JP2013100060A - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デュアルクラッチ式の自動変速機とパワーテイクオフ装置(PTO)とをそなえたハイブリッド自動車の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle including a dual clutch type automatic transmission and a power take-off device (PTO).
近年、エンジン(内燃機関)及びモータ(電動発電機)の駆動力を任意に駆動輪に伝達可能なパラレル型ハイブリッド自動車が実用化されている。この種のハイブリッド自動車では、エンジンの出力軸にクラッチを介して変速機の入力軸を接続し、変速機の入力軸の外周にモータを装備して、変速機の出力軸に差動装置を介して左右の駆動輪を接続してパワートレインを構成しているものがある。 2. Description of the Related Art In recent years, parallel hybrid vehicles that can arbitrarily transmit driving force of an engine (internal combustion engine) and a motor (motor generator) to driving wheels have been put into practical use. In this type of hybrid vehicle, the input shaft of the transmission is connected to the output shaft of the engine via a clutch, a motor is provided on the outer periphery of the input shaft of the transmission, and a differential device is connected to the output shaft of the transmission. In some cases, the left and right drive wheels are connected to form a power train.
さらに、このようなハイブリッド自動車の変速機に、例えば特許文献1に記載されているような所謂デュアルクラッチ式変速機が適用される場合もある。特許文献1に記載のデュアルクラッチ式変速機は、第1入力軸と出力軸との間に複数の変速段を構成する第1歯車機構を設けると共に、第2入力軸と出力軸との間に複数の変速段を構成する第2歯車機構を設け、エンジンからの駆動力を、第1クラッチを介して第1入力軸に伝達可能とする一方、第2クラッチを介して第2入力軸にも伝達可能としている。この技術の場合、第1入力軸と第2入力軸とを内外2重に配設される構造としており、モータを装備可能な変速機の外側の入力軸(アウタシャフト)にモータを装備している。
Further, a so-called dual clutch transmission as described in
また、清掃車やコンクリートポンプ車両やタンクローリ車両などのように作業装置を搭載した車両においては、作業装置の作動のために変速機から動力を取り出して作業装置に伝達するようにしたPTO(Power take-off)装置を搭載することが知られている。エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド自動車においても、このPTO装置を搭載する場合がある。 Also, in vehicles equipped with work devices such as cleaning vehicles, concrete pump vehicles, tank truck vehicles, etc., PTO (Power take) is designed to extract power from the transmission and transmit it to the work device for operation of the work device. -off) It is known to have a device. The so-called parallel hybrid vehicle that can transmit the driving force of the engine and the driving force of the electric motor to the driving wheels of the vehicle may be equipped with this PTO device.
例えば特許文献2には、エンジン及び電動機から変速機を介してそれぞれ車両の駆動輪に駆動力を伝達可能なハイブリッド自動車において、変速機から取り出した動力を作業装置に伝達可能なPTO装置を備えたものが記載されている。
For example,
ハイブリッド自動車にPTO装置を搭載するメリットは、エンジンに替えてモータを用いて静かで排気のない状態で動力を取り出すことや、或いは、モータのトルクでエンジンのトルクをアシストして騒音及び排気を低減すると共に燃費の低減を図って動力を取り出すことが行なえる点にある。 The advantage of installing a PTO device in a hybrid vehicle is that it uses a motor instead of the engine to extract power in a quiet and exhaustless state, or the motor torque assists the engine torque to reduce noise and exhaust. In addition, it is possible to take out power by reducing fuel consumption.
ところで、例えば図7に示すように、上記のような所謂デュアルクラッチ式変速機が適用されたパラレル型ハイブリッド自動車に、PTO装置10を搭載することが考えられる。図7に示すように、変速機2は、エンジン1と第1クラッチ3Aを介して接続する第1歯車機構21Aと、エンジン1と第2クラッチ3Bを介して接続する第2歯車機構22Aと、をそなえて構成される。なお、変速機2の出力トルクは、プロペラシャフト5に伝達され、デファレンシャル6を介して駆動輪7に伝達される。
Incidentally, for example, as shown in FIG. 7, it is conceivable to mount the
そこで、こうした構造においても、エンジン1のトルクとモータ4のトルクとを選択的に用いてさまざまな態様でPTO装置10を作動させることができるようにしたい。
この際、クラッチ3A,3Bの断接や第1及び第2歯車機構21A,22A内の歯車機構の切り換えをよりシンプルな制御で実施して、さまざまな態様でのPTO装置10の作動を実現させたい。
Therefore, even in such a structure, it is desired that the
At this time, the connection and disconnection of the
本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、デュアルクラッチ式変速機とPTO装置とを装備したハイブリッド自動車において、シンプルな制御で、エンジンのトルクとモータのトルクとを選択的に用いてさまざまな態様でPTO装置を作動させることができるようにした、ハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such a problem, and in a hybrid vehicle equipped with a dual clutch transmission and a PTO device, various kinds of engine torque and motor torque can be selectively used with simple control. It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid vehicle that can operate a PTO device in various modes.
