JP2014177251A - 変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】変速待機時の従動側ギヤの歯打ち面がエンジンからの変動トルクにより歯打ちすることによる歯打ち音を防止できる変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン8の駆動トルクを第1クラッチ1、第1主軸4、第1歯車機構を経て駆動輪に伝える第1駆動系及び駆動トルクを第2クラッチ2、第2主軸5、第2歯車機構を経て駆動輪に伝える第2駆動系を備え、第1駆動系及び第2駆動系の少なくとも一方に回転トルクを加えるモータ61,62と、第1、第2駆動系の一方が回転トルク出力状態で他方が変速待機状態に切換る毎に、変速待機状態従動系のモータを駆動して変速待機段の従動ギヤに負の回転トルクを加えることで該従動ギヤが歯面分離を引き起こさないよう制御する制御手段91とを備えた。
【選択図】図1
【解決手段】エンジン8の駆動トルクを第1クラッチ1、第1主軸4、第1歯車機構を経て駆動輪に伝える第1駆動系及び駆動トルクを第2クラッチ2、第2主軸5、第2歯車機構を経て駆動輪に伝える第2駆動系を備え、第1駆動系及び第2駆動系の少なくとも一方に回転トルクを加えるモータ61,62と、第1、第2駆動系の一方が回転トルク出力状態で他方が変速待機状態に切換る毎に、変速待機状態従動系のモータを駆動して変速待機段の従動ギヤに負の回転トルクを加えることで該従動ギヤが歯面分離を引き起こさないよう制御する制御手段91とを備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両のエンジンと回転伝達系間に設けられたデュアルクラッチ式の変速機に設けた歯打ち音抑制装置に関するものである。
車両の回転伝達系に設けられた変速機として、変速機と駆動源であるエンジンとの間で継ぎ目のない変速を可能とするデュアルクラッチトランスミッション(デュアルクラッチ式変速機)が使用されている。デュアルクラッチ式変速機では、変速時にエンジンと1つの変速段が選択されている第1主軸とが一方のクラッチを介して接続されている状態で、他方のクラッチに連結された第2主軸の目標変速段への切り換えを行って待機状態に入る。その上で、一方のクラッチが遮断され他方のクラッチが接合されるクラッチ切り換えを同時に行うことで、他方のクラッチを介してエンジンが目標段を選択した第2主軸に接続されるようにして、継ぎ目のない変速を可能としている。
なお、このようなデュアルクラッチ式変速機の一例が特許文献1に開示される。
ところで、デュアルクラッチトランスミッションのような,2系統のクラッチシステムと入力軸(第1、第2主軸)を備えた変速機においては、往復式内燃機関からの駆動トルクに含まれるトルク変動に起因して、ギヤ対歯面で歯打ち音の発生を招くことがある。
この点に関し、特許文献2には、エンジンの動力伝達軸系に生じるねじり振動を、モータにより与えられる変動するトルクにより抑制し、回転速度の変動が過大となることにより生じる動力伝達ギヤの歯打ち音を防止するデュアルクラッチを使用するハイブリッド動力装置が記載される。
このようなデュアルクラッチを使用するトランスミッションにおいて、変速時、例えば3速から4速への変速時の挙動を図11に沿って説明する。
この場合、一方の駆動側ドライブトレイン(変速機内の回転伝達系)のクラッチ110は第1主軸(インナ軸)111を接続し、他方の従動側ドライブトレインのクラッチ120は第2主軸(アウタ軸)121を接続している。第1主軸111に3速入力ギヤ112を介して3速出力ギヤ113を接続し、第2主軸121に4速入力ギヤ122を介して4速出力ギヤ123を接続する。第1主軸111と並列に配備のカウンタ軸130は、3速シンクロ機構114を介して3速出力ギヤ113を、4速シンクロ機構124を介して4速出力ギヤ123を支持する。
ところで、デュアルクラッチトランスミッションのような,2系統のクラッチシステムと入力軸(第1、第2主軸)を備えた変速機においては、往復式内燃機関からの駆動トルクに含まれるトルク変動に起因して、ギヤ対歯面で歯打ち音の発生を招くことがある。
この点に関し、特許文献2には、エンジンの動力伝達軸系に生じるねじり振動を、モータにより与えられる変動するトルクにより抑制し、回転速度の変動が過大となることにより生じる動力伝達ギヤの歯打ち音を防止するデュアルクラッチを使用するハイブリッド動力装置が記載される。
このようなデュアルクラッチを使用するトランスミッションにおいて、変速時、例えば3速から4速への変速時の挙動を図11に沿って説明する。
この場合、一方の駆動側ドライブトレイン(変速機内の回転伝達系)のクラッチ110は第1主軸(インナ軸)111を接続し、他方の従動側ドライブトレインのクラッチ120は第2主軸(アウタ軸)121を接続している。第1主軸111に3速入力ギヤ112を介して3速出力ギヤ113を接続し、第2主軸121に4速入力ギヤ122を介して4速出力ギヤ123を接続する。第1主軸111と並列に配備のカウンタ軸130は、3速シンクロ機構114を介して3速出力ギヤ113を、4速シンクロ機構124を介して4速出力ギヤ123を支持する。
ここで、3速段駆動時には、一方駆動側の第1クラッチ110、第1主軸111、3速入力ギヤ112、3速出力ギヤ113、3速シンクロ機構114、カウンタ軸130を介して駆動トルクが従動側ギヤ列140に伝わる(破線a参照)。この状態より目標変速段、例えば4速段への切換え待機に入るとする。ここでは第2クラッチ120が遮断の状態で、4速段への変速に先駆け4速シンクロ機構124を接駆動し、4速入力ギヤ122を4速出力ギヤ123を介してカウンタ軸130に連結し、待機に入ることとなる。即ち、この待機時において、目標変速段への変速に備えて従動側のギヤ段(4速入力ギヤ122と4速出力ギヤ123)が切り換え済み状態(以後単にインギヤ状態と記す)である。
このような待機時において、4速入力ギヤ122と4速出力ギヤ123は4速シンクロ機構124が接のため、カウンタ軸130により従動回転力を受ける状態(1点鎖線b参照)にある。しかも第2系統のクラッチ120側は遮断されているとはいえプレッシャープレート100からの引き摺りや、第1主軸111による第2主軸121の連れ回りによって従動回転cが入力している(1点鎖線c参照)。
この場合、図12の下側左部に示すように、第2系統である従動側ドライブトレインのギヤ対(4速入力ギヤ122と4速出力ギヤ123)のギヤ歯面には従動トルク(負トルク)αが加わる。一方、従動側のクラッチ120および第1主軸111からは図12の下側左部に示すように引き摺りトルク(β)が正トルクとして加わる。このため、図12の下側右部に示すようにそれらの合力の従動側ギヤ歯面トルク(γ)が4速出力ギヤ122と4速入力ギヤ123のギヤ対歯面に加わる。
この場合、図12の下側左部に示すように、第2系統である従動側ドライブトレインのギヤ対(4速入力ギヤ122と4速出力ギヤ123)のギヤ歯面には従動トルク(負トルク)αが加わる。一方、従動側のクラッチ120および第1主軸111からは図12の下側左部に示すように引き摺りトルク(β)が正トルクとして加わる。このため、図12の下側右部に示すようにそれらの合力の従動側ギヤ歯面トルク(γ)が4速出力ギヤ122と4速入力ギヤ123のギヤ対歯面に加わる。
ところで、エンジンからの駆動トルクetに含まれるトルク変動は、駆動側ドライブトレインのみならず、従動側ドライブトレインの従動トルク(α)にも変動をおよぼし、従動トルクの変動幅が大きい場合、クラッチ120からの引き摺りトルク(β)との合成となる従動側ギヤ歯面トルク(γ)が減少することとなる。即ち、図12の下部左部に示すように、従動側ギヤ歯面トルク(γ)が正トルクと負トルクとに切換え変動を繰り返し、インギヤ状態での歯打ち音の発生要因と成っている。
なお、ここで、従動側ギヤ歯面トルク(α)の変動振幅は、エンジンの燃焼によるトルク変動が大きくなるのに応じて大きくなり、正トルク側への切換え比率が大きくなり、歯打ち音の発生比率、音量が大きくなると推測される。
このようにして生じる歯打ち音を抑制するためには、エンジン回転慣性を増やす、駆動側クラッチ部で微少スリップさせる、などのT/Mへ入力されるトルク変動を低減する手段が考えられるが、いずれも重量増加や、レスポンス・燃費の悪化を招くことが多い。
なお、ここで、従動側ギヤ歯面トルク(α)の変動振幅は、エンジンの燃焼によるトルク変動が大きくなるのに応じて大きくなり、正トルク側への切換え比率が大きくなり、歯打ち音の発生比率、音量が大きくなると推測される。
このようにして生じる歯打ち音を抑制するためには、エンジン回転慣性を増やす、駆動側クラッチ部で微少スリップさせる、などのT/Mへ入力されるトルク変動を低減する手段が考えられるが、いずれも重量増加や、レスポンス・燃費の悪化を招くことが多い。
また、従動側のギヤ段を事前選択するタイミングを変更させる手段も考えられるが、シフトレスポンスへの影響が避けられない。
なお、特許文献1,2には互いに並列配備の第1、第2回転伝達系を有するデュアルクラッチ式変速機がそれぞれ開示される。しかし、インギヤでの変速待機時の従動側ギヤの歯打ち面がエンジンからの変動トルクにより歯打ちすることに言及せず、その場合の歯打ち音を防止する技術を開示するものではない。
