JP2016210357A - Hybrid vehicle and transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle.
従来、ハイブリッド車両の動力伝達機構として、デュアルクラッチ式変速機を採用したものがある(特許文献1参照)。図5にハイブリッド車両に採用されるデュアルクラッチ式変速機Aの一例のスケルトン図を示す。このものにおいて、後進段走行(リバース走行)を行う際には、クラッチC1を解放状態とし、クラッチC2を接続状態とする。そして、シフタSFrにより、中間軸27と連結軸28とを接続状態とし、また、シフタSF1rにより、遊星歯車機構PGのリングギヤPGrと変速機ケース1aとを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGc・中間軸27・連結軸28・駆動ギヤGr→従動ギヤGr’・主軸11・サンギヤPGs→ピニオンギヤPGp・キャリアPGc・連結軸14・駆動ギヤG3→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、後進段が実現される。
Conventionally, as a power transmission mechanism of a hybrid vehicle, there is one that employs a dual clutch transmission (see Patent Document 1). FIG. 5 shows a skeleton diagram of an example of a dual clutch transmission A employed in a hybrid vehicle. In this case, when reverse gear traveling (reverse traveling) is performed, the clutch C1 is disengaged and the clutch C2 is engaged. Then, the
図5に示すデュアルクラッチ式変速機Aでは、ドライバーがリバース走行を行うためにシフトポジションをRにしてから、変速機内では二か所のシフタ(SFr及びSF1r)を作動させるため、リバース走行が可能になるまでの時間が長くなる場合があった。また、リバース走行時に電動機Mを用いて発電を行おうとすると、低車速時(例えば12km/h以下)に十分な発電がおこなわれない場合があった。つまり、低車速時においては、クラッチC2が半クラッチ状態となり、主軸11に接続された電動機Mの回転子Mrの回転数が低く、電動機Mの発電可能回転数にすることが困難な場合があった。
In the dual clutch transmission A shown in FIG. 5, the shift position is set to R so that the driver can perform reverse travel, and then two shifters (SFr and SF1r) are operated in the transmission, so that reverse travel is possible. In some cases, the time to become longer. In addition, if power generation is attempted using the electric motor M during reverse traveling, sufficient power generation may not be performed at low vehicle speeds (for example, 12 km / h or less). That is, at low vehicle speeds, the clutch C2 is in a half-clutch state, the rotation speed of the rotor Mr of the motor M connected to the
従って、本発明の目的は、後進段走行が選択された際の応答性を向上させると共に、車速にかかわらず発電を可能とすることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the responsiveness when reverse gear traveling is selected and to enable power generation regardless of the vehicle speed.
本発明によれば、第1及び第2変速機構と、該第1及び第2変速機構のそれぞれに対応した第1及び第2クラッチと、前記第1変速機構に接続された電動機と、前記第1及び第2クラッチを断接することで、前記第1及び第2変速機構と断接される内燃機関とを備えたハイブリッド車両において、前記第2変速機構は、前記第1変速機構の所定の前進用ギヤ段を介して前記内燃機関の回転を出力する後進用ギヤ段を含み、前記第1変速機構が前記所定の前進用ギヤ段を非選択とし、第2クラッチを接続することで、前記第2変速機構は前記ハイブリッド車両の後進段走行を可能とし、該後進段走行を選択した状態で前記第1クラッチを接続させることで、前記第1変速機構が前記内燃機関の回転を前記電動機に伝達して発電を行う制御手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両が提供される。 According to the present invention, the first and second transmission mechanisms, the first and second clutches corresponding to the first and second transmission mechanisms, the electric motor connected to the first transmission mechanism, and the first In the hybrid vehicle including the internal combustion engine connected to and disconnected from the first and second transmission mechanisms by connecting and disconnecting the first and second clutches, the second transmission mechanism is a predetermined advance of the first transmission mechanism. A reverse gear stage that outputs the rotation of the internal combustion engine via a gear stage, and the first transmission mechanism deselects the predetermined forward gear stage and connects a second clutch, thereby The two speed change mechanism enables reverse travel of the hybrid vehicle, and the first speed change mechanism transmits the rotation of the internal combustion engine to the electric motor by connecting the first clutch with the reverse speed travel selected. Control means to generate electricity Hybrid vehicle is provided, wherein the was e.