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、エンジンと、電動機又は発電機として作動するモータと、前記エンジン及び前記モータの駆動トルクを駆動輪に伝達するデュアルクラッチ式の変速機とを備えたハイブリッド自動車の制御装置であって、前記変速機は、前記エンジンと第1クラッチを介して接続された第1入力軸と、前記第1入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第1入力軸に接続される第1カウンタ軸と、前記第1カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第1カウンタ軸に接続される出力軸とを備え、前記第1入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第1歯車機構と、前記エンジンと第2クラッチを介して接続されると共に前記モータと直接接続された第2入力軸と、前記第2入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第2入力軸に接続される第2カウンタ軸と、前記第2カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第2カウンタ軸に接続される前記出力軸とを備え、前記第2入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第2歯車機構と、を有し、前記第1カウンタ軸と前記第2カウンタ軸とを係合した係合状態又は係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第1係合機構と、前記第1歯車機構及び前記第2歯車機構のいずれか一方に接続されるPTO装置と、前記PTO装置に作動を要求するPTO作動要求手段と、前記PTO作動要求手段による前記PTO装置への作動要求が検出されたとき、前記第1係合機構を前記係合状態に制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes an engine, a motor that operates as an electric motor or a generator, and a dual clutch transmission that transmits driving torque of the engine and the motor to driving wheels. The transmission includes a first input shaft that is connected to the engine via a first clutch, and a gear that is disposed in parallel to the first input shaft. A first counter shaft connected to the first input shaft, and an output shaft arranged in parallel with the first counter shaft and connected to the first counter shaft via a gear pair. A first gear mechanism that outputs driving torque input to the shaft to the output shaft, a second input shaft that is connected to the engine via the second clutch and directly connected to the motor; A second counter shaft arranged parallel to the second input shaft and connected to the second input shaft via a gear pair; and a second counter shaft arranged parallel to the second counter shaft and connected to the second counter shaft. And a second gear mechanism that outputs the driving torque input to the second input shaft to the output shaft, and the first counter shaft and the second counter shaft; A first engagement mechanism that can be switched to an engaged state that engages or a disengaged state that disengages, and a PTO device connected to either the first gear mechanism or the second gear mechanism PTO operation requesting means for requesting the PTO apparatus to operate, and control means for controlling the first engagement mechanism to the engaged state when an operation request to the PTO apparatus by the PTO operation requesting means is detected It is characterized by having .
なお、前記第1カウンタ軸と前記出力軸との係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第2係合機構、及び、前記第2カウンタ軸と前記出力軸との係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第3係合機構とを有し、前記制御手段は、前記PTO作動要求手段による前記PTO装置への作動要求が検出されたとき、前記第2係合機構又は前記第3係合機構を非係合状態にして前記駆動輪への駆動トルクの出力を停止することが好ましい。 The second engagement mechanism that can be switched to the disengaged state in which the engagement between the first counter shaft and the output shaft is released, and the engagement between the second counter shaft and the output shaft are released. A third engagement mechanism that can be switched to a non-engaged state, and the control means detects the second engagement mechanism or the above-mentioned when the operation request to the PTO device by the PTO operation request means is detected. It is preferable to stop the output of the drive torque to the drive wheel by disengaging the third engagement mechanism.
前記制御手段は、前記PTO作動要求手段による前記PTO装置への作動要求が検出されたとき、前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの一方を接続状態に、且つ、他方を遮断状態に制御することが好ましい。 The control means controls one of the first clutch and the second clutch to a connected state and the other to a disconnected state when an operation request to the PTO device by the PTO operation request means is detected. Is preferred.
また、前記モータへの電力供給源となるバッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のPTO駆動モードのうちいずれか一つのPTO駆動モードを選択するPTO駆動モード選択手段と、を備えることが好ましい。 In addition, a charge amount detection unit that detects a charge amount of a battery that is a power supply source to the motor, and any one of a plurality of PTO drive modes based on the battery charge amount detected by the charge amount detection unit. And PTO drive mode selection means for selecting one PTO drive mode.
この場合、前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第1閾値以上の高レベル領域にあると、前記第2歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記モータの駆動トルクだけで前記PTO装置を駆動するモータ単独駆動モードを選択することが好ましい。 In this case, the PTO drive mode selection means transmits the drive torque of the motor to the second gear mechanism when the battery charge amount detected by the charge amount detection means is in a high level region equal to or greater than a first threshold value. Then, it is preferable to select a motor single drive mode in which the PTO device is driven only by the drive torque of the motor.
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第2閾値以上で第1閾値未満の中レベル領域にあると、前記第1歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達すると共に前記第2歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記エンジンと前記モータとの駆動トルクで前記PTO装置を駆動するエンジン/モータ駆動モードを選択することも好ましい。 When the battery charge amount detected by the charge amount detection unit is in a middle level region that is greater than or equal to a second threshold value and less than the first threshold value, the PTO drive mode selection unit causes the engine driving torque to be applied to the first gear mechanism. It is also preferable to select an engine / motor driving mode in which the driving torque of the motor is transmitted to the second gear mechanism and the PTO device is driven by the driving torque of the engine and the motor.
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第3閾値以上で第2閾値未満の低レベル領域にあると、前記第1歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して、前記エンジンの駆動トルクだけで前記PTO装置を駆動するエンジン単独駆動モードを選択することも好ましい。 The engine driving torque of the engine is applied to the first gear mechanism when the battery charge amount detected by the charge amount detection unit is in a low level region that is greater than or equal to a third threshold value and less than a second threshold value. It is also preferable to select an engine single drive mode in which the PTO device is driven only by the engine drive torque.
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第3閾値未満の極低レベル領域にあると、前記第1歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して前記PTO装置を駆動すると共に、前記モータを発電機として作動させ前記第2歯車機構を介して前記エンジンの駆動トルクで前記モータを発電機として作動させて発電した電力で前記バッテリを充電する発電駆動モードを選択することも好ましい。 The PTO drive mode selection means transmits the engine drive torque to the first gear mechanism when the battery charge amount detected by the charge amount detection means is in an extremely low level region less than a third threshold. Power generation drive for driving the PTO device and charging the battery with electric power generated by operating the motor as a generator and operating the motor as a generator with the driving torque of the engine via the second gear mechanism It is also preferable to select a mode.
