JP2002204504A - Power-transmitting system for vehicle and automobile mounted with the system - Google Patents
Power-transmitting system for vehicle and automobile mounted with the systemInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は車両用動力伝達シス
テムおよびそれを搭載した自動車に係り、特にエンジン
のほかに電動機を付加して不足する駆動力を補佐あるい
は余剰の駆動力をバッテリに回生し、もってエンジンの
負荷を平滑化することで燃費を向上させる駆動系の制御
システム、いわゆるモータジェネレータシステムに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicular power transmission system and a vehicle equipped with the vehicular power transmission system. More particularly, the invention provides an electric motor in addition to an engine to assist the insufficient driving force or to regenerate the surplus driving force to a battery. In addition, the present invention relates to a drive system control system that improves fuel efficiency by smoothing the engine load, that is, a so-called motor generator system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】走行時の駆動力を一時的にモータで補佐
してエンジンのピーク出力を抑え、また制動時には発電
機として車体の持つエネルギをバッテリに回生すること
で、全体としてエンジンの出力変動を抑制して、燃費を
向上させる方式が提案されている。2. Description of the Related Art The output power of the engine as a whole is reduced by temporarily assisting the driving force during running with a motor to suppress the peak output of the engine and by regenerating the energy of the vehicle body as a generator during braking to a battery. There has been proposed a system for suppressing fuel consumption and improving fuel efficiency.
【０００３】またいわゆるアイドルストップ制御として
停車時にエンジンを停止させ、走行開始時にエンジンを
自動的に始動する方式を採用することで、むだなアイド
ル運転を排除してさらに燃費を向上させる方式も提案さ
れている。これらの制御を効率的に行うためにはエンジ
ンとモータを結合するギア比を切り換えることが有効で
あり、ギア比を変更する方式を含むモータジェネレータ
システムの技術が、例えば特開平11-153038号公報、特
開2000-156904号公報、特開2000-230430号公報等に開示
されている。[0003] Further, a system has been proposed in which so-called idle stop control is adopted in which the engine is stopped when the vehicle is stopped and the engine is automatically started when the vehicle starts running, thereby eliminating unnecessary idle operation and further improving fuel efficiency. ing. In order to perform these controls efficiently, it is effective to switch the gear ratio that couples the engine and the motor, and a technique of a motor generator system including a method of changing the gear ratio is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-153038. And JP-A-2000-156904 and JP-A-2000-230430.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】通常のエンジンは回転
数限界が6000rpm程度であるが、モータを小型にするに
は最高回転数を15000rpm程度に設計するのが良いとされ
ている。したがって効率良く発電するためには結合ギア
比を(15000/6000)=2.5程度にするとよい。A normal engine has a rotation speed limit of about 6000 rpm, but it is said that the maximum rotation speed should be designed to be about 15,000 rpm in order to reduce the size of the motor. Therefore, in order to generate power efficiently, it is preferable to set the combined gear ratio to (15000/6000) = about 2.5.
【０００５】一方このモータでエンジンを始動する時の
ことを考える。例えばエンジンフリクショントルクの最
大値を150Nm（極低温時等）とすると、ギア比2.5でエン
ジンを回すためには、最大モータトルクは60Nmを必要と
する。On the other hand, consider the case of starting the engine with this motor. For example, assuming that the maximum value of the engine friction torque is 150 Nm (at a very low temperature or the like), in order to run the engine with the gear ratio of 2.5, the maximum motor torque needs to be 60 Nm.
【０００６】通常のモータ特性においては、最高回転数
の半分程度まで最大トルクを発生させるのが普通である
から、7500rpmで60Nm発生するモータを用いることにな
る。すなわちモータ出力は、Pm=2π60(7500/60)=47.1kW
のモータが必要になる。47kWのモータというのは自動車
にとって極めて大きなものであり、重量・搭載スペース
・コストの点で現時点では実現性が薄い。In normal motor characteristics, it is common to generate a maximum torque up to about half of the maximum number of revolutions, so a motor that generates 60 Nm at 7,500 rpm is used. That is, the motor output is Pm = 2π60 (7500/60) = 47.1kW
Motor is required. 47 kW motors are extremely large for automobiles and are currently not feasible in terms of weight, mounting space and cost.
【０００７】そこで、モータを小型にする工夫が検討さ
れ、走行中と始動時で結合ギア比を切り換える方式が提
案されている。例えば前記した特開平11-153038号公
報、特開2000-156904号公報には遊星歯車を用いて始動
時のギア比を高める方式が示されている。しかし、例え
ば自動車にとって実現可能な数kWのモータを使って、モ
ータジェネレータシステムを構成しようとすると、始動
時の減速比を10〜15位にする必要がある。しかし遊星歯
車一段では大きな減速比を作ることが難しいため、より
変速比の大きなモータ専用変速機を備える必要が出てき
て、それを切り換えるアクチュエータや制御装置も必要
になり、コストが高くなるという問題があった。[0007] In view of the above, a device for reducing the size of the motor has been studied, and a method has been proposed in which the coupling gear ratio is switched between running and starting. For example, JP-A-11-153038 and JP-A-2000-156904 described above show a method of increasing the gear ratio at the time of starting using a planetary gear. However, if an attempt is made to construct a motor generator system using a motor of several kW achievable for an automobile, for example, it is necessary to set the reduction ratio at the time of starting to about 10 to 15. However, since it is difficult to make a large reduction ratio with one stage of the planetary gears, it is necessary to provide a motor-dedicated transmission having a larger transmission ratio, and an actuator and a control device for switching the transmission are also required, which increases the cost. was there.
【０００８】本発明の目的は、モータ専用変速機を設け
ることなく、走行中の低ギア比と始動時の高ギア比を両
立させるモータジェネレータシステムを有する車両用動
力伝達システムおよびそれを搭載した自動車を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle power transmission system having a motor generator system that achieves both a low gear ratio during running and a high gear ratio at the time of starting without providing a dedicated motor transmission, and a vehicle equipped with the same. Is to provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、元々存在する車両走行用の変速機を用いてモータと
エンジンの結合比を変えることにした。すなわち走行に
用いる変速ギアは唯一つであり、その他のギアは遊んで
いることに着目し、これらの遊んでいるギアを活用して
エンジンとモータを接続するものである。Therefore, in the present invention, the coupling ratio between the motor and the engine is changed by using the originally existing transmission for traveling the vehicle. That is, attention is paid to the fact that only one transmission gear is used for traveling and other gears are idle, and the engine and the motor are connected by utilizing these idle gears.
【００１０】本発明の特徴は、エンジンに連結された少
なくとも２個のエンジンクラッチと、変速機の変速ギア
に連結された少なくとも２個のギアクラッチと、前記各
エンジンクラッチと前記各ギアクラッチを連結する第１
クラッチ軸及び第２クラッチ軸と、前記エンジンに連結
されたモータジェネレータとを備え、車両の走行中、前
記第１クラッチ軸または第２クラッチ軸のいずれかを介
して前記エンジンの回転を前記変速ギアに伝達する車両
用動力伝達システムにおいて、走行に用いている前記変
速ギアの入力回転数と、走行用以外の前記変速ギア入力
回転数との差の回転数を利用して前記モータジェネレー
タを駆動し発電させることにある。A feature of the present invention is that at least two engine clutches are connected to the engine, at least two gear clutches are connected to a transmission gear of the transmission, and each of the engine clutches is connected to each of the gear clutches. First
A clutch and a second clutch shaft; and a motor generator connected to the engine, wherein during the traveling of the vehicle, the rotation of the engine is transmitted to the transmission gear through one of the first clutch shaft and the second clutch shaft. In the power transmission system for a vehicle, the motor generator is driven by using a rotation speed of a difference between an input rotation speed of the transmission gear used for traveling and an input rotation speed of the transmission gear other than for traveling. Power generation.
【００１１】本発明によれば、一つのモータでエンジン
始動と高効率発電が出来、スタータおよびオルタネータ
を廃止できる。また、トルクコンバータが不要になり、
コスト低減だけでなく燃費を大幅に向上できる。According to the present invention, engine start and high-efficiency power generation can be performed by one motor, and the starter and the alternator can be eliminated. Also, a torque converter is no longer required,
Not only can the cost be reduced, but also fuel efficiency can be significantly improved.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の車両用動力伝達システム
の第１の実施形態を図１〜図7に示す。この実施形態
は、車両用動力伝達システムとして、ツインクラッチ変
速機39を基に、第１クラッチ軸4と第２クラッチ軸5の間
にモータ（モータジェネレータ）2を接続したものであ
る。ツインクラッチ変速機39は、第１クラッチ軸4に連
結されたクラッチ3と、第２クラッチ軸5に連結されたク
ラッチ3'を有する。モータ２は、エンジンを起動するた
めのスタータ機能、エンジンのトルクアシスト機能及び
回生時のジェネレータ機能を備えている。1 to 7 show a first embodiment of a vehicle power transmission system according to the present invention. In this embodiment, a motor (motor generator) 2 is connected between a first clutch shaft 4 and a second clutch shaft 5 based on a twin clutch transmission 39 as a vehicle power transmission system. The twin clutch transmission 39 has a clutch 3 connected to the first clutch shaft 4 and a clutch 3 'connected to the second clutch shaft 5. The motor 2 has a starter function for starting the engine, a torque assist function for the engine, and a generator function during regeneration.
【００１３】図１において、エンジン1の出力は、エン
ジン結合ギア24,25,26によりクラッチ3, 3'に入力され
る。第１クラッチ軸4に奇数番目の変速ドライブギア7,
8,9を、第２クラッチ軸5に偶数番目の変速ドライブギア
10, 11, 12を設けてある。ドリブンギア13〜18は共通の
出力軸6に設けられている。各変速ドライブギアにはそ
れぞれギアクラッチ（例えばドッグクラッチ）19,20,2
1,22が設けられており，いずれか一つの変速ドライブギ
アがクラッチ軸と締結する。In FIG. 1, the output of the engine 1 is input to clutches 3, 3 'by engine coupling gears 24, 25, 26. The odd-numbered shift drive gear 7,
8, 9 on the second clutch shaft 5, the even-numbered drive gear
10, 11, and 12 are provided. The driven gears 13 to 18 are provided on a common output shaft 6. Each shift drive gear has a gear clutch (eg dog clutch) 19, 20, 2
1, 22 are provided, and one of the variable speed drive gears is engaged with the clutch shaft.
