JP2007030579A - Drive unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用駆動装置に関し、特に、装置を小型化すると共に車両の燃費を向上させるための技術に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device, and more particularly to a technique for reducing the size of the device and improving the fuel efficiency of the vehicle.
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に遊星歯車装置等から成る機械的な変速機を備えた車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献1に記載された駆動装置がそれである。この駆動装置では、上記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に、そのエンジンの側から第1電動機、クラッチ等の係合装置、第2電動機、及び機械的な変速機が備えられ、例えば高速走行時等においては、その係合装置を係合させて上記エンジンと機械的な変速機とを直結することで、専らその機械的な変速機により変速を行い、燃費を向上させることができるとされている。
2. Description of the Related Art A vehicle drive device is known that includes a mechanical transmission including a planetary gear device or the like in a power transmission path between an engine and a drive wheel. For example, this is the driving device described in
しかし、前記従来の技術では、前記エンジンと機械的な変速機との間に専用のクラッチ等の係合装置を設ける必要があることから、装置が大型化してしまうという不具合があった。このため、小型化が可能であると共に車両の燃費を可及的に向上させる車両用駆動装置の開発が求められていた。 However, the conventional technique has a problem that the size of the device increases because it is necessary to provide an engaging device such as a dedicated clutch between the engine and the mechanical transmission. For this reason, development of the vehicle drive device which can be reduced in size and can improve the fuel consumption of a vehicle as much as possible was calculated | required.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、小型化が可能であると共に車両の燃費を可及的に向上させる車両用駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can be miniaturized and can improve the fuel efficiency of the vehicle as much as possible. is there.
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、複数の係合要素を備え、それら複数の係合要素のうち少なくとも1つの係合要素を解放させることで動力遮断状態を成立させると共に、それら複数の係合要素の係合及び解放の組み合わせにより動力伝達経路を形成し、入力部材に入力された動力をその動力伝達経路を介して出力部材から出力する変速機を、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に備えた車両用駆動装置であって、前記入力部材に動力伝達可能に連結された、少なくとも発電機としての機能を有する第1電動機と、その第1電動機から電気エネルギを取得し得る、前記出力部材に動力伝達可能に連結された、少なくとも電動機としての機能を有する第2電動機とを、備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the present invention is that a plurality of engagement elements are provided, and a power cut-off state is established by releasing at least one of the plurality of engagement elements. And a transmission that forms a power transmission path by a combination of engagement and release of the plurality of engagement elements, and outputs the power input to the input member from the output member via the power transmission path. A vehicle drive device provided in a power transmission path between drive wheels and a first electric motor connected to the input member so as to be capable of transmitting power, and having at least a function as a generator, and the first electric motor And a second electric motor connected to the output member so as to be able to transmit power and having a function as an electric motor.
このようにすれば、複数の係合要素を備え、それら複数の係合要素のうち少なくとも1つの係合要素を解放させることで動力遮断状態を成立させると共に、それら複数の係合要素の係合及び解放の組み合わせにより動力伝達経路を形成し、入力部材に入力された動力をその動力伝達経路を介して出力部材から出力する変速機を、エンジンと駆動輪との間に備え、その変速機の入力部材に前記第1電動機が、出力部材に前記第2電動機がそれぞれ動力伝達可能に連結されていることから、機械的な変速機における動力伝達経路の形成に用いられる係合要素の解放により、前記第1電動機と第2電動機との間の動力伝達を遮断することができ、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。すなわち、小型化が可能であると共に車両の燃費を可及的に向上させる車両用駆動装置を提供することができる。 If it does in this way, while providing a plurality of engagement elements and releasing at least one engagement element among the plurality of engagement elements, a power shut-off state is established, and the engagement of the plurality of engagement elements And a transmission that forms a power transmission path by a combination of release and outputs the power input to the input member from the output member via the power transmission path, and is provided between the engine and the drive wheel. Since the first motor is connected to the input member and the second motor is connected to the output member so as to be able to transmit power, the engagement element used for forming the power transmission path in the mechanical transmission is released, Transmission of power between the first motor and the second motor can be cut off, and a shift using an electrical path and a mechanical shift can be appropriately executed without providing a dedicated engagement device. That is, it is possible to provide a vehicle drive device that can be miniaturized and can improve the fuel efficiency of the vehicle as much as possible.
ここで、好適には、前記第1電動機は、前記エンジンの出力軸に動力伝達可能に連結されたものである。このようにすれば、前記エンジンの出力軸を前記変速機の入力部材に直結する構成において、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。 Here, preferably, the first electric motor is connected to an output shaft of the engine so as to be able to transmit power. According to this configuration, in the configuration in which the output shaft of the engine is directly connected to the input member of the transmission, a shift using an electrical path and a mechanical shift are appropriately performed without providing a dedicated engagement device. Can be executed.
また、好適には、車両発進時であるか否かを判定する車両発進判定手段と、その車両発進判定手段の判定が肯定される場合には、前記変速機を動力遮断状態とする変速制御手段を有するものである。このようにすれば、好適な車両発進が可能とされる。 Preferably, vehicle start determining means for determining whether or not the vehicle is starting, and shift control means for setting the transmission to a power cut-off state when the determination of the vehicle start determining means is affirmed. It is what has. In this way, a suitable vehicle start is possible.
また、好適には、前記車両発進判定手段の判定が肯定される場合には、前記エンジンから出力される動力により前記第1電動機に発電を行わせると共に、前記第2電動機により前記出力部材を駆動させて車両を力行させるハイブリッド制御手段を有するものである。このようにすれば、好適な車両発進が可能とされる。 Preferably, when the determination of the vehicle start determination means is affirmed, the first electric motor is caused to generate power by the power output from the engine, and the output member is driven by the second electric motor. And hybrid control means for causing the vehicle to power. In this way, a suitable vehicle start is possible.
また、好適には、前記変速制御手段は、車速が所定速度以上である場合には、前記変速機により所定の動力伝達経路を形成し、前記入力部材に入力された動力をその動力伝達経路を介して出力部材から出力するものである。このようにすれば、車両の燃費を可及的に向上させることができる。 Preferably, the shift control means forms a predetermined power transmission path by the transmission when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed, and transmits the power input to the input member to the power transmission path. Via the output member. In this way, the fuel consumption of the vehicle can be improved as much as possible.
また、好適には、前記変速機は、第1遊星歯車装置、第2遊星歯車装置、及び第3遊星歯車装置を備えた有段変速機であり、その第1遊星歯車装置は、サンギヤ、キャリア、及びリングギヤによって3つの要素が構成され、それら3つの要素それぞれの回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら3つの要素を一端から他端へ向かって順番に第1要素、第2要素、及び第3要素としたとき、その第1要素は非回転部材に連結され、前記第2要素は伝達部材に連結され、前記第3要素は前記入力部材及び第1電動機に連結されるものであり、前記第2遊星歯車装置及び第3遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、及びリングギヤの一部が互いに連結されることによって4つの要素が構成されると共に、それら4つの要素それぞれの回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら4つの要素を一端から他端へ向かって順番に第4要素、第5要素、第6要素、及び第7要素としたとき、その第4要素は第3クラッチを介して前記伝達部材に選択的に連結されると共に第1ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、前記第5要素は第2クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結されると共に第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、前記第6要素は前記出力部材及び第2電動機に連結され、前記第7要素は第1クラッチを介して前記伝達部材に選択的に連結されるものであって、前記第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ、第1ブレーキ、及び第2ブレーキの係合作動の組み合わせによって複数の動力伝達経路が選択的に成立させられるものである。このようにすれば、係合要素である前記第1クラッチ、第2クラッチ、及び第3クラッチの解放により、前記第1電動機と第2電動機との間の動力伝達を遮断することができ、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。 Preferably, the transmission is a stepped transmission including a first planetary gear device, a second planetary gear device, and a third planetary gear device, and the first planetary gear device includes a sun gear and a carrier. , And a ring gear, and three elements are constituted, and the three elements are arranged in a collinear chart in which the rotation speed of each of the three elements can be represented on a straight line. When the second element and the third element are used, the first element is connected to the non-rotating member, the second element is connected to the transmission member, and the third element is connected to the input member and the first electric motor. The four elements are formed by connecting a part of the sun gear, the carrier, and the ring gear of the second planetary gear device and the third planetary gear device to each other, and each of the four elements. In the collinear chart in which the rotation speed can be expressed on a straight line, when these four elements are sequentially designated as the fourth element, the fifth element, the sixth element, and the seventh element from one end to the other end, The fourth element is selectively connected to the transmission member via a third clutch and is selectively connected to a non-rotating member via a first brake, and the fifth element is connected to the input via a second clutch. And is selectively connected to a non-rotating member via a second brake, the sixth element is connected to the output member and the second electric motor, and the seventh element is connected to the first clutch. A plurality of power transmission paths by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the third clutch, the first brake, and the second brake. Is selectively established It is intended to be Sera. In this way, the power transmission between the first motor and the second motor can be cut off by releasing the first clutch, the second clutch, and the third clutch, which are engaging elements. The shift using the electrical path and the mechanical shift can be appropriately executed without providing the engagement device.
