JPH10341503A - 内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置 - Google Patents
内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置Info
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Abstract
きな駆動力を確保するととともに、高車速域でのエネル
ギー回生の際の第1電動機10の過回転を防止する。 【解決手段】 車両を駆動するための内燃機関3にCV
T変速機5が接続され、終減速装置6を介して駆動輪7
を駆動する。変速機5はロックアップクラッチ4を備え
る。変速機5の中間軸5eに、駆動輪7の駆動ならびに
該駆動輪7によるエネルギー回生が可能な第1電動機1
0が接続される。内燃機関1によって駆動される補機2
とクランクシャフトとの間に、クラッチ装置9が介装さ
れ、補機2を駆動できるように、第2電動機8が設けら
れる。第1電動機10と駆動輪7との間には、2速の電
動機用変速装置10が介装され、発進時等には大きな変
速比を与え、高速回生時には直結段とする。
Description
機とを用いた複合型の車両駆動装置、特に、基本的には
車両の走行を内燃機関によって行い、電動機の補助的な
作動により、例えば機関停止中のクリープ力の付与や発
進時の補助を行うようにした複合型車両駆動装置に関す
る。
型車両駆動装置の一例としては、例えば、特開平8−2
66012号公報に示されているように、内燃機関でも
って車両の走行を行うとともに、この内燃機関の出力と
並列に電動機を設け、発進時等に電動機の動力を付加で
きるようにしたハイブリッドシステムが知られている。
動装置の構成を示したものであり、内燃機関51の後段
にクラッチ装置52を介してベルト式無段変速機53が
接続されており、この変速機53から終減速装置54を
介して駆動輪55へ動力伝達がなされている。そして、
無段変速機53の出力軸つまりセカンダリプーリの回転
軸に、電動機56の回転軸が直結されている。この電動
機56は、発進時等、内燃機関の出力が不十分なときに
動力を付加するために駆動されるとともに、車両減速時
には、駆動輪55側から逆に駆動されることによりエネ
ルギー回生を行うことができるようになっている。
来のように、変速機53の出力側に電動機56を直接に
接続し、駆動輪55と電動機56とが常時一体に連動す
るようにした構成では、例えば車両の発進時に必要な大
きな駆動力を得るためには、当然のことながら、大きな
トルクを有する電動機56と、大電流を流せる強電回路
と、同じく大電流に対応したバッテリー(電源)が必要
となる。その結果、車両に搭載する装置全体が非常に大
型化し、かつ重く高価なものとなってしまう。従って、
車両の有効空間の確保や、燃費、動力性能の上で、実用
車両に適用することは著しく困難である。
給を停止し、その後、アクセルペダルが踏み込まれた時
点で、内燃機関51を再度始動するとともに、電動機5
6の駆動力により車両の発進を開始するようにしたいわ
ゆるアイドルストップの技術を適用しようとすると、発
進直後の僅かな期間は、電動機56の駆動力のみで車両
を動かさなければならないので、電動機56の大小が発
進性能を大きく左右することになる。
み合わせて用いることにより、駆動力を大きく確保しつ
つ装置全体の小型化を図ることも考えられるが、このよ
うな場合には、車両が高速走行したときに、電動機が過
度に高速回転となり、許容回転数を越えてしまう恐れが
ある。また、仮に、クラッチ機構を介装し、高速時に電
動機を切り離すようにすると、電動機を保護できる反
面、減速時のエネルギー回生をある程度車速が低下した
段階でしか開始できないことになり、エネルギー効率の
点で好ましくない。
進時等に大きな駆動力を発揮できるとともに、高速域で
は、電動機の過回転を防止できる内燃機関と電動機の複
合型車両駆動装置を提供することを目的とする。
両駆動装置は、車両を駆動するための内燃機関と、無段
もしくは有段の変速機と、上記変速機の出力側と駆動輪
との間に接続され、上記駆動輪の駆動ならびに該駆動輪
によるエネルギー回生が可能な電動機と、を備えてなる
内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置において、上記
電動機と上記駆動輪側との間に、例えば2速の電動機用
変速装置を介装したことを特徴としている。
は、内燃機関によって行われる。そして、発進時等に
は、上記電動機が駆動され、内燃機関の発生動力に加え
て、車両を駆動する。また、車両の減速時には、上記電
動機が逆に被動状態となり、減速エネルギーが回生され
る。ここで、上記構成では、電動機が電動機用変速装置
を介して接続されているので、発進時等のように電動機
から駆動力を付与する場合には、減速比の大きな低速段
にすることで、大きな駆動力が発揮される。一方、車両
の高速域、特に、エネルギー回生を行う減速時等には、
減速比の小さな高速段にすることで、電動機の過回転を
回避できる。すなわち、図2は、内燃機関に接続される
変速機として無段変速機を用いた場合の車両の最大駆動
力と、電動機によって発進時に付加すべき駆動力の領域
および回生を行うべき領域と、の一例を示しているが、
図示するように、発進時に必要なトルクは大きく、かつ
車速は低車速のみに限定されているが、回生について
は、より高速側の領域まで含む必要があり、かつトルク
は小さい。従って、電動機用変速装置により減速比を切
り換えることによって、両者の要求を両立させることが
できる。
項2においては、上記電動機用変速装置は、歯車組と、
いずれか一方を選択的に締結することにより低速段と高
速段とを実現する2つの制御可能な締結要素と、から構
成され、少なくとも車両前進時の高速域では高速段に、
低速域では低速段に、それぞれ制御されることを特徴と
している。
なる2つの締結要素の一方を締結状態に、他方を非締結
状態にすることにより、低速段および高速段へ切り換え
られる。そして、車両前進時の高速域では高速段となっ
て電動機の過回転が防止され、また低速域では低速段に
制御されて、駆動力が確保される。なお、車両後進時に
は、一般に高速走行することは稀であるので、特に積極
的な制御は不要である。
ら高速段への変速時に、両締結要素を非締結状態にする
とともに、上記変速装置の駆動輪側の出力軸の回転数と
同期するように上記電動機の回転数を制御する変速制御
手段を備えている。
いる状態で締結され、変速時のショック発生が回避され
る。
変速装置は、歯車組と、1つのワンウェイクラッチと、
締結状態とすることにより低速段を、非締結状態とする
ことにより高速段を実現する制御可能な1つの締結要素
と、から構成され、少なくとも車両前進時の高速域では
高速段に、低速域では低速段に、それぞれ制御されるこ
とを特徴としている。
は、歯車組と、1つのワンウェイクラッチと、1つの制
御可能なクラッチと、から構成され、車両前進時に、高
速域では、上記クラッチを締結状態とすることにより高
速段に、低速域では、上記クラッチを非締結状態とする
ことにより低速段に、それぞれ制御されるとともに、車
両後進時には、上記クラッチが非締結状態に制御される
ことを特徴としている。
求項4あるいは請求項5の構成においては、ワンウェイ
クラッチが、例えば電動機の駆動方向のトルクによる相
対回転によって締結され、所定の変速段が実現される。
求項6の発明では、車両前進時における上記クラッチの
非締結状態から締結状態への移行時に、該クラッチの前
後の回転数が互いに同期するように上記電動機の回転数
を制御する変速制御手段を備えている。これによって、
上記クラッチは、同期回転している状態で締結され、変
速時のショック発生が回避される。
置は、歯車組と、2つのワンウェイクラッチと、1つの
制御可能なクラッチと、から構成されており、車両前進
時に、上記クラッチが締結状態に、後進時に非締結状態
に、それぞれ制御されるとともに、車両前進時に、電動
機の駆動もしくは被動による相対回転方向によっていず
れかのワンウェイクラッチが締結し、駆動時には低速段
に、被動時には高速段に切り換わるように構成されてい
ることを特徴としている。
からの積極的な制御は不要であり、発進等の駆動時には
自然に低速段となり、また減速時のように被動のときに
は高速段となって過回転が回避される。
は請求項6の発明において、上記電動機用変速装置が低
