JP2010100251A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多段変速機を備えたハイブリッド車両の制御技術に関する。 The present invention relates to a control technique for a hybrid vehicle including a multi-stage transmission.
原動機として内燃機関及び電気モータを有し、内燃機関からの機械的動力を、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して駆動輪に向けて伝達可能な、いわゆる「多段変速機」を備えたハイブリッド車両(例えば、例えば、特許文献1,2)が、従来から提案されている。
A so-called “multi-stage transmission” having an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover and capable of shifting mechanical power from the internal combustion engine to any one of a plurality of shift stages and transmitting it to drive wheels. Conventionally provided hybrid vehicles (for example,
下記の特許文献1には、原動機としての内燃機関(エンジン)及びモータジェネレータと、デュアルクラッチ式変速機(Dual Clutch Transmission)とを備え、当該デュアルクラッチ式変速機の2つの入力軸のうち一方に、モータジェネレータのロータ(回転子)が係合するハイブリッド車両が開示されている。
The following
また、下記の特許文献2には、原動機としてのエンジン及びモータと、これら原動機からの機械的動力を変速して駆動輪に向けて伝達する多段変速機を備えたハイブリッド車両が開示されている。特許文献2には、多段変速機において選択されている変速段から、より低速側の変速段に切替えるダウンシフトを行わなくても、駆動輪に生じることが要求されている要求駆動力を達成可能と判定した場合には、モータによるトルクアシストを行い、一方、ダウンシフトを行わないと要求駆動力を達成不可能と判定した場合には、多段変速機においてダウンシフトを行って要求駆動力を達成する技術が記載されている。 Patent Document 2 below discloses a hybrid vehicle including an engine and a motor as a prime mover, and a multi-stage transmission that shifts mechanical power from the prime mover and transmits it to drive wheels. In Patent Document 2, the required driving force that is required to be generated in the drive wheels can be achieved without performing a downshift to switch from a shift stage selected in the multi-stage transmission to a lower speed shift stage. If it is determined that the required driving force cannot be achieved without downshifting, the multistage transmission will downshift to achieve the required driving force. The technology to do is described.
上述のような多段変速機を備えたハイブリッド車両において、例えば、要求駆動力の増大を上述のようなダウンシフトにより達成する場合、通常、機関負荷すなわち機関トルクが低下すると共に機関回転速度が上昇して内燃機関の運転状態(いわゆる動作点)が変化することとなる。このように、要求駆動力の変化に応じて、多段変速機においてダウンシフトやアップシフト等のシフト動作を行うと、内燃機関の運転状態が変化して当該内燃機関における燃料消費率[g/kWh]が上昇する、すなわち内燃機関の熱効率が低下することがある。 In a hybrid vehicle equipped with a multi-speed transmission as described above, for example, when an increase in required driving force is achieved by the downshift as described above, the engine load, that is, the engine torque is usually decreased and the engine rotational speed is increased. As a result, the operating state (so-called operating point) of the internal combustion engine changes. As described above, when a shift operation such as downshift or upshift is performed in the multi-stage transmission in accordance with the change in the required driving force, the operating state of the internal combustion engine changes and the fuel consumption rate [g / kWh in the internal combustion engine changes. ] May increase, that is, the thermal efficiency of the internal combustion engine may decrease.
また、上述のハイブリッド車両において、燃料消費率が比較的低い運転状態で内燃機関を作動させている場合、要求駆動力の変化を、多段変速機におけるシフト動作ではなく内燃機関の機関トルクを変化させることにより達成しようとすると、燃料消費率が比較的高い運転状態で内燃機関を作動させてしまうこともある。 Further, in the hybrid vehicle described above, when the internal combustion engine is operated in an operation state where the fuel consumption rate is relatively low, the change in the required driving force is changed not in the shift operation in the multi-stage transmission but in the engine torque of the internal combustion engine. If it tries to achieve by this, an internal combustion engine may be operated in the driving | running state with a comparatively high fuel consumption rate.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関と電気モータを協調して作動させて要求駆動力を達成することで、内燃機関が、燃料消費率の高い運転状態で作動することを抑制可能なハイブリッド車両の制御技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and by operating the internal combustion engine and the electric motor in cooperation to achieve the required driving force, the internal combustion engine operates in an operating state with a high fuel consumption rate. An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control technology capable of suppressing this.
上記の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両は、原動機として内燃機関及び電気モータを有し、内燃機関から出力される機関出力を、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して駆動輪に向けて伝達可能な多段変速機と、駆動輪に生じることが要求される要求駆動力に応じて、内燃機関及び電気モータの作動を制御可能な制御手段と、を備えたハイブリッド車両であって、制御手段は、内燃機関の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、機関出力が増大するよう内燃機関と電気モータを協調して作動させて要求駆動力を達成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a hybrid vehicle according to the present invention has an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover, and changes the engine output output from the internal combustion engine by any one of a plurality of shift stages. And a control unit capable of controlling the operation of the internal combustion engine and the electric motor in accordance with a required driving force required to be generated in the driving wheel. When the operation state of the internal combustion engine is in a region on the low load side compared to the light load limit line set in advance on the low load side from the optimum fuel consumption line, the engine output increases. The required driving force is achieved by operating the internal combustion engine and the electric motor in a coordinated manner.
上記のハイブリッド車両において、制御手段は、内燃機関の運転状態が、軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、電気モータから出力されるモータ出力の変化に比べて、機関出力を大きく変化させて要求駆動力を達成し、内燃機関の運転状態が、軽負荷制限線に比べて最適燃費線側の領域にある場合には、機関出力の変化に比べてモータ出力を大きく変化させて要求駆動力を達成するものとすることができる。 In the hybrid vehicle described above, when the operating state of the internal combustion engine is in a region on the low load side compared to the light load limit line, the control means compares the engine output with the change in motor output output from the electric motor. When the required driving force is achieved by greatly changing the output and the operating state of the internal combustion engine is in the region of the optimum fuel consumption line compared to the light load limit line, the motor output is increased compared to the change in engine output. It can be varied to achieve the required driving force.
上記のハイブリッド車両において、制御手段は、内燃機関の運転状態が、最適燃費線より高負荷側に予め設定された高負荷制限線と、軽負荷制限線との間に挟まれた領域にある場合には、機関出力が変化しないよう維持すると共にモータ出力を変化させて要求駆動力を達成するものとすることができる。 In the hybrid vehicle described above, the control means is in a region where the operating state of the internal combustion engine is sandwiched between a high load limit line preset on the higher load side than the optimum fuel consumption line and a light load limit line. The required driving force can be achieved by maintaining the engine output so as not to change and changing the motor output.
上記のハイブリッド車両において、制御手段は、内燃機関の運転状態が、高負荷制限線に比べて高負荷側の領域にある場合には、多段変速機において、内燃機関からの機関出力を変速する機関出力変速段を、より減速比が大きい変速段に切替えて要求駆動力を達成するものとすることができる。 In the above hybrid vehicle, the control means is an engine that shifts the engine output from the internal combustion engine in the multi-stage transmission when the operating state of the internal combustion engine is in a region on the high load side compared to the high load limit line. The output gear can be switched to a gear having a larger reduction ratio to achieve the required driving force.
上記のハイブリッド車両において、電気モータは、発電機として作動して機関出力のうち一部を二次電池に充電される充電電力に変換可能なものであり、制御手段は、内燃機関の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、電気モータを発電機として作動させると共に、機関出力を増大させるものとすることができる。 In the hybrid vehicle described above, the electric motor operates as a generator and can convert a part of the engine output into charging power charged in the secondary battery, and the control means has an operating state of the internal combustion engine. When the electric load is in the low load area compared to the light load limit line preset on the low load side from the optimum fuel consumption line, the electric motor is operated as a generator and the engine output is increased. Can do.
上記のハイブリッド車両において、多段変速機は、複数の変速段のうちいずれか1つにより、電気モータのロータに係合する第1入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第1変速機構と、複数の変速段のうちいずれか1つにより、第2入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第2変速機構と、機関出力軸と第1入力軸とを係合させることが可能な第1クラッチと、機関出力軸と第2入力軸とを係合させることが可能な第2クラッチとを有するデュアルクラッチ式変速機であるものとすることができる。 In the hybrid vehicle described above, the multi-speed transmission has a first speed change capable of engaging the first input shaft that engages with the rotor of the electric motor and the drive wheel by any one of the plurality of speed stages. The engine, the second transmission mechanism capable of engaging the second input shaft and the drive wheel, and the engine output shaft and the first input shaft are engaged by any one of the plurality of shift stages. It is possible to provide a dual clutch transmission having a first clutch capable of engaging, and a second clutch capable of engaging the engine output shaft and the second input shaft.
本発明によれば、制御手段は、内燃機関の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、機関出力が増大するよう内燃機関と電気モータを協調して作動させて要求駆動力を達成するものとしたので、軽負荷制限線より低負荷側が、燃料消費率が高い領域となるよう軽負荷制限線をあらかじめ設定しておき、当該領域にある場合には、機関出力が増大するよう内燃機関と電気モータを協調して作動させて要求駆動力を達成することで、要求駆動力を達成したときに、内燃機関が、燃料消費率の高い運転状態で作動することを抑制することができる。 According to the present invention, when the operating state of the internal combustion engine is in a region on the low load side compared to the light load limit line set in advance on the low load side from the optimum fuel consumption line, the engine output is Since the required driving force is achieved by operating the internal combustion engine and the electric motor in coordination with each other, the light load limit line is set in advance so that the low load side is in a region where the fuel consumption rate is higher than the light load limit line. If the required driving force is achieved by operating the internal combustion engine and the electric motor in a coordinated manner so that the engine output increases, It is possible to suppress the engine from operating in an operating state with a high fuel consumption rate.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態(以下、実施形態と記す)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment (hereinafter referred to as an embodiment). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
まず、本実施形態に係る制御技術が適用されるハイブリッド車両の構成について、図1〜図5を用いて説明する。図1は、ハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。図2は、多段変速機としてのデュアルクラッチ式変速機が有するデュアルクラッチ機構の構造を示す模式図である。図3は、変形例のデュアルクラッチ機構の構造を示す模式図である。図4は、デュアルクラッチ式変速機の各変速段を機関出力変速段として用いた場合に、駆動輪に発生可能な駆動力である最大駆動力を示す図である。図5は、内燃機関の機関回転速度及び機関トルクに対する燃料消費率を示す図である。 First, the configuration of a hybrid vehicle to which the control technology according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle. FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure of a dual clutch mechanism included in a dual clutch transmission as a multi-stage transmission. FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a modified dual clutch mechanism. FIG. 4 is a diagram showing a maximum driving force that is a driving force that can be generated in the drive wheels when each shift stage of the dual clutch transmission is used as an engine output shift stage. FIG. 5 is a graph showing the fuel consumption rate with respect to the engine rotation speed and the engine torque of the internal combustion engine.