【００１４】いま１速ギア7のギアクラッチ19が締結
し、エンジン出力が第１クラッチ3から１速ギア7を経由
して１速で走行中であるとする（図２の１速）。このと
き第２クラッチ3’は開放している。２速にアップシフ
トするためには、ギアクラッチ21を締結して２速ギア10
を第２クラッチ軸5に結合し、クラッチ3'を締結すると
共にクラッチ3を開放すれば良い（図２の１速→２
速）。３速以上にアップシフトするときも、次段のギア
を結合しておいて、クラッチ3および3’を掛け換えれば
よい。このように走行中は常にどちらかのクラッチが開
放されており、選択された以外のギアは遊んでいること
になる。Assume that the gear clutch 19 of the first gear 7 is engaged, and the engine output is running at the first speed from the first clutch 3 via the first gear 7 (first speed in FIG. 2). At this time, the second clutch 3 'is released. To upshift to the second gear, the gear clutch 21 is engaged and the second gear 10 is engaged.
Can be connected to the second clutch shaft 5, the clutch 3 'can be engaged and the clutch 3 can be released (first speed → 2 in FIG. 2).
Speed). When upshifting to the third speed or higher, the next gear may be engaged and the clutches 3 and 3 'may be changed. In this way, either of the clutches is always disengaged during traveling, and the gears other than the selected gear are idle.
【００１５】モータ2は、回転子28も固定子27も回転す
るタイプであり、固定子27が第２クラッチ軸5に、回転
子28が第１クラッチ軸4に、それぞれ傘歯車で接続され
ている。なお、モータ内部にリダクションギア29を内蔵
しており、見かけ上「低回転・高トルク」のモータであ
るが、内部は「高回転・低トルク」のモータである。The motor 2 is of a type in which both the rotor 28 and the stator 27 rotate. The stator 27 is connected to the second clutch shaft 5 and the rotor 28 is connected to the first clutch shaft 4 by bevel gears. I have. Although the reduction gear 29 is built in the motor and is apparently a “low rotation / high torque” motor, the inside is a “high rotation / low torque” motor.
【００１６】第１クラッチ軸4の回転数をN1、第２クラ
ッチ軸5の回転数をN2とすれば、リダクションギアの外
から見たモータ回転数Nmは、Nm = N1 - N2 となる。Assuming that the rotation speed of the first clutch shaft 4 is N1 and the rotation speed of the second clutch shaft 5 is N2, the motor rotation speed Nm seen from the outside of the reduction gear is Nm = N1-N2.
【００１７】変速ギア7〜12のギア比をそれぞれG1, G2,
G3, G4, G5, GRとし、第１クラッチ軸4と結合している
変速ギアのギア比をGAすなわちGA=(G1 OR G3 OR G5)、
第２クラッチ軸5と結合している変速ギアのギア比をGB
すなわちGB=(G2 OR G4 OR GR)とすれば、モータ回転数N
mは下式で表される。 Nm = N1 - N2 = GA×No - GB×No = (GA-GB)×No ・・・ (数式１） ここでNoは出力軸6の回転数である。The gear ratios of the transmission gears 7 to 12 are G1, G2,
G3, G4, G5, GR, and the gear ratio of the transmission gear coupled to the first clutch shaft 4 is GA, that is, GA = (G1 OR G3 OR G5),
The gear ratio of the transmission gear connected to the second clutch shaft 5 is GB
That is, if GB = (G2 OR G4 OR GR), the motor speed N
m is represented by the following equation. Nm = N1−N2 = GA × No−GB × No = (GA−GB) × No (Formula 1) Here, No is the rotation speed of the output shaft 6.
【００１８】図１の構成において、例えば２速で走行中
はクラッチ3’およびギアクラッチ21が締結して駆動ト
ルクを伝達しているが、クラッチ3は開放されている。
ギアクラッチ19により１速の変速ギア7を第１クラッチ
軸4に結合すると、上式より Nm = (G1-G2)×No ・・・ (数式２） となる。エンジン回転数Neとの関係を求めると、No = N
2/G2 = Ne/G2 であるから Nm = (G1-G2)×No = {(G1-G2)/G2}×Ne ・・・ (数式３） ２速走行中は奇数番目のギアはいずれも遊んでいるの
で、１速、３速、５速ギアを使って、モータ回転数が望
みの値に近くなるように、モータ結合ギア比を変えるこ
とが出来る。In the configuration shown in FIG. 1, for example, during traveling at the second speed, the clutch 3 'and the gear clutch 21 are engaged to transmit the driving torque, but the clutch 3 is released.
When the first-speed transmission gear 7 is coupled to the first clutch shaft 4 by the gear clutch 19, Nm = (G1-G2) × No (Equation 2) from the above equation. When the relationship with the engine speed Ne is found, No = N
Since 2 / G2 = Ne / G2, Nm = (G1-G2) × No = {(G1-G2) / G2} × Ne (Equation 3) During the second speed, all odd-numbered gears are used. Since it is idle, the first gear, third gear, and fifth gear can be used to change the motor coupling gear ratio so that the motor speed approaches the desired value.
【００１９】同様にして奇数番目のギアで走行中例えば
３速走行中には、偶数番目のギアを使ってモータ結合ギ
ア比を変える。偶数番目のギアの中には後退ギアも含ま
れるが、後退ギアは負のギア比を持っているので、非常
に大きなモータ結合ギア比を得ることができる。Similarly, when the vehicle is traveling in the odd-numbered gear, for example, in the third speed, the even-numbered gear is used to change the motor coupling gear ratio. A reverse gear is included in the even-numbered gears, but since the reverse gear has a negative gear ratio, a very large motor coupling gear ratio can be obtained.
【００２０】車両用動力伝達システムは、モータ2に給
電するためのインバータを備えており、モータ2は誘導
電動機あるいは同期電動機である。インバータの電源と
してバッテリが設置されており、モータ2が電動機とし
て駆動力を発生するときは電力を供給し、発電機として
動作するときは電力を受け入れて充電する。またこのイ
ンバータの周波数および電流は、駆動系コントローラ43
により制御される。駆動系コントローラ43はまた変速機
のギアクラッチ19,20,21,22およびクラッチ3,3'も制御
する。The vehicle power transmission system has an inverter for supplying power to the motor 2, and the motor 2 is an induction motor or a synchronous motor. A battery is installed as a power source for the inverter, and supplies electric power when the motor 2 generates driving force as an electric motor, and receives and charges electric power when it operates as a generator. The frequency and current of this inverter are controlled by the drive system controller 43.
Is controlled by The driveline controller 43 also controls the transmission's gear clutches 19, 20, 21, 22 and clutches 3, 3 '.
【００２１】この変速機を用いて、回生制動中に駆動系
コントローラ43によりモータ回転数を最適に制御する処
理手順を示したのが図２である。FIG. 2 shows a processing procedure for optimally controlling the motor speed by the drive system controller 43 during regenerative braking using this transmission.
【００２２】まず、Step1で発電効率が最大になる回転
数TNmを読み込む。次に、Step2で現在走行に用いている
変速段を判定し、Step3で空いている反対側のギアを判
定してギア比を設定し、Step4でそれらのギアが結合し
たと仮定してモータ回転数を算出する。Step5で過回転
するギア段を排除して、残った中からStep6で目標回転
数に最も近いギア段を選択する。First, in Step 1, the rotational speed TNm at which the power generation efficiency is maximized is read. Next, in Step 2, the gear position currently used for traveling is determined, in Step 3, an unoccupied opposite gear is determined, a gear ratio is set, and in Step 4, the motor rotation is performed on the assumption that those gears are connected. Calculate the number. Excessive gears are eliminated in Step 5, and the gear that is closest to the target rotational speed is selected in Step 6 from the remaining gears.
【００２３】走行用の変速ギアが変更されたときは、そ
れに連れて反対側のギア段も変更されるが、車速が変化
して過回転条件から開放されると、走行用変速ギアが変
わらなくても変更される。When the traveling speed change gear is changed, the gear position on the opposite side is also changed, but when the vehicle speed changes and the vehicle is released from the overspeed condition, the running speed change gear does not change. Will be changed.
【００２４】実際の変速機を例に、回転数変化を試算し
た結果を図３に示す。ここで示すモータ回転数Nmmはリ
ダクションギアの内側の回転数である。この例ではリダ
クションギア比kdを6.0としている。高速からのコース
ト走行中に、図中の矢印で示す車速でダウンシフトしな
がら停車するまでの間、エンジン回転数Neとモータ回転
数Nmmが車速に対してどの様に変化するかを示したもの
である。エンジン回転数を実線で、各ギアの組み合わせ
におけるモータ回転数を細い破線で示す。例えば2-3と
表示してある線は、２速走行中に３速ギアを締結して得
られるモータ回転数を示す。遊んでいるギアの中から最
適のものを選ぶことにより、太い破線で示すように、モ
ータ回転数を常にある範囲内に維持することができる。FIG. 3 shows the results of trial calculation of the change in the number of revolutions, taking an actual transmission as an example. The motor rotation speed Nmm shown here is the rotation speed inside the reduction gear. In this example, the reduction gear ratio kd is 6.0. This shows how the engine speed Ne and the motor speed Nmm change with respect to the vehicle speed during a coasting from a high speed until the vehicle stops while downshifting at the vehicle speed indicated by the arrow in the figure. It is. The engine speed is indicated by a solid line, and the motor speed in each combination of gears is indicated by a thin broken line. For example, a line indicated as 2-3 indicates a motor rotation speed obtained by engaging the third gear during traveling in the second speed. By selecting the optimal gear from the idle gears, the motor speed can always be maintained within a certain range as shown by the thick broken line.
