JP2003237383A - 車両のハイブリッドシステム - Google Patents
車両のハイブリッドシステムInfo
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】エンジン１の燃費向上を図るため、回転電機の
慣性質量およびフリクションが駆動系に及ぼす影響を小
さく抑えられるようにする。 【解決手段】回転電機４と、回転伝達機構５との間で動
力の伝達を断続する第２クラッチ３０を設ける。第２ク
ラッチ３０の断続を制御する手段として、第２クラッチ
３０の接続状態への切り替え時に第２クラッチ３０の回
転伝達機構５側の回転数を目標回転数として回転電機４
の回転数制御を行う手段（S1,S2）と、目標回転数と第
２クラッチ３０の回転伝達機構５側の回転数との回転差
が所定の許容範囲に入るのを待って第２クラッチ３０を
接続状態へ切り替えると共に回転電機４の回転数制御を
トルク制御に切り替える手段（S3〜S5）と、を備える。 ようにする。
慣性質量およびフリクションが駆動系に及ぼす影響を小
さく抑えられるようにする。 【解決手段】回転電機４と、回転伝達機構５との間で動
力の伝達を断続する第２クラッチ３０を設ける。第２ク
ラッチ３０の断続を制御する手段として、第２クラッチ
３０の接続状態への切り替え時に第２クラッチ３０の回
転伝達機構５側の回転数を目標回転数として回転電機４
の回転数制御を行う手段（S1,S2）と、目標回転数と第
２クラッチ３０の回転伝達機構５側の回転数との回転差
が所定の許容範囲に入るのを待って第２クラッチ３０を
接続状態へ切り替えると共に回転電機４の回転数制御を
トルク制御に切り替える手段（S3〜S5）と、を備える。 ようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の動力源に
エンジンと回転電機（モータジェネレータ）を備えるハ
イブリッドシステムに関する。
エンジンと回転電機（モータジェネレータ）を備えるハ
イブリッドシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッドシステムとして、入力軸の
回転を変速して出力軸から車輪へ伝達する変速機と、エ
ンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチ
と、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入
出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構（ギヤ
ボックス）と、回転電機から供給される電力を蓄える蓄
電要素と、を備えるものがある（特願平11-160759号、
参照）。なお、車両の駆動モータとエンジンおよび発電
機モータ（ジェネレータ）と、を備えるハイブリッドシ
ステムにおいて、発電機モータによるエンジンの始動に
伴うトルク変動を駆動モータで吸収するようにしたもの
が開示される（特開2001-173479号、参照）。
回転を変速して出力軸から車輪へ伝達する変速機と、エ
ンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチ
と、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入
出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構（ギヤ
ボックス）と、回転電機から供給される電力を蓄える蓄
電要素と、を備えるものがある（特願平11-160759号、
参照）。なお、車両の駆動モータとエンジンおよび発電
機モータ（ジェネレータ）と、を備えるハイブリッドシ
ステムにおいて、発電機モータによるエンジンの始動に
伴うトルク変動を駆動モータで吸収するようにしたもの
が開示される（特開2001-173479号、参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この先願例（特願平11
-160759号）においては、エンジンの出力のみで走行す
る場合、回転電機は運転が停止（空転状態）に維持され
るが、その慣性質量およびフリクションは変速機の入力
軸へ及ぶため、エンジンの燃費向上を阻害することが考
えられる。
-160759号）においては、エンジンの出力のみで走行す
る場合、回転電機は運転が停止（空転状態）に維持され
るが、その慣性質量およびフリクションは変速機の入力
軸へ及ぶため、エンジンの燃費向上を阻害することが考
えられる。
【０００４】この発明は、このような課題を解決するた
めの有効な対応手段の提供を目的とする。
めの有効な対応手段の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力軸の
回転を変速して出力軸から車輪へ伝達する変速機と、エ
ンジンの出力軸と変速機の入力軸との間で動力の伝達を
断続する第１クラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転
電機と、回転電機の入出力軸と変速機の入力軸との連結
する回転伝達機構と、回転電機から供給される電力を蓄
える蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステム
において、回転伝達機構と回転電機の入出力軸との間で