前記PTO駆動モード選択手段により選択された前記PTO駆動モードが前記エンジンの出力トルクを使用しないモードの場合には、前記エンジンの出力トルクを0とし、前記PTO駆動モード選択手段により選択された前記PTO駆動モードが前記モータの出力トルクを使用しないモードの場合には、前記モータの出力トルクを0とするトルク制御手段をそなえていることが好ましい。 When the PTO drive mode selected by the PTO drive mode selection means is a mode that does not use the engine output torque, the engine output torque is set to 0, and the PTO selected by the PTO drive mode selection means When the drive mode is a mode in which the output torque of the motor is not used, it is preferable to provide a torque control means for setting the output torque of the motor to zero.
本発明のハイブリッド自動車の制御装置によれば、PTO作動要求手段によるPTO装置への作動要求が検出されたとき、第1係合機構を係合状態に制御するので、第1係合機構により第1カウンタ軸と第2カウンタ軸とが係合し、これにより、第1歯車機構と第2歯車機構との間でのトルク伝達が可能になり、第2歯車機構の入力軸(第2入力軸)に接続されたモータと第1歯車機構との間でのトルク伝達も可能になる。したがって、常にモータの駆動トルクを利用してPTO装置を作動させることが可能になり、第1クラッチと第2クラッチとの何れかを適宜接続して、エンジンとモータとの何れかあるいは両方を使用して、シンプルな制御でPTO装置を作動させることが可能になる。 According to the hybrid vehicle control device of the present invention, the first engagement mechanism is controlled to be engaged when the operation request to the PTO device by the PTO operation request means is detected. The first counter shaft and the second counter shaft engage with each other, thereby enabling torque transmission between the first gear mechanism and the second gear mechanism, and the input shaft (second input shaft) of the second gear mechanism. Torque transmission between the motor connected to the first gear mechanism and the first gear mechanism is also possible. Therefore, it becomes possible to always operate the PTO device using the driving torque of the motor, connect either the first clutch or the second clutch as appropriate, and use either or both of the engine and the motor. Thus, the PTO device can be operated with simple control.
PTO作動要求手段によるPTO装置への作動要求が検出されたとき、第1カウンタ軸と出力軸との間の第2係合機構又は第2カウンタ軸と出力軸との間の第3係合機構を非係合状態にして駆動輪への駆動トルクの出力を停止することにより、車両の停止に支障なくPTO装置を作動させることができる。 A second engagement mechanism between the first counter shaft and the output shaft or a third engagement mechanism between the second counter shaft and the output shaft when an operation request to the PTO device by the PTO operation request means is detected By stopping the output of the drive torque to the drive wheels in the non-engaged state, the PTO device can be operated without hindering the stop of the vehicle.
PTO装置への作動要求が検出されたとき、第1クラッチ及び第2クラッチの一方を接続状態に他方を遮断状態に制御することにより、第1クラッチ及び第2クラッチを断接切替することなく、係合機構を有効に利用して様々な態様でPTO装置を作動させることができる。 When an operation request to the PTO device is detected, by controlling one of the first clutch and the second clutch to the connected state and the other to the disconnected state, the first clutch and the second clutch can be switched without connection / disconnection. The PTO device can be operated in various modes by effectively using the engagement mechanism.
また、バッテリ充電量に基づき、例えば、モータ単独駆動モードと、エンジン/モータ駆動モードと、エンジン単独駆動モードと、発電駆動モードといった、複数のPTO駆動モードのうちいずれか一つのPTO駆動モードを選択することにより、バッテリの管理をしながらPTO装置を作動させることができる。 Further, based on the battery charge amount, for example, any one PTO drive mode is selected from a plurality of PTO drive modes such as a motor single drive mode, an engine / motor drive mode, an engine single drive mode, and a power generation drive mode. By doing so, the PTO device can be operated while managing the battery.
例えば、バッテリ充電量が第1閾値以上の高レベル領域にあると、モータ単独駆動モードを選択し、エンジンを使用せずに、モータのトルクだけでPTO装置を作動させることにより、静かで排気のない状態でPTO装置を作動させることができる。 For example, if the battery charge amount is in a high level region that is equal to or higher than the first threshold, the motor single drive mode is selected, and the PTO device is operated only by the motor torque without using the engine. The PTO device can be operated in the absence.
また、バッテリ充電量が第2閾値以上第1閾値未満の中レベル領域にあると、エンジン/モータ駆動モードを選択し、モータとエンジンとの両トルクでPTO装置を作動させることにより、静かで排気を低減すると共に燃費の低減を図りながらPTO装置を作動させることができる。 Also, when the battery charge is in the middle level range from the second threshold value to the first threshold value, the engine / motor drive mode is selected, and the PTO device is operated with both the motor and engine torque. It is possible to operate the PTO device while reducing fuel consumption and reducing fuel consumption.
バッテリ充電量が第3閾値以上第2閾値未満の低レベル領域にあると、エンジン単独駆動モードを選択し、エンジンのトルクだけで前記PTO装置を作動させることにより、バッテリの保護を図りながらPTO装置を作動させることができる。 When the battery charge amount is in a low level region not less than the third threshold value and less than the second threshold value, the engine single drive mode is selected, and the PTO device is operated only by the engine torque, thereby protecting the battery while protecting the battery. Can be activated.
そして、バッテリ充電量が第3閾値未満の極低レベル領域にあると、発電駆動モードを選択し、エンジンのトルクで、PTO装置を作動させると共にモータを発電機として作動させてバッテリを充電するので、バッテリ充電量が回復し、モータを使用可能の状態にすると共にバッテリの保護を図りながらPTO装置を作動させることができる。 When the battery charge amount is in an extremely low level region less than the third threshold value, the power generation drive mode is selected, and the battery is charged by operating the PTO device and the motor as a generator with the engine torque. The battery charge is restored, the motor can be used, and the PTO device can be operated while protecting the battery.