本発明は以上のような課題に基づきなされたもので、目的とするところは、変速待機時の従動側ギヤの歯打ち面がエンジンからの変動トルク、特に、エンジンの駆動力の増加に応じてトルク変動が大きくなることで生じる歯打ちによる歯打ち音を防止できる変速機の歯打ち音抑制装置を提供することにある。
なお、特許文献1,2には互いに並列配備の第1、第2回転伝達系を有するデュアルクラッチ式変速機がそれぞれ開示される。しかし、インギヤでの変速待機時の従動側ギヤの歯打ち面がエンジンからの変動トルクにより歯打ちすることに言及せず、その場合の歯打ち音を防止する技術を開示するものではない。
本発明は以上のような課題に基づきなされたもので、目的とするところは、変速待機時の従動側ギヤの歯打ち面がエンジンからの変動トルク、特に、エンジンの駆動力の増加に応じてトルク変動が大きくなることで生じる歯打ちによる歯打ち音を防止できる変速機の歯打ち音抑制装置を提供することにある。
上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、内燃機関の駆動トルクを第1クラッチ、第1主軸、第1歯車機構を経て駆動輪に伝える第1駆動系及び駆動トルクを第2クラッチ、第2主軸、第2歯車機構を経て駆動輪に伝える第2駆動系を備え、変速指示により前記第1駆動系と前記第2駆動系とを切替えるデュアルクラッチ式変速機と、前記第1駆動系及び第2駆動系の少なくとも一方の駆動系に回転トルクを加えるモータと、エンジンの駆動力の変動を検出する駆動力変動検出手段と,前記第1、第2駆動系のうち他方の駆動系が前記駆動トルクを前記駆動輪に伝える駆動力伝達状態であって、前記一方の駆動系が前記駆動トルクの前記駆動輪への伝達が切断された変速待機状態にある際に、前記一方の駆動系に設けられた歯車機構に前記エンジンの駆動力の変動の増減に応じて増減する前記モータの回転トルクを付与するモータ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の変速機の制御装置において、前記モータ制御手段は、前記エンジンの回転速度の変動が大きくなるに従って前記一方の駆動系に設けられた歯車機構に付与する前記モータの回転トルクを大きく設定する、ことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の変速機の制御装置において、前記モータ制御手段は、前記エンジンの負荷が大きくなるに従って前記一方の駆動系に設けられた歯車機構に付与する前記モータの回転トルクを大きく設定する、ことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の変速機の制御装置において、前記デュアルクラッチ式変速機は、複数の変速ギヤ段を有し、前記モータ制御手段は、選択された変速ギヤ段に応じて前記回転トルクを設定する、ことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の変速機の制御装置において、前記モータ制御手段は、アクセル開度が大きくなるに従って前記モータの回転トルクを大きく設定する、ことを特徴とする。
請求項1の発明は、回転トルク出力状態の主軸によりそれより遅い従動側の主軸が引き摺りによって軽い正トルクを受けて従動ギヤに加えるので、本来従動ギヤ歯面に発生している負のトルク(減速方向のトルク)を引き摺り正トルクによって減少させる傾向にある。ここでエンジントルクの変動が大きい場合、従動ギヤ対の歯面の接合力がゼロ状態となり、このトルク変動があると歯面分離(対向する従動ギヤ対歯面)を引き起こしやすい状態に陥る。このような状況下で、変速待機状態従動系にある側の従動ギヤ対の歯面に、モータよりエンジンの駆動力の変動の増減に応じて増減する回転抑制トルクを加えることで、変速機の従動ギヤ対の歯打ち音発生を抑制できる。
請求項2の発明は、歯打ち音の要因となるトルク変動はエンジンの燃焼によるトルク脈動に起因するので、トルク脈動によってエンジンの回転速度変動に誘起され、従動ギヤの歯面トルク変動も大きくなるため、抑制トルクも大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止できる。
請求項3記載の発明は、エンジン負荷が大きくなるほど前述のトルク脈動が増大することから、エンジン運転条件から負荷が大きくなるほど前記の回転抑制トルクを大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止できる。
請求項4の発明は、変速待機状態の変速ギヤ段選択により、燃焼によるトルク脈動に起因する従動側駆動系歯面トルク変動も変化することから、抑制トルクもそれに応じて設定し、歯打ち音発生を防止できる。
請求項5の発明は、アクセル開度が大きいほど低エンジン回転数側で抑制トルクを大きく設定するので、エンジンの燃焼圧が過度に高くなる前に早めに、歯面分離変動を抑制でき、抑制トルクも大きく設定し、歯打ち音発生を確実に防止できる。
請求項2の発明は、歯打ち音の要因となるトルク変動はエンジンの燃焼によるトルク脈動に起因するので、トルク脈動によってエンジンの回転速度変動に誘起され、従動ギヤの歯面トルク変動も大きくなるため、抑制トルクも大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止できる。
請求項3記載の発明は、エンジン負荷が大きくなるほど前述のトルク脈動が増大することから、エンジン運転条件から負荷が大きくなるほど前記の回転抑制トルクを大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止できる。
請求項4の発明は、変速待機状態の変速ギヤ段選択により、燃焼によるトルク脈動に起因する従動側駆動系歯面トルク変動も変化することから、抑制トルクもそれに応じて設定し、歯打ち音発生を防止できる。
請求項5の発明は、アクセル開度が大きいほど低エンジン回転数側で抑制トルクを大きく設定するので、エンジンの燃焼圧が過度に高くなる前に早めに、歯面分離変動を抑制でき、抑制トルクも大きく設定し、歯打ち音発生を確実に防止できる。
以下、本発明の実施形態としての変速機の制御装置の第1実施形態を説明する。この第1実施形態は、ハイブリッド車(以後車両という)に搭載される前進6段、後進1段のデュアルクラッチ式自動変速機に適用されている。
図1に示すように、デュアルクラッチ式変速機(以後単に自動変速機と記す)Mはケーシング200内に配備された2個のクラッチ1、2と、両クラッチに接続される第1、第2駆動系とを備える。第1、第2駆動系はエンジン(内燃機関)の駆動力(回転トルク)を両クラッチを介して第1、第2主軸4,5と、第1、第2歯車機構である変速機ギヤ列(1速段から6速段変速ギヤ部g1〜g6の複数の変速ギヤ段)とを備える。
図1に示すように、デュアルクラッチ式変速機(以後単に自動変速機と記す)Mはケーシング200内に配備された2個のクラッチ1、2と、両クラッチに接続される第1、第2駆動系とを備える。第1、第2駆動系はエンジン(内燃機関)の駆動力(回転トルク)を両クラッチを介して第1、第2主軸4,5と、第1、第2歯車機構である変速機ギヤ列(1速段から6速段変速ギヤ部g1〜g6の複数の変速ギヤ段)とを備える。
更に、第1、第2駆動系は変速機ギヤ列からの変速された回転トルク(変速回転トルク)を後段のデフ10の出力ギヤG1(従動側回転伝達系)側に伝達する2個の第1、第2出力軸6、7(互いに回転伝達部材Vで連結)と、を備えている。しかも、第1、第2駆動系にはモータとしての第1、第2モータジェネレータ61,62が各モータギヤ611,621を介して噛み合い接続される。
第1主軸4には第1モータジェネレータ61のモータギヤ611及びこれにカウンタギヤ301が噛み合うカウンタシャフト3を介して第1出力軸6が並列配備され、これらに第1歯車機構(1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Rev)が配備される。
第2主軸5には第2出力軸7が並列配備され、これらにわたり第2歯車機構(2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6)が配備される。このうちの4変速ギヤ部g4の入力ギヤ14に第2モータジェネレータ62のモータギヤ621が噛み合い、回転の授受を可能としている。
第1主軸4には第1モータジェネレータ61のモータギヤ611及びこれにカウンタギヤ301が噛み合うカウンタシャフト3を介して第1出力軸6が並列配備され、これらに第1歯車機構(1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Rev)が配備される。
第2主軸5には第2出力軸7が並列配備され、これらにわたり第2歯車機構(2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6)が配備される。このうちの4変速ギヤ部g4の入力ギヤ14に第2モータジェネレータ62のモータギヤ621が噛み合い、回転の授受を可能としている。
図1に示すように、第1主軸4は第1クラッチ1を介して、第2主軸5は第2クラッチ2を介してエンジンに駆動される駆動力伝達軸9からの回転トルクが伝達される。2個のクラッチ1、2は共通の回転中心線L上であって中心線の方向に互いに配備され、不図示の油圧制御回路を介しクラッチ操作装置90に操作され、同クラッチ操作装置は変速制御装置(T/MCU)92に接続され、これにより断接制御される。
