混合动力车辆用驱动装置制造方法
【专利摘要】混合动力车辆用驱动装置(1-1)具备发动机(1)、包含第一行星齿轮机构(10)、离合器(CL1)及制动器(BK1)的变速部、包含第二行星齿轮机构(20)的差动部，通过变速部的离合器(CL1)及制动器(BK1)两方都接合，能够进行停止发动机(1)而由第一旋转电机(MG1)及第二旋转电机(MG2)驱动的双电动机EV模式行驶，在向双电动机EV行驶切换时，执行：实施第一旋转电机(MG1)的负转速控制的第一控制；在第一控制之后将变速部的离合器(CL1)或制动器(BK1)的任一方接合的第二控制；及在第二控制之后将变速部的离合器(CL1)及制动器(BK1)两方都接合的第三控制。
【专利说明】混合动力车辆用驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力车辆用驱动装置。
【背景技术】
[0002]以往，公知有具备变速机构的混合动力车辆。例如，在专利文献I中公开了一种混合动力车的驱动装置的技术，该驱动装置具备对内燃机的旋转进行变速而向动力分配机构传递的变速机构、将来自内燃机的动力向变速机构传递的第一传递轴、将从变速机构输出的动力向动力分配机构传递的第二传递轴。上述专利文献I的变速机构具有:将两组行星齿轮机构组合而成的差动机构；能够使差动机构的齿圈Rl的旋转停止的第一制动器；能够使齿圈R2的旋转停止的第二制动器；及对从第一传递轴向齿圈Rl的动力传递进行切断连接的离合器。
[0003]专利文献
[0004]专利文献1:日本特开2009-190694号公报
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]在具备能够对发动机的旋转进行变速的机构的混合动力车辆中，希望能够简化驱动装置。例如，优选结构简单且能够实现以2个旋转电机为动力源的行驶。
[0007]另外，在专利文献I记载的驱动装置中，通过制动器及离合器等接合要素的接合/分离来进行变速机构的模式切换，但例如多个接合要素同时接合时，由于多余地使用接合所需的能量而使损失恶化。因此，在变速机构的模式切换的响应性方面还有改善的余地。
[0008]本发明鉴于上述情况而作出，目的在于提供一种在对发动机的旋转进行变速的机构中能够提高模式切换时的响应性的混合动力车辆用驱动装置。
[0009]用于解决课题的方案
[0010]为了解决上述课题，本发明的混合动力车辆用驱动装置的特征在于，具备发动机、变速部及差动部，所述发动机的输出轴与所述变速部的输入轴连接，所述差动部的第一要素与所述变速部的输出要素连接，所述差动部的第二要素与第一旋转机连接，所述差动部的第三要素与第二旋转机连接，通过所述变速部的第一接合要素及第二接合要素两方都接合，能够进行停止所述发动机而由所述第一旋转机及所述第二旋转机驱动的双电动机行驶，在向所述双电动机行驶切换时，执行:实施所述第一旋转机的负转速控制的第一控制；在所述第一控制之后将所述变速部的所述第一接合要素或所述第二接合要素的任一方接合的第二控制；及在所述第二控制之后将所述变速部的所述第一接合要素及所述第二接合要素两方都接合的第三控制。
[0011]另外，优选为，上述的混合动力车辆用驱动装置在预测到要向所述双电动机行驶切换时，执行所述第一控制及所述第二控制，在进行向所述双电动机行驶的切换时，执行所述第三控制。
[0012]另外，优选为，上述的混合动力车辆用驱动装置，能够进行停止所述发动机而由所述第二旋转机驱动的单电动机行驶，在所述单电动机行驶时，执行将所述第一旋转机的转速设为O转的控制。
[0013]发明效果
[0014]本发明的混合动力车辆用驱动装置起到如下效果:在向需要将变速部的第一接合要素及第二接合要素两方都接合的双电动机行驶切换时，在将第一接合要素或第二接合要素中的一方接合之后，将另一方接合，因此与将两方同时接合的情况相比能够减少接合所需的能量，能够提高切换的响应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是实施方式的车辆的概要图。
[0016]图2是实施方式的车辆的输入输出关系图。
[0017]图3是表示实施方式的混合动力车辆用驱动装置的工作接合表的图。
[0018]图4是单电动机EV模式的共线图。
[0019]图5是双电动机EV模式的共线图。
[0020]图6是低状态的HV行驶模式的共线图。
[0021]图7是高状态的HV行驶模式的共线图。
[0022]图8是表示实施方式的理论传递效率线的图。
[0023]图9是表示液压控制装置的结构的一例的图。
[0024]图10是本实施方式的从单电动机EV模式向双电动机EV模式的切换控制的流程图。
[0025]图11是本实施方式的从单电动机EV模式向双电动机EV模式的切换控制的时间图。
【具体实施方式】
[0026]以下，基于附图，说明本发明的混合动力车辆用驱动装置的实施方式。另外，在以下的附图中，对于同一或相当的部分标注同一附图标记，不重复其说明。
[0027]首先，说明本发明的一实施方式的混合动力车辆用驱动装置的结构。图1是实施方式的车辆的概要图，图2是实施方式的车辆的输入输出关系图。