【００２５】図４はモータ（発電機）の出力特性を示し
た一例である。一点鎖線で示す定出力線がこのモータの
最大出力特性である。最高回転数の約半分の回転数以下
では最高トルクを発生するトルク一定特性となる。発電
効率は、図中に楕円状の等高線で示すように、11000(1/
min)付近で最大効率を示す。したがってモータ回転数Nm
mを8000〜14000(1/min)に維持できれば、発電効率を高
く保つことができる。図３の例では、モータ回転数Nmm
は7000〜14000(1/min)に維持されており、特に低車速域
で高回転を維持できることがわかる。FIG. 4 is an example showing the output characteristics of a motor (generator). A constant output line indicated by a chain line is the maximum output characteristic of this motor. At a rotational speed of about half or less of the maximum rotational speed, a constant torque characteristic that generates the maximum torque is obtained. As shown by the elliptical contour lines in the figure, the power generation efficiency is 11000 (1 /
It shows the maximum efficiency near min). Therefore, the motor speed Nm
If m can be maintained at 8000 to 14000 (1 / min), power generation efficiency can be kept high. In the example of FIG. 3, the motor rotation speed Nmm
Is maintained at 7000 to 14000 (1 / min), which indicates that high rotation can be maintained especially in a low vehicle speed range.
【００２６】ちなみに、エンジンとモータをリダクショ
ンギアなしに一定の結合ギア比2.5で結合した場合の計
算結果を参考までに図５に示す。90km/h以上の高速域で
は高回転を維持しているが、使用頻度の高い中低車速域
ではモータ回転数が低下することがわかる。FIG. 5 shows, for reference, a calculation result in the case where the engine and the motor are coupled at a constant coupling gear ratio of 2.5 without the reduction gear. It can be seen that the motor rotates at a high speed in the high speed range of 90 km / h or more, but the motor speed decreases in the middle and low vehicle speed range, which is frequently used.
【００２７】次に、発進時のトルクについて説明する。
図１の構成において、エンジントルクをTe, リダクショ
ンギア外側のモータトルクをTm, 出力軸トルクをTo と
すると、例えば１速走行時の出力トルクは下式で表され
る。 右辺の第１項はエンジンによる出力トルクであり、第２
項はモータによるアシストトルクである。ここでGBとし
ては２速、４速、後退ギアを選ぶことができるが、後退
ギアを選んだ場合、図３からも判るように10km/h以下の
領域でしか使えないものの非常に大きな結合ギア比が得
られる。すなわち後退ギア比は負の値であるので、(G1-
GB)が正の大きな値（図３の場合には6.961）になるから
である。ちなみに図３の例では、２速ギアを選んだ場合
は1.434、４速ギアを選んだ場合は2.457である。Next, the starting torque will be described.
In the configuration shown in FIG. 1, if the engine torque is Te, the motor torque outside the reduction gear is Tm, and the output shaft torque is To, for example, the output torque at the time of first-speed running is represented by the following equation. The first term on the right side is the output torque by the engine,
The term is the assist torque by the motor. Here, you can select the second gear, the fourth gear, and the reverse gear as the GB, but if you select the reverse gear, as shown in Fig. 3, it can be used only in the area of 10 km / h or less, but it is a very large combined gear The ratio is obtained. That is, since the reverse gear ratio is a negative value, (G1-
GB) is a large positive value (6.961 in FIG. 3). Incidentally, in the example of FIG. 3, the value is 1.434 when the second gear is selected, and 2.457 when the fourth gear is selected.
【００２８】図４のモータを用いて発進時の出力トルク
最大値を試算すると、見かけ上のモータトルクTmは（内
部モータトルクTmm)×(リダクションギア比kd）である
から、下式で表される。起動時のエンジントルク最大値
を88 (Nm), モータトルク最大値を18 (Nm), リダクショ
ンギア比kd=6.0とすると To = G1×Te + (G1-GB)×Tm = G1×Te + (G1-GB)×Tmm×kd = 3.545×88 + 6.961×18×6.0 = 312 + 752 = 1064 (Nm) ・・・ (数式５） となる。第1項はエンジンによる出力トルクで、第2項は
モータによるアシストトルクである。アシストトルクの
方がはるかに大きな値になることが判る。When the maximum value of the output torque at the time of starting using the motor shown in FIG. 4 is estimated, the apparent motor torque Tm is (internal motor torque Tmm) × (reduction gear ratio kd). You. Assuming that the maximum engine torque at startup is 88 (Nm), the maximum motor torque is 18 (Nm), and the reduction gear ratio kd = 6.0, To = G1 × Te + (G1-GB) × Tm = G1 × Te + ( G1−GB) × Tmm × kd = 3.545 × 88 + 6.961 × 18 × 6.0 = 312 + 752 = 1064 (Nm) (Equation 5) The first term is the output torque by the engine, and the second term is the assist torque by the motor. It can be seen that the assist torque has a much larger value.
【００２９】エンジン始動前のエンジントルクTeは負の
値である。クランキングトルクは通常数十Nmであるが、
極低温時のことを想定すると150Nm位は必要である。
（数式５）においてTe=-150 (Nm)とするとTo=220 (Nm)
となり、クランキングしながら220 (Nm)の出力トルクで
走り出すことが出来る。もし220 (Nm)の出力トルクで走
行できないような場合例えば坂道においては、下り方向
に走行しながらエンジンを始動すれば、勾配による推進
力をエンジン始動に加算することができる。The engine torque Te before starting the engine is a negative value. The cranking torque is usually several tens of Nm,
Assuming extremely low temperatures, about 150 Nm is required.
In equation (5), if Te = -150 (Nm), To = 220 (Nm)
It is possible to run with an output torque of 220 (Nm) while cranking. If it is not possible to travel with an output torque of 220 (Nm), for example, on a slope, if the engine is started while traveling in a downward direction, the propulsive force due to the gradient can be added to the engine start.
【００３０】エンジン始動後は（数式４）によりモータ
による加速アシストを行うことが出来る。この場合にも
モータ回転数が許容値に達するまでは、出来るだけギア
比の差が大きい変速ギアを組み合わせることにより、大
きなアシストトルクが得られる。After the engine is started, acceleration assist by the motor can be performed according to (Equation 4). Also in this case, a large assist torque can be obtained by combining the transmission gears with the greatest possible difference in gear ratio until the motor rotation speed reaches the allowable value.
【００３１】ここで、最適なアシストトルクを得るギア
選択アルゴリズムを、図６に示す。まず、Step1で現在
走行に用いている変速段を判定し、Step2で空いている
反対側のギアを判定してギア比を設定する。Step3でそ
れらのギアが結合したと仮定してモータ回転数を算出
し、Step4で過回転するギア段を排除して、残った中か
らStep5でアシストトルクが最大になるギア段を選択す
る。FIG. 6 shows a gear selection algorithm for obtaining an optimum assist torque. First, in Step 1, a gear position currently used for traveling is determined, and in Step 2, a vacant opposite gear is determined to set a gear ratio. In Step 3, the motor speed is calculated assuming that these gears are connected. In Step 4, the gear that over rotates is excluded, and the gear that maximizes the assist torque is selected in Step 5 from the remaining gears.
【００３２】この方式により、図３で試算した変速機に
おいて加速アシストトルクを求めると図７のようにな
る。各変速段において走行中に遊んでいるギアを用いて
加速アシストした場合の駆動力を示してある。FIG. 7 shows the acceleration assist torque obtained in the transmission estimated in FIG. 3 by this method. The driving force in the case of assisting acceleration by using the idle gear during traveling at each speed is shown.
【００３３】太い実線で表したのがエンジンのみによる
駆動力である。例えば１速走行中に２速ギアを用いてト
ルクアシストすると、図中に1-2で示したように駆動力
を15%程度増加させることが出来る。特に発進時におい
ては後退ギアによるアシストで8000（N)に近い駆動力を
発揮でき、参考までに太い破線で示したＡＴ車の１速駆
動力に匹敵する駆動力を得られることが判る。これはト
ルクコンバータが不要になることを意味している。The driving force of the engine alone is indicated by a thick solid line. For example, when torque assist is performed by using the second gear during the first speed, the driving force can be increased by about 15% as indicated by 1-2 in the drawing. In particular, at the time of starting, it can be seen that the driving force close to 8000 (N) can be exerted by the assist with the reverse gear, and the driving force equivalent to the first-speed driving force of the AT vehicle indicated by the thick broken line can be obtained for reference. This means that a torque converter is not required.
【００３４】このように本発明の方法によれば、高速走
行時におけるモータ回転数を発電効率の良い範囲に維持
できると共に、発進時におけるアシストトルクはエンジ
ンによる出力トルクよりも大きく、エンジンフリクショ
ンの大きな極低温時においてさえもエンジンを始動しな
がら走行する程の大きなトルクを発生出来るという特徴
がある。しかもモータを結合するための特別の変速機を
必要とせず、コスト上昇を最低限に抑えて新しい機能を
実現できるので、経済的効果は大きい。As described above, according to the method of the present invention, the motor speed during high-speed running can be maintained in a range where the power generation efficiency is good, and the assist torque at the time of starting is larger than the output torque by the engine, and the engine friction is large. It is characterized in that it can generate a large torque enough to run while starting the engine even at extremely low temperatures. In addition, a special transmission for connecting the motor is not required, and a new function can be realized with a minimum increase in cost, so that the economic effect is large.
【００３５】図８は、本発明の第２の実施形態を示した
もので、エンジン1の出力は２階建てのツインクラッチ
3, 3'の２つの出力軸を同軸状に変速機の中に導き、外
側の第１クラッチ軸4に奇数番目の変速ドライブギア7,
8,9を、内側の第２クラッチ軸5に偶数番目の変速ドライ
ブギア10, 11, 12を設けてある。ドリブンギア13〜18は
共通の出力軸6に設けられている。各変速ドライブギア
にはそれぞれギアクラッチ（例えばドッグクラッチ）1
9,20,21,22が設けられており，いずれか一つの変速ドラ
イブギアがクラッチ軸と締結する。FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention, in which the output of the engine 1 is a two-story twin clutch.
The three output shafts 3, 3 'are coaxially guided into the transmission, and the outer first clutch shaft 4 is connected to an odd-numbered drive gear 7,
8 and 9 are provided with even-numbered transmission drive gears 10, 11, and 12 on the inner second clutch shaft 5. The driven gears 13 to 18 are provided on a common output shaft 6. Each transmission drive gear has a gear clutch (eg dog clutch)
9, 20, 21 and 22 are provided, and any one of the shift drive gears is engaged with the clutch shaft.
