JP2014125026A - Vehicle transmission, and control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用変速機及び制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle transmission and a control device.
車両に搭載される車両用変速機及び制御装置として、例えば、特許文献1には、車両の走行中、第1クラッチ軸又は第2クラッチ軸のいずれかを介してエンジンの回転を変速ギヤに伝達する車両用動力伝達システムが開示されている。この車両用動力伝達システムは、走行に用いている変速ギヤの入力回転数と、走行用以外の変速ギヤ入力回転数との差の回転数を利用してモータジェネレータを駆動し発電させる。この車両用動力伝達システムは、例えば、遊星歯車と結合ギヤを用いて、走行に用いている変速ギヤの入力回転数と、走行用以外の変速ギヤ入力回転数との差を取り出し、固定子を固定したモータジェネレータに接続する。
As a vehicle transmission and control device mounted on a vehicle, for example,
ところで、上述のような特許文献1に記載の車両用動力伝達システムは、例えば、より効率的な機関始動の点で、更なる改善の余地がある。
Incidentally, the vehicle power transmission system described in
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適切に機関を始動することができる車両用変速機及び制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle transmission and a control device that can appropriately start an engine.
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用変速機は、車両を走行させる回転動力を発生させる機関と第1変速段群の第1入力軸との間の動力伝達を断接可能である第1係合装置と、前記機関と第2変速段群の第2入力軸との間の動力伝達を断接可能である第2係合装置とを有する変速機構と、回転機の回転軸と前記第1入力軸と前記第2入力軸とを差動回転可能に接続する差動機構と、前記第1入力軸、又は、前記第2入力軸に接続された慣性質量体と、前記車両の減速走行時に、前記機関、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、当該車両の駆動輪側から前記慣性質量体に伝達される回転動力を、当該慣性質量体で慣性エネルギとして蓄積し、前記機関の始動時に、前記蓄積した慣性エネルギを、前記機関の機関出力軸を回転駆動する動力として放出して当該機関を始動する制御を実行可能である制御装置とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle transmission according to the present invention can connect and disconnect power transmission between an engine that generates rotational power for running a vehicle and a first input shaft of a first gear group. A transmission mechanism having a first engagement device, a second engagement device capable of connecting / disconnecting power transmission between the engine and the second input shaft of the second gear group, and a rotating shaft of the rotating machine A differential mechanism that connects the first input shaft and the second input shaft so as to be differentially rotatable, the first input shaft, or an inertia mass body connected to the second input shaft, and the vehicle The engine, the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine are controlled at the time of decelerating traveling, and the rotational power transmitted from the drive wheel side of the vehicle to the inertia mass body is The inertial mass body accumulates inertial energy, and when the engine is started, the accumulated inertial energy is stored in the machine. The engine output shaft and releases as a power for driving the rotation, characterized in that a control device is capable of executing a control to start the engine.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記第1入力軸と前記第2入力軸とのうち、前記車両の減速走行時に選択される変速段が設けられる方を減速走行時入力軸、他方をエネルギ蓄積入力軸とした場合、前記車両の減速走行時に、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記車両の駆動輪側からの回転動力を、少なくとも前記エネルギ蓄積入力軸を介して前記慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積するものとすることができる。 Further, in the vehicle transmission, the control device determines which of the first input shaft and the second input shaft is provided with a shift stage that is selected when the vehicle is decelerated and which is provided during the deceleration operation. When the other is an energy storage input shaft, the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine are controlled during rotation of the vehicle at a reduced speed, and the vehicle rotates from the drive wheel side. Power can be stored as inertia energy in the inertia mass body through at least the energy storage input shaft.
また、上記車両用変速機では、前記慣性質量体は、前記第1入力軸に接続され、前記制御装置は、前記車両の減速走行時に、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記第1係合装置を解放状態とした上で、前記車両の駆動輪側からの回転動力を、前記第2入力軸、前記差動機構、前記第1入力軸を順に介して前記慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積するものとすることができる。 Further, in the vehicle transmission, the inertial mass body is connected to the first input shaft, and the control device is configured to perform the first engagement device, the second engagement device, And controlling the rotating machine to release the first engagement device, and rotating power from the drive wheel side of the vehicle to the second input shaft, the differential mechanism, and the first input. It can be stored as inertial energy in the inertial mass through the shaft in order.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記第2変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記車両が減速走行となった場合、当該第2変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記慣性質量体に慣性エネルギを蓄積する状態に移行し、前記第1変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記車両が減速走行となった場合、前記第2変速段群のいずれか1つの変速段に切り替えた後、前記慣性質量体に慣性エネルギを蓄積する状態に移行するものとすることができる。 In the vehicle transmission, when the vehicle is decelerated while any one of the second gear stages is selected, the control device is configured to control the second gear group. The state shifts to a state in which inertial energy is stored in the inertial mass body in a state where any one gear is selected, and the vehicle decelerates in a state where any one gear in the first gear group is selected. In the case of running, after switching to any one of the second gear group, the state can be shifted to a state where inertial energy is accumulated in the inertial mass body.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記第2係合装置の伝達トルク制御、及び、前記回転機の回転制御によって、前記慣性質量体への慣性エネルギの蓄積量を調節するものとすることができる。 In the vehicle transmission, the control device adjusts an accumulation amount of inertia energy in the inertia mass body by transmission torque control of the second engagement device and rotation control of the rotating machine. It can be.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記機関の始動時に、前記慣性質量体に慣性エネルギが蓄積された状態で、前記第1係合装置を係合状態とすることで、前記蓄積した慣性エネルギを、前記機関の機関出力軸を回転駆動する動力として放出して当該機関を始動するものとすることができる。 Further, in the vehicle transmission, the control device causes the first engagement device to be in an engaged state in a state where inertial energy is accumulated in the inertial mass body when the engine is started. The accumulated inertia energy can be discharged as power for rotationally driving the engine output shaft of the engine to start the engine.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記慣性質量体への慣性エネルギの蓄積による制動力と前記車両の制動装置による制動力とによって前記車両の減速度を調節するものとすることができる。 In the vehicle transmission, the control device adjusts the deceleration of the vehicle by a braking force generated by accumulating inertia energy in the inertial mass body and a braking force generated by the braking device of the vehicle. Can do.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記機関の始動時に前記慣性質量体の回転速度が予め設定される機関始動回転速度より低い場合には、前記回転機を制御し前記慣性質量体の回転速度を増速するものとすることができる。 In the vehicle transmission, when the rotational speed of the inertial mass body is lower than a preset engine start rotational speed when the engine is started, the control device controls the rotary machine and the inertial mass. The rotational speed of the body can be increased.
また、上記車両用変速機では、前記制御装置は、前記機関の始動後に、前記慣性質量体の余剰の慣性エネルギを、前記回転機の回転軸を回転駆動する動力として放出し当該回転機で発電を行い、発生した電気エネルギを蓄電装置に蓄積するものとすることができる。 In the vehicular transmission, after the engine is started, the control device releases surplus inertia energy of the inertia mass body as power for rotationally driving the rotating shaft of the rotating machine and generates electric power with the rotating machine. The generated electric energy can be stored in the power storage device.
また、上記車両用変速機では、前記第1入力軸に接続される第1の前記慣性質量体と、前記第2入力軸に接続される第2の前記慣性質量体とを備え、前記制御装置は、前記第2変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記車両が減速走行となった場合、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記第1係合装置を解放状態とした上で、前記車両の駆動輪側かのら回転動力を、前記第2入力軸、前記差動機構、前記第1入力軸を順に介して前記第1の慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積し、前記第1変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記車両が減速走行となった場合、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記第2係合装置を解放状態とした上で、前記車両の駆動輪側からの回転動力を、前記第1入力軸、前記差動機構、前記第2入力軸を順に介して前記第2の慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積するものとすることができる。 The vehicle transmission includes the first inertial mass body connected to the first input shaft and the second inertial mass body connected to the second input shaft, and the control device. The first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine when the vehicle decelerates in a state where any one of the second gear group is selected. The first engagement device is released, and the rotational power from the drive wheel side of the vehicle is passed through the second input shaft, the differential mechanism, and the first input shaft in this order. When the vehicle is decelerating in a state where any one of the first gear stages is selected, the first engagement device is stored as inertia energy in the first inertia mass body. , After controlling the second engagement device and the rotating machine, the second engagement device is in a released state, The rotational power from the drive wheel side of the vehicle is stored as inertia energy in the second inertia mass body through the first input shaft, the differential mechanism, and the second input shaft in this order. it can.
上記目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、車両を走行させる回転動力を発生させる機関と第1変速段群の第1入力軸との間の動力伝達を断接可能である第1係合装置、及び、前記機関と第2変速段群の第2入力軸との間の動力伝達を断接可能である第2係合装置を有する変速機構と、回転機の回転軸と前記第1入力軸と前記第2入力軸とを差動回転可能に接続する差動機構と、前記第1入力軸、又は、前記第2入力軸に接続された慣性質量体とを備える車両用変速機の制御装置であって、前記車両の減速走行時に、前記機関、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、当該車両の駆動輪側から前記慣性質量体に伝達される回転動力を、当該慣性質量体で慣性エネルギとして蓄積し、前記機関の始動時に、前記蓄積した慣性エネルギを、前記機関の機関出力軸を回転駆動する動力として放出して当該機関を始動する制御を実行可能であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control device according to the present invention is capable of connecting / disconnecting power transmission between an engine that generates rotational power for running a vehicle and a first input shaft of a first gear group. A first engagement device, a transmission mechanism having a second engagement device capable of connecting / disconnecting power transmission between the engine and the second input shaft of the second gear group, a rotating shaft of the rotating machine, A vehicle transmission comprising: a differential mechanism that connects a first input shaft and the second input shaft so as to be differentially rotatable; and an inertia mass body connected to the first input shaft or the second input shaft. A control device for a machine that controls the engine, the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine when the vehicle decelerates, and the inertia from the drive wheel side of the vehicle Rotational power transmitted to the mass body is accumulated as inertial energy in the inertial mass body, and when the engine is started The inertial energy and the storage, characterized in that by releasing the power for rotating the engine output shaft of said engine is capable of executing control to start the engine.