[0028]本实施方式的车辆100是具有发动机1、第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2作为动力源的混合动力车辆。车辆100也可以是能够通过外部电源进行充电的插电式混合动力车辆。如图1及图2所示，车辆100包括发动机1、第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、离合器CL1、制动器BK1、HV_EOT50、MG_EOT60及发动W_ECU70。
[0029]而且，本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1包括第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、离合器CLl及制动器BK1。混合动力车辆用驱动装置1-1还可以包括各E⑶50、60、70等控制装置。混合动力车辆用驱动装置1-1能够适用于FF (前置发动机前轮驱动)车辆或RR(后置发动机后轮驱动)车辆等。混合动力车辆用驱动装置1-1例如以轴向成为车宽方向的方式搭载于车辆100。
[0030]在本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1中，包括第一行星齿轮机构10、制动器BKl (第一接合要素)及离合器CLl (第二接合要素)而构成变速部。而且，包括第二行星齿轮机构20而构成差动部。而且，包括离合器CLl及制动器BKl而构成使第一行星齿轮机构10变速的切换装置。
[0031]作为发动机的发动机I将燃料的燃烧能量转换成输出轴的旋转运动而输出。发动机I的输出轴与输入轴2连接。输入轴2是动力传递装置的输入轴。动力传递装置包括第一旋转电机MGl、第二旋转电机MG2、离合器CLl、制动器BKl、差动装置30等。输入轴2在与发动机I的输出轴相同的轴线上且在输出轴的延长线上配置。输入轴2与第一行星齿轮机构10的第一行星轮架14连接。而且，发动机I的输出轴经由输入轴2而与机械式油泵41连接。机械式油泵41以发动机I为驱动源进行驱动，向参照图8后述的液压控制回路供给油。机械式油泵41配置在与发动机1、第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第一旋转电机MGl相同的轴线上，且隔着第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20及第一旋转电机MGl而与发动机I彼此相向。
[0032]本实施方式的第一行星齿轮机构10对应于与发动机I连接并传递发动机I的旋转的动力传递机构。在此，作为动力传递机构的一例而示出差动机构即第一行星齿轮机构10。第一行星齿轮机构10作为第一差动机构而搭载于车辆100。第一行星齿轮机构10是与第二行星齿轮机构20相比靠发动机I侧配置的输入侧差动机构。第一行星齿轮机构10能够对发动机I的旋转进行变速而输出。第一行星齿轮机构10是单小齿轮式，具有第一太阳轮11、第一行星齿轮12、第一齿圈13及第一行星轮架14。
[0033]第一齿圈13在与第一太阳轮11相同的轴线上且在第一太阳轮11的径向外侧配置。第一行星齿轮12配置在第一太阳轮11与第一齿圈13之间，且与第一太阳轮11及第一齿圈13分别啮合。第一行星齿轮12由第一行星轮架14支撑为旋转自如。第一行星轮架14与输入轴2连接，且与输入轴2 —体旋转。因此，第一行星齿轮12能够与输入轴2 —起绕着输入轴2的中心轴线进行旋转(公转)，且由第一行星轮架14支撑而能够绕着第一行星齿轮12的中心轴线进行旋转(自转)。
[0034]离合器CLl是能够将第一太阳轮11与第一行星轮架14连接的离合器装置。离合器CLl例如可以设为摩擦接合式的离合器，但并不局限于此，也可以使用啮合式的离合器等公知的离合器装置作为离合器CLl。离合器CLl例如由液压控制而进行接合或分离。完全接合状态的离合器CLl将第一太阳轮11与第一行星轮架14连接，能够使第一太阳轮11和第一行星轮架14 一体旋转。完全接合状态的离合器CLl限制第一行星齿轮机构10的差动。另一方面，分离状态的离合器CLl将第一太阳轮11与第一行星轮架14切离，容许第一太阳轮11与第一行星轮架14的相对旋转。即，分离状态的离合器CLl容许第一行星齿轮机构10的差动。另外，离合器CLl可以控制成半接合状态。
[0035]制动器BKl是能够限制第一太阳轮11的旋转的制动装置。制动器BKl具有与第一太阳轮11连接的接合要素和与车身侧例如动力传递装置的壳体连接的接合要素。制动器BKl可以设为与离合器CLl同样的摩擦接合式的离合器装置，但并不局限于此，也可以使用啮合式的离合器等公知的离合器装置作为制动器BK1。制动器BKl例如由液压控制而进行接合或分离。完全接合状态的制动器BKl将第一太阳轮11与车身侧连接，能够限制第一太阳轮11的旋转。另一方面，分离状态的制动器BKl将第一太阳轮11与车身侧切离，容许第一太阳轮11的旋转。另外，制动器BKl可以控制成半接合状态。
[0036]本实施方式的第二行星齿轮机构20对应于将第一行星齿轮机构10与驱动轮32连接的差动机构。第二行星齿轮机构20作为第二差动机构而搭载于车辆100。第二行星齿轮机构20是与第一行星齿轮机构10相比靠驱动轮32侧配置的输出侧差动机构。第二行星齿轮机构20是单小齿轮式，具有第二太阳轮21、第二行星齿轮22、第二齿圈23及第二行星轮架24。第二行星齿轮机构20配置在与第一行星齿轮机构10相同的轴线上，隔着第一行星齿轮机构10而与发动机I彼此相向。