速段に制御される第1の車速以下の低速時には、電動機
を駆動し、高速段に制御される第2の車速以上の高速時
の減速中には、電動機の回生制御を行い、第1の車速と
第2の車速の間では、上記変速装置の回転数同期のため
に上記電動機の回転数制御を行うように構成されてい
る。すなわち、車速が低い状態では、必要に応じて電動
機による動力の付加を行い、車速が高い状態では、減速
中に、電動機によって回生を行う。
車両駆動装置によれば、駆動輪と電動機との間に電動機
用変速装置を介装したので、比較的小型の電動機でもっ
て発進時等に十分に大きな駆動力を発揮できるととも
に、高速走行時における電動機の過回転を防止でき、高
速域から減速時のエネルギー回生を行うことができる。
従って、強電回路やバッテリー等をも含めて装置全体の
小型軽量化を図ることができる。
8の発明によれば、変速の際に電動機の回転数を同期さ
せることにより、変速ショックの発生を防止できる。
動もしくは被動の状態に応じて変速段が自動的に切り換
わるので、外部からの積極的な変速制御が不要となり、
その制御が簡単なものとなる。
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
施例を示すスケルトン図である。この図3に示すよう
に、内燃機関1のクランクシャフトが主伝動装置として
のトルクコンバータ3を介して変速機5のメインドライ
ブシャフトに接続されているとともに、この変速機5か
ら終減速装置6を介して駆動輪7へ動力伝達がなされて
いる。上記トルクコンバータ3と並列にロックアップク
ラッチ4が設けられており、このロックアップクラッチ
4を締結することにより、内燃機関1と変速機5のメイ
ンドライブシャフトとを実質的に直結状態とすることが
できるようになっている。そして、上記トルクコンバー
タ3の出力側と駆動輪7との間の適宜な位置に、第1電
動機10が並列に接続されており、内燃機関1の動力と
第1電動機10の動力が接合点で合流して駆動輪7に伝
達されるように構成されている。この第1電動機10
は、電力の供給により電動機として動作するほか、逆に
駆動輪7側から駆動されることにより減速エネルギーの
回生が可能となっている。上記第1電動機10と上記接
合点との間には、後に詳細に説明する2速の電動機用変
速装置17が介装されている。
動機構等を介して取り出され、種々の補機2、例えば内
燃機関1自体に必要なウォータポンプ等や車両側との関
係で必要となる空調装置用コンプレッサやパワーステア
リング用ポンプ等の補機2を駆動するように構成されて
いる。ここで、上記内燃機関1と補機2との間には、両
者間の接続,遮断を行う適宜な形式のクラッチ装置9が
介装されている。そして、このクラッチ装置9よりも補
機2側に、補機2を駆動するための第2電動機8が接続
されている。なお、上記の補機2としては、必ずしも車
両の全ての補機を包含する必要はなく、その一部であっ
てもよい。
ト式無段自動変速機いわゆるCVTを用いたものであ
り、このCVT変速機5と、トルクコンバータ3と、ロ
ックアップクラッチ4と、終減速装置6とが、トランス
アクスル11として一体化されている。内燃機関1は、
車両にいわゆる横置状態に搭載されているものであっ
て、そのシリンダブロックの一端部が、トランスアクス
ル11のケースと結合されている。第1電動機10、第
2電動機8および補機2は、内燃機関1のシリンダブロ
ックに支持されている。
aが巻き掛けられたプライマリプーリ5bおよびセカン
ダリプーリ5cと、プライマリプーリ5bの回転方向を
切り換える前後進切換機構5dと、から大略構成されて
おり、セカンダリプーリ5cの回転が中間軸(第3軸)
5eを介して終減速装置6のファイナルギア6aに伝達
され、デフ部6bを介して、トランスアクスル11から
左右に延びるドライブシャフト7aが駆動されるように
構成されている。また、第1電動機10の回転軸、詳し
くは電動機用変速装置17の出力軸17aは、上記トラ
ンスアクスル11の中間軸(第3軸)5eに接続されて
おり、内燃機関1の動力と第1電動機10の動力が、こ
の中間軸5eで合流して駆動輪7を駆動することにな
る。
転は、ベルト伝動機構16を介して補機2にも伝達され
る。詳しくは、ベルト16aを介して中間軸16bに回
転が伝達され、この中間軸16bと第2電動機8の回転
軸8aとの間に、例えば電磁クラッチからなるクラッチ
装置9が介在している。そして、上記の第2電動機8の
回転軸8aが、ベルト16c,16dを介して各補機2
に連動している。つまり、この実施例では、クラッチ装
置9の状態に拘わらず、第2電動機8の回転が常に補機
2に伝達されており、またクラッチ装置9が接続状態に
ある場合に限って、内燃機関1のクランクシャフトと第
2電動機8と補機2とが、それぞれ所定の速度比で同時
に回転することになる。
5の前後進切換機構5d等に必要な油圧を供給するため
に、電動式油圧供給装置12が設けられている。図4
は、この油圧供給装置12の詳細を示すものであって、
内燃機関1により駆動される自動変速機用オイルポンプ
20のほかに、モーター25で駆動されるオイルポンプ
21を備えており、それぞれの吐出側が、それぞれ逆止
弁22a,22bを介して自動変速機5の前後進切換機
構5dのクラッチ部23に接続されている。なお、24
はオイルパンである。従って、2つのオイルポンプ2
0,21の中で、いずれか油圧の高い方が逆止弁22
a,22bにより選択されて、クラッチ部23への圧油
の供給がなされる。なお、上記オイルポンプ21用のモ
ーター25は、常時駆動するようにしてもよく、あるい
は後述する機関停止中のみ駆動するようにしてもよい。
合型車両駆動装置の制御装置の構成を示すブロック図で
ある。この制御装置は、内燃機関1の燃料や噴射時期等
の種々の制御を行うエンジンコントロールユニット13
と、トランスアクスル11(変速機5)の変速比やロッ
クアップ状態等を制御する自動変速機コントロールユニ
ット14と、ハイブリッドシステムコントロールユニッ
ト15と、から大略構成されている。上記ハイブリッド
システムコントロールユニット15は、所定のプログラ
ムに従って処理を行うものであって、第1電動機10に
接続された第1インバータ駆動回路26と、第2電動機
8に接続された第2インバータ駆動回路27と、クラッ
チ装置9と、電動式油圧供給装置12と、電動機用変速
装置17と、を制御しており、これによって、後述する
ような種々の動作を実現している。また詳細な図示は省
略するが、車両および内燃機関1の運転条件を検出する
ために、種々のセンサ類が設けられている。例えば、ア
クセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ、
ブレーキ操作を検出するブレーキセンサ、車速を検出す
る車速センサ、内燃機関1の回転数を検出するクランク
角センサ、内燃機関1の吸入空気量センサ、スロットル
弁が全閉であることを検出するアイドルスイッチ、冷却
水温センサ、油温センサ、自動変速機5のセレクトレバ
ーによるレンジ位置を検出するレンジ位置検出スイッ
チ、等が設けられている。これらの各センサの検出信号
は、各コントロールユニット13,14,15に適宜に
入力されている。さらに、各コントロールユニット1
3,14,15の間は、通信線を介して相互に接続され
ており、いわゆる協調制御を行うために必要な情報を共
有すべく、相互にデータをやりとりしている。なお、2
9は、内燃機関1の運転や車両の一般的な電装品等のた
めに用いられる低電圧バッテリ、28は、第1,第2電
動機10,8に対し用いられる高電圧バッテリである。
全体の基本的な作用を、図11〜図13のタイミングチ
ャートおよび図14〜図19のフローチャートに基づい
て詳細に説明する。特に、理解を容易にするために、車
両の通常走行から減速したときの制御、減速から車両の
停止に至るときの制御、車両停止状態から発進するとき
の制御、の3つの状況に大別して説明する。
びこの通常走行から減速したときの制御について説明す
る。図11は、この状況での各部の動作を示している。
この図11において、T1のタイミングにおいては、車
両は通常走行状態にある。
ントロールユニット15において実行される制御の流れ
を示すメインフローチャートであって、制御を開始した
時点で最初にステップ1において、移行終了フラグおよ
び発進モードフラグを0とする。そして、ステップ2に
おいて、燃料噴射モードに入る。この燃料噴射モード