この構成によれば、後進段走行を第2変速機構の後進用ギヤ段を用いると共に、第1変速機構のギヤ段を非選択とするため、操作するシフタの数を減らすことができ、後進段走行が可能になるまでの時間を短くすることができる。また、後進段走行を選択した時、第1変速機構のギヤ段を非選択となることで、駆動力の伝達経路に影響することなく、第1クラッチの接続により内燃機関の回転を電動機に伝達することができ、車速にかかわらず発電をすることができ、発電領域を拡大することができる。 According to this configuration, since the reverse gear stage uses the reverse gear stage of the second speed change mechanism and deselects the gear stage of the first speed change mechanism, the number of shifters to be operated can be reduced, and the reverse speed stage The time until traveling becomes possible can be shortened. In addition, when reverse gear travel is selected, the rotation of the internal combustion engine is transmitted to the electric motor by connecting the first clutch without affecting the transmission path of the driving force by deselecting the gear position of the first transmission mechanism. Can be generated regardless of the vehicle speed, and the power generation area can be expanded.
本発明においては、前記第1変速機構は、奇数段の前進用ギヤ段を備え、前記第2変速機構は、偶数段の前進用ギヤ段を備えたこととしてもよい。 In the present invention, the first speed change mechanism may include an odd number of forward gears, and the second speed change mechanism may include an even number of forward gears.
この構成によれば、電動機に接続された第1変速機構が1速段を含むことで、1速段を電動機内に配置でき、変速機ユニットの小型化が達成される。 According to this configuration, since the first speed change mechanism connected to the electric motor includes the first speed stage, the first speed stage can be arranged in the electric motor, and the transmission unit can be reduced in size.
本発明においては、前記所定の前進用ギヤ段は、3速ギヤ段であることとしてもよい。 In the present invention, the predetermined forward gear stage may be a third gear stage.
この構成によれば、後進段走行時に奇数段の前進ギヤ段の中でも、1速段に次いで減速比の大きいギヤである3速段を選択することができるので、後進の発進時に必要な駆動力を確保することができる。 According to this configuration, it is possible to select the third speed, which is the gear with the largest reduction ratio after the first speed, from among the odd-numbered forward gears when traveling in the reverse speed, so that the driving force required when starting the reverse speed Can be secured.
本発明においては、前記電動機に接続された従動側電動機をさらに備え、前記電動機で発電した電力を前記従動側電動機へ供給することとしてもよい。 In this invention, it is good also as providing the driven side motor connected to the said motor, and supplying the electric power generated with the said motor to the said driven side motor.
この構成によれば、後進段走行を選択した時に発電した電力を従動側電動機を介して他の駆動力へ変換することができる。 According to this configuration, the electric power generated when reverse gear traveling is selected can be converted into another driving force via the driven motor.