本発明に係る車両用変速機及び制御装置は、適切に機関を始動することができる、という効果を奏する。 The vehicle transmission and the control device according to the present invention have an effect that the engine can be started appropriately.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る変速機を搭載した車両の概略構成図である。図2は、実施形態1に係る変速機における制御の一例を説明するタイムチャートである。図3、図4、図5、図6、図7、図8は、実施形態1に係る変速機の動作の一例を表す共線図である。図9は、実施形態1に係る変速機における減速度制御について説明する線図である。図10、図11は、実施形態1に係る変速機における制御の一例を示すフローチャートである。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with a transmission according to the first embodiment. FIG. 2 is a time chart illustrating an example of control in the transmission according to the first embodiment. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are collinear diagrams showing an example of the operation of the transmission according to the first embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating deceleration control in the transmission according to the first embodiment. 10 and 11 are flowcharts illustrating an example of control in the transmission according to the first embodiment.
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、回転軸線に沿った方向をそれぞれ軸方向といい、回転軸線に直交する方向、すなわち、軸方向に直交する方向をそれぞれ径方向といい、回転軸線周りの方向をそれぞれ周方向という。また、径方向において回転軸線側を径方向内側といい、反対側を径方向外側という。 In the following description, unless otherwise specified, the direction along the rotation axis is referred to as the axial direction, the direction orthogonal to the rotation axis, that is, the direction orthogonal to the axial direction is referred to as the radial direction, and the rotation axis. Each of the surrounding directions is called a circumferential direction. In addition, the rotational axis side in the radial direction is referred to as the radial inner side, and the opposite side is referred to as the radial outer side.
本実施形態の車両用変速機としての変速機1は、図1に示すように、車両2に搭載されるパワートレーン3に適用される。変速機1は、典型的には、DCT(Dual Clutch Transmission)形式の変速機構10の入力2軸(第1入力軸13、第2入力軸14)に差動機構20を介して回転機30を連結し、両軸の差回転を回転機30で制御する。変速機1は、例えば、入力2軸のうち、車両2の減速走行時に動力伝達に寄与していない軸を利用して慣性質量体等にエネルギを蓄積し、これを効率よく取り出して機関4の始動に用いるようにしたものである。これにより、変速機1は、例えば、燃費性能の向上を図った上で、適切に機関4を始動することができるようにしたものである。
A
変速機1が適用される車両2のパワートレーン3は、車両2を走行させる回転動力を発生させる機関4、当該機関4が発生させた回転動力を機関4から駆動輪6に伝達可能である動力伝達装置(トランスミッション)5等を含んで構成される。機関4は、典型的には、燃焼室で燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して動力として出力するエンジン(内燃機関)等の熱機関である。動力伝達装置5は、ダンパ7、変速機1、デファレンシャルギヤ8等を含んで構成される。動力伝達装置5は、機関4が発生させた動力がダンパ7に伝達され、当該ダンパ7に伝達された回転動力を変速機1に伝達する。動力伝達装置5は、例えば、機関4からの回転動力を変速機1によって変速して車両2の駆動輪6に伝達可能である。これら機関4、変速機1等は、ECU50によって制御される。したがって、車両2は、機関4の機関出力軸(クランクシャフト)4aが回転駆動すると、その動力がダンパ7等を介して変速機1に入力されて変速され、デファレンシャルギヤ8等を介して各駆動輪6に伝達される。これにより、車両2は、各駆動輪6が回転することで前進または後退することができる。また、車両2は、運転者による制動要求操作であるブレーキ操作に応じて車両2に制動力を発生させる制動装置9を搭載している。車両2は、制動装置9が発生させる制動力によって減速、停止することができる。
The power train 3 of the
そして、本実施形態の変速機1は、機関4から駆動輪6への動力の伝達経路に設けられ、機関4から駆動輪6に伝達される回転動力を変速して出力可能である。変速機1に伝達された動力は、この変速機1にて所定の変速比(=入力回転数/出力回転数)で変速されて各駆動輪6に伝達される。変速機1は、デュアルクラッチ式の変速機構10と、差動機構20と、回転機30と、蓄電装置40と、制御装置としてのECU50とを備える。
The
変速機構10は、第1変速段群としての奇数変速段群11、第2変速段群としての偶数変速段群12、第1入力軸13、第2入力軸14、出力軸15、第1係合装置C1、第2係合装置C2等を有する。変速機構10は、機関4からダンパ7等を介して第1入力軸13、あるいは、第2入力軸14に入力された回転動力を、奇数変速段群11、又は、偶数変速段群12のいずれか1つの変速段によって変速して出力軸15から駆動輪6側に出力可能である。
The
奇数変速段群11は、それぞれに所定の変速比が割り当てられた複数の変速段(ギヤ段)からなり、ここでは、奇数段として、前進用の第1速変速段61、第3速変速段63によって構成される。つまり、奇数変速段群11は、奇数段変速部(第1変速部)10Aを構成する。奇数段変速部10Aは、奇数変速段群11に加えて、さらに、後進用のリバース段65、切替部66、67等を含んで構成される。偶数変速段群12は、それぞれに所定の変速比が割り当てられた複数の変速段(ギヤ段)からなり、ここでは、偶数段として、前進用の第2速変速段62、第4速変速段64によって構成される。偶数変速段群12は、偶数段変速部(第2変速部)10Bを構成する。偶数段変速部10Bは、偶数変速段群12に加えて、さらに、切替部68等を含んで構成される。奇数変速段群11、及び、偶数変速段群12の各変速段は、変速比が大きい方から順に第1速変速段61、第2速変速段62、第3速変速段63、第4速変速段64となっている。
The odd-numbered
第1入力軸13は、奇数変速段群11の入力軸を構成し、変速機1において機関4側からの回転動力が入力される入力回転部材である。第2入力軸14は、偶数変速段群12の入力軸を構成し、変速機1において機関4側からの回転動力が入力される入力回転部材である。第1入力軸13は、円柱状に形成される。第2入力軸14は、円筒状に形成され、内周側に第1入力軸13が挿入される。第1入力軸13、第2入力軸14は、ケース等に対して軸受けを介して回転可能に支持される。第1入力軸13、第2入力軸14は、機関4からの動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能に支持される。上記回転軸線X1は、機関4の機関出力軸4aの回転中心と一致している。つまり、機関出力軸4a、第1入力軸13、及び、第2入力軸14は、回転軸線X1に対して同軸上に配置される。
The
そして、第1入力軸13は、機関4側の端部に第1係合装置C1が設けられる。第1入力軸13は、機関4とは反対側の端部、すなわち、第1係合装置C1とは反対側の端部が第2入力軸14から露出するようにして突出している。第1入力軸13は、機関4側から順に、第1係合装置C1、差動機構20、ドライブギヤ61a、切替部66、ドライブギヤ63a、切替部67、ドライブギヤ65aが配置される。第1入力軸13は、第2入力軸14から露出した部分に差動機構20、ドライブギヤ61a、切替部66、ドライブギヤ63a、切替部67、ドライブギヤ65aが設けられる。第2入力軸14は、機関4側の端部に第2係合装置C2が設けられる。第2入力軸14は、機関4とは反対側の端部、すなわち、第2係合装置C2とは反対側の端部が差動機構20に接続される。第2入力軸14は、機関4側から順に、第2係合装置C2、ドライブギヤ64a、ドライブギヤ62aが配置される。
The
出力軸15は、変速機1において駆動輪6側へ回転動力を出力する出力回転部材である。出力軸15は、ケース等に対して軸受けを介して回転可能に支持される。出力軸15は、機関4からの動力が伝達されて回転軸線X1と平行な回転軸線X2を回転中心として回転可能に支持される。出力軸15は、奇数段変速部10Aと偶数段変速部10Bとの共通の出力部材として機能する。出力軸15は、ドライブギヤ16、ドリブンギヤ17、デファレンシャルギヤ8等を介して駆動輪6に動力伝達可能に接続される。出力軸15は、機関4側の端部にドライブギヤ16が一体回転可能に結合され、他端にドリブンギヤ65bが一体回転可能に結合される。出力軸15は、機関4側から順に、ドライブギヤ16、ドリブンギヤ64b、切替部68、ドリブンギヤ62b、ドリブンギヤ61b、ドリブンギヤ63b、ドリブンギヤ65bが配置される。
The
上記奇数変速段群11の各変速段は、それぞれ、ドライブギヤ61a、63aがブッシュ等を介して第1入力軸13に相対回転可能に支持され、ドリブンギヤ61b、63bが出力軸15に一体回転可能に結合される。ドライブギヤ61aとドリブンギヤ61bとは、互いに噛み合う第1速変速段61のギヤ対である。ドライブギヤ63aとドリブンギヤ63bとは、互いに噛み合う第3速変速段63のギヤ対である。また、リバース段65は、ドライブギヤ65aがブッシュ等を介して第1入力軸13に相対回転可能に支持され、ドリブンギヤ65bが出力軸15に一体回転可能に結合される。ドライブギヤ65aとドリブンギヤ65bとは、カウンタギヤを介して噛み合うリバース段65のギヤ対である。偶数変速段群12の各変速段は、それぞれ、ドライブギヤ62a、64aが第2入力軸14に一体回転可能に結合され、ドリブンギヤ62b、64bがブッシュ等を介して出力軸15に相対回転可能に支持される。ドライブギヤ62aとドリブンギヤ62bとは、互いに噛み合う第2速変速段62のギヤ対である。ドライブギヤ64aとドリブンギヤ64bとは、互いに噛み合う第4速変速段64のギヤ対である。ここでは、この変速機構10は、回転軸線X1に対して同軸上に配置される差動機構20を基準として、機関4側に偶数段変速部10Bが配置され、反対側に奇数段変速部10Aが配置される。
In each of the odd speed stages 11, the drive gears 61a and 63a are supported by the
