JP5275086B2 - 動力出力装置 - Google Patents
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Description
内燃機関(例えば、後述の実施形態のエンジン6)と、
電動機(例えば、後述の実施形態のモータ7)と、
第1断接手段(例えば、後述の実施形態の第1クラッチ41、第2クラッチ42)を介して前記内燃機関に接続される第1の変速軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11、第2中間軸16)と、第2断接手段(例えば、後述の実施形態の第2クラッチ42、第1クラッチ41)を介して前記内燃機関に連結される第2の変速軸(例えば、後述の実施形態の第2中間軸16、第1主軸11)と、カウンタ軸(例えば、後述の実施形態のカウンタ軸14)と、を備えた変速機(例えば、後述の実施形態の変速機20)と、を備えた動力出力装置(例えば、後述の実施形態の動力出力装置1、1A、1B、1C)であって、
前記変速機は、第1〜第3要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ32、キャリア36、リングギヤ35)を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構(例えば、後述の実施形態の動力合成機構30、遊星歯車機構31)と、前記第1の変速軸に設けられる偶数段と奇数段の一方を構成する複数の駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第3速用駆動ギヤ23a、第5速用駆動ギヤ25a又は第2速用駆動ギヤ22a、第4速用駆動ギヤ24a)と、前記第2の変速軸に設けられる偶数段と奇数段の他方を構成する複数の駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第2速用駆動ギヤ22a、第4速用駆動ギヤ24a又は第3速用駆動ギヤ23a、第5速用駆動ギヤ25a)と、前記カウンタ軸に設けられ前記第1の変速軸と前記第2の変速軸にそれぞれ設けられた駆動ギヤと共に噛合する複数の従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第1共用従動ギヤ23b、第2共用従動ギヤ24b)と、を備え、
前記第1要素は前記第1の変速軸に接続され、
前記第2要素は前記カウンタ軸に接続され、
前記第3要素は前記電動機に接続されるとともに前記第3要素をロック可能なロック機構(例えば、後述の実施形態のワンウェイクラッチ61)に接続され、
前記第2要素は前記第1要素から伝達される動力と前記第3要素から伝達される動力を合成して前記カウンタ軸に伝達し、
前記第2の変速軸は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。
前記第1要素から伝達される動力と前記第3要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達可能なトルク合成駆動において、
前記ロック機構で前記第3要素をロックして前記電動機の回転を停止させ、
前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第1及び第2要素を介して前記駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする。
前記ロック機構はブレーキからなり、前記ブレーキはロック制御時に作動する、
ことを特徴とする。
前記ロック機構は、前記第3要素をロックして前記電動機の回転を停止させる状態と、前記第3要素の一方向の回転のみを許容し前記電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、前記第3要素の両方向の回転を許容し前記電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチ(例えば、後述の実施形態のワンウェイクラッチ61)からなり、
前記ワンウェイクラッチは、ロック制御時に前記第3要素をロックして前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
前記電動機に電力を供給する蓄電装置(例えば、後述の実施形態の蓄電装置82)を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のSOCが第1の所定値以下であり前記電動機を駆動できない場合、前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置(例えば、後述の実施形態の蓄電装置82)を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のSOCが第2の所定値以上であり前記電動機を回生できない場合、前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
駆動状態を予測する駆動状態予測装置をさらに備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のSOCが前記第1の所定値以上又は第2の所定値以下にあるときには前記駆動状態予測装置の情報に応じて前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
前記電動機に電力を供給する蓄電装置(例えば、後述の実施形態の蓄電装置82)と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出装置(例えば、後述の実施形態の温度検出装置84)と、を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置の温度が正常に出力できない第3の所定値以下の場合に、前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
前記電動機を制御する制御部と、
前記電動機と前記蓄電装置を接続する配線と、を備え、