【００３６】本実施形態においては、モータ2の固定子2
7と回転子28を、外側の第１クラッチ軸4と内側の第２ク
ラッチ軸5に直接接続することになる。このようにする
と、第１の実施例におけるエンジン結合ギア24、25、26
および傘歯車が不要である。なお、モータの回転子と固
定子の接続先が図１とは逆になっているが、モータのト
ルクと回転数の方向を考慮して制御すれば問題ない。In this embodiment, the stator 2 of the motor 2
7 and the rotor 28 are directly connected to the outer first clutch shaft 4 and the inner second clutch shaft 5. By doing so, the engine coupling gears 24, 25, 26 in the first embodiment
And no bevel gear is required. Although the connection between the rotor and the stator of the motor is opposite to that in FIG. 1, there is no problem if the control is performed in consideration of the direction of the motor torque and the rotation speed.
【００３７】本発明の第３の実施形態を図９により説明
する。図９(a)は図１に示した第１の実施形態における
モータ結合部の構成であるが、モータの固定子も回転子
も回転するので、給電するためのスリップリング30を必
要とする。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9A shows the configuration of the motor coupling unit in the first embodiment shown in FIG. 1. However, since both the stator and the rotor of the motor rotate, a slip ring 30 for supplying power is required.
【００３８】そこでモータの固定子を固定した方法を図
９(b)に示す。差動装置31の２つの入力軸を第１クラッ
チ軸4と第２クラッチ軸5に接続し、差動装置31のキャリ
アをモータの回転子に接続する。モータの固定子は変速
機のケースに固定されている。このようにすれば、第１
クラッチ軸4と第２クラッチ軸5の回転差がモータに伝わ
るので、モータ回転数はN1-N2となり図９(a)と全く同じ
特性を示す。第２クラッチ軸5に接続する傘歯車の向き
が図９(a)とは逆になる。この方法によればモータの固
定子が回転しないので、スリップリングが不要になり接
触不良等の問題が発生せず信頼性を高めることが出来
る。FIG. 9 (b) shows a method of fixing the stator of the motor. The two input shafts of the differential 31 are connected to the first clutch shaft 4 and the second clutch shaft 5, and the carrier of the differential 31 is connected to the rotor of the motor. The motor stator is fixed to the transmission case. In this way, the first
Since the rotation difference between the clutch shaft 4 and the second clutch shaft 5 is transmitted to the motor, the motor rotation speed becomes N1-N2, which shows exactly the same characteristics as FIG. 9 (a). The direction of the bevel gear connected to the second clutch shaft 5 is opposite to that in FIG. According to this method, since the stator of the motor does not rotate, a slip ring is not required, and a problem such as poor contact does not occur, thereby improving reliability.
【００３９】本発明の第４の実施形態を図１０に示す。
図９(b)はスリップリングは不要であるが傘歯車を多用
しており、傘歯車は加工が複雑で高価であり効率も良く
ない。また回転軸が縦方向と横方向に配置されるので、
変速機ケースの加工性も良くない。FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 (b) does not require a slip ring, but uses many bevel gears, and the bevel gears are complex, expensive, and inefficient. Also, since the rotation axis is arranged in the vertical and horizontal directions,
The workability of the transmission case is not good either.
【００４０】そこで差動装置31の代りに遊星歯車32を用
いるのが本実施形態の特徴である。第１クラッチ軸4の
結合ギア33と、遊星歯車32のリングギアの外周に刻まれ
た歯が噛み合っている。この間の結合ギア比をkrとす
る。遊星歯車32のサンギアは結合ギア列34により第２ク
ラッチ軸5に接続されている。結合ギア列34にはアイド
ラギアが入っており、サンギアは第２クラッチ軸5と同
じ方向に回転する。結合ギア列34の結合ギア比をksとす
る。遊星歯車32のキャリアは結合ギア35によりモータの
回転子28に接続されている。この間の結合ギア比をkcと
する。モータの固定子27は変速機ケースに固定されてお
り、給電線は直接固定子のコイルに接続されている。Therefore, a feature of this embodiment is that the planetary gear 32 is used instead of the differential gear 31. The coupling gear 33 of the first clutch shaft 4 meshes with teeth cut on the outer periphery of the ring gear of the planetary gear 32. The coupling gear ratio during this time is kr. The sun gear of the planetary gear 32 is connected to the second clutch shaft 5 by a coupling gear train 34. The coupling gear train 34 includes an idler gear, and the sun gear rotates in the same direction as the second clutch shaft 5. The coupling gear ratio of the coupling gear train 34 is ks. The carrier of the planetary gear 32 is connected by a coupling gear 35 to the rotor 28 of the motor. The coupling gear ratio during this time is kc. The motor stator 27 is fixed to the transmission case, and the power supply line is directly connected to the stator coil.
【００４１】遊星歯車の一般的な関係式は（数式６）で
表される。 Nc = NsZs/(Zs+Zr) + NrZr/(Zs+Zr) ・・・ (数式６） ここでNc:キャリア回転数、Ns:サンギア回転数、Nr:リ
ングギア回転数、Zs:サンギア歯数、Zr:リングギア歯数
である。A general relational expression of a planetary gear is represented by (Equation 6). Nc = NsZs / (Zs + Zr) + NrZr / (Zs + Zr) (Equation 6) where Nc: carrier rotation speed, Ns: sun gear rotation speed, Nr: ring gear rotation speed, Zs: sun gear tooth number , Zr: number of ring gear teeth.
【００４２】リングギアと第１クラッチ軸4を結ぶ結合
ギア比を kr = 1に設定すると Nr = -N1 ・・・ (数式７） サンギアと第２クラッチ軸5に接続する結合ギア比を ks
= Zr/Zs に設定すると、回転方向が同じであるから Ns = (Zr/Zs)N2 ・・・ (数式８） キャリアとモータを結ぶ結合ギア比を kc = (Zs+Zr)/Zr
に設定すると Nc = -{Zr/(Zs+Zr)}Nm ・・・ (数式９） (数式７）〜(数式９）を(数式６）に代入すると Nm = N1 - N2 ・・・ (数式10） これは図１の場合と全く同じ関係式であり、同じ動作を
することを意味する。When the coupling gear ratio connecting the ring gear and the first clutch shaft 4 is set to kr = 1, Nr = -N1 (Formula 7) The coupling gear ratio connected to the sun gear and the second clutch shaft 5 is ks
= Zr / Zs, since the rotation direction is the same, Ns = (Zr / Zs) N2 ... (Equation 8) The coupling gear ratio connecting the carrier and the motor is kc = (Zs + Zr) / Zr
Is set to Nc =-{Zr / (Zs + Zr)} Nm (Equation 9) When (Equation 7) to (Equation 9) are substituted into (Equation 6), Nm = N1-N2 (Equation 9) 10) This is exactly the same relational expression as the case of FIG. 1 and means that the same operation is performed.
【００４３】なお実際の構成においては、キャリアとモ
ータを結ぶ結合ギア比を kc×kd とすればリダクション
ギアを省略することが出来る。In an actual configuration, the reduction gear can be omitted if the coupling gear ratio connecting the carrier and the motor is set to kc × kd.
【００４４】すなわち第４の実施形態によれば、効率の
悪い傘歯車を用いることなく、またリダクションギアも
必要なく、各軸の方向を統一出来て、第１の実施形態と
同じ動作を実現できるので、効率も加工性も良い実用的
な構成を提供することができる。That is, according to the fourth embodiment, the directions of the respective shafts can be unified without using an inefficient bevel gear and no reduction gear, and the same operation as that of the first embodiment can be realized. Therefore, a practical configuration with good efficiency and workability can be provided.
【００４５】本発明の第５の実施形態の構成図を図１１
に示す。変速機の構成は図８と同じであるが、モータの
接続方法が異なる。第１クラッチ軸4にリングギア結合
歯車33が設けてあり、遊星歯車32のリングギアに噛み合
っている。第２クラッチ軸5にはサンギア結合歯車34が
設けてあり、アイドラーを介して遊星歯車32のサンギア
に接続される。モータはキャリア結合歯車35により遊星
歯車32のキャリアに接続されている。したがって動作と
しては図１０の場合と全く同じであり、図８とも同じ特
性を示す。しかし、図８の場合には変速機の中に、しか
も奇数段ギア列と偶数段ギア列の間にモータを設置する
ので、変速機が大型になり、モータの冷却も困難にな
る。図１１においては２つのギア列の間には、結合ギア
２〜３枚が入るだけであるので、変速機の軸長を長くす
ることなしに実現できる。モータは変速機の横に抱くよ
うに設置するので、FF車用に好適である。FIG. 11 is a block diagram of the fifth embodiment of the present invention.
Shown in The configuration of the transmission is the same as that of FIG. 8, but the connection method of the motor is different. A ring gear coupling gear 33 is provided on the first clutch shaft 4 and meshes with the ring gear of the planetary gear 32. The second clutch shaft 5 is provided with a sun gear coupling gear 34, which is connected to the sun gear of the planetary gear 32 via an idler. The motor is connected to the carrier of the planetary gear 32 by a carrier coupling gear 35. Therefore, the operation is exactly the same as that of FIG. 10, and FIG. 8 shows the same characteristics. However, in the case of FIG. 8, since the motor is installed in the transmission and between the odd-numbered gear train and the even-numbered gear train, the size of the transmission becomes large and the cooling of the motor becomes difficult. In FIG. 11, since only two or three coupling gears are inserted between the two gear trains, the transmission can be realized without increasing the shaft length of the transmission. Since the motor is installed so as to be held beside the transmission, it is suitable for FF vehicles.
【００４６】次に第６の実施形態の構成図を図１２に示
す。第１から第５の実施形態はモータの結合方法に関す
る種々の方式であったが、第６の実施形態は変速機の変
速ギア配列に関するものである。Next, FIG. 12 shows a configuration diagram of the sixth embodiment. While the first to fifth embodiments have various methods relating to the method of coupling the motors, the sixth embodiment relates to a transmission gear arrangement of a transmission.