[0037]第二齿圈23在与第二太阳轮21相同的轴线上且在第二太阳轮21的径向外侧配置。第二行星齿轮22配置在第二太阳轮21与第二齿圈23之间，且与第二太阳轮21及第二齿圈23分别啮合。第二行星齿轮22由第二行星轮架24支撑为旋转自如。第二行星轮架24与第一齿圈13连接，并与第一齿圈13 —体旋转。第二行星齿轮22能够与第二行星轮架24 —起绕着输入轴2的中心轴线进行旋转(公转)，且由第二行星轮架24支撑而能够绕着第二行星齿轮22的中心轴线进行旋转(自转)。第一齿圈13是第一行星齿轮机构10的输出要素，能够将从发动机I输入到第一行星齿轮机构10的旋转向第二行星轮架24输出。第二行星轮架24对应于与第一行星齿轮机构10的输出要素连接的第一旋转要素。
[0038]在第二太阳轮21上连接有第一旋转电机MGl的旋转轴33。第一旋转电机MGl的旋转轴33配置在与输入轴2相同的轴线上，且与第二太阳轮21 —体旋转。第二太阳轮21对应于与第一旋转电机MGl连接的第二旋转要素。在第二齿圈23上连接有副轴驱动齿轮25。副轴驱动齿轮25是与第二齿圈23 —体旋转的输出齿轮。第二齿圈23对应于与第二旋转电机MG2及驱动轮32连接的第三旋转要素。第二齿圈23是能够将从第一旋转电机MGl或第一行星齿轮机构10输入的旋转向驱动轮32输出的输出要素。
[0039]副轴驱动齿轮25与副轴从动齿轮26啮合。副轴从动齿轮26经由副轴27而与驱动行星齿轮28连接。副轴从动齿轮26与驱动行星齿轮28—体旋转。而且，减速齿轮35与副轴从动齿轮26啮合。减速齿轮35与第二旋转电机MG2的旋转轴34连接。S卩，第二旋转电机MG2的旋转经由减速齿轮35向副轴从动齿轮26传递。减速齿轮35的直径比副轴从动齿轮26的直径小，对第二旋转电机MG2的旋转进行减速而向副轴从动齿轮26传递。
[0040]驱动行星齿轮28与差动装置30的差速器齿圈29啮合。差动装置30经由左右的驱动轴31而与驱动轮32连接。第二齿圈23经由副轴驱动齿轮25、副轴从动齿轮26、驱动行星齿轮28、差动装置30及驱动轴31而与驱动轮32连接。而且，第二旋转电机MG2连接于第二齿圈23与驱动轮32的动力传递路径，能够对第二齿圈23及驱动轮32分别传递动力。
[0041 ] 第一旋转电机MGl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MGl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MGl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动力而输出，且能够由输入的动力驱动而将机械动力转换成电力。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MGl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。
[0042]在本实施方式的车辆100中，在与发动机I相同的轴线上，从接近发动机I的一侧依次配置有制动器BKl、离合器CLl、第一行星齿轮机构10、副轴驱动齿轮25、第二行星齿轮机构20及第一旋转电机MG1。而且，本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1设为将输入轴2和第二旋转电机MG2的旋转轴34配置在不同的轴上的双轴式。
[0043]如图2 所示，车辆 100 具有 HV_ECU50、MG_ECU60 及发动W_ECU70。各ECU50、60、70是具有计算机的电子控制单元。HV_ECU50具有对车辆100整体进行统一控制的功能。MG_E⑶60及发动机_ECT70与HV_ECT50电连接。
[0044]MG_EOT60能够控制第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2。MG_EOT60例如能够调节对第一旋转电机MGl供给的电流值来控制第一旋转电机MGl的输出转矩，并能够调节对第二旋转电机MG2供给的电流值来控制第二旋转电机MG2的输出转矩。
[0045]发动机_ECU70能够控制发动机I。发动机_ECU70例如能够控制发动机I的电子节气门的开度，能够输出点火信号而进行发动机的点火控制，能够进行对发动机I的燃料的喷射控制等。发动机_ECU70通过电子节气门的开度控制、喷射控制、点火控制等能够控制发动机I的输出转矩。
[0046]在HV_EOT50上连接有车速传感器、加速器开度传感器、MGl转速传感器、MG2转速传感器、输出轴转速传感器、蓄电池传感器等。通过这些传感器，HV_ECU50能够取得车速、加速器开度、第一旋转电机MGl的转速、第二旋转电机MG2的转速、动力传递装置的输出轴的转速、蓄电池状态SOC等。
[0047]HV_EOT50基于取得的信息，能够算出对车辆100的要求驱动力、要求动力、要求转矩等。HV_ECU50基于算出的要求值，来决定第一旋转电机MGl的输出转矩(以下，也记为“MG1转矩”)、第二旋转电机MG2的输出转矩(以下，也记为“MG2转矩”)及发动机I的输出转矩(以下，也记为“发动机转矩”)。HV_ECU50将MGl转矩的指令值及MG2转矩的指令值对MG_EOT60输出。而且，HV_EOT50将发动机转矩的指令值对发动机_EOT70输出。