奇数段変速部10A、偶数段変速部10Bを構成する切替部66、67、68は、それぞれ同期噛合機構等を含んで構成され、第1速変速段61、第2速変速段62、第3速変速段63、第4速変速段64、リバース段65の係合/解放状態を切り替えるものである。切替部66は、ドライブギヤ61aとドライブギヤ63aのうちのいずれか1つを第1入力軸13に選択的に結合する。切替部66は、アクチュエータによりスリーブ等の係合部材が軸方向に沿ってドライブギヤ61a側の位置とドライブギヤ63a側の位置とに移動可能である。切替部66は、係合部材がドライブギヤ61a側に位置すると、ドライブギヤ61aが第1入力軸13に結合され、ドライブギヤ63aと第1入力軸13との結合が解除され、ドライブギヤ63aが空転状態となる。これにより、奇数段変速部10Aは、機関4から第1入力軸13に伝達された回転動力を、第1速変速段61を介して変速して出力軸15に伝達可能な状態となる。同様に、切替部66は、係合部材がドライブギヤ63a側に位置すると、ドライブギヤ63aが第1入力軸13に結合され、ドライブギヤ61aと第1入力軸13との結合が解除され、ドライブギヤ61aが空転状態となる。切替部67は、係合部材がドライブギヤ65a側に位置すると、ドライブギヤ65aが第1入力軸13に結合される。奇数段変速部10Aは、切替部66、切替部67の係合部材が共に中立位置に位置すると、ドライブギヤ61a、63a、65aのすべてと第1入力軸13との結合が解除され、ドライブギヤ61a、63a、65aがすべて空転状態となる。これにより、奇数段変速部10Aは、第1入力軸13と出力軸15との動力の伝達を遮断することができる。切替部68は、ドリブンギヤ62bとドリブンギヤ64bのうちのいずれか1つを出力軸15に選択的に結合する。切替部68は、係合部材がドリブンギヤ62b側に位置すると、ドリブンギヤ62bが出力軸15に結合されると共に、ドリブンギヤ64bと出力軸15との結合が解除され、ドリブンギヤ64bが空転状態となる。これにより、偶数段変速部10Bは、機関4から第2入力軸14に伝達された回転動力を、第2速変速段62を介して変速して出力軸15に伝達可能な状態となる。同様に、切替部68は、係合部材がドリブンギヤ64b側に位置すると、ドリブンギヤ64bが出力軸15に結合されると共に、ドリブンギヤ62bと出力軸15との結合が解除され、ドリブンギヤ62bが空転状態となる。偶数段変速部10Bは、切替部68の係合部材が中立位置に位置すると、ドリブンギヤ62b、64bのすべてと出力軸15との結合が解除され、ドリブンギヤ62b、64bがすべて空転状態となる。これにより、偶数段変速部10Bは、第2入力軸14と出力軸15との動力の伝達を遮断することができる。
The switching
第1係合装置C1は、機関4と奇数変速段群11の第1入力軸13との間に設けられ、機関4と第1入力軸13との間の動力伝達を断接可能である。第1係合装置C1は、機関4と第1入力軸13とを動力伝達可能に係合した係合状態と当該係合を解除し動力伝達を遮断した解放状態とに切り替え可能である。第2係合装置C2は、機関4と偶数変速段群12の第2入力軸14との間に設けられ、機関4と第2入力軸14との間の動力伝達を断接可能である。第2係合装置C2は、機関4と第2入力軸14とを動力伝達可能に係合した係合状態と当該係合を解除し動力伝達を遮断した解放状態とに切り替え可能である。第1係合装置C1、第2係合装置C2は、例えば、自動式のクラッチ装置を用いることができるが、これに限らず、例えば、ドグクラッチ形式の係合装置等を用いてもよい。ここでは、第1係合装置C1は、ダンパ7等を介して機関出力軸4aに連結された機関側係合部材Caと、第1入力軸13に連結された変速機側係合部材C1bとを含んで構成される。第2係合装置C2は、第1係合装置C1と兼用される機関側係合部材Caと、第2入力軸14に連結された変速機側係合部材C2bとを含んで構成される。第1係合装置C1、第2係合装置C2は、油圧等により作動するアクチュエータによって、係合状態あるいは解放状態に切り替え可能である。第1係合装置C1、第2係合装置C2は、供給される油圧に応じて、完全係合状態、半係合状態あるいは解放状態に制御可能である。
The first engagement device C <b> 1 is provided between the
差動機構20は、回転機30の回転軸31と第1入力軸13と第2入力軸14とを差動回転可能に接続するものである。本実施形態の差動機構20は、いわゆるデファレンシャルギヤにより構成されるものとして説明するがこれに限らない。差動機構20は、いわゆるシングルピニオン式あるいはダブルピニオン式の遊星歯車機構等であってもよい。本実施形態の差動機構20は、相互に差動回転可能な各回転要素の回転中心が回転軸線X1と同軸で配置される。各回転要素は、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。ここでは、差動機構20は、相互に差動回転可能な複数の回転要素として、第1サンギヤ20S1、第2サンギヤ20S2、キャリヤ20Cを含んで構成される。第1サンギヤ20S1、及び、第2サンギヤ20S2は、外歯歯車である。キャリヤ20Cは、第1サンギヤ20S1、及び、第2サンギヤ20S2の両方に噛合する複数のピニオンギヤ20Pを自転可能かつ公転可能に保持する。
The
本実施形態の差動機構20は、第1サンギヤ20S1が第1入力軸13と接続される要素、第2サンギヤ20S2が第2入力軸14と接続される要素、キャリヤ20Cが回転軸31と接続される要素となっている。第1サンギヤ20S1は、円盤状に形成され、第1入力軸13に一体回転可能に結合される。第2サンギヤ20S2は、円環状に形成され、第2入力軸14に一体回転可能に結合される。キャリヤ20Cは、円環板状に形成され、ピニオン軸に外歯歯車であるピニオンギヤ20Pを自転可能かつ公転可能に支持する。キャリヤ20Cは、ギヤ32、ギヤ33等を介して回転機30の回転軸31が接続される。ギヤ32は、当該キャリヤ20Cに一体回転可能に結合される。ギヤ33は、回転軸31に一体回転可能に結合され当該ギヤ32と噛み合う。
In the
回転機30は、モータ(電動機)としての機能と、発電機としての機能とを備えた回転電機である。回転機30は、インバータなどを介してバッテリ等の蓄電装置40から供給された電力を機械的動力に変換する力行機能と、入力された機械的動力を電力に変換しインバータなどを介して蓄電装置40に充電する回生機能とを兼ね備える。回転機30によって発電された電力は、蓄電装置40に蓄電可能である。回転機30としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。蓄電装置40は、回転機30によって発電された電力を蓄電可能である。回転機30は、力行時には電力を消費してトルクを出力し、出力トルクによって回転軸31を回転駆動することができる。また、回転機30は、回生時には回転軸31に伝達されるトルクによって回転駆動されて発電を行い、発電負荷に応じた負荷トルク(反力トルク)を回転軸31に作用させることができる。
The rotating
ECU50は、車両2の各部の駆動を制御するものであり、CPU、ROM、RAM及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。ECU50は、例えば、種々のセンサ、検出器類が電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。また、ECU50は、機関4、制動装置9、変速機1の第1係合装置C1、第2係合装置C2、切替部66、67、68等を作動させるアクチュエータ、回転機30、蓄電装置40などの車両2の各部に電気的に接続される。ECU50は、各種センサ、検出器類等から入力された各種入力信号や各種マップに基づいて、格納されている制御プログラムを実行することにより、車両2の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。
The
本実施形態の変速機1は、種々のセンサ、検出器類として、例えば、変速機1が搭載される車両2の状態を検出する車両状態検出装置51を備える。車両状態検出装置51は、例えば、車速センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、機関回転数センサ、第1入力軸回転数センサ、第2入力軸回転数センサ、出力軸回転数センサ、回転軸回転数センサ、回転体回転数センサ、充電状態検出器等のうちの少なくとも1つを含んでいてもよいが、これだけに限られない。車速センサは、車両2の車速を検出する。アクセル開度センサは、運転者による車両2のアクセルペダルの操作量(アクセル操作量、加速要求操作量)に相当するアクセル開度を検出する。スロットル開度センサは、車両2のスロットル開度を検出する。機関回転数センサは、機関4の機関出力軸4aの回転数である機関回転数(以下、「エンジン回転数」という場合がある。)を検出する。第1入力軸回転数センサは、変速機1の第1入力軸13の回転数(以下、「第1入力軸回転数」という場合がある。)を検出する。第2入力軸回転数センサは、変速機1の第2入力軸14の回転数(以下、「第2入力軸回転数」という場合がある。)を検出する。出力軸回転数センサは、変速機1の出力軸15の回転数(以下、「出力軸回転数」という場合がある。)を検出する。回転軸回転数センサは、回転機30の回転軸31の回転数(以下、「回転機回転数」という場合がある。)を検出する。充電状態検出器は、蓄電装置40の蓄電量(充電量)等に応じた蓄電状態SOC(State of Charge)を検出する。蓄電状態SOCは、大きくなるほど蓄電装置40の蓄電量が多いことを意味する。回転体回転数センサは、後述する回転体70の回転数(以下、「回転体回転数」という場合がある。)を検出する。
The
ECU50は、例えば、アクセル開度、車速等に基づいて機関4のスロットル装置を制御し、吸気通路のスロットル開度を調節し、吸入空気量を調節して、その変化に対応して燃料噴射量を制御し、燃焼室に充填される混合気の量を調節して機関4の出力を制御する。また、ECU50は、例えば、アクセル開度、車速等に基づいて油圧制御装置等のアクチュエータを制御し、変速機1の変速段(変速比)等を制御する。
The
ここでは、変速機1は、機関4からの回転動力を奇数変速段群11、又は、偶数変速段群12のいずれか1つの変速段によって変速して出力軸15から出力可能である。変速機1は、奇数変速段群11のうちのいずれかの変速段で変速を行う場合には、第1係合装置C1を係合状態、第2係合装置C2を解放状態、切替部67、68を中立位置とし、切替部66により第1速変速段61、第3速変速段63のいずれか1つを締結状態(動力を伝達する状態)とする。この場合、変速機1は、機関4から第1係合装置C1、第1入力軸13、奇数変速段群11(第1速変速段61、第3速変速段63)のいずれか1つの変速段、出力軸15を順に介して駆動輪6側に動力を伝達する。一方、変速機1は、偶数変速段群12のうちのいずれかの変速段で変速を行う場合には、第1係合装置C1を解放状態、第2係合装置C2を係合状態、切替部66、67を中立位置とし、切替部68により第2速変速段62、第4速変速段64のいずれか1つを締結状態(動力を伝達する状態)とする。この場合、変速機1は、機関4から第2係合装置C2、第2入力軸14、偶数変速段群12(第2速変速段62、第4速変速段64)のいずれか1つの変速段、出力軸15を順に介して駆動輪6側に動力を伝達する。
Here, the
ECU50は、例えば、アクセル開度センサが検出するアクセル開度(あるいはスロットル開度センサが検出するスロットル開度)、車速センサが検出した車速等に基づいて、目標出力を算出し、その目標出力を最小の燃費で達成する目標制御量、例えば、目標エンジントルク及び目標エンジン回転数を算出する。そして、ECU50は、機関4の燃料噴射弁の燃料噴射タイミングや点火プラグの点火時期、スロットル装置のスロットル開度などを制御して機関4から取り出される出力を制御し、機関4のエンジントルクが目標エンジントルクとなり、エンジン回転数が目標のエンジン回転数となるように機関4の出力を制御する。また、ECU50は、例えば、アクセル開度センサが検出するアクセル開度、車速センサが検出した車速等に基づいて、変速機1の各部を制御し変速段を制御するようにしてもよい。この場合、ECU50は、例えば、アクセル開度と車速とに応じて複数の変速線等が規定された変速マップ等に基づいて、変速機1の変速制御を実行する。
For example, the
ここで、本実施形態のパワートレーン3は、いわゆるストップ&スタートシステム(S&Sシステム)としての機能を有している。S&Sシステムとは、例えば、車両2の走行中や停止中に機関4を自動で停止し、かつ自動で再始動することで、燃料の消費を抑制しこれに伴う車両2の惰性走行状態を利用することによる燃費性能の向上を実現するシステムである。典型的には、パワートレーン3は、機関4の駆動が不要な車両2の減速走行時や停止時において、機関4を停止させ、燃費性能の向上を図ることができる。
Here, the power train 3 of the present embodiment has a function as a so-called stop & start system (S & S system). The S & S system, for example, automatically stops and restarts the
なお、上記機関4が作動している状態とは、典型的には、燃焼室で燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して動力として出力する状態である。一方、機関4が停止している状態とは、動力の発生を停止した状態であり、燃焼室への燃料の供給を停止し(フューエルカット)、燃焼室で燃料を燃焼させずトルクなどの機械的エネルギを出力しない状態である。
The state in which the