【００４７】奇数番目の変速ギア7,8,9と、偶数番目の
変速ギア10,11,12を交互に並べると、各変速ギアの出力
軸側のドリブンギアは１速から順序良く並ぶことにな
り、ドリブンギアは狭い隙間で配置されるが、ドライブ
側のギアは１つ置きに配置されるので隙間が広がり、そ
の間にギアクラッチを設置できて、変速機の全長を短く
することが出来る。モータとの結合ギア33,34,35は変速
ギア列の端部に配置する。このようにするとモータを変
速ギア列の上に設置でき、特に第１クラッチ軸4と第２
クラッチ軸5を出力軸6に対してV字型に配置して、その
谷間にモータを設置すると、変速機をコンパクトにレイ
アウトすることが出来る。When the odd-numbered transmission gears 7, 8, 9 and the even-numbered transmission gears 10, 11, 12 are alternately arranged, the driven gears on the output shaft side of each transmission gear are arranged in order from the first speed. In other words, the driven gears are arranged with a narrow gap, but the drive-side gears are arranged alternately, so the gap is widened, and a gear clutch can be installed between them, thereby shortening the overall length of the transmission. The gears 33, 34, 35 connected to the motor are arranged at the ends of the transmission gear train. In this way, the motor can be installed on the transmission gear train, and in particular, the first clutch shaft 4 and the second
By arranging the clutch shaft 5 in a V-shape with respect to the output shaft 6 and installing a motor in the valley, the transmission can be laid out compactly.
【００４８】本発明の第７の実施形態を図１３に示す。
ファイナルギア36は、出力軸上のドリブンギアのいずれ
かに噛み合っており、図１３の例では３速ギアのドリブ
ンギアに噛み合っている。さらに３速ギアのドリブンギ
アにはギアクラッチ37が設けられていて、出力軸6と結
合／開放できるようになっている。図１３は込み入って
いて判り難いので、図１４の原理構成図にて説明する。
図１３では遊星歯車によるモータ結合を行っているが、
原理的には図１４のようにモータを直接両クラッチ軸に
接続しても同じ動作をする。３速のドリブンギアにギア
クラッチ37を設けファイナルギア36に噛み合わせた点が
図１の場合と異なる。FIG. 13 shows a seventh embodiment of the present invention.
The final gear 36 meshes with one of the driven gears on the output shaft, and in the example of FIG. 13, meshes with the driven gear of the third speed gear. Further, the driven gear of the third speed gear is provided with a gear clutch 37 so as to be able to connect / disengage with the output shaft 6. Since FIG. 13 is complicated and difficult to understand, it will be described with reference to the principle configuration diagram of FIG.
In FIG. 13, the motor is connected by a planetary gear,
In principle, the same operation is performed even if the motor is directly connected to both clutch shafts as shown in FIG. The difference from the case of FIG. 1 is that a gear clutch 37 is provided on the third-speed driven gear and meshed with the final gear 36.
【００４９】走行しないでエンジンを始動する場合、ギ
アクラッチ37を開放し、ギアクラッチ19により１速ギア
7を、ギアクラッチ22により後退ギア12をそれぞれのク
ラッチ軸に締結しておく。クラッチ3を開放し、クラッ
チ3’を締結した状態でモータ2を回すと、エンジンに加
えられるトルクは下式で表される。 Te = Tm + T2 = Tm + To/Gr = Tm + T1×G1/Gr = Tm - Tm×G1/Gr = (1-G1/Gr)Tm ・・・(数式11） ここで図３に特性を示した変速機を例に試算すると、G1
=3.545, Gr=-3.416, モータトルク最大値18 (Nm), リダ
クションギア比6.0であるから、Te=220 (Nm)が得られ
る。これはモータとエンジンを12倍のギアで結合したこ
とになる。When the engine is started without running, the gear clutch 37 is released and the first clutch
7, the reverse gear 12 is fastened to each clutch shaft by a gear clutch 22. When the motor 2 is turned while the clutch 3 is released and the clutch 3 'is engaged, the torque applied to the engine is expressed by the following equation. Te = Tm + T2 = Tm + To / Gr = Tm + T1 × G1 / Gr = Tm−Tm × G1 / Gr = (1-G1 / Gr) Tm (Equation 11) Here, the characteristics are shown in FIG. Estimating the transmission shown above as an example, G1
= 3.545, Gr = -3.416, motor torque maximum value 18 (Nm), reduction gear ratio 6.0, so Te = 220 (Nm) is obtained. This means that the motor and the engine are connected by 12 times gears.
【００５０】エンジンが始動したら、後退ギア12のギア
クラッチ22を開放し、３速ドリブンギアのギアクラッチ
37を締結すれば発進準備が整う。モータ2（この場合発
電機）の伝達トルクを増加するとエンジントルクが１速
ギアを介して出力軸に伝達されて発進する。When the engine starts, the gear clutch 22 of the reverse gear 12 is released, and the gear clutch of the third speed driven gear is released.
If you conclude 37, you are ready to start. When the transmission torque of the motor 2 (generator in this case) is increased, the engine torque is transmitted to the output shaft via the first gear to start.
【００５１】本実施形態の方法によれば、走りながらエ
ンジンを始動する必要がないので、例えば極低温時に、
坂道で（数式５）の出力では登坂できず、後に走行する
余地のない場合でも、充分余裕のあるトルクでエンジン
を始動できる。According to the method of the present embodiment, there is no need to start the engine while running, so that, for example, at extremely low temperatures,
The engine cannot be started up on a slope with the output of (Equation 5), and the engine can be started with a sufficient torque even when there is no room to run later.
【００５２】本発明の第８の実施形態を図１５に示す。
自動車38のエンジン1に変速機39が接続されており、こ
の変速機39は第1から第6の実施形態により説明した本発
明の方法で構成されている。変速機の出力軸6はファイ
ナルギア36を含むデファレンシャルギアを介してタイヤ
40を駆動する。変速機39に内蔵されたモータ2に給電す
るためのインバータ41があり、その場合モータ2は誘導
電動機あるいは同期電動機である。インバータ41の電源
としてバッテリ42が設置されており、モータ2が電動機
として駆動力を発生するときは電力を供給し、発電機と
して動作するときは電力を受け入れて充電する。またこ
のインバータ41の周波数および電流は、駆動系コントロ
ーラ43により制御される。駆動系コントローラ43はま
た、変速機のギアクラッチ19,20,21,22およびクラッチ
3,3'も制御する。自動車38はアクセルペダル等の操作に
応じてエンジン1を制御するためのエンジンコントロー
ラも備えている。FIG. 15 shows an eighth embodiment of the present invention.
A transmission 39 is connected to the engine 1 of the motor vehicle 38, and the transmission 39 is configured by the method of the present invention described in the first to sixth embodiments. The output shaft 6 of the transmission is connected to the tires via differential gears including the final gear 36.
Drive 40. There is an inverter 41 for supplying power to the motor 2 built in the transmission 39, in which case the motor 2 is an induction motor or a synchronous motor. A battery 42 is provided as a power supply for the inverter 41. The battery 42 supplies electric power when the motor 2 generates a driving force as an electric motor, and receives and charges the electric power when it operates as a generator. The frequency and current of the inverter 41 are controlled by the drive system controller 43. The drive system controller 43 also includes a transmission gear clutch 19, 20, 21, 22 and a clutch.
Also control 3,3 '. The automobile 38 also has an engine controller for controlling the engine 1 in accordance with an operation of an accelerator pedal or the like.
【００５３】図16は、図１５の自動車が発進してから停
止するまでの駆動系コントローラ43による制御動作を示
すタイムチャートである。時刻t1においてアクセルペダ
ルを踏み始めると、モータがトルクTmを発生し、車が走
行し始める。このとき変速機39の奇数ギア列GAは、１速
ギア7のギアクラッチ19が結合しており、偶数ギア列GB
においては、Ｒ速ギア12のギアクラッチ22が結合してい
る。したがって1速走行R速アシスト状態であり、（数式
5）で示したように大きなトルクで発進する。なお、GA,
GBの破線はアシスト側であることを示す。FIG. 16 is a time chart showing the control operation by the drive system controller 43 from the start of the vehicle in FIG. 15 until it stops. When the accelerator pedal starts to be depressed at time t1, the motor generates torque Tm, and the vehicle starts running. At this time, the odd gear train GA of the transmission 39 has the gear clutch 19 of the first speed gear 7 engaged and the even gear train GB
, The gear clutch 22 of the R speed gear 12 is engaged. Therefore, it is the 1st speed R speed assist state, and
Start with a large torque as shown in 5). GA,
The broken line GB indicates the assist side.
【００５４】このとき第１クラッチClt1が締結されてい
てエンジン１が、スタータの機能を有するモータ２によ
り回されるので、時刻t2において点火するとエンジンが
始動する。すなわちエンジントルクTeは負から正に転じ
る。エンジン回転数Neは車速と共に上昇する。一方モー
タ回転数Nmは（数式２）により(G1+GR)Noで上昇する。
モータトルクTmはエンジン始動に合わせて時刻t2で低減
する。At this time, since the first clutch Clt1 is engaged and the engine 1 is rotated by the motor 2 having the function of a starter, when the engine is ignited at time t2, the engine starts. That is, the engine torque Te changes from negative to positive. The engine speed Ne increases with the vehicle speed. On the other hand, the motor rotation speed Nm increases by (G1 + GR) No according to (Equation 2).
The motor torque Tm decreases at time t2 in accordance with the start of the engine.
【００５５】時刻t3で奇数ギア列GAを2速に切換える
と、1速走行2速アシスト状態になる。モータ回転数Nmは
(G1-G2)Noに低減する。モータトルクTmの変化は制御方
式により異なるが、例えば駆動力をアクセル開度TVOに
比例させるには、エンジントルクをほぼ一定に保ち、モ
ータによるアシストトルクを加減して駆動力制御を行う
のが燃費の点で効果がある。そのときはアクセル開度TV
Oの変化にギア比の変化を合成して段差を生じながら上
昇する。When the odd-numbered gear train GA is switched to the second speed at time t3, the first-speed traveling second-speed assist state is established. Motor rotation speed Nm
(G1-G2) Reduce to No. The change in the motor torque Tm depends on the control method.For example, in order to make the driving force proportional to the accelerator opening TVO, it is necessary to keep the engine torque almost constant and to control the driving force by adjusting the motor assist torque. It is effective in the point. In that case, accelerator opening TV
The change in the gear ratio is combined with the change in O to increase the level while generating a step.
