JP2013056586A - ハイブリッド車両用駆動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハイブリッド車両用駆動力伝達装置1は、遊星歯車機構PG、変速機TMを備える。サンギアSuが内燃機関ENGに連結され、リングギアRiが電動機M/Gに連結される。駆動力伝達装置1は、サンギアSuとリングギアRiを連結可能な第1連結機構C1と、変速機TMの出力軸3の駆動力を調節して駆動輪FWLに伝達可能な第2連結機構C2と、内燃機関ENG、電動機M/G、第1連結機構C1、及び第2連結機構C2を制御する制御部とを備える。
【選択図】図1
Description
内燃機関ENGの駆動力を用いてハイブリッド車両を前進走行させる場合には、制御部は、第1連結機構C1及び第2連結機構C2を連結状態(○)とし、固定機構B1を開放状態とする。第1連結機構C1を連結状態とすることにより、遊星歯車機構PGのサンギアSu(第1要素)とリングギアRi(第3要素)とが連結される。これにより、遊星歯車機構PGのサンギアSu(第1要素)、キャリアCa(第2要素)、リングギアRi(第3要素)の3つの要素が相対回転不能なロック状態となり、各要素Su,Ca,Riが同一速度で回転する(図2及び図3の共線図のL1参照)。このようにして、駆動力伝達装置1では、内燃機関ENGのみの駆動力を用いて走行するENG走行、及び内燃機関ENGと電動機M/Gの両方の駆動力を用いて走行するHEV走行を行うことができる。
制御部は、「内燃機関走行モード」で走行中に、内燃機関ENGを停止して電動機M/Gの駆動力のみを用いていハイブリッド車両を走行させるEV走行に移行する場合には、第1連結機構C1を連結状態から開放状態に切り換え、電動機M/Gの駆動力を増加させると共に、内燃機関ENGを停止させる。このとき、図4の共線図において、共線がL1からL2に切り替わることとなる。従って、EV走行中に内燃機関ENGを連れ回すことを防止し、EV走行中における電動機M/Gの駆動力の伝達効率を向上させることができる。
制御部は、ハイブリッド車両が減速中であり、且つ減速が始まったときから一定時間が経過していない等の理由により、内燃機関ENGの停止が禁止されていることを確認した場合には、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット状態とし、電動機M/Gで発電し二次電池に充電させる回生を実行する。これにより、電動機M/Gで回生制動を行うことができると共に、第1連結機構C1が連結状態のままとなるため、内燃機関ENGが回転し続けており、内燃機関ENGへの燃料供給を再開するだけで、内燃機関ENGが駆動力を出力できる状態となる。従って、内燃機関ENGから駆動力を必要に応じて迅速に出力できる。このときの共線は図5のL1となる。
制御部は、ハイブリッド車両が減速中であり、且つ減速が始まったときから一定時間が経過している等の理由により、内燃機関ENGを停止させる場合には、第1連結機構C1を連結状態から開放状態に切り換え、電動機M/Gで発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、内燃機関を停止させる。このとき、図6の共線図において、共線がL1からL2に切り替わることとなる。このモードによれば、内燃機関を直ちに始動させる可能性が少ない場合には、内燃機関の引き摺りを防止して、制動によるエネルギーを全て電動機M/Gによる発電に回すことができ、回生効率が向上される。
制御部は、アイドリング・ストップ時にバッテリーの充電率(SOC)の低下等の所定の車両情報に基づき内燃機関ENGを始動させる必要があると判断した場合には、第1連結機構C1を連結状態とし、第2連結機構C2を開放状態として電動機M/Gで内燃機関ENGを始動させる。このときの共線は、図7に示すように、3つの要素Su、Ca,Riの全ての要素の回転速度が「0」の状態であるL5からL1に切り替わることとなる。尚、第2連結機構C2が開放状態であるため、駆動力は駆動輪FWLに伝達されることはない。
制御部は、電動機M/Gの駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるEV走行中であり、且つハイブリッド車両が減速している場合には、電動機M/Gで回生制動させる。このときの共線は図8に示すようにL2となる。このモードによれば、内燃機関ENGの引き摺りが阻止されるため、回生効率を高めることができる。
制御部は、ハイブリッド車両が電動機M/Gの駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるEV走行中であり、且つ内燃機関ENGを始動させる必要があると所定の車両情報に基づき判断した場合には、電動機M/Gの駆動力を内燃機関ENGを回転させるために要求される分だけ増加させるとともに、第1連結機構C1を連結状態として遊星歯車機構PGの各要素Su,Ca,Riを相対回転不能なロック状態とし、電動機M/Gで内燃機関ENGを始動させる。このときの共線は、図9に示すように、L2からL1へと切り替わることとなる。
制御部は、ハイブリッド車両が内燃機関ENGの駆動力を用いて走行するENG走行又はHEV走行可能な状態であり、且つシフトポジションが後進レンジであることを所定の車両情報に基づき確認した場合には、第1連結機構C1を開放状態とし、第2連結機構C2を連結状態とし、固定機構B1を固定状態としてキャリアCa(第2要素)をケーシング1aに固定させる。これにより、内燃機関ENGの駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させることができる。このときの共線は図10のL3となる。また、このとき、電動機M/Gを逆転させることにより、内燃機関ENG及び電動機M/Gの両方の駆動力を用いて走行するHEV走行を行うことも可能である。