前記ロック機構は、前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも1つに不具合がある場合に前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも1つに不具合がある場合に、運転者に緊急走行であることを通知する通知手段を備える、
ことを特徴とする。
前記第1及び第2断接手段は、発進クラッチである、
ことを特徴とする。
また、第3要素は電動機に接続されるとともに第3要素をロック可能なロック機構に接続されるので、電動機を駆動できない場合には、ロック機構により第3要素の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。また、第3要素をロックすることで第3要素に接続された電動機の回転が停止し、不具合のある状態で電動機を強制的に回転させることに起因するさらなる故障を抑制することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る動力出力装置1を概略的に示している。この動力出力装置1は、車両(図示せず)の駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWを駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関(以下「エンジン」という)6と、電動機(以下「モータ」という)7と、動力を駆動輪DW,DWに伝達するための変速機20、動力合成機構30、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9とを備えている。
また、この車両には不図示の駆動状態予測装置が設けられており、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を予め確認することができる。
さらに、上述したワンウェイクラッチ61は、後述するモータ非駆動走行時にのみロック状態に設定され、その他の走行機能、例えばトルク合成駆動、通常走行、モータ走行、モータ走行中エンジン始動、パーキング時においては、ワンウェイ状態又は空転状態に設定されており、特に規定する場合を除き空転状態に設定されている。なお、図中、ワンウェイクラッチ61をロック状態に設定してモータ7の回転を停止させる場合を“ロックON”とし、ワンウェイクラッチ61をワンウェイ状態又は空転状態に設定してモータ7の少なくとも正転方向の回転を許容する状態を“ロックOFF”とした。
図3(b)は、第1クラッチを接続した状態でエンジン6をアイドリングしている状態を示している。このとき、エンジン6のトルクは第1主軸11からサンギヤ32に伝達される。しかし、エンジン6のトルクが小さいためサンギヤ32のトルクによりプラネタリギヤ34は公転せずに自転し、リングギヤ35に伝達される。リングギヤ35はサンギヤ32の回転方向に対し反対方向に回転するため、ここでは逆転方向に回転しモータ7は回生する。従って、図3(a)の速度線図に示すように、サンギヤ32とリングギヤ35は公転が停止したキャリア36を中心に、サンギヤ32が正転方向に回転し、リングギヤ35は逆転方向に回転している。これにより、エンジン6のアイドリング中は、動力合成機構30としての遊星歯車機構31ですべりを吸収することができる。
加速パターンとしては、(i)図4(a)に示すように、モータ7とエンジン6の回転数を共に上昇させるか、又は(ii)図5(a)に示すように、モータ7の回転数を変えないでエンジン6の回転数を上昇させるか、又は、(iii)図5(b)に示すように、エンジン6の回転数を変えないでモータ7の回転数を上昇させることにより行なわれる。なお、(i)の場合、車両の駆動力はエンジン6の動力とモータ7の動力の合成動力で決まり、(ii)の場合、車両の駆動力はエンジン6の動力で決まり、(iii)の場合、車両の駆動力はモータ7の動力で決まる。
なお、モータ7に対しエンジン6の回転数が高過ぎるとオーバーレブを誘発し、エンジン6に対しモータ7の回転数が高過ぎるとエンジンストールを誘発するため、エンジン6とモータ7のバランスを制御することが必要である。
要求動力設定手段としての電力制御装置は、まず駆動軸9,9に伝達すべき要求動力を設定する(S1)。続いて、電力制御装置は、エンジン6の適正駆動領域でエンジン6を駆動し(S2)、モータ7の定格出力を超えるか否かを判断し(S3)、モータ7の定格出力を超える場合には、モータ7の定格出力で駆動するとともにエンジン6の回転数を制御する(S4)。一方、モータ7の定格出力を超えない場合には、モータ7の最高回転数を超えるか否かを判断する(S5)。その結果、モータ7の最高回転数を超えない場合には、エンジン6を適正駆動領域で駆動したままモータ7を駆動し(S6)、モータ7の最高回転数を超える場合には、モータ7の最高回転数で駆動するとともにエンジン6の回転数を制御する(S7)。なお、エンジン6の適正駆動領域とは、エンジン6の効率が著しく悪くならない領域をいう。
このようにエンジン6がエンジンストールが発生しないエンジンストール領域から最高回転の範囲内で駆動する、好ましくはエンジン6の適正駆動領域で駆動するとともに、要求動力と合成動力機構30で合成された合成動力を比較してモータ7の動力を制御するとともに、モータ7の定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することにより、エンジン6とモータ7に不具合が生じるのを抑制することができる。
第1クラッチ41のみを接続した図4(b)のトルク合成モードでの加速状態から、図7(a)に示すように、第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤし、第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22aとを連結する(トルク合成 Pre2モード)。続いて、第1クラッチ41を切断し第2クラッチ42を接続することにより、図7(b)に示すように、エンジン6の動力は第2伝達経路を介して駆動軸9,9に伝達され、第2速走行が実現される(2ndモード)。