なお、2個のクラッチ1、2は、共通の回転中心線上であって径を異ならせオーバーラップさせた配置を採ってもよい。また、クラッチ操作装置90は、電動モータで制御されてもよい。
第1出力軸6は第1主軸4及びカウンタシャフト3と軸線が平行になるように夫々離間して配置され、第2出力軸7は第2主軸5と軸線が平行になるように夫々離間して配置されている。
第1出力軸6の中間部に一体結合された出力ギヤG2及び第2出力軸7の端部に一体結合された出力ギヤG3は共に自動変速機Mの後段のデフ10の減速ギヤG1(従動側回転伝達系)に変速回転トルクを選択的に伝達可能に形成されている。
なお、2個のクラッチ1、2は、共通の回転中心線上であって径を異ならせオーバーラップさせた配置を採ってもよい。また、クラッチ操作装置90は、電動モータで制御されてもよい。
第1出力軸6は第1主軸4及びカウンタシャフト3と軸線が平行になるように夫々離間して配置され、第2出力軸7は第2主軸5と軸線が平行になるように夫々離間して配置されている。
第1出力軸6の中間部に一体結合された出力ギヤG2及び第2出力軸7の端部に一体結合された出力ギヤG3は共に自動変速機Mの後段のデフ10の減速ギヤG1(従動側回転伝達系)に変速回転トルクを選択的に伝達可能に形成されている。
第1出力軸6には、1速段変速ギヤ部g1の1速出力ギヤ11cと、3速段変速ギヤ部g3の3速出力ギヤ13cと、5速段変速ギヤ部g5の5速出力ギヤ15cと、リバース段変速ギヤ部Revのリバース出力ギヤ17cとが第1出力軸6に相対回転可能に枢支される。これらギヤはカウンタシャフト3側の各入力ギヤ11、13、15、17に常時噛み合っている。なおリバース段変速ギヤ部Revの入力ギヤ17は反転ギヤ171cを介して出力ギヤ17cと噛み合い結合される。
第2出力軸7には、2速段変速ギヤ部g2の2速出力ギヤ12cと、4速段変速ギヤ部g4の4速出力ギヤ14cと、6速段変速ギヤ部g6の6速出力ギヤ16cがそれぞれ第2出力軸7と相対回転可能に枢支される。これらギヤは第2入力軸5側の2速段変速ギヤ部g2の2速入力ギヤ12と、4速段変速ギヤ部g4の4速入力ギヤ14と、6速段変速ギヤ部g6の6速入力ギヤ16と常時噛み合っている。
ここで、1速、リバース段変速ギヤ部g1、Rev間に1、Rシンクロ機構25が配備される。
図1に示すように、第1出力軸6上であって1速、リバース段変速ギヤ部g1、Rev間には第1出力軸6と一体的に回転するように設けられた回転体であるクラッチハブ22が環状に突出し形成される。クラッチハブ22の外周縁部には第1出力軸6と同心的に、軸中心線方向に相対移動可能に、スプライン嵌合部23を介してスリーブrが嵌着されるという1,Revシンクロ機構25が配備される。スリーブrの外周縁部には環状凹部が形成され、ここに第1シフトフォークf1が遊嵌される。このような1、Rシンクロ機構23と同様の構成を採る2,4シンクロ機構26が、3速、5速変速ギヤ部g3、g5間に3,5シンクロ機構27が配備される。
ここで、1速、リバース段変速ギヤ部g1、Rev間に1、Rシンクロ機構25が配備される。
図1に示すように、第1出力軸6上であって1速、リバース段変速ギヤ部g1、Rev間には第1出力軸6と一体的に回転するように設けられた回転体であるクラッチハブ22が環状に突出し形成される。クラッチハブ22の外周縁部には第1出力軸6と同心的に、軸中心線方向に相対移動可能に、スプライン嵌合部23を介してスリーブrが嵌着されるという1,Revシンクロ機構25が配備される。スリーブrの外周縁部には環状凹部が形成され、ここに第1シフトフォークf1が遊嵌される。このような1、Rシンクロ機構23と同様の構成を採る2,4シンクロ機構26が、3速、5速変速ギヤ部g3、g5間に3,5シンクロ機構27が配備される。
なお、6シンクロ機構28は一側のみ同様の構成を採る変速機構であり、6速変速ギヤ部g6と第2出力軸7端部との間に配備される。
図1に示すように、2,4シンクロ機構26の第2シフトフォークf2と3,5シンクロ機構27の第3シフトフォークf3と、6シンクロ機構28の第4シフトフォークf4とは第1シフトフォークf1と共に変速制御装置(T/MCU)92により変速操作される。なお、変速制御装置92は車両の運転情報に応じてエンジン制御する制御装置(ECU)91に接続されている。
この変速制御装置(T/MCU)92は運転状態に応じて発せられた変速指示信号に応じて第1から第4の各シフトフォークf1〜f4をセレクトシフト操作する。その操作されたシフトフォークにより目標変速段への変速操作力を対向する第1から第4のスリーブrのいずれかに伝達するように構成されている。なお、特開2001−304411号公報にその一例が開示される。
図1に示すように、2,4シンクロ機構26の第2シフトフォークf2と3,5シンクロ機構27の第3シフトフォークf3と、6シンクロ機構28の第4シフトフォークf4とは第1シフトフォークf1と共に変速制御装置(T/MCU)92により変速操作される。なお、変速制御装置92は車両の運転情報に応じてエンジン制御する制御装置(ECU)91に接続されている。
この変速制御装置(T/MCU)92は運転状態に応じて発せられた変速指示信号に応じて第1から第4の各シフトフォークf1〜f4をセレクトシフト操作する。その操作されたシフトフォークにより目標変速段への変速操作力を対向する第1から第4のスリーブrのいずれかに伝達するように構成されている。なお、特開2001−304411号公報にその一例が開示される。
第1駆動系の第1主軸4と一体の駆動ギヤ401はカウンタギヤ301との間に第1モータジェネレータ1のモータギヤ611を配備し、第1モータジェネレータ1との間で回転力の授受を可能としている。第2駆動系の第2主軸5は4速入力ギヤ14、4速出力ギヤ14c、モータギヤ621を介して、第2モータジェネレータ62との間で回転力の授受を可能としている。
第1、第2モータジェネレータ61、62はモータコントローラ(モータ制御手段、モータCU)93を介して変速制御装置(T/MCU)92により車速、回転トルクを駆動制御するよう構成される。このモータコントローラ(モータ制御手段)93は、第1、第2駆動系のうち他方の駆動系が駆動トルクを駆動輪whに伝える駆動力伝達状態である場合にあると次の制御機能を発揮する。即ち、一方の駆動系が駆動トルクの駆動輪への伝達が切断された変速待機状態にある際に、一方の駆動系に設けられた歯車機構にモータの回転トルクを付与するよう機能する。
変速制御装置(T/MCU)92は内部にCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータであり、ROMに記録されたプログラムに従いCPUがエンジン駆動制御や車両走行制御に加え、変速機の歯打ち抑制制御を実行する。
パラレル式ハイブリッド車はエンジン8の機械出力によって車輪(駆動輪)whを駆動するが、発進、加速、制動等の際には、要求出力に対するエンジンの機械出力の差を第1、第2駆動系の第1、第2モータジェネレータ(回転機)61、62により補うことができる。この際、両モータジェネレータを電動機として動作させることにより加速が、発電機として動作させることにより減速が実現され、更に、不図示のバッテリは回転機(電動機)に電力を供給し、又は回転機(発電機)から電力を回生する。
これらの制御を可能とするために、制御装置(ECU)91およびT/MCU92にはエンジンおよびT/Mの運転状態を示す種々のセンサが接続される。例えば、アクセル開度θaを出力するアクセル開度センサSθa、エンジン回転センサSne、シフト段センサSsh、クラッチ断接情報を出力するクラッチセンサScr、車速情報を出力する車速センサSv、等が接続される。
第1、第2モータジェネレータ61、62はモータコントローラ(モータ制御手段、モータCU)93を介して変速制御装置(T/MCU)92により車速、回転トルクを駆動制御するよう構成される。このモータコントローラ(モータ制御手段)93は、第1、第2駆動系のうち他方の駆動系が駆動トルクを駆動輪whに伝える駆動力伝達状態である場合にあると次の制御機能を発揮する。即ち、一方の駆動系が駆動トルクの駆動輪への伝達が切断された変速待機状態にある際に、一方の駆動系に設けられた歯車機構にモータの回転トルクを付与するよう機能する。
変速制御装置(T/MCU)92は内部にCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータであり、ROMに記録されたプログラムに従いCPUがエンジン駆動制御や車両走行制御に加え、変速機の歯打ち抑制制御を実行する。
パラレル式ハイブリッド車はエンジン8の機械出力によって車輪(駆動輪)whを駆動するが、発進、加速、制動等の際には、要求出力に対するエンジンの機械出力の差を第1、第2駆動系の第1、第2モータジェネレータ(回転機)61、62により補うことができる。この際、両モータジェネレータを電動機として動作させることにより加速が、発電機として動作させることにより減速が実現され、更に、不図示のバッテリは回転機(電動機)に電力を供給し、又は回転機(発電機)から電力を回生する。
これらの制御を可能とするために、制御装置(ECU)91およびT/MCU92にはエンジンおよびT/Mの運転状態を示す種々のセンサが接続される。例えば、アクセル開度θaを出力するアクセル開度センサSθa、エンジン回転センサSne、シフト段センサSsh、クラッチ断接情報を出力するクラッチセンサScr、車速情報を出力する車速センサSv、等が接続される。