ハイブリッド車両1は、駆動輪88を回転駆動するための原動機(動力源)として、内燃機関5と、電気モータ50とを備えている。電気モータ50は、デュアルクラッチ式変速機10と共に駆動装置(10,50)を構成している。駆動装置(10,50)は、内燃機関5と結合されて、ハイブリッド車両1に搭載される。ハイブリッド車両1には、内燃機関5の運転状態(機関トルク及び機関回転速度)を制御する制御手段として内燃機関用の電子制御装置(以下、エンジンECUと記す)102と、電気モータ50の運転状態を制御する制御手段として電気モータ用の電子制御装置(以下、モータECUと記す)106が設けられている。
The
また、ハイブリッド車両1は、複数の変速段31〜49のうちいずれか1つの係合状態にある変速段により変速して、駆動輪88に向けて伝達可能な多段変速機(有段変速機)としてデュアルクラッチ式変速機10を備えている。ハイブリッド車両1には、デュアルクラッチ式変速機10における各変速段の係合/解放状態を制御する制御手段として変速機用の電子制御装置(以下、変速機ECUと記す)104が設けられている。加えて、ハイブリッド車両1には、内燃機関5、電気モータ50、及びデュアルクラッチ式変速機10を協調させて統合的に制御する制御手段として、ハイブリッド車両用の電子制御装置(以下、HVECUと記す)100が設けられている。HVECU100は、上述のエンジンECU102を介して内燃機関5の運転状態を制御可能となっており、変速機ECU104を介してデュアルクラッチ式変速機10の各変速段の係合/解放状態を制御可能となっており、モータECU106を介して電気モータ50を制御可能となっている。HVECU100には、各種制御定数を記憶する記憶手段としてROM(図示せず)が設けられている。
In addition, the
内燃機関5は、燃料のエネルギを燃焼により機械的動力に変換して出力する熱機関であり、ピストン6がシリンダ内を往復運動するピストン往復動機関である。内燃機関5は、図示しない燃料噴射装置、点火装置、及びスロットル弁装置を備えている。これら装置は、HVECU100により制御される。内燃機関5は、発生した機械的動力を、機関出力軸(クランク軸)8から出力する。機関出力軸8には、後述するデュアルクラッチ式変速機10のデュアルクラッチ機構20の入力側、例えば、クラッチハウジング14a(図2参照)が結合される。HVECU100は、内燃機関5の機関出力軸8から出力する機械的動力を調整することが可能となっている。内燃機関5には、機関出力軸8の回転角位置(以下、クランク角と記す)を検出するクランク角センサ(図示せず)が設けられており、クランク角に係る信号をエンジンECU102に送出している。内燃機関5の作動により機関出力軸8に生じるトルク(以下、機関トルクと記す)は、エンジンECU102を介してHVECU100により制御される。
The internal combustion engine 5 is a heat engine that converts fuel energy into mechanical power by combustion and outputs it, and is a piston reciprocating engine in which a piston 6 reciprocates in a cylinder. The internal combustion engine 5 includes a fuel injection device, an ignition device, and a throttle valve device (not shown). These devices are controlled by the HVECU 100. The internal combustion engine 5 outputs the generated mechanical power from an engine output shaft (crankshaft) 8. The engine output shaft 8 is coupled to an input side of a
電気モータ50は、供給された電力を機械的動力に変換して出力する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換して回収する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。電気モータ50は、永久磁石型交流同期電動機で構成されており、後述するインバータ110から三相の交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するステータ54と、回転磁界に引き付けられて回転する回転子であるロータ52とを有しており、当該ロータ52から機械的動力を入出力可能となっている。電気モータ50には、ロータ52の回転角位置を検出するレゾルバ(図示せず)が設けられており、ロータ52の回転角位置に係る信号をモータECU106に送出している。
The
また、ハイブリッド車両1には、電気モータ50に電力を供給する電力供給装置として、インバータ110と二次電池120が設けられている。インバータ110は、二次電池120から供給される直流電力を交流電力に変換して電気モータ50に供給することが可能に構成されている。また、インバータ110は、電気モータ50からの交流電力を直流電力に変換して二次電池120に回収することも可能に構成されている。このようなインバータ110から電気モータ50への電力供給、及び電気モータ50からの電力回収は、モータECU106を介してHVECU100により制御される。
The
なお、以下の説明において、電気モータ50を電動機として作動させて、電気モータ50がロータ52から機械的動力を出力することを「力行」と記す。これに対して、電気モータ50を発電機として作動させて、駆動輪88から電気モータ50のロータ52に伝達された機械的動力を電力に変換して二次電池120に回収すると共に、このときロータ52に生じる回転抵抗により、ロータ52及びこれに係合する部材(例えば、駆動輪88)の回転を制動することを「回生制動」と記す。電気モータ50の電動機/発電機としての機能の切替えと、電気モータ50においてロータ52から入力又は出力されるトルク(以下、モータトルクと記す)は、モータECU106を介してHVECU100により制御される。
In the following description, the operation of the
また、ハイブリッド車両1は、内燃機関5及び電気モータ50からの機械的動力を駆動輪88に伝達する動力伝達装置として、機関出力軸8及びロータ52からの機械的動力を複数の変速段のうちいずれか1つの係合状態にある変速段により変速しトルクを変化させて、駆動輪88に係合する推進軸66に向けて伝達可能な多段変速機であるデュアルクラッチ式変速機10と、推進軸66に伝達された機械的動力を減速すると共に駆動輪88に係合する左右の駆動軸80に分配する終減速装置70とを有している。
Further, the
デュアルクラッチ式変速機10は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第1群の変速段31,33,35のうちいずれか1つにより変速して駆動輪88に係合する推進軸66に伝達可能な第1変速機構30と、第2入力軸28で受けた機械的動力を、第2群の変速段42,44,49のうちいずれか1つにより変速して駆動輪88に係合する推進軸66に伝達可能な第2変速機構40とを有しており、加えて、内燃機関5の機関出力軸8と第1入力軸27とを係合させることが可能な第1クラッチ21と、機関出力軸8と第2入力軸28とを係合させることが可能な第2クラッチ22とにより構成されるデュアルクラッチ機構20を有している。
In the dual
デュアルクラッチ式変速機10は、前進用に第1速ギア段31から第5速ギア段35までの5つの変速段を有しており、後進用に1つの変速段、後進ギア段49を有している。第1速〜第5速ギア段31〜49の減速比は、第1速ギア段31、第2速ギア段42、第3速ギア段33、第4速ギア段44、第5速ギア段35の順に小さくなるよう設定されている。
The dual
第1変速機構30は、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、第1群の変速段は、奇数段すなわち第1速ギア段31と、第3速ギア段33と、第5速ギア段35により構成されている。第1変速機構30において変速段31,33,35のうち、第1速ギア段31が、最も減速比が大きい、即ち低速側の変速段となっている。第1変速機構30の入力軸である第1入力軸27には、電気モータ50のロータ52が結合されている。
The first
第1速ギア段31は、第1入力軸27に結合されている第1速メインギア31aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第1速メインギア31aと噛み合う第1速カウンタギア31cとを有している。第1変速機構30には、第1速ギア段31に対応して、第1速カウンタギア31cと第1出力軸37とを係合させることが可能な第1速カップリング機構31eが設けられている。第1速カップリング機構31eにより第1速カウンタギア31cと第1出力軸37を係合させる、すなわち第1速ギア段31を係合状態にすることで、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第1速ギア段31により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
The first
同様に、第3速ギア段33は、第1入力軸27に結合されている第3速メインギア33aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第3速メインギア33aと噛み合う第3速カウンタギア33cとを有している。第1変速機構30には、第3速ギア段33に対応して、第3速カウンタギア33cと第1出力軸37とを係合させることが可能な第3速カップリング機構33eが設けられている。第3速カップリング機構33eにより第3速カウンタギア33cと第1出力軸37を係合させる、すなわち第3速ギア段33を係合状態にすることで、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第3速ギア段33により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
Similarly, the third
また、第5速ギア段35は、第1入力軸27に結合されている第5速メインギア35aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第5速メインギア35aと噛み合う第5速カウンタギア35cとを有している。第1変速機構30には、第5速ギア段35に対応して、第5速カウンタギア35cと第1出力軸37とを係合させることが可能な第5速カップリング機構35eが設けられている。第5速カップリング機構35eにより第5速カウンタギア35cと第1出力軸37を係合させる、すなわち第5速ギア段35を係合状態にすることで、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第5速ギア段35により変速し、トルクを変化させて、第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
The fifth
第1変速機構30の第1出力軸37には、第1駆動ギア37cが結合されており、当該第1駆動ギア37cは、動力統合ギア58と噛み合っている。動力統合ギア58には、推進軸66が結合されている。推進軸66は、後述する終減速装置70を介して、駆動輪88が結合された駆動軸80と係合している。つまり、第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35の出力側にある第1出力軸37と、駆動輪88は係合している。
A
電気モータ50のロータ52は、第1変速機構30の第1入力軸27に結合されており、ロータ52から入出力する機械的動力すなわちトルクは、第1変速機構30の第1入力軸27にそのまま伝達される。つまり、デュアルクラッチ式変速機10を構成する第1変速機構30及び第2変速機構40にそれぞれ対応して設けられた第1入力軸27及び第2入力軸28のうち、第1入力軸27には、電気モータ50のロータ52が係合している。
The
第1変速機構30における各変速段31,33,35の係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、図示しないアクチュエータを介してHVECU100により制御される。HVECU100は、第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35のうちいずれか1つを選択して係合状態にすることで、第1変速機構30が第1入力軸27で受けた機械的動力を、選択されて係合状態にある変速段により変速し、第1出力軸37から駆動輪88に向けて伝達することが可能となっている。つまり、第1変速機構30は、減速比がそれぞれ異なる第1群の変速段31,33,35のうちいずれか1つの変速段により、電気モータ50のロータ52に係合する第1入力軸27と駆動輪88とを係合させることが可能なものとなっている。