また、好適には、前記第1遊星歯車装置は、第1サンギヤ、第1キャリア、及び第1リングギヤを備えるシングルピニオン型の遊星歯車装置であって、前記第1要素は第1サンギヤであり、前記第2要素は第1キャリアであり、前記第3要素は第1リングギヤであり、前記第2遊星歯車装置は、第2サンギヤ、第2キャリア、及び第2リングギヤを備えるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第3遊星歯車装置は、第3サンギヤ、第3キャリア、及び第3リングギヤを備えるダブルピニオン型の遊星歯車装置であって、前記第4要素は前記第2サンギヤであり、前記第5要素は互いに連結された前記第2キャリア及び第3キャリアであり、前記第6要素は互いに連結された前記第2リングギヤ及び第3リングギヤであり、前記第7要素は前記第3サンギヤである。このようにすれば、実用的な態様の有段変速機に備えられた係合要素の解放により、前記第1電動機と第2電動機との間の動力伝達を遮断することができ、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。 Preferably, the first planetary gear device is a single pinion type planetary gear device including a first sun gear, a first carrier, and a first ring gear, and the first element is a first sun gear, The second element is a first carrier, the third element is a first ring gear, and the second planetary gear device is a single pinion type planetary gear including a second sun gear, a second carrier, and a second ring gear. The third planetary gear device is a double pinion type planetary gear device comprising a third sun gear, a third carrier, and a third ring gear, wherein the fourth element is the second sun gear, The fifth element is the second carrier and the third carrier connected to each other, the sixth element is the second ring gear and the third ring gear connected to each other, and the seventh element Element is the third sun gear. In this way, the transmission of power between the first electric motor and the second electric motor can be cut off by releasing the engaging element provided in the stepped transmission of a practical aspect. A shift using an electrical path and a mechanical shift can be appropriately executed without providing a combination device.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構10の構成を説明する骨子図である。図1に示すように、この変速機構10は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12と称する)内において共通の軸心上に配設された入力部材としての入力軸18と、この入力軸18に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパ(振動減衰装置)等を介して直列に連結された機械的な有段変速機としての有段変速部16と、その有段変速部16に連結された出力部材としての出力軸20とを、備えている。この変速機構10は、例えば車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、上記入力軸18に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパ等を介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン14と一対の駆動輪38との間に設けられて、そのエンジン14からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速装置)36及び一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪38へ伝達する(図6を参照)。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a
本実施例の変速機構10では、図1に示すように、上記エンジン14と有段変速部16とは直結されている。すなわち、そのエンジン14の出力軸と有段変速部16の入力軸18とが直結されている。この直結とはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパ等を介する連結はこの直結に含まれる。なお、上記変速機構10はその軸心に関して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側を省略して示している。また、以下の説明に用いる図面に関しても同様である。
In the
前記変速機構10は、前記入力軸18に動力伝達可能に連結された第1電動機M1と、その第1電動機M1から電気エネルギを取得し得る、前記出力軸20に動力伝達可能に連結された第2電動機M2とを、備えている。本実施例の第1電動機M1及び第2電動機M2は、電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を兼ね備えた所謂モータジェネレータであるが、上記第1電動機M1は、反力を発生させるための発電機としての機能を少なくとも備え、上記第2電動機M2は、走行用の駆動力源として駆動力を発生させるための電動機としての機能を少なくとも備えたものである。本実施例の変速機構10では、図1に示すように、前記エンジン14と駆動輪38との間の動力伝達経路に、そのエンジン14の側から駆動輪38の側へ向けて上記第1電動機M1、有段変速部16、及び第2電動機M2が直列に連結されていると言って良い。なお、上記第2電動機M2は、前記出力軸20から駆動輪38までの間の動力伝達経路を構成する何れの部分に設けられてもよい。
The
前記有段変速部16は、第1遊星歯車装置24、第2遊星歯車装置26、及び第3遊星歯車装置28を備え、有段式の自動変速機として機能する。この第1遊星歯車装置24は、サンギヤS1、遊星歯車P1、その遊星歯車P1を自転及び公転可能に支持するキャリアCA1、及び上記遊星歯車P1を介してサンギヤS1と噛み合うリングギヤR1を要素(回転要素)として備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。また、上記第2遊星歯車装置26は、サンギヤS2、上記第3遊星歯車装置28の遊星歯車と共通の部材で構成される遊星歯車P2、その遊星歯車P2を自転及び公転可能に支持するキャリアCA2、及び上記遊星歯車P2を介してサンギヤS2と噛み合うリングギヤR2を要素(回転要素)として備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。また、上記第3遊星歯車装置28は、サンギヤS3、互いに噛み合う遊星歯車P2及びP3、それら遊星歯車P2及びP3を自転及び公転可能に支持するキャリアCA3、及び上記遊星歯車P2及びP3を介してサンギヤS3と噛み合うリングギヤR3を要素(回転要素)として備えたダブルピニオン型の遊星歯車装置である。ここで、上記第2遊星歯車装置26におけるリングギヤR2は第3遊星歯車装置30におけるリングギヤR3と共通化され、上記第2遊星歯車装置26におけるキャリアCA2は第3遊星歯車装置28におけるキャリアCA3と共通化されている。すなわち、上記第2遊星歯車装置26及び第3遊星歯車装置28は、キャリアCA2及びCA3が共通の部材にて構成されていると共に、リングギヤR2及びR3が共通の部材にて構成されており、且つ上記第2遊星歯車装置26のピニオンギヤが上記第3遊星歯車装置28の第2ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。
The
前記有段変速部16では、上記第1遊星歯車装置24が副変速部30を構成すると共に、上記第2遊星歯車装置26及び第3遊星歯車装置28から成る遊星歯車列が主変速部32を構成している。この副変速部30において、上記第1遊星歯車装置24のサンギヤS1は非回転部材である前記ケース12に連結され、キャリアCA1は中間出力部材である伝達部材22に連結され、リングギヤR1は入力部材である前記入力軸18に連結されている。
In the stepped
また、上記主変速部32において、上記第2遊星歯車装置26のサンギヤS2は第3クラッチC3を介して上記伝達部材22に選択的に連結されると共に第1ブレーキB1を介して前記ケース12に選択的に連結され、上記第2遊星歯車装置26及び第3遊星歯車装置28に共通のキャリアCA2(CA3)は第2クラッチC2を介して前記入力軸18に選択的に連結されると共に第2ブレーキB2を介して前記ケース12に選択的に連結され、上記第2遊星歯車装置26及び第3遊星歯車装置28に共通のリングギヤR2(R3)は前記出力軸20に連結され、上記第3遊星歯車装置28のサンギヤS3は第1クラッチC1を介して上記伝達部材22に選択的に連結されるようになっている。
In the
前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本又は2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキ等により構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結(相対回転を禁止)するためのものである。 The first clutch C1, the second clutch C2, the third clutch C3, the first brake B1, and the second brake B2 are hydraulic friction members as engagement elements that are often used in conventional automatic transmissions for vehicles. A wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or one end of one or two bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum is a hydraulic actuator This is for selectively connecting (inhibiting relative rotation) the members on both sides, which are constituted by a band brake or the like that is tightened by the screw.