本発明においては、電動機に接続された第1入力軸と、複数のギヤ段から選択された1つのギヤ段を介して前記第1入力軸の回転を駆動出力軸へ出力する第1変速機構と、第2入力軸と、複数のギヤ段から選択された1つのギヤ段を介して前記第2入力軸の回転を前記駆動出力軸へ出力する第2変速機構と、内燃機関と前記第1入力軸とを断接する第1クラッチと、前記内燃機関と前記第2入力軸とを断接する第2クラッチとを備える変速機において、前記第2変速機構は、前記第1変速機構の所定の前記ギヤ段を介して前記内燃機関の回転を前記駆動出力軸へ出力するリバース回転用のリバースギヤ段を含み、前記第1変速機構が前記所定のギヤ段を非選択とし、第2クラッチを接続することで前記第2変速機構はリバース回転を出力し、該リバース回転時、前記第1変速機構は、前記第1クラッチを接続させることで、前記内燃機関と前記第1入力軸とを接続させることとしてもよい。 In the present invention, a first input shaft connected to the electric motor, and a first speed change mechanism that outputs the rotation of the first input shaft to the drive output shaft via one gear selected from a plurality of gears. A second input shaft, a second transmission mechanism for outputting the rotation of the second input shaft to the drive output shaft through one gear selected from a plurality of gears, an internal combustion engine, and the first input A transmission comprising: a first clutch that connects and disconnects a shaft; and a second clutch that connects and disconnects the internal combustion engine and the second input shaft. The second transmission mechanism includes a predetermined gear of the first transmission mechanism. A reverse gear stage for reverse rotation that outputs the rotation of the internal combustion engine to the drive output shaft via a stage, wherein the first speed change mechanism deselects the predetermined gear stage and connects a second clutch. The second speed change mechanism outputs a reverse rotation, During the reverse rotation, the first transmission mechanism, by connecting the first clutch, it is also possible to connect the internal combustion engine and said first input shaft.
この構成によれば、リバース回転を第2変速機構のリバースギヤ段を用いると共に、第1変速機構のギヤ段を非選択とするため、操作するシフタの数を減らすことができ、リバース回転が可能になるまでの時間を短くすることができる。また、リバース回転を選択した時、第1変速機構のギヤ段を非選択となることで、リバース駆動力の伝達経路に影響することなく、第1クラッチの接続により内燃機関の回転を電動機に伝達することができ、車速にかかわらず発電をすることができ、発電領域を拡大することができる。 According to this configuration, since the reverse gear stage of the second transmission mechanism is used for reverse rotation and the gear stage of the first transmission mechanism is not selected, the number of shifters to be operated can be reduced, and reverse rotation is possible. Time to become can be shortened. In addition, when reverse rotation is selected, the gear position of the first speed change mechanism is not selected, so that the rotation of the internal combustion engine is transmitted to the motor by connecting the first clutch without affecting the transmission path of the reverse driving force. Can be generated regardless of the vehicle speed, and the power generation area can be expanded.
本発明においては、前記第2変速機構は、アイドル軸に配置され、前記リバースギヤ段と噛合するアイドルギヤをさらに備え、前記所定のギヤ段は、前記第1入力軸に相対回転可能に配置され、同期装置を介して該第1入力軸に接続可能であり、前記リバースギヤ段は、前記所定のギヤ段と相対回転不能に配置され、前記アイドルギヤを介してリバース回転され、前記所定のギヤ段を介して前記駆動出力軸にリバース回転を伝達することとしてもよい。 In the present invention, the second speed change mechanism is further provided with an idle gear that is disposed on an idle shaft and meshes with the reverse gear, and the predetermined gear is disposed so as to be relatively rotatable with respect to the first input shaft. The reverse gear stage is disposed so as not to rotate relative to the predetermined gear stage, and is reverse-rotated via the idle gear, so that the predetermined gear can be connected to the first input shaft via a synchronization device. A reverse rotation may be transmitted to the drive output shaft through a stage.
この構成によれば、リバースギヤ段が第1変速機構の所定のギヤ段と相対回転不能に配置され、所定のギヤ段と第1入力軸との係合を解除してリバース回転を実現することができるので、第1クラッチの接続により、リバース駆動力の伝達経路にはない第1入力軸を介して、内燃機関の回転を電動機に伝達して発電することができる。 According to this configuration, the reverse gear stage is disposed so as not to rotate relative to the predetermined gear stage of the first transmission mechanism, and the reverse rotation is realized by releasing the engagement between the predetermined gear stage and the first input shaft. Therefore, by connecting the first clutch, it is possible to generate electric power by transmitting the rotation of the internal combustion engine to the electric motor via the first input shaft that is not in the reverse driving force transmission path.