The
一方、第2変速機構40は、第1変速機構30と同様に、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、第2群の変速段は、偶数段、すなわち第2速ギア段42と、第4速ギア段44と、後進用の変速段である後進ギア段49から構成されている。第2変速機構40において、変速段42,44のうち、第2速ギア段42が、最も減速比が大きい、即ち低速側の変速段となっている。
On the other hand, like the
第2速ギア段42は、第2入力軸28に結合されている第2速メインギア42aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第2速メインギア42aと噛み合う第2速カウンタギア42cとを有している。第2変速機構40には、第2速ギア段42に対応して、第2速カウンタギア42cと第2出力軸48とを係合させることが可能な第2速カップリング機構42eが設けられている。第2速カップリング機構42eにより第2速カウンタギア42cと第2出力軸48とを係合させる、すなわち第2速ギア段42を係合状態にすることで、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、第2速ギア段42により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達することが可能となっている。
The second
同様に、第4速ギア段44は、第2入力軸28に結合されている第4速メインギア44aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第4速メインギア44aと噛み合う第4速カウンタギア44cとを有している。第2変速機構40には、第4速ギア段44に対応して、第4速カウンタギア44cと第2出力軸48とを係合させることが可能な第4速カップリング機構44eが設けられている。第4速カップリング機構44eにより第4速カウンタギア44cと第2出力軸48とを係合させる、すなわち第4速ギア段44を係合状態にすることで、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、第4速ギア段44により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達することが可能となっている。
Similarly, the fourth
また、後進ギア段49は、第2入力軸28に結合されている後進メインギア49aと、後進メインギア49aと噛み合う後進中間ギア49bと、後進中間ギア49bと噛み合い、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられた後進カウンタギア49cとを有している。第2変速機構40には、後進ギア段49に対応して、後進カウンタギア49cと第2出力軸48とを係合させることが可能な後進カップリング機構49eが設けられている。後進カップリング機構49eにより後進カウンタギア49cと第2出力軸48とを係合させる、すなわち後進ギア段49を係合状態にすることで、第2変速機構40は、第2入力軸28から受けた機械的動力を、後進ギア段49により、回転方向を逆方向に変えると共に変速し、トルクを変化させて第2出力軸48に伝達することが可能となっている。
The
第2変速機構40の第2出力軸48には、第2駆動ギア48cが結合されており、当該第2駆動ギア48cは、動力統合ギア58と噛み合っている。動力統合ギア58には、推進軸66が結合されており、推進軸66は、後述する終減速装置70を介して、駆動輪88に結合された駆動軸80と係合している。つまり、第2変速機構40の第2群の変速段42,44,49の出力側を構成する第2出力軸48と、駆動輪88は係合している。
A
第2変速機構40における各変速段42,44,49の係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、図示しないアクチュエータを介してHVECU100により制御される。HVECU100は、第2変速機構40の第2群の変速段42,44,49のうちいずれか1つの変速段を選択して係合状態にすることで、第2変速機構40が第2入力軸28で受けた機械的動力を、選択されて係合状態にある変速段により変速し、第2出力軸48から駆動輪88に向けて伝達することが可能となっている。つまり、第2変速機構40は、減速比がそれぞれ異なる第2群の変速段42,44,49のうちいずれか1つの変速段により、第2入力軸28と駆動輪88とを係合させることが可能なものとなっている。
The
デュアルクラッチ機構20は、内燃機関5の機関出力軸8と第1変速機構30の第1入力軸27とを係合させることが可能な第1クラッチ21と、内燃機関5の機関出力軸8と第2変速機構40の第2入力軸28とを係合させることが可能な第2クラッチ22とを有している。第1クラッチ21及び第2クラッチ22は、湿式多板クラッチや乾式単板クラッチ等の摩擦式ディスククラッチ装置で構成される。
The dual
第1クラッチ21が係合状態となることで、機関出力軸8と第1入力軸27が一体に回転して、機関出力軸8からの機械的動力を、第1変速機構30の変速段31,33,35のうちいずれか1つにより変速して駆動輪88に向けて伝達することが可能となっている。つまり、第1クラッチ21は、第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35に対応して設けられている。
When the first clutch 21 is engaged, the engine output shaft 8 and the
一方、第2クラッチ22を係合状態にすることで、機関出力軸8と第2入力軸28が一体に回転して、機関出力軸8からの機械的動力を、第2変速機構40の変速段42,44,49のうちいずれか1つにより変速して駆動輪88に向けて伝達することが可能となっている。つまり、第2クラッチ22は、第2変速機構40の第2群の変速段42,44,49に対応して設けられている。
On the other hand, by bringing the second clutch 22 into the engaged state, the engine output shaft 8 and the
第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、図示しないアクチュエータ及び変速機ECU104を介してHVECU100により制御される。HVECU100は、デュアルクラッチ機構20において、第1クラッチ21又は第2クラッチ22のうちいずれか一方を係合状態にして、他方を解放状態にすることで、内燃機関5からの機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうちいずれか一方に伝達させることが可能となっている。
Switching between the engaged state and the disengaged state (non-engaged state) of the first clutch 21 and the second clutch 22 is controlled by the
ここで、デュアルクラッチ機構20の詳細な構造の一例について図2を用いて説明する。図2に示すように、デュアルクラッチ機構20において、機関出力軸8には、図示しないダンパ等を介してデュアルクラッチ機構20のクラッチハウジング14aが結合されている。すなわち、クラッチハウジング14aは、機関出力軸8と一体に回転する。クラッチハウジング14aは、摩擦板(クラッチディスク)27a,28aを収容可能に構成されている。
Here, an example of a detailed structure of the dual
これに対して、第1変速機構30の第1入力軸27と、第2変速機構40の第2入力軸28は、同軸に配置されており、2重軸構造となっている。具体的には、第2入力軸28は、中空シャフトとして構成されており、第2入力軸28内には、第1入力軸27が延びている。内側の軸である第1入力軸27は、外側の軸である第2入力軸28に比べて軸方向に長く構成されている。機関出力軸8側から駆動輪88側に向かうに従って、まず、第2変速機構40の各変速段のメインギア42a,44a,49aが配設されており、第1変速機構30の各変速段のメインギア31a,33a,35aが配設されている。
On the other hand, the
第1入力軸27の端には、円板状の摩擦板27aが結合されており、一方、第2入力軸28の端にも、同様の摩擦板28aが結合されている。第1クラッチ21は、摩擦板27aと対向して設けられた摩擦相手板(図示せず)と、摩擦相手板を駆動するアクチュエータ(図示せず)とを有している。摩擦相手板が摩擦板27aをクラッチハウジング14aに結合された部材に押し付けることで、第1クラッチ21は、機関出力軸8と、第1変速機構30の第1入力軸27とを係合することが可能となっている。
A disc-shaped
これと同様に、第2クラッチ22は、摩擦板28aに対向して設けられた摩擦相手板(図示せず)が、摩擦板28aをクラッチハウジング14aに結合された部材に押し付けることで、機関出力軸8と、第2変速機構40の第2入力軸28とを係合することが可能となっている。デュアルクラッチ機構20における、第1及び第2クラッチ21,22にそれぞれ対応して設けられた摩擦相手板のアクチュエータによる駆動は、変速機ECU104を介してHVECU100により制御される。
Similarly, the second clutch 22 is configured such that a friction mating plate (not shown) provided opposite to the
なお、上述のデュアルクラッチ機構20の詳細な構造において、第1変速機構30の第1入力軸27と第2変速機構40の第2入力軸28は同軸に配置されるものとしたが、デュアルクラッチ機構20の詳細な構造は、これに限定されるものではない。例えば、図3に示すように、第1入力軸27と第2入力軸28は、所定の間隔を空けて平行に延びるよう配置されるものとしても良い。この変形例のデュアルクラッチ機構20においては、機関出力軸8の端に、駆動ギア14cが結合されている。駆動ギア14cには、第1ギア16と、第2ギア18が噛み合っており、第1ギア16は、第1クラッチ21に結合されており、第2ギア18は、第2クラッチ22に結合されている。第1クラッチ21は、第1変速機構30の第1入力軸27と、機関出力軸8に係合する第1ギア16とを係合させることが可能に構成されている。一方、第2クラッチ22は、第2変速機構40の第2入力軸28と、機関出力軸8に係合する第2ギア18とを係合させることが可能に構成されている。
In the detailed structure of the dual
第1及び第2クラッチ21,22は、それぞれ摩擦式クラッチ等の任意のクラッチ機構で構成することができる。第1クラッチ21及び第2クラッチ22において交互に係合状態と解放状態を切替ることで、機関出力軸8から出力される内燃機関5の機械的動力は、駆動ギア14cから、第1変速機構30の第1入力軸27、又は第2変速機構40の第2入力軸28のいずれかに伝達されることとなる。
Each of the first and
また、ハイブリッド車両1には、原動機から推進軸66に伝達された機械的動力を、減速すると共に、駆動輪88に係合する左右の駆動軸80に分配する終減速装置70が設けられている。終減速装置70は、推進軸66に結合された駆動ピニオン68と、駆動ピニオン68とリングギア72が直交して噛み合う差動機構74とを有している。終減速装置70は、原動機すなわち内燃機関5及び電気モータ50のうち少なくとも一方から推進軸66に伝達された機械的動力を、駆動ピニオン68及びリングギア72により減速し、差動機構74により左右の駆動軸80に分配して、駆動軸80に結合されている駆動輪88に伝達することで、当該駆動輪88の接地面に、ハイブリッド車両1を駆動する駆動力[N]を生じさせることが可能となっている。
The
また、ハイブリッド車両1には、駆動輪88の回転速度を検出する車輪速センサ(図示せず)が設けられており、検出した駆動輪88の回転速度に係る信号をHVECU100に送出している。また、ハイブリッド車両1には、電気モータ50に電力を供給する二次電池120の蓄電状態(state-of-charge、SOC)を検出する電池監視ユニット(図示せず)が設けられており、検出した二次電池120の蓄電状態に係る信号を、モータECU106を介してHVECU100に送出している。
Further, the
また、ハイブリッド車両1には、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルポジションセンサ(図示せず)が設けられており、検出したアクセルペダルの操作量(以下、アクセル操作量と記す)に係る信号を、HVECU100に送出している。