[0048]HV_EOT50基于后述的行驶模式等，分别控制离合器CLl及制动器BKl dV_EOT50将对离合器CLl的供给液压的指令值(PbCLl)及对制动器BKl的供给液压的指令值(PbBKl)分别向液压控制装置40 (参照图9)输出。液压控制装置40按照各指令值PbCLUPbBKl来控制对离合器CLl及制动器BKl的供给液压。关于液压控制装置40的结构，参照图9在后文叙述。
[0049]图3是表示本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1的工作接合表的图。在车辆100中，能够选择性地执行混合动力(HV)行驶或EV行驶。HV行驶是以发动机I为动力源而使车辆100行驶的行驶模式。在HV行驶中，除了发动机I之外，还可以将第二旋转电机MG2作为动力源。
[0050]EV行驶是以第一旋转电机MGl或第二旋转电机MG2的至少一方为动力源进行行驶的行驶模式。在EV行驶中，能够停止发动机I进行行驶。本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1具有以第二旋转电机MG2为单独的动力源而使车辆100行驶的单电动机EV模式、以第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2为动力源而使车辆100行驶的双电动机EV模式作为EV行驶模式。
[0051]在图3的接合表中，离合器CLl 一栏及制动器BKl —栏的圆圈标记表不接合，空栏表示分离。而且，三角形标记表示在接合/分离的任一者都可执行。单电动机EV模式例如将离合器CLl及制动器BKl都分离地执行。图4是单电动机EV模式的共线图。在共线图中，附图标记S1、Cl、Rl分别表不第一太阳轮11、第一行星轮架14、第一齿圈13，附图标记S2、C2、R2分别表示第二太阳轮21、第二行星轮架24、第二齿圈23。
[0052]在单电动机EV模式中，离合器CLl及制动器BKl分离。通过制动器BKl分离而容许第一太阳轮11的旋转，通过离合器CLl分离而第一行星齿轮机构10能够差动。HV_ECT50经由MG_ECT60向第二旋转电机MG2输出正转矩而使车辆100产生前进方向的驱动力。第二齿圈23与驱动轮32的旋转联动而正转。在此，正转设为车辆100前进时的第二齿圈23的旋转方向。HV_ECU50以第一旋转电机MGl为发电机而工作来减少拖曳损失。具体而言，HV_ECU50向第一旋转电机MGl施加些许的转矩而使第一旋转电机MGl发电，使第一旋转电机MGl的转速为O转。由此，能够减少第一旋转电机MGl的拖曳损失。
[0053]第一齿圈13与第二行星轮架24的旋转联动而正转。在第一行星齿轮机构10中，由于是离合器CLl及制动器BKl分离的空档的状态，因此发动机I未联动旋转，第一行星轮架14停止旋转。由此能够较大地取得再生量。第一太阳轮11空转而反转。另外，第一行星齿轮机构10的空档(中立)状态是在第一齿圈13与第一行星轮架14之间不传递动力的状态、即发动机I与第二行星齿轮机构20被切离而动力的传递被隔断的状态。第一行星齿轮机构10在离合器CLl或制动器BKl的至少一方接合时，成为将发动机I与第二行星齿轮机构20连接的连接状态。
[0054]在以单电动机EV模式行驶时，会产生蓄电池的充电状态成为充满状态而无法取得再生能量的情况。在这种情况下，可考虑并用发动机制动。通过将离合器CLl或制动器BKl接合，而将发动机I与驱动轮32连接，能够使发动机制动作用于驱动轮32。在图3中如三角形标记所示，当以单电动机EV模式将离合器CLl或制动器BKl接合时，发动机I成为联动旋转状态，能够利用第一旋转电机MGl提高发动机转速而形成为发动机制动状态。
[0055]在双电动机EV模式中，HV_EOT50将离合器CLl及制动器BKl接合。图5是双电动机EV模式的共线图。通过离合器CLl接合而使第一行星齿轮机构10的差动受到限制，通过制动器BKl接合而使第一太阳轮11的旋转受到限制。因此，第一行星齿轮机构10的全部旋转要素的旋转停止。通过限制作为输出要素的第一齿圈13的旋转，将与之连接的第二行星轮架24锁定为O转。
[0056]HV_ECT50使第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2分别输出行驶驱动用的转矩。第二行星轮架24由于旋转被限制而相对于第一旋转电机MGl的转矩来取得反力，能够从第二齿圈23输出第一旋转电机MGl的转矩。第一旋转电机MGl在前进时输出负转矩并进行反转，由此能够从第二齿圈23输出正的转矩。另一方面，在后退时，第一旋转电机MGl输出正转矩并进行正转，由此能够从第二齿圈23输出负的转矩。
[0057]在HV行驶中，作为差动部的第二行星齿轮机构20基于工作状态，变速部的第一行星齿轮机构10进行低/高的切换。图6是低状态的HV行驶模式(以下，也记为“HV低模式”)的共线图，图7是高状态的HV行驶模式(以下，也记为“HV高模式”)的共线图。
[0058]在HV低模式中，HV_ECT50将离合器CLl接合，并将制动器BKl分离。通过离合器CLl接合而使第一行星齿轮机构10的差动受到限制，各旋转要素11、13、14 一体旋转。因此，发动机I的旋转既不增速也不减速，等速地从第一齿圈13向第二行星轮架24传递。