本発明においては、前記第1変速機構は、奇数段の前進用ギヤ段を備え、前記第2変速機構は、偶数段の前進用ギヤ段を備えたこととしてもよい。 In the present invention, the first speed change mechanism may include an odd number of forward gears, and the second speed change mechanism may include an even number of forward gears.
この構成によれば、電動機に接続された第1変速機構が1速段を含むことで、1速段を電動機内に配置でき、変速機ユニットの小型化が達成される。 According to this configuration, since the first speed change mechanism connected to the electric motor includes the first speed stage, the first speed stage can be arranged in the electric motor, and the transmission unit can be reduced in size.
本発明においては、前記所定のギヤ段は、3速ギヤ段であることとしてもよい。 In the present invention, the predetermined gear stage may be a third gear stage.
この構成によれば、リバース回転時に奇数段の前進ギヤ段の中でも、1速段に次いで減速比の大きいギヤである3速段を選択することができるので、リバース発進時に必要な駆動力を確保することができる。 According to this configuration, it is possible to select the third speed stage, which is the gear with the largest reduction ratio after the first speed stage, among the odd number of forward gear stages during the reverse rotation, so that the necessary driving force at the time of reverse start is ensured. can do.
以上述べた通り、本発明によれば、後進段走行(リバース回転)が選択された際の応答性を向上させると共に、車速にかかわらず発電を可能とする技術を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the responsiveness when reverse gear traveling (reverse rotation) is selected, and to provide a technique that enables power generation regardless of the vehicle speed.
図1は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両HVの駆動系の一部概略的な接続構成図である。本発明に係るハイブリッド車両HVに搭載される制御装置は、例えば、車両全体を制御する電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)により実現される。ハイブリッド車両HVは、少なくとも内燃機関エンジンEgと、電動機(モータジェネレータ)Mと、蓄電器BTと、変速機1と、終減速装置2と、駆動軸3とを介して接続された左右の駆動輪DWと、を備える。内燃機関Egと電動機Mの回転駆動力は、変速機1、終減速装置2、駆動軸3を介して左右の駆動輪DWに伝達される。内燃機関Egは、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両HVを走行させるための駆動力を発生する内燃機関エンジンである。
FIG. 1 is a partially schematic connection configuration diagram of a drive system of a hybrid vehicle HV according to an embodiment of the present invention. The control device mounted on the hybrid vehicle HV according to the present invention is realized by, for example, an electronic control unit (ECU) that controls the entire vehicle. The hybrid vehicle HV includes at least left and right drive wheels DW connected via an internal combustion engine Eg, an electric motor (motor generator) M, a battery BT, a
なお、電子制御ユニットECUは、1つのユニットとして構成されるだけでなく、例えば、内燃機関Egを制御するためのエンジンECU、電動機Mを制御するためのモータジェネレータECU、蓄電器BTを制御するためのバッテリECU、変速機1を制御するためのATECUなど複数のECUから構成されてもよい。以下の実施形態では、電子制御ユニットECUは、内燃機関Egを制御するとともに、変速機1、蓄電器BT、電動機Mを制御するものとして説明する。
The electronic control unit ECU is not only configured as a single unit, but also, for example, an engine ECU for controlling the internal combustion engine Eg, a motor generator ECU for controlling the electric motor M, and a capacitor BT. You may comprise from several ECUs, such as battery ECU and AT ECU for controlling the
電子制御ユニットECUは、本実施形態に関連する制御として、「リバース走行時に内燃機関と電動機とを接続して発電を行う制御」を行う。また、電子制御ユニットECUは、その各種の運転条件に応じて、電動機Mのみを動力源とするモータ単独走行(EV走行)、内燃機関Egのみを動力源とするエンジン単独走行、内燃機関Egと電動機Mの両方を動力源として併用する協働走行等をするように制御するなど、種々の制御を行うことができる。また、電子制御ユニットECUは、図示しないアクセルペダル開度検出器で検出されるアクセルペダル開度及びその他の公知の各種の運転パラメータに従って変速制御を行い、また、その他の各種の運転に必要な制御を行う。 The electronic control unit ECU performs “control for generating power by connecting an internal combustion engine and an electric motor during reverse traveling” as control related to the present embodiment. In addition, the electronic control unit ECU performs motor independent traveling (EV traveling) using only the electric motor M as a power source, engine independent traveling using only the internal combustion engine Eg, and the internal combustion engine Eg according to the various operating conditions. Various controls can be performed, for example, control is performed so as to perform cooperative traveling or the like using both of the motors M as power sources. Further, the electronic control unit ECU performs shift control according to an accelerator pedal opening detected by an accelerator pedal opening detector (not shown) and various other known operation parameters, and controls necessary for other various operations. I do.