そして、本実施形態の変速機1は、S&S機能を有するパワートレーン3にあって、慣性質量体としての回転体70を備える。そして、本実施形態のECU50は、車両2の減速走行時に、機関4の作動を停止すると共に、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、回転体70に慣性エネルギを蓄積し、このエネルギを機関4の始動に利用する。これにより、変速機1は、例えば、燃費性能の向上を図った上で、適切に機関4を始動することができるようにしている。
And the
ここでは、本実施形態の変速機1は、機関4の再始動において、例えば、第1入力軸13と第2入力軸14とのうち、車両2の減速走行時に選択される変速段が設けられていない方の軸(すなわち、動力伝達に寄与していない軸)の係合装置を解放し、当該軸を介して、回転体70に慣性エネルギを蓄積する。そして、変速機1は、当該蓄積したエネルギを機関4の始動時にクランキングエネルギとして放出することにより、機関4を始動する。これにより、変速機1は、例えば、燃費性能の向上、適切な機関始動等を図っている。
Here, the
具体的には、回転体70は、第1入力軸13、又は、第2入力軸14に接続される。本実施形態の回転体70は、車両2の発進時に使用される発進段が設けられる軸、ここでは、第1入力軸13に接続される。回転体70は、例えば、円盤状に形成されるフライホイールであり、慣性モーメントを発生させるための慣性質量部材として作用する。ここでは、回転体70は、第1入力軸13の第1係合装置C1とは反対側の端部に、回転軸線X1と同軸で一体回転可能に結合される。
Specifically, the rotating
なお、以下の説明では、変速機1は、回転体70が第1入力軸13に接続されるものとして説明するが、これに限らず、第2入力軸14に接続されていてもよい。変速機1は、回転体70が第2入力軸14に接続されている場合には、これに応じて以下で説明する第1入力軸、第1係合装置と第2入力軸、第2係合装置との関係が入れ替わることとなる。言い換えれば、本実施形態の変速機1は、入力2軸のうち回転体70が接続されている一方の軸が第1入力軸となり、他方が第2入力軸となる。また、車両2の発進時に使用される発進段は、典型的には、第1速変速段61であり、奇数変速段群11が発進段を含む変速段群に相当し、当該奇数変速段群11が車両2の発進時に使用される発進段としての第1速変速段61を含むものとして説明するが、これに限らない。例えば、変速機1は、第2速変速段62が発進段として使用される場合、偶数変速段群12が発進段を含む変速段群に相当し、当該偶数変速段群12が車両2の発進時に使用される発進段としての第2速変速段62を含むこととなる。この場合、車両2の発進時に使用される発進段が設けられる軸は、第2入力軸14となり、回転体70は、上述したように、第2入力軸14に接続されることとなる。
In the following description, the
以下の説明では、変速機1は、発進段である第1速変速段61、及び、回転体70が設けられる第1入力軸13がエネルギ蓄積入力軸となり、第1速変速段61、及び、回転体70が設けられていない第2入力軸14が減速走行時入力軸となる。減速走行時入力軸は、車両2の減速走行時に選択される変速段が設けられる入力軸であり、典型的には、車両2の減速走行時に、機関4と駆動輪6との間で動力伝達に寄与する軸である。エネルギ蓄積入力軸は、車両2の減速走行時に選択される変速段が設けられていない入力軸であり、典型的には、車両2の減速走行時に機関4と駆動輪6との間で動力伝達に寄与しない軸である。変速機1は、後述するように、回転体70に慣性エネルギを蓄積する場合には、少なくともエネルギ蓄積入力軸、すなわち、第1入力軸13を利用して当該慣性エネルギの蓄積が行われる。また、変速機1は、第1係合装置C1がエネルギ蓄積係合装置となり、第2係合装置C2が減速走行時係合装置となる。
In the following description, in the
ECU50は、機関4、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、機関4の始動を行う。ECU50は、車両2の減速走行時に、機関4、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、当該車両2の駆動輪6側から回転体70に伝達される回転動力を、当該回転体70で慣性エネルギとして蓄積する制御を実行可能である。そして、ECU50は、機関4の始動時に、機関4、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、蓄積した慣性エネルギを、機関4の機関出力軸4aを回転駆動する動力(クランキングトルク)として放出して当該機関4を始動する制御を実行可能である。
The
ECU50は、典型的には、車両2の減速走行時に、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、車両2の駆動輪6側からの回転動力を、少なくともエネルギ蓄積入力軸である第1入力軸13を介して回転体70に慣性エネルギとして蓄積する。より詳細には、ECU50は、車両2の減速走行時に、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、第1係合装置C1を解放状態とした上で、車両2の駆動輪6側からの回転動力を、減速走行時入力軸である第2入力軸14、差動機構20、エネルギ蓄積入力軸である第1入力軸13を順に介して回転体70に慣性エネルギとして蓄積する。このとき、ECU50は、第2係合装置C2の伝達トルク制御、及び、回転機30の回転制御によって、回転体70への慣性エネルギの蓄積量を調節することができる。
The
ここで、ECU50は、偶数変速段群12のいずれか1つの変速段が選択された状態で車両2が減速走行となった場合、言い換えれば、減速走行時入力軸である第2入力軸14を介して変速を行っている場合、このまま偶数変速段群12のいずれか1つの変速段が選択された状態で、上記のように回転体70に慣性エネルギを蓄積する状態に移行する。一方、ECU50は、奇数変速段群11のいずれか1つの変速段が選択された状態で車両2が減速走行となった場合、言い換えれば、エネルギ蓄積入力軸である第1入力軸13を介して変速を行っている場合、一旦、偶数変速段群12のいずれか1つの変速段に切り替えた後、回転体70に慣性エネルギを蓄積する状態に移行する。つまりこの場合、ECU50は、エネルギ蓄積入力軸である第1入力軸13を介して変速を行っている状態で車両2が減速走行となった場合、一旦、減速走行時入力軸である第2入力軸14を介して変速を行う状態に切り替えた後、回転体70に慣性エネルギを蓄積する状態に移行する。
Here, the
そして、ECU50は、機関4の始動時に、回転体70に慣性エネルギが蓄積された状態で、第1係合装置C1を係合状態とすることで、当該回転体70に蓄積した慣性エネルギを、機関4の機関出力軸4aを回転駆動する動力(クランキングトルク)として放出して当該機関4を始動する。
Then, the
なお、ECU50は、機関4の始動時に、回転体70の回転数(回転速度)が予め設定される機関始動回転数(機関始動回転速度)より低い場合には、回転機30を制御し回転体70の回転速度を増速する。機関始動回転数は、例えば、実車評価等に基づいて、機関4の機関出力軸4aをクランキングし始動させることができる回転数等に応じて予め設定され、ECU50の記憶部に記憶される。これにより、変速機1は、機関4の始動時に、回転体70に蓄積されている慣性エネルギが機関4を始動させるために必要なエネルギに満たない場合には、回転機30が出力する回転動力により回転体70にさらに慣性エネルギを蓄積することができ、確実に機関4を始動することができる。なお、ECU50は、これに限らず、回転体70の回転数が機関始動回転数以上である場合に、回転体70に蓄積された慣性エネルギによる機関4の始動を行う一方、回転体70の回転数が機関始動回転数より低い場合に、機関4の既存のスタータを用いて機関4の始動を行うようにしてもよい。この場合も、変速機1は、確実に機関4を始動することができる。
When the
一方、ECU50は、機関4の始動後に、回転体70に余剰の慣性エネルギがある場合には、当該回転体70の余剰の慣性エネルギを、回転機30の回転軸31を回転駆動する動力として放出する。そして、ECU50は、当該回転機30で発電を行い、発生した電気エネルギを蓄電装置40に蓄積する。これにより、変速機1は、機関4の始動後に、回転体70の余剰の慣性エネルギを無駄にすることなく、電気エネルギに変換して蓄積することができるので、さらなる燃費性能の向上を図ることができる。
On the other hand, when the
次に、図2〜図8を参照してECU50による制御について具体例を挙げてより詳細に説明する。図2は、ECU50による制御の一例を説明するタイムチャートである。図2は、横軸を時間軸、縦軸をエンジン回転数、車速としている。図2中、実線L11はエンジン回転数、実線L12は車速を表している。図3〜図8は、差動機構20の各回転要素の回転速度の相対関係を直線で表した共線図の一例である。図3〜図8は、縦軸を第1サンギヤ20S1、キャリヤ20C及び第2サンギヤ20S2のそれぞれの回転数を表すS1軸、C軸、S2軸とし、横軸に沿った互いの間隔が第1サンギヤ20S1と第2サンギヤ20S2との歯数比に応じた間隔となるように各回転要素をそれぞれ配置した速度線図である。差動機構20の第1サンギヤ20S1、キャリヤ20C及び第2サンギヤ20S2は、図3〜図8等に示す共線図に基づいた回転速度(回転数に相当)で作動する。ここでは、第1サンギヤ20S1の回転数は、当該第1サンギヤ20S1に接続されている第1入力軸13、回転体(図3〜図8では「FW」と表記している。)70の回転数に相当する。キャリヤ20Cの回転数は、当該キャリヤ20Cに接続されている回転機30の回転数に応じた回転数に相当する。第2サンギヤ20S2の回転数は、当該第2サンギヤ20S2に接続されている第2入力軸14の回転数に相当する。図3に示すギヤ比ρは、差動機構20のギヤ比である。すなわち、第1サンギヤ20S1とキャリヤ20Cとの間隔を「1」とするとキャリヤ20Cと第2サンギヤ20S2との間隔は、ギヤ比ρに対応する。ギヤ比ρは、第1サンギヤ20S1の歯数を「Zs1」、第2サンギヤ20S2の歯数を「Zs2」とした場合、「ρ=Zs1/Zs2」で表すことができる。デファレンシャルギヤにより構成される差動機構20は、例えば、ギヤ比ρ=1に設定される。なお、以下で説明する共線図についても特に断りのない限り同様である。
Next, the control by the
ここでは、図3は、図2の時刻t1以前の期間の差動機構20の差動状態を表している。図4は、図2の時刻t1から時刻t3までの期間の差動機構20の差動状態を表している。図5は、図2の時刻t3から時刻t4までの期間の差動機構20の差動状態を表している。図6は、図2の時刻t4から時刻t5までの期間の差動機構20の差動状態を表している。図7は、図2の時刻t5から時刻t6までの期間の差動機構20の差動状態を表している。図8は、図2の時刻t6以降の期間の差動機構20の差動状態を表している。以下では、車両2が第4速変速段64を締結状態(動力を伝達する状態)として走行している状態で、運転者のブレーキ操作により減速走行がなされる場合を例に挙げて説明する。
Here, FIG. 3 shows the differential state of the
車両2は、時刻t1以前の通常の走行状態では、変速機1の第4速変速段64が締結状態、その他の変速段が解放状態(動力を伝達しない状態)となっていると共に、第2係合装置C2が係合状態となっている。ここでは、ECU50は、図3に示すように、差動機構20の各回転要素に差回転が生じないように等速度制御を行って、燃費性能が最良の状態となるように制御している。ECU50は、等速度制御として、例えば、第2係合装置C2と共に第1係合装置C1も係合状態とするようにしてもよいし、第1係合装置C1を解放状態とした上で回転機30の回転制御により第1サンギヤ20S1、キャリヤ20C及び第2サンギヤ20S2が同等の回転数になるように制御してもよい。
In the normal traveling state before time t1, the
次に、ECU50は、時刻t1にて運転者によりブレーキ操作がなされて車両2が減速走行を開始し、車速L12が低下し時刻t2にて所定の機関停止車速を下回ると、機関4を停止する。これにより、エンジン回転数L11は、低下し、車両2は、時刻t3にて車速L12が0となり停止する。この間、ECU50は、第1係合装置C1を解放状態とする(あるいは解放状態で維持する)と共に、回転機30、キャリヤ20Cの回転数を所定の回転数で維持する。これにより、変速機1は、図4に示すように、機関4が連結されている第2入力軸14、第2サンギヤ20S2の回転数が低下すると共に、第2係合装置C2を反力受けとして、回転体70が連結されている第1入力軸13、第1サンギヤ20S1の回転数が上昇する。この結果、変速機1は、車両2の減速走行時に、当該車両2の駆動輪6側から回転体70に伝達される回転動力を、当該回転体70で慣性エネルギ(回転エネルギ)として蓄積することができる。このとき、ECU50は、第2係合装置C2の伝達トルク制御、及び、回転機30の回転制御によって、回転体70への慣性エネルギの蓄積量を調節することができる。ECU50は、例えば、回転機30の回転数を上昇させたり、第2係合装置C2の伝達トルクを増加(すなわち、第2入力軸14の回転抵抗を増加)させたりすることで回転体70への慣性エネルギの蓄積量を増加することができる。