[0059]另一方面，在HV高模式中，HV_ECT50将离合器CLl分离，并将制动器BKl接合。通过制动器BKl接合而使第一太阳轮11的旋转受到限制。由此，第一行星齿轮机构10成为输入到第一行星轮架14的发动机I的旋转被增速而从第一齿圈13输出的超速驱动(OD)状态。这样一来，第一行星齿轮机构10能够对发动机I的旋转进行增速而输出。超速驱动时的第一行星齿轮机构10的变速比可以设为例如0.7。
[0060]这样一来，由离合器CLl及制动器BKl构成的切换装置对限制第一行星齿轮机构10的差动的状态与容许第一行星齿轮机构10的差动的状态进行切换而使第一行星齿轮机构10变速。
[0061]HV_ECU50例如在高车速下选择HV高模式，在中低车速下选择HV低模式。在本实施方式中，通过HV高模式与HV低模式的切换而对发动机I的旋转进行变速并输出，由此后述的机械点成为2个，能够提高燃油经济性。图8是表示本实施方式的理论传递效率线的图。
[0062]在图8中，横轴表示变速比，纵轴表示理论传递效率。在此，变速比是行星齿轮机构10、20的输入侧转速与输出侧转速之比(减速比)，例如，表示第一行星轮架14的转速与第二齿圈23的转速之比。在横轴上，左侧是变速比小的高速齿轮侧，右侧是变速比大的低速齿轮侧。在向行星齿轮机构10、20输入的动力不经由电气路经而通过机械性的传递全部传递给副轴驱动齿轮25的情况下，理论传递效率成为最大效率1.0o
[0063]图8所示的曲线是适当切换HV高模式与HV低模式时的HV行驶模式的理论传递效率线。例如，在同一变速比下选择HV高模式和HV低模式的任一高效率的模式。相对靠右侧是HV低模式时的理论传递效率线，靠左侧是HV高模式时的理论传递效率线。HV低模式的传递效率在变速比γ I下成为最大效率。在变速比γ I下，第一旋转电机MGl (第二太阳轮21)的转速成为O。因此，在变速比γ I下，第一旋转电机MGl受到反力产生的电气路经为0，仅通过机械性的动力的传递就能够从发动机I向副轴驱动齿轮25传递动力。该变速比γ I是超速驱动侧的变速比即比I小的变速比。在本说明书中，将该变速比γ I也记为“第一机械传递变速比γΓ’。
[0064]HV高模式的理论传递效率在变速比γ 2下成为最大效率。在HV高模式中，在变速比γ2下，第一旋转电机MGl(第二太阳轮21)的转速成为0，仅通过机械性的动力的传递就能够从发动机I向副轴驱动齿轮25传递动力。该变速比γ 2是比第一机械传递变速比γ I靠高速齿轮侧的变速比。在本说明书中，将该变速比γ 2也记为“第二机械传递变速比γ2，，。
[0065]HV行驶模式的理论传递效率随着变速比成为比第一机械传递变速比Y I靠低速齿轮侧的值而下降。而且，HV行驶模式的理论传递效率随着变速比成为比第二机械传递变速比γ 2靠高速齿轮侧的值而下降。HV行驶模式的理论传递效率在第一机械传递变速比γI与第二机械传递变速比γ2之间的变速比的区域中向低效率侧弯曲。
[0066]这样一来，本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1在比变速比I靠高速齿轮侧的位置具有2个机械点。混合动力车辆用驱动装置1-1具有包括第一行星齿轮机构10、离合器CL1、制动器BKl的变速部，由此能够在比发动机I与第二行星轮架24直接连接时的机械点(第一机械传递变速比γ?)靠高速齿轮侧产生第二机械点(第二机械传递变速比γ2)。因此，能够提高高速齿轮动作时的传递效率。即，能够实现高速行驶时的传递效率提高产生的燃油经济性的提高的混合动力系统。
[0067]HV_ECT50在进行HV高模式与HV低模式的切换时，执行使第一行星齿轮机构10和第二行星齿轮机构20同时变速的协同变速控制。HV_ECU50在协同变速控制中，使第一行星齿轮机构10及第二行星齿轮机构20中的一方的变速比增加，并使另一方的变速比减少。
[0068]HV_ECT50在从HV高模式切换成HV低模式的情况下，与模式的切换同步地使第二行星齿轮机构20的变速比向高速齿轮侧变化。由此，能够抑制或减少车辆100的从发动机I到驱动轮32的整体的变速比的不连续的变化，并减少变速比的变化的程度。通过抑制从发动机I到驱动轮32的变速比的变化，能够减少与变速相伴的发动机转速的调节量，或者不需要发动机转速的调节。HV_ECU50例如以使车辆100整体的变速比向低速侧连续地变化的方式使第一行星齿轮机构10及第二行星齿轮机构20协同变速。
[0069]另一方面，HV_ECU50在从HV低模式向HV高模式切换的情况下，与模式的切换同步地使第二行星齿轮机构20的变速比向低速齿轮侧变化。由此，能够抑制或减少车辆100整体的变速比的不连续的变化，能够减少变速比的变化的程度。HV_ECU50例如以使车辆100整体的变速比向高速侧连续地变化的方式使第一行星齿轮机构10及第二行星齿轮机构20协同变速。
[0070]第二行星齿轮机构20的变速比的调节例如通过第一旋转电机MGl的转速的控制来进行。HV_ECU50例如以使输入轴2与副轴驱动齿轮25之间的变速比无级变化的方式控制第一旋转电机MG1。由此，包括行星齿轮机构10、20、第一旋转电机MG1、离合器CLl及制动器BKl在内的整体、即包括差动部和变速部的变速装置作为电气性无级变速器而工作。