図2は、前記有段変速部16により達成されるギヤ段と油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する係合作動表である。この図2の係合作動表に示されるように、前記第1クラッチC1及び第2ブレーキB2の係合により、変速比ν1が例えば「4.148」程度である第1変速段が成立させられ、前記第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合により、変速比ν2が第1変速段より小さい例えば「2.370」程度である第2変速段が成立させられ、前記第1クラッチC1及び第3クラッチC3の係合により、変速比ν3が第2変速段よりも小さい例えば「1.556」程度である第3変速段が成立させられ、前記第1クラッチC1及び第2クラッチC2の係合により、変速比ν4が第3変速段よりも小さい例えば「1.155」程度である第4変速段が成立させられ、前記第2クラッチC2及び第3クラッチC3の係合により、変速比ν5が第4変速段よりも小さい例えば「0.859」程度である第5変速段が成立させられ、前記第2クラッチC2及び第1ブレーキB1の係合により、変速比ν6が第5変速段よりも小さい例えば「0.686」程度である第6変速段が成立させられる。また、前記第3クラッチC3及び第2ブレーキB2の係合により、変速比νRが例えば「3.394」程度である後進変速段が成立させられる。
FIG. 2 is an engagement operation table for explaining the relationship between the gear stage achieved by the stepped
また、図2の係合作動表に示されるように、第1速ギヤ段の変速比γ1と第2速ギヤ段の変速比γ2との比(=γ1/γ2)が「1.75」とされ、第2速ギヤ段の変速比γ2と第3速ギヤ段の変速比γ3との比(=γ2/γ3)が「1.52」とされ、第3速ギヤ段の変速比γ3と第4速ギヤ段の変速比γ4との比(=γ3/γ4)が「1.35」とされ、第4速ギヤ段の変速比γ4と第5速ギヤ段の変速比γ5との比(=γ4/γ5)が「1.34」とされ、第5速ギヤ段の変速比γ5と第6速ギヤ段の変速比γ6との比(=γ5/γ6)が「1.25」とされている。また、第1速ギヤ段の変速比γ1と第6速ギヤ段の変速比γ6との比であるギヤ比幅(=γ1/γ6)が「7.870」とされている。 Further, as shown in the engagement operation table of FIG. 2, the ratio (= γ1 / γ2) between the speed ratio γ1 of the first gear and the gear ratio γ2 of the second gear is “1.75”. The ratio (= γ2 / γ3) of the speed ratio γ2 of the second speed gear stage and the speed ratio γ3 of the third speed gear stage is set to “1.52,” and the speed ratio γ3 of the third speed gear stage and the The ratio (= γ3 / γ4) with the gear ratio γ4 of the fourth gear is set to “1.35”, and the ratio of the gear ratio γ4 of the fourth gear and the gear ratio γ5 of the fifth gear (= γ4 / γ5) is set to “1.34”, and the ratio (= γ5 / γ6) of the speed ratio γ5 of the fifth gear and the gear ratio γ6 of the sixth gear is set to “1.25”. Yes. The gear ratio width (= γ1 / γ6), which is the ratio of the speed ratio γ1 of the first speed gear stage to the speed ratio γ6 of the sixth speed gear stage, is set to “7.870”.
図3は、前記有段変速部16により達成されるギヤ段と第1電動機M1及び第2電動機M2の作動の組み合わせとの関係を説明する対応表である。この図3に示されるように、図示しないシフトレバーが「D」レンジとされている場合において、車両停止時には、前記エンジン14から出力される動力によって前記第1電動機M1により発電が行われる。また、車両発進時には、前記第1電動機M1により発電が行われると共に、前記第2電動機M2により前記出力軸20が回転駆動させられて車両が力行させられる。また、モータジェネレータの出力を出力部材へ出力するモータ走行モードすなわちアシスト走行時には、第1速乃至第3速ギヤ段では前記第2電動機M2のみにより、第4速乃至第6速ギヤ段では前記第1電動機M1及び第2電動機M2の両方により車両が力行させられる。また、車両の運動エネルギーでモータジェネレータを回転駆動して蓄電装置を充電するとともに車両に回生制動力を作用させる回生走行時には、第1速乃至第3速ギヤ段では前記第2電動機M2のみにより、第4速乃至第6速ギヤ段では前記第1電動機M1及び第2電動機M2の両方により発電が行われる。また、シフトレバーが「R」レンジとされている場合において、車両停止時には、前記エンジン14から出力される動力によって前記第1電動機M1により発電が行われる。また、車両発進時には、前記第1電動機M1により発電が行われると共に、前記第2電動機M2により前記出力軸20が回転駆動させられて車両が力行させられる。また、前記エンジン14の始動時には、前記第1電動機M1がスタータモータとして機能させられ、その第1電動機M1により前記入力軸18すなわち前記エンジン14の出力軸が回転させられてそのエンジン14が始動させられる。
FIG. 3 is a correspondence table for explaining the relationship between the gear stage achieved by the stepped
図2に戻って、前記有段変速部16では、車両停止時、ニュートラル時、及びエンジン始動時には全ての摩擦係合装置が解放されるようになっている。また、車両発進時には前記第2ブレーキB2のみが係合されるようになっている。前記エンジン14から出力された動力は、機械的には前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3の何れかを介して前記出力軸20に伝達される。従って、それら第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3が全て解放されている場合には、前記エンジン14から出力された動力が機械的には前記出力軸20には伝達されない状態、すなわち動力遮断状態とされる。このように、本実施例の変速機構10は、何ら特別な係合装置を設けることなく、機械的な変速機として用いられる有段変速部16に備えられた動力伝達経路を形成するための係合要素の解放により、前記エンジン14と駆動輪38との間の機械的な動力伝達経路すなわち第1電動機M1と第2電動機M2との間の機械的な動力伝達経路を遮断状態(ニュートラル状態)とすることができる。これにより、車両停止時においては前記有段変速部16を動力遮断状態とすることで、前記エンジン14を停止させることなく前記第1電動機M1により発電を行わせることができる。また、車両発進時においては前記有段変速部16を動力遮断状態とし、前記エンジン14から出力される動力により前記第1電動機M1に発電を行わせると共に、前記第2電動機M2により前記出力軸20を駆動させて車両を力行させることで、好適な車両発進を実現する。また、車両発進後の通常走行時においては前記有段変速部16により所定の動力伝達経路を形成し、前記入力軸18に入力された動力をその動力伝達経路を介して出力軸20から出力する。
Returning to FIG. 2, in the stepped
図4は、前記副変速部30及び主変速部32から構成される有段変速部16を備えた変速機構10において、前記各変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の相対回転速度の関係を直線上に表す共線図を示している。この図4の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうち下側の横線X1が回転速度零を示し、その上側の横線(破線)X2が前記伝達部材22の回転速度を示し、一番上の横線X3が回転速度「1.0」すなわち前記入力軸18から入力されるエンジン14の回転速度NEを示している。
FIG. 4 shows the relationship between the relative rotational speeds of the rotary elements having different connection states for each of the shift stages in the
また、前記副変速部30を構成する3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第1要素(第1回転要素)RE1に対応する前記第1遊星歯車装置24のサンギヤS1の相対回転速度、第2要素(第2回転要素)RE2に対応する前記第1遊星歯車装置24のキャリアCA1の相対回転速度、第3要素(第3回転要素)に対応する前記第1遊星歯車装置24のリングギヤR1の相対回転速度をそれぞれ表すものであり、それらの間隔は前記第1遊星歯車装置24のギヤ比に応じてそれぞれ定められている。また、前記主変速部32を構成する4つの要素に対応する4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左側から順に第4要素(第4回転要素)RE4に対応する前記第2遊星歯車装置26のサンギヤS2の相対回転速度、第5要素(第5回転要素)RE5に対応する相互に連結された前記第2遊星歯車装置26のキャリアCA2及び第3遊星歯車装置28のキャリアCA3の相対回転速度、第6要素(第6回転要素)RE6に対応する相互に連結された前記第2遊星歯車装置26のリングギヤR2及び第3遊星歯車装置28のリングギヤR3の相対回転速度、第7要素(第7回転要素)RE7に対応する前記第3遊星歯車装置28のサンギヤS3の相対回転速度をそれぞれ表すものであり、それらの間隔は前記第2遊星歯車装置26及び第3遊星歯車装置28のギヤ比に応じてそれぞれ定められている。
The three vertical lines Y1, Y2, Y3 corresponding to the three elements constituting the
上記図4の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、前記副変速部30において、上記第1要素RE1(サンギヤS1)が非回転部材である前記ケース12に連結され、上記第2要素RE2(キャリアCA1)が前記伝達部材22に連結され、上記第3要素RE3(リングギヤR1)が前記入力軸18すなわちエンジン14に連結されて、その入力軸18の回転を前記伝達部材22を介して前記主変速部32へ伝達する(入力させる)ように構成されている。ここで、縦線Y2及び横線X2の交点を通る斜めの直線L0により前記第1遊星歯車装置24のサンギヤS1とリングギヤR1との回転速度の相対関係が示される。
If expressed using the nomogram of FIG. 4, the
また、前記主変速部32において、前記第4要素RE4(サンギヤS2)が前記第3クラッチC3を介して前記伝達部材22に選択的に連結されると共に前記第1ブレーキB1を介して非回転部材である前記ケース12に選択的に連結され、前記第5要素RE5(キャリアCA2及びCA3)が前記第2クラッチC2を介して入力部材である前記入力軸18に選択的に連結されると共に前記第2ブレーキB2を介して非回転部材である前記ケース12に選択的に連結され、前記第6要素RE6(リングギヤR2及びR3)が出力部材である前記出力軸20に一体的に連結され、前記第7要素RE7(サンギヤS3)が前記第1クラッチC1を介して前記伝達部材22に選択的に連結されるように構成されている。
Further, in the
ここで、前記第1クラッチC1及び第2ブレーキB2が共に係合させられることにより、前記第5要素RE5の回転速度を示す縦線Y5と回転速度零を示す横線X1との交点及び前記第7要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2との交点を通る斜めの直線L1と、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記第1変速段(1st)における出力軸20の回転速度が示される。
