转要素自由动作。差动机构 被设为，当决定任意的两个旋转要素的旋转时，其余旋转要素的转速分别被决定。而且，连 接有两个原动机的旋转要素在共线图上相对于输出而相互位于不同侧。
[0102] 另外，可以在除了结合有两个原动机的旋转要素和结合有向轮胎的输出的旋转要 素之外的其他旋转要素即第四旋转要素上还连接其他原动机。在这种情况下，车辆用驱动 装置1-1可以拖曳与第四旋转要素结合的原动机并进行行驶。在共线图上，第四旋转要素 例如可以位于太阳轮11 (第一旋转要素）与行星架14(第三旋转要素）之间、或行星架14 与齿圈13 (第二旋转要素）之间。
[0103] 在本实施方式中，第二旋转电机MG2的惯性大于第一旋转电机MG1的惯性，但并未 限定于此。
[0104] [实施方式的第一变形例]
[0105] 对实施方式的第一变形例进行说明。通过第一旋转电机MG1的动作点或第二旋转 电机MG2的动作点的移动，MG1转速与MG2转速的转速差有时会扩大。当MG1转速与MG2转 速的转速差扩大时，行星齿轮机构10的差旋转所引起的损失增大。在本变形例中，车辆用 驱动装置1-1禁止MG1转速与MG2转速的转速差为一定以上。
[0106] 图8是说明MG1转速与MG2转速的转速差的阈值的图。图8中示出MG2转速比MG1 转速高的旋转的情况。转速差ΛΝ是MG1转速与MG2转速的转速差的绝对值。ECU50禁止 转速差ΛΝ为预先规定的阈值以上这一情况。例如，在上述实施方式的步骤S3中决定了能 够实现车辆要求输出的第一旋转电机MG1的目标动作点的情况下，在该目标动作点的MG1 转速与当前的MG2转速的转速差ΛΝ为阈值以上时，能够禁止该目标动作点处的第一旋转 电机MG1的动作。在这种情况下，ECU50作为在第一旋转电机MG1的控制中无法应对输出 UP要求而在步骤S3中进行否定判定。由此，抑制行星齿轮机构10的差旋转所造成的损失 扩大。
[0107] 另外，通过第一旋转电机MG1的动作点或第二旋转电机MG2的动作点的移动，MG1 转矩与MG2转矩的转矩差有时会扩大。而且，通过第一旋转电机MG1的动作点或第二旋转 电机MG2的动作点的移动，存在如下情况：对第一旋转电机MG1的供给电流与对第二旋转电 机MG2的供给电流之差扩大、第一旋转电机MG1的消耗能量（例如电力量）与第二旋转电 机MG2的消费能量之差扩大。当这样的旋转电机MG1、MG2间的负载率之差扩大时，高负载 的旋转电机的发热量变大。
[0108] E⑶50禁止旋转电机MG1、MG2间的负载率之差为阈值以上这一情况。例如，在上 述实施方式的步骤S3中决定了能够实现车辆要求输出的第一旋转电机MG1的目标动作点 的情况下，在该目标动作点的第一旋转电机MG1的负载率与当前的第二旋转电机MG2的负 载率之差为阈值以上时，能够禁止该目标动作点处的第一旋转电机MG1的动作。在这种情 况下，ECU50作为在第一旋转电机MG1的控制中无法应对输出UP要求而在步骤S3中进行 否定判定。由此，旋转电机MG1、MG2间的负载率被平均化，从而抑制发热。
[0109][实施方式的第二变形例]
[0110] 对实施方式的第二变形例进行说明。在上述实施方式中，作为第二旋转电机MG2 的目标动作点而能够选择的动作点是作为备选动作点XI、X2、X3而离散性地确定的多个 点。即，作为第二旋转电机MG2的目标控制量而能够选择的控制量（转速、转矩）被确定作 为多个点。在此，第二旋转电机MG2的目标控制量可以从一定的控制量的范围中选择。
[0111] 例如，第二旋转电机MG2的目标转速可以从包含当前的MG2转速的预定的范围例 如当前的MG2转速±200rpm的范围进行选择。或者第二旋转电机MG2的目标转速可以从预 先规定的MG2转速的区域例如500rpm至600rpm的范围进行选择。关于MG2转矩也同样。