[0071]在此，参照图9，对液压控制装置40进行说明。图9是表示液压控制装置的结构的一例的图。如图9所示，液压控制装置40具有机械式油泵41及电动式油泵42作为液压发生源，并连接成能够将从这些液压发生源供给的液压向离合器CLl及制动器BKl进行液压供给。液压控制装置40具有主调节阀46、第一线性电磁元件SL1、第二线性电磁元件SL2作为液压的调压要素。
[0072]另外，液压控制装置40按照来自HV_ECT50的指令，能够切换可向离合器CLl及制动器BKl的一方供给液压的状态和可向两方同时供给液压的状态。液压控制装置40具有第一同时接合防止阀47、第二同时接合防止阀48、电磁切换阀52作为这样的状态切换的要素。
[0073]如图1所示说明那样，机械式油泵41与发动机I的输出轴连接，由发动机I驱动。从机械式油泵41输出的液压由主调节阀46调压，制作出线压PL。
[0074]电动式油泵42由电动马达43驱动。电动马达43由HV_EOT50控制。在EV行驶中，即发动机I停止且机械式油泵41无法驱动的状态下，通过电动式油泵42以产生线压的方式控制电动马达43。而且，除了以EV行驶而有意地驱动电动式油泵42时以外，以不从电动式油泵42产生液压的方式控制电动马达43。
[0075]在机械式油泵41及电动式油泵42各自的喷出路径上设置止回阀44、45，在任一方的油泵喷出油时，能够防止油向另一方的油泵倒流这一情况。
[0076]第一线性电磁元件SLl设置在向离合器CLl的供给路49上，调节从线压PL向离合器CLl的供给液压。第二线性电磁元件SL2设置在向制动器BLl的供给路51上，调节从线压PL向制动器BKl的供给液压。第一线性电磁元件SLl及第二线性电磁元件SL2以直接压类型的方式产生接合压。
[0077]第一同时接合防止阀47与向离合器CLl的供给路49的第一线性电磁元件SLl相比靠下游侧设置。在第一同时接合防止阀47上连接有从制动器BKl的供给路51分支的分支路径51a，利用向制动器BKl的供给液压作为工作压。第一同时接合防止阀47在向制动器BKl的供给液压上升时工作，切断向离合器CLl的液压供给。
[0078]第二同时接合防止阀48与向制动器BKl的供给路51的第二线性电磁元件SL2相比靠下游侧设置。在第二同时接合防止阀48上连接有从离合器CLl的供给路49分支的分支路径49a，利用向离合器CLl的供给液压作为工作压。第二同时接合防止阀48在向离合器CLl的供给液压上升时工作，切断向制动器BKl的液压供给。
[0079]电磁切换阀52设置在分支路径49a、51a上，按照来自HV_ECT50的指令，来切换分支路径49a、51a的连通/隔断。电磁切换阀52在需要将离合器CLl及制动器BKl接合的双电动机EV模式时，以将分支路径49a、51a隔断的方式工作。由此，第一同时接合防止阀47及第二同时接合防止阀48不会工作，因此能够向离合器CLl及制动器BKl两方同时供给液压。
[0080]电磁切换阀52在只要使离合器CLl或制动器BKl的一方接合即可的其他模式时，以使分支路径49a、51a连通的方式工作。由此，第一同时接合防止阀47及第二同时接合防止阀48工作，因此能够仅向离合器CLl或制动器BKl的一方供给液压。
[0081]接着，说明本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1的从单电动机EV模式向双电动机EV模式的切换控制。
[0082]EV_ECU50在从单电动机EV模式(单电动机行驶)向双电动机EV模式(双电动机行驶)切换时，将离合器CLl及制动器BKl两方都接合。尤其是在本实施方式中，EV_ECU50为了减少接合所需的能量而提高模式切换的响应性，在预测到要向双电动机EV模式切换时，先将制动器BKl接合，在实际向双电动机EV模式切换时，将剩余的离合器CLl接合。参照图10及图11，对该切换控制进行说明。图10是本实施方式的从单电动机EV模式向双电动机EV模式的切换控制的流程图，图11是本实施方式的从单电动机EV模式向双电动机EV模式的切换控制的时间图。在图11中，(a)表示发动机转速，(b)表示MGl转矩，(c)表示第一旋转电机MGl的转速，(d)表示MG2转矩，(e)表示第二旋转电机MG2的转速，(f)表示离合器CLl的液压，(g)表示制动器BKl的液压，(h)表示加速器开度。图10所示的控制流程例如在以EV行驶模式行驶中，由HV_ECU50执行。
[0083]在步骤SlO中，判定是否为电动机行驶中。HV_ECU50确认当前的车辆的行驶模式是否为单电动机EV模式。在步骤SlO的判定的结果是判定为是电动机行驶中的情况下(步骤SlO为“是”)，向步骤S20转移，否则的话(步骤SlO为“否”)，本控制流程结束。在图11中，在时刻tl以前，发动机I及第一旋转电机MGl停止，第二旋转电机MG2进行驱动，是基于第二旋转电机MG2的单电动机EV模式，在步骤SlO中作为肯定判定。