また、ハイブリッド車両HVにおいて通常知られているように、内燃機関Egと電動機Mとの協働走行や、電動機MのみのEV走行の際には、蓄電器BTの電気エネルギーを利用して車両HVを走行させるための駆動力を発生するモータとして該電動機Mを機能させることもできる。また、車両HVの減速時には電動機Mの回生により電力を発電する発電機としても機能する。この電動機Mの回生時には、蓄電器BTは、電動機Mにより発電された電力(回生エネルギー)により充電される。 Further, as is generally known in a hybrid vehicle HV, when the internal combustion engine Eg and the electric motor M are traveling together or when only the electric motor M is traveling, the electric energy of the battery BT is used to drive the vehicle HV. The electric motor M can be made to function as a motor that generates a driving force for running. Moreover, it functions also as a generator which generates electric power by regeneration of the electric motor M at the time of deceleration of the vehicle HV. During regeneration of the electric motor M, the battery BT is charged with electric power (regenerative energy) generated by the electric motor M.
<第一実施形態>
図2は、図1に示す変速機1のスケルトン図と変速機1周辺の構成とを示している。概説すると、内燃機関Eg或いは電動機Mから出力される駆動力は、変速機1、終減速装置2を介して駆動軸3に伝達され、駆動輪DWを回転してハイブリッド車両の推進力を得て該車両を加速させる。また、電動機Mによる減速回生やブレーキ装置4によりハイブリッド車両の制動力を得て該車両を減速させる。
<First embodiment>
FIG. 2 shows a skeleton diagram of the
内燃機関Egは例えばガソリンエンジンであり、その出力軸(クランク軸)には発進デバイスとしてクラッチC1、C2が接続されている。クラッチC1は変速機1の第1変速機構10、特に主軸11と内燃機関Egとを断接し、クラッチC2は変速機1の第2変速機構20、特に主軸21と内燃機関Egとを断接する。クラッチC1及びC2は例えば乾式摩擦ディスククラッチを採用するが、他の形式の摩擦クラッチも採用可能である。
The internal combustion engine Eg is, for example, a gasoline engine, and clutches C1 and C2 are connected to its output shaft (crankshaft) as starting devices. The clutch C1 connects and disconnects the
電動機Mは、例えば、3相ブラシレスモータであり、回転子Mrと固定子Msとを備える。電動機Mは、図1では不図示のインバータITを介して蓄電器BTに蓄電された電力の供給を受けて駆動力を出力し(力行)、また、発電機として機能してインバータITを介して蓄電器BTに電力を蓄電する(回生)。回生時の回転子Mrに生じる回転抵抗を利用して制動力を得ることができる。蓄電器BTは例えば二次電池である。 The electric motor M is, for example, a three-phase brushless motor, and includes a rotor Mr and a stator Ms. The electric motor M receives the supply of electric power stored in the battery BT via an inverter IT (not shown in FIG. 1) and outputs a driving force (power running). Also, the electric motor M functions as a generator and stores the battery via the inverter IT. Electric power is stored in BT (regeneration). A braking force can be obtained by using the rotational resistance generated in the rotor Mr during regeneration. The battery BT is a secondary battery, for example.