モータコントローラ(モータCU)93は、第1、第2モータジェネレータ61、62を発電機として動作させるかそれとも電動機として動作させるかを運転モードに応じて決定している。更に、不図示のインバータ、DC/DCコンバータ等の動作を制御し、第1、第2モータジェネレータ61、62の回転速度、回転トルクを制御する。
次に、図1の自動変速機Mを参照して、変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制機能を説明する。
例えば、現段が3速(第1クラッチ1側)とし、これより4速(第2クラッチ2側)へのシフトアップ操作を行う場合を説明する。
この場合、現段が3速段との情報とその他の車両運転情報であるアクセル開度開度θa、エンジン回転数Ne、シフト段信号shn、クラッチ制御状態信号sch、等を各センサおよび制御装置(ECU)91、変速制御装置(T/MCU)92より読みとる。
この場合、図4に示すように、時点t1では第1クラッチ1が接で、第2クラッチ2が断に保持され、3速5速ギヤ列及び3速シンクロ27が駆動し、4速ギヤ列及び2速4速シンクロ26が非駆動の状態にある。
次に、図1の自動変速機Mを参照して、変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制機能を説明する。
例えば、現段が3速(第1クラッチ1側)とし、これより4速(第2クラッチ2側)へのシフトアップ操作を行う場合を説明する。
この場合、現段が3速段との情報とその他の車両運転情報であるアクセル開度開度θa、エンジン回転数Ne、シフト段信号shn、クラッチ制御状態信号sch、等を各センサおよび制御装置(ECU)91、変速制御装置(T/MCU)92より読みとる。
この場合、図4に示すように、時点t1では第1クラッチ1が接で、第2クラッチ2が断に保持され、3速5速ギヤ列及び3速シンクロ27が駆動し、4速ギヤ列及び2速4速シンクロ26が非駆動の状態にある。
この状態より、4速シフトアップ時には、事前に(時点t2)、変速制御装置92が第2シフトフォークf2を介してスリーブrを駆動し、4速段変速ギヤ部g4のシンクロ機構26を接合し、4速段への変速待機状態が成される。その上で第2クラッチ2を接合しつつ第1クラッチ1を解放し、3速から4速への変速操作を完了する。(時点t3)。
このような、3速段より4速段へのシフトアップ時において、4速への変速待機時(t2〜t3間)は基本的には第2クラッチ2は断状態で、2速4速シンクロ機構26が接合であり(E域)、第1駆動系の第1主軸4には図2に示すエンジン駆動トルクetが加わる(3速駆動中)。これが回転伝達部材Vを経て第2駆動系の第2出力軸7より従動ギヤ側に伝わり、図2(b)に示すように、従動側ギヤ歯面トルク(α)が負のトルクとして加わる。
このような、3速段より4速段へのシフトアップ時において、4速への変速待機時(t2〜t3間)は基本的には第2クラッチ2は断状態で、2速4速シンクロ機構26が接合であり(E域)、第1駆動系の第1主軸4には図2に示すエンジン駆動トルクetが加わる(3速駆動中)。これが回転伝達部材Vを経て第2駆動系の第2出力軸7より従動ギヤ側に伝わり、図2(b)に示すように、従動側ギヤ歯面トルク(α)が負のトルクとして加わる。
一方、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて受ける従動側クラッチ引き摺りトルク(β)が正のトルクとして4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に加わる。この場合、図2(c)に示すような合力が従動ギヤ歯面トルク(γ)として加わる。
この駆動において、4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に負のトルクと正のトルクが断続して加わる場合、歯面トルクがゼロとなる時点で歯面が一時的に浮き、ついで歯打ちが起きる場合がある。そこで、このような歯打ちを防ぐ手段として、従動側モータトルク(この場合、第2モータジェネレータ62のモータトルク)で負の回転抑制トルク(ε)(図3(a)参照)を従動側にある第2駆動系の第2モータジェネレータ62で加えるように処理する。なお、逆に第1駆動系が従動側である変速時では、第1駆動系の第1モータジェネレータ61で負の回転抑制トルク(ε)を加えるように処理することとなる。
この際、回転変動抑制トルク(ε)は、エンジン8より発生するエンジン駆動力の大きさにも影響されるため、エンジン8の駆動力の増加状態である稼動状態を含めた以下に示す駆動力情報を予めエンジン制御装置(ECU)91で得ている。その駆動力(運転)情報は、エンジン回転速度Ne,アクセル開度θa、T/Mのシフト段Ssh,クラッチの継合(制御状態)信号Scr,等が用いられる。ここでエンジン制御装置(ECU)91がエンジンの駆動力の変動を検出する駆動力変動検出手段としての機能を備える。
この駆動において、4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に負のトルクと正のトルクが断続して加わる場合、歯面トルクがゼロとなる時点で歯面が一時的に浮き、ついで歯打ちが起きる場合がある。そこで、このような歯打ちを防ぐ手段として、従動側モータトルク(この場合、第2モータジェネレータ62のモータトルク)で負の回転抑制トルク(ε)(図3(a)参照)を従動側にある第2駆動系の第2モータジェネレータ62で加えるように処理する。なお、逆に第1駆動系が従動側である変速時では、第1駆動系の第1モータジェネレータ61で負の回転抑制トルク(ε)を加えるように処理することとなる。
この際、回転変動抑制トルク(ε)は、エンジン8より発生するエンジン駆動力の大きさにも影響されるため、エンジン8の駆動力の増加状態である稼動状態を含めた以下に示す駆動力情報を予めエンジン制御装置(ECU)91で得ている。その駆動力(運転)情報は、エンジン回転速度Ne,アクセル開度θa、T/Mのシフト段Ssh,クラッチの継合(制御状態)信号Scr,等が用いられる。ここでエンジン制御装置(ECU)91がエンジンの駆動力の変動を検出する駆動力変動検出手段としての機能を備える。
ここでは、歯打ち防止の制御において、3速段より4速段へのシフトアップ時の時点t2(図4参照)に達すると、従動側にある第2モータジェネレータ62を図3(a)に示すような負の回転抑制トルクである従動側モータトルク(ε)を生じるよう回転駆動する。この場合、負の回転抑制トルクである従動側モータトルク(ε)の脈動部分のうち、負の値が最大となるボトム位置pLが従動ギヤ歯面トルク(γ)の最大値(正のトルク値)pMの位置と同期するように制御する。このように、負の回転抑制トルクである従動側モータトルク(ε1)を加え、これにより、図2(d)に示すように、従動ギヤ対の歯面にはトルク変動があっても確実にトルクゼロを回避できる。
なお、従動側の負の回転抑制トルク(ε1)としては、図3(a)のような脈動トルクでよいが、構成の簡素化のため、トルク変動があっても確実にトルクゼロを回避できる十分に小さい負の回転抑制トルクε2(<ε1)を、図3(b)のような一定値の負の回転抑制トルクとして加えてもよく、この場合もほぼ同様の効果が得られる。
上述のところでは、第1駆動系の1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Revでの走行時に、第2駆動系の2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6が従動側である変速時の説明をしたが、逆の場合でも同様の制御処理がなされる。即ち、第2駆動系の2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6より第1駆動系の1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Revへの変速時にあるとする。この際、第1駆動系が従動側で、第1モータジェネレータ61が図3(a)、(b)のような負の回転抑制トルク(ε1)を発生して、トルク変動があっても確実にトルクゼロを回避し、歯打ちを抑制し、歯打ち音の発生を防止できる。
上述のところでは、第1駆動系の1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Revでの走行時に、第2駆動系の2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6が従動側である変速時の説明をしたが、逆の場合でも同様の制御処理がなされる。即ち、第2駆動系の2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6より第1駆動系の1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Revへの変速時にあるとする。この際、第1駆動系が従動側で、第1モータジェネレータ61が図3(a)、(b)のような負の回転抑制トルク(ε1)を発生して、トルク変動があっても確実にトルクゼロを回避し、歯打ちを抑制し、歯打ち音の発生を防止できる。