Claims (9)
- 内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置であって、
サンギア、キャリア及びリングギアからなる3つの要素を有する遊星歯車機構と、変速機と、第1連結機構と、第2連結機構と、前記内燃機関、前記電動機、前記第1連結機構、及び前記第2連結機構を制御する制御部とを備え、
前記遊星歯車機構の3つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第1要素、第2要素及び第3要素として、
前記第1要素が前記内燃機関に連結され、前記第3要素が前記電動機及び変速機の入力軸に連結され、
前記第1連結機構は、前記第1から第3の3つの要素のうち何れか2つを連結可能に構成され、
前記第2連結機構は、前記第3要素の駆動力を調節して前記変速機の入力軸に伝達できるように前記第3要素と前記入力軸とを連結可能に構成され、又は前記変速機の出力軸の駆動力を調節して前記ハイブリッド車両の駆動輪に伝達できるように前記出力軸を連結可能に構成されることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項1記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記内燃機関の駆動力を用いて前記ハイブリッド車両を前進走行させる場合に、前記第1連結機構及び前記第2連結機構を連結状態とする「内燃機関走行モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項2記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記「内燃機関走行モード」から、前記内燃機関を停止して前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるEV走行に移行する場合に、前記第1連結機構を連結状態から開放状態に切換え、前記電動機の駆動力を増加させるとともに、前記内燃機関の出力を低下又は停止させる「EV走行移行モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が減速中である場合には、前記内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット状態とし、前記電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行する「F/C回生制動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動力伝達装置。 - 請求項1から請求項4の何れか1項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が減速中である場合には、前記第1連結機構を連結状態から開放状態に切り換え、前記電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、前記内燃機関を停止させる「回生制動中の内燃機関停止モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項1から請求項5の何れか1項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記ハイブリッド車両は、停車時に前記内燃機関を停止させるアイドリング・ストップを実行するものであり、
前記制御部は、アイドリング・ストップ時に前記内燃機関を始動させる場合には、前記第1連結機構を連結状態とし、前記第2連結機構を開放状態として前記電動機で前記内燃機関を始動させる「I/S内燃機関始動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項1から請求項6の何れか1項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるEV走行中であり、且つ前記ハイブリッド車両が減速している場合には、前記電動機で回生制動させる「EV走行中回生制動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項1から請求項7の何れか1項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるEV走行中であり、且つ前記内燃機関を始動させる場合には、前記電動機の駆動力を増加させるとともに、前記第1連結機構を連結状態として、前記内燃機関を始動させる「EV走行中内燃機関始動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。 - 請求項1から請求項8の何れか1項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記第2要素をケーシングに固定可能な固定機構が設けられ、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の駆動力を用いて走行する状態であり、且つ後進する場合には、前記固定機構で前記第2要素を前記ケーシングに固定させる「ENG後進モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
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