動力の伝達を断続する第２クラッチと、第２クラッチの
断続を制御する手段として、第２クラッチの接続状態へ
の切り替え時に第２クラッチの回転伝達機構側の回転数
を目標回転数として回転電機の回転数制御を行う手段
と、目標回転数と第２クラッチの回転伝達機構側の回転
数との回転差が所定の許容範囲に入るのを待って第２ク
ラッチを接続状態へ切り替えると共に回転電機の回転数
制御をトルク制御に切り替える手段と、を備えることを
特徴とする。
回転を変速して出力軸から車輪へ伝達する変速機と、エ
ンジンの出力軸と変速機の入力軸との間で動力の伝達を
断続する第１クラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転
電機と、回転電機の入出力軸と変速機の入力軸との連結
する回転伝達機構と、回転電機から供給される電力を蓄
える蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステム
において、回転伝達機構と回転電機の入出力軸との間で
動力の伝達を断続する第２クラッチと、第２クラッチの
断続を制御する手段として、第２クラッチの接続状態へ
の切り替え時に第２クラッチの回転伝達機構側の回転数
を目標回転数として回転電機の回転数制御を行う手段
と、目標回転数と第２クラッチの回転伝達機構側の回転
数との回転差が所定の許容範囲に入るのを待って第２ク
ラッチを接続状態へ切り替えると共に回転電機の回転数
制御をトルク制御に切り替える手段と、を備えることを
特徴とする。
【０００６】第２の発明は、入力軸の回転を変速して出
力軸から車輪へ伝達する変速機と、エンジンの出力軸と
変速機の入力軸との間で動力の伝達を断続する第１クラ
ッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機
の入出力軸と変速機の入力軸との連結する回転伝達機構
と、回転電機から供給される電力を蓄える蓄電要素と、
を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、回転伝
達機構と変速機の入力軸との間で動力の伝達を断続する
第２クラッチと、第２クラッチの断続を制御する手段と
して、第２クラッチの接続状態へ切り替え時に第２クラ
ッチの変速機側の回転数を目標回転数として回転電機の
回転数制御を行う手段と、目標回転数と第２クラッチの
回転伝達機構側の回転数との回転差が所定の許容範囲に
入るのを待って第２クラッチを接続状態へ切り替えると
共に回転電機の回転数制御をトルク制御に切り替える手
段と、を備えることを特徴とする。
力軸から車輪へ伝達する変速機と、エンジンの出力軸と
変速機の入力軸との間で動力の伝達を断続する第１クラ
ッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機
の入出力軸と変速機の入力軸との連結する回転伝達機構
と、回転電機から供給される電力を蓄える蓄電要素と、
を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、回転伝
達機構と変速機の入力軸との間で動力の伝達を断続する
第２クラッチと、第２クラッチの断続を制御する手段と
して、第２クラッチの接続状態へ切り替え時に第２クラ
ッチの変速機側の回転数を目標回転数として回転電機の
回転数制御を行う手段と、目標回転数と第２クラッチの
回転伝達機構側の回転数との回転差が所定の許容範囲に
入るのを待って第２クラッチを接続状態へ切り替えると
共に回転電機の回転数制御をトルク制御に切り替える手
段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】第１の発明においては、第２クラッチに
より、回転電機を駆動系から切り離すことが可能とな
る。第２の発明においては、第２クラッチにより、回転
電機および回転伝達機構を駆動系から切り離すことが可
能となる。したがって、第１の発明または第２の発明に
よると、回転電機の運転停止時において、第２クラッチ
を切断状態に維持することにより、駆動系の負荷が軽減
され、エンジンの燃費向上を促進できる。
より、回転電機を駆動系から切り離すことが可能とな
る。第２の発明においては、第２クラッチにより、回転
電機および回転伝達機構を駆動系から切り離すことが可
能となる。したがって、第１の発明または第２の発明に
よると、回転電機の運転停止時において、第２クラッチ
を切断状態に維持することにより、駆動系の負荷が軽減
され、エンジンの燃費向上を促進できる。
【０００８】第１の発明または第２の発明において、回
転電機の運転が必要な場合（蓄電時など）、第２クラッ
チは接続状態へ切り替えられる。その際、回転電機の回
転数制御により、第２クラッチの前後の回転差（第１の
発明については、回転電機側の回転数と回転伝達機構側
の回転速度との回転差、第２の発明については、変速機
側の回転数と回転伝達機構側の回転数との回転差）が０
へ速やかに収束され、回転差が所定の許容範囲に入る
と、第２クラッチは接続状態へ切り替えられるのであ
る。したがって、第２クラッチの接続状態への切り替え
は、短時間に無理なく円滑に処理される。その後、回転
電機はトルク制御に切り替えられ、要求に応じた発電ト
ルク（回生トルクも含む）または力行トルクを発生す
る。
転電機の運転が必要な場合（蓄電時など）、第２クラッ
チは接続状態へ切り替えられる。その際、回転電機の回