本実施形態の場合、電動機Mは第1変速機構10に接続されている。詳細には、電動機Mは第1変速機構10の主軸11(第1入力軸)と同軸上に配置され、電動機Mの回転子Mrが第1変速機構10の主軸11の端部に固定されており、回転子Mrが主軸11と同軸上で回転する。このため、主軸11の回転力は常時回転子Mrに伝達される。本実施形態では、主軸11と回転子Mrとを固定する構成としたが、主軸11の回転力が電動機Mに常時伝達される任意の構成を採用可能である。
In the case of this embodiment, the electric motor M is connected to the
終減速装置2は駆動軸3、3と接続された差動機構を備え、変速機1の出力ギヤGfを介して変速機1との間で動力伝達する。ブレーキ装置4は、摩擦式のブレーキ装置であり、図1の例では車体側のキャリパと、駆動輪DWないし駆動軸3側のブレーキディスクと、を備えたディスクブレーキを想定している。しかし、ドラムブレーキ等の他の摩擦式のブレーキ装置も採用可能である。
The
<変速機の構成>
変速機1は、前進7段、後進1段の変速段を有する変速機であり、前進用ギヤ段の奇数段を実現する第1変速機構10及びクラッチC1と、前進用ギヤ段の偶数段及び後進段を実現する第2変速機構20及びクラッチC2と、を主要な構成としたデュアルクラッチ式変速機である。
<Configuration of transmission>
The
第1変速機構10は、一方端部がクラッチC1に、他方端部が電動機Mの回転子Mrに、それぞれ固定された主軸11を備える。
The first
主軸11の他方端部には、また、遊星歯車機構PGのサンギヤPGsが固定されている。遊星歯車機構PGは主軸11と同軸上に配置され、サンギヤPGs、リングギヤPGr、サンギヤPGs及びリングギヤPGrに噛合するピニオンギヤPGp、及び、ピニオンギヤPGpを回転自在に支持すると共に主軸11回りに回転自在なキャリアPGc、を備える。
A sun gear PGs of the planetary gear mechanism PG is also fixed to the other end portion of the
キャリアPGcは、主軸11と同軸の筒体であって、主軸11と同軸上で回転自在に支持された連結軸14により支持されている。連結軸14には5速用の駆動ギヤG5が固定されており、連結軸14、キャリアPGc及びピニオンギヤPGp、並びに、駆動ギヤG3は、主軸11と同軸上で一体的に回転自在となっている。
The carrier PGc is a cylindrical body that is coaxial with the
連結軸12、13は、主軸11と同軸の筒体であって、主軸11と同軸上で相対回転可能に支持されている。連結軸12には3速用の駆動ギヤ(3速ギヤ段)G3が、連結軸13には7速用の駆動ギヤG7が、それぞれ固定されており、連結軸12と駆動ギヤG3、連結軸13と駆動ギヤG7は、それぞれ、主軸11と同軸上で一体的に回転自在となっている。駆動ギヤG3には後進段用の駆動ギヤGr(後進用ギヤ段、リバース回転用のリバースギヤ段)と常時噛み合う従動ギヤGr’が相対回転不能に固定されている。
The connecting
1速段用のシフタSF1は、遊星歯車機構PGのリングギヤPGrと変速機ケース1aとの接続・解放を行う。5速及び7速用のシフタSF57は、主軸11と連結軸14(駆動ギヤG5)との接続・解放、及び、主軸11と連結軸13(駆動ギヤG7)の接続・解放を行う。3速用のシフタSF3は、主軸11と連結軸12(駆動ギヤG3)の接続・解放を行う。これらのシフタは同期装置を備えたドグクラッチまたはブレーキ等の係合機構である。
The first-speed shifter SF1 connects / releases the ring gear PGr of the planetary gear mechanism PG and the
第2変速機構20は、主軸11と同軸の筒体であって、主軸11と同軸上で回転自在に支持された主軸21(第2入力軸)を備える。主軸21の一方端部にはクラッチC2が、他方端部にはギヤGaが、それぞれ固定されている。
The second
第2変速機構20は、また、主軸11と平行に、回転自在に設けられたアイドル軸26、中間軸22を備える。アイドル軸26にはギヤGaと常時噛み合うアイドルギヤGiが固定されている。中間軸22にはアイドルギヤGiと常時噛み合うギヤGbが固定されている。
The
連結軸23乃至25は、中間軸22と同軸の筒体であって、中間軸22と同軸上で回転自在に支持されている。連結軸23には2速用の駆動ギヤG2及びパーキングロック機構を構成するパーキングギヤGpが、連結軸24には6速用の駆動ギヤG6が、連結軸25には4速用の駆動ギヤG4が、それぞれ固定され、これらは、それぞれ中間軸22と同軸上で一体的に回転自在となっている。