Here, when the first clutch C1 and the second brake B2 are engaged together, the intersection of the vertical line Y5 indicating the rotational speed of the fifth element RE5 and the horizontal line X1 indicating zero rotational speed and the seventh An oblique straight line L1 passing through the intersection of a vertical line Y7 indicating the rotational speed of the element RE7 and a horizontal line X2 indicating the rotational speed of the
また、前記第1クラッチC1及び第1ブレーキB1が共に係合させられることにより、前記第4要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と回転速度零を示す横線X1との交点及び前記第7要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2との交点を通る斜めの直線L2と、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記第2変速段(2nd)における出力軸20の回転速度が示される。
Further, when the first clutch C1 and the first brake B1 are engaged together, the intersection of the vertical line Y4 indicating the rotational speed of the fourth element RE4 and the horizontal line X1 indicating the rotational speed zero and the seventh element The oblique line L2 passing through the intersection of the vertical line Y7 indicating the rotational speed of RE7 and the horizontal line X2 indicating the rotational speed of the
また、前記第1クラッチC1及び第3クラッチC3が共に係合させられることにより、前記第4要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2の交点及び前記第7要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2の交点を通る水平な直線L3(横線X2)と、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記第3変速段(3rd)における出力軸20の回転速度が示される。
Further, by engaging both the first clutch C1 and the third clutch C3, the intersection of the vertical line Y4 indicating the rotational speed of the fourth element RE4 and the horizontal line X2 indicating the rotational speed of the
また、前記第1クラッチC1及び第2クラッチC2が共に係合させられることにより、前記第5要素RE5の回転速度を示す縦線Y5と前記入力軸18の回転速度を示す横線X3の交点及び前記第7要素RE7の回転速度を示す縦線Y7と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2の交点を通る斜めの直線L4と、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記第4変速段(4th)における出力軸20の回転速度が示される。
Further, when both the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, the intersection of the vertical line Y5 indicating the rotational speed of the fifth element RE5 and the horizontal line X3 indicating the rotational speed of the input shaft 18 and the above-mentioned An oblique straight line L4 passing through an intersection of a vertical line Y7 indicating the rotational speed of the seventh element RE7 and a horizontal line X2 indicating the rotational speed of the
また、前記第2クラッチC2及び第3クラッチC3が共に係合させられることにより、前記第4要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2の交点及び前記第5要素RE5の回転速度を示す縦線Y5と前記入力軸18の回転速度を示す横線X3の交点を通る斜めの直線L5と、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記第5変速段(5th)における出力軸20の回転速度が示される。
Further, when both the second clutch C2 and the third clutch C3 are engaged, the intersection of the vertical line Y4 indicating the rotational speed of the fourth element RE4 and the horizontal line X2 indicating the rotational speed of the
また、前記第2クラッチC2及び第1ブレーキB1が共に係合させられることにより、前記第4要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と回転速度零を示す横線X1との交点及び前記第5要素RE5の回転速度を示す縦線Y5と前記入力軸18の回転速度を示す横線X3の交点を通る斜めの直線L5と、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記第6変速段(6th)における出力軸20の回転速度が示される。
Further, when the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged together, the intersection of the vertical line Y4 indicating the rotational speed of the fourth element RE4 and the horizontal line X1 indicating the rotational speed of zero and the fifth element The oblique line L5 passing through the intersection of the vertical line Y5 indicating the rotational speed of RE5 and the horizontal line X3 indicating the rotational speed of the input shaft 18, and the rotational speed of the sixth element RE6 integrally connected to the
また、前記第3クラッチC3及び第2ブレーキB2が共に係合させられることにより、前記第4要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と前記伝達部材22の回転速度を示す横線X2の交点及び前記第5要素RE5の回転速度を示す縦線Y5と回転速度零を示す横線X1との交点を通る斜めの直線LRと、前記出力軸20と一体的に連結された前記第6要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で前記後進変速段(Rev)における出力軸20の回転速度が示される。
Further, when the third clutch C3 and the second brake B2 are engaged, the intersection of the vertical line Y4 indicating the rotational speed of the fourth element RE4 and the horizontal line X2 indicating the rotational speed of the
図5は、前記変速機構10を制御するための電子制御装置34に入力される信号及びその電子制御装置34から出力される信号を例示している。この電子制御装置34は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェイス等から成る所謂マイクロコンピュータシステムであり、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより前記エンジン14、第1電動機M1、及び第2電動機M2等を介してのハイブリッド駆動制御、前記有段変速部16の変速制御等の制御を実行するものである。
FIG. 5 illustrates a signal input to the electronic control device 34 for controlling the
上記電子制御装置34には、図5に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPWを表す信号、シフトポジションPSHを表す信号、前記エンジン14の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を表す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、前記出力軸20の回転速度NOUTに対応する車速Vを表す信号、前記有段変速部16の作動油温を表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Gを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量(車重)を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、前記第1電動機M1の回転速度NM1を表す信号、前記第2電動機M2の回転速度NM2を表す信号、蓄電装置44(図6参照)の充電容量(充電状態)SOCを表す信号、イグニションスイッチのオン・オフを表す信号、及びアクセルペダルの踏み込み量等が、それぞれ供給される。
The electronic control unit 34 receives a signal representing the engine water temperature TEMP W , a signal representing the shift position P SH , and an engine rotational speed N E which is the rotational speed of the