[0084]在步骤S20中，判定向使用第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2两方的双电动机EV模式切换的可能性是否存在。双电动机EV模式在高负载区域实施，因此，具体而言，在加速器开度或其变化率大时，以牵引开关接通时等为判定条件，能够判定为向双电动机EV模式切换的可能性存在。而且，双电动机EV模式也在与MG2驱动的单电动机EV模式相比效率提高时实施，因此即使在两模式的效率之差小时等，也能够判定为向双电动机EV模式切换的可能性存在。在步骤S20的判定的结果是判定为向双电动机EV模式切换的可能性存在的情况下(步骤S20为“是”)，向步骤S30转移，否则的话(步骤S20为“否”)，向步骤S70转移。在图11中，在时刻tl进行向双电动机EV模式的切换的可能性判断，加速器开度超过阈值Si这一情况成为触发而作出肯定判定。
[0085]在步骤S30中，执行第一旋转电机MGl的负转速控制。在负转速控制中，以使差动部(第二行星齿轮机构20)的第二行星轮架24的转速保持为O的方式将第一旋转电机MGl的转速向负侧控制。例如从图4所示的第二旋转电机MG2向正方向驱动的状态起，通过如图5所示那样将第一旋转电机MGl向负方向驱动，由此能够将第二行星轮架24的转速控制成保持为O。第一旋转电机MGl的负转速控制通过将第二行星轮架24的转速控制为0，由此与第二行星轮架24连接的变速部(第一行星齿轮机构10)的第一齿圈13的转速也能够控制为O。而且，由于在EV模式执行中发动机I停止，因此与第一齿圈13联动而第一太阳轮11的转速也被控制为O。当执行步骤S30时，前进至步骤S40。在图11中，从时刻t2到时刻t3使MGl转速向负方向增加而执行负转速控制。
[0086]在步骤S40中，将制动器BKl接合。当执行了步骤S40时，前进至步骤S50。在图11中，执行第一旋转电机MGl的负转速控制，在时刻t3，第二行星轮架24的转速成为0，可是从时刻t3到时刻t4，制动器BKl的液压增大而将制动器BKl接合。另外，在本实施方式中，将步骤S30的第一旋转电机MGl的负转速控制和步骤S40的制动器BKl的接合控制也记为备用控制。在图11中，在从时刻t2到时刻t4期间实施备用控制。
[0087]在步骤S50中，判定是否向双电动机EV模式进行切换。具体而言，与步骤S20的判定时相比，在加速器开度进一步增大时，以加速器开度的变化率维持大的状态时、从牵引开关接通的状态起加速器开度增大时等为判定条件，能够判定向双电动机EV模式进行切换这一情况。而且，在双电动机EV模式与MG2驱动的单电动机EV模式相比效率提高时等，也能够判定向双电动机EV模式进行切换这一情况。在步骤S50的判定的结果是判定为向双电动机EV模式进行切换的情况下(步骤S50为“是”)，向步骤S60转移，否则的话(步骤S50为“否”)，本控制流程结束。在图11中，在时刻t5进行向双电动机EV模式的切换判断，加速器开度超过比可能性判断的阈值SI大的阈值S2这一情况成为触发而作出肯定判定。
[0088]在步骤S60中，向双电动机EV模式进行切换控制。具体而言，在步骤S40中制动器BKl已经接合，因此将剩余的离合器CLl接合。当执行了步骤S60时，本控制流程结束。在图11中，从时刻t6到时刻t7，离合器CLl的液压增大而将离合器CLl接合。
[0089]在步骤S70中，在步骤S20中判定为向双电动机EV模式切换的可能性不存在的情况下，将离合器CLl及制动器BKl都分离。当执行了步骤S70时，前进至步骤S80。
[0090]在步骤S80中，执行第一旋转电机MGl的O转速控制。第一旋转电机MGl维持为O转速附近，由此防止第一旋转电机MGl的拖曳。
[0091]另外，在上述的向双电动机EV模式的切换控制中，可以在执行步骤S30的MGl负转速控制时，同时预先将制动器BKl设为低压待机状态，然后在步骤S40中将制动器BKl接合。在此，低压待机状态是指未开始接合而组件的间隙(pack clearance)被堵塞的状态。而且，在步骤S40中，也可以取代将制动器BKl接合而将制动器BKl设为低压待机状态。另夕卜，步骤S40的制动器BKl的接合控制(或向低压待机状态的控制)也可以在步骤S30的MGl负转速控制开始后，与MGl负转速控制并行实施。
[0092]另外，在上述的向双电动机EV模式的切换控制中，也可以互换制动器BKl与离合器CLl的接合时机。在这种情况下，在步骤S40中将离合器CLl接合，在步骤S60中将制动器BKl接合。即，只要在预测到要向双电动机EV模式切换时，首先将制动器BKl或离合器CLl的一方接合，在实际向双电动机EV模式切换时将剩余的另一方接合即可。
[0093]另外，在上述的向双电动机EV模式的切换控制中，步骤S30的处理对应于实施基于第一旋转电机MGl的负转速控制的第一控制，步骤S40的处理相当于在第一控制开始后将变速部的制动器BKl或离合器CLl的任一方接合的第二控制，步骤S60的处理相当于在第二控制之后将变速部的制动器BKl及离合器CLl两方都接合的第三控制。
[0094]接着，说明本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1的效果。