転数制御により、第２クラッチの前後の回転差（第１の
発明については、回転電機側の回転数と回転伝達機構側
の回転速度との回転差、第２の発明については、変速機
側の回転数と回転伝達機構側の回転数との回転差）が０
へ速やかに収束され、回転差が所定の許容範囲に入る
と、第２クラッチは接続状態へ切り替えられるのであ
る。したがって、第２クラッチの接続状態への切り替え
は、短時間に無理なく円滑に処理される。その後、回転
電機はトルク制御に切り替えられ、要求に応じた発電ト
ルク（回生トルクも含む）または力行トルクを発生す
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン、２
は歯車式の変速機であり、これらの間に摩擦クラッチ３
（第１クラッチ）が介装される。エンジン１としては、
ディーゼルエンジンまたはCNGエンジン（圧縮天然ガス
を燃料とする）が用いられる。４は回転電機（モータジ
ェネレータ）であり、その入出力軸４ａは回転伝達機構
５（ギヤボックス）を介して変速機２の入力軸２ａに連
結される。
は歯車式の変速機であり、これらの間に摩擦クラッチ３
（第１クラッチ）が介装される。エンジン１としては、
ディーゼルエンジンまたはCNGエンジン（圧縮天然ガス
を燃料とする）が用いられる。４は回転電機（モータジ
ェネレータ）であり、その入出力軸４ａは回転伝達機構
５（ギヤボックス）を介して変速機２の入力軸２ａに連
結される。
【００１０】変速機２には、そのギヤシフトを制御する
コントロールユニット６が備えられる。コントロールユ
ニット６は、運転室のチェンジレバー装置７およびハイ
ブリッド電子制御ユニット１０（ハイブリッドECU）に
接続され、チェンジレバー装置７がギヤシフト指令を発
生すると、その指令に応じたギヤシフトをハイブリッド
ECU１０の命令に従って制御する。
コントロールユニット６が備えられる。コントロールユ
ニット６は、運転室のチェンジレバー装置７およびハイ
ブリッド電子制御ユニット１０（ハイブリッドECU）に
接続され、チェンジレバー装置７がギヤシフト指令を発
生すると、その指令に応じたギヤシフトをハイブリッド
ECU１０の命令に従って制御する。
【００１１】第１クラッチ３は、ハイブリッドECU１０
によりクラッチアクチュエータ８を介して制御され、エ
ンジン１から変速機２およびギヤボックス５（回転伝達
機構）への動力の伝達を断続する。エンジン１の燃料供
給量を制御するのがエンジン電子制御ユニット１５（エ
ンジンECU）であり、エンジン１の回転速度を検出する
エンジン回転センサ１６が備えられる。エンジンECU１
５は、エンジン回転センサ１６の検出信号およびハイブ
リッドECU１０の要求に応じてエンジン１の燃料供給量
を制御する。
によりクラッチアクチュエータ８を介して制御され、エ
ンジン１から変速機２およびギヤボックス５（回転伝達
機構）への動力の伝達を断続する。エンジン１の燃料供
給量を制御するのがエンジン電子制御ユニット１５（エ
ンジンECU）であり、エンジン１の回転速度を検出する
エンジン回転センサ１６が備えられる。エンジンECU１
５は、エンジン回転センサ１６の検出信号およびハイブ
リッドECU１０の要求に応じてエンジン１の燃料供給量
を制御する。
【００１２】車輪に制動力を発生させるブレーキアクチ
ュエータ２１は、ブレーキ電子制御ユニット２０（ブレ
ーキECU）により、ハイブリッドECU１０からの情報（回
転電機４の回生制動力）およびブレーキペダル２２の踏
み量（要求制動力）に基づいて、回生制動力で賄い切れ
ない要求制動力の不足分を補うように制御される。２３
はブレーキペダル２２の踏み量を検出するブレーキセン
サである。
ュエータ２１は、ブレーキ電子制御ユニット２０（ブレ
ーキECU）により、ハイブリッドECU１０からの情報（回
転電機４の回生制動力）およびブレーキペダル２２の踏
み量（要求制動力）に基づいて、回生制動力で賄い切れ
ない要求制動力の不足分を補うように制御される。２３
はブレーキペダル２２の踏み量を検出するブレーキセン
サである。
【００１３】回転電機４は、高効率および小形軽量化の
面から、永久磁石型同期電動機（ＩＰＭ同期モータ）が
使用され、蓄電要素９にインバータ１１を介して接続さ
れる。蓄電要素９には、ブレーキエネルギを短時間で無
駄なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量に対
して必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キャパ
シタが使用される。
面から、永久磁石型同期電動機（ＩＰＭ同期モータ）が
使用され、蓄電要素９にインバータ１１を介して接続さ
れる。蓄電要素９には、ブレーキエネルギを短時間で無
駄なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量に対
して必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キャパ
シタが使用される。
【００１４】インバータ１１は、ハイブリッドECU１０
の要求に応じて回転電機４を電動モードまたは発電モー
ドに制御する。電動モードにおいては、蓄電要素９の充
電電力（直流電力）を交流電力に変換して回転電機４を
駆動する一方、発電モードにおいては、回転電機４の発
電電力（交流電力）を直流電力に変換して蓄電要素９を