Further, the
以上のように構成されたハイブリッド車両1において、HVECU100は、変速機ECU104を介して第1変速機構30及び第2変速機構40における各変速段の係合/解放状態と、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態とを検出している。また、HVECU100は、クランク角センサ(図示せず)からの機関出力軸8の回転角位置(クランク角)に係る信号をエンジンECU102を介して検出しており、レゾルバからの電気モータ50のロータ52の回転角位置に係る信号をモータECU106を介して検出している。また、HVECU100は、車輪速センサ(図示せず)からの駆動輪88の回転速度に係る信号と、アクセルペダルポジションセンサ(図示せず)からのアクセル操作量に係る信号と、電池監視ユニット(図示せず)からの二次電池120のSOCに係る信号を検出している。
In the
これら信号に基づいて、HVECU100は、各種の制御変数を算出、推定している。HVECU100は、制御変数には、内燃機関5の機関出力軸8の回転速度(以下、機関回転速度と記す)と、内燃機関5が機関出力軸8から出力するトルク(以下、機関トルクと記す)とを推定しており、当該機関回転速度及び機関トルクに基づいて内燃機関5が機関出力軸8から出力する機械的動力(以下、機関出力と記す)を制御変数として推定している。また、HVECU100は、電気モータ50のロータ52の回転速度(以下、モータ回転速度と記す)と、電気モータ50のロータ52に生じるトルク(以下、モータトルクと記す)を推定しており、当該モータ回転速度及びモータトルクに基づいて電気モータ50がロータ52から出力する機械的動力(以下、モータ出力と記す)を推定している。
Based on these signals, the
加えて、HVECU100は、上述の信号に基づいて、ハイブリッド車両1の走行速度(以下、車速と記す)と、二次電池120のSOCと、インバータ110を介して電気モータ50と二次電池120との間において授受される充放電電力とを推定している。また、HVECU100は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態と、第1変速機構30及び第2変速機構40における各変速段31〜49の係合/解放状態とを判別している。また、HVECU100は、アクセル操作量等に基づいて運転者により駆動輪88に生じることが要求される駆動力(以下、要求駆動力と記す)を推定している。
In addition, the
これら制御変数に基づいて、HVECU100は、内燃機関5及び電気モータ50の作動を把握しており、内燃機関5の運転状態(動作点)すなわち機関回転速度及び機関トルクと、電気モータ50の運転状態(動作点)すなわちモータ回転速度及びモータトルクと、デュアルクラッチ式変速機10の第1及び第2クラッチ21,22の係合/解放状態と、第1及び第2変速機構30,40の各変速段31〜49の係合/解放状態、すなわち内燃機関5からの機械的動力を変速して駆動輪88に向けて伝達する変速段(以下、機関出力変速段と記す)の選択とを、協調して制御することが可能となっている。
Based on these control variables, the
以上のように構成されたハイブリッド車両1において、HVECU100が第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にすることで、機関出力軸8は、第1入力軸27、第1変速機構30において係合状態にある変速段、第1出力軸37、動力統合ギア58、推進軸66、終減速装置70を介して駆動輪88と係合する。これにより、第1変速機構30は、内燃機関5の機関出力軸8から出力された機械的動力である機関出力と、電気モータ50のロータ52から出力された機械的動力であるモータ出力とを、第1入力軸27で受けて統合し、変速段(奇数段)31,33,35のうち係合状態にある変速段により変速し、トルクを変化させて、第1出力軸37から駆動輪88に向けて伝達することが可能となっている。
In the
この場合、駆動輪88の回転は、動力統合ギア58を介して第2変速機構40の第2出力軸48に伝達される。第2出力軸48に伝達された機械的動力は、第2変速機構40の第2群の変速段(偶数段)42,44,49のうち係合状態にある変速段により変速され、第2入力軸28に伝達されて、当該第2入力軸28を空転させる。なお、HVECU100が第2変速機構40の変速段42,44,49をいずれも解放状態にしているときには、第2出力軸48と第2入力軸28との間で動力伝達が遮断されて、駆動輪88の回転は、第2入力軸28に伝達されることはない。
In this case, the rotation of the
一方、HVECU100が、第2クラッチ22を係合状態にすると共に第1クラッチ21を解放状態にすることで、機関出力軸8は、第2入力軸28、第2変速機構40において係合状態にある変速段、第2出力軸48、動力統合ギア58、推進軸66、終減速装置70を介して駆動輪88と係合する。これにより、第2変速機構40は、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力である機関出力を、第2入力軸28で受けて、各変速段(偶数段)42,44,49のうち係合状態にある変速段により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48から駆動輪88に向けて伝達することが可能となっている。
On the other hand, the
この場合、駆動輪88の回転は、動力統合ギア58を介して第1変速機構30の第1出力軸37に伝達される。第1出力軸37に伝達された機械的動力は、第1変速機構30の変速段(奇数段)31,33,35のうち係合状態にある変速段により変速され、第1入力軸27に伝達されて、当該第1入力軸27を空転させる。なお、HVECU100が第1変速機構30の変速段31,33,35をいずれも解放状態にしているときには、第1出力軸37と第1入力軸27との間で動力伝達が遮断されて、駆動輪88の回転は、第1入力軸27に伝達されることはない。
In this case, the rotation of the
以上のように構成されたハイブリッド車両1は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を交互に係合状態にすることで、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力(機関出力)を変速して駆動輪88に向けて伝達する変速段(機関出力変速段)を、第1変速機構30の変速段31,33,35と、第2変速機構40の変速段42,44,49との間で切替えるときに、機関出力軸8から駆動輪88への動力伝達に途切れが生じることを抑制することが可能となっている。
The
例えば、機関出力変速段を、第1変速機構30の第1速ギア段31から、第2変速機構40の第2速ギア段42に切替えるアップシフトを行う場合、第1クラッチ21を係合状態にしており、且つ第2クラッチ22を解放状態にしているときに、第2速ギア段42を予め係合状態にしておくことで、第2入力軸28を空転させる。そして、係合状態にある第1クラッチ21を解放状態にしながら、解放状態にする第2クラッチ22を係合状態にすることで、第1クラッチ21と第2クラッチ22とをつなぎ替える動作、いわゆる「クラッチ・トゥ・クラッチ」を行わせる。これにより、機関出力軸8から推進軸66への動力伝達経路を、徐々に第1変速機構30の第1入力軸27から第2変速機構40の第2入力軸28に移していき、第1速ギア段31から第2速ギア段42へのアップシフトが完了する。このようにして、デュアルクラッチ式変速機10は、機関出力軸8から駆動輪88への動力伝達に途切れを生じさせることなく、第1変速機構30の変速段すなわち奇数段と、第2変速機構40の変速段すなわち偶数段との間において、機関出力変速段を切替える動作(以下、単に「シフト動作」と記す)を行うことができる。
For example, when performing an upshift to switch the engine output gear stage from the first
また、ハイブリッド車両1は、原動機として内燃機関5と電気モータ50とを併用又は選択使用することで、様々な車両走行(走行モード)を実現することができる。例えば、内燃機関5の機関出力軸8から出力される機関出力のみを駆動輪88に伝達して駆動力を生じさせる車両走行である「エンジン走行」と、内燃機関5の機関出力軸8から出力される機関出力と、電気モータ50のロータ52から出力されるモータ出力とを統合して駆動輪88に伝達することで駆動力を生じさせる車両走行である「HV走行」、電気モータ50のロータ52から出力されるモータ出力のみを駆動輪88に伝達して駆動力を生じさせる車両走行である「EV走行」等がある。
Moreover, the
これら車両走行は、運転者が要求する車両駆動力や、電気モータ50に供給する電力を貯蔵する二次電池120の蓄電状態に応じて、HVECU100により、逐次、自動的に切替えられる。以下に、各走行モードにおけるHVECU100の制御と、内燃機関5、第1クラッチ21及び第2クラッチ22、第1変速機構30及び第2変速機構40、及び電気モータ50の動作を併せて説明する。
These vehicle travels are automatically and sequentially switched by the
HVECU100が、第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にすることで、デュアルクラッチ式変速機10は、内燃機関5の機関出力軸8からの機関出力を、第1入力軸27で受け、第1変速機構30の変速段31,33,35のいずれか1つの係合状態にある変速段により変速し、第1出力軸37から駆動輪88に伝達することができる。このように、ハイブリッド車両1は、第1クラッチ21を係合状態にしている場合に、エンジン走行を実現することができる。
The
この場合において、第2変速機構40の変速段42,44,49のいずれか1つを係合状態にすることで、第2入力軸28は、駆動輪88の回転速度すなわちハイブリッド車両1の車速に比例する回転速度で回転する。このとき、HVECU100が電気モータ50を力行させて、ロータ52から第2入力軸28にモータトルクを出力することで、デュアルクラッチ式変速機10は、内燃機関5の機関出力軸8からの機関出力と、電気モータ50のロータ52からのモータ出力とを、それぞれ第1変速機構30において係合状態にある変速段と、第2変速機構40において係合状態にある変速段により変速し、動力統合ギア58で統合して、駆動輪88に伝達することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第1クラッチ21を係合状態にしている場合に、HV走行を実現することができる。
In this case, by bringing any one of the gear stages 42, 44, 49 of the
一方、HVECU100が第1クラッチ21を解放状態にすると共に第2クラッチ22を係合状態にすることで、デュアルクラッチ式変速機10は、内燃機関5の機関出力軸8からの機関出力を、第2入力軸28で受け、第2変速機構40の変速段42,44,49のいずれか1つの係合状態にある変速段により変速し、第2出力軸48から駆動輪88に伝達することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第2クラッチ22を係合状態にしている場合に、エンジン走行を実現することができる。
On the other hand, when the
この場合において、第1変速機構30の変速段31,33,35のいずれか1つを係合状態にすることで、第1入力軸27は、ハイブリッド車両1の車速に比例する回転速度で回転する。このとき、HVECU100が電気モータ50を力行させて、ロータ52から第2入力軸28にモータトルクを出力することで、デュアルクラッチ式変速機10は、電気モータ50のロータ52からのモータ出力と、内燃機関5の機関出力軸8からの機関出力とを、第2入力軸28で統合し、第2変速機構40において係合状態にある変速段により変速して、動力統合ギア58を介して駆動軸80に伝達することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第2クラッチ22を係合状態にしている場合に、HV走行を実現することができる。
In this case, the
また、ハイブリッド車両1にモータ出力のみを駆動輪88に伝達して駆動力を生じさせるEV走行を行わせる場合、上述のエンジン走行及びHV走行の制御とは異なり、HVECU100は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を双方共に解放状態にして、電気モータ50を力行させる。デュアルクラッチ式変速機10は、電気モータ50のロータ52からのモータ出力を、第2入力軸28で受け、第2変速機構40において係合状態にある変速段により変速して、動力統合ギア58を介して駆動輪88に伝達する。