2nd走行第1モードは、図8(b)に示すように、図7(b)の第2クラッチ42を接続した状態から、さらに第1クラッチ41を接続することにより実現される。これは、第1クラッチ41を接続することにより、第2速用ギヤ対22を介して走行する第2速走行において、第3速用駆動ギヤ23aと第3速用従動ギヤ23bの噛み合いにより回転するキャリア36の回転数に対し、第1クラッチ41を接続することでエンジン6に第1主軸11を介して連結されたサンギヤ32の回転数が必ず高くなることを利用して、強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からキャリア36の回転数がサンギヤ32の回転数より低いと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図8(a)において上方に位置し、リングギヤ35の回転数は必ずキャリア36の回転数よりも低くなる。
2nd走行第2モードは、図10(b)に示すように、図7(b)の第2クラッチ42を接続した状態から、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることにより実現される。第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることで、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとが連結して一体に回転し、必然的に第1主軸11に接続されたサンギヤ32と第3速用駆動ギヤ23aに連結軸13を介して接続されたキャリア36は一体に回転する。
図7(b)に示す2ndモードで走行中において、図12(a)に示すように、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤし、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとを連結する。(2nd Pre3モード)。続いて、第2クラッチ42を切断し第1クラッチ41を接続することにより、図12(b)に示すように、エンジン6のトルクは第1伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達され、第3速走行が実現される(3rd Pre2モード)。
なお、第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤしておくと、第2中間軸16、第1中間軸15、第2主軸12を連れまわすため、第2変速用シフター52をニュートラル位置に移動させることが好ましい(3rdモード)。
この状態においては、遊星歯車機構31を一体に回転させて、強制的にエンジン6とモータ7との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが1の状態が、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤしたことで既に作り出されている。
なお、以下に示すモードを便宜上、モータ走行第1モードと呼ぶ。
モータ走行第1モードは、図15(b)に示すように、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤするとともに第1及び第2クラッチ41、42を切断ことにより実現される。第1及び第2クラッチ11、12を切断することによりエンジン6との動力伝達は遮断される。また、第1変速用シフター51を第3速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように遊星歯車機構31がロックし、強制的にエンジン6とモータ7との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが1の状態が作り出される。
車両がモータ走行中に、エンジン6を始動する場合として2つのモード(以下、モータ走行第1始動モード、モータ走行第2始動モードと呼ぶ。)により、エンジン6の始動を行なう場合について説明する。
モータ走行第1始動モードは、図16(b)に示すように、図15(b)に示すモータ走行中に第1クラッチ41を接続することにより実現される。第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結により正転方向のキャリアトルクからサンギヤ32の逆転方向の反力が抜き取られるとともに、第1クラッチ41の接続により逆転方向の始動トルクが抜き取られる。従って、キャリアトルクからサンギヤ32の反力と始動トルクとを足し合わせた3rdDogトルクを差し引いたトルクが第3速用従動ギヤ23bに伝達され、総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。また、第1主軸11に伝達された始動トルクにより、第1主軸11がエンジン6のクランク軸6aを連れまわしてクランキングし、エンジン6を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン6を始動させることができる。エンジン6の始動後は、第3速用シフター51をニュートラル位置に戻すことにより、トルク合成モードとなる。
車両の停止中にエンジン6を始動する場合には、まず第1クラッチ41を接続してエンジン6とモータ7を第1主軸11と動力合成機構30を介して接続するとともに、図18(a)に示すように、モータ7に逆転方向のモータトルクを作用させて逆転方向に回転駆動し、不図示のパーキング機構や車両走行安定装置(以下、VSAと呼ぶ。)などでファイナルギヤ26aから正転方向にロックトルクを作用させてキャリア36の回転を停止(ロック)させる。このとき、動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からサンギヤ32の回転数とキャリア36の回転数はキャリア36を中心に対角線上に位置することとなり、サンギヤ32はプラネタリギヤ34からの正転方向の反力を受けて正転方向に回転する。このサンギヤ32に作用する反力が図18(b)に示すように、サンギヤ32から、第1主軸11に伝達される。