は、通常の燃料噴射および点火を行うモードである。ス
テップ3では、アイドルスイッチの状態を判定し、ステ
ップ4では、発進モードフラグの状態を判定している
が、通常の走行時には、アイドルスイッチがOFF、発
進モードフラグが0のままであるから、ステップ4から
ステップ1へ戻り、燃料噴射モードを継続することにな
る。この燃料噴射モード中は、クラッチ装置9は接続状
態に保持されており、第1電動機10および第2電動機
8の制御は停止されている。これにより、内燃機関1に
よって車両および補機2の双方が駆動される。換言すれ
ば、この状態では、通常の内燃機関1のみを具備した車
両と何ら変わるところはない。また、この燃料噴射モー
ドでは、低車速時等を除き、通常、ロックアップクラッ
チ4が締結されている。
て減速が開始したタイミングであり、T3は、さらにブ
レーキを踏み込んだタイミングに相当する。これによ
り、図14のステップ3からステップ5へ進み、燃料噴
射が停止する。ステップ6では、車速が0であるか、ス
テップ7では、ロックアップクラッチ4が締結側に制御
されているか、をそれぞれ判定しているが、この段階で
は、車速は0ではなく、ロックアップクラッチ4は締結
状態にあるので、ステップ7からステップ8へ進み、ロ
ックアップ減速モードに入る。図11では、T3〜T4
の期間がロックアップ減速モードに相当する。このロッ
クアップ減速モードは、主に第1電動機10によって減
速エネルギーの回生を行うモードである。
処理の流れを示しており、まず、予め設定された図6に
示すような特性の目標車軸トルクマップに基づき、その
ときの車速Vに対応する目標車軸トルクを決定する(ス
テップ21)。次に、予め設定された図7に示すような
特性の内燃機関フリクションマップに基づき、そのとき
の機関回転数Neに対応する内燃機関フリクショントル
クを求める(ステップ22)。なお、このフリクション
トルクは、実際には、そのときのCVT変速機5のギア
比を考慮して車軸トルクに換算される。さらに、予め設
定された図8に示すような特性の変速機フリクションマ
ップに基づき、そのときの機関回転数に対応する変速機
フリクショントルクを求める(ステップ23)。このフ
リクショントルクは、同様に、そのときのCVT変速機
5のギア比を考慮して車軸トルクに換算される。そし
て、ステップ24において、回生車軸トルクを算出し、
かつこれを第1電動機10の電流に換算する。つまり、
上記の目標車軸トルクを、内燃機関フリクション車軸ト
ルクと変速機フリクション車軸トルクと回生車軸トルク
との合計で与えるものと考えることにより、目標車軸ト
ルクを得るのに必要な回生車軸トルクが求められる。ス
テップ25では、この回生車軸トルクを実現するように
第1電動機10を制御する。なお、この回生車軸トルク
は、当然のことながら負の値として与えられるものであ
り、図11等では、これを「被動」トルクとして示して
ある。
閉によって第1電動機10による回生を開始するように
しているが、過度のエンジンブレーキ作用の発生を防止
するために、ブレーキペダルが踏み込まれた場合(ブレ
ーキスイッチのON)にのみ回生を行うようにしてもよ
い。また、スロットル弁全閉時とブレーキ踏込時とで、
マップを切り換えることにより、回生車軸トルクを異な
る大きさに与えるようにすることもできる。
イドルスイッチがONである限り、上記のモードが継続
する。これにより、図11に示すように、車速が徐々に
低下し、ロックアップ状態であることから、これと同様
に機関回転数も低下する。なお、この段階では、補機2
は内燃機関1によって駆動されている。
1)にまで低下した時点(図11のT4のタイミング)
で車両のサージング等を防止するためにロックアップ状
態が解除される。ロックアップの解除により、内燃機関
1の回転数は、自らのフリクションにより急速に低下し
ようとする。また、ロックアップ信号に基づき、図14
のステップ7の判定がNOとなり、ステップ7からステ
ップ9へ進み、非ロックアップ減速モードとなる。次の
ステップ10では、内燃機関1の回転数が「所定値2」
に低下するまで待機する。これは、ロックアップクラッ
チ4が実際に完全に切断されるまでの遅れを考慮したも
のであり、「所定値2」としては、例えばロックアップ
解除指令が出力された時点の回転数(所定値1)から一
定量を差し引いた値として与えればよい。そして、回転
数が「所定値2」を下回った段階でステップ11へ進
み、モータリング減速モードへ入る。なお、図11で
は、ロックアップ減速モードの後、直ちにモータリング
減速モードに移行しているが、実際には、極短時間、非
ロックアップ減速モードが存在する。
供給停止に伴う内燃機関1の停止、詳しくは回転数の過
度の低下を防止するように、内燃機関1のモータリング
を実行する。図16は、このモータリング減速モードの
詳細を示している。
ステップ31において、モータリングにより維持しよう
とする目標機関回転数(所定値3)を車速に基づいて所
定のマップから決定し、ステップ32で、この目標機関
回転数と実回転数との差分を求める。次に、この差分に
所定のゲインを乗じて、第2電動機8の発生トルクに対
する必要なフィードバック操作量を求める。そして、こ
のトルク操作量に基づき、第2電動機8を制御する(ス
テップ34)。つまり、機関回転数を目標機関回転数に
収束させるように、第2電動機8の発生トルクがフィー
ドバック制御される。なお、上記目標機関回転数として
は、例えば700rpm前後である。
リング中も、第1電動機10を用いた回生が行われる。
その手順としては、まず予め設定された図6に示すよう
な特性の目標車軸トルクマップに基づき、そのときの車
速Vに対応する目標車軸トルクを決定する(ステップ3
5)。次に、内燃機関1からトルクコンバータ3を通し
て車軸に伝達されるトルコン伝達車軸トルクを求める
(ステップ36)。具体的には、トルクコンバータ3の
速度比を、内燃機関1の回転数Neとタービン回転数
(これは車速とギア比から求まる)とによって算出し、
図9に示す所定の入力容量係数マップからトルクコンバ
ータ3の入力トルク容量係数τを求める。そして、次式
から、トルコン伝達トルクTを算出する。
このような減速中には、その値は1である。このように
して求めたトルコン伝達トルクを、そのときのCVT変
速機5のギア比を考慮して車軸トルクに換算することに
より、上述したトルコン伝達車軸トルクが求められる。
さらに、予め設定された図8に示すような特性の変速機
フリクションマップに基づき、そのときの機関回転数に
対応する変速機フリクショントルクを求める(ステップ
37)。なお、このフリクショントルクは、同様に、そ
のときのCVT変速機5のギア比を考慮して車軸トルク
に換算される。そして、ステップ38において、回生車
軸トルクを算出し、かつこれを第1電動機10の電流に
換算する。つまり、上記の目標車軸トルクを、トルコン
伝達車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクと回生
車軸トルクとの合計で与えるものと考えることにより、
目標車軸トルクを得るのに必要な回生車軸トルクが求め
られる。ステップ39では、この回生車軸トルクを実現
するように第1電動機10を制御する。
関1のモータリングを行うことにより、内燃機関1の過
度の回転数低下、つまり実質的な停止を回避できる。従
って、この減速中に、アクセルペダルが踏み込まれれ
ば、燃料噴射の再開(図14のステップ3からステップ
5へ進む)によって直ちに自立運転が開始し、加速に移
行できる。なお、このモータリング減速モードの間は、
補機2は、内燃機関1によって、実質的には電動機8に
よって駆動され続ける。
での制御について説明する。図12は、この状況での各
部の動作を示している。
よって車速が徐々に低下していくと、やがて、完全に停
止することになる。図12のT5が、この車両停止のタ
イミングに相当する。車両が停止し、つまり車速が0と
なると、図14のステップ6の判定はYESとなるの
で、ステップ6からステップ12へ進む。このステップ
12では、移行終了フラグの判定を行うが、当初はフラ
グが0であるので、ステップ13へ進み、移行モードの
制御へ移る。
ータリングを終了するとともに、第1電動機10による
クリープ力発生を開始するモードであり、特に両者の移
行の際の段差感の発生を防止しようとするモードであ
る。図17は、この移行モードの処理の流れを示してい
る。
すべき目標クリープトルクを、例えばマップ等に基づい