【００５６】時刻t4で走行用のギアを1速から2速にシフ
トアップするために、モータトルクTmは変速期間中だけ
(-Te)となる。第1クラッチClt1から第2クラッチClt2に
切り替わると共に、アシストギアを3速に切り換えるの
で、2速走行3速アシスト状態になる。モータ回転数Nmは
(G3-G2)Noになるので負になる。モータトルクTmも回転
方向の反転に伴って負となる。時刻t5でアクセル開度TV
Oが一定になるので、モータトルクTmも一定になる。At time t4, in order to shift up the running gear from the first gear to the second gear, the motor torque Tm is only changed during the gear shift period.
(-Te). Since the first clutch Clt1 is switched to the second clutch Clt2 and the assist gear is switched to the third speed, the second speed traveling third speed assist state is established. Motor rotation speed Nm
(G3-G2) It becomes negative because it becomes No. The motor torque Tm also becomes negative with the reversal of the rotation direction. Accelerator opening TV at time t5
Since O becomes constant, the motor torque Tm also becomes constant.
【００５７】時刻t6で走行用のギアを2速から3速にシフ
トアップすると共に、アシストギアを4速に切り換える
ので、3速走行4速アシスト状態になる。モータ回転数Nm
は、(G3-G4)Noになるので再び正になり、モータトルクT
mも正になる。At time t6, the traveling gear is shifted up from the second gear to the third gear, and the assist gear is switched to the fourth gear. Motor speed Nm
Becomes (G3-G4) No and becomes positive again, and the motor torque T
m also becomes positive.
【００５８】同様にして時刻t7で走行用のギアを3速か
ら4速にシフトアップし、アシストギアを5速に切り換え
ると、4速走行5速アシスト状態になってモータ回転数N
m、モータトルクTmが負になる。Similarly, at time t7, the traveling gear is shifted up from third gear to fourth gear, and the assist gear is switched to fifth gear.
m and the motor torque Tm become negative.
【００５９】時刻t8で走行用のギアを5速にシフトアッ
プするが、アシストギアは4速にせざるを得ないので、5
速走行4速アシスト状態になる。モータ回転数Nmは4速走
行5速アシスト状態と変わらないので負である。モータ
トルクTmも負のままである。At time t8, the running gear is shifted up to the fifth speed, but the assist gear must be shifted to the fourth speed.
The vehicle enters the 4-speed assist mode. The motor speed Nm is negative because it is not different from the 4-speed running 5-speed assist state. The motor torque Tm also remains negative.
【００６０】時刻t9でアクセルペダルを放してアクセル
開度TVOをゼロにすると、いわゆるコースティング状態
になり、燃費向上のため燃料カットを行う。エンジンを
空転状態にするのでエンジントルクTeはわずかに負にな
る。このとき心地よいブレーキ感覚を得るために回生制
動を行うと、運動エネルギをバッテリに蓄えるのでさら
に燃費向上に役立つ。このときモータトルクTmはt9以前
の加速アシスト状態とは逆向きのトルクを発生するの
で、t9からt10の間は正のトルクになる。When the accelerator pedal is released at time t9 to reduce the accelerator opening TVO to zero, a so-called coasting state is established, and a fuel cut is performed to improve fuel efficiency. Since the engine is idling, the engine torque Te becomes slightly negative. At this time, if regenerative braking is performed to obtain a comfortable braking feeling, kinetic energy is stored in the battery, which further helps to improve fuel efficiency. At this time, the motor torque Tm generates a torque in the opposite direction to the acceleration assist state before t9, so that the torque is positive between t9 and t10.
【００６１】時刻t10で走行用のギアを4速にシフトダウ
ンすると共に、アシストギアを3速に切り換えるので4速
走行3速回生状態になり、モータ回転数Nmは3速走行4速
アシスト状態と同じ向きで正になる。このときモータト
ルクTmは制動トルクであるので負になる。At time t10, the traveling gear is shifted down to the fourth speed, and the assist gear is switched to the third speed, so that the fourth speed traveling third speed regeneration state is achieved. Be positive in the same direction. At this time, the motor torque Tm is negative because it is the braking torque.
【００６２】同様にして時刻t11で走行用のギアを3速に
シフトダウンし、アシストギアを2速に切り換えるとモ
ータ回転数Nmは負に、モータトルクTmは正になる。Similarly, at time t11, when the traveling gear is shifted down to the third speed and the assist gear is switched to the second speed, the motor speed Nm becomes negative and the motor torque Tm becomes positive.
【００６３】時刻t12で走行用のギアを2速にシフトダウ
ンし、アシストギアを1速に切り換えると再びモータ回
転数NmとモータトルクTmの向きは反転する。At time t12, when the traveling gear is shifted down to the second speed and the assist gear is switched to the first speed, the directions of the motor speed Nm and the motor torque Tm are reversed again.
【００６４】時刻t13で走行用のギアを1速にシフトダウ
ンするが、アシストギアを2速のままにするので、モー
タ回転数Nmの向きは正のままで変わらず、それに対して
制動トルクを発生するのでモータトルクTmの向きも負の
ままである。At time t13, the driving gear is shifted down to the first speed, but the assist gear is kept at the second speed, so that the direction of the motor speed Nm remains positive and the braking torque is reduced. Therefore, the direction of the motor torque Tm remains negative.
【００６５】時刻t14でアシストギアをR速に切り換える
と、モータ回転数Nmは大きくなるが向きは変わらず、し
たがってモータトルクTmは小さくなるが向きは負のまま
である。このときは車速Vspもエンジン回転数Neも小さ
くなっているので、エンジンは停止して第1クラッチClt
1が開放される。When the assist gear is switched to the R speed at time t14, the motor rotation speed Nm increases, but the direction does not change. Therefore, the motor torque Tm decreases but the direction remains negative. At this time, since the vehicle speed Vsp and the engine speed Ne are both low, the engine stops and the first clutch Clt
1 is released.
【００６６】時刻t15で車速がほぼゼロになると車両停
止状態になる。次の発進のため第1クラッチClt1を締結
しておく。When the vehicle speed becomes substantially zero at time t15, the vehicle is stopped. The first clutch Clt1 is engaged for the next start.
【００６７】本実施形態の方法によれば、アイドルスト
ップ状態からアクセルペダルを踏むと、モータ2のトル
クで発進しながらエンジン1をクランキングし、エンジ
ン始動後は図７のように加速アシストして走行する。高
速走行からアクセルペダルを離すと発電モードになり、
走行用以外の遊んでいるギアを切り換えながら、発電効
率の高い回転数を維持するよう走行する。すなわち無駄
なアイドリングを排除し、加速時にはモータアシストに
よりエンジンのピーク負荷を抑制し、減速時には回生ブ
レーキにより運動エネルギをバッテリに回生するので、
燃費を大幅に改善することが出来る。According to the method of the present embodiment, when the accelerator pedal is depressed from the idle stop state, the engine 1 is cranked while starting with the torque of the motor 2, and after the engine is started, acceleration assist is performed as shown in FIG. To run. When you release the accelerator pedal from high-speed driving, it will be in power generation mode,
While switching idle gears other than those for running, the vehicle runs while maintaining a high power generation efficiency. That is, unnecessary idling is eliminated, the peak load of the engine is suppressed by motor assist during acceleration, and kinetic energy is regenerated to the battery by regenerative braking during deceleration.
Fuel efficiency can be greatly improved.
【００６８】本発明の第９の実施形態を図17に示す。図
１２の構成と異なるのはモータ軸にプーリ50,50'を設
け、ベルト51,エアコンクラッチ52,回転方向変換機53を
介して、エアコンディショナ用のコンプレッサ54を接続
したことである。FIG. 17 shows a ninth embodiment of the present invention. 12 differs from the configuration of FIG. 12 in that pulleys 50 and 50 ′ are provided on the motor shaft, and a compressor 54 for an air conditioner is connected via a belt 51, an air conditioner clutch 52, and a rotation direction converter 53.
【００６９】本実施形態における制御方法は2通りあ
る。一つは走行中におけるコンプレッサ54の運転であ
る。モータ回転数は（数式１）で表され、車速に対する
特性は図３に示されるので、常に回転数範囲を制限する
ことが出来る。例えば図17のプーリ50,50'の減速比を4
対1とし、図３のモータ回転数範囲が5000〜15000(1/mi
n)であるとすれば、コンプレッサ54は1250〜3750(1/mi
n)で回転することになる。すなわちエンジンに直結する
場合より回転数範囲を狭くすることが出来る。コンプレ
ッサの回転数範囲を制限すれば、より効率の高いコンプ
レッサにすることが出来て燃費向上に役立つ。There are two control methods in this embodiment. One is the operation of the compressor 54 during running. The motor rotation speed is represented by (Equation 1), and the characteristic with respect to the vehicle speed is shown in FIG. 3, so that the rotation speed range can always be limited. For example, the reduction ratio of the pulleys 50 and 50 'in FIG.
3 and the motor speed range in Fig. 3 is 5000-15000 (1 / mi
n), compressor 54 is 1250-3750 (1 / mi
It will rotate in n). That is, the rotation speed range can be narrowed as compared with the case where the engine is directly connected to the engine. Restricting the range of the number of revolutions of the compressor can make the compressor more efficient, which helps to improve fuel efficiency.
【００７０】この場合モータ回転数は図３のようにある
範囲に制限されるが、回転方向はアシストギアの組み合
わせで随時反転する。そこで図18に示す回転方向変換機
53を用いる。In this case, the motor rotation speed is limited to a certain range as shown in FIG. 3, but the rotation direction is reversed at any time by a combination of assist gears. Therefore, the rotation direction converter shown in FIG.
Use 53.
【００７１】入力軸55はクラッチ52に接続され、プーリ
50'からの回転を入力する。入力軸55には第１ワンウエ
イクラッチのドライブホイール56が設けられており、こ
の回転がまゆ形こま58を介してドリブンドラム57に伝達
される。ドリブンドラム57は出力軸59を通してコンプレ
ッサ54に接続されているので、入力軸55の一方向回転の
みがコンプレッサ54に伝わることになる。The input shaft 55 is connected to the clutch 52,
Enter the rotation from 50 '. The input shaft 55 is provided with a drive wheel 56 of a first one-way clutch, and this rotation is transmitted to a driven drum 57 via a eyepiece 58. Since the driven drum 57 is connected to the compressor 54 through the output shaft 59, only one-way rotation of the input shaft 55 is transmitted to the compressor 54.