停止中にエンジン始動する図18(b)の状態から、エンジン6を始動した後、エンジン6のトルクを増大して不図示のパーキング機構やVSAなどでファイナルギヤ26aから逆転方向のロックトルクを作用させて、キャリア36の回転を停止させることにより、図19(b)に示すように、エンジントルクがサンギヤ32からリングギヤ35を介してモータ7に伝達される。このとき、モータ7を回生させて充電することができる。
車両の後進には、エンジン6のトルクのみを用いる場合として、後進用シフター53を後進用接続位置でインギヤして第2クラッチ42を接続することにより実現される。これにより、エンジン6のトルクが、第2主軸12、アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、後進用駆動ギヤ28aと第3速用従動ギヤ23bからなる後進用ギヤ列28、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達され、後進走行することができる。
しかしながら、モータ7に不具合がある場合や蓄電装置82のSOCに応じて以下に説明するモータ非駆動走行がなされる。
なお、このとき、非ロック制御によりワンウェイクラッチ61をワンウェイ状態に切り替えておけばモータ7の逆転方向の回転を規制することができるので、図3に示すアイドリング中及び図4(a)に示すトルク合成駆動の加速時においてモータ7の回生を機械的に停止することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る動力出力装置1Aについて、図22〜図38を参照して説明する。なお、第2実施形態の動力出力装置1Aは、変速機20Aが第3速用変速ギヤ対23より変速比の小さい第4速用ギヤ対24と、第4速用ギヤ対24より変速比の小さい第5速用ギヤ対25を備えている点を除き、第1実施形態の動力出力装置1と同様の構成を有する。このため、第1実施形態の動力出力装置1と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
第2実施形態の動力出力装置1Aにおける変速機20Aにおいて、第2中間軸16には第2速用駆動ギヤ22aと第2アイドル従動ギヤ27cとの間に、第2中間軸16と相対回転可能な第4速用駆動ギヤ24aが設けられている。また、第2中間軸16に設けられた第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22aとを連結又は開放する第2変速用シフター52は、さらに第2中間軸16と第4速用駆動ギヤ24aとを連結又は開放するように構成され、第2速用接続位置、ニュートラル位置、第4速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16に取り付けられた第2アイドル従動ギヤ27cと第2速用駆動ギヤ22aとが一体に回転し、第2変速用シフター52が第4速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16に取り付けられた第2アイドル従動ギヤ27cと第4速用駆動ギヤ24aとが一体に回転し、第2変速用シフター52がニュートラル位置にあるときには、第2アイドル従動ギヤ27cは第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aに対し相対回転する。
この動力出力装置1Aにおいてトルク合成駆動(トルク合成モード、トルク合成 Pre2モード)について第1実施形態の動力出力装置1と同様の制御によりなされるため説明を省略する。なお、通常走行、モータ走行、モータ走行エンジン始動、後進走行、モータ非駆動走行も第1実施形態の動力出力装置1と同様の制御によりなされるため、ここでは第4速用ギヤ対24と第5速用ギヤ対25を備えることにより可能となる走行モードについてのみ説明する。
この動力出力装置1Aにおいては、第2速走行におけるモータ7によるアシスト、充電パターンとして、2nd走行第1モード、2nd走行第2モードに加えて別の2nd走行第3モードを備える。
第1クラッチ41が接続され第1変速用シフター51が第3速用接続位置でインギヤした3rdモードでの走行中において、図26(a)に示すように、第2変速用シフター52を第4速用接続位置でインギヤして、第2中間軸16と第4速用駆動ギヤ24aとを連結する(3rd Pre4モード)。続いて、第1クラッチ41を切断し第2クラッチ42を接続することにより、図26(b)に示すように、エンジン6のトルクは第4伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達される(4th Pre3モード)。
この4thモードで走行中に3つのモード(4th走行第1モード、4th走行第2モード、4th走行第3モード)により、モータ7によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
4th走行第2モードは、図29(b)に示すように、第2クラッチ42を接続した4thモードから、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることにより実現される。第1変速用シフター51を第3速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように遊星歯車機構31がロックすることとなる。この場合、動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からサンギヤ32の回転数とキャリア36の回転数が等しいと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図29(a)において無限遠方に位置することとなる。
4th走行第3モードは、図31(b)に示すように、第2クラッチ42を接続した4thモードから、さらに第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤすることにより実現される。これは第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したようにキャリア36の回転数に対し、サンギヤ32の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出している。