充電する。
の要求に応じて回転電機４を電動モードまたは発電モー
ドに制御する。電動モードにおいては、蓄電要素９の充
電電力（直流電力）を交流電力に変換して回転電機４を
駆動する一方、発電モードにおいては、回転電機４の発
電電力（交流電力）を直流電力に変換して蓄電要素９を
充電する。
【００１５】ギヤボックス５は、回転電機４の入出力軸
４ａに連結されるドライブギヤ５ａと、変速機２の入力
軸２ａに連結されるドリブンギヤ５ｂと、これらに噛み
合うアイドラギヤ５ｃと、から構成される。回転電機４
の入出力軸４ａの回転は、ギヤボックス５により減速さ
れ、変速機２の入力軸２ａへ伝達される一方、変速機２
の入力軸２ａの回転は、ギヤボックス５により増速さ
れ、回転電機４の入出力軸４ａへ伝達される。
４ａに連結されるドライブギヤ５ａと、変速機２の入力
軸２ａに連結されるドリブンギヤ５ｂと、これらに噛み
合うアイドラギヤ５ｃと、から構成される。回転電機４
の入出力軸４ａの回転は、ギヤボックス５により減速さ
れ、変速機２の入力軸２ａへ伝達される一方、変速機２
の入力軸２ａの回転は、ギヤボックス５により増速さ
れ、回転電機４の入出力軸４ａへ伝達される。
【００１６】回転電機４の入出力軸４ａとドライブギヤ
の回転軸との間に噛合クラッチ３０（第２クラッチ）が
介装される。第２クラッチ３０は、ハイブリッドECU１
０によりクラッチアクチュエータ（図示せず）を介して
制御され、回転電機の運転中は接続状態に維持され、回
転電機の運転停止時に切断状態へ切り替わる。
の回転軸との間に噛合クラッチ３０（第２クラッチ）が
介装される。第２クラッチ３０は、ハイブリッドECU１
０によりクラッチアクチュエータ（図示せず）を介して
制御され、回転電機の運転中は接続状態に維持され、回
転電機の運転停止時に切断状態へ切り替わる。
【００１７】ハイブリッドECU１０は、アクセルペダル
１２の踏み量（アクセル要求量）を検出するアクセルセ
ンサ１３と、クラッチ３の断続状態を検出するクラッチ
位置センサ１４と、変速機２のギヤポジションを検出す
るシフト位置センサ１７と、変速機２の出力側の回転速
度を検出する車速センサ１８（変速機２の出力回転セン
サ）と、変速機２の入力側の回転速度として回転電機４
の入出力軸４ａに連結するドライブギヤ５ａの回転速度
を検出するギヤ回転センサ１９（変速機２の入力回転セ
ンサ）と、回転電機４の回転速度（回転数）を測定する
手段（図示せず）と、が備えられる。
１２の踏み量（アクセル要求量）を検出するアクセルセ
ンサ１３と、クラッチ３の断続状態を検出するクラッチ
位置センサ１４と、変速機２のギヤポジションを検出す
るシフト位置センサ１７と、変速機２の出力側の回転速
度を検出する車速センサ１８（変速機２の出力回転セン
サ）と、変速機２の入力側の回転速度として回転電機４
の入出力軸４ａに連結するドライブギヤ５ａの回転速度
を検出するギヤ回転センサ１９（変速機２の入力回転セ
ンサ）と、回転電機４の回転速度（回転数）を測定する
手段（図示せず）と、が備えられる。
【００１８】これらの検出信号および蓄電要素９のSOC
（State Of Chage）を含む各種情報（エンジンECU１
５，ブレーキECU２０，変速機２のコントロールユニッ
ト６，インバータ１１、から得られる）に基づいて、ハ
イブリッドECU１０は、第１クラッチのクラッチアクチ
ュエータ８，回転電機４のインバータ１１，第２クラッ
チのクラッチアクチュエータ、を制御する一方、エンジ
ンECU１５およびブレーキECU２０への要求、変速機２の
コントロールユニット６への命令（ギヤ抜き，ギヤ入
れ）、を送信する。図２〜図７は、ハイブリッドECU１
０の制御内容を説明するエネルギの流れ図である。
（State Of Chage）を含む各種情報（エンジンECU１
５，ブレーキECU２０，変速機２のコントロールユニッ
ト６，インバータ１１、から得られる）に基づいて、ハ
イブリッドECU１０は、第１クラッチのクラッチアクチ
ュエータ８，回転電機４のインバータ１１，第２クラッ
チのクラッチアクチュエータ、を制御する一方、エンジ
ンECU１５およびブレーキECU２０への要求、変速機２の
コントロールユニット６への命令（ギヤ抜き，ギヤ入
れ）、を送信する。図２〜図７は、ハイブリッドECU１
０の制御内容を説明するエネルギの流れ図である。
【００１９】回転電機４の出力のみによる発進および走
行を行うときは、第２クラッチ３０は接続され、第１ク
ラッチ３を切断した状態において、アクセル要求量に応
じた出力が回転電機４から得られるようにインバータ１
１へのトルク指令値（回転電機４の力行トルク）を電動
モードに制御する。回転電機４の出力は、図２のように
第２クラッチ３０およびギヤボックス５を介して変速機
２の入力軸２ａ、さらに変速ギヤを通して変速機２の出
力軸２ｂからプロペラシャフト３１を介して車輪へ伝え
られる。
行を行うときは、第２クラッチ３０は接続され、第１ク
ラッチ３を切断した状態において、アクセル要求量に応
じた出力が回転電機４から得られるようにインバータ１
１へのトルク指令値（回転電機４の力行トルク）を電動
モードに制御する。回転電機４の出力は、図２のように
第２クラッチ３０およびギヤボックス５を介して変速機
２の入力軸２ａ、さらに変速ギヤを通して変速機２の出
力軸２ｂからプロペラシャフト３１を介して車輪へ伝え
られる。
【００２０】車両の走行状態において、制動時は、蓄電