このように、図1の自動変速機Mでは、回転トルク出力状態の駆動系の主軸4,5により、それより遅い従動側の主軸5,4が引き摺りによって軽い正トルク(β)を受けて従動ギヤに加えるという構成を採る。これにより、本来従動ギヤ歯面に発生している負のトルク(減速方向のトルク)(α)を引き摺り正トルク(β)によって減少(正値側に変化)させる傾向にある。ここでエンジントルクの変動が大きい場合、従動ギヤ対の歯面の接合力がゼロ状態(図2(c)参照)となり、このトルク変動があると歯面分離(対向する従動ギヤ対歯面)を引き起こし易い状態に陥る。このような状況下で、図1の自動変速機Mでは、第1、第2駆動系の一方が回転トルク出力状態で他方が変速待機状態に切換る毎に、変速待機状態従動系のモータジェネレータを駆動している。
特に、第1、第2モータジェネレータ61、62の内の変速待機状態従動系のモータジェネレータを駆動して変速待機段の従動ギヤに負の回転抑制トルクε(図3参照)を加える。このように、変速待機段の従動ギヤの歯面に、負の回転抑制トルクを加えることで、従動系にある側の従動ギヤ対の歯面分離を引き起こさないよう制御し、従動ギヤ対の歯打ち音発生を抑制できる。
図1の自動変速機Mは、第1、第2駆動系にモータジェネレータ61,62を配備し、パラレル運転域にあると、これらが運転モードに応じてエンジントルクを補うよう出力運転制御し、変速待機時にはモータジェネレータ61,62が従動ギヤ対の歯打ち音抑制手段として機能する。
図1の自動変速機Mは、第1、第2駆動系にモータジェネレータ61,62を配備し、パラレル運転域にあると、これらが運転モードに応じてエンジントルクを補うよう出力運転制御し、変速待機時にはモータジェネレータ61,62が従動ギヤ対の歯打ち音抑制手段として機能する。
しかし、場合により、装置の簡素化のため、最も歯打ち音が高くなる傾向にある中速段のある駆動系にのみモータジェネレータを装着して、同駆動系のギヤ段が従動ギア対となる変速時にモータジェネレータを駆動し、従動ギヤ対の歯打ち音の抑制制御をしてもよい。
次に、図5には本発明の第2実施形態の自動変速機Maを説明する。
この第2実施形態の自動変速機Maは第1実施形態の自動変速機Mと比較して、第1、第2駆動系に共用するモータジェネレータ61aを採用する点で異なり、その他の構成は機能的にほぼ同様の構成を採ることより、以下同一機能部の構成の説明を簡略化する。また、同一機能部には同一符号を付し、明確化が必要な部材にのみ記号aを付記する。
第2実施形態の自動変速機Maは、前進6段、後進1段のデュアルクラッチ式自動変速機で2個のクラッチ1、2に第1、第2駆動系が接続する。
次に、図5には本発明の第2実施形態の自動変速機Maを説明する。
この第2実施形態の自動変速機Maは第1実施形態の自動変速機Mと比較して、第1、第2駆動系に共用するモータジェネレータ61aを採用する点で異なり、その他の構成は機能的にほぼ同様の構成を採ることより、以下同一機能部の構成の説明を簡略化する。また、同一機能部には同一符号を付し、明確化が必要な部材にのみ記号aを付記する。
第2実施形態の自動変速機Maは、前進6段、後進1段のデュアルクラッチ式自動変速機で2個のクラッチ1、2に第1、第2駆動系が接続する。
第1、第2駆動系はエンジン8の駆動力を両クラッチを介して第1、第2主軸4,5と、第1、第2歯車機構である変速機ギヤ列と、同変速機ギヤ列からの変速された回転トルクをデフ10の出力ギヤG1側に伝達する2個の第1、第2出力軸6a、7aと、を備える。
しかも、第1、第2駆動系には第1、第2駆動系に共用するモータとしてのモータジェネレータ61aを配し、これがモータ接続切り替え機構84を介して第1、第2駆動系に噛み合い接続する。
モータジェネレータ61aはモータ軸80に第1、第2駆動系に噛み合い接続する従動第1、第2ギヤ81,82を相対回転可能に支持し、これらの間のモータ軸80側のロータ83との間をモータ接続切り替え機構84を介して切替え可能に接続する。
ここでモータジェネレータ61aは第1シンクロ機構(従動第1ギヤ81側のシンクロ機構部分)を介して第1駆動系に接続され、第2シンクロ機構(従動第2ギヤ82側のシンクロ機構部分)を介して第2駆動系に接続されるよう構成される。
しかも、第1、第2駆動系には第1、第2駆動系に共用するモータとしてのモータジェネレータ61aを配し、これがモータ接続切り替え機構84を介して第1、第2駆動系に噛み合い接続する。
モータジェネレータ61aはモータ軸80に第1、第2駆動系に噛み合い接続する従動第1、第2ギヤ81,82を相対回転可能に支持し、これらの間のモータ軸80側のロータ83との間をモータ接続切り替え機構84を介して切替え可能に接続する。
ここでモータジェネレータ61aは第1シンクロ機構(従動第1ギヤ81側のシンクロ機構部分)を介して第1駆動系に接続され、第2シンクロ機構(従動第2ギヤ82側のシンクロ機構部分)を介して第2駆動系に接続されるよう構成される。
第1駆動系は第1主軸4の第1主軸ギヤ401を従動第1ギヤ81を介して並列配備のカウンタシャフト3aのカウンタギヤ301と噛み合い結合する。カウンタシャフト3aには第1出力軸6aが並列状に対向配備され、これらに第1歯車機構(1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Rev)が配備される。
第2駆動系は第2主軸5の第2主軸ギヤ14をモータ軸80に枢支の従動第2ギヤ82に噛み合わせると共に、並列配備の第2出力軸7aの4速出力ギヤ14cに噛み合う。更に、第2主軸5は第2出力軸7aとの間には第2歯車機構(2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6)が配備される。
第2駆動系は第2主軸5の第2主軸ギヤ14をモータ軸80に枢支の従動第2ギヤ82に噛み合わせると共に、並列配備の第2出力軸7aの4速出力ギヤ14cに噛み合う。更に、第2主軸5は第2出力軸7aとの間には第2歯車機構(2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6)が配備される。
図5に示すように、第1主軸4は第1クラッチ1を介して、第2主軸5は第2クラッチ2を介して駆動力伝達軸9からの回転トルクが伝達される。ここで、不図示の油圧制御回路を介しクラッチ操作装置90aが操作され、同クラッチ操作装置は変速制御装置(T/MCU)92aに接続され、これによりクラッチの断接制御がされる。
第1駆動系の第1出力軸6aには、1速段変速ギヤ部g1の1速出力ギヤ11cと、3速段変速ギヤ部g3の出力ギヤ13cと、5速段変速ギヤ部g5の出力ギヤ15cと、リバース段変速ギヤ部Revのリバース出力ギヤ17cとが相対回転可能に枢支される。これらギヤはカウンタシャフト3a側の1速入力ギヤ11と、3速入力ギヤ13と、5速入力ギヤ15と、リバース段変速ギヤ部Revの出力ギヤ17と常時噛み合っている。なお、リバース段変速ギヤ部Revの入力ギヤ17は反転ギヤ171cを介して出力ギヤ17cと噛み合い結合される。
第1駆動系の第1出力軸6aには、1速段変速ギヤ部g1の1速出力ギヤ11cと、3速段変速ギヤ部g3の出力ギヤ13cと、5速段変速ギヤ部g5の出力ギヤ15cと、リバース段変速ギヤ部Revのリバース出力ギヤ17cとが相対回転可能に枢支される。これらギヤはカウンタシャフト3a側の1速入力ギヤ11と、3速入力ギヤ13と、5速入力ギヤ15と、リバース段変速ギヤ部Revの出力ギヤ17と常時噛み合っている。なお、リバース段変速ギヤ部Revの入力ギヤ17は反転ギヤ171cを介して出力ギヤ17cと噛み合い結合される。
第2駆動系の第2出力軸7aには、2速段変速ギヤ部g2の2速出力ギヤ12cと、4速段変速ギヤ部g4の4速出力ギヤ14cと、6速段変速ギヤ部g6の出力ギヤ16cとが支持される。これらギヤは第2入力軸5側の2速段変速ギヤ部g2の2速入力ギヤ12と、4速段変速ギヤ部g4の4速入力ギヤ14と、6速段変速ギヤ部g6の6速入力ギヤ16aと常時噛み合っている。
ここで、1速、リバース段変速ギヤ部g1、Rev間に1、Rシンクロ機構25aが配備され、同様に、3,5シンクロ機構27aが3速、5速変速ギヤ部g3、g5間に、2速、4速変速ギヤ部g2、g4間に2、4シンクロ機構26aが、配備される。更に、6シンクロ機構28aは一側のみ同様の構成を採る変速機構であり、6速変速ギヤ部g6と第2主軸5の端部との間に配備される。なお、これら各シンクロ機構は第1実施形態に開示の各シンクロ機構と同様の構成を採る。
ここで、1速、リバース段変速ギヤ部g1、Rev間に1、Rシンクロ機構25aが配備され、同様に、3,5シンクロ機構27aが3速、5速変速ギヤ部g3、g5間に、2速、4速変速ギヤ部g2、g4間に2、4シンクロ機構26aが、配備される。更に、6シンクロ機構28aは一側のみ同様の構成を採る変速機構であり、6速変速ギヤ部g6と第2主軸5の端部との間に配備される。なお、これら各シンクロ機構は第1実施形態に開示の各シンクロ機構と同様の構成を採る。
図5に示すように、1、Revシンクロ機構25aの第1シフトフォークf1と、2、4シンクロ機構の第2シフトフォークf2と、3,5シンクロ機構の第3シフトフォークf3と、6シンクロ機構の第4シフトフォークf4とは変速制御装置(T/MCU)92aにより変速操作される。
更に、第1、第2駆動系で共用するモータジェネレータ61aを第1、第2駆動系に切替え接続するモータ接続切り替え機構84は、そのスリーブraを操作するシフトフォークfaが電動アクチュエータ87を介して変速操作装置(T/MCU)92aに接続される。
モータジェネレータ61aはモータコントローラ(モータCU)93aを介して制御装置(ECU)91aにより車速、回転トルクを駆動制御するよう構成され、第1実施形態の制御装置(ECU)91とほぼ同様の機能を備える。