第2クラッチ42が接続され第2変速用シフター52が第4速用接続位置でインギヤした4thモードで走行中において、図33(a)に示すように、第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤして、第1主軸11と第5速用駆動ギヤ25aとを連結する(4th Pre5モード)。続いて、第2クラッチ42を切断し第1クラッチ41を接続することにより、図33(b)に示すように、エンジントルクは第5伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達される(5th Pre4モード)。
なお、第2変速用シフター52を第4速用接続位置でインギヤしておくと、第2中間軸16、第1中間軸15、第2主軸12を連れまわすため、第2変速用シフター52をニュートラル位置に移動させることが好ましい(5thモード)。
この状態においては、第5速用ギヤ対25を介して走行する第5速走行において、第3速用駆動ギヤ23aと第3速用従動ギヤ23bの噛み合いにより回転するキャリア36の回転数に対し、第5速用ギヤ対25を介して連結されたサンギヤ32の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出す状態が、第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで既に作り出されている。
モータ走行第2モードは、図36(b)に示すように、第1及び第2クラッチ11、12を切断し、第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したようにキャリア36の回転数に対し、サンギヤ32の回転数が必ず高くなることを利用して強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出している。
後進走行第1モードは、図37(a)及び図37(b)に示すように、後進用シフター53を後進用接続位置でインギヤして第2クラッチ42を接続するとともに、モータ7に逆転方向のトルクを作用させることにより実現される。これにより、エンジントルクは、第2主軸12、アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、後進用駆動ギヤ28a、第3速用従動ギヤ23bに伝達される。一方、リングギヤ35から伝達される逆転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される逆転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、3rdトルクとして第3速用ギヤ対23に伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第4速用従動ギヤ24bの噛み合いにより、第4速用従動ギヤ24bに5thトルクに伝達される。従って、カウンタ軸14においてエンジントルクと3rdトルクを足し合わせたトルクから5thトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達され、モータ7でアシストしながら車両を後進させることができる。
さらに、シフトチェンジ時に第1変速用シフター51又は第2変速用シフター52をシフトチェンジする目的のギヤに予めインギヤした後、第1クラッチ41と第2クラッチ42を繋ぎかえることにより、クラッチを断接する時間の短縮を図ることができ、これにより変速ショックを抑制することができる。
次に、本発明の第3実施形態に係る動力出力装置について、図39を参照して説明する。なお、第3実施形態の動力出力装置は、変速機の構成が異なる以外は第2実施形態の動力出力装置1Aと同様の構成を有する。このため、第2実施形態の動力出力装置1Aと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
また、第2中間軸16には、第1速用駆動ギヤ21aと第3速用駆動ギヤ23aとの間に、第2中間軸16と第1速用駆動ギヤ21aとを連結又は開放する第3変速用シフター54が設けられている。そして第3変速用シフター54が第1速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第1速用駆動ギヤ21aが連結して一体に回転し、第3変速用シフター54がニュートラル位置にあるときには、第2中間軸16と第1速用駆動ギヤ21aが開放され相対回転する。
さらに、第2中間軸16には、第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aとの間に、第2中間軸16と第3速用駆動ギヤ23aとを連結又は開放するとともに第2中間軸16と第5速用駆動ギヤ25aとを連結又は開放する第2変速用シフター52が設けられている。そして第2変速用シフター52が、第3速用接続位置、ニュートラル位置、第5速用接続位置を移動可能に構成されている。第2変速用シフター52が第3速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転し、第2変速用シフター52が第5速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第5速用駆動ギヤ25aが一体に回転し、第2変速用シフター52がニュートラル位置にあるときには、第2中間軸16は第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aに対し相対回転する。
次に、本発明の第4実施形態に係る動力出力装置について、図40を参照して説明する。なお、第4実施形態の動力出力装置は、動力合成機構を構成する遊星歯車機構と変速機の接続位置が異なる以外は第2実施形態の動力出力装置1Aと同様の構成を有する。このため、第2実施形態の動力出力装置1Aと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
6 エンジン
7 モータ7
9 駆動軸
11 第1主軸(第1変速軸、第2変速軸)
12 第2主軸(入力軸)
13 連結軸
14 カウンタ軸
15 第1中間軸(中間軸)