て設定する(ステップ41)。そして、クラッチ装置9
のクラッチ容量を中間レベルまで低下させる。なお、こ
の容量の低下は多段階に分けて連続的に低下させるよう
にしてもよいが、この実施例では、図12にクラッチ伝
達トルクとして示されているように、一定の中間値に維
持している。このように第2電動機8と内燃機関1との
間のクラッチ装置9のクラッチ容量を低下させることに
より、内燃機関1の回転数は、フリクションにより徐々
に低下していく。これに対し、第2電動機8の回転数
は、内燃機関1の回転数とは無関係に所定値に維持する
(ステップ43)。補機2は、第2電動機8と一体に回
転するので、クラッチ装置9の容量低下に拘わらず、所
定の回転数でもって駆動され続けることになる。
づいて同様の手法によりトルコン伝達トルクを求め、ス
テップ45で、そのときのCVT変速機5のギア比を考
慮して車軸トルクに換算し、トルコン伝達トルクによる
車両クリープトルク(トルコン車軸トルク)とする。こ
れは、第2電動機8により発生するクリープトルクであ
り、図12に示すように、内燃機関1の回転数の低下に
伴って徐々に低下していく。
ルクと上記のトルコン伝達トルクによるクリープトルク
との差として、第1電動機10により付加すべきクリー
プトルクを算出する。つまり、これにより、第1電動機
10に必要な駆動トルクが求められる。ステップ47で
は、このトルクの値から第1電動機10の操作電流量を
算出し、ステップ48において第1電動機10を制御す
る。
態を、ステップ50では車速が0であるか否かを、ステ
ップ51では機関が完全に停止したか否かを、それぞれ
判定している。上述したように、クラッチ装置9のクラ
ッチ容量の低下により機関回転数は徐々に低下していく
が、機関回転数が0に達するまでは、ステップ51から
ステップ3へ戻り、上述した制御が継続される。これに
より、図12に示すように、徐々に低下する第2電動機
8によるクリープトルクを補うように、第1電動機10
によるクリープトルクが徐々に増加し、車両全体として
は、車両停止時点(T5)から一定のクリープ力が発生
する。
プ51からステップ52へ進み、クラッチ装置9を完全
に遮断する。続いて、ステップ53で移行終了フラグを
1とする。この時点が、図14のT6のタイミングに相
当する。
ステップ12へ進んだ段階では、該ステップ12の判定
がNOとなるので、ステップ12からステップ14へ進
み、アイドルストップモードとなる。
ように、まず、ステップ61において、第2電動機8を
目標回転数(補機2の駆動に必要な回転数、例えば70
0rpm前後である)になるように制御するとともに、
ステップ62において、前述した目標クリープトルク
(車軸トルク)となるように第1電動機10を制御す
る。また、ステップ63では、アイドルスイッチの状態
を、ステップ64では、車速が0であるか否かを判定
し、これらの判定がYESである間は、アイドルストッ
プモードを継続する。
燃機関1は実質的に停止しており、燃料消費が抑制され
るとともに、その回転によるフリクション発生が回避さ
れる。そして、補機2は第2電動機8によって駆動され
続けるが、第2電動機8は内燃機関1を回転させずに補
機2のみを駆動するので、その電力消費も少ないものと
なる。また、上述のように車両にクリープ力が付与され
ることから、車庫入れ等の際の操作性が向上する。な
お、この機関停止中は、前述したように、電動式油圧供
給装置12によって自動変速機5に必要な油圧が確保さ
れる。
きの制御について説明する。図13は、この状況での各
部の動作を示しており、T7のタイミングでアクセルペ
ダルが踏み込まれている。このようにアクセルペダルが
踏み込まれると、図18のステップ63の判定がNOと
なり、図19に示す発進モードの制御に移行する。この
発進モードとなると、まずステップ71で、発進モード
フラグを1とし、かつ前述したアイドルストップモード
フラグを0にリセットする。そして、ステップ72へ進
んで、クラッチ装置9を接続状態に切り換える。続い
て、ステップ73で、第2電動機8の目標回転数をマッ
プ等から読み取り、かつステップ74で、この目標回転
数を維持するように第2電動機8を制御する。なお、上
記目標回転数としては、これ以前の補機2駆動中の回転
数をそのまま維持するようにしてもよい。クラッチ装置
9を締結することにより、第2電動機8の回転数は低下
しようとするが、この回転数を一定に維持するように制
御することで、結果的に最大トルクが出力されることに
なる。なお、この第2電動機8の最大トルクは、クラッ
チ装置9の最大伝達容量よりも大きく設定されている。
従って、クラッチ装置9の滑りを伴いつつ内燃機関1の
回転数は徐々に上昇することになる。つまり、内燃機関
1の始動のためのクランキングが、この第2電動機8に
よって行われる。
な所定の特性のマップに基づき、そのときのアクセル開
度に対応して目標車軸トルクを決定する。そして、ステ
ップ76で、第1電動機10に必要な目標トルクを演算
する。これは、詳細には示していないが、前述したクリ
ープトルク演算時のステップ44〜ステップ46と同様
に、第2電動機8の駆動により生じるトルコン車軸トル
クを求めた上で、上記目標車軸トルクとこのトルコン車
軸トルクとの差として、第1電動機10が負担すべきト
ルクを決定するのである。次にステップ77で、この算
出したトルクを発生するように、第1電動機10を制御
し、ステップ78で、内燃機関1の始動に必要な燃料噴
射量の補正や点火時期の補正等の始動制御を開始する。
か否かを判定しており、完爆するまで、上記の制御を繰
り返す。従って、図13に示すように、内燃機関1は、
その回転数が徐々に上昇し、やがて始動して、自立運転
に移行することになる。また、第1電動機10のトルク
によって、アクセルペダルの踏込量に対応した目標車軸
トルクが直ちに得られることになり、車両は非常に応答
性よく発進できる。そして、この第1電動機10による
発進補助用のトルクは、第2電動機8によるトルクを考
慮したものとして与えられるので、全体として過不足な
く所望のトルクを確保することができる。
は、電動式油圧供給装置12によって必要な油圧が供給
されており、内燃機関1の回転数の立ち上がりを待たず
に各部の切換や変速が可能であるので、発進時の応答遅
れの要因とはならない。従って、第1電動機10により
与える発進補助用のトルクは比較的小さなもので足り、
第1電動機10等の電気的駆動システム全体はそれだけ
小型となる。
関1が完爆に至ると、ステップ79の判定がYESとな
り、ステップ80へ進む。なお、内燃機関1の完爆は、
機関回転数の急激な変化あるいは第2電動機8の駆動ト
ルクの変化等によって検出される。ステップ80では、
第2電動機8の電流が力行側であるか否かを判定してい
る。つまり、第2電動機8は、上述した回転数制御が継
続されているため、その電流に基づき、内燃機関1の回
転数がこの第2電動機8の目標回転数に対応する機関回
転数に達したか否かが判定されることになる。機関回転
数の方が相対的に高くなり、電流が力行側から被動側に
変化したら、ステップ81へ進み、発進モードフラグを
0として、通常走行に相当する燃料噴射モード(ステッ
プ2)に移行する。これが、図13のT9のタイミング
に相当する。この時点では、補機2は、内燃機関1によ
って駆動されることになる。燃料噴射モードにおいて
は、前述したように、第1,第2電動機10,8は、そ
の制御が停止される。
ダルが踏み込まれたものとして説明したが、アイドルス
トップモード中のステップ64において、車速が0以外
であると判定した場合にも、同様に発進モードに移行す
る。例えば、坂道等でブレーキを解放した結果車速が上
昇した場合等がこれに該当する。勿論、この車速の判定
には、適宜な不感帯が与えられるので、クリープ力によ
りごくわずか動いた程度では、アイドルストップモード
が継続される。また、移行モード中にアクセルペダルが
踏み込まれた場合(ステップ49)あるいは車両が走行
開始した場合(ステップ50)においても、同様に発進
モードに移行する。
止中つまり移行モードおよびアイドルストップモードの
間に、クラッチ装置9を遮断状態として内燃機関1を完
全に停止するようにしたが、この間、クラッチ装置9を
接続状態とし、内燃機関1のモータリングを継続するよ
うに制御してもよい。この場合、内燃機関1を回転させ
ることによるフリクションが加わるので、第2電動機8
の電力消費の点では不利となるが、発進時には、内燃機