要素９への充電が可能な限り、ブレーキ操作量に応じた
回生制動力が回転電機４から得られるようにインバータ
１１へのトルク指令値（回転電機の回生トルク）を発電
モードに制御する。車輪の回転は、図５のようにプロペ
ラシャフト３１から変速機２の出力軸２ｂおよび変速ギ
ヤを通して変速機２の入力軸２ａ、さらにギヤボックス
５および第２クラッチ３０を介して回転電機４の入出力
軸４ａへ伝えられる。これにより、回転電機２の回生発
電が行われ、その電力はインバータ１１を介して蓄電要
素９に充電される。つまり、車両のブレーキエネルギ
は、回転電機４の発電により、電気エネルギに変換して
蓄電要素９に回収される。ブレーキ要求量の不足分は、
ブレーキECU２０への要求により、車両のサービスブレ
ーキによる制動力で補われる。
要素９への充電が可能な限り、ブレーキ操作量に応じた
回生制動力が回転電機４から得られるようにインバータ
１１へのトルク指令値（回転電機の回生トルク）を発電
モードに制御する。車輪の回転は、図５のようにプロペ
ラシャフト３１から変速機２の出力軸２ｂおよび変速ギ
ヤを通して変速機２の入力軸２ａ、さらにギヤボックス
５および第２クラッチ３０を介して回転電機４の入出力
軸４ａへ伝えられる。これにより、回転電機２の回生発
電が行われ、その電力はインバータ１１を介して蓄電要
素９に充電される。つまり、車両のブレーキエネルギ
は、回転電機４の発電により、電気エネルギに変換して
蓄電要素９に回収される。ブレーキ要求量の不足分は、
ブレーキECU２０への要求により、車両のサービスブレ
ーキによる制動力で補われる。
【００２１】エンジン１の出力のみによる走行を行うと
きは、エンジンECU１０へ要求を送信する（エンジンECU
１０は、アクセルの要求量に応じた出力が得られるよう
にエンジン１の燃料供給量を制御する）一方、第２クラ
ッチ３０は切断され、第１クラッチ３を接続した状態に
おいて、回転電機４の運転を停止する。エンジン１の出
力は、図３のように第１クラッチ３を介して変速機２の
入力軸２ａ、さらに変速ギヤを通して変速機２の出力軸
２ｂからプロペラシャフト３１を介して車輪へ伝えられ
る。
きは、エンジンECU１０へ要求を送信する（エンジンECU
１０は、アクセルの要求量に応じた出力が得られるよう
にエンジン１の燃料供給量を制御する）一方、第２クラ
ッチ３０は切断され、第１クラッチ３を接続した状態に
おいて、回転電機４の運転を停止する。エンジン１の出
力は、図３のように第１クラッチ３を介して変速機２の
入力軸２ａ、さらに変速ギヤを通して変速機２の出力軸
２ｂからプロペラシャフト３１を介して車輪へ伝えられ
る。
【００２２】車両の停止時に蓄電要素９への充電を行う
ときは、変速機２のギヤ抜き（ニュートラルセット）状
態において、第１クラッチ３および第２クラッチ３０を
接続する一方、インバータ１１へのトルク指令値を発電
モードに制御する。エンジン１の出力は、図６のように
第１クラッチ３から変速機２の入力軸２ａ、さらにギヤ
ボックス５から第２クラッチ３０を介して回転電機４の
入出力軸４ａへ伝えられる。回転電機４は、エンジン１
の出力により発電され、その電力は蓄電要素９に充電さ
れる。
ときは、変速機２のギヤ抜き（ニュートラルセット）状
態において、第１クラッチ３および第２クラッチ３０を
接続する一方、インバータ１１へのトルク指令値を発電
モードに制御する。エンジン１の出力は、図６のように
第１クラッチ３から変速機２の入力軸２ａ、さらにギヤ
ボックス５から第２クラッチ３０を介して回転電機４の
入出力軸４ａへ伝えられる。回転電機４は、エンジン１
の出力により発電され、その電力は蓄電要素９に充電さ
れる。
【００２３】車両の走行に回転電機４の出力とエンジン
１の出力を併用するときは、第１クラッチ３および第２
クラッチ３０を接続した状態において、エンジンECU１
０に要求（エンジン１の分担する出力）を送信する一
方、回転電機４の分担する出力が得られるようにインバ
ータ１１へのトルク指令値を電動モードに制御する。回
転電機２の出力は、図４のように第２クラッチ３０およ
びギヤボックス５を介して変速機２の入力軸２ａに伝え
られ、第１クラッチ３からのエンジン１の出力と合成さ
れ、さらに変速ギヤを通して変速機２の出力軸２ｂから
プロペラシャフト３１を介して車輪へ伝えられる。
１の出力を併用するときは、第１クラッチ３および第２
クラッチ３０を接続した状態において、エンジンECU１
０に要求（エンジン１の分担する出力）を送信する一
方、回転電機４の分担する出力が得られるようにインバ
ータ１１へのトルク指令値を電動モードに制御する。回
転電機２の出力は、図４のように第２クラッチ３０およ
びギヤボックス５を介して変速機２の入力軸２ａに伝え
られ、第１クラッチ３からのエンジン１の出力と合成さ
れ、さらに変速ギヤを通して変速機２の出力軸２ｂから
プロペラシャフト３１を介して車輪へ伝えられる。
【００２４】エンジン１の出力のみによる走行状態（図
３、参照）において、蓄電要素９への充電を行うとき
は、第２クラッチ３０を接続状態へ切り替える一方、イ
ンバータ１１へのトルク指令値を発電モードに制御す
る。エンジン１の出力は、図７のように変速機２の入力
軸２ａから変速ギヤを通して変速機２の出力軸２ｂを介
してプロペラシャフト３１へ伝えられるほか、ギヤボッ
クス５および第２クラッチ３０を介して回転電機４の入
出力軸４ａへ伝えられる。