Next, the
ECU50は、時刻t3にて車両2が停止すると、第2係合装置C2を解放状態とする。変速機1は、図5に示すように、この状態で回転体70に慣性エネルギが蓄積された状態となっている。
When the
そして、ECU50は、例えば、時刻t4で運転者によりアクセル操作がなされ、発進意図を検出すると、第1係合装置C1を係合状態とする。これにより、変速機1は、回転体70に蓄積されていた慣性エネルギが、第1入力軸13、第1係合装置C1等を介して機関4の機関出力軸4aに回転動力(クランキングトルク)として放出、伝達され、当該機関出力軸4aを回転駆動(クランキング)する。そして、ECU50は、機関4を制御し適宜のタイミングで燃焼室に燃料を噴射し点火することで、機関4を始動し、アイドル運転を開始する。このとき、変速機1は、図6に示すように、回転体70に蓄積されていた慣性エネルギが機関4のクランキングトルクとして消費されることで、第1入力軸13、第1サンギヤ20S1、回転体70の回転数が低下する。
For example, when the accelerator operation is performed by the driver at time t4 and the intention to start is detected, the
そして、ECU50は、例えば、機関4が始動した後、時刻t5にて、第1係合装置C1を一旦解放状態とし、発進段である第1速変速段61を締結状態とした後、第1係合装置C1を再係合し機関4を制御して出力を増加させることで、車両2を発進させる。これにより、車速L12が上昇する。図7は、このときの差動機構20の差動状態を表したものである。
Then, for example, after the
ECU50は、時刻t6にて、回転機30を制御し、第2入力軸14の回転数を第2速変速段62に切り替えるための所定の回転数に同期させた後、第2係合装置C2を係合状態、第2速変速段62を締結状態、第1速変速段61を解放状態、第1係合装置C1を解放状態とし、定常走行状態に移行する。図8は、このときの差動機構20の差動状態を表したものである。
The
したがって、変速機1は、入力2軸のうち、車両2の減速走行時に、動力伝達に寄与していない軸、ここでは、第1入力軸13を利用して回転体70にエネルギを蓄積し、当該回転体70に蓄積したエネルギを使って機関4を始動することができる。この結果、変速機1は、例えば、本来なら制動により熱エネルギとして消費されるはずの車両運動エネルギを無駄にすることなく、回転体70に機械的な慣性エネルギ(回転エネルギ)として回収することができ、回収したエネルギを使って機関4を始動することができる。これにより、変速機1は、例えば、燃費性能を向上した上で、適切に機関4を始動することができる。
Therefore, the
ここで、ECU50は、上述したように、第2係合装置C2の伝達トルク制御、及び、回転機30の回転制御によって、回転体70への慣性エネルギの蓄積量を調節することができるものと説明したが、これにより、車両2の減速度を調節することもできる。車両2は、変速機1の回転体70の回転数が上昇し、これに伴って回転体70に伝達された回転動力をこの回転体70にて慣性エネルギとして蓄積する際、第2係合装置C2の伝達トルク等に応じて車両2の駆動輪6に制動力が発生する。これにより、車両2は回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力によって減速する。この場合、ECU50は、例えば、第2係合装置C2の伝達トルク制御によって、当該第2係合装置C2の伝達トルクを連続的に変化させ、すなわち、第2入力軸14の回転抵抗を連続的に変化させることで、回転体70への慣性エネルギの蓄積により駆動輪6に作用する制動力、ひいては車両2の減速度を連続的に変化させることができる。あるいは、ECU50は、例えば、回転機30の回転制御によって、回転機30の回転数を連続的に変化させることで、回転体70への慣性エネルギの蓄積により駆動輪6に作用する制動力、ひいては車両2の減速度を連続的に変化させることができる。ECU50は、例えば、第2係合装置C2、回転機30を、回転体70への慣性エネルギの蓄積量が増加する方向に制御することで、回転体70への慣性エネルギの蓄積により駆動輪6に作用する制動力を増加させ、車両2の減速度を増加させることができる。
Here, as described above, the
本実施形態のECU50は、このことを利用にして、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と車両2の制動装置9による制動力とによって車両2の減速度を調節する。すなわち、ECU50は、第2係合装置C2、回転機30、制動装置9を制御することで、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と、車両2の制動装置9による制動力とを協調させ、所望の減速度が得られるように制御している。ここでは、ECU50は、例えば、所望の減速度が得られるように制動力を調節する際、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力を車両2の制動装置9による制動力より優先するようにしてもよい。ECU50は、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力では足りない場合、典型的には、要求される制動力(言い換えれば、要求される減速度)がエンジンブレーキ制動可能範囲を超えるような場合には、車両2の制動装置9による制動力を用いるようにするとよい。これにより、変速機1は、車両運動エネルギにおいて制動により熱エネルギとして消費されるエネルギを抑制することができ、可能な限り回転体70に慣性エネルギとして蓄積できるので、さらなる燃費性能の向上を図ることができる。
Utilizing this fact, the
ECU50は、例えば、図9に示すようなブレーキ力マップ(あるいはこれに相当する数式モデル)に基づいて、第2係合装置C2、回転機30、及び、制動装置9を制御し、車両2の減速度を制御する。図9に例示するブレーキ力マップは、横軸が要求制動力、縦軸が車両2の減速度を示す。要求制動力は、ブレーキペダルに対するブレーキ踏力(制動操作量)等に応じて決定される。ブレーキ力マップは、実車評価等を踏まえて、要求制動力に対する回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と、車両2の制動装置9による制動力との配分比率が予め設定された上で、ECU50の記憶部に予め格納されている。
For example, the
図9中、実線L21は、要求制動力に対するトータルの減速度を表している。点線L22は、制動装置9による制動力に応じた車両ブレーキトルクTb相当分の減速度と、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力に応じた蓄積ブレーキトルクTeb相当分の減速度との合計の減速度、すなわち、車両ブレーキトルクTbと蓄積ブレーキトルクTebとを合計した制御ブレーキトルクTtb相当分の減速度を表している。蓄積ブレーキトルクTebは、例えば、機関4側からのブレーキトルクに相当する。実線L23は、制動装置9による制動力に応じた車両ブレーキトルクTb相当分の減速度を表している。トータルの減速度L21は、路面抵抗、空気抵抗、パワートレーン損失分の減速度Aを含んでいる。トータルの減速度L21は、要求制動力が所定値a以下の範囲(例えば、スロットル開度=0、ブレーキ操作OFFの範囲)では、路面抵抗、空気抵抗、パワートレーン損失分の減速度Aで実現される。車両ブレーキトルクTb相当分の減速度L23は、エンジンブレーキ制動限界値b以下の範囲では、0に設定され、要求制動力がエンジンブレーキ制動限界値bを超えた後は要求制動力の増加に伴って増加する。すなわち、制御ブレーキトルクTtb相当分の減速度L22は、エンジンブレーキ制動限界値b以下の範囲では、蓄積ブレーキトルクTeb相当分の減速度で実現される一方、要求制動力がエンジンブレーキ制動限界値bを超えた後は、蓄積ブレーキトルクTeb相当分の減速度と車両ブレーキトルクTb相当分の減速度とによって実現される。さらに言えば、トータルの減速度L21は、所定値a以上エンジンブレーキ制動限界値b以下の範囲では、路面抵抗、空気抵抗、パワートレーン損失分の減速度Aと蓄積ブレーキトルクTeb相当分の減速度とで実現され、エンジンブレーキ制動限界値bを超えた後は、路面抵抗、空気抵抗、パワートレーン損失分の減速度Aと蓄積ブレーキトルクTeb相当分の減速度と車両ブレーキトルクTb相当分の減速度とによって実現される。なお、上記エンジンブレーキ制動限界値bは、エンジンブレーキによる制動によって実現できる限界の減速度Bに応じた制動力に相当し、すなわち、エンジンブレーキによって実現できる限界の制動力に相当する。
In FIG. 9, a solid line L21 represents the total deceleration with respect to the required braking force. A dotted line L22 indicates a deceleration corresponding to the vehicle brake torque Tb corresponding to the braking force by the braking device 9 and a deceleration corresponding to the accumulated brake torque Teb corresponding to the braking force due to accumulation of inertia energy in the
ECU50は、上記ブレーキ力マップに基づいて、第2係合装置C2、回転機30、及び、制動装置9を制御し、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と、車両2の制動装置9による制動力との配分を調節し車両2の減速度を調節する。ECU50は、要求制動力が所定値a未満の範囲では、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力、及び、車両2の制動装置9による制動力をともに0とし、惰性で車両2を減速させる。ECU50は、要求制動力が所定値a以上エンジンブレーキ制動限界値b以下の範囲では、車両2の制動装置9による制動力を0とした上で、第2係合装置C2等を制御し回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力によって所望の減速度を実現する。ECU50は、エンジンブレーキ制動限界値bを超える範囲では、第2係合装置C2、制動装置9等を制御し回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と、車両2の制動装置9による制動力とによって所望の減速度を実現する。なお、上記で説明した図9のブレーキ力マップは、あくまでも一例であり、これに限られない。
The
したがって、変速機1は、車両2の減速走行時に、回転体70に慣性エネルギを蓄積すると共に、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と車両2の制動装置9による制動力とを協調して調節することで、車両2の減速度を所望の減速度に調節することができる。この結果、変速機1は、例えば、滑らかな運転感覚とエネルギ回収による燃費性能の向上とを両立することができる。
Therefore, the
次に、図10のフローチャートを参照してECU50による機関4の始動制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数msないし数十ms毎の制御周期で繰り返し実行される(以下、同様である。)。
Next, an example of start control of the
まず、ECU50は、停止状態計測信号Sをリセットし、Sに0を代入する(ステップST1)。
First, the
次に、ECU50は、車両状態検出装置51による検出結果に基づいて、車両2の車両状態を検出する(ステップST2)。ECU50は、車両2の車両状態として、例えば、スロットル開度、エンジン回転数等の機関4に関する情報、現変速段、第1入力軸回転数、第2入力軸回転数、出力軸回転数、回転機回転数、回転体回転数等の変速機1に関する情報、ブレーキ踏力等の制動装置9に関する情報、車速等の車両2に関する情報等を検出する。
Next, the