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図1〜図6は本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系及びその制御装置を示す図であり、これらの図に基づいて説明する。なお、ここでは、図中左側である変速機2の入力側を前方(符号F)として、図中右側である変速機2の出力側を後方(符号R)として説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1-6 is a figure which shows the drive system of the parallel type hybrid vehicle concerning one Embodiment of this invention, and its control apparatus, It demonstrates based on these figures. Here, the description will be made assuming that the input side of the
本実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系は、図2の概略構成図に示すように、変速機2は、エンジン1と第1クラッチ3Aを介して接続する第1歯車機構21Aと、エンジン1と第2クラッチ3Bを介して接続する第2歯車機構22Aと、をそなえて構成される。なお、変速機2の出力トルクは、プロペラシャフト5に伝達され、デファレンシャル6を介して駆動輪7に伝達される。
As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 2, the drive system of the parallel hybrid vehicle according to the present embodiment includes a
このようなデュアルクラッチ式の変速機2に、PTO装置10を搭載する場合、モータ4は、第1歯車機構21Aの入力軸(第1入力軸)21と第2歯車機構22Aの入力軸(第2入力軸)22との何れかの外周に装備することになる。第1入力軸21と第2入力軸22とを同軸に配置する場合、例えば、第1入力軸21をインナ軸に第2入力軸22をアウタ軸に配置することができる。この場合、モータ4は、アウタ軸である第2入力軸22の外周に装備することになる。
When the
図1は、そのデュアルクラッチ式の変速機2の構成をより詳細に示すスケルトン図である。図1に示すように、変速機2には、走行用動力源であるエンジン1がクラッチユニット3を介して接続されている。クラッチユニット3は、内側にインナクラッチである第1クラッチ3Aが、その外側のアウタクラッチである第2クラッチ3Bが互いに同軸に配置されている。各クラッチ3A,3Bの入力側には、エンジン1の出力軸1aが接続され、第1クラッチ3Aの出力側には、インナ軸である変速機2の第1入力軸21が接続され、第2クラッチ3Bの出力側には、アウタ軸である変速機2の第2入力軸22が接続されている。第1入力軸21と第2入力軸22も同軸に配置されている。そして、アウタ軸である第2入力軸22の外周にモータ(電動発電機)4のロータ(回転子)4aが結合されている。なお、モータ4のステータ(固定子)4bは変速機2のケーシング側に固定されている。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing the configuration of the dual
第1歯車機構21Aと第2歯車機構22Aとを構成するために、このような第1入力軸21及び第2入力軸22と平行に、第1カウンタ軸23及び第2カウンタ軸24が配設され、第1入力軸21と第1カウンタ軸23とが歯車対26i,26jで接続され、第2入力軸22と第2カウンタ軸24とが歯車対26a,26bで接続されている。歯車対26i,26jは6速段を達成するために使用される。
In order to configure the
特に、インナ軸である第1入力軸21は、アウタ軸である第2入力軸22よりも変速機2の後方に突出し露出しており、この露出部に歯車26jが固設されている。そして、アウタ軸である第2入力軸22の後方側に歯車26aが固設されている。また、第1カウンタ軸23はアウタ軸であり、第2カウンタ軸24はインナ軸であり、インナ軸である第2カウンタ軸24は、アウタ軸である第1カウンタ軸23よりも変速機2の前方及び後方に突出し露出しており、この前方露出部に歯車26bが固設されている。そして、アウタ軸である第1カウンタ軸23の前方側に歯車26iが固設されている。
In particular, the
また、第1入力軸21及び第2入力軸22と同軸上に、出力軸25が配設され、第1カウンタ軸23と出力軸25との間、及び、第2カウンタ軸24と出力軸25との間に、それぞれ各変速段の歯車対が介装されている。
In addition, an
第1カウンタ軸23と出力軸25との間には、3速段を達成するための歯車対26e,26fが介装される。また、4速段を達成するために、第1,2カウンタ軸23,24と同軸で第2カウンタ軸24と断接可能な歯車26gと出力軸25に固設された歯車26hとからなる歯車対26g,26hが設けられている。また、第2カウンタ軸24と出力軸25との間には,1速段,2速段を達成するための歯車対26c,26dが介装され、4速段を達成するための歯車対26g,26hが介装され、さらに、後退段(R)を達成するために、歯車26lを介して歯車対26k,26mが介装されている。
Between the
さらに、第1入力軸21と出力軸25との間、及び、第1カウンタ軸23の歯車26fと出力軸25との間には、第2動力断接機構(第2係合機構)としてのシンクロナイザ(図中にはそのスリーブを示す、以下、単に、シンクロ2ともいう)27が介装されている。
Further, a second power connection / disconnection mechanism (second engagement mechanism) is provided between the
また、第1カウンタ軸23と第2カウンタ軸24との間、及び、第2カウンタ軸24と出力軸25の歯車26fとの間には、第1動力断接機構(第1係合機構)としてのシンクロナイザ(図中にはそのスリーブを示す、以下、単に、シンクロ1ともいう)28が介装されている。
これらの各軸及び歯車の組み合わせにより第1歯車機構21Aと第2歯車機構22Aとが構成される。
A first power connection / disconnection mechanism (first engagement mechanism) is provided between the
The
そして、1速段,2速段にかかる歯車26dと出力軸25との間、及び、後退にかかる歯車26mと出力軸25との間には、第3動力断接機構(第3係合機構)としてのシンクロナイザ(図中にはそのスリーブを示す、以下、単に、シンクロ3ともいう)29が介装されている。
A third power connection / disconnection mechanism (third engagement mechanism) is provided between the
そして、図1中に示すように、1速段(図1中、「1」で示す)達成するには、シンクロ2を中立に、シンクロ1を前方に(第1カウンタ軸23と第2カウンタ軸24との結合)、シンクロ3を後方に(歯車26dと出力軸25との結合)、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを接続状態にし、第2クラッチ3Bを遮断状態にする。
As shown in FIG. 1, in order to achieve the first gear (indicated by “1” in FIG. 1), the
2速段(図1中、「2」で示す)を達成するには、シンクロ2を中立に、シンクロ1を中立に、シンクロ3を後方に(歯車26dと出力軸25との結合)、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを遮断状態にし、第2クラッチ3Bを接続状態にする。
To achieve the second gear (indicated by “2” in FIG. 1), the
3速段(図1中、「3」で示す)を達成するには、シンクロ2を後方に(歯車26fと出力軸25との結合)、シンクロ1を中立に、シンクロ3を中立に、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを接続状態にし、第2クラッチ3Bを遮断状態にする。
To achieve the third speed (indicated by “3” in FIG. 1), the