また、前記電子制御装置34からは、電子スロットル弁のスロットル弁開度θTHを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、燃料噴射装置による前記エンジン14への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、点火装置による前記エンジン14の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、前記有段変速部16の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路40(図6参照)に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、その油圧制御回路40の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
Further, from the electronic control unit 34, a drive signal to a throttle actuator for operating the throttle valve opening θ TH of the electronic throttle valve, a fuel supply amount signal for controlling the fuel supply amount to the
図6は、前記電子制御装置34による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図6に示す油圧制御回路40は、有段変速制御手段52からの指令に従って、例えば変速に関与する解放側の油圧式摩擦係合装置を解放すると共に、変速に関与する係合側の油圧式摩擦係合装置を係合して前記有段変速部16の変速が実行されるように、上記油圧制御回路40内の電磁弁を作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。また、インバータ42は、ハイブリッド制御手段50からの指令に従って、蓄電装置44に蓄積された電気エネルギを前記第1電動機M1及び第2電動機M2に供給することによりそれらの駆動を制御すると共に、その第1電動機M1により発電された電気エネルギを蓄電装置44や第2電動機M2に供給する等の制御を行う。
FIG. 6 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function by the electronic control unit 34. The
ハイブリッド制御手段50は、無段変速制御手段として機能するものであり、前記エンジン14を効率のよい作動域で作動させる一方で、そのエンジン14と第2電動機M2との駆動力の配分や前記第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて前記変速機構10の電気的な無段変速機としての変速比を制御する。例えば、その時点における走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、前記第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとなるように前記エンジン14を制御すると共に前記第1電動機M1の発電量を制御する。
The hybrid control means 50 functions as a continuously variable transmission control means, and operates the
また、ハイブリッド制御手段50は、前記第1電動機M1により発電された電気エネルギを前記インバータ42を通して蓄電装置44や第2電動機M2へ供給する。前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3のうち少なくとも1つが係合されている場合には、前記エンジン14の動力の主要部は機械的に前記出力軸20へ伝達されるが、そのエンジン14の動力の一部は前記第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、前記インバータ42を通してその電気エネルギが前記第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から前記出力軸20へ伝達される。この電気エネルギの発生から前記第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、前記エンジン14の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3が全て解放されている場合には、前記有段変速部16は動力遮断状態とされるため、前記エンジン14の動力は機械的には前記出力軸20へ伝達されないが、上記電気パスを介してそのエンジン14の動力が電気的に前記出力軸20へ伝達され得る。
Further, the hybrid control means 50 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the
また、ハイブリッド制御手段50は、前記第2電動機M2により前記出力軸20を回転駆動させることにより車両をモータ走行させる。このモータ走行時には、前記エンジン14は停止させられていてもよいが、上記電気パスを介してそのエンジン14の動力を前記第2電動機M2に伝達し、その第2電動機M2から前記出力軸20へ伝達する態様も考えられる。ハイブリッド制御手段50によるモータ走行は、一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT域すなわち低エンジントルクTE域、或いは車速Vの比較的低車速域すなわち低負荷域で実行される。よって、前述のように、本実施例の変速機構10ではモータ発進がエンジン発進に優先して実行されるが、例えば車両発進時にアクセルペダルが大きく踏込操作されて要求エンジントルクTEが大きくされるような車両状態によってはエンジン発進が実行されてもよい。
The hybrid control means 50 causes the vehicle to run on a motor by rotating the
また、ハイブリッド制御手段50は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる前記第1電動機M1からの電気エネルギ及び/又は蓄電装置44からの電気エネルギを前記第2電動機M2へ供給し、その第2電動機M2を駆動して駆動輪38にトルクを付与することにより、前記エンジン14の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行には、エンジン走行+モータ走行も含むものとする。
Further, the hybrid control means 50 supplies the electric energy from the first electric motor M1 and / or the electric energy from the
また、ハイブリッド制御手段50は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせて、必要なエンジン出力を発生するように前記エンジン14の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。例えば、予め記憶装置46に記憶された関係からアクセル開度Accに基づいてスロットルアクチュエータを駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。
The hybrid control means 50 controls the opening and closing of the electronic throttle valve by a throttle actuator for throttle control, controls the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection device for fuel injection control, and controls the ignition timing. In addition, an engine output control means for executing output control of the
有段変速制御手段52は、例えば、予め記憶装置46に記憶された変速線図(関係、変速マップ)から車速V及び有段変速部16の要求出力トルクToutで示される車両状態に基づいて、その有段変速部16の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわちその有段変速部16の変速すべき変速段を判断し、その判断された変速段が得られるように前記有段変速部16による自動変速制御を実行する。この制御は、後述する車両発進判定手段60の判定が否定される場合、すなわち車速Vが予め記憶装置48に記憶された所定速度Vo以上である通常走行状態において行われる。具体的には、図2の係合作動表に示す第1〜第6変速段を用いて前記有段変速部16の変速が実行されるように予め定められた変速線図から、車両状態に基づいて前記有段変速部16の変速段を判断し、図2の係合作動表に従ってその変速段が達成されるように、前記有段変速部16の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合及び/又は解放させる指令(変速出力指令、油圧指令)を油圧制御回路40へ出力する。
The stepped shift control means 52 is based on, for example, the vehicle state indicated by the vehicle speed V and the required output torque T out of the stepped
ここで、有段変速制御手段52による変速制御に用いられるパラメータは、前記駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば前記有段変速部16の出力トルクTout、エンジントルクTE、車両加速度Gや、例えばアクセル開度Acc或いはスロットル弁開度θTH(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとに基づいて算出されるエンジントルクTEなどの実際値や、アクセル開度Acc或いはスロットル弁開度θTH等に基づいて算出される要求(目標)エンジントルクTE、前記有段変速部16の要求(目標)出力トルクTout、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTout等からデフ比、前記駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
Here, parameters used for the shift control by the step-variable shifting control means 52, not only a drive torque or drive force of the
車両状態判定手段54は、前述した図5に示されるように各種センサから供給される信号に基づいて車両の状態を判定する。具体的には、車両停止判定手段56により車両停止時であるか否かを、エンジン始動判定手段58によりエンジン始動時であるか否かを、車両発進判定手段60により車両発進時であるか否かを、アシスト走行判定手段62によりアシスト走行時であるか否かを、回生走行判定手段64により回生走行時であるか否かを、それぞれ判定する。 The vehicle state determination means 54 determines the state of the vehicle based on signals supplied from various sensors as shown in FIG. 5 described above. Specifically, it is determined whether or not the vehicle is stopped by the vehicle stop determination means 56, whether or not the engine is started by the engine start determination means 58, and whether or not the vehicle is started by the vehicle start determination means 60. Whether or not the assist travel determination means 62 is in assist travel is determined, and the regenerative travel determination means 64 determines whether or not it is in regenerative travel.