これらの制御を可能とするために、制御装置(ECU)91aにはエンジン2の運転状態を示す種々のセンサが接続される。例えば、アクセル開度センサSθa、エンジン回転センサSne、シフト段センサSsh、クラッチセンサScr、モータジェネレータ61aのモータ接続切り替え機構84の接離情報を出力するモータシンクロセンサSsc、等が接続される。
更に、第1、第2駆動系で共用するモータジェネレータ61aを第1、第2駆動系に切替え接続するモータ接続切り替え機構84は、そのスリーブraを操作するシフトフォークfaが電動アクチュエータ87を介して変速操作装置(T/MCU)92aに接続される。
モータジェネレータ61aはモータコントローラ(モータCU)93aを介して制御装置(ECU)91aにより車速、回転トルクを駆動制御するよう構成され、第1実施形態の制御装置(ECU)91とほぼ同様の機能を備える。
これらの制御を可能とするために、制御装置(ECU)91aにはエンジン2の運転状態を示す種々のセンサが接続される。例えば、アクセル開度センサSθa、エンジン回転センサSne、シフト段センサSsh、クラッチセンサScr、モータジェネレータ61aのモータ接続切り替え機構84の接離情報を出力するモータシンクロセンサSsc、等が接続される。
次に、図5の自動変速機Maでの変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制機能を説明する。なお、第1実施形態での制御処理と重複する機能説明は簡略化する。
例えば、現段3速段から4速段への変速が要求されるとの情報を車両運転情報から変速制御装置(T/MCU)92aが読みとった場合、図6に示すように、時点t1では第1クラッチ1が接で、第2クラッチ2が断に保持され、3速ギヤ段で、3速ギヤ段及び3速5速シンクロ27aが駆動し、4速ギヤ段及び2速4速シンクロ26aが非駆動である。
この状態より、4速シフトアップ時には、変速制御装置92aが第2シフトフォーク26aを介してスリーブrを駆動し、4速段変速ギヤ部g4のシンクロ機構26aを接合し、4速段への変速が成される(時点t2)。その後の時点t3で、第2クラッチ2を接合しつつ第1クラッチ1を解放し、変速操作を完了する。
例えば、現段3速段から4速段への変速が要求されるとの情報を車両運転情報から変速制御装置(T/MCU)92aが読みとった場合、図6に示すように、時点t1では第1クラッチ1が接で、第2クラッチ2が断に保持され、3速ギヤ段で、3速ギヤ段及び3速5速シンクロ27aが駆動し、4速ギヤ段及び2速4速シンクロ26aが非駆動である。
この状態より、4速シフトアップ時には、変速制御装置92aが第2シフトフォーク26aを介してスリーブrを駆動し、4速段変速ギヤ部g4のシンクロ機構26aを接合し、4速段への変速が成される(時点t2)。その後の時点t3で、第2クラッチ2を接合しつつ第1クラッチ1を解放し、変速操作を完了する。
この3速段より4速段へのシフトアップ時において、第1主軸4には図2(a)に示すエンジン駆動トルクetが加わり、4速段変速ギヤ部g4のシンクロ機構26aの接合(時点t2)で、回転伝達部材Vを経て第2出力軸7aより従動ギヤ側に伝わる。この際、図2(b)に示す従動側ギヤ歯面トルク(α)が負のトルクとして加わる。
一方、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて従動側クラッチ引き摺りトルク(β)である正のトルクが4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に加わり、その合力が従動ギヤ歯面トルク(γ)として加わる。
この際、4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に対し負と正のトルクが断続して加わり、歯打ちが起きる場合がある。変速制御装置(T/MCU)92aがモータ接続切り替え機構84により、モータジェネレータ61aを第2駆動系に切替えておき、モータコントローラ(モータCU)93aによりモータジェネレータ61aを駆動して負の回転抑制トルク(ε)(図3(a)参照)を従動側にある第2駆動系に加えるように処理する。
なお、逆に第1駆動系が従動側である変速時では、変速制御装置(T/MCU)92aがモータ接続切り替え機構84を第1駆動系に切替えておき、モータジェネレータ61aで負の回転抑制トルク(ε)を従動側にある第1駆動系に加えるように処理することとなる。
一方、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて従動側クラッチ引き摺りトルク(β)である正のトルクが4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に加わり、その合力が従動ギヤ歯面トルク(γ)として加わる。
この際、4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に対し負と正のトルクが断続して加わり、歯打ちが起きる場合がある。変速制御装置(T/MCU)92aがモータ接続切り替え機構84により、モータジェネレータ61aを第2駆動系に切替えておき、モータコントローラ(モータCU)93aによりモータジェネレータ61aを駆動して負の回転抑制トルク(ε)(図3(a)参照)を従動側にある第2駆動系に加えるように処理する。
なお、逆に第1駆動系が従動側である変速時では、変速制御装置(T/MCU)92aがモータ接続切り替え機構84を第1駆動系に切替えておき、モータジェネレータ61aで負の回転抑制トルク(ε)を従動側にある第1駆動系に加えるように処理することとなる。
ここでは、従動側にある第2駆動系に切替えたモータジェネレータ61aを図3(a)に示すような負の回転抑制トルクである従動側モータトルク(ε)を生じるよう回転駆動する。例えば、負の従動側モータトルク(ε)の脈動部分の内のボトム位置pLが従動ギヤ歯面トルク(γ)の最大値(正のトルク値)pMの位置と同期するように制御する。このため、図2(c)に示すように、従動ギヤ対の歯面にはトルク変動があっても確実にトルクゼロを回避でき、負の回転抑制トルクを従動側モータトルク(ε1)として加え、トルク変動があっても確実にトルクゼロを回避し、歯打ちを抑制し、歯打ち音の発生を防止できる。
上述のところでは、第1駆動系の1,3,5変速ギヤ部g1,g3,g5、Revでの走行時に、第2駆動系の2,4,6変速ギヤ部g2,g4,g6が従動側である変速時の説明をしたが、逆の場合でも同様の制御処理がなされ、歯打ち音の発生を防止できる。
このように、図5の自動変速機Maでは,エンジントルクの変動が大きい場合、従動ギヤ対の歯面の接合力がゼロ状態となり、このトルク変動があると歯面分離(対向する従動ギヤ対歯面)を引き起こし易い状態に陥る。このような状況下で、自動変速機Maでは、第1、第2駆動系の一方が回転トルク出力状態で他方が変速待機状態に切換る毎に、シンクロ機構84を変速待機状態従動系に接状態となるよう切替える。これと同期してモータジェネレータ61aを駆動して変速待機段の従動ギヤに負の回転抑制トルクを加える。このように、変速待機段の従動ギヤの歯面に、負の回転抑制トルク(ε)を加えることで、従動系にある側の従動ギヤ対の歯面分離を引き起こさないよう制御し、従動ギヤ対の歯打ち音発生を抑制できる。
このように、図5の自動変速機Maでは,エンジントルクの変動が大きい場合、従動ギヤ対の歯面の接合力がゼロ状態となり、このトルク変動があると歯面分離(対向する従動ギヤ対歯面)を引き起こし易い状態に陥る。このような状況下で、自動変速機Maでは、第1、第2駆動系の一方が回転トルク出力状態で他方が変速待機状態に切換る毎に、シンクロ機構84を変速待機状態従動系に接状態となるよう切替える。これと同期してモータジェネレータ61aを駆動して変速待機段の従動ギヤに負の回転抑制トルクを加える。このように、変速待機段の従動ギヤの歯面に、負の回転抑制トルク(ε)を加えることで、従動系にある側の従動ギヤ対の歯面分離を引き起こさないよう制御し、従動ギヤ対の歯打ち音発生を抑制できる。
次に、本発明の第3実施形態の自動変速機Mbを説明する。
ここで図7に示す第3実施形態の自動変速機Mbは、第1実施形態の自動変速機Mと比較して、変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制機能が相違する点以外の構成については同等構成であるので、以下、同一機能部の重複説明を略す。また、同一部材には同一符号を付し、重複説明を略す。
第3実施形態の自動変速機Mbでは、変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制制御において、第1実施形態の自動変速機Mと基本的には同様の制御機能を備える。
例えば、現段が3速(第1クラッチ1側)とし、これより4速(第2クラッチ2側)へのシフトアップ操作を行う場合を説明する。
この場合、変速制御装置92bは現段が3速段との情報とその他の車両運転情報を読み取り、変速を制御する。
ここで図7に示す第3実施形態の自動変速機Mbは、第1実施形態の自動変速機Mと比較して、変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制機能が相違する点以外の構成については同等構成であるので、以下、同一機能部の重複説明を略す。また、同一部材には同一符号を付し、重複説明を略す。