３、参照）において、蓄電要素９への充電を行うとき
は、第２クラッチ３０を接続状態へ切り替える一方、イ
ンバータ１１へのトルク指令値を発電モードに制御す
る。エンジン１の出力は、図７のように変速機２の入力
軸２ａから変速ギヤを通して変速機２の出力軸２ｂを介
してプロペラシャフト３１へ伝えられるほか、ギヤボッ
クス５および第２クラッチ３０を介して回転電機４の入
出力軸４ａへ伝えられる。
【００２５】車両の登坂走行などにおいては、エンジン
１の出力を回転電機４の出力でアシストするときは、第
１クラッチ３の接続状態において、第２クラッチ３０を
接続状態に切り替える一方、アシスト量に相当する出力
が回転電機４から得られるようにインバータ１１へのト
ルク指令値を電動モードに制御する。回転電機２の出力
は、図４のように第１クラッチ３からのエンジン１の出
力と合成され、さらに変速ギヤを通して変速機２の出力
軸２ａからプロペラシャフト３１へ伝えられる。
１の出力を回転電機４の出力でアシストするときは、第
１クラッチ３の接続状態において、第２クラッチ３０を
接続状態に切り替える一方、アシスト量に相当する出力
が回転電機４から得られるようにインバータ１１へのト
ルク指令値を電動モードに制御する。回転電機２の出力
は、図４のように第１クラッチ３からのエンジン１の出
力と合成され、さらに変速ギヤを通して変速機２の出力
軸２ａからプロペラシャフト３１へ伝えられる。
【００２６】第２クラッチ３０については、回転電機４
の運転が停止中（インバータ１１へのトルク指令値は０
に制御）は切断状態に維持される（図３、参照）一方、
回転電機の運転が必要になると接続状態へ切り替えられ
る（図２，図４〜図７、参照）。図８は、第２クラッチ
３０の接続状態への切り替え時における、ハイブリッド
ECU１０の制御内容を説明するフローチャートであり、S
1においては、回転電機４の運転が必要になると、第２
クラッチ３０の接続状態への切り替え要求を発生する。
の運転が停止中（インバータ１１へのトルク指令値は０
に制御）は切断状態に維持される（図３、参照）一方、
回転電機の運転が必要になると接続状態へ切り替えられ
る（図２，図４〜図７、参照）。図８は、第２クラッチ
３０の接続状態への切り替え時における、ハイブリッド
ECU１０の制御内容を説明するフローチャートであり、S
1においては、回転電機４の運転が必要になると、第２
クラッチ３０の接続状態への切り替え要求を発生する。
【００２７】S2においては、エンジン回転センサ１６の
検出信号に基づいて回転電機４の目標回転数（第２クラ
ッチ３０のギヤボックス５側の回転数に相当する）を求
める。目標回転数は、エンジン１の回転速度（回転数）
とギヤボックス５の変速比とから計算される。そして、
回転電機４に対するインバータ１１のトルク制御を回転
数制御に切り替えると共に回転数制御の指令値として第
２クラッチ３０のギヤボックス５側の回転数に相当する
目標回転数を出力する。
検出信号に基づいて回転電機４の目標回転数（第２クラ
ッチ３０のギヤボックス５側の回転数に相当する）を求
める。目標回転数は、エンジン１の回転速度（回転数）
とギヤボックス５の変速比とから計算される。そして、
回転電機４に対するインバータ１１のトルク制御を回転
数制御に切り替えると共に回転数制御の指令値として第
２クラッチ３０のギヤボックス５側の回転数に相当する
目標回転数を出力する。
【００２８】S3においては、回転電機４の実際の回転数
（第２クラッチの回転電機側の回転数に相当する）を測
定する手段（図示せず）から、その測定信号を読み込
む。そして、エンジン回転数に基づく目標回転数と回転
電機４の実際の回転数を比較し、両者（第２クラッチ３
０のギヤボックス５側の回転数と第２クラッチ３０の回
転電機４側の回転数と）の回転差が所定の許容回転数
（たとえば、０〜１００回転）以下かどうかを判定す
る。
（第２クラッチの回転電機側の回転数に相当する）を測
定する手段（図示せず）から、その測定信号を読み込
む。そして、エンジン回転数に基づく目標回転数と回転
電機４の実際の回転数を比較し、両者（第２クラッチ３
０のギヤボックス５側の回転数と第２クラッチ３０の回
転電機４側の回転数と）の回転差が所定の許容回転数
（たとえば、０〜１００回転）以下かどうかを判定す
る。
【００２９】S3の判定がnoのときは、S2へリターンする
（回転差が許容回転数以下になるのを待つ）一方、S3の
判定がyesになると、S4へ進み、第２クラッチ３０のク
ラッチアクチュエータへクラッチ接続要求を送信する。
S5においては、回転電機４に対するインバータ１１の回
転数制御をトルク制御へ切り替えると共に必要な発電ト
ルクまたは力行トルクが回転電機４から得られるように
インバータへのトルク指令値を制御するである。
（回転差が許容回転数以下になるのを待つ）一方、S3の
判定がyesになると、S4へ進み、第２クラッチ３０のク
ラッチアクチュエータへクラッチ接続要求を送信する。
S5においては、回転電機４に対するインバータ１１の回
転数制御をトルク制御へ切り替えると共に必要な発電ト
ルクまたは力行トルクが回転電機４から得られるように
インバータへのトルク指令値を制御するである。
【００３０】なお、S2においては、エンジン回転数の検
出値とギヤボックスの変速比とから目標回転数を計算す
るのでなく、ギヤ回転センサ１５が回転電機４の入出力
軸４ａに連結するドライブギヤ５ａの回転速度を検出す