車両停止判定手段56は、車両が停止状態又は極低車速走行状態であるか否かを判定する。この判定は、好適には、図5に示される車速センサ66から供給される車速Vを示す信号に基づいて行われる。例えば、その車速Vが予め記憶装置46に記憶された判断基準車速V1(例えば、3km/h程度)よりも低いか否かが判定され、その判断基準車速V1よりも車速Vが低いと判定される場合には、上記判定が肯定される。また、上記車両停止判定手段56は、車両が完全に停止しているか否か、すなわち上記車速センサ66から供給される車速Vが零であるか否かを判定するものであってもよい。また、この場合には、図5に示されるサイドブレーキスイッチ68のオン・オフが判定の要素とされてもよい。
The vehicle stop determination means 56 determines whether or not the vehicle is in a stopped state or at a very low vehicle speed traveling state. This determination is preferably made based on a signal indicating the vehicle speed V supplied from the
エンジン始動判定手段58は、前記エンジン14が始動時であるか否かを判定する。この判定は、好適には、図5に示されるイグニションスイッチ70から供給されるオン/オフ信号に基づいて行われ、例えば、そのイグニションスイッチ70がオフからオンに切り替わった場合には、上記判定が肯定される。
The engine start determining
車両発進判定手段60は、車両の走行状態が発進走行であるか否かを判定する。この判定は、好適には、図5に示される車速センサ66から供給される車速Vを示す信号、シフトポジションセンサ72から供給されるシフトポジションを示す信号、アクセル開度センサ74から供給されるアクセル開度θを示す信号、及び図示しないアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて行われる。例えば、シフトポジションが「D」或いは「R」とされており、車速Vが予め記憶装置46に記憶された判断基準車速V2以下であり、アクセル開度θが予め記憶装置46に記憶された判断基準開度θ2以下であり、且つアクセルペダルによる加速操作が行われた場合に上記判定を肯定する。
The vehicle start determination means 60 determines whether or not the vehicle travel state is start travel. This determination is preferably performed by a signal indicating the vehicle speed V supplied from the
アシスト走行判定手段62は、車両の走行状態がアシスト走行であるか否かを判定する。この判定は、好適には、図5に示される車速センサ66から供給される車速Vを示す信号、アクセル開度センサ74から供給されるアクセル開度θを示す信号、及び図示しないアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて行われる。例えば、車速Vが予め記憶装置46に記憶された判断基準車速Vx1以下であり、アクセル開度θが予め記憶装置46に記憶された判断基準開度θx1以上であり、且つアクセルペダルによる加速操作が行われた場合に上記判定を肯定する。
The assist
回生走行判定手段64は、車両の走行状態が回生走行であるか否かを判定する。この判定は、好適には、図5に示される車速センサ66から供給される車速Vを示す信号、アクセル開度センサ74から供給されるアクセル開度θを示す信号、及び図示しないアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて行われる。例えば、車速Vが予め記憶装置46に記憶された判断基準車速Vx2以上であり、アクセル開度θが予め記憶装置46に記憶された判断基準開度θx2未満であり、且つアクセルペダルによる減速操作が行われた場合に上記判定を肯定する。
The regenerative
有段変速制御手段52は、車両状態判定手段54により判定される車両の状態に基づいて前記有段変速部16に備えられた係合要素の係合状態を制御する。具体的には、車両停止判定手段56、エンジン始動判定手段58、及び車両発進判定手段60のうち少なくとも1つの判定が肯定される場合には、前記有段変速部16を動力遮断状態とする。すなわち、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3を全て解放させる指令(変速出力指令、油圧指令)を油圧制御回路40へ出力する。また、車両発進時又は前進時には前記第1クラッチC1を、後進時には第2クラッチC2をそれぞれスリップ制御して、前記第2電動機M2のトルクでは不足する車両の出力を補ってもよい。
The stepped
ハイブリッド制御手段50は、車両状態判定手段54により判定される車両の状態に基づいて前記第1電動機M1及び第2電動機M2の制御を行う。具体的には、車両発進判定手段60の判定が肯定される場合には、前記エンジン14から出力される動力により前記第1電動機M1に発電を行わせると共に、前記第2電動機M2により前記出力軸20を駆動させて車両を力行(モータ走行)させる。また、エンジン始動判定手段58の判定が肯定される場合には、前記第1電動機M1を駆動させて前記エンジン14の出力軸を回転させ、そのエンジン14を始動させる。
The hybrid control means 50 controls the first electric motor M1 and the second electric motor M2 based on the vehicle state determined by the vehicle state determination means 54. Specifically, when the determination by the vehicle
また、ハイブリッド制御手段50は、アシスト走行判定手段62の判定が肯定される場合には、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の少なくとも一方を駆動させて車両を力行させるアシスト走行状態とする。この制御は、好適には、有段変速制御手段52により成立させられる変速段に応じて行われる。例えば、その有段変速制御手段52により成立させられる変速段が第1〜第3変速段(第3変速段以下)である場合には、前記第2電動機M2のみを駆動させ、有段変速制御手段52により成立させられる変速段が第4〜第6変速段(第4変速段以上)である場合には、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の両方を駆動させて走行アシストを行う。
In addition, when the determination by the assist
また、ハイブリッド制御手段50は、回生走行判定手段64の判定が肯定される場合には、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の少なくとも一方により発電を行わせて回生ブレーキを発生させる回生走行状態とする。この制御は、好適には、有段変速制御手段52により成立させられる変速段に応じて行われる。例えば、その有段変速制御手段52により成立させられる変速段が第1〜第3変速段(第3変速段以下)である場合には、前記第2電動機M2のみにより発電を行わせ、有段変速制御手段52により成立させられる変速段が第4〜第6変速段(第4変速段以上)である場合には、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の両方により発電を行わせる。
Further, when the determination by the regenerative
図7は、前記電子制御装置34の制御作動の要部すなわち前記変速機構10による駆動力伝達制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the electronic control unit 34, that is, a driving force transmission control operation by the
先ず、前記車両停止判定手段56の動作に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、前記車速センサ66から供給される車速Vを示す信号に基づいて車両停止時であるか否かが判断される。このS1の判断が肯定される場合には、S2において、前記有段変速部16における第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3が全て解放されてその有段変速部16がニュートラル状態とされ、前記エンジン14の動力によって前記第1電動機M1により発電が行われる状態とされた後、本ルーチンが終了させられるが、S1の判断が否定される場合には、前記エンジン始動判定手段58の動作に対応するS3において、前記イグニションスイッチ70から供給されるオン/オフ信号に基づいて前記エンジン14の始動時であるか否かが判断される。このS3の判断が肯定される場合には、S4において、前記有段変速部16における第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3が全て解放されてその有段変速部16がニュートラル状態とされ、前記第1電動機M1を駆動させられて前記エンジン14の出力軸が回転させられ、そのエンジン14が始動させられた後、本ルーチンが終了させられるが、S3の判断が否定される場合には、前記車両発進判定手段60の動作に対応するS5において、前記車速センサ66から供給される車速Vを示す信号、シフトポジションセンサ72から供給されるシフトポジションを示す信号、アクセル開度センサ74から供給されるアクセル開度θを示す信号、及びアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて車両発進時であるか否かが判断される。このS5の判断が肯定される場合には、S6において、前記有段変速部16における第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3が全て解放されてその有段変速部16がニュートラル状態とされ、前記エンジン14の動力によって前記第1電動機M1により発電が行われると共に、前記第2電動機M2が駆動されて前記出力軸20が回転させられて車両が力行される状態とされた後、本ルーチンが終了させられるが、S5の判断が否定される場合には、前記アシスト走行判定手段62の動作に対応するS7において、前記車速センサ66から供給される車速Vを示す信号、アクセル開度センサ74から供給されるアクセル開度θを示す信号、及びアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて車両の走行状態がアシスト走行であるか否かが判断される。このS7の判断が肯定される場合には、S8において、前記有段変速部16において成立している変速段が第4速「4th」以上であるか否かが判断される。このS8の判断が肯定される場合には、S9において、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の両方が駆動されて走行アシストが行われる状態とされた後、本ルーチンが終了させられるが、S8の判断が否定される場合には、S10において、前記第2電動機M2のみが駆動されて走行アシストが行われる状態とされた後、本ルーチンが終了させられる。S7の判断が否定される場合には、前記回生走行判定手段64の動作に対応するS11において、前記車速センサ66から供給される車速Vを示す信号、アクセル開度センサ74から供給されるアクセル開度θを示す信号、及びアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて車両の走行状態が回生走行であるか否かが判断される。このS11の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S11の判断が肯定される場合には、S12において、前記有段変速部16において成立している変速段が第4速「4th」以上であるか否かが判断される。このS12の判断が肯定される場合には、前記第1電動機M1及び第2電動機M2の両方により発電が行われる状態とされた後、本ルーチンが終了させられるが、S12の判断が否定される場合には、S14において、前記第2電動機M2のみにより発電が行われる状態とされた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、S2、S4、S6、S9、S10、S13、及びS14が前記ハイブリッド制御手段50の動作に、S2、S4、及びS6が前記有段変速制御手段52の動作にそれぞれ対応する。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S1 corresponding to the operation of the vehicle stop determination means 56, it is determined whether or not the vehicle is stopped based on a signal indicating the vehicle speed V supplied from the