第3実施形態の自動変速機Mbでは、変速操作時の従動ギヤ対での歯打ち音の発生抑制制御において、第1実施形態の自動変速機Mと基本的には同様の制御機能を備える。
例えば、現段が3速(第1クラッチ1側)とし、これより4速(第2クラッチ2側)へのシフトアップ操作を行う場合を説明する。
この場合、変速制御装置92bは現段が3速段との情報とその他の車両運転情報を読み取り、変速を制御する。
この場合、4速段変速ギヤ部g4のシンクロ機構26bを接合し、4速段への変速待機状態が成された上で第2クラッチ2を接合しつつ第1クラッチ1を解放し、3速段から4速段への変速操作を完了する。
この3速段より4速段へのシフトアップ時において、第1駆動系の第1主軸4には図2(a)に示すエンジン駆動トルクetが加わり、これが回転伝達部材Vを経て第2駆動系の第2出力軸7より従動ギヤ側に伝わり、図2(b)に示すように、従動側ギヤ歯面トルク(α)が加わる。
一方、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて受ける従動側クラッチ引き摺りトルク(β)が正のトルクとして4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に加わり、その場合、図2(c)に示すような合力が従動ギヤ歯面トルク(γ)として加わる。
この3速段より4速段へのシフトアップ時において、第1駆動系の第1主軸4には図2(a)に示すエンジン駆動トルクetが加わり、これが回転伝達部材Vを経て第2駆動系の第2出力軸7より従動ギヤ側に伝わり、図2(b)に示すように、従動側ギヤ歯面トルク(α)が加わる。
一方、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて受ける従動側クラッチ引き摺りトルク(β)が正のトルクとして4速入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に加わり、その場合、図2(c)に示すような合力が従動ギヤ歯面トルク(γ)として加わる。
ここで、4速駆入力ギヤ14と4速出力ギヤ14cの従動ギヤ対の歯面に図2(c)に示すような従動ギヤ歯面トルク(γ)が断続して加わる場合、歯面トルクがゼロとなって、歯打ちが起きる場合がある。
このような歯打ちを防ぐため、変速制御装置(T/MCU)92aがモータコントローラ(モータCU)93aを介してモータジェネレータ62よりトルク(ε)(図3(a)参照)を従動側にある第2駆動系の第2モータジェネレータ62で加えるように制御する。
この際、変速制御装置(ECU)91bは回転変動抑制トルク(ε)の値を次のように設定している。
ここでの回転変動抑制トルク(ε)は、エンジン8より発生するエンジン駆動力の大きさにも影響されるため、エンジン8の駆動力の増加状態である稼動状態を含めた以下に示す駆動力情報をエンジン制御装置(ECU)91bで得ている。その駆動力(運転)情報である、エンジン回転速度Ne,アクセル開度θa、T/Mのシフト段Ssh,クラッチの継合(制御状態)信号Scr,等に応じて設定する。ここでエンジン制御装置(ECU)91bがエンジンの駆動力の変動を検出する駆動力変動検出手段としての機能を備える。
ここでエンジン制御装置(ECU)91bが回転変動抑制トルク(ε)を設定する際に、歯面分離を起こさないだけの付与トルクをモータコントローラ(モータCU)93bから与える。例えば、図8に示すように、エンジン回転速度Neとアクセル開度θaに応じて回転変動抑制トルク(ε)を設定するための、回転変動抑制トルク演算ベース値マップm1を用いる。この際、ハイブリッド走行回生条件や、入力軸速度条件(従動側vs駆動側)や、エンジン燃焼信号(点火タイミング等)が、所定条件を満たすことが前提となる。
このような歯打ちを防ぐため、変速制御装置(T/MCU)92aがモータコントローラ(モータCU)93aを介してモータジェネレータ62よりトルク(ε)(図3(a)参照)を従動側にある第2駆動系の第2モータジェネレータ62で加えるように制御する。
この際、変速制御装置(ECU)91bは回転変動抑制トルク(ε)の値を次のように設定している。
ここでの回転変動抑制トルク(ε)は、エンジン8より発生するエンジン駆動力の大きさにも影響されるため、エンジン8の駆動力の増加状態である稼動状態を含めた以下に示す駆動力情報をエンジン制御装置(ECU)91bで得ている。その駆動力(運転)情報である、エンジン回転速度Ne,アクセル開度θa、T/Mのシフト段Ssh,クラッチの継合(制御状態)信号Scr,等に応じて設定する。ここでエンジン制御装置(ECU)91bがエンジンの駆動力の変動を検出する駆動力変動検出手段としての機能を備える。
ここでエンジン制御装置(ECU)91bが回転変動抑制トルク(ε)を設定する際に、歯面分離を起こさないだけの付与トルクをモータコントローラ(モータCU)93bから与える。例えば、図8に示すように、エンジン回転速度Neとアクセル開度θaに応じて回転変動抑制トルク(ε)を設定するための、回転変動抑制トルク演算ベース値マップm1を用いる。この際、ハイブリッド走行回生条件や、入力軸速度条件(従動側vs駆動側)や、エンジン燃焼信号(点火タイミング等)が、所定条件を満たすことが前提となる。
ここで、変速時において、インギヤ状態の従動ギヤが歯面分離を引き起こさないよう、歯打ち音発生を抑制するよう制御する。歯打ち音発生要因となるトルク変動はエンジン8の燃焼によるトルク脈動に起因する。本変動はエンジン回転速度とエンジン負荷によってきまり、アクセル開度(エンジン負荷情報)が大きいときはエンジンの燃焼圧も高くなり、変動も大きくなるため回転抑制トルクも大きくする。即ち、エンジン駆動力の増加に応じて増加するように回転抑制トルクを設定する。
具体的には、エンジン回転数とアクセル開度θaの違いに因って変化するエンジンの燃焼圧に応じて変動も増減するため、必要とされる回転抑制トルクも増減させる必要があり、このような条件を考慮し、マップm1の値を適宜設定することとなる。このようなマップm1を用いて回転抑制トルク(ε)を指示することで、エンジン回転およびアクセル開度θaの違いによるトルク変動に対して、指示トルク(回転抑制トルク)を制御することが有効である。
このように、歯打ち音の要因となるトルク変動はエンジンの燃焼によるトルク脈動に起因するので、トルク脈動によってエンジンの回転速度変動に誘起され、従動ギヤの歯面トルク変動も大きくなるため、抑制トルクも大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止する。更に、アクセル開度θa(エンジン負荷)が大きくなるほどトルク脈動が増大することから、エンジン運転条件から負荷が大きくなるほど指示トルク(回転抑制トルク)を大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止する
具体的には、エンジン回転数とアクセル開度θaの違いに因って変化するエンジンの燃焼圧に応じて変動も増減するため、必要とされる回転抑制トルクも増減させる必要があり、このような条件を考慮し、マップm1の値を適宜設定することとなる。このようなマップm1を用いて回転抑制トルク(ε)を指示することで、エンジン回転およびアクセル開度θaの違いによるトルク変動に対して、指示トルク(回転抑制トルク)を制御することが有効である。
このように、歯打ち音の要因となるトルク変動はエンジンの燃焼によるトルク脈動に起因するので、トルク脈動によってエンジンの回転速度変動に誘起され、従動ギヤの歯面トルク変動も大きくなるため、抑制トルクも大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止する。更に、アクセル開度θa(エンジン負荷)が大きくなるほどトルク脈動が増大することから、エンジン運転条件から負荷が大きくなるほど指示トルク(回転抑制トルク)を大きく設定して歯打ち音発生を確実に防止する
更に、変速時において、シフトアップでの変速待機時とシフトダウンでの変速待機時とで、クラッチによる引き摺りトルクが変化する。
例えば、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて受ける従動側クラッチ引き摺りトルク(β)は、シフトアップでの変速待機時には第2主軸5が第1主軸4よりも低速回転となるため、高速な第1主軸4を含む第一駆動系入力系統より従動側クラッチは正の引き摺りトルク(β)を受ける。そのため回転変動抑制トルクも大きいトルクが必要とされる。逆に、シフトダウンでの変速待機時には第2主軸5が第1主軸4よりも高速回転となるため、低速な第1主軸4を含む第一駆動系入力系統より従動側クラッチは負の引き摺りトルク(β)を受ける。そのため指示トルク(抑制トルクε)は比較的小さくてよく、この点より、図9に示すようにシフトアップ用マップm1uとシフトダウン用マップm1dを別途作成して、変速状態に応じて抑制トルク(ε)を設定してもよい。このように、従動側ドライブトレインの選択ギヤ段がシフトアップ待機状態かシフトダウン待機状態かに応じて、回転抑制トルクも変化することで、より確実に、従動ギヤの歯面分離を抑え、歯打ち音発生を抑制でき、不要な抑制トルクを与えずにすむことで抵抗を最小限に押さえることが出来る。
このように、変速待機状態(ギヤイン状態)の変速ギヤ段選択により、燃焼によるトルク脈動に起因する従動側駆動系歯面トルク変動も変化することから、抑制トルクもそれに応じて設定し、歯打ち音発生を防止する。