次に、ECU50は、制動信号を検出したか否かを判定する(ステップST3)。ECU50は、例えば、運転者によりブレーキ操作がONされ、かつ、車速Vが予め設定される制動検出判定車速より高いか否かに基づいて、制動信号を検出したか否かを判定する。制動検出判定車速は、例えば、車両2の通常の走行状態等に応じて予め任意に設定されればよい。ECU50は、運転者によりブレーキ操作がONされ、かつ、車速Vが制動検出判定車速より高いと判定した場合に制動信号を検出したと判定する。ECU50は、運転者によりブレーキ操作がOFFであると判定した場合、あるいは、車速Vが制動検出判定車速以下であると判定した場合に制動信号を検出していないと判定する。
Next, the
ECU50は、制動信号を検出したと判定した場合(ステップST3:Yes)、現変速段が偶数段(偶数変速段群12)であるか否かを判定する(ステップST4)。
When it is determined that the braking signal has been detected (step ST3: Yes), the
ECU50は、現変速段が偶数段であると判定した場合(ステップST4:Yes)、回転機30を所定の回転数で維持するように回転機回転数制御を実行すると共に、機関4を停止(OFF)し、第1係合装置C1を解放状態(OFF)とする(ステップST5)。
When the
ECU50は、ステップST4にて現変速段が偶数段でない、すなわち、現変速段が奇数段(奇数変速段群11)であると判定した場合(ステップST4:No)、切替部66、68等を制御して、現変速段のハイ側の偶数段に切り替えて(ステップST6)、第2係合装置C2を係合状態(ON)とし(ステップST7)、処理をステップST5に移行させる。
If the
ECU50は、ステップST5の処理の後、図9に例示したようなブレーキ力マップを読み込んで、当該ブレーキ力マップに基づいてブレーキ力制御を行う(ステップST8)。ECU50は、上記ブレーキ力マップに基づいて、第2係合装置C2、回転機30、及び、制動装置9を制御し、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力と、車両2の制動装置9による制動力との配分を調節し、制御ブレーキトルクTtbを調節し車両2の減速度を調節する。ここで、制御ブレーキトルクTtbは、例えば、[制御ブレーキトルクTtb=車両ブレーキトルクTb+蓄積ブレーキトルクTeb]で算出することができる。車両ブレーキトルクTbは、制動装置9による制動力に応じたブレーキトルクである。蓄積ブレーキトルクTebは、回転体70への慣性エネルギの蓄積による制動力に応じたブレーキトルクであり、例えば、[蓄積ブレーキトルクTeb=第2係合装置クラッチ伝達トルクTc×トランスミッショントータルギヤ比Gk]で算出することができる。
After the process of step ST5, the
次に、ECU50は、車両2の現在の車速Vが予め設定される係合装置OFF車速Vsより小さいか否かを判定する(ステップST9)。係合装置OFF車速Vsは、係合装置を解放状態にする車速であり、実車評価等に応じて予め設定されている。
Next, the
ECU50は、車両2の現在の車速Vが係合装置OFF車速Vsより小さいと判定した場合(ステップST9:Yes)、制動装置9を制御し、当該制動装置9によって制動して車両2を停止させ、第2係合装置C2を解放状態(OFF)とする(ステップST10)。
When the
次に、ECU50は、車両状態検出装置51による検出結果に基づいて、回転体回転数Nfwを検出し(ステップST11)、回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfo以上であるか否かを判定する(ステップST12)。
Next, the
ECU50は、回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfo以上であると判定した場合(ステップST12:Yes)、停止状態計測信号Sをインクリメントし、Sに1を加算しS+1をSに代入し(ステップST13)、処理をステップST2に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
When the
ECU50は、ステップST12にて回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfoより低いと判定した場合(ステップST12:No)、回転機30を制御し回転体70の回転速度を増速する回転体回転数Nfw増速制御を実行し(ステップST14)、処理をステップST11に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
When the
ECU50は、ステップST9にて車両2の現在の車速Vが係合装置OFF車速Vs以上であると判定した場合(ステップST9:No)、ステップST3と同様に、再度、制動信号を検出したか否かを判定する(ステップST15)。
If it is determined in step ST9 that the current vehicle speed V of the
ECU50は、制動信号を検出したと判定した場合(ステップST15:Yes)、回転機30を所定の回転数で維持するように回転機回転数制御を維持し(ステップST16)、処理をステップST8に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the braking signal has been detected (step ST15: Yes), the
ECU50は、ステップST15にて制動信号を検出していないと判定した場合(ステップST15:No)、機関4のスタータを用いて機関4を始動し(ステップST17)、処理をステップST2に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
When
ECU50は、ステップST3にて制動信号を検出していないと判定した場合(ステップST3:No)、車両2の停止状態を検出しているか否かを判定する(ステップST18)。ECU50は、例えば、運転者によりブレーキ操作がONされ、かつ、車速Vが0であるか否かに基づいて、車両2の停止状態を検出しているか否かを判定する。ECU50は、運転者によりブレーキ操作がONされ、かつ、車速Vが0であると判定した場合に、車両2の停止状態を検出していると判定する。ECU50は、運転者によりブレーキ操作がOFFであると判定した場合、あるいは、車速Vが0より大きいと判定した場合に車両2の停止状態を検出してないと判定する。
When it is determined that the braking signal is not detected in step ST3 (step ST3: No), the
ECU50は、車両2の停止状態を検出していると判定した場合(ステップST18:Yes)、停止状態計測信号Sが予め設定される規定値S0より小さいか否かを判定する(ステップST19)。ここで、規定値S0は、回転体回転数Nfwが時間の経過に伴って所定回転数以下に低下するまでの時間等に基づいて設定される。
When it is determined that the stop state of the
ECU50は、停止状態計測信号Sが規定値S0以上であると判定した場合(ステップST19:No)、処理をステップST2に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。ECU50は、停止状態計測信号Sが規定値S0より小さいと判定した場合(ステップST19:Yes)、処理をステップST11に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the stop state measurement signal S is equal to or greater than the specified value S0 (step ST19: No), the
ECU50は、ステップST18にて車両2の停止状態を検出していないと判定した場合(ステップST18:No)、運転者による発進意図を検出しているか否かを判定する(ステップST20)。ECU50は、例えば、運転者によりブレーキ操作がOFFされ、かつ、停止状態計測信号Sが1以上であるか否かに基づいて、運転者による発進意図を検出しているか否かを判定する。ECU50は、運転者によりブレーキ操作がOFFされ、かつ、停止状態計測信号Sが1以上であると判定した場合に、運転者による発進意図を検出していると判定する。ECU50は、運転者によりブレーキ操作がONであると判定した場合、あるいは、停止状態計測信号Sが0であると判定した場合に運転者による発進意図を検出していないと判定する。
When it is determined in step ST18 that the stop state of the
ECU50は、運転者による発進意図を検出していないと判定した場合(ステップST20:No)、通常の走行状態の制御を実行し(ステップST21)、処理をステップST2に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the driver's intention to start is not detected (step ST20: No), the
ECU50は、ステップST20にて運転者による発進意図を検出していると判定した場合(ステップST20:Yes)、制動装置9を制御して車両ブレーキをONとする(ステップST22)。
If the
次に、ECU50は、車両状態検出装置51による検出結果に基づいて、回転体回転数Nfwを検出し(ステップST23)、回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfo以上であるか否かを判定する(ステップST24)。
Next, the
ECU50は、回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfo以上であると判定した場合(ステップST24:Yes)、第1係合装置C1を係合状態(ON)に制御し(ステップST25)、機関4が始動したか否かを判定する(ステップST26)。
When the
ECU50は、機関4が始動したと判定した場合(ステップST26:Yes)、図11で説明する残余エネルギ回収制御を実行し(ステップST28)、発進段である第1速変速段61を締結状態として発進制御を実行して(ステップST29)、今回の制御周期を終了して、次回の制御周期に移行する。
When it is determined that the
ECU50は、ステップST24にて回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfoより低いと判定した場合(ステップST24:No)、ステップST26にて機関4が始動していないと判定した場合(ステップST26:No)、機関4のスタータを用いて機関4を始動し(ステップST27)、処理をステップST28に移行させる。
When it is determined in step ST24 that the rotational speed Nfw is lower than the engine start speed Nfo (step ST24: No), the
次に、図11のフローチャートを参照してECU50による機関4の残余エネルギ回収制御の一例を説明する。
Next, an example of the residual energy recovery control of the
まず、ECU50は、制動装置9を制御して車両ブレーキをONとする(ステップST40)。
First, the
次に、ECU50は、回転機30の回転数が0となるように発電制御を行う(ステップST41)。これにより、ECU50は、回転体70の余剰の慣性エネルギを、回転機30の回転軸31を回転駆動する動力として放出し、当該回転機30で発電を行い、発生した電気エネルギを蓄電装置40に蓄積する。
Next, the
次に、ECU50は、車両状態検出装置51による検出結果に基づいて、回転体回転数Nfw、回転機回転数Nmgを検出し(ステップST42)、回転体回転数Nfw、回転機回転数Nmgがともに0になったか否かを判定する(ステップST43)。
Next, the
ECU50は、回転体回転数Nfw、回転機回転数Nmgがともに0になったと判定した場合(ステップST43:Yes)、残余エネルギ回収制御を終了する。ECU50は、回転体回転数Nfwが0ではないと判定した場合、あるいは、回転機回転数Nmgが0ではないと判定した場合(ステップST43:No)、処理をステップST41に移行させ、以降の処理を繰り返し実行する。
If the
上記のように構成される変速機1は、入力2軸のうち、車両2の減速走行時に動力伝達に寄与していない軸(第1入力軸13)を利用して回転体70にエネルギを蓄積し、当該回転体70に蓄積したエネルギを使って機関4を始動することができる。これにより、変速機1は、例えば、燃費性能を向上した上で、より効率的に適切に機関4を始動することができる。そして、変速機1は、車両2の減速走行時に回転体70にエネルギを蓄積しこれを用いて適切に機関4を始動することができるので、例えば、スタータの多使用による寿命の低下や蓄電装置40の電力消費を抑制することができる。これにより、変速機1は、例えば、機関4のステータや蓄電装置40等の増強をしなくても、S&Sによって燃費性能を向上させることができるので、燃費性能の向上、製造コストの抑制、装置の大型化抑制等を図ることができる。