このように、本実施例によれば、複数の係合要素を有する遊星歯車装置24、26、28を備え、それら複数の係合要素のうち少なくとも1つの係合要素を解放させることで動力遮断状態を成立させると共に、それら複数の係合要素の係合及び解放の組み合わせにより前記遊星歯車装置24、26、28による動力伝達経路を形成し、その遊星歯車装置24、26、28の入力部材である入力軸18に入力された動力をその動力伝達経路を介して出力部材である出力軸20から出力する有段変速部16を、エンジン14と駆動輪38との間に備え、その有段変速部16の入力軸18に前記第1電動機M1が、出力軸20に前記第2電動機M2がそれぞれ動力伝達可能に連結されていることから、機械的な変速部16における動力伝達経路の形成に用いられる係合要素の解放により、前記第1電動機M1と第2電動機M2との間の動力伝達を遮断することができ、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。すなわち、小型化が可能であると共に車両の燃費を可及的に向上させるハイブリッドシステムを備えた車両用駆動装置を提供することができる。
Thus, according to this embodiment, the
また、前記第1電動機M1は、前記エンジン14の出力軸に動力伝達可能に連結されたものであるため、そのエンジン14の出力軸を前記有段変速部16の入力軸18に直結する構成において、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。
In addition, since the first electric motor M1 is connected to the output shaft of the
また、車両発進時であるか否かを判定する車両発進判定手段60(S5)と、その車両発進判定手段60の判定が肯定される場合には、前記有段変速部16を動力遮断状態とする有段変速制御手段52(S2、S4、及びS6)を有するものであるため、好適な車両発進が可能とされる。
Further, when the vehicle start determination means 60 (S5) for determining whether or not the vehicle is starting, and when the determination of the vehicle start determination means 60 is affirmed, the stepped
また、前記車両発進判定手段60の判定が肯定される場合には、前記エンジン14から出力される動力により前記第1電動機M1に発電を行わせると共に、前記第2電動機M2により前記出力軸20を駆動させて車両を力行させるハイブリッド制御手段50(S2、S4、S6、S9、S10、S13、及びS14)を有するものであるため、好適な車両発進が可能とされる。
When the determination by the vehicle start determination means 60 is affirmative, the first electric motor M1 is caused to generate power by the power output from the
また、前記有段変速制御手段52は、車速が所定速度以上である場合には、前記有段変速部16により所定の動力伝達経路を形成し、前記入力軸18に入力された動力をその動力伝達経路を介して出力軸20から出力するものであるため、車両の燃費を可及的に向上させることができる。
Further, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed, the stepped transmission control means 52 forms a predetermined power transmission path by the stepped
また、前記有段変速部16は、第1遊星歯車装置24、第2遊星歯車装置26、及び第3遊星歯車装置28を備え、その第1遊星歯車装置24は、サンギヤ、キャリア、及びリングギヤによって3つの要素が構成され、それら3つの要素それぞれの回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら3つの要素を一端から他端へ向かって順番に第1要素RE1、第2要素RE2、及び第3要素RE3としたとき、その第1要素RE1は非回転部材である前記ケース12に連結され、前記第2要素RE2は伝達部材22に連結され、前記第3要素RE3は前記入力軸18及び第1電動機M1に連結されるものであり、前記第2遊星歯車装置26及び第3遊星歯車装置28のサンギヤ、キャリア、及びリングギヤの一部が互いに連結されることによって4つの要素が構成されると共に、それら4つの要素それぞれの回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら4つの要素を一端から他端へ向かって順番に第4要素RE4、第5要素RE5、第6要素RE6、及び第7要素RE7としたとき、その第4要素RE4は第3クラッチC3を介して前記伝達部材22に選択的に連結されると共に第1ブレーキB1を介して前記ケース12に選択的に連結され、前記第5要素RE5は第2クラッチC2を介して前記入力軸18に選択的に連結されると共に第2ブレーキB2を介して前記ケース12に選択的に連結され、前記第6要素RE6は前記出力軸20及び第2電動機M2に連結され、前記第7要素RE7は第1クラッチC1を介して前記伝達部材22に選択的に連結されるものであって、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、及び第2ブレーキB2の係合作動の組み合わせによって複数の動力伝達経路が選択的に成立させられるものであるため、係合要素である前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3の解放により、前記第1電動機M1と第2電動機M2との間の動力伝達を遮断することができ、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。
The stepped
また、前記第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1キャリアCA1、及び第1リングギヤR1を備えるシングルピニオン型の遊星歯車装置であって、前記第1要素RE1は第1サンギヤS1であり、前記第2要素RE2は第1キャリアCA1であり、前記第3要素RE3は第1リングギヤR1であり、前記第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2キャリアCA2、及び第2リングギヤR2を備えるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3キャリアCA3、及び第3リングギヤR3を備えるダブルピニオン型の遊星歯車装置であって、前記第4要素RE4は前記第2サンギヤS2であり、前記第5要素RE5は互いに連結された前記第2キャリアCA2及び第3キャリアCA3であり、前記第6要素RE6は互いに連結された前記第2リングギヤR2及び第3リングギヤR3であり、前記第7要素RE7は前記第3サンギヤS3であるため、実用的な態様の有段変速部16に備えられた係合要素の解放により、前記第1電動機M1と第2電動機M2との間の動力伝達を遮断することができ、専用の係合装置を設けることなく電気的な経路を用いた変速と機械的な変速とを適宜に実行できる。
The first
また、前記有段変速制御手段52は、車両発進時又は前進時には前記第1クラッチC1を、後進時には第2クラッチC2をそれぞれスリップ制御して、前記第2電動機M2のトルクでは不足する車両の出力を補うものであるため、好適な車両発進又は前進、後進が実現される。 The stepped shift control means 52 slip-controls the first clutch C1 when the vehicle starts or moves forward and the second clutch C2 when the vehicle moves backward, and the vehicle output is insufficient with the torque of the second electric motor M2. Therefore, suitable vehicle start or advance and reverse are realized.
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other modes.
例えば、前述の実施例では、係合要素である第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び第3クラッチC3の全てが解放されることにより動力遮断状態(ニュートラル状態)とされる有段変速部16を備えた変速機構10について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のクラッチのうち1つ乃至は2つのクラッチが解放されることにより動力遮断状態が成立させられる有段変速機を備えた駆動装置に本発明が適用されてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the stepped transmission unit that is brought into the power cut-off state (neutral state) by disengaging all of the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3 that are engaging elements. However, the present invention is not limited to this, and the power cut-off state is established by releasing one or two of the plurality of clutches. The present invention may be applied to a drive device including a step transmission.