関1が回転しているので、燃料噴射を再開すれば、直ち
に燃焼が開始し、トルクの立ち上がりの点では有利とな
る。
クスル11との間に介装されている電動機用変速装置1
7の具体的な構成および作用について説明する。
施例を示すスケルトン図である。この実施例は、第1電
動機10の回転軸10aと電動機用変速装置17の出力
軸17aとが同軸状に配置された遊星歯車型のものであ
って、上記第1電動機10の回転軸10aに接続された
第1回転メンバー37と、上記出力軸17aに接続され
た第2回転メンバー38と、第3回転メンバー39と、
から大略構成されている。上記第1回転メンバー37
は、ピニオン33を支持するキャリアとして構成され、
上記ピニオン33は、第1ピニオン部33aと第2ピニ
オン部33bとを有している。上記第2回転メンバー3
8は、上記第2ピニオン部33bに噛み合う第2サンギ
アとして構成されている。上記第3回転メンバー39
は、反力要素として上記第1ピニオン部33aに噛み合
う第1サンギアからなり、固定要素に、締結要素として
の減速ブレーキ42を介して接続されている。また第1
回転メンバー37と第3回転メンバー39とは、締結要
素としての直結クラッチ43を介して相互に接続されて
いる。なお、上記の締結要素は、油圧式あるいは電磁式
のものを用いることができ、油圧式の場合には、内燃機
関1の停止中は、上述した電動式油圧供給装置12によ
って油圧供給を行えばよい。
いわゆる共線図である。この共線図は、横軸に遊星歯車
の歯数比に応じた間隔をとって各回転メンバー37〜3
9を示し、縦軸に第1電動機10の回転数に対する各回
転メンバー37〜39の回転数の比を示している。つま
り、この共線図から減速比を求めることができる。な
お、符号42および43は、上述した減速ブレーキおよ
び直結クラッチであって、丸印は、これらの締結要素が
締結状態にあることを示している。また、この共線図
(後述する図23、図25等の他の共線図も同様であ
る)において、左上の(A)は、前進時でかつ電動機1
0の駆動時(原則として低車速時である)、左下の
(B)は、前進時でかつ電動機10の被動時(原則とし
て高車速時である)の状態を示す。同様に、右上の
(C)は、後進時でかつ電動機10の駆動時(原則とし
て低車速時である)、右下の(D)は、後進時でかつ電
動機10の被動時(原則として高車速時である)の状態
を示しているが、後進時には、一般に、有益な回生を行
うほど車速が高くならず、かつ第1電動機10の過回転
も生じる恐れがないので、後進時に変速段を制御する重
要度は低い。
れるのは、車両の停止時(クリープ力の付与)あるいは
発進時であり、いずれも、車速の低い領域に限定され
る。このように車速の低い領域では、後述するように、
減速ブレーキ42側が締結される。そのため、(A)に
示すように、大きな減速比が得られる。これに対し、前
述したロックアップ減速モードのように第1電動機10
が被動状態となる高速域では、後述するように、直結ク
ラッチ43側が締結される。そのため、(B)に示すよ
うに、減速比が1つまり直結段となる。
速段が得られる。
する制御の内容を示すフローチャートである。この図2
7に示すように、制御が開始した直後の初期状態では、
直結クラッチ43がOFF、減速ブレーキ42がONと
なっている(ステップ101)。次に、ステップ102
で、第1電動機10の回転数Nmおよびトランスアクス
ル11中間軸5eの回転数Naを読み込む。なお、中間
軸5eの回転数Naは、車速に対応するものであり、例
えば車速から求めることができる。そして、ステップ1
03で、中間軸5eの回転数Naが正であるか否か、つ
まり車両が前進しているか否かを判定する。ここで、後
進であると判定した場合には、ステップ106へ進み、
初期状態のまま直結クラッチ43をOFF、減速ブレー
キ42をONとする。これにより、大きな減速比とな
る。また、前進であった場合、次のステップ104で、
回転数Naが第1所定値以下であるか判定する。第1所
定値以下の場合は、同様に、ステップ106へ進み、減
速段とする。そして次のステップ107で、第1電動機
10の駆動側の制御を行う。つまり、前述したように、
必要な車軸トルクを発揮するように、第1電動機10か
ら駆動力を発生させる。
時に、電動機用変速装置17が減速段となることによ
り、第1電動機10に必要なトルクは小さくなり、該電
動機10を小型化できるとともに、第1電動機10の電
流を少なくでき、動力損失を少なくできるばかりでな
く、発熱も抑制でき、第1電動機10の耐久性の上で有
利となる。また、比較的小型の第1電動機10でもって
十分に応答性の高い発進性能を確保することができる。
転数Naが第2所定値以上であるか否かを判定してお
り、これ以上の高速域であれば、ステップ110へ進ん
で、直結クラッチ43をON、減速ブレーキ42をOF
Fとする。そして、ステップ111で、第1電動機10
を用いた回生側の制御を行う。つまり、この状態では、
変速装置17が直結段となっており、車両が高速走行し
ても、第1電動機10が過回転となることはない。な
お、前述したようにスロットル全閉を条件として回生を
開始してもよく、あるいはブレーキペダルの踏込を条件
として回生を行うようにしてもよい。上記の第2所定値
としては、かならずしも固定値ではなく、例えば、回生
量が0となる車速つまり車速低下時に目標車軸トルクが
被動側から駆動側へ変わるときの車速に対応して設定す
るとよい。
値の間にある場合は、ステップ108へ進み、直結クラ
ッチ43および減速ブレーキ42の双方を一時的にOF
Fにするとともに、ステップ109で、Nm=Naとな
るように、第1電動機10の回転数制御を行う。つま
り、変速の際に、直結クラッチ43の前後の回転が同期
した状態となり、その締結の際あるいは離脱の際に、変
速ショックを発生することがない。しかも、速やかな締
結が可能となり、変速の応答遅れがない。
として、その変速の方向に応じて適宜なヒステリシスを
与えるようにしてもよい。
第2実施例を示している。この実施例は、単純遊星歯車
を1つ使った構成であって、第1回転メンバー37がサ
ンギアとして構成され、かつ第2回転メンバー38がピ
ニオン33を支持するキャリアとして構成されていると
ともに、第3回転メンバー39がリングギアとして構成
されている。また第1実施例と同じく、上記第3回転メ
ンバー39は、固定要素に、減速ブレーキ42を介して
接続されており、第1回転メンバー37と第3回転メン
バー39とは、直結クラッチ43を介して相互に接続さ
れている。
線図であって、その作用は、上述した第1実施例と全く
同一である。従って、論理表も表1の通りである。ま
た、その制御としても、第1実施例と変わるところはな
い。
例に比べて、減速段における減速比が小さくなるという
特徴がある。
第3実施例を示している。この実施例は、第1ピニオン
33と第2ピニオン34とを有するものであって、上記
第1電動機10の回転軸10aに接続された第1回転メ
ンバー37と、変速装置17の出力軸17aに接続され
た第3回転メンバー39と、第2回転メンバー38と、
第4回転メンバー40とから大略構成されている。上記
第1回転メンバー37は、第2ピニオン34と噛み合う
サンギアとして構成され、第2回転メンバー38は、第
1ピニオン33と噛み合うリングギアを備えるととも
に、第2ピニオン34を支持するキャリアとなってい
る。第3回転メンバー39は、第2ピニオン34と噛み
合うリングギアを有し、かつ第1ピニオン33を支持し
ている。第4回転メンバー40は、第1ピニオン33と
噛み合うリングギアを有し、かつ減速ブレーキ42を介
して固定要素に接続されている。また第1回転メンバー
37と第3回転メンバー39とは、直結クラッチ43を
介して相互に接続されている。
線図であって、その作用は、上述した第1,第2実施例
と基本的に同一である。論理表も表1の通りである。ま
た、その制御としても、第1実施例と変わるところはな
い。
例に比べて、減速段における減速比を大きく確保できる
という特徴がある。
電動機用変速装置17の第4実施例を示している。
軸10aに接続された歯車44aと、変速装置17の出
力軸17aに接続された歯車45aと、これらに平行に
配置された歯車44bおよび歯車45bと、から大略構
成されており、歯車44aと歯車45aとの間に直結ク
ラッチ43が、歯車44bと歯車45bとの間に減速ク
ラッチ42が、それぞれ配置されている。