The connecting
4速及び6速用のシフタSF46は、中間軸22と連結軸25(駆動ギヤG4)との接続・解放、及び、中間軸22と連結軸24(駆動ギヤG6)の接続・解放を行う。2速用のシフタSF2は、中間軸22と連結軸23(駆動ギヤG2)の接続・解放を行う。これらのシフタは同期装置を備えたドグクラッチ等の係合機構である。
The shift gear SF46 for 4th and 6th speeds connects / releases the
第2変速機構20は、また、主軸11と平行に、回転自在に設けられた中間軸27を備える。中間軸27には逆回転用のギヤGiと常時噛み合うギヤGcが固定されている。連結軸28は、中間軸27と同軸の筒体であって、中間軸27と同軸上で回転自在に支持されている。連結軸28には駆動ギヤGr(後進用ギヤ段、リバース回転用のリバースギヤ段)が固定されている。後進段用のシフタSFrは、中間軸27と連結軸28(駆動ギヤGr)との接続・解放を行う。このシフタSFrはドグクラッチ等の係合機構である。
The
変速機1は、主軸11と平行に、回転自在に設けられたカウンタ軸(駆動出力軸)30を備える。カウンタ軸30には、終減速装置2の差動機構と常時噛み合う出力ギヤGfと、4速・5速用の従動ギヤG45と、6速・7速用の従動ギヤG67と、2速・3速用の従動ギヤG23と、が固定されている。
The
従動ギヤG45は、駆動ギヤG4及びG5と常時噛み合っている。従動ギヤG67は、駆動ギヤG6及びG7と常時噛み合っている。従動ギヤ23は、駆動ギヤG2及びG3と常時噛み合っている。
The driven gear G45 always meshes with the drive gears G4 and G5. The driven gear G67 is always meshed with the drive gears G6 and G7. The driven
係る構成からなる変速機1の、内燃機関Egを駆動源とした場合の各変速段選択時の態様について説明する。まず、1速、3速、5速、7速の場合について説明する。これらの変速段を選択する場合は、クラッチC1を接続状態とし、クラッチC2を解放状態とする。
The aspect at the time of each gear stage selection of the
1速の場合、シフタSF1により遊星歯車機構PGのリングギヤPGrと変速機ケース1aとを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・サンギヤPGs→ピニオンギヤPGp・キャリアPGc・連結軸14・駆動ギヤG5→従動ギヤG45・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、1速が実現される。
In the case of the first speed, the ring gear PGr of the planetary gear mechanism PG and the
3速の場合、シフタSF3により、主軸11と連結軸12とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・連結軸12・駆動ギヤG3→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、3速が実現される。
In the case of the third speed, the
5速の場合、シフタSF57により、主軸11と連結軸14とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・連結軸14・駆動ギヤG5→従動ギヤG45・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、5速が実現される。
In the case of the fifth speed, the
7速の場合、シフタSF57により、主軸11と連結軸13とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・連結軸13・駆動ギヤG7→従動ギヤG67・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、7速が実現される。
In the case of the seventh speed, the
2速、4速、6速の変速段を選択する場合は、クラッチC1を解放状態とし、クラッチC2を接続状態とする。 When selecting the second speed, fourth speed, and sixth speed, the clutch C1 is disengaged and the clutch C2 is engaged.