4速段(図1中、「4」で示す)を達成するには、シンクロ2を中立に、シンクロ1を後方に(第2カウンタ軸24と歯車26gとの結合)、シンクロ3を中立に、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを遮断状態にし、第2クラッチ3Bを接続状態にする。
To achieve the fourth speed (indicated by “4” in FIG. 1), the
5速段(図1中、「5」で示す)を達成するには、シンクロ2を前方に(第1入力軸21と出力軸25との結合、直結)、シンクロ1を中立に、シンクロ3を中立に、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを接続状態にし、第2クラッチ3Bを遮断状態にする。
In order to achieve the fifth speed (indicated by “5” in FIG. 1), the
6速段(図1中、「6」で示す)を達成するには、シンクロ2を前方に(第1入力軸21と出力軸25との結合)、シンクロ1を前方に(第1カウンタ軸23と第2カウンタ軸24との結合)、シンクロ3を中立に、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを遮断状態にし、第2クラッチ3Bを接続状態にする。
To achieve the sixth speed (indicated by “6” in FIG. 1), the
後退段(図1中、「R」で示す)を達成するには、シンクロ2を中立に、シンクロ1を中立に、シンクロ3を前方に(歯車26mと出力軸25との結合)、それぞれ設定する。エンジン1の駆動トルクを使用する場合には、第1クラッチ3Aを遮断状態にし、第2クラッチ3Bを接続状態にする。
To achieve the reverse gear (indicated by “R” in FIG. 1), the
このような変速機2の後退段にかかる歯車26lには、歯車26nが噛合しており、歯車26nの回転軸に、PTO装置10が接続される。
図2に示すように、車両の全体を制御するために、車両ECU(車両用電子制御ユニット,制御手段)100が備えられている。この車両ECU100は、メモリ(ROM,RAM)及びCPU等で構成されるコンピュータである。車両ECU100は、PTO作動時に、エンジン1,クラッチユニット3,変速機2,モータ4をそれぞれ制御する。
A
As shown in FIG. 2, a vehicle ECU (vehicle electronic control unit, control means) 100 is provided to control the entire vehicle. The
このために、PTOの作動を指令するPTOスイッチ(PTOSW)101からの信号と、モータ4と接続された図示しないバッテリの充電量(SOC)を検出するSOC検出部(充電量検出手段)102からの信号とが、車両ECU100に入力されるようになっている。
なお、エンジン1の制御は、エンジン制御用のエンジンECUを通じて、また、モータ4の制御は、モータ4のインバータ制御用のインバータECUを通じて、変速機2の制御は、変速機制御用の変速機ECUを通じて、それぞれ行なってもよい。
For this purpose, from a signal from a PTO switch (PTOSW) 101 that commands the operation of the PTO, and from a SOC detector (charge amount detection means) 102 that detects a charge amount (SOC) of a battery (not shown) connected to the
The
また、SOC検出部102としては、バッテリを制御するためのバッテリECUを適用することができる。バッテリECUでは、バッテリの充放電時の電流や電圧を監視しており、これらの監視情報からSOCを算出することができる。
Moreover, as the
車両ECU100は、PTOスイッチ101が入力されると、第1クラッチ3A及び第2クラッチ3Bのいずれか一方を接続状態に保持し、他方を遮断状態に保持して、さらに、変速機2から駆動輪7側へのトルクの出力を遮断して、PTO装置10を作動させる。本実施形態では、第2クラッチ3B及びシンクロナイザ(第2係合機構)27,シンクロナイザ(第3係合機構)29を遮断状態[中立(N)状態]とし、第1クラッチ3A及びシンクロナイザ(第1係合機構)28を接続状態[前方(F)状態]とする。そして、モータ4の駆動トルクのみをPTO装置10に使用するモータ単独駆動モードと、エンジン1及びモータ4の両方の駆動トルクをPTO装置10に使用するエンジン/モータ駆動モードと、エンジンの駆動トルクのみをPTO装置10に使用するエンジン単独駆動モードと、エンジンの駆動トルクを単独でPTO装置10に使用しながらモータ4を発電機として駆動をする発電駆動モードと、を選択的に実施する。
When the
モータ単独駆動モードでは、図2に示すように、モータ4だけに出力トルクを発生させ、エンジン1は出力トルク0の状態にする。
エンジン/モータ駆動モードでは、図3に示すように、エンジン1とモータ4との両方に出力トルクを発生させる。
エンジン単独駆動モードでは、図4に示すように、エンジン1だけに出力トルクを発生させ、モータ4は出力トルク0の状態にする。
発電駆動モードでは、図5に示すように、エンジン1のトルクを増大させて、エンジン1のトルクでPTO装置10を作動させると共にエンジン1のトルクでモータ4を発電機として作動させてバッテリを充電する。
In the motor single drive mode, as shown in FIG. 2, the output torque is generated only in the
In the engine / motor drive mode, output torque is generated in both the
In the engine single drive mode, as shown in FIG. 4, the output torque is generated only in the
In the power generation drive mode, as shown in FIG. 5, the torque of the
特に、車両ECU100は、SOC検出部102からのSOC情報に基づいて、これらの接続モードのいずれかを選択して、以下のような制御を実施する。
まず、SOCが第1閾値SOC1以上の高レベル領域にあると、モータ単独使用モードを選択し、モータ4のトルクだけでPTO装置を作動させる。
SOCが第1閾値SOC1未満であるが第1閾値SOC1よりも低い第2閾値SOC2以上の中レベル領域にあると、モータ,エンジン両用モードを選択し、モータ4とエンジン1との両トルクでPTO装置10を作動させる。
In particular,
First, when the SOC is in a high level region equal to or higher than the first threshold SOC1, the motor single use mode is selected, and the PTO device is operated only by the torque of the
When the SOC is less than the first threshold SOC1 but in the middle level region equal to or higher than the second threshold SOC2 that is lower than the first threshold SOC1, the motor / engine dual mode is selected, and the PTO is determined by both the
SOCが第2閾値SOC2未満であるが第2閾値SOC2よりも低い第3閾値SOC3以上の低レベル領域にあると、エンジン単独使用モードを選択し、エンジン1のトルクだけでPTO装置10を作動させる。
さらに、SOCが第3閾値SOC3未満の極低レベル領域にあると、発電併用モードを選択し、エンジン1のトルクを増大させて、エンジン1のトルクでPTO装置10を作動させると共にエンジン1のトルクでモータ4を発電機として作動させてバッテリを充電する。