The
以上で説明した実施形態に係る変速機1によれば、変速機構10と、差動機構20と、回転体70と、ECU50とを備える。変速機構10は、車両2を走行させる回転動力を発生させる機関4と奇数変速段群11の第1入力軸13との間の動力伝達を断接可能である第1係合装置C1と、機関4と偶数変速段群12の第2入力軸14との間の動力伝達を断接可能である第2係合装置C2とを有する。差動機構20は、回転機30の回転軸31と第1入力軸13と第2入力軸14とを差動回転可能に接続する。回転体70は、第1入力軸13、又は、第2入力軸14(ここでは、第1入力軸13)に接続される。ECU50は、車両2の減速走行時に、機関4、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、当該車両2の駆動輪6側から回転体70に伝達される回転動力を、当該回転体70で慣性エネルギとして蓄積し、機関4の始動時に、蓄積した慣性エネルギを、機関4の機関出力軸4aを回転駆動する動力として放出して当該機関4を始動する制御を実行可能である。したがって、変速機1、ECU50は、車両2の減速走行時に回転体70にエネルギを蓄積し、機関4の始動時に当該蓄積したエネルギにより機関出力軸4aを回転駆動することで、適切に機関4を始動することができる。
The
[実施形態2]
図12は、実施形態2に係る変速機を搭載した車両の概略構成図である。図13は、実施形態2に係る変速機の動作の一例を表す共線図である。図14は、実施形態2に係る変速機における制御の一例を示すフローチャートである。実施形態2に係る車両用変速機、制御装置は、慣性質量体をそれぞれの入力軸に備える点で実施形態1とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する(以下で説明する実施形態でも同様である。)。
[Embodiment 2]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a vehicle on which the transmission according to the second embodiment is mounted. FIG. 13 is an alignment chart illustrating an example of the operation of the transmission according to the second embodiment. FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of control in the transmission according to the second embodiment. The vehicle transmission and the control device according to the second embodiment are different from the first embodiment in that an inertia mass body is provided on each input shaft. In addition, about the structure, an effect | action, and effect which are common in embodiment mentioned above, the overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible (it is the same also in embodiment described below).
図12に示す本実施形態に係る車両用変速機としての変速機201は、慣性質量体として、第1入力軸13に接続される第1の慣性質量体としての回転体70に加えて、さらに、第2入力軸に接続される第2の慣性質量体としての回転体270を備える。
A
回転体70は、上述したように、第1入力軸13に結合される。回転体270は、円環状に形成されるフライホイールであり、回転体70と同様に、慣性モーメントを発生させるための慣性質量部材として作用する。回転体270は、第2入力軸14に対して、第2係合装置C2と第4速変速段64のドライブギヤ64aとの間に回転軸線X1と同軸で一体回転可能に結合される。
The rotating
本実施形態の変速機201は、第1入力軸13と第2入力軸14との両方にそれぞれ回転体70、270を設けることから、車両2の減速走行時の変速段を切り替えることなくそのまま円滑に回転体70に慣性エネルギを蓄積する状態に移行することができる。
The
具体的には、本実施形態のECU50は、偶数変速段群12のいずれか1つの変速段が選択された状態で車両2が減速走行となった場合、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、第1係合装置C1を解放状態とした上で、車両2の駆動輪6側から回転動力を、第2入力軸14、差動機構20、第1入力軸13を順に介して回転体70に慣性エネルギとして蓄積する。このとき、ECU50は、第2係合装置C2の伝達トルク制御、及び、回転機30の回転制御によって、回転体70への慣性エネルギの蓄積量、及び、車両2の減速度を調節することができる。
Specifically, the
一方、ECU50は、奇数変速段群11のいずれか1つの変速段が選択された状態で車両2が減速走行となった場合、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、第2係合装置C2を解放状態とした上で、車両2の駆動輪6側から回転動力を、第1入力軸13、差動機構20、第2入力軸14を順に介して回転体270に慣性エネルギとして蓄積する。このとき、ECU50は、第1係合装置C1の伝達トルク制御、及び、回転機30の回転制御によって、回転体270への慣性エネルギの蓄積量、及び、車両2の減速度を調節することができる。
On the other hand, when the
ここでは、ECU50は、回転体70、あるいは、回転体270に慣性エネルギを蓄積する際、回転機必要回転数制御を実行することで、回転体70、あるいは、回転体270の回転体回転数Nfwが機関始動回転数Nfo以上となるように積極的に制御してもよい。
Here, when accumulating inertial energy in the
図13は、回転機必要回転数制御の一例を説明する共線図である。図13は、回転体70を「FW1」、回転体270を「FW2」と表記している。差動機構20のギヤ比ρ=1と仮定し、第2入力軸14を用いて減速走行し、回転体70に慣性エネルギを蓄積する場合を説明する。この場合、変速機201は、車両2の減速走行時に回転体70に慣性エネルギを蓄積し、当該車両2が停止した状態で、第2係合装置C2を介して機関4に接続されている第2入力軸14、回転体270、第2サンギヤ20S2の回転数が0となる。このとき、第1サンギヤ20S1、回転体70、第1入力軸13は、回転機30のキャリヤ20C換算の回転数の2倍の回転数となる。つまり、ECU50は、回転機必要回転数制御において、回転機30のキャリヤ20C換算の回転数が機関始動回転数Nfo/2以上となるように、当該回転機30を制御することで、回転体回転数Nfwを機関始動回転数Nfo以上にすることができる。変速機201は、第2入力軸14等が0回転となる直前まで回転エネルギ(車両運動エネルギ)を回転体270等に吸収、蓄積することができる。
FIG. 13 is a collinear diagram illustrating an example of the required rotational speed control of the rotating machine. In FIG. 13, the rotating
次に、図14のフローチャートを参照してECU50による機関4の始動制御の一例を説明する。ここでも、図10の説明と重複する説明についてはできる限り省略する。
Next, an example of start control of the
ECU50は、ステップST3にて制動信号を検出したと判定した場合(ステップST3:Yes)、回転機必要回転数を決定する(ステップST204)。ECU50は、上述したように、キャリヤ20Cの回転数が機関始動回転数Nfo/2以上となるように回転機必要回転数を決定する。
If it is determined that the braking signal is detected in step ST3 (step ST3: Yes), the
次に、ECU50は、機関4を停止(OFF)し、第1係合装置C1と第2係合装置C2とのうち慣性エネルギを蓄積する方の蓄積側係合装置を解放状態(OFF)とする(ステップST205)。
Next, the
次に、ECU50は、ステップST204で決定した回転機必要回転数に基づいて、回転機30を制御し、回転機30の実際の回転数が回転機必要回転数と合致するように、回転機必要回転数制御を実行し(ステップST206)、処理をステップST8に移行させる。
Next, the
また、ECU50は、ステップST10の処理では、第1係合装置C1と第2係合装置C2とのうち慣性エネルギを蓄積しない方の非蓄積側係合装置を解放状態(OFF)とする(ステップST10)。
Further, in the process of step ST10, the
また、ECU50は、ステップST11、ステップST23の処理では、車両状態検出装置51による検出結果に基づいて、回転体70と回転体270とのうち慣性エネルギを蓄積した方の蓄積側回転体回転数Nfwを検出する(ステップST11、ステップST23)。
Further, in the processing of step ST11 and step ST23, the
また、ECU50は、ステップST25の処理では、第1係合装置C1と第2係合装置C2とのうち慣性エネルギを蓄積する方の蓄積側係合装置を係合状態(ON)に制御する(ステップST25)。
Further, in the process of step ST25, the
以上で説明した実施形態に係る変速機201、ECU50は、車両2の減速走行時に回転体70、又は、回転体270にエネルギを蓄積し、機関4の始動時に当該蓄積したエネルギにより機関出力軸4aを回転駆動することで、適切に機関4を始動することができる。
The
さらに、以上で説明した実施形態に係る変速機201によれば、第1入力軸13に接続される第1の回転体70と、第2入力軸14に接続される第2の回転体270とを備える。ECU50は、偶数変速段群12のいずれか1つの変速段が選択された状態で車両2が減速走行となった場合、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、第1係合装置C1を解放状態とした上で、車両2の駆動輪6側から回転動力を、第2入力軸14、差動機構20、第1入力軸13を順に介して回転体70に慣性エネルギとして蓄積する。ECU50は、奇数変速段群11のいずれか1つの変速段が選択された状態で車両2が減速走行となった場合、第1係合装置C1、第2係合装置C2、及び、回転機30を制御し、第2係合装置C2を解放状態とした上で、車両2の駆動輪6側から回転動力を、第1入力軸13、差動機構20、第2入力軸14を順に介して回転体270に慣性エネルギとして蓄積する。したがって、変速機201は、第1入力軸13と第2入力軸14との両方にそれぞれ回転体70、270を設けることから、車両2の減速走行時の変速段を切り替えることなくそのまま円滑に回転体70に慣性エネルギを蓄積する状態に移行することができる。
Furthermore, according to the
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両用変速機及び制御装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る車両用変速機及び制御装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。 The vehicle transmission and the control device according to the above-described embodiment of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. The vehicle transmission and the control device according to the present embodiment may be configured by appropriately combining the components of the respective embodiments described above.