When the
ところで、ハイブリッド車両1は、デュアルクラッチ式変速機10により、内燃機関5からの機関出力を、複数の変速段31〜49のうちいずれか1つの係合状態にある変速段すなわち機関出力変速段により変速して、駆動輪88に向けて伝達する。このため、各変速段を機関出力変速段として用いた場合に、駆動輪88に発生可能な駆動力(以下、最大駆動力と記し、図に実線で示す)は、図4に示すように、機関出力変速段に応じて変化する。機関出力変速段として、例えば、第5速ギア段35等、より高速側の変速段が選択されるに従って、最大駆動力は小さくなる。第5速ギア段35が機関出力変速段として選択されている場合、要求駆動力が、図に点P2で示すように、第5速ギア段35の最大駆動力線(図に実線で示す)を上回る場合には、当該第5速ギア段35では要求駆動力を達成することができないものとして、HVECU100は、第4速ギア段44へのダウンシフトを行う。これにより、点P2の駆動力は、第4速ギア段44の最大駆動力より低くなるため、機関出力を調整することにより、点P2の要求駆動力を達成することができる。
By the way, the
なお、従来技術においては、要求駆動力が、図4に点P1で示すように、第5速ギア段35が選択されている場合、第5速ギア段35の最大駆動力線に対して駆動力が低くなる側に所定の間隔をあけて設定された変速指示駆動力線(図に破線で示す)を超える場合においても、第4速ギア段44へのダウンシフトを行って最大駆動力を増大させる。これは、第5速ギア段35の最大駆動力線の近傍において要求駆動力が増減した場合に、頻繁にシフト動作が行われる、いわゆる「ビジーシフト」を抑制するためである。
In the prior art, the required driving force is driven with respect to the maximum driving force line of the fifth
このようなハイブリッド車両1において、原動機としての内燃機関5は、図5に示すように、運転状態(動作点)すなわち機関回転速度及び機関トルクに応じて燃料消費率[g/kWh]が決まる。燃料消費率が等しくなる運転状態(機関回転速度及び機関トルク)を図に実線(細)で示し、「等燃料消費率曲線」と記す。内燃機関5は、一般的に、機関回転速度が中程度であり、且つ機関トルクが中負荷から高負荷となる運転状態において、燃料消費率が低くなる(熱効率が高くなる)傾向がある。
In the
加えて、内燃機関5においては、機関回転速度に応じて最も燃料消費率が低くなる機関トルクが決まる。機関回転速度に対して最も燃料消費率が低くなる機関トルクを、連続的に接続した線を、図5に一点鎖線(太)で示し、以下に「最適燃費線」と記す。HVECU100は、内燃機関5における燃料消費を抑制するために、内燃機関5の運転状態(動作点)すなわち機関回転速度及び機関トルクが、極力、最適燃費線に近づくよう、内燃機関5及び電気モータ50と、デュアルクラッチ式変速機10とを協調して制御する。
In addition, in the internal combustion engine 5, the engine torque at which the fuel consumption rate is lowest is determined according to the engine speed. A line in which the engine torque having the lowest fuel consumption rate with respect to the engine rotation speed is continuously connected is indicated by a one-dot chain line (thick) in FIG. 5 and is hereinafter referred to as an “optimum fuel consumption line”. The
なお、図5において、機関トルクに機関回転速度を乗じた値である機関出力が、同一となる運転状態(動作点)を接続した線を、図5に細破線で示し、以下に「等機関出力線」と記す。内燃機関5が、比較的低負荷又は比較的低回転速度の運転状態(動作点)で作動している場合、機関トルクすなわち機関出力を増大させるに従って、燃料消費率が低くなる傾向がある。 In FIG. 5, a line connecting operating states (operating points) in which the engine output, which is a value obtained by multiplying the engine torque by the engine rotation speed, is shown by a thin broken line in FIG. Output line ". When the internal combustion engine 5 is operating at an operation state (operating point) at a relatively low load or a relatively low rotational speed, the fuel consumption rate tends to decrease as the engine torque, that is, the engine output is increased.
ところで、上述のような多段変速機としてのデュアルクラッチ式変速機10を備えたハイブリッド車両1において、要求駆動力の増大を、ダウンシフトにより達成する場合、通常、駆動輪88と機関出力軸8との間に作用する機関負荷、すなわち機関トルクが低下すると共に、機関回転速度が上昇して内燃機関5の運転状態(いわゆる動作点)が変化することとなる。このように、要求駆動力の増大に応じて、デュアルクラッチ式変速機10においてダウンシフトを行うと、内燃機関5の運転状態が変化して、当該内燃機関5における燃料消費率[g/kWh]が上昇することがある。
By the way, in the
また、上述のハイブリッド車両1において、燃料消費率が比較的低い運転状態で内燃機関5を作動させている場合、要求駆動力の変化を、多段変速機におけるシフト動作ではなく機関トルクを変化させることにより達成しようとすると、燃料消費率が比較的高い運転状態で内燃機関5を作動させてしまうこともある。
Further, in the
そこで、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、制御手段としてのHVECU100は、内燃機関の運転状態が、上述の最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、機関出力が増大するよう内燃機関と電気モータとを協調して作動させて要求駆動力を達成しており、以下に図1、図4〜図9を用いて説明する。
Therefore, in the
図6は、ハイブリッド車両の制御手段(HVECU)が実行する要求駆動力達成制御を示すフローチャートであり、一例として要求駆動力が増大した場合を示す図である。図7は、ハイブリッド車両の制御手段(HVECU)が原動機協調制御において行うモータの作動と充放電を示す図である。図8は、ハイブリッド車両の制御手段(HVECU)が実行するモータ駆動輪係合制御を示すフローチャートである。図9は、モータ駆動輪係合制御を行う場合のハイブリッド車両の動作の一例を示す図である。なお、一例として、ハイブリッド車両1が、エンジン走行を行っているときに、要求駆動力が増大する場合について説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing the required driving force attainment control executed by the control means (HVECU) of the hybrid vehicle, and shows a case where the required driving force increases as an example. FIG. 7 is a diagram showing motor operation and charge / discharge performed by the control means (HVECU) of the hybrid vehicle in the prime mover cooperative control. FIG. 8 is a flowchart showing motor drive wheel engagement control executed by the control means (HVECU) of the hybrid vehicle. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the operation of the hybrid vehicle when motor drive wheel engagement control is performed. As an example, a case will be described in which the required driving force increases when the
図6に示すように、まず、HVECU100は、ステップS100において、各種の制御変数を取得する。この制御変数には、内燃機関5の運転状態を示す機関回転速度及び機関トルクと、電気モータ50の運転状態を示すモータ回転速度及びモータトルクと、ハイブリッド車両1の要求駆動力及び車速と、二次電池120のSOCと、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態と、第1変速機構30及び第2変速機構40における各変速段31〜49の係合/解放状態等が含まれている。
As shown in FIG. 6, first, the
そして、ステップS102において、HVECU100は、駆動力を増大させる要求があるか否か、すなわち要求駆動力の増大があるか否かを判定する。要求駆動輪の増大は、アクセル操作量等に基づいて判定することができる。要求駆動力の増大がないと判定された場合には、再び、ステップS100に戻る。
In step S102, the
一方、要求駆動力の増大がある(S102:Yes)と判定した場合には、HVECU100は、ステップS104において、要求駆動力の増大を、電気モータ50によるモータトルクの増大のみにより達成可能であるか否かを判定する。モータトルクの増大のみにより要求駆動力の増大を達成可能であると判定した場合には、ステップS106において、HVECU100は、電気モータ50のモータトルクを増大させることにより要求駆動力の増大分を達成するモータトルク増大制御を行う。
On the other hand, if it is determined that there is an increase in the required driving force (S102: Yes), can the
一方、ステップS104において、モータトルクの増大のみにより達成可能ではない(No)と判定した場合、HVECU100は、ステップS110において、内燃機関5の運転状態が、予め設定された領域Aにあるか否かを判定する。この領域Aは、最適燃費線と、当該最適燃費線より低負荷(低トルク)側に予め設定された軽負荷制限線(図5に太破線で示す)との間にある領域である。
On the other hand, if it is determined in step S104 that it cannot be achieved only by increasing the motor torque (No), the
この軽負荷制限線は、最適燃費線より低負荷(低トルク)側を、最適燃費線に隣接する領域Aと、低負荷側の領域Cに区分する線、すなわち内燃機関5の各運転状態(動作点)を接続したものである。なお、軽負荷制限線は、機関回転速度が低い一部を除いて、概ね等機関出力線に沿って設定されている。 This light load limit line is a line that divides the lower load (low torque) side than the optimum fuel consumption line into a region A adjacent to the optimum fuel consumption line and a region C on the low load side, that is, each operating state of the internal combustion engine 5 ( Operating point). The light load limit line is set substantially along the equal engine output line except for a part where the engine speed is low.