また、前述の実施例では、複数の遊星歯車装置から成る前記有段変速部16を変速機として動力伝達経路に備えた構成を説明したが、この変速機は有段変速機でなくともよく、例えば、前後進切換のために複数の係合要素を備えた無段変速機が動力伝達経路に介挿されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the stepped
また、前述の実施例では、前記有段変速部16には前記クラッチC1乃至C3、及びブレーキB1及びB2等の油圧式摩擦係合装置が係合要素として備えられていたが、斯かる係合要素は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the stepped
また、前述の実施例では、前記エンジン14は入力軸18と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、第1電動機M1及び第2電動機M2は、前記入力軸18に同心に配置されており、その第1電動機M1は入力軸18に連結され、第2電動機M2は出力軸20に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に前記第1電動機M1が入力軸18に連結され、第2電動機M2が出力軸20に連結されてもよい。
In the above-described embodiment, the first electric motor M1 and the second electric motor M2 are arranged concentrically with the input shaft 18, the first electric motor M1 is connected to the input shaft 18, and the second electric motor M2 is an output. Although it is connected to the
また、前述の実施例では、前記第2電動機M2が出力軸20に連結されていたが、前記有段変速部16が動力遮断状態とされたときに前記出力軸20へ動力を伝達できる構成であれば必ずしも出力軸20に直接連結されていなくともよく、例えば前記有段変速部16内の何れかの回転部材に連結されていてもよい。
In the above-described embodiment, the second electric motor M2 is connected to the
また、前述の実施例では、前記エンジン14と駆動輪38との間の動力伝達経路に前記有段変速部16が介挿されていたが、例えば手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダにより変速段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機等の他の形式の動力伝達装置(変速機)が設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the stepped
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の改良が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various improvements within a range not departing from the gist thereof.
12:トランスミッションケース(非回転部材)
14:エンジン
16:有段変速部(有段変速機)
18:入力軸(入力部材)
20:出力軸(出力部材)
22:伝達部材
24:第1遊星歯車装置
26:第2遊星歯車装置
28:第3遊星歯車装置
38:駆動輪
50:ハイブリッド制御手段
52:有段変速制御手段
60:車両発進判定手段
CA1、CA2、CA3:キャリア
C1〜C3:クラッチ(係合要素)
B1、B2:ブレーキ(係合要素)
M1:第1電動機
M2:第2電動機
RE1:第1要素
RE2:第2要素
RE3:第3要素
RE4:第4要素
RE5:第5要素
RE6:第6要素
RE7:第7要素
R1、R2、R3:リングギヤ
S1、S2、S3:サンギヤ
12: Transmission case (non-rotating member)
14: Engine 16: Stepped transmission (stepped transmission)
18: Input shaft (input member)
20: Output shaft (output member)
22: Transmission member 24: First planetary gear unit 26: Second planetary gear unit 28: Third planetary gear unit 38: Drive wheel 50: Hybrid control unit 52: Stepped gear shift control unit 60: Vehicle start determination unit CA1, CA2 CA3: Carriers C1 to C3: Clutch (engagement element)
B1, B2: Brake (engagement element)
M1: first motor M2: second motor RE1: first element RE2: second element RE3: third element RE4: fourth element RE5: fifth element RE6: sixth element RE7: seventh element R1, R2, R3 : Ring gear S1, S2, S3: Sun gear
Claims (7)
前記入力部材に動力伝達可能に連結された、少なくとも発電機としての機能を有する第1電動機と、
該第1電動機から電気エネルギを取得し得る、前記出力部材に動力伝達可能に連結された、少なくとも電動機としての機能を有する第2電動機と
を、備えたことを特徴とする車両用駆動装置。 A plurality of engagement elements are provided, and a power cut-off state is established by releasing at least one of the plurality of engagement elements, and power is generated by a combination of engagement and release of the plurality of engagement elements. A vehicle drive device is provided with a transmission that forms a transmission path and outputs a power input to an input member from an output member via the power transmission path in a power transmission path between an engine and drive wheels. And
A first electric motor connected to the input member so as to be capable of transmitting power, and having at least a function as a generator;
A vehicle drive device comprising: a second electric motor capable of acquiring electric energy from the first electric motor and connected to the output member so as to transmit power and having a function as at least an electric motor.
前記第2遊星歯車装置及び第3遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、及びリングギヤの一部が互いに連結されることによって4つの要素が構成されると共に、それら4つの要素それぞれの回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら4つの要素を一端から他端へ向かって順番に第4要素、第5要素、第6要素、及び第7要素としたとき、該第4要素は第3クラッチを介して前記伝達部材に選択的に連結されると共に第1ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、前記第5要素は第2クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結されると共に第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、前記第6要素は前記出力部材及び第2電動機に連結され、前記第7要素は第1クラッチを介して前記伝達部材に選択的に連結されるものであって、前記第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ、第1ブレーキ、及び第2ブレーキの係合作動の組み合わせによって複数の動力伝達経路が選択的に成立させられるものである請求項1から5の何れかの車両用駆動装置。 The transmission is a stepped transmission including a first planetary gear device, a second planetary gear device, and a third planetary gear device, and the first planetary gear device includes three sun gears, a carrier, and a ring gear. The elements are configured, and the rotation speed of each of the three elements can be expressed on a straight line. The three elements are arranged in order from one end to the other end on the collinear chart, and the first element, the second element, and the second element When there are three elements, the first element is connected to a non-rotating member, the second element is connected to a transmission member, and the third element is connected to the input member and the first electric motor,
The sun gear, the carrier, and part of the ring gear of the second planetary gear device and the third planetary gear device are connected to each other to constitute four elements, and the rotational speed of each of the four elements is linearly determined. In the collinear chart that can be represented, when the four elements are sequentially designated as a fourth element, a fifth element, a sixth element, and a seventh element from one end to the other end, the fourth element is the third element. The fifth element is selectively connected to the input member via a second clutch. The fifth element is selectively connected to the non-rotating member via a first brake. The sixth element is connected to the output member and the second electric motor via the second brake, and the seventh element is connected to the transmission member via the first clutch. Selective A plurality of power transmission paths are selectively established by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the third clutch, the first brake, and the second brake. The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 5.
前記第2遊星歯車装置は、第2サンギヤ、第2キャリア、及び第2リングギヤを備えるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第3遊星歯車装置は、第3サンギヤ、第3キャリア、及び第3リングギヤを備えるダブルピニオン型の遊星歯車装置であって、前記第4要素は前記第2サンギヤであり、前記第5要素は互いに連結された前記第2キャリア及び第3キャリアであり、前記第6要素は互いに連結された前記第2リングギヤ及び第3リングギヤであり、前記第7要素は前記第3サンギヤである請求項6の車両用駆動装置。 The first planetary gear device is a single pinion type planetary gear device including a first sun gear, a first carrier, and a first ring gear, wherein the first element is a first sun gear, and the second element is a second element. One carrier, and the third element is a first ring gear,
The second planetary gear device is a single pinion type planetary gear device including a second sun gear, a second carrier, and a second ring gear, and the third planetary gear device includes a third sun gear, a third carrier, and a second gear. A double pinion type planetary gear device having three ring gears, wherein the fourth element is the second sun gear, the fifth element is the second carrier and the third carrier connected to each other, and the sixth element 7. The vehicle drive device according to claim 6, wherein elements are the second ring gear and the third ring gear connected to each other, and the seventh element is the third sun gear.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080708 |
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A02 | Decision of refusal |
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