例えば、第2主軸5が第1主軸4により引き摺られて受ける従動側クラッチ引き摺りトルク(β)は、シフトアップでの変速待機時には第2主軸5が第1主軸4よりも低速回転となるため、高速な第1主軸4を含む第一駆動系入力系統より従動側クラッチは正の引き摺りトルク(β)を受ける。そのため回転変動抑制トルクも大きいトルクが必要とされる。逆に、シフトダウンでの変速待機時には第2主軸5が第1主軸4よりも高速回転となるため、低速な第1主軸4を含む第一駆動系入力系統より従動側クラッチは負の引き摺りトルク(β)を受ける。そのため指示トルク(抑制トルクε)は比較的小さくてよく、この点より、図9に示すようにシフトアップ用マップm1uとシフトダウン用マップm1dを別途作成して、変速状態に応じて抑制トルク(ε)を設定してもよい。このように、従動側ドライブトレインの選択ギヤ段がシフトアップ待機状態かシフトダウン待機状態かに応じて、回転抑制トルクも変化することで、より確実に、従動ギヤの歯面分離を抑え、歯打ち音発生を抑制でき、不要な抑制トルクを与えずにすむことで抵抗を最小限に押さえることが出来る。
このように、変速待機状態(ギヤイン状態)の変速ギヤ段選択により、燃焼によるトルク脈動に起因する従動側駆動系歯面トルク変動も変化することから、抑制トルクもそれに応じて設定し、歯打ち音発生を防止する。
更に、図10(a)、(b)に示すように、アクセル開度θaに応じて変速制御装置(T/MCU)92bは従動側駆動系の待機状態を制御し、シフトアップ待機状態とする点Ph(アクセル開度小ではPh1,大ではPh2)が変更される。
これに応じて、指示トルク(回転変動抑制トルク)値を変化制御してもよい。
この場合、アクセル開度θaが大きい加速状態の場合(実線)では、アクセル開度θaが小さい場合(破線)に比べて、シフトアップ要求可能性が高いと判断し、低いエンジン回転Ph2で従動側駆動系をシフトアップ側ギヤ選択で待機状態とするため、指示トルク(回転抑制トルク)値dt2もシフトアップ待機状態に合わせて低いエンジン回転で変化する。
これによってより確実に従動ギヤの歯面分離を抑え、歯打ち音発生を抑制でき、不要な抑制トルクを与えずにすむことで抵抗を最小限に押さえることが出来る。
これに応じて、指示トルク(回転変動抑制トルク)値を変化制御してもよい。
この場合、アクセル開度θaが大きい加速状態の場合(実線)では、アクセル開度θaが小さい場合(破線)に比べて、シフトアップ要求可能性が高いと判断し、低いエンジン回転Ph2で従動側駆動系をシフトアップ側ギヤ選択で待機状態とするため、指示トルク(回転抑制トルク)値dt2もシフトアップ待機状態に合わせて低いエンジン回転で変化する。
これによってより確実に従動ギヤの歯面分離を抑え、歯打ち音発生を抑制でき、不要な抑制トルクを与えずにすむことで抵抗を最小限に押さえることが出来る。
1 第1クラッチ
2 第2クラッチ
4 第1主軸
5 第2主軸
6 第1出力軸
7 第2出力軸
8 エンジン
9 エンジン駆動力伝達軸
10 デフ(従動側回転伝達系)
11〜16 1速〜6速入力ギヤ
11c〜16c 1速〜6速出力ギヤ
17 リバース入力ギヤ
17c リバース出力ギヤ
20〜23 シフトフォーク
31〜35 1速〜5速駆動ギヤ
61 第1モータジェネレータ
62 第2モータジェネレータ
91、91a、91b エンジン制御装置(駆動力変動検出手段でもある)
92、92a、92b 変速制御装置(T/MCU)
93、93a、93b モータコントローラ(モータ制御手段)
(α) 従動側ギヤ歯面トルク
(β) クラッチ引き摺りトルク
(γ) 従動ギヤ歯面トルク
(ε) 負の回転抑制トルク
f1〜f4、fa シフトフォーク
g1〜g6 変速ギヤ部
G1 減速ギヤ(従動側回転伝達系)
G2 出力ギヤ
G3 出力ギヤ
M、Ma、Mb 自動変速機
Sθa アクセル開度センサ(駆動力検出手段)
Sne エンジン回転センサ(駆動力検出手段)
2 第2クラッチ
4 第1主軸
5 第2主軸
6 第1出力軸
7 第2出力軸
8 エンジン
9 エンジン駆動力伝達軸
10 デフ(従動側回転伝達系)
11〜16 1速〜6速入力ギヤ
11c〜16c 1速〜6速出力ギヤ
17 リバース入力ギヤ
17c リバース出力ギヤ
20〜23 シフトフォーク
31〜35 1速〜5速駆動ギヤ
61 第1モータジェネレータ
62 第2モータジェネレータ
91、91a、91b エンジン制御装置(駆動力変動検出手段でもある)
92、92a、92b 変速制御装置(T/MCU)
93、93a、93b モータコントローラ(モータ制御手段)
(α) 従動側ギヤ歯面トルク
(β) クラッチ引き摺りトルク
(γ) 従動ギヤ歯面トルク
(ε) 負の回転抑制トルク
f1〜f4、fa シフトフォーク
g1〜g6 変速ギヤ部
G1 減速ギヤ(従動側回転伝達系)
G2 出力ギヤ
G3 出力ギヤ
M、Ma、Mb 自動変速機
Sθa アクセル開度センサ(駆動力検出手段)
Sne エンジン回転センサ(駆動力検出手段)
Claims (5)
- 内燃機関の駆動トルクを第1クラッチ、第1主軸、第1歯車機構を経て駆動輪に伝える第1駆動系及び駆動トルクを第2クラッチ、第2主軸、第2歯車機構を経て駆動輪に伝える第2駆動系を備え、変速指示により前記第1駆動系と前記第2駆動系とを切替えるデュアルクラッチ式変速機と、
前記第1駆動系及び第2駆動系の少なくとも一方の駆動系に回転トルクを加えるモータと、
エンジンの駆動力の変動を検出する駆動力変動検出手段と,
前記第1、第2駆動系のうち他方の駆動系が前記駆動トルクを前記駆動輪に伝える駆動力伝達状態であって、前記一方の駆動系が前記駆動トルクの前記駆動輪への伝達が切断された変速待機状態にある際に、前記一方の駆動系に設けられた歯車機構に前記エンジンの駆動力の変動の増減に応じて増減する前記モータの回転トルクを付与するモータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする変速機の制御装置。 - 請求項1記載の変速機の制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記エンジンの回転速度の変動が大きくなるに従って前記一方の駆動系に設けられた歯車機構に付与する前記モータの回転トルクを大きく設定する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。 - 請求項1又は2記載の変速機の制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記エンジンの負荷が大きくなるに従って前記一方の駆動系に設けられた歯車機構に付与する前記モータの回転トルクを大きく設定する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一つに記載の変速機の制御装置において、
前記デュアルクラッチ式変速機は、複数の変速ギヤ段を有し、
前記モータ制御手段は、選択された変速ギヤ段に応じて前記回転トルクを設定する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか一つに記載の変速機の制御装置において、
前記モータ制御手段は、
アクセル開度が大きくなるに従って前記モータの回転トルクを大きく設定する、
ことを特徴とする変速機の制御装置。
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107539095A (zh) * | 2016-06-29 | 2018-01-05 | 比亚迪股份有限公司 | 动力驱动系统和车辆 |
CN107781363A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-09 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 控制双离合器变速器的方法 |
CN108001209A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 比亚迪股份有限公司 | 动力传动系统以及具有其的车辆 |
-
2013
- 2013-03-15 JP JP2013053980A patent/JP2014177251A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107539095A (zh) * | 2016-06-29 | 2018-01-05 | 比亚迪股份有限公司 | 动力驱动系统和车辆 |
CN107781363A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-09 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 控制双离合器变速器的方法 |
CN108001209A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 比亚迪股份有限公司 | 动力传动系统以及具有其的车辆 |
CN108001209B (zh) * | 2016-10-31 | 2019-11-08 | 比亚迪股份有限公司 | 动力传动系统以及具有其的车辆 |
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