軽負荷制限線より低負荷側にある領域Cにおいては、燃料消費率が高いため、内燃機関5を作動させることが好ましくない領域である。加えて、内燃機関5を非作動状態にして、電気モータ50からのモータ出力のみを駆動輪88に伝達するEV走行を行うことが好ましい領域である。
In the region C on the lower load side than the light load limit line, it is not preferable to operate the internal combustion engine 5 because the fuel consumption rate is high. In addition, it is a preferable region to perform EV traveling in which only the motor output from the
一方、最適燃費線に隣接する領域Aは、比較的燃料消費率が低く、内燃機関5を作動させること好ましい領域である。加えて、領域Aは、デュアルクラッチ式変速機10においてアップシフトを行うことが好ましくない領域である。
On the other hand, a region A adjacent to the optimum fuel consumption line is a region where the fuel consumption rate is relatively low and the internal combustion engine 5 is preferably operated. In addition, the region A is a region where it is not preferable to perform an upshift in the dual
これら領域Aと領域Cを区分する軽負荷制限線は、デュアルクラッチ式変速機10の各変速段の減速比や内燃機関5の諸元等に応じて予め設定されており、制御変数としてHVECU100のROMに記憶されている。
The light load limit line that divides these areas A and C is set in advance according to the reduction ratio of each gear stage of the dual
ステップS110において、内燃機関5の運転状態が、領域Aにある(Yes)と判定した場合には、HVECU100は、主にモータ出力が増大するよう内燃機関5と電気モータ50とを協調して作動させて要求駆動力を達成する原動機協調制御Aを行う(S120)。例えば、内燃機関5の機関出力すなわち機関トルクが変化しないよう、これら値を維持すると共に、電気モータ50からのモータ出力すなわちモータトルクを増大させて、要求駆動力の増大分を達成する。
When it is determined in step S110 that the operating state of the internal combustion engine 5 is in the region A (Yes), the
なお、上述の原動機協調制御Aにおいて、要求駆動力を達成するにあたって、モータ出力を増大させると共に、内燃機関5の運転状態が最適燃費線に近づくよう機関出力を増大させるものとしても良い。内燃機関5の機関出力の増大に比べて電気モータ50のモータ出力の増大が大きれば良く、主にモータ出力すなわちモータトルクを調整することで、要求駆動力を達成できれば良い。
In the prime mover cooperative control A described above, when the required driving force is achieved, the motor output may be increased and the engine output may be increased so that the operating state of the internal combustion engine 5 approaches the optimum fuel consumption line. The increase in the motor output of the
また、原動機協調制御Aを行う場合、すなわち内燃機関5の運転状態が領域Aにある場合において、図7に示すように、二次電池120のSOCが比較的低い場合には、HVECU100は、内燃機関5の機関出力すなわち機関トルクを増大させると共に、電気モータ50を発電機として作動させて、機関出力の一部を二次電池120に充電される充電電力に変換することも好適である。これにより、HVECU100は、二次電池120のSOCが低い場合に、機関出力の一部を充電電力に変換して、二次電池120のSOCを上昇させることができる。
Further, in the case where the prime mover cooperative control A is performed, that is, when the operating state of the internal combustion engine 5 is in the region A, as shown in FIG. 7, when the SOC of the
一方、ステップS110において、内燃機関5の運転状態が、領域Aにはない(No)と判定した場合、HVECU100は、ステップS130において、内燃機関5の運転状態が、予め設定された領域Bにあるか否かを判定する。この領域Bは、最適燃費線と、当該最適燃費線より高負荷(高トルク)側に予め設定された高負荷制限線(図5に二点鎖線で示す)との間にある領域である。
On the other hand, when it is determined in step S110 that the operating state of the internal combustion engine 5 is not in the region A (No), the
この高負荷制限線は、最適燃費線より高負荷(高トルク)側を、最適燃費線に隣接する領域Bと、機関最大トルク線(図5に太線で示す)に隣接する領域Dに区分する線、すなわち内燃機関5の各運転状態(動作点)を接続したものである。 The high load limit line divides the higher load (high torque) side than the optimum fuel consumption line into a region B adjacent to the optimum fuel consumption line and a region D adjacent to the engine maximum torque line (shown by a bold line in FIG. 5). A line, that is, each operating state (operating point) of the internal combustion engine 5 is connected.
高負荷制限線より高負荷側にある領域Dにおいては、燃料消費率が高く、加えて上述のように要求駆動力が増減した場合に頻繁にシフト動作が行われる領域であるため、内燃機関5を作動させることが好ましくない領域である。 In the region D on the high load side from the high load limit line, the fuel consumption rate is high, and in addition, when the required driving force increases or decreases as described above, the shift operation is frequently performed. It is an area in which it is not preferable to operate.
一方、最適燃費線に隣接する領域Bは、比較的燃料消費率が低く、内燃機関5を作動させることが好ましい領域である。加えて、領域Bは、デュアルクラッチ式変速機10においてダウンシフトを行うことが好ましくない領域である。
On the other hand, a region B adjacent to the optimum fuel consumption line is a region where the fuel consumption rate is relatively low and the internal combustion engine 5 is preferably operated. In addition, the region B is a region where it is not preferable to downshift in the dual
これら領域B,Dを区分する高負荷制限線は、内燃機関5の諸元、及びデュアルクラッチ式変速機10の各変速段の減速比等に応じて予め設定されており、制御変数としてHVECU100のROMに記憶されている。
The high load limit line that divides these regions B and D is set in advance according to the specifications of the internal combustion engine 5, the reduction ratio of each gear stage of the dual
ステップS130において、内燃機関5の運転状態が、領域Bにある(Yes)と判定した場合には、HVECU100は、原動機協調制御Aと同様に、主にモータ出力が増大するよう内燃機関5と電気モータ50とを協調して作動させて要求駆動力を達成する原動機協調制御Bを行う(S140)。例えば、内燃機関5の機関出力すなわち機関トルクが変化しないよう、これら値を維持すると共に、電気モータ50のモータ出力すなわちモータトルクを増大させて、要求駆動力の増大分を達成する。
When it is determined in step S130 that the operating state of the internal combustion engine 5 is in the region B (Yes), the
なお、原動機協調制御Bにおいて、要求駆動力を達成するにあたって、モータ出力を増大させると共に、内燃機関5の運転状態が最適燃費線に近づくように機関出力を低下させるものとしても良い。内燃機関5の機関出力の低下分に比べて電気モータ50のモータ出力の増大分を大きくして要求駆動力を達成することができれば良く、主にモータ出力すなわちモータトルクを調整することで、要求駆動力を達成できれば良い。
In the prime mover cooperative control B, when the required driving force is achieved, the motor output may be increased and the engine output may be decreased so that the operating state of the internal combustion engine 5 approaches the optimum fuel consumption line. It is sufficient if the increase in the motor output of the
また、原動機協調制御Bを行う場合、すなわち内燃機関5の運転状態が領域Bにある場合において、図7に示すように、二次電池120のSOCが比較的高い場合には、HVECU100は、内燃機関5の機関出力すなわち機関トルクを減少させると共に、電気モータ50を電動機として作動させることも好適である。これにより、HVECU100は、二次電池120のSOCが高い場合に、内燃機関5を、なるべく機関出力が低い運転状態、すなわち燃焼消費率が低い運転状態で作動させると共に、二次電池SOCを低下させることができる。
Further, in the case where the prime mover cooperative control B is performed, that is, when the operating state of the internal combustion engine 5 is in the region B, as shown in FIG. 7, when the SOC of the
一方、ステップS130において、内燃機関5の運転状態が、領域Bにはない(No)と判定した場合、HVECU100は、ステップS150において、内燃機関5の運転状態が、予め設定された領域Cにあるか否かを判定する。この領域Cは、上述のように、軽負荷制限線より低負荷側に設定された領域である。
On the other hand, when it is determined in step S130 that the operation state of the internal combustion engine 5 is not in the region B (No), the
ステップS150において、内燃機関5の運転状態が、領域Cにある(No)と判定した場合には、HVECU100は、原動機協調制御A,Bとは異なり、主に機関出力が増大するよう内燃機関5と電気モータ50とを協調して作動させて要求駆動力を達成する原動機協調制御Cを行う(S160)。例えば、電気モータ50のモータ出力すなわちモータトルクが変化しないよう、これら値を維持すると共に、内燃機関5の機関出力すなわち機関トルクを増大させて、要求駆動力の増大分を達成する。これにより、内燃機関5の運転状態は、より最適燃費線に近づくこととなり、内燃機関5を、より燃料消費率の低い運転状態で作動させることができる。
When it is determined in step S150 that the operating state of the internal combustion engine 5 is in the region C (No), the
なお、原動機協調制御Cにおいて、要求駆動力を達成するにあたって、機関出力を増大させると共に、モータ出力を僅かに増大させるものとしても良い。内燃機関5の機関出力を増大させて要求駆動力を達成することができれば良く、主に機関出力すなわち機関トルクを調整することで、要求駆動力を達成できれば良い。 In the prime mover cooperative control C, the engine output may be increased and the motor output may be slightly increased when the required driving force is achieved. It is sufficient if the required driving force can be achieved by increasing the engine output of the internal combustion engine 5, and it is sufficient if the required driving force can be achieved mainly by adjusting the engine output, that is, the engine torque.
また、原動機協調制御Cを行う場合、すなわち内燃機関5の運転状態が領域Cにある場合には、図7に示すように、HVECU100は、内燃機関5の機関出力すなわち機関トルクを増大させると共に、電気モータ50を発電機として作動させて、機関出力の一部を、二次電池120に充電される充電電力に変換することも好適である。なお、充電電力は、二次電池120のSOCが小さくなるに従って大きくなるよう設定されている。これにより、HVECU100は、二次電池120のSOCを上昇させると共に、内燃機関5を、なるべく機関出力の高い運転状態、すなわち燃料消費率が低い運転状態で作動させることができる。
In addition, when the prime mover cooperative control C is performed, that is, when the operating state of the internal combustion engine 5 is in the region C, the
一方、ステップS150において、内燃機関5の運転状態が、領域Cにはない(No)と判定した場合、すなわち上述の領域Dにあると判定した場合には、HVECU100は、デュアルクラッチ式変速機10において、内燃機関5からの機械的動力を変速して駆動輪88に向けて伝達する機関出力変速段を、より低速側の変速段に切替えるダウンシフト制御を行う(S170)。これにより、機関トルクを低下させると共に、図4に示すように駆動輪88に生じる駆動力を増大させることができ、内燃機関5を、より燃料消費率が低い運転状態で作動させることができる。
On the other hand, if it is determined in step S150 that the operating state of the internal combustion engine 5 is not in the region C (No), that is, if it is determined that it is in the region D, the
[モータ駆動輪係合制御]
なお、上述の原動機協調制御A,B,Cを行う場合等、モータトルクすなわちモータ出力を調整する際に、電気モータ50のロータ52と、駆動輪88が、第1変速機構30の変速段を介して係合していないことがあり、電気モータ50からのモータトルクを、第1変速機構30の変速段により変速して駆動輪88に伝達し、電気モータ50により駆動輪88に生じる駆動力を調整できない場合がある。このため、上述の原動機協調制御A,B,Cを行うにあたっては、HVECU100は、以下に説明する「モータ駆動輪係合制御」を行うことも好適である。なお、一例として、モータ出力の増大に加えて、機関出力をも増大させる場合について、図8及び図9を用いて説明する。
[Motor drive wheel engagement control]