43および減速クラッチ42は、第1実施例と同様に、
図27のフローチャートに沿って制御される。また、そ
の変速の論理表も、第1実施例等と同様に前述した表1
となる。但し、この第4実施例では、前述した第1〜第
3実施例の減速ブレーキ42に代えて、減速クラッチ4
2が用いられる形となる。
ことにより、かき上げ潤滑が容易となり、かつ歯車工作
が容易である。
たように、表1に示す同一の締結論理を有するものであ
るが、これらに共通なことは、後進時にも、第1電動機
10にて車両を駆動できることである。また、ワンウエ
イクラッチを用いていないため、前進高速段のみなら
ず、前進低速段でも必要に応じてエンジンブレーキ制御
や回生制御を行うことが可能である。
いた電動機用変速装置17の第5実施例を示す。この実
施例は、第1〜第3実施例と同様に、第1電動機10の
回転軸10aと電動機用変速装置17の出力軸17aと
が同軸状に配置された遊星歯車型のものであって、上記
第1電動機10の回転軸10aに接続された第1回転メ
ンバー37と、上記出力軸17aに接続された第2回転
メンバー38と、第3回転メンバー39と、から大略構
成されている。上記第1回転メンバー37は、ピニオン
33を支持するキャリアとして構成され、上記ピニオン
33は、第1ピニオン部33aと第2ピニオン部33b
とを有している。上記第2回転メンバー38は、上記第
2ピニオン部33bに噛み合う第2サンギアとして構成
されている。上記第3回転メンバー39は、反力要素と
して上記第1ピニオン部33aに噛み合う第1サンギア
からなり、固定要素に、締結要素としての減速ブレーキ
42を介して接続されている。また第1回転メンバー3
7と第3回転メンバー39とは、ワンウェイクラッチ3
6を介して相互に接続されている。換言すれば、第1実
施例における直結クラッチ43に代えて、直結用のワン
ウェイクラッチ36を配置した構成となっている。
の作用を示す共線図である。この共線図においては、上
記のワンウェイクラッチ36による要素の締結を三角印
でもって示している。
れるのは、車両の停止時(クリープ力の付与)あるいは
発進時であり、いずれも、車速の低い領域に限定され
る。このように車速の低い領域では、後述するように、
減速ブレーキ42が締結される。そのため、図29の
(A)に示すように、大きな減速比が得られる。なお、
このとき、ワンウェイクラッチ36は空転する。これに
対し、前述したロックアップ減速モードのように第1電
動機10が被動状態となる高速域では、後述するよう
に、減速ブレーキ42がOFFとなり、かつ相対回転に
よりワンウェイクラッチ36が噛合状態となるので、
(B)に示すように、減速比が1つまり直結段となる。
また、後進時には、減速ブレーキ42を非締結とするこ
とにより、共線図は、(C)および(D)に示すように
なる。
結論理となる。なお、ワンウェイクラッチ36の締結,
非締結は自然に決まるので、括弧を付して示している。
装置17に対する制御の内容を示すフローチャートであ
る。この図35に示すように、制御が開始した直後の初
期状態では、減速ブレーキ42がONつまり締結状態と
なっている(ステップ121)。次に、ステップ122
で、第1電動機10の回転数Nmおよびトランスアクス
ル11中間軸5eの回転数Naを読み込む。そして、ス
テップ123で、車両のCVT変速機5のレンジ位置
が、Dレンジ(走行レンジ)等の前進レンジであるか否
かを判定する。ここで、後進レンジであると判定した場
合には、ステップ124へ進み、ロックを防止すべく減
速ブレーキ42をOFFとし、かつステップ125で、
第1電動機10の制御を停止する。
ップ126で、回転数Naが第1所定値以下であるか判
定する。第1所定値以下の場合は、ステップ127へ進
み、減速ブレーキ42をONとして、該変速装置17を
減速段とする。そして次のステップ128で、前述した
実施例と同様に、第1電動機10の駆動側の制御を行
う。
い高速域であれば、ステップ129へ進んで、減速ブレ
ーキ42をOFFとする。そして、ステップ130で、
第1電動機10を用いた回生側の制御を行う。つまり、
この状態では、変速装置17が直結段となっており、車
両が高速走行しても、第1電動機10が過回転となるこ
とはない。なお、前述したようにスロットル全閉を条件
として回生を開始してもよく、あるいはブレーキペダル
の踏込を条件として回生を行うようにしてもよい。
況を考えると、上記第1所定値を越えた時点で減速ブレ
ーキ42がOFFとなり、これに伴って、フリクション
により第1電動機10の回転数は低下してくる。そのた
め、ワンウェイクラッチ36の前後回転数が自然に0と
なり、その段階で該ワンウェイクラッチ36が噛み合
う。従って、前述した各実施例のように第1電動機10
の回転数を積極的に同期制御しなくとも、変速ショック
が生じることはない。
の方向に応じて適宜なヒステリシスを与えるようにして
もよい。
第6実施例を示している。この第6実施例は、前述した
図22の第2実施例における直結クラッチ43に代え
て、ワンウェイクラッチ36を第1回転メンバー37と
第3回転メンバー39との間に配置した構成となってい
る。
線図であって、その作用は、上述した第5実施例と全く
同一である。従って、締結論理も表2の論理表の通りで
ある。また、その制御としても、第5実施例と特に変わ
るところはない。
例に比べて、減速段における減速比が小さくなるという
特徴がある。
第7実施例を示している。この第7実施例は、前述した
図24の第3実施例における直結クラッチ43に代え
て、ワンウェイクラッチ36を第1回転メンバー37と
第3回転メンバー39との間に配置した構成となってい
る。
線図であって、その作用は、上述した第5,第6実施例
と基本的に同一である。締結論理も表2の論理表の通り
である。また、その制御としても、第5実施例と特に変
わるところはない。
例に比べて、減速段における減速比を大きく確保できる
という特徴がある。
第8実施例を示している。この第8実施例は、前述した
図26の第4実施例と同様に平行2軸型の構成としたも
のであって、第4実施例における直結クラッチ43に代
えて、ワンウェイクラッチ36を歯車44aと歯車45
aとの間に配置した構成となっている。
は、第5実施例と同様に、図35のフローチャートに沿
って制御される。また、その変速の論理表も、第5実施
例等と同様に前述した表2となる。但し、この第8実施
例では、前述した第5〜第7実施例の減速ブレーキ42
に代えて、減速クラッチ42が用いられる形となる。
に、平行歯車型とすることにより、かき上げ潤滑が容易
となり、かつ歯車工作が容易である。
たように、表2に示す同一の締結論理を有するものであ
るが、これらに共通なことは、前進レンジ(例えばDレ
ンジ)が選択されている状態では、減速ブレーキ(もし
くは減速クラッチ)42とワンウエイクラッチ36の作
用により、車両の後進が阻止される、ということであ
る。つまり、車両が後方へ動こうとすると駆動輪7がロ
ックするため、いわゆるヒルホールド作用が得られ、急
な上り坂においても後方に下がることはない。
チを用いた電動機用変速装置17の第9実施例を示す。
この第9実施例は、第1実施例や第5実施例等と同様
に、第1電動機10の回転軸10aと電動機用変速装置
17の出力軸17aとが同軸状に配置された遊星歯車型
のものであって、上記第1電動機10の回転軸10aに
接続された第1回転メンバー37と、上記出力軸17a
に接続された第2回転メンバー38と、第3回転メンバ
ー39と、から大略構成されている。上記第1回転メン
バー37は、ピニオン33を支持するキャリアとして構
成され、上記ピニオン33は、第1ピニオン部33aと
第2ピニオン部33bとを有している。上記第2回転メ
ンバー38は、上記第2ピニオン部33bに噛み合う第
2サンギアとして構成されている。上記第3回転メンバ
ー39は、反力要素として上記第1ピニオン部33aに
噛み合う第1サンギアからなり、固定要素に、ワンウェ
イクラッチ35を介して接続されている。また第1回転
メンバー37と第3回転メンバー39とは、第1実施例
と同様に、直結クラッチ43を介して相互に接続されて
いる。換言すれば、第1実施例における減速ブレーキ4
2に代えて、減速用のワンウェイクラッチ35を配置し
た構成となっている。
の作用を示す共線図である。この共線図においては、上
記の減速用ワンウェイクラッチ35による要素の締結を
三角印でもって示している。
れるのは、車両の停止時(クリープ力の付与)あるいは