【００７２】一方、入力軸55には入力結合ギア60が設け
てあるが、これに噛み合う反転ギア61には第２ワンウエ
イクラッチのドライブホイール62が設けられており、こ
の回転がまゆ形こま64を介してドリブンドラム63に伝達
される。ドリブンドラム63の回転は、出力結合ギア65・
アイドラー66に伝わり、出力軸59に設けられた出力結合
ギア67を回転させる。第２ワンウエイクラッチは第１ワ
ンウエイクラッチと同じ物である。第２ワンウエイクラ
ッチの入力軸は第１ワンウエイクラッチの入力軸と反転
結合しており、第２ワンウエイクラッチの出力軸は第１
ワンウエイクラッチの出力軸と正転結合しているので、
入力軸55が逆転して第１ワンウエイクラッチをトルクが
伝達しないときには、第２ワンウエイクラッチをトルク
が伝達し、出力軸59を通してコンプレッサ54を回転させ
ることになる。On the other hand, an input coupling gear 60 is provided on the input shaft 55, and a drive wheel 62 of a second one-way clutch is provided on a reversing gear 61 meshing with the input coupling gear 60. Is transmitted to the driven drum 63 via the The rotation of the driven drum 63 is controlled by the output coupling gear 65
The power is transmitted to the idler 66 to rotate the output coupling gear 67 provided on the output shaft 59. The second one-way clutch is the same as the first one-way clutch. The input shaft of the second one-way clutch is reversely coupled to the input shaft of the first one-way clutch, and the output shaft of the second one-way clutch is connected to the first one-way clutch.
Because it is connected to the output shaft of the one-way clutch in the forward direction,
When the input shaft 55 rotates in the reverse direction and torque is not transmitted to the first one-way clutch, torque is transmitted to the second one-way clutch, and the compressor 54 is rotated through the output shaft 59.
【００７３】このように回転方向変換機53は、入力軸55
がどちらの方向に回転しても出力軸59を常に同じ方向に
回転させるので、モータ回転の方向に関係なくいつでも
コンプレッサ54を駆動することが出来る。なお、入力結
合ギア60と反転ギア61は同一径であり、また出力結合ギ
ア65と67も同一径であるので回転方向が変わっても伝達
トルクは同じである。As described above, the rotation direction converter 53 has the input shaft 55
No matter in which direction, the output shaft 59 is always rotated in the same direction, so that the compressor 54 can be driven at any time regardless of the direction of motor rotation. Note that the input coupling gear 60 and the reversing gear 61 have the same diameter, and the output coupling gears 65 and 67 also have the same diameter, so that the transmission torque is the same even if the rotation direction changes.
【００７４】第二の制御方法は停車中である。最近は燃
費向上のために一時停止中でもエンジンを停止するいわ
ゆるアイドリングストップ制御を行うようになってきた
が、従来の車ではこのときエアコンディショナも停止す
るので、猛暑の季節は事実上アイドリングストップ運転
が出来ない状況にあった。そこで信号待ち等の短時間停
車中は、走行中に蓄えたバッテリのエネルギを用いて、
モータでコンプレッサを回すことにする。The second control method is that the vehicle is stopped. In recent years, so-called idling stop control, which stops the engine even during suspension to improve fuel efficiency, has been started.However, in the case of conventional cars, the air conditioner also stops at this time, so it is practically idling stop operation during intense heat season Was unable to do so. Therefore, during a short stop such as waiting for a traffic light, using the energy of the battery stored during traveling,
Let the motor run the compressor.
【００７５】図17において、停車中にクラッチ3、3’或
いはギアクラッチ19,20,21,22を解放しておけば、モー
タを回しても出力軸6に駆動力は発生せず、コンプレッ
サ54のみを駆動することが出来る。In FIG. 17, if the clutches 3, 3 'or the gear clutches 19, 20, 21, 22 are released while the vehicle is stopped, even if the motor is turned, no driving force is generated on the output shaft 6, and the compressor 54 Only one can be driven.
【００７６】このように本実施形態の方法によれば、エ
アコンディショナ用のコンプレッサを制限された回転数
で効率良く運転して燃費が向上すると共に、一時停止中
でもエアコンを停めることなく快適な車内環境を提供出
来るという効果がある。As described above, according to the method of the present embodiment, the compressor for the air conditioner is efficiently operated at the limited number of revolutions to improve the fuel efficiency, and even if the air conditioner is temporarily stopped, the air conditioner can be stopped without stopping the air conditioner. This has the effect of providing an environment.
【００７７】本発明の第10の実施形態を図19に示す。図
１３の構成と異なるのはモータ軸にプーリ50,50'を設
け、ベルト51,エアコンクラッチ52,回転方向変換機53を
介して、エアコンディショナ用のコンプレッサ54を接続
したことである。本実施形態においても第９の実施形態
と同じ動作を行い、同じ効果が得られる。FIG. 19 shows a tenth embodiment of the present invention. 13 differs from the configuration in FIG. 13 in that pulleys 50 and 50 ′ are provided on the motor shaft, and a compressor 54 for an air conditioner is connected via a belt 51, an air conditioner clutch 52, and a rotation direction converter 53. In this embodiment, the same operation as in the ninth embodiment is performed, and the same effect is obtained.
【００７８】[0078]
【発明の効果】本発明の方法によれば、エンジンとモー
タを結合するのに特別なモータ専用変速機を必要とせ
ず、次の３つの条件を全て満足するモータジェネレータ
システムを実現できる。 (1) エンジン始動時においてクランキングトルクを確保
するため、モータとエンジンの間の結合ギア比を大きく
する。 (2) 発進加速時におけるトルクコンバータに匹敵する発
進駆動力を得るため、モータとエンジンの間の結合ギア
比を大きくする。 (3) 高速走行時においてモータを高効率領域に維持し、
かつモータの過回転を防止するため、エンジンが高速回
転しているときはモータとエンジンの間の結合ギア比を
小さくする。According to the method of the present invention, it is possible to realize a motor generator system that satisfies all of the following three conditions without requiring a special motor-dedicated transmission for coupling the engine and the motor. (1) To secure cranking torque when starting the engine, increase the gear ratio between the motor and the engine. (2) In order to obtain a starting drive force comparable to that of a torque converter at the time of starting acceleration, the coupling gear ratio between the motor and the engine is increased. (3) Maintain the motor in the high-efficiency range during high-speed driving,
Further, in order to prevent the motor from over-rotating, when the engine is rotating at high speed, the coupling gear ratio between the motor and the engine is reduced.
【００７９】これにより次の効果が得られる。 (1) 一つのモータでエンジン始動と高効率発電が出来、
スタータおよびオルタネータを廃止できる。 (2) トルクコンバータが不要になり、コスト低減だけで
なく燃費を大幅に向上できる。As a result, the following effects can be obtained. (1) One motor can start the engine and generate high efficiency power,
The starter and alternator can be eliminated. (2) The need for a torque converter is eliminated, which not only reduces costs but also significantly improves fuel efficiency.
【図１】 本発明の第１の実施形態を示す変速機構成図
である。FIG. 1 is a transmission configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第１の実施形態におけるモータ回転
数の最適制御方法を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an optimal control method of a motor speed according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の方法におけるモータ回転数の動作例
を示す回転数特性図である。FIG. 3 is a rotation speed characteristic diagram showing an operation example of a motor rotation speed in the method of the present invention.
【図４】 本発明に用いるモータ特性例を示す特性図で
ある。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of a motor characteristic used in the present invention.
【図５】 従来の方法におけるモータ回転数の動作例を
示す回転数特性図である。FIG. 5 is a rotation speed characteristic diagram showing an operation example of a motor rotation speed in a conventional method.
【図６】 本発明の第１の実施形態における最適なアシ
ストトルクを得るギア選択アルゴリズムを示すフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a gear selection algorithm for obtaining an optimal assist torque according to the first embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の方法において、モータによるトルク
アシスト制御の効果例を示す駆動力特性図である。FIG. 7 is a driving force characteristic diagram showing an example of the effect of torque assist control by a motor in the method of the present invention.
【図８】 発明の第２の実施形態を示す変速機構成図で
ある。FIG. 8 is a transmission configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の第３の実施形態を示す変速機構成図
である。FIG. 9 is a transmission configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明の第４の実施形態を示す変速機構成
図である。FIG. 10 is a transmission configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図１１】 本発明の第５の実施形態を示す変速機構成
図である。FIG. 11 is a transmission configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図１２】 本発明の第６の実施形態を示す変速機構成
図である。FIG. 12 is a transmission configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
【図１３】 本発明の第７の実施形態を示す変速機構成
図である。FIG. 13 is a transmission configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
【図１４】 本発明の第７の実施形態における変速機の
原理構成を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a principle configuration of a transmission according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１５】 本発明の第８の実施形態を示す自動車の構
成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of an automobile showing an eighth embodiment of the present invention.
【図１６】 本発明の第８の実施形態における一連の動
作を示すタイムチャートである。FIG. 16 is a time chart showing a series of operations according to the eighth embodiment of the present invention.
【図１７】 本発明の第９の実施形態を示す変速機構成
図である。FIG. 17 is a transmission configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention.
【図１８】 本発明の第９の実施形態に用いる回転方向
変換機の一例を示す構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram illustrating an example of a rotation direction converter used in a ninth embodiment of the present invention.