When the SOC is lower than the second threshold SOC2 but in a low level region equal to or higher than the third threshold SOC3 lower than the second threshold SOC2, the engine single use mode is selected and the
Further, when the SOC is in an extremely low level region less than the third threshold SOC3, the power generation combined mode is selected, the torque of the
本発明の一実施形態に係るハイブリッド自動車の制御装置は上述のように構成されているので、例えば図6のフローチャートに示すように制御が行なわれる。
つまり、車両ECU100により、PTO作動要求があるか否かをPTOスイッチ101のオンオフ情報から判定する(ステップS10)。
Since the hybrid vehicle control apparatus according to one embodiment of the present invention is configured as described above, the control is performed as shown in the flowchart of FIG. 6, for example.
That is, the
PTO作動要求があれば、SOCが第1閾値SOC1以上の高レベル領域にあるか否かを判定する(ステップS20)。SOCが高レベル領域にあれば、モータ単独駆動モードを選択し、モータ4の駆動トルクだけでPTO装置10を作動させる(ステップS30)。これにより、静かで排気のない状態でPTO装置10を作動させることができる。
If there is a PTO operation request, it is determined whether or not the SOC is in a high level region equal to or higher than the first threshold value SOC1 (step S20). If the SOC is in the high level region, the motor single drive mode is selected, and the
SOCが高レベル領域になければ、SOCが第2閾値SOC2以上第1閾値SOC1未満の中レベル領域にあるか否かを判定する(ステップS40)。SOCが中レベル領域にあれば、モータ/エンジン駆動モードを選択し、モータ4とエンジン1との両駆動トルクでPTO装置10を作動させる(ステップS50)。これにより、静かで排気を低減すると共に燃費の低減を図りながらPTO装置10を作動させることができる。
If the SOC is not in the high level region, it is determined whether or not the SOC is in the middle level region not less than the second threshold SOC2 and less than the first threshold SOC1 (step S40). If the SOC is in the middle level region, the motor / engine drive mode is selected, and the
SOCが高レベル領域にも中レベル領域にもなければ、SOCが第3閾値SOC3以上第2閾値SOC2未満の低レベル領域にあるか否かを判定する(ステップS60)。SOCが低レベル領域にあれば、エンジン単独駆動モードを選択し、エンジン1の駆動トルクだけでPTO装置10を作動させる(ステップS70)。これにより、バッテリの保護を図りながらPTO装置10を作動させることができる。
If the SOC is neither in the high level region nor in the middle level region, it is determined whether the SOC is in a low level region not lower than the third threshold value SOC3 and lower than the second threshold value SOC2 (step S60). If the SOC is in the low level region, the engine single drive mode is selected, and the
そして、SOCが高レベル領域にも中レベル領域にも低レベル領域にもなければ、SOCは第3閾値SOC3未満の極低レベル領域にあるので、発電駆動モードを選択し、エンジン1の駆動トルクでPTO装置10を作動させると共にモータ4を発電機として作動させてバッテリを充電する(ステップS80)。これにより、バッテリ充電量が回復し、モータ4を使用可能の状態にすると共にバッテリの保護を図りながらPTO装置10を作動させることができる。
If the SOC is not in the high level region, the intermediate level region, or the low level region, the SOC is in an extremely low level region less than the third threshold value SOC3. Therefore, the power generation drive mode is selected and the driving torque of the
PTO装置への作動要求が検出されたときには、選択されるPTO駆動モードによらず、第1クラッチ3A及び第2クラッチ3Bの一方を接続状態に制御し他方を切断状態に保持するので、バッテリの充電状態に応じてPTO駆動モードが変更される際にも、第1クラッチ3A及び第2クラッチ3Bの段接切替を行なうことがなく、PTO駆動モードの切替を速やか且つ円滑に行なえ、この切替のPTO装置10の作動への影響も抑制される。
When an operation request to the PTO device is detected, regardless of the selected PTO drive mode, one of the first clutch 3A and the second clutch 3B is controlled in the connected state and the other is held in the disconnected state. Even when the PTO drive mode is changed according to the state of charge, the PTO drive mode can be quickly and smoothly switched without switching the step connection of the first clutch 3A and the second clutch 3B. The influence on the operation of the
なお、上記の実施形態では、インナ軸である第2カウンタ軸24の歯車26lにPTO装置10を接続しているが、図1中に二点鎖線で示すように、アウタ軸である第1カウンタ軸23の歯車(例えば、歯車26e,26g)にPTO装置10´を接続する構成も可能である。
In the above embodiment, the
しかし、例えば、歯車26eにPTO装置10´を接続する場合、PTO装置10´からの反力によって、第1カウンタ軸23に軸ブレが生じて第1カウンタ軸23とその内側の第2カウンタ軸24との間の潤滑膜が保持されず、両カウンタ軸23,24間の摺動により両カウンタ軸23,24の摺動面の焼き付きや磨耗が発生するおそれがある。
つまり、インナ軸である第2カウンタ軸24の両端部は、アウタ軸である第1カウンタ軸23の両端からいずれも突出することになり、第1カウンタ軸23及び第2カウンタ軸24の全長を抑えようとすると、必然的に、第1カウンタ軸23の軸長が制限される。
However, for example, when the
That is, both end portions of the
しかし、第1カウンタ軸23の軸長が短いと、PTO装置10´からの反力によって、第1カウンタ軸23に大きな変形が加わり、第1カウンタ軸23に軸ブレが生じて第1カウンタ軸23とその内側の第2カウンタ軸24との間の潤滑膜が保持されないおそれがある。
この点、本装置では、PTO装置使用時には、シンクロナイザ28(シンクロ1)は常時接続されるので、アウタ軸である第2カウンタ軸24とインナ軸である第1カウンタ軸23とが相対回転することはなく、かかる損傷のおそれも回避できる。