When adjusting the motor torque, that is, the motor output, such as when the above-described prime mover cooperative control A, B, and C is performed, the
図9に時点t1以前に示すように、ハイブリッド車両1において、HVECU100は、内燃機関5に機関トルクを機関出力軸8に発生させている。第2クラッチ22は、係合状態となっており、内燃機関5からの機関出力は、第2変速機構40の変速段42,44,46のうちいずれか1つにより変速され、駆動輪88に伝達されている。このとき、電気モータ50のロータ52が係合する第1入力軸27と機関出力軸8を係合させることが可能な第1クラッチ21は係合状態となっており、第1入力軸27からの機械的動力を変速する第1変速機構30において、各変速段31,33,35はいずれも解放状態となっている。
As shown before
このような場合において、図8に示すように、HVECU100は、まず、ステップS200において、内燃機関5からの機関出力を、第1入力軸27に伝達させているか否かを判定する。すなわち、第1クラッチ21が係合状態にあり、且つ第1変速機構30の変速段31,33,35のうちいずれか1つが係合状態にあって、第1変速機構30の変速段を、機関出力変速段として用いているか否かを判定する。つまり、電気モータ50のロータ52が駆動輪88と係合しているか否かを判定している。この判定は、第1クラッチ21の係合/解放状態と、第1変速機構30の各変速段31,33,35の係合/解放状態に基づいて判定することができる。
In such a case, as shown in FIG. 8, the
ステップS200において、内燃機関5からの機関出力を第1入力軸27に伝達している(Yes)と判定した場合、すなわち電気モータ50のロータ52が駆動輪88と係合していると判定した場合、HVECU100は、上述の原動機協調制御におけるモータ出力すなわちモータトルクの増大を即座に実行して、要求駆動力の増大を達成する。
In step S200, when it is determined that the engine output from the internal combustion engine 5 is transmitted to the first input shaft 27 (Yes), that is, it is determined that the
一方、ステップS200において、内燃機関5からの機関出力を第1入力軸27に伝達していない(No)と判定した場合、HVECU100は、ステップS202において、第1変速機構30の変速段31,33,35が、いずれも解放状態であるか否かを判定する。すなわち第1変速機構30において、駆動輪88に係合する第1出力軸37と、第1入力軸27との間において動力伝達が遮断されているか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S200 that the engine output from the internal combustion engine 5 has not been transmitted to the first input shaft 27 (No), the
ステップS202において、第1変速機構30において各変速段31,33,35が、いずれも解放状態ではないと判定した場合、すなわち、第1変速機構30において、いずれか1つの変速段が係合状態にあると判定した場合、電気モータ50のロータ52と駆動輪88が係合しているため、HVECU100は、原動機協調制御Aにおけるモータ出力の増大を即座に実行して、要求駆動輪の増大を達成する。
In step S202, when it is determined that none of the shift stages 31, 33, and 35 are in the released state in the
一方、ステップS202において、第1変速機構30の変速段31,33,35がいずれも解放状態であると判定した場合、HVECU100は、ステップS204において、第1クラッチ21が係合状態であるか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S202 that all the
ステップS204において、第1クラッチ21が係合状態である(Yes)と判定した場合、HVECU100は、ステップS206において、図9に時点t1に示すように、係合状態にある第1クラッチ21を解放状態にして、ステップS208に進む。一方、第1クラッチ21が係合状態ではなく解放状態である(No)場合には、そのままステップS208に進む。
If it is determined in step S204 that the first clutch 21 is in the engaged state (Yes), the
そして、ステップS208において、HVECU100は、要求駆動力がFd1からFd2への増大が求められ、第1クラッチ21を解放状態にした時点t1において、機関出力すなわち機関トルクの増大を開始する。図9に時点t1〜t3で示すように、機関出力Pe1から、原動機協調制御において予め設定された機関出力Pe2まで増大させる。また、機関出力の増大を開始した直後の時点t2において、いずれも解放状態にある第1変速機構30の変速段31,33,35のうち、原動機協調制御において選択される変速段を係合状態にする係合動作を開始する。
In step S208, the
そして、第1変速機構30における変速段の係合動作が完了した時点であり、且つ機関出力の増大が完了した時点t3において、HVECU100は、モータ出力すなわちモータトルクの増大を開始する。図9に時点t3〜t4で示すように、モータ出力Pm1から、原動機協調制御において予め設定されたモータ出力Pm2まで増大させる。このようにして、実際に駆動輪88に生じる駆動力は、機関出力の増大を開始する時点t1における要求駆動力Fd1から、図に二点鎖線で示すように増大して、モータ出力の増大を完了する時点t4において要求駆動力Fd2に達する。
The
以上のように、HVECU100は、機関出力の増大により駆動力を増大させている間に、第1変速機構30において変速段の係合動作を行うことで、電気モータ50のロータ52と駆動輪88とを第1変速機構30の変速段を介して係合させて電気モータ50からのモータ出力を第1変速機構30により変速して駆動輪88に伝達可能にする。機関出力の増大による駆動力の増大を行った後、モータ出力の増大により駆動力を増大させることで、要求駆動力を、機関出力の増大を開始する時点t1(要求駆動力Fd1)から、モータ出力の増大を完了する時点t4(要求駆動力Fd2)まで連続的且つ滑らかに増大させることができる。
As described above, the
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両1は、原動機として内燃機関5及び電気モータ50を有し、内燃機関5から出力される機関出力を、複数の変速段31〜49のうちいずれか1つの係合状態にある変速段により変速して、駆動輪88に向けて伝達可能な多段変速機としてのデュアルクラッチ式変速機10と、駆動輪88に生じることが要求される要求駆動力に応じて、内燃機関5及び電気モータ50の作動と、多段変速機において係合状態にする変速段とを制御可能な制御手段としてのHVECU100とを備えている。HVECU100は、内燃機関5の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域Cにある場合には、機関出力が増大するよう内燃機関5と電気モータ50を協調して作動させて要求駆動力を達成するものとした。軽負荷制限線より低負荷側が、燃料消費率が高い領域となるよう軽負荷制限線をあらかじめ設定しておき、当該領域にある場合には、機関出力が増大するよう内燃機関と電気モータを協調して作動させて要求駆動力を達成することで、要求駆動力を達成したときに、内燃機関5が燃料消費率の高い運転状態で作動することを抑制することができる。
As described above, the
また、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、HVECU100は、内燃機関5の運転状態が、軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域Cにある場合には、電気モータ50から出力されるモータ出力の変化に比べて、機関出力を大きく変化させて要求駆動力を達成し、内燃機関5の運転状態が、軽負荷制限線に比べて最適燃費線側の領域Aにある場合には、機関出力に比べてモータ出力を大きく変化させて要求駆動力を達成するものとしたので、要求駆動力を達成したときに、内燃機関5の運転状態が、なるべく最適燃費線に近づくように作動させることができ、内燃機関5が燃料消費率の高い運転状態で作動することを抑制しつつ、モータ出力により応答性良く要求駆動力を達成することができる。
In the
また、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、HVECU100は、内燃機関5の運転状態が、最適燃費線より高負荷側に予め設定された高負荷制限線と、軽負荷制限線との間に挟まれた領域A,Bにある場合には、機関出力が変化しないよう維持すると共にモータ出力を変化させて要求駆動力を達成するものとしたので、要求駆動力を達成したときに、内燃機関5が、燃料消費率の高い運転状態(例えば、領域C)で作動することや、通常、高負荷であり、ダウンシフトが行われるような運転状態(例えば、領域D)で作動することを防止することができる。
Further, in the
また、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、HVECU100は、内燃機関5の運転状態が、高負荷制限線に比べて高負荷側の領域Dにある場合には、多段変速機としてのデュアルクラッチ式変速機10において、内燃機関5からの機関出力を変速する機関出力変速段を、より減速比が大きい(すなわち低速側)の変速段に切替えて要求駆動力を達成するものとしたので、内燃機関5の運転状態が、上述の領域A,B,Cのいずれにもない場合には、ダウンシフトを行うことにより要求駆動力を達成することができる。
Further, in the
また、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、電気モータ50は、発電機として作動して機関出力のうち一部を二次電池120に充電される充電電力に変換可能なものであり、HVECU100は、内燃機関5の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、電気モータ50を発電機として作動させると共に、機関出力を増大させるものとした。内燃機関5の運転状態が、軽負荷制限線より低負荷側の燃料消費率が高い領域Cにある場合には、電気モータ50を発電機として作動させて、電気モータ50を発電機として作動させない場合に比べて、より機関出力を増大させて、内燃機関5を、より燃料消費率の低い運転状態で作動させることができる。
Further, in the
また、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、多段変速機は、複数の変速段31,33,35のうちいずれか1つにより、電気モータ50のロータ52に係合している第1入力軸27と駆動輪88とを係合させることが可能な第1変速機構30と、複数の変速段42,44,49のうちいずれか1つにより、第2入力軸28と駆動輪88とを係合させることが可能な第2変速機構40と、内燃機関5の機関出力軸8と第1入力軸27とを係合させることが可能な第1クラッチ21と、内燃機関5の機関出力軸8と第2入力軸28とを係合させることが可能な第2クラッチ22と、を有するデュアルクラッチ式変速機10であるものとしたので、内燃機関からの機関出力を変速する機関出力変速段が、電気モータ50のロータ52と第1入力軸27が係合する第1変速機構30の変速段31,33,35である場合には、そのまま、モータトルクを変化させることで、モータ出力を駆動輪88に伝達して、駆動輪88に生じる駆動力を変化させることができる。一方、機関出力変速段が、第2変速機構40の変速段42,44である場合には、第1クラッチ21を解放状態にすると共に第1変速機構30の変速段31,33,35のうちいずれか1つを係合状態にすることで、電気モータ50のモータトルクを変化させることにより、駆動輪88に生じる駆動力を変化させることができる。
In the
なお、本実施形態において、電気モータ50のロータ52が入力軸(第1入力軸27)に係合する変速機構である第1変速機構30の変速段31,33,35は、奇数段(第1速ギア段、第3速ギア段、第5速ギア段)で構成されているものとしたが、本発明が適用可能なデュアルクラッチ式変速機10の態様は、これに限定されるものではない。第1変速機構30の変速段が、偶数段で構成されており、一方、第2変速機構40の変速段が、奇数段で構成されていても良いことは勿論である。
In the present embodiment, the shift stages 31, 33, and 35 of the
また、本実施形態において、電気モータ50は、供給された電力を機械的動力に変換して出力する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータであるものとしたが、本発明に係る電気モータは、これに限定されるものではない。電気モータ50は、二次電池120から供給された電力を、機械的動力に変換してロータ52から出力する機能のみを有する電動機で構成するものとしても良い。
In the present embodiment, the
また、本実施形態に係る第1及び第2変速機構30,40の各変速段31〜49において、メインギア31a〜49aは、それぞれ第1入力軸27又は第2入力軸28に結合されており、メインギア31a〜49aとそれぞれ噛み合うカウンタギア31c〜49cは、第1出力軸37又は第2出力軸48を中心に回転可能に設けられており、カップリング機構31e〜49eは、カウンタギア31c〜49cと、これに対応する出力軸37,48とを係合させるものとしたが、カップリング機構の態様は、これに限定されるものではない。第1及び第2変速機構30,40の各変速段31〜49のうち少なくとも一部の変速段において、メインギアが、これに対応する入力軸を中心に回転可能に設けられ、カウンタギアが、これに対応する出力軸に結合されており、カップリング機構がメインギアと入力軸とを係合させるものしても良い。
In each of the shift stages 31 to 49 of the first and
また、本実施形態において、第1変速機構30の第1入力軸27には、電気モータ50のロータ52が結合されているものとしたが、本発明が適用可能なデュアルクラッチ式変速機10の態様は、これに限定されるものではない。第1入力軸27は、電気モータ50のロータ52と係合していれば良い。例えば、第1入力軸27とロータ52との間に、ロータの回転速度を減速して第2入力軸28に伝達する減速機構や、変速機構を設けることも好適である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第1出力軸37から駆動輪88と係合する動力統合ギア58に伝達し、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、第2出力軸48から動力統合ギア58に伝達するものとしたが、第1変速機構30及び第2変速機構40の態様は、これに限定されるものではない。第1変速機構30及び第2変速機構40は、それぞれ入力軸27,28で受けた機械的動力を、駆動輪88に向けて伝達可能であれば良く、例えば、第1変速機構30と第2変速機構40は、それぞれ第1入力軸27、第2入力軸28で受けた機械的動力を、駆動輪88と係合する共通の出力軸に伝達するものとしても良い。
In the present embodiment, the first
また、本実施形態において、デュアルクラッチ式変速機10は、内燃機関5の機関出力軸8及び電気モータ50のロータ52からの機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうち少なくとも一方により変速して、動力統合ギア58から、推進軸66、終減速装置70の差動機構74を介して駆動輪88に伝達するものとしたが、第1変速機構30及び第2変速機構40から駆動輪88に向けての動力伝達の態様は、これに限定されるものではない。デュアルクラッチ式変速機10において、第1変速機構30及び第2変速機構40は、それぞれ第1入力軸27及び第2入力軸28で受けた機械的動力を、駆動輪88に向けて伝達可能であれば良く、例えば、動力統合ギア58、又は当該動力統合ギア58と噛み合う第1及び第2駆動ギア37c,48cが、直接に差動機構74のリングギア72を駆動するものとしても良い。
In the present embodiment, the dual
なお、本実施形態において、ハイブリッド車両1がエンジン走行を行っているときに、要求駆動力が増大する場合について説明したが、本発明に係る制御技術が適用な車両走行状態は、これに限定されるものではない。ハイブリッド車両がHV走行を行っている場合にも適用することができる。また、ハイブリッド車両がエンジン走行やHV走行を行っているときに要求駆動力が低下する場合にも本発明を適用することができる。
In the present embodiment, the case where the required driving force increases when the
また、本実施形態において、多段変速機は、デュアルクラッチ式変速機10であるものとしたが、本発明の制御技術が適用可能なハイブリッド車両1が備える多段変速機は、これに限定されるものではない。内燃機関からの機関出力を、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して駆動輪に向けて伝達可能な多段変速機であれば、本発明に係る制御技術を適用することができ、例えば、平行軸歯車式や遊星歯車式の多段変速機を備えたハイブリッド車両にも適用することができる。
In the present embodiment, the multi-stage transmission is the dual