【図１９】 本発明の第10の実施形態を示す変速機構成
図である。FIG. 19 is a transmission configuration diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
1：エンジン 2：モータ 3：第１クラッチ 3'：第２
クラッチ 4：第１クラッチ軸 5：第２クラッチ軸
6：出力軸 7：１速ギア 8：３速ギア 9：５速ギア
10：２速ギア 11：４速ギア 12：後退ギア 13〜18：
各変速ドリブンギア 19〜22：ギアクラッチ 24〜26：
エンジン結合ギア 27：モータ固定子 28：モータ回転
子 29：リダクションギア 30：スリップリング 31：
差動装置 32：遊星歯車 33：リングギア結合歯車 34：サンギア
結合歯車 35：キャリア結合歯車 36：ファイナルギア
37：出力ギアクラッチ 38：自動車 39：変速機 4
0：タイヤ 41：モータ制御装置 42：バッテリ。1: Engine 2: Motor 3: First clutch 3 ': Second
Clutch 4: First clutch shaft 5: Second clutch shaft
6: output shaft 7: 1st gear 8: 3rd gear 9: 5th gear
10: Second gear 11: Fourth gear 12: Reverse gear 13-18:
Variable speed driven gears 19-22: Gear clutches 24-26:
Engine coupling gear 27: Motor stator 28: Motor rotor 29: Reduction gear 30: Slip ring 31:
Differential gear 32: Planetary gear 33: Ring gear coupling gear 34: Sun gear coupling gear 35: Carrier coupling gear 36: Final gear
37: Output gear clutch 38: Car 39: Transmission 4
0: Tire 41: Motor controller 42: Battery.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１ Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１Ｄ 41/28 41/28 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA03 AA04 AB27 AC03 AC04 AC37 AC39 AC70 AC77 AD04 AD23 3D041 AA09 AA11 AB01 AC01 AC06 AC14 AD02 AD31 AD51 AE31 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PO17 PU09 PU10 PU22 PU23 PU25 PV09 QE01 QE03 QE04 QE10 QE13 QH06 QI04 QI12 RB08 RE03 SE04 SE05 SE08 TE02 TO21 TO30 UI13 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (reference) B60K 41/00 301 B60K 41/00 301D 41/28 41/28 9/00 EFterm (reference) 3D039 AA02 AA03 AA04 AB27 AC03 AC04 AC37 AC39 AC70 AC77 AD04 AD23 3D041 AA09 AA11 AB01 AC01 AC06 AC14 AD02 AD31 AD51 AE31 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PO17 PU09 PU10 PU22 PU23 PU25 PV09 QE01 QE03 Q04 QE03 QE03 QE03 QE04 Q10 SE08 TE02 TO21 TO30 UI13
Claims (14)
ンジンクラッチと、変速機の変速ギアに連結された少な
くとも２個のギアクラッチと、前記各エンジンクラッチ
と前記各ギアクラッチを連結する第１クラッチ軸及び第
２クラッチ軸と、前記エンジンに連結されたモータジェ
ネレータとを備え、車両の走行中、前記第１クラッチ軸
または第２クラッチ軸のいずれかを介して前記エンジン
の回転を前記変速ギアに伝達する車両用動力伝達システ
ムにおいて、 走行に用いている前記変速ギアの入力回転数と、走行用
以外の前記変速ギア入力回転数との差の回転数を利用し
て前記モータジェネレータを駆動し発電させる、ことを
特徴とする車両用動力伝達システム。At least two engine clutches connected to an engine, at least two gear clutches connected to a transmission gear of a transmission, and a first clutch connecting each of the engine clutches and each of the gear clutches. A shaft and a second clutch shaft, and a motor generator connected to the engine, and wherein, while the vehicle is running, the rotation of the engine is transmitted to the transmission gear via either the first clutch shaft or the second clutch shaft. In the vehicle power transmission system for transmitting power, the motor generator is driven by using a rotation speed of a difference between an input rotation speed of the transmission gear used for traveling and an input rotation speed of the transmission gear other than for traveling. A power transmission system for a vehicle.
タにより車両の回生制動を行うときは、前記差の回転数
が前記モータジェネレータの高効率回転数範囲に入るよ
うに、前記変速機の変速段毎に前記走行用以外の変速ギ
アを切り換える、ことを特徴とする車両用動力伝達シス
テム。2. The transmission according to claim 1, wherein when the regenerative braking of the vehicle is performed by the motor generator, the speed difference of each of the transmissions is set so that the rotational speed of the difference falls within a high-efficiency rotational speed range of the motor generator. A power transmission system for a vehicle, wherein a transmission gear other than the traveling gear is switched.
タにより車両の駆動力アシストを行うときは、前記モー
タジェネレータの回転数の上限以下の範囲で最大のトル
クが得られるように、前記変速機の変速段毎に前記走行
用以外の変速ギアを切り換える、ことを特徴とする車両
用動力伝達システム。3. The transmission according to claim 1, wherein when the driving force of the vehicle is assisted by the motor generator, the speed of the transmission is changed so that a maximum torque is obtained within a range not more than an upper limit of the rotation speed of the motor generator. A power transmission system for a vehicle, wherein a transmission gear other than the traveling gear is switched for each gear.
記第１クラッチ軸及び第２クラッチ軸が同軸型のツイン
クラッチ変速機であり、該同軸状の２つのクラッチ軸
に、前記モータジェネレータの固定子と回転子をそれぞ
れ直接接続する、ことを特徴とする車両用動力伝達シス
テム。4. The motor generator according to claim 1, wherein the first clutch shaft and the second clutch shaft are coaxial twin clutch transmissions, and the two coaxial clutch shafts are provided with the motor generator. A power transmission system for a vehicle, wherein a stator and a rotor are directly connected to each other.
動装置を用いて、前記走行に用いている変速ギアの入力
回転数と、前記走行用以外の変速ギア入力回転数との差
を取り出し、固定子を固定した前記モータジェネレータ
に接続することを特徴とする車両用動力伝達システム。5. A differential gear according to claim 1, wherein a difference between an input rotation speed of a transmission gear used for traveling and an input rotation speed of a transmission gear other than for traveling is determined using a differential device. A power transmission system for a vehicle, wherein the power transmission system is taken out and connected to the motor generator having a fixed stator.
星歯車と結合ギアを用いて、前記走行に用いている変速
ギアの入力回転数と、前記走行用以外の変速ギア入力回
転数との差を取り出し、固定子を固定した前記モータジ
ェネレータに接続することを特徴とする車両用動力伝達
システム。6. An input rotation speed of a transmission gear used for the traveling and an input rotation speed of a transmission gear other than the traveling gear, using a planetary gear and a coupling gear, according to any one of claims 1 to 3. A power transmission system for a vehicle, wherein a difference is taken out and connected to the motor generator having a fixed stator.
ッチ軸を結ぶ結合ギア比を kr = 1に設定し、前記遊星
歯車と前記結合ギアの結合ギア比を、(数式７）の関係
にすることを特徴とする車両用動力伝達システム。 Nr = -N1 ・・・ (数式７）7. A connection gear ratio between the ring gear and the first clutch shaft is set to kr = 1, and a connection gear ratio between the planetary gear and the connection gear is set to a relationship expressed by the following equation (7). A power transmission system for a vehicle. Nr = -N1 (Equation 7)
チ軸5に接続する結合ギア比を ks =Zr/Zs に設定し、前
記遊星歯車と前記結合ギアの結合ギア比を、数式８の関
係にすることを特徴とする車両用動力伝達システム。 Ns = (Zr/Zs)N2 ・・・ (数式８）8. The coupling gear ratio of the planetary gear and the coupling gear according to claim 8 wherein the ratio of the coupling gear connected to the sun gear and the second clutch shaft 5 is set to ks = Zr / Zs. A vehicle power transmission system characterized in that: Ns = (Zr / Zs) N2 (Equation 8)
ぶ結合ギア比を kc = (Zs+Zr)/Zrに設定し、前記遊星歯
車と前記結合ギアの結合ギア比を、数式９の関係にする
ことを特徴とする車両用動力伝達システム。 Nc = -{Zr/(Zs+Zr)}Nm ・・・ (数式９）9. A coupling gear ratio for connecting a carrier and a motor is set to kc = (Zs + Zr) / Zr, and a coupling gear ratio between the planetary gear and the coupling gear is defined by the relationship of Expression 9. A power transmission system for a vehicle. Nc =-{Zr / (Zs + Zr)} Nm (Equation 9)
歯車と結合ギアを変速ギア列の端に設置し、前記モータ
ジェネレータを変速ギア列の横に配置することを特徴と
する車両用動力伝達システム。10. The vehicle power according to claim 6, wherein the planetary gear and the coupling gear are installed at the end of the transmission gear train, and the motor generator is arranged beside the transmission gear train. Transmission system.
出力軸の変速ドリブンギアを奇数番目と偶数番目を交互
に配置して変速ドライブギアが一つ置きに配置されるよ
うに構成し、各変速ドライブギアの間にギアクラッチを
配置すると共に、遊星歯車と結合ギアを変速ギア列の端
に設置し、前記モータジェネレータを変速ギア列の横に
配置することを特徴とする車両用動力伝達システム。11. The method according to claim 1, wherein
The transmission driven gears of the output shaft are configured such that odd-numbered and even-numbered transmission gears are alternately arranged, and transmission drive gears are arranged alternately, and a gear clutch is arranged between the transmission drive gears and the planetary gears. A power transmission system for a vehicle, wherein the motor generator is arranged beside the transmission gear train.
前記変速機が同軸型ツインクラッチ変速機であり、２つ
のクラッチ軸回転数の差を、遊星歯車と結合ギアを用い
て取り出し、固定子を固定した前記モータジェネレータ
に接続することを特徴とする車両用動力伝達システム。12. The method according to claim 1, wherein
A vehicle wherein the transmission is a coaxial twin-clutch transmission, and a difference between two clutch shaft rotation speeds is taken out using a planetary gear and a coupling gear, and connected to the motor generator having a fixed stator. Power transmission system.
変速機出力を、出力軸上に配置されたドリブンギアの一
つを介してファイナルギアに取り出すと共に、そのドリ
ブンギアと出力軸の間にギアクラッチを設けることを特
徴とする車両用動力伝達システム。13. The method according to claim 1, wherein
A power transmission system for a vehicle, wherein a transmission output is taken out to a final gear through one of driven gears arranged on an output shaft, and a gear clutch is provided between the driven gear and the output shaft.
伝達システムを搭載した自動車において、変速機内蔵モ
ータジェネレータと、該変速機内蔵モータジェネレータ
を制御するモータ制御装置とバッテリを備え、前記モー
タジェネレータでエンジンを始動し、自動車の発進加速
時には前記モータジェネレータのトルクでエンジントル
クを補佐し、減速時には前記モータジェネレータを発電
機として動作させて車体の運動エネルギを前記バッテリ
に回生することを特徴とする自動車。14. An automobile equipped with the vehicle power transmission system according to any one of claims 1 to 13, further comprising a motor generator with a built-in transmission, a motor control device for controlling the motor generator with a built-in transmission, and a battery. Starting the engine with a motor generator, assisting the engine torque with the torque of the motor generator when the vehicle starts and accelerates, and operates the motor generator as a generator during deceleration to regenerate the kinetic energy of the vehicle body to the battery. And a car.
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