However, if the axial length of the
In this respect, in this apparatus, when the PTO apparatus is used, the synchronizer 28 (synchronizer 1) is always connected, so that the
〔その他〕
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、かかる実施の形態を適宜変更して実施しうるものである。
[Others]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment, and can be implemented by appropriately changing the embodiment without departing from the gist of the present invention. Is.
例えば、車両ECU100は、PTOスイッチ101が入力されると、第2クラッチ3Bを遮断状態とし、第1クラッチ3Aを接続状態とする例を説明したが、第2クラッチ3Bを接続状態とし、第1クラッチ3Aを遮断状態としてもよい。この場合には、シンクロナイザ29を遮断状態とし、シンクロナイザ28については接続状態でも遮断状態でもかまわない。
For example, the
また、上記実施形態では、前進6速段のデュアルクラッチ式の変速機を例示したが、変速段数は書進時これに限るものではなく、また、変速機の構成も図1に例示するものに限らない。 In the above embodiment, a dual clutch type transmission having six forward speeds is illustrated, but the number of shift stages is not limited to this at the time of writing, and the configuration of the transmission is also illustrated in FIG. Not exclusively.
1 エンジン(内燃機関)
2 デュアルクラッチ式変速機
3 クラッチユニット
3A 第1クラッチ
3B 第2クラッチ
4 モータ(電動発電機)
5 プロペラシャフト
6 デファレンシャル
7 駆動輪
10 PTO装置
21A 第1歯車機構
21 第1入力軸
22A 第2歯車機構
22 第2入力軸
23 第1カウンタ軸
24 第2カウンタ軸
25 出力軸
26a〜26n 変速用の歯車
27〜29 動力断接機構(係合機構)としてのシンクロナイザ
100 車両ECU(制御手段)
101 PTOスイッチ(PTOSW)
102 SOC検出部(充電量検出手段)
1 engine (internal combustion engine)
2 Dual
DESCRIPTION OF
101 PTO switch (PTOSW)
102 SOC detection part (charge amount detection means)
Claims (8)
前記変速機は、
前記エンジンと第1クラッチを介して接続された第1入力軸と、前記第1入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第1入力軸に接続される第1カウンタ軸と、前記第1カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第1カウンタ軸に接続される出力軸とを備え、前記第1入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第1歯車機構と、
前記エンジンと第2クラッチを介して接続されると共に前記モータと直接接続された第2入力軸と、前記第2入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第2入力軸に接続される第2カウンタ軸と、前記第2カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第2カウンタ軸に接続される前記出力軸とを備え、前記第2入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第2歯車機構と、を有し、
前記第1カウンタ軸と前記第2カウンタ軸とを係合した係合状態又は係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第1係合機構と、
前記第1歯車機構及び前記第2歯車機構のいずれか一方に接続されるPTO装置と、
前記PTO装置に作動を要求するPTO作動要求手段と、
前記PTO作動要求手段による前記PTO装置への作動要求が検出されたとき、前記第1係合機構を前記係合状態に制御する制御手段と、を備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド自動車の制御装置。 A hybrid vehicle control device comprising: an engine; a motor that operates as an electric motor or a generator; and a dual clutch transmission that transmits the engine and driving torque of the motor to driving wheels,
The transmission is
A first input shaft connected to the engine via a first clutch; a first counter shaft arranged in parallel to the first input shaft and connected to the first input shaft via a gear pair; A first gear mechanism that is arranged in parallel with one countershaft and that is connected to the first countershaft via a pair of gears, and that outputs drive torque input to the first input shaft to the output shaft When,
A second input shaft connected to the engine via a second clutch and directly connected to the motor, and arranged parallel to the second input shaft and connected to the second input shaft via a gear pair. A second counter shaft; and the output shaft connected in parallel to the second counter shaft via a pair of gears, the driving torque input to the second input shaft being A second gear mechanism that outputs to the output shaft,
A first engagement mechanism that can be switched between an engaged state in which the first counter shaft and the second counter shaft are engaged or a disengaged state in which the engagement is released;
A PTO device connected to one of the first gear mechanism and the second gear mechanism;
PTO operation request means for requesting the PTO device to operate;
Control means for controlling the first engagement mechanism to the engagement state when an operation request to the PTO device by the PTO operation request means is detected. Control device.