るので、その検出信号を目標回転数として読み込むのも
よい。
出値とギヤボックスの変速比とから目標回転数を計算す
るのでなく、ギヤ回転センサ１５が回転電機４の入出力
軸４ａに連結するドライブギヤ５ａの回転速度を検出す
るので、その検出信号を目標回転数として読み込むのも
よい。
【００３１】このような制御に基づいて、第２クラッチ
３０は、回転電機４の運転停止時は切断状態に維持され
る。回転電機４は、エンジン１の出力のみで走行する場
合、ギヤボックス５から切り離され、その慣性質量およ
びフリクションが駆動系に影響を及ぼさないため、エン
ジン１の燃費向上を促進できるようになる。また、第２
クラッチ３０は、回転電機４の運転が必要になると接続
状態へ切り替えられる。その際、回転電機４は、ハイブ
リッドECU１０に基づく回転数制御により、目標回転数
（第２クラッチ３０のギヤボックス５側の回転数に相当
する）へ速やかに収束され、目標回転数と回転電機４側
の回転数との回転差が所定の許容範囲に入ると、第２ク
ラッチ３０が接続状態へ切り替えられるのである。その
ため、第２クラッチ３０の接続状態への切り替えは、短
時間に無理なく円滑に処理される。つまり、第２クラッ
チ３０の接続時における、ショックや異音（噛合時のギ
ヤ泣きなど）の発生が防止され、第２クラッチ３０の信
頼性や耐久性を良好に確保できる、という効果が得られ
る。
３０は、回転電機４の運転停止時は切断状態に維持され
る。回転電機４は、エンジン１の出力のみで走行する場
合、ギヤボックス５から切り離され、その慣性質量およ
びフリクションが駆動系に影響を及ぼさないため、エン
ジン１の燃費向上を促進できるようになる。また、第２
クラッチ３０は、回転電機４の運転が必要になると接続
状態へ切り替えられる。その際、回転電機４は、ハイブ
リッドECU１０に基づく回転数制御により、目標回転数
（第２クラッチ３０のギヤボックス５側の回転数に相当
する）へ速やかに収束され、目標回転数と回転電機４側
の回転数との回転差が所定の許容範囲に入ると、第２ク
ラッチ３０が接続状態へ切り替えられるのである。その
ため、第２クラッチ３０の接続状態への切り替えは、短
時間に無理なく円滑に処理される。つまり、第２クラッ
チ３０の接続時における、ショックや異音（噛合時のギ
ヤ泣きなど）の発生が防止され、第２クラッチ３０の信
頼性や耐久性を良好に確保できる、という効果が得られ
る。
【００３２】第２クラッチ３０は、図１において、ギヤ
ボックス５と回転電機４との間でなく、変速機２とギヤ
ボックス５との間に介装することも考えられる。その場
合、ドリブンギヤ５ｂの回転軸は変速機２の入力軸２ａ
と別体に配置され、これらの間を連結するもう１組の歯
車機構が備えられる。そして、第２クラッチ３０は、ド
リブンギヤ５ｂの回転軸と歯車機構の回転軸（ドリブン
ギヤの回転軸と同軸上に配置される）との間に介装さ
れ、変速機２とギヤボックス５との間で歯車機構を介す
る動力の伝達を断続するように構成されるのである。
ボックス５と回転電機４との間でなく、変速機２とギヤ
ボックス５との間に介装することも考えられる。その場
合、ドリブンギヤ５ｂの回転軸は変速機２の入力軸２ａ
と別体に配置され、これらの間を連結するもう１組の歯
車機構が備えられる。そして、第２クラッチ３０は、ド
リブンギヤ５ｂの回転軸と歯車機構の回転軸（ドリブン
ギヤの回転軸と同軸上に配置される）との間に介装さ
れ、変速機２とギヤボックス５との間で歯車機構を介す
る動力の伝達を断続するように構成されるのである。
【００３３】このような第２クラッチ３０の配置におい
ても、エンジン１の出力のみで走行する場合、第２クラ
ッチ３０を切断状態に維持することにより、回転電機４
に加えてギヤボックス５も駆動系から切り離されるの
で、さらにエンジン１の燃費向上を促進できることにな
る。このような例においても、ハイブリッドECU１０に
基づく制御（図８のような第２クラッチ３０の接続状態
への切り替え制御、など）は、もちろん適用可能とな
る。
ても、エンジン１の出力のみで走行する場合、第２クラ
ッチ３０を切断状態に維持することにより、回転電機４
に加えてギヤボックス５も駆動系から切り離されるの
で、さらにエンジン１の燃費向上を促進できることにな
る。このような例においても、ハイブリッドECU１０に
基づく制御（図８のような第２クラッチ３０の接続状態
への切り替え制御、など）は、もちろん適用可能とな
る。
【図１】この発明の実施形態を表すシステム概要図であ
る。
る。
【図２】同じく制御内容を説明するエネルギの流れ図で
ある。
ある。
【図３】同じく制御内容を説明するエネルギの流れ図で
ある。
ある。
【図４】同じく制御内容を説明するエネルギの流れ図で
ある。
ある。
【図５】同じく制御内容を説明するエネルギの流れ図で
ある。
ある。
【図６】同じく制御内容を説明するエネルギの流れ図で
ある。
ある。
【図７】同じく制御内容を説明するエネルギの流れ図で
ある。
ある。
【図８】同じく制御のフローチャートである。
１ エンジン
２ 変速機
２ａ 変速機の入力軸
３ 第１クラッチ
４ 回転電機
４ａ 回転電機の入出力軸
５ ギヤボックス
６ 変速機のコントロールユニット
７ チェンジレバー装置
８ 第１クラッチのクラッチアクチュエータ
９ 蓄電要素（電気二重層キャパシタ）
１０ ハイブリッドECU
１１ インバータ
１４ クラッチセンサ
１５ エンジンECU
１６ エンジン回転センサ