[0112] [实施方式的第三变形例]
[0113] 第二旋转电机MG2的备选动作点X1、X2、X3可以基于学习等适当更新。例如，可以 基于过去的要求输出的变化模式，以能够减少第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2的动 作点的移动所引起的惯性损失的方式适当更新备选动作点XI、X2、X3。
[0114] 上述的实施方式及变形例所公开的内容可以适当组合来执行。
[0115] 附图标记说明
[0116] 1-1车辆用驱动装置
[0117] 10行星齿轮机构
[0118] 11太阳轮
[0119] 13 齿圈
[0120] 14行星架
[0121] 20输出齿轮
[0122] 32驱动轮
[0123] 50 ECU
[0124] 100 车辆
[0125] 101MG2最佳动作线
[0126] 102MG1最佳动作线
[0127] MG1第一旋转电机
[0128] MG2第二旋转电机
[0129] R1推荐动作区域
[0130] X1、X2、X3备选动作点
【权利要求】
1. 一种车辆用驱动装置，其特征在于，具备： 第一原动机； 第二原动机；及 差动机构，具有连接有所述第一原动机的第一旋转要素、连接有所述第二原动机的第 二旋转要素、连接有驱动轮的第三旋转要素， 在所述差动机构的共线图中，所述第一旋转要素与所述第二旋转要素隔着所述第三旋 转要素而相互处于不同侧， 在所述第一原动机及所述第二原动机中的一方原动机能够输出的控制量的范围内，确 定不能选择作为目标控制量的区域。
2. 根据权利要求1所述的车辆用驱动装置，其中， 不能选择作为所述目标控制量的区域被确定有多个，且相互不连续。
3. 根据权利要求1所述的车辆用驱动装置，其中， 能够选择作为所述一方原动机的目标控制量的控制量在所述一方原动机能够输出的 控制量的范围内被离散地确定有多个点。
4. 根据权利要求1所述的车辆用驱动装置，其中， 以实现对车辆的要求输出的方式决定所述另一方原动机的目标控制量。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的车辆用驱动装置，其中， 在使所述第一原动机及所述第二原动机中的任一原动机的控制量变化的期间，禁止另 一方原动机的控制量变化。
6. 根据权利要求5所述的车辆用驱动装置，其中， 基于对车辆的要求输出，使所述一方原动机的控制量比所述另一方原动机的控制量先 变化为目标控制量。
7. 根据权利要求5所述的车辆用驱动装置，其中， 在对车辆发出了加速要求时，使所述第一原动机及所述第二原动机中的惯性小的原动 机的控制量优先变化。
8. 根据权利要求5所述的车辆用驱动装置，其中， 所述第一原动机及所述第二原动机分别是旋转电机， 在对车辆发出了减速要求时，使所述第一原动机及所述第二原动机中的惯性大的原动 机的控制量优先变化。
9. 根据权利要求5所述的车辆用驱动装置，其中， 所述第一原动机及所述第二原动机分别是旋转电机， 在对车辆发出了减速要求时，若为高车速，则使所述第一原动机及所述第二原动机中 的惯性大的原动机的控制量优先变化，若为低车速，则使所述第一原动机及所述第二原动 机中的惯性小的原动机的控制量优先变化。
10. 根据权利要求1所述的车辆用驱动装置，其中， 所述一方原动机的多个控制量中的、确定不能选择作为目标控制量的区域的控制量是 转矩或转速中的至少任一方。
【文档编号】B60W10/08GK104066615SQ201280067863
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年1月30日 优先权日:2012年1月30日
【发明者】大野智仁, 岩濑雄二, 铃木阳介, 畑建正 申请人:丰田自动车株式会社