発進時であり、いずれも、車速の低い領域に限定され
る。このように車速の低い領域では、後述するように、
直結クラッチ43がOFFつまり非締結となる。そして
第1電動機10の駆動時には、ワンウェイクラッチ35
が相対回転によって噛合状態となる。そのため、図37
の(A)に示すように、大きな減速比が得られる。これ
に対し、前述したロックアップ減速モードのように第1
電動機10が被動状態となる高速域では、後述するよう
に、直結クラッチ43がONとなり、かつ相対回転によ
りワンウェイクラッチ35が空転状態となるので、
(B)に示すように、減速比が1つまり直結段となる。
また、後進時には、直結クラッチ43を非締結とするこ
とにより、共線図は、(C)および(D)に示すように
なる。
結論理となる。なお、減速用ワンウェイクラッチ35の
締結,非締結は自然に決まるので、括弧を付して示して
いる。また、この表3に示すように、後進でかつ駆動側
である場合には、変速装置17は、フリーの状態とな
る。
装置17に対する制御の内容を示すフローチャートであ
る。この図43に示すように、制御が開始した直後の初
期状態では、直結クラッチ43がOFFとなっている
(ステップ141)。次に、ステップ142で、第1電
動機10の回転数Nmおよびトランスアクスル11中間
軸5eの回転数Naを読み込む。そして、ステップ14
3で、中間軸5eの回転数Naが正であるか否か、つま
り車両が前進しているか否かを判定する。ここで、後進
であると判定した場合には、ステップ144へ進み、初
期状態のまま直結クラッチ43をOFFとする。これに
より、被動側では大きな減速比となり、かつ駆動側で
は、フリーの状態となる。また、前進であった場合、次
のステップ145で、回転数Naが第1所定値以下であ
るか判定する。第1所定値以下の場合は、ステップ14
6へ進み、直結クラッチ43をOFFとして減速段とす
る。そして次のステップ147で、前述した各実施例と
同様に、第1電動機10の駆動側の制御を行う。つま
り、必要な車軸トルクを発揮するように、第1電動機1
0から駆動力を発生させる。
時に、電動機用変速装置17が減速段となることによ
り、第1電動機10に必要なトルクは小さくなり、該電
動機10を小型化できるとともに、第1電動機10の電
流を少なくでき、動力損失を少なくできるばかりでな
く、発熱も抑制でき、第1電動機10の耐久性の上で有
利となる。また、比較的小型の第1電動機10でもって
十分に応答性の高い発進性能を確保することができる。
転数Naが第2所定値以上であるか否かを判定してお
り、これ以上の高速域であれば、ステップ151へ進ん
で、直結クラッチ43をONとする。そして、ステップ
152で、第1電動機10を用いた回生側の制御を行
う。つまり、この状態では、変速装置17が直結段とな
っており、車両が高速走行しても、第1電動機10が過
回転となることはない。なお、前述したようにスロット
ル全閉を条件として回生を開始してもよく、あるいはブ
レーキペダルの踏込を条件として回生を行うようにして
もよい。上記の第2所定値としては、第1実施例と同様
に、例えば、回生量が0となる車速つまり車速低下時に
目標車軸トルクが被動側から駆動側へ変わるときの車速
に対応して設定するとよい。
値の間にある場合は、ステップ149へ進み、直結クラ
ッチ43をOFFにするとともに、ステップ150で、
Nm=Naとなるように、第1電動機10の回転数制御
を行う。つまり、変速の際に、直結クラッチ43の前後
の回転が同期した状態となり、その締結の際あるいは離
脱の際に、変速ショックを発生することがない。しか
も、速やかな締結が可能となり、変速の応答遅れがな
い。
として、その変速の方向に応じて適宜なヒステリシスを
与えるようにしてもよい。
は、ワンウェイクラッチ35が伝達トルクの大部分を負
担し、直結クラッチ43の負荷は小さい。よく知られて
いるように、外部から制御可能なクラッチやブレーキに
比べて、ワンウェイクラッチは大容量のものを小型に構
成し得るので、この第9実施例によれば、変速装置17
を非常に小型にできる利点がある。
第10実施例を示している。この第10実施例は、前述
した図22の第2実施例における減速ブレーキ42に代
えて、減速用ワンウェイクラッチ35を固定要素と第3
回転メンバー39との間に配置した構成となっている。
共線図であって、その作用は、上述した第9実施例と全
く同一である。従って、締結論理も表3の論理表の通り
である。また、その制御としても、図43のフローチャ
ートに従って行われ、第9実施例と特に変わるところは
ない。
施例に比べて、減速段における減速比が小さくなるとい
う特徴がある。
第11実施例を示している。この第11実施例は、前述
した図24の第3実施例における減速ブレーキ42に代
えて、減速用ワンウェイクラッチ35を固定要素と第3
回転メンバー39との間に配置した構成となっている。
共線図であって、その作用は、上述した第9,第10実
施例と基本的に同一である。締結論理も表3の論理表の
通りである。また、その制御としても、第9実施例と特
に変わるところはない。
施例に比べて、減速段における減速比を大きく確保でき
るという特徴がある。
第12実施例を示している。この第12実施例は、前述
した図26の第4実施例と同様に平行2軸型の構成とし
たものであって、第4実施例における減速クラッチ42
に代えて、減速用ワンウェイクラッチ35を歯車44b
と歯車45bとの間に配置した構成となっている。
は、第9実施例と同様に、図43のフローチャートに沿
って制御される。また、その変速の論理表も、第9実施
例等と同様に前述した表3となる。
に、平行歯車型とすることにより、かき上げ潤滑が容易
となり、かつ歯車工作が容易である。
したように、表3に示す同一の締結論理を有するもので
あるが、これらに共通なことは、急な上り坂等におい
て、前進レンジ(例えばDレンジ)が選択されている状
態で車両が後進しようとしても、直結クラッチ43がO
FFとなっていることから、駆動輪7のロックが生じな
い、ということである。従って、いわゆるヒルホールド
効果が得られない反面、駆動輪7のロックによる不快な
振動を防止できる。
つ用いた電動機用変速装置17の第13実施例を示す。
この第13実施例は、第1実施例や第5実施例等と同様
に、第1電動機10の回転軸10aと電動機用変速装置
17の出力軸17aとが同軸状に配置された遊星歯車型
のものであって、上記第1電動機10の回転軸10aに
接続された第1回転メンバー37と、上記出力軸17a
に接続された第2回転メンバー38と、第3回転メンバ
ー39と、から大略構成されている。上記第1回転メン
バー37は、ピニオン33を支持するキャリアとして構
成され、上記ピニオン33は、第1ピニオン部33aと
第2ピニオン部33bとを有している。上記第2回転メ
ンバー38は、上記第2ピニオン部33bに噛み合う第
2サンギアとして構成されている。上記第3回転メンバ
ー39は、反力要素として上記第1ピニオン部33aに
噛み合う第1サンギアからなり、固定要素に、減速用ワ
ンウェイクラッチ35を介して接続されている。また第
1回転メンバー37と第3回転メンバー39とは、直結
クラッチ43ならびに直結用ワンウェイクラッチ36を
介して相互に接続されている。換言すれば、第1実施例
における減速ブレーキ42に代えて、減速用のワンウェ
イクラッチ35を配置するとともに、直結クラッチ43
と直列に直結用ワンウェイクラッチ36を介装した構成
となっている。
7の作用を示す共線図である。この共線図においては、
上記の減速用ワンウェイクラッチ35および直結用ワン
ウェイクラッチ36による要素の締結を三角印でもって
示している。
には直結クラッチ43が常にONとなる。そして第1電
動機10の駆動時には、減速用ワンウェイクラッチ35
が相対回転によって噛合状態となり、直結用ワンウェイ
クラッチ36は空転する。そのため、図45の(A)に
示すように、大きな減速比が得られる。これに対し、前
述したロックアップ減速モードのように第1電動機10
が被動状態となる高速域では、直結用ワンウェイクラッ
チ36が噛合状態となり、減速用ワンウェイクラッチ3
5が空転することから、(B)に示すように、減速比が
1つまり直結段となる。また、後進時には、直結クラッ
チ43を非締結とすることにより、共線図は、(C)お
よび(D)に示すようになる。
結論理となる。なお、ワンウェイクラッチ35,36の
締結,非締結は自然に決まるので、括弧を付して示して