１７ シフト位置センサ
１８ 車速センサ
１９ ギヤ回転センサ
２０ ブレーキECU
３０ 第２クラッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月８日（２００２．３．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 車両のハイブリッドシステム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６０Ｋ 17/02 Ｂ６０Ｋ 17/04 Ｇ
17/04 Ｂ６０Ｌ 11/14
Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｋ 6/04 ＺＨＶ
(72)発明者 鈴木 祐次
埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ
ーゼル工業株式会社内
Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA03 AA04 AB27
AC01 AC21 AC32 AD01 AD02
AD11 AD53
5H115 PA01 PA12 PG04 PI16 PU01
PU10 PU21 PV09 RE02 SE04
SE07 SF01
Claims (2)
- 【請求項１】入力軸の回転を変速して出力軸から車輪へ
伝達する変速機と、エンジンの出力軸と変速機の入力軸
との間で動力の伝達を断続する第１クラッチと、電動機
と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と変
速機の入力軸との連結する回転伝達機構と、回転電機か
ら供給される電力を蓄える蓄電要素と、を備える車両の
ハイブリッドシステムにおいて、回転伝達機構と回転電
機の入出力軸との間で動力の伝達を断続する第２クラッ
チと、第２クラッチの断続を制御する手段として、第２
クラッチの接続状態への切り替え時に第２クラッチの回
転伝達機構側の回転数を目標回転数として回転電機の回
転数制御を行う手段と、目標回転数と第２クラッチの回
転伝達機構側の回転数との回転差が所定の許容範囲に入
るのを待って第２クラッチを接続状態へ切り替えると共
に回転電機の回転数制御をトルク制御に切り替える手段
と、を備えることを特徴とする車両のハイブリッドシス
テム。 - 【請求項２】入力軸の回転を変速して出力軸から車輪へ
伝達する変速機と、エンジンの出力軸と変速機の入力軸
との間で動力の伝達を断続する第１クラッチと、電動機
と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と変
速機の入力軸との連結する回転伝達機構と、回転電機か
ら供給される電力を蓄える蓄電要素と、を備える車両の
ハイブリッドシステムにおいて、回転伝達機構と変速機
の入力軸との間で動力の伝達を断続する第２クラッチ
と、第２クラッチの断続を制御する手段として、第２ク
ラッチの接続状態へ切り替え時に第２クラッチの変速機
側の回転数を目標回転数として回転電機の回転数制御を
行う手段と、目標回転数と第２クラッチの回転伝達機構
側の回転数との回転差が所定の許容範囲に入るのを待っ
て第２クラッチを接続状態へ切り替えると共に回転電機
の回転数制御をトルク制御に切り替える手段と、を備え
ることを特徴とする車両のハイブリッドシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035245A JP3848175B2 (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 車両のハイブリッドシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035245A JP3848175B2 (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 車両のハイブリッドシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003237383A true JP2003237383A (ja) | 2003-08-27 |
| JP3848175B2 JP3848175B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=27777490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002035245A Expired - Lifetime JP3848175B2 (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 車両のハイブリッドシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3848175B2 (ja) |
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- 2002-02-13 JP JP2002035245A patent/JP3848175B2/ja not_active Expired - Lifetime
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