前記制御手段は、前記PTO作動要求手段による前記PTO装置への作動要求が検出されたとき、前記第2係合機構又は前記第3係合機構を非係合状態にして前記駆動輪への駆動トルクの出力を停止する
ことを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド自動車の制御装置。 A second engagement mechanism capable of switching to a disengaged state in which the engagement between the first counter shaft and the output shaft is released; and a non-engagement in which the engagement between the second counter shaft and the output shaft is released. A third engagement mechanism switchable to a combined state,
When the operation request to the PTO device by the PTO operation request unit is detected, the control unit disengages the second engagement mechanism or the third engagement mechanism and drives the drive wheel. 2. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein torque output is stopped.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のハイブリッド自動車の制御装置。 The control means controls one of the first clutch and the second clutch to a connected state and the other to a disconnected state when an operation request to the PTO device by the PTO operation request means is detected. The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the control device is a hybrid vehicle control device.
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のPTO駆動モードのうちいずれか一つのPTO駆動モードを選択するPTO駆動モード選択手段と、を備え、
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第1閾値以上の高レベル領域にあると、前記第2歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記モータの駆動トルクだけで前記PTO装置を駆動するモータ単独駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 A charge amount detecting means for detecting a charge amount of a battery serving as a power supply source to the motor;
PTO drive mode selection means for selecting any one PTO drive mode from among a plurality of PTO drive modes based on the battery charge amount detected by the charge amount detection means,
The PTO drive mode selection means transmits the drive torque of the motor to the second gear mechanism when the battery charge amount detected by the charge amount detection means is in a high level region equal to or greater than a first threshold value. The control apparatus for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a motor single drive mode for driving the PTO device only with the drive torque of the motor is selected.
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のPTO駆動モードのうちいずれか一つのPTO駆動モードを選択するPTO駆動モード選択手段と、を備え、
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第2閾値以上で第1閾値未満の中レベル領域にあると、前記第1歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達すると共に前記第2歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記エンジンと前記モータとの駆動トルクで前記PTO装置を駆動するエンジン/モータ駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 A charge amount detecting means for detecting a charge amount of a battery serving as a power supply source to the motor;
PTO drive mode selection means for selecting any one PTO drive mode from among a plurality of PTO drive modes based on the battery charge amount detected by the charge amount detection means,
When the battery charge amount detected by the charge amount detection unit is in a middle level region that is greater than or equal to a second threshold value and less than the first threshold value, the PTO drive mode selection unit causes the first gear mechanism to drive the engine torque. And a driving torque of the motor is transmitted to the second gear mechanism, and an engine / motor driving mode for driving the PTO device with the driving torque of the engine and the motor is selected. The control apparatus of the hybrid vehicle of any one of Claims 1-4.
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のPTO駆動モードのうちいずれか一つのPTO駆動モードを選択するPTO駆動モード選択手段と、を備え、
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第3閾値以上で第2閾値未満の低レベル領域にあると、前記第1歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して、前記エンジンの駆動トルクだけで前記PTO装置を駆動するエンジン単独駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 A charge amount detecting means for detecting a charge amount of a battery serving as a power supply source to the motor;
PTO drive mode selection means for selecting any one PTO drive mode from among a plurality of PTO drive modes based on the battery charge amount detected by the charge amount detection means,
The engine driving torque of the engine is applied to the first gear mechanism when the battery charge amount detected by the charge amount detection unit is in a low level region that is greater than or equal to a third threshold value and less than a second threshold value. The hybrid vehicle control device according to any one of claims 1 to 5, wherein an engine single drive mode for driving the PTO device only by the drive torque of the engine is selected.
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のPTO駆動モードのうちいずれか一つのPTO駆動モードを選択するPTO駆動モード選択手段と、を備え、
前記PTO駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第3閾値未満の極低レベル領域にあると、前記第1歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して前記PTO装置を駆動すると共に、前記モータを発電機として作動させ前記第2歯車機構を介して前記エンジンの駆動トルクで前記モータを発電機として作動させて発電した電力で前記バッテリを充電する発電駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 A charge amount detecting means for detecting a charge amount of a battery serving as a power supply source to the motor;
PTO drive mode selection means for selecting any one PTO drive mode from among a plurality of PTO drive modes based on the battery charge amount detected by the charge amount detection means,
The PTO drive mode selection means transmits the engine drive torque to the first gear mechanism when the battery charge amount detected by the charge amount detection means is in an extremely low level region less than a third threshold. Power generation drive for driving the PTO device and charging the battery with electric power generated by operating the motor as a generator and operating the motor as a generator with the driving torque of the engine via the second gear mechanism The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein a mode is selected.
ことを特徴とする、請求項4〜7のいずれか1項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 When the PTO drive mode selected by the PTO drive mode selection means is a mode that does not use the engine output torque, the engine output torque is set to 0, and the PTO selected by the PTO drive mode selection means 8. The motor according to claim 4, further comprising torque control means for setting the output torque of the motor to 0 when the drive mode is a mode in which the output torque of the motor is not used. The hybrid vehicle control device described.
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