[0095]本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1具备:发动机I ;包括第一行星齿轮机构10、离合器CLl及制动器BKl在内的变速部；及包括第二行星齿轮机构20在内的差动部。发动机I的输出轴与变速部的输入轴2连接。差动部的第二行星轮架24与变速部的第一齿圈13连接，第二太阳轮21与第一旋转电机MGl连接，第二齿圈23与第二旋转电机MG2连接。混合动力车辆用驱动装置1-1通过变速部的离合器CLl及制动器BKl两方都接合，能够进行停止发动机I而由第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2驱动的双电动机EV模式行驶。在向该双电动机EV模式行驶切换时，执行:实施第一旋转电机MGl的负转速控制的第一控制；在第一控制开始后将变速部的离合器CLl或制动器BKl的任一方接合的第二控制；在第二控制之后将变速部的离合器CLl及制动器BKl两方都接合的第三控制。
[0096]通过该结构，在向需要将变速部的离合器CLl及制动器BKl两方都接合的双电动机EV模式切换时，在将离合器CLl或制动器BKl的一方接合之后将另一方接合，因此与将双方同时接合的情况相比能够减少接合所需的能量，能够提高切换的响应性。而且，在从单电动机EV模式向双电动机EV模式行驶切换时，在将离合器CLl或制动器BKl先接合的情况下，通常考虑发动机I的惯性变动的状况。相对于此，根据上述结构，首先在第一控制中，实施MGl负转速控制而使第二行星轮架24的转速为0，由此第一齿圈13及第一太阳轮11的转速也控制为0，然后，在第二控制中，将离合器CLl或制动器BKl接合。由此，能够抑制离合器CLl或制动器BKl接合时的发动机I的惯性变动，能够提高驾驶性能。
[0097]另外，在本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1中，在预测到要向双电动机EV模式行驶切换时，执行第一控制及第二控制，在进行向双电动机EV模式行驶的切换时，执行第三控制。
[0098]通过该结构，在实际进行向双电动机EV模式行驶的切换之前，能够将离合器CLl或制动器BKl的一方接合，因此能够迅速地进行向双电动机EV模式行驶的切换，能够进一步提高切换的响应性。
[0099]另外，在本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1中，能够进行停止发动机I而由第二旋转电机MG2驱动的单电动机EV模式行驶。在单电动机EV模式行驶时，执行使第一旋转电机MGl的转速为O转的MGl的O转速控制。通过该结构，能够在EV行驶时减少第一旋转电机MGl的拖曳。
[0100]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是上述的实施方式是作为例子而提示的方式，并没有限定发明的范围。上述的实施方式可以通过其他的各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。上述的实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨，同样包含于权利要求书记载的发明及其等同的范围。
[0101]附图标记说明
[0102]1-1混合动力车辆用驱动装置
[0103]I发动机(发动机)
[0104]10第一行星齿轮机构(变速部)
[0105]13第一齿圈(输出要素)
[0106]14第一行星轮架
[0107]20第二行星齿轮机构(差动部)
[0108]21第二太阳轮(第二要素)
[0109]23第二齿圈(第三要素)
[0110]24第二行星轮架(第一要素)
[0111]32驱动轮
[0112]50 HV_ECU
[0113]60 MG_ECU
[0114]70 发动机 _ECU
[0115]100 车辆
[0116]BKl制动器(第一接合要素)
[0117]CLl离合器(第二接合要素)
[0118]MGl第一旋转电机
[0119]MG2第二旋转电机
【权利要求】
1.一种混合动力车辆用驱动装置，其特征在于， 具备发动机、变速部及差动部， 所述发动机的输出轴与所述变速部的输入轴连接， 所述差动部的第一要素与所述变速部的输出要素连接，所述差动部的第二要素与第一旋转机连接，所述差动部的第三要素与第二旋转机连接， 通过所述变速部的第一接合要素及第二接合要素两方都接合，能够进行停止所述发动机而由所述第一旋转机及所述第二旋转机驱动的双电动机行驶， 在向所述双电动机行驶切换时，执行: 实施所述第一旋转机的负转速控制的第一控制； 在所述第一控制开始后将所述变速部的所述第一接合要素或所述第二接合要素的任一方接合的第二控制；及 在所述第二控制之后将所述变速部的所述第一接合要素及所述第二接合要素两方都接合的第三控制。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置，其特征在于， 在预测到要向所述双电动机行驶切换时，执行所述第一控制及所述第二控制， 在进行向所述双电动机行驶的切换时，执行所述第三控制。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆用驱动装置，其特征在于， 能够进行停止所述发动机而由所述第二旋转机驱动的单电动机行驶， 在所述单电动机行驶时，执行将所述第一旋转机的转速设为O转的控制。
【文档编号】B60W20/00GK104470744SQ201280074712
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】山本真史, 田端淳, 奥田弘一, 今井惠太 申请人:丰田自动车株式会社