例えば、差動機構の各回転要素と、回転機の回転軸、第1入力軸、第2入力軸との接続関係は、上記の関係に限られない。以上の説明では、差動機構20は、第1サンギヤ20S1が第1入力軸13と接続される要素、第2サンギヤ20S2が第2入力軸14と接続される要素、キャリヤ20Cが回転機30の回転軸31と接続される要素となっているものとして説明したが、各回転要素と第1入力軸13、第2入力軸14、回転軸31の組み合わせは、この組み合わせに限られない。また、慣性質量体は、回転体70、270等に加えてさらに、差動機構20のキャリヤ20Cや回転軸31等に接続されているものを含んでいてもよい。
For example, the connection relationship between each rotating element of the differential mechanism and the rotating shaft of the rotating machine, the first input shaft, and the second input shaft is not limited to the above relationship. In the above description, the
以上で説明した車両は、走行用動力源として、機関に加えてさらに、発電可能な電動機としてのモータジェネレータなどを備えたいわゆる「ハイブリッド車両」であってもよい。 The vehicle described above may be a so-called “hybrid vehicle” provided with a motor generator as an electric motor capable of generating electricity in addition to the engine as a driving power source.
以上の説明では、車両用変速機の制御装置は、ECU50によって兼用されるものとして説明したがこれに限らない。例えば、制御装置は、ECU50とは別個に構成され、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。
In the above description, the control device for the vehicle transmission has been described as being shared by the
1、201 変速機(車両用変速機)
2 車両
3 パワートレーン
4 機関
4a 機関出力軸
6 駆動輪
9 制動装置
10A 奇数段変速部
10B 偶数段変速部
10 変速機構
11 奇数変速段群(第1変速段群)
12 偶数変速段群(第2変速段群)
13 第1入力軸
14 第2入力軸
15 出力軸
20 差動機構
30 回転機
31 回転軸
40 蓄電装置
50 ECU(制御装置)
51 車両状態検出装置
70、270 回転体(慣性質量体)
1,201 Transmission (Vehicle transmission)
2 Vehicle 3
12 Even gear stage group (second gear group)
13
51 Vehicle
Claims (11)
回転機の回転軸と前記第1入力軸と前記第2入力軸とを差動回転可能に接続する差動機構と、
前記第1入力軸、又は、前記第2入力軸に接続された慣性質量体と、
前記車両の減速走行時に、前記機関、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、当該車両の駆動輪側から前記慣性質量体に伝達される回転動力を、当該慣性質量体で慣性エネルギとして蓄積し、前記機関の始動時に、前記蓄積した慣性エネルギを、前記機関の機関出力軸を回転駆動する動力として放出して当該機関を始動する制御を実行可能である制御装置とを備えることを特徴とする、
車両用変速機。 A first engagement device capable of connecting / disconnecting power transmission between an engine that generates rotational power for driving the vehicle and a first input shaft of the first shift stage group; and the engine and the second shift stage group. A transmission mechanism having a second engagement device capable of connecting and disconnecting power transmission between the two input shafts;
A differential mechanism that connects a rotating shaft of the rotating machine, the first input shaft, and the second input shaft so as to be differentially rotatable;
An inertial mass connected to the first input shaft or the second input shaft;
Rotational power transmitted from the drive wheel side of the vehicle to the inertia mass body by controlling the engine, the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine when the vehicle decelerates. Can be stored as inertial energy in the inertial mass body, and when the engine is started, the stored inertial energy is released as power for rotationally driving the engine output shaft of the engine, and the engine can be controlled to start. And a control device that is,
Vehicle transmission.
請求項1に記載の車両用変速機。 The control device uses the first input shaft and the second input shaft that are provided with a shift stage that is selected when the vehicle is decelerating as an input shaft during decelerating travel, and the other as an energy storage input shaft. In this case, when the vehicle travels at a reduced speed, the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine are controlled, and the rotational power from the drive wheel side of the vehicle is at least used as the energy storage input shaft. Through the inertial mass body as inertial energy,
The vehicle transmission according to claim 1.
前記制御装置は、前記車両の減速走行時に、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記第1係合装置を解放状態とした上で、前記車両の駆動輪側からの回転動力を、前記第2入力軸、前記差動機構、前記第1入力軸を順に介して前記慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積する、
請求項1又は請求項2に記載の車両用変速機。 The inertial mass body is connected to the first input shaft;
The control device controls the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine when the vehicle is traveling at a reduced speed, and sets the first engagement device in a released state. Rotational power from the drive wheel side of the vehicle is accumulated as inertia energy in the inertia mass body through the second input shaft, the differential mechanism, and the first input shaft in order.
The vehicle transmission according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の車両用変速機。 The control device selects any one of the second gear stages when the vehicle decelerates in a state where any one of the second gear groups is selected. When the vehicle shifts to a state in which inertial energy is accumulated in the inertial mass body and the vehicle is decelerated while one of the first gears is selected, the second After switching to any one of the gear stages, the state shifts to a state in which inertial energy is stored in the inertial mass body.
The vehicle transmission according to claim 3.
請求項3又は請求項4に記載の車両用変速機。 The control device adjusts an accumulation amount of inertial energy in the inertial mass body by transmission torque control of the second engagement device and rotation control of the rotating machine.
The vehicle transmission according to claim 3 or 4.
請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の車両用変速機。 The control device engages the first engagement device in a state where inertial energy is accumulated in the inertial mass body at the time of starting the engine, so that the accumulated inertial energy is supplied to the engine. Release the engine output shaft as motive power to rotationally drive and start the engine,
The vehicle transmission according to any one of claims 3 to 5.
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両用変速機。 The control device adjusts the deceleration of the vehicle by a braking force generated by accumulation of inertial energy in the inertial mass body and a braking force generated by the braking device of the vehicle;
The vehicle transmission according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の車両用変速機。 The control device controls the rotating machine to increase the rotation speed of the inertial mass body when the rotation speed of the inertial mass body is lower than a preset engine start rotation speed when the engine is started.
The vehicle transmission according to any one of claims 1 to 7.
請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の車両用変速機。 After starting the engine, the control device releases surplus inertia energy of the inertia mass body as motive power for rotationally driving the rotating shaft of the rotating machine, generates electricity with the rotating machine, and stores the generated electric energy. Accumulate in the device,
The vehicle transmission according to any one of claims 1 to 8.
前記第2入力軸に接続される第2の前記慣性質量体とを備え、
前記制御装置は、前記第2変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記車両が減速走行となった場合、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記第1係合装置を解放状態とした上で、前記車両の駆動輪側からの回転動力を、前記第2入力軸、前記差動機構、前記第1入力軸を順に介して前記第1の慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積し、
前記第1変速段群のいずれか1つの変速段が選択された状態で前記車両が減速走行となった場合、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、前記第2係合装置を解放状態とした上で、前記車両の駆動輪側からの回転動力を、前記第1入力軸、前記差動機構、前記第2入力軸を順に介して前記第2の慣性質量体に慣性エネルギとして蓄積する、
請求項1又は請求項2に記載の車両用変速機。 A first inertial mass connected to the first input shaft;
A second inertial mass body connected to the second input shaft,
When the vehicle is decelerated while one of the second gear stages is selected, the control device, the first engaging device, the second engaging device, and After controlling the rotating machine and releasing the first engagement device, the rotational power from the drive wheel side of the vehicle is transmitted to the second input shaft, the differential mechanism, and the first input shaft. Storing as inertial energy in the first inertial mass through the sequence,
Controlling the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine when the vehicle decelerates while any one of the first gear ranges is selected. Then, after the second engagement device is in the released state, the rotational power from the drive wheel side of the vehicle is transmitted through the first input shaft, the differential mechanism, and the second input shaft in order. Accumulated as inertial energy in two inertial masses,
The vehicle transmission according to claim 1 or 2.
前記車両の減速走行時に、前記機関、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記回転機を制御し、当該車両の駆動輪側から前記慣性質量体に伝達される回転動力を、当該慣性質量体で慣性エネルギとして蓄積し、前記機関の始動時に、前記蓄積した慣性エネルギを、前記機関の機関出力軸を回転駆動する動力として放出して当該機関を始動する制御を実行可能であることを特徴とする、
制御装置。 A first engagement device capable of connecting / disconnecting power transmission between an engine that generates rotational power for driving the vehicle and a first input shaft of the first gear group; and the engine and the second gear group A transmission mechanism having a second engagement device capable of connecting / disconnecting power transmission to / from the second input shaft, and a rotary shaft of the rotating machine, the first input shaft, and the second input shaft can be differentially rotated. A control device for a vehicle transmission, comprising: a differential mechanism connected to the first input shaft; or an inertia mass body connected to the first input shaft or the second input shaft;
Rotational power transmitted from the drive wheel side of the vehicle to the inertia mass body by controlling the engine, the first engagement device, the second engagement device, and the rotating machine when the vehicle decelerates. Can be stored as inertial energy in the inertial mass body, and when the engine is started, the stored inertial energy is released as power for rotationally driving the engine output shaft of the engine, and the engine can be controlled to start. It is characterized by
Control device.
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