以上のように、本発明は、デュアルクラッチ式の変速機を備えたハイブリッド車両に有用であり、特に、デュアルクラッチ式変速機の2つの入力軸のうち一方に、電気モータのロータが係合するハイブリッド車両に有用である。 As described above, the present invention is useful for a hybrid vehicle including a dual clutch transmission, and in particular, the rotor of an electric motor is engaged with one of the two input shafts of the dual clutch transmission. Useful for hybrid vehicles.
1 ハイブリッド車両
5 内燃機関
8 機関出力軸
10 デュアルクラッチ式変速機
20 デュアルクラッチ機構
21 第1クラッチ
22 第2クラッチ
27 第1入力軸
28 第2入力軸
30 第1変速機構
31,33,35 ギア段(変速段、歯車対)
37 第1出力軸
40 第2変速機構
42,44,49 ギア段(変速段、歯車対)
48 第2出力軸
50 電気モータ(モータジェネレータ)
52 電気モータのロータ
66 推進軸
70 終減速装置
74 差動機構
80 駆動軸
88 駆動輪
100 ハイブリッド車両用の電子制御装置(ECU、制御手段、記憶手段)
DESCRIPTION OF
37
48
52
Claims (6)
内燃機関から出力される機関出力を、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して駆動輪に向けて伝達可能な多段変速機と、
駆動輪に生じることが要求される要求駆動力に応じて、内燃機関及び電気モータの作動を制御可能な制御手段と、
を備えたハイブリッド車両であって、
制御手段は、
内燃機関の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、
機関出力が増大するよう内燃機関と電気モータを協調して作動させて要求駆動力を達成する
ことを特徴とするハイブリッド車両。 It has an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover,
A multi-stage transmission capable of shifting engine power output from the internal combustion engine by any one of a plurality of shift stages and transmitting it to the drive wheels;
Control means capable of controlling the operation of the internal combustion engine and the electric motor according to the required driving force required to be generated in the driving wheel;
A hybrid vehicle with
The control means
When the operating state of the internal combustion engine is in the region on the low load side compared to the light load limit line set in advance on the low load side from the optimal fuel consumption line,
A hybrid vehicle characterized in that a required driving force is achieved by operating an internal combustion engine and an electric motor in a coordinated manner so as to increase engine output.
制御手段は、
内燃機関の運転状態が、軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、
電気モータから出力されるモータ出力の変化に比べて、機関出力を大きく変化させて要求駆動力を達成し、
内燃機関の運転状態が、軽負荷制限線に比べて最適燃費線側の領域にある場合には、
機関出力の変化に比べてモータ出力を大きく変化させて要求駆動力を達成する
ことを特徴とするハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The control means
When the operating state of the internal combustion engine is in the region on the low load side compared to the light load limit line,
Compared with the change in motor output output from the electric motor, the engine output is greatly changed to achieve the required driving force,
When the operating state of the internal combustion engine is in the region on the optimal fuel consumption line side compared to the light load limit line,
A hybrid vehicle characterized in that the required driving force is achieved by greatly changing the motor output compared to the change in engine output.
制御手段は、
内燃機関の運転状態が、最適燃費線より高負荷側に予め設定された高負荷制限線と、軽負荷制限線との間に挟まれた領域にある場合には、
機関出力が変化しないよう維持すると共にモータ出力を変化させて要求駆動力を達成する
ことを特徴とするハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The control means
When the operating state of the internal combustion engine is in a region sandwiched between a high load limit line preset on the higher load side than the optimal fuel consumption line and a light load limit line,
A hybrid vehicle characterized in that the required driving force is achieved by changing the motor output while keeping the engine output unchanged.
制御手段は、
内燃機関の運転状態が、高負荷制限線に比べて高負荷側の領域にある場合には、
多段変速機において、内燃機関からの機関出力を変速する機関出力変速段を、より減速比が大きい変速段に切替えて要求駆動力を達成する
ことを特徴とするハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to claim 3,
The control means
When the operating state of the internal combustion engine is in the region on the high load side compared to the high load limit line,
A hybrid vehicle characterized in that, in a multi-stage transmission, a required driving force is achieved by switching an engine output shift stage for shifting engine output from an internal combustion engine to a shift stage having a larger reduction ratio.
電気モータは、発電機として作動して機関出力のうち一部を二次電池に充電される充電電力に変換可能なものであり、
制御手段は、
内燃機関の運転状態が、最適燃費線より低負荷側に予め設定された軽負荷制限線に比べて低負荷側の領域にある場合には、
電気モータを発電機として作動させると共に、機関出力を増大させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The electric motor operates as a generator and can convert a part of the engine output into charging power charged in the secondary battery,
The control means
When the operating state of the internal combustion engine is in the region on the low load side compared to the light load limit line set in advance on the low load side from the optimal fuel consumption line,
A hybrid vehicle that operates an electric motor as a generator and increases engine output.
多段変速機は、
複数の変速段のうちいずれか1つにより、電気モータのロータに係合する第1入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第1変速機構と、
複数の変速段のうちいずれか1つにより、第2入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第2変速機構と、
機関出力軸と第1入力軸とを係合させることが可能な第1クラッチと、
機関出力軸と第2入力軸とを係合させることが可能な第2クラッチと、
を有するデュアルクラッチ式変速機である
ことを特徴とするハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
Multi-speed transmission
A first speed change mechanism capable of engaging the first input shaft and the drive wheel, which are engaged with the rotor of the electric motor, by any one of the plurality of speed stages;
A second speed change mechanism capable of engaging the second input shaft and the drive wheel by any one of a plurality of speed stages;
A first clutch capable of engaging the engine output shaft and the first input shaft;
A second clutch capable of engaging the engine output shaft and the second input shaft;
A hybrid vehicle characterized by being a dual clutch transmission.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013035728A1 (en) | 2011-09-05 | 2013-03-14 | 本田技研工業株式会社 | Hybrid vehicle control device and control method |
WO2013035729A1 (en) | 2011-09-05 | 2013-03-14 | 本田技研工業株式会社 | Hybrid vehicle control device and control method |
WO2014167653A1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle transmission and control device |
CN111717208A (en) * | 2020-06-08 | 2020-09-29 | 北京汽车股份有限公司 | Torque compensation method and system, hybrid electric vehicle and machine readable storage medium |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006152827A (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Toyota Motor Corp | Automobile and method of controlling the same |
JP2006341848A (en) * | 2006-07-13 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | Controller for hybrid vehicle with transmission |
JP2007269257A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | Driving control device of hybrid vehicle |
JP2008105639A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | Control device of hybrid vehicle |
-
2008
- 2008-10-27 JP JP2008275682A patent/JP2010100251A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006152827A (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Toyota Motor Corp | Automobile and method of controlling the same |
JP2007269257A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | Driving control device of hybrid vehicle |
JP2006341848A (en) * | 2006-07-13 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | Controller for hybrid vehicle with transmission |
JP2008105639A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | Control device of hybrid vehicle |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013035728A1 (en) | 2011-09-05 | 2013-03-14 | 本田技研工業株式会社 | Hybrid vehicle control device and control method |
WO2013035729A1 (en) | 2011-09-05 | 2013-03-14 | 本田技研工業株式会社 | Hybrid vehicle control device and control method |
WO2014167653A1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle transmission and control device |
CN105074289A (en) * | 2013-04-09 | 2015-11-18 | 丰田自动车株式会社 | Vehicle transmission and control device |
JP5935942B2 (en) * | 2013-04-09 | 2016-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle transmission and control device |
CN111717208A (en) * | 2020-06-08 | 2020-09-29 | 北京汽车股份有限公司 | Torque compensation method and system, hybrid electric vehicle and machine readable storage medium |
CN111717208B (en) * | 2020-06-08 | 2021-09-17 | 北京汽车股份有限公司 | Torque compensation method and system, hybrid electric vehicle and machine readable storage medium |
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