16 第2中間軸(第2変速軸、第1変速軸)
20、20A、20B、20C 変速機
22 第2速用ギヤ対
22a 第2速用駆動ギヤ
23 第3速用ギヤ対
23a 第3速用駆動ギヤ
23b 第3速用従動ギヤ
24 第4速用ギヤ対
24a 第4速用駆動ギヤ
24b 第4速用従動ギヤ
25 第5速用ギヤ対
25a 第5速用駆動ギヤ
26a ファイナルギヤ
27 アイドルギヤ列
27a アイドル駆動ギヤ
27b 第1アイドル従動ギヤ
27c 第2アイドル従動ギヤ
30 動力合成機構
31 遊星歯車機構(動力合成機構)
32 サンギヤ(第1要素、第3要素)
35 リングギヤ(第1要素、第3要素)
36 キャリア(第2要素)
41 第1クラッチ(第1断接手段、第2断接手段)
42 第2クラッチ(第2断接手段、第1断接手段)
51 第1変速用シフター
52 第2変速用シフター
53 後進用シフター
61 ワンウェイクラッチ(ロック機構)
82 蓄電装置
83 SOC検出装置
84 温度検出装置
Claims (11)
- 内燃機関と、
電動機と、
第1断接手段を介して前記内燃機関に接続される第1の変速軸と、第2断接手段を介して前記内燃機関に連結される第2の変速軸と、カウンタ軸と、を備えた変速機と、を備えた動力出力装置であって、
前記変速機は、第1〜第3要素を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構と、前記第1の変速軸に設けられる偶数段と奇数段の一方を構成する複数の駆動ギヤと、前記第2の変速軸に設けられる偶数段と奇数段の他方を構成する複数の駆動ギヤと、前記カウンタ軸に設けられ前記第1の変速軸と前記第2の変速軸にそれぞれ設けられた駆動ギヤと共に噛合する複数の従動ギヤと、を備え、
前記第1要素は前記第1の変速軸に接続され、
前記第2要素は前記カウンタ軸に接続され、
前記第3要素は前記電動機に接続されるとともに前記第3要素をロック可能なロック機構に接続され、
前記第2要素は前記第1要素から伝達される動力と前記第3要素から伝達される動力を合成して前記カウンタ軸に伝達し、
前記第2の変速軸は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。 - 前記第1要素から伝達される動力と前記第3要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達可能なトルク合成駆動において、
前記ロック機構で前記第3要素をロックして前記電動機の回転を停止させ、
前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第1及び第2要素を介して前記駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする請求項1に記載の動力出力装置。 - 前記ロック機構はブレーキからなり、前記ブレーキはロック制御時に作動する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の動力出力装置。 - 前記ロック機構は、前記第3要素をロックして前記電動機の回転を停止させる状態と、前記第3要素の一方向の回転のみを許容し前記電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、前記第3要素の両方向の回転を許容し前記電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチからなり、
前記ワンウェイクラッチは、ロック制御時に前記第3要素をロックして前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の動力出力装置。 - 前記電動機に電力を供給する蓄電装置を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のSOCが第1の所定値以下であり前記電動機を駆動できない場合、前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の動力出力装置。 - 前記電動機に電力を供給する蓄電装置を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のSOCが第2の所定値以上であり前記電動機を回生できない場合、前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の動力出力装置。 - 駆動状態を予測する駆動状態予測装置をさらに備え、
前記蓄電装置のSOCの状態に応じて、前記駆動状態予測装置の情報に基づき前記ロック機構を作動させる、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の動力出力装置。 - 前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出装置と、を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置の温度が正常に出力できない第3の所定値以下の場合に、前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の動力出力装置。 - 前記電動機を制御する制御部と、
前記電動機と前記蓄電装置を接続する配線と、を備え、
前記ロック機構は、前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも1つに不具合がある場合に前記第3要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の動力出力装置。 - 前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも1つに不具合がある場合に、運転者に緊急走行であることを通知する通知手段を備える、
ことを特徴とする請求項9に記載の動力出力装置。 - 前記第1及び第2断接手段は、発進クラッチである、
ことを特徴とする請求項1〜10に記載の動力出力装置。
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