いる。また、この表4に示すように、後進でかつ駆動側
である場合には、変速装置17は、フリーの状態とな
る。
速装置17に対する制御の内容を示すフローチャートで
ある。この図46に示すように、制御が開始した直後の
初期状態では、直結クラッチ43はONとなっている
(ステップ161)。次に、ステップ162で、第1電
動機10の回転数Nmおよびトランスアクスル11中間
軸5eの回転数Naを読み込む。そして、ステップ16
3で、車両のCVT変速機5のレンジ位置が、Dレンジ
(走行レンジ)等の前進レンジであるか否かを判定す
る。ここで、後進レンジであると判定した場合には、ス
テップ164へ進み、ロックを防止すべく直結クラッチ
43をOFFとする。これにより被動側では大きな減速
比となり、かつ駆動側では、フリーの状態となる。
ップ165へ進み、回転数Naが第1所定値以下である
か判定する。第1所定値以下の場合は、ステップ166
へ進み、直結クラッチ43をONとする。そして次のス
テップ167で、前述した各実施例と同様に、第1電動
機10の駆動側の制御を行う。つまり、必要な車軸トル
クを発揮するように、第1電動機10から駆動力を発生
させる。第1電動機10が駆動することにより、変速装
置17は自動的に減速段となる。
転数Naが第2所定値以上であるか否かを判定してお
り、これ以上の高速域であれば、ステップ170へ進ん
で、直結クラッチ43をONに保つ。そして、ステップ
171で、前述した各実施例と同様に、第1電動機10
を用いた回生側の制御を行う。このように第1電動機1
0が被動となる状態では、変速装置17が自動的に直結
段となる。そのため、車両が高速走行しても、第1電動
機10が過回転となることはない。なお、前述したよう
にスロットル全閉を条件として回生を開始してもよく、
あるいはブレーキペダルの踏込を条件として回生を行う
ようにしてもよい。上記の第2所定値としては、第1実
施例と同様に、例えば、回生量が0となる車速つまり車
速低下時に目標車軸トルクが被動側から駆動側へ変わる
ときの車速に対応して設定するとよい。
値の間にある場合は、ステップ169へ進み、直結クラ
ッチ43をONに保つ。ここで、車速が上昇して変速が
行われる状況を考えると、上記第1所定値を越えた時点
で第1電動機10により与えられていた駆動力が0とな
るので、これに伴って、フリクションにより第1電動機
10の回転数は低下してくる。そのため、ワンウェイク
ラッチ36の前後回転数が自然に0となり、その段階で
該ワンウェイクラッチ36が噛み合う。従って、第1電
動機10の回転数を積極的に同期制御しなくとも、変速
ショックが生じることはない。
レンジにおいて、2つのワンウエイクラッチ35,36
によって、自動的に変速比が切り換わる。つまり、駆動
時には減速用ワンウエイクラッチ35により減速段が自
動的に選択され、被動時には直結用ワンウエイクラッチ
36により直結段が自動的に選択されので、制御を単純
化することができる。
図。
生領域との関係を示す特性図。
ロック図。
特性図。
性図。
す特性図。
ト。
ンフローチャート。
チャート。
チャート。
チャート。
トン図。
図。
トン図。
図。
トン図。
図。
トン図。
すフローチャート。
トン図。
図。
トン図。
図。
トン図。
図。
トン図。
すフローチャート。
トン図。
図。
ルトン図。
線図。
ルトン図。
線図。
ルトン図。
すフローチャート。
ルトン図。
線図。
示すフローチャート。
Claims (8)
- 【請求項1】 車両を駆動するための内燃機関と、無段
もしくは有段の変速機と、上記変速機の出力側と駆動輪
との間に接続され、上記駆動輪の駆動ならびに該駆動輪
によるエネルギー回生が可能な電動機と、を備えてなる
内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置において、 上記電動機と上記駆動輪側との間に、電動機用変速装置
を介装したことを特徴とする内燃機関と電動機の複合型
車両駆動装置。 - 【請求項2】 上記電動機用変速装置は、歯車組と、い
ずれか一方を選択的に締結することにより低速段と高速
段とを実現する2つの制御可能な締結要素と、から構成
され、少なくとも車両前進時の高速域では高速段に、低
速域では低速段に、それぞれ制御されることを特徴とす
る請求項1記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装
置。 - 【請求項3】 上記低速段から高速段への変速時に、両
締結要素を非締結状態にするとともに、上記変速装置の
駆動輪側の出力軸の回転数と同期するように上記電動機
の回転数を制御する変速制御手段を備えていることを特
徴とする請求項2記載の内燃機関と電動機の複合型車両
駆動装置。 - 【請求項4】 上記電動機用変速装置は、歯車組と、1
つのワンウェイクラッチと、締結状態とすることにより
低速段を、非締結状態とすることにより高速段を実現す
る制御可能な1つの締結要素と、から構成され、少なく
とも車両前進時の高速域では高速段に、低速域では低速
段に、それぞれ制御されることを特徴とする請求項1記
載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。 - 【請求項5】 上記変速装置は、歯車組と、1つのワン
ウェイクラッチと、1つの制御可能なクラッチと、から
構成され、車両前進時に、高速域では、上記クラッチを
締結状態とすることにより高速段に、低速域では、上記
クラッチを非締結状態とすることにより低速段に、それ
ぞれ制御されるとともに、車両後進時には、上記クラッ
チが非締結状態に制御されることを特徴とする請求項1
記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。 - 【請求項6】 車両前進時における上記クラッチの非締
結状態から締結状態への移行時に、該クラッチの前後の
回転数が互いに同期するように上記電動機の回転数を制
御する変速制御手段を備えていることを特徴とする請求
項5記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。 - 【請求項7】 上記変速装置は、歯車組と、2つのワン
ウェイクラッチと、1つの制御可能なクラッチと、から
構成されており、車両前進時に、上記クラッチが締結状
態に、後進時に非締結状態に、それぞれ制御されるとと
もに、車両前進時に、電動機の駆動もしくは被動による
相対回転方向によっていずれかのワンウェイクラッチが
締結し、駆動時には低速段に、被動時には高速段に切り
換わるように構成されていることを特徴とする請求項1
記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。 - 【請求項8】 上記電動機用変速装置が低速段に制御さ
れる第1の車速以下の低速時には、電動機を駆動し、高
速段に制御される第2の車速以上の高速時の減速中に
は、電動機の回生制御を行い、第1の車速と第2の車速
の間では、上記変速装置の回転数同期のために上記電動
機の回転数制御を行うことを特徴とする請求項3または
請求項6記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装
置。
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JP14875497A JP3584680B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14875497A JP3584680B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10341503A true JPH10341503A (ja) | 1998-12-22 |
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ID=15459894
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JP14875497A Expired - Fee Related JP3584680B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置 |
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