2速の場合、シフタSF2により、中間軸22と連結軸23とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGb・中間軸22・連結軸23・駆動ギヤG2→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、2速が実現される。
In the case of the second speed, the
4速の場合、シフタSF46により、中間軸22と連結軸25とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGb・中間軸22・連結軸25・駆動ギヤG4→従動ギヤG45・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、4速が実現される。
In the case of the fourth speed, the
6速の場合、シフタSF46により、中間軸22と連結軸24とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGb・中間軸22・連結軸24・駆動ギヤG6→従動ギヤG67・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、6速が実現される。
In the case of the sixth speed, the
以上により1速から7速までが実現できる。変速段を1段ずつシフトアップする場合やシフトダウンする場合は、クラッチC1、C2の接続・解放の切り替え前に、シフタによる次段の切り替えを行って待機することができるので、変速時間を短縮できる。 From the above, 1st to 7th gears can be realized. When shifting up and down one gear step, shift time can be shortened by switching to the next step using the shifter before switching the clutch C1, C2 between connection and release. it can.
<後進段>
後進段を選択する場合は、クラッチC1を解放状態とし、クラッチC2を接続状態とする。そして、シフタSFrにより、中間軸27と連結軸28とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGc・中間軸27・連結軸28・駆動ギヤGr→従動ギヤGr’・駆動ギヤG3→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、後進段が実現される。つまり、3速ギヤ(所定の前進用ギヤ段)を非選択としたまま、駆動ギヤGr(後進用ギヤ段、リバース回転用のリバースギヤ段)がカウンタ軸30と係合し、後進段走行(リバース走行、リバース回転)が達成される。したがって、ドライバが後進段走行を選択した際に、操作するシフタの数が一つとなり、リバース走行が可能になるまでの時間を短くすることができる。
<Reverse gear>
When selecting the reverse gear, the clutch C1 is disengaged and the clutch C2 is engaged. Then, the
<後進段走行時の発電の制御>
上記後進段走行時、内燃機関Egの回転を電動機Mに伝達して発電行う場合について説明する。発電を行う場合、電子制御ユニットECUは、変速機1を上記後進段の状態としたまま、クラッチC1と接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・サンギヤPGs→回転子Mrの経路で動力伝達が行われて、固定子Msと回転子Mrとが相対回転することで発電が実現される。このとき、実際に後進段走行が行われているか否かによらず、例えば、車速0km/hにおいても電動機Mは発電を行うことができる。
<Control of power generation during reverse gear travel>
A description will be given of a case where the rotation of the internal combustion engine Eg is transmitted to the electric motor M to generate electric power during the reverse travel. When power generation is performed, the electronic control unit ECU places the
なお、第1変速機構10の駆動ギヤG3(所定の前進用ギヤ段)は、主軸11に対して相対回転可能となっているため、後進段走行時の駆動力が主軸11に影響することがない。したがって、リバース走行時、第1変速機構10のギヤ段を非選択とすることで、リバース駆動力の伝達経路に影響することなく、クラッチC1(第1クラッチ)の接続により内燃機関Egの回転を電動機Mに伝達することができ、車速にかかわらず発電をすることができ、発電領域を拡大することができる。
Note that the drive gear G3 (predetermined forward gear stage) of the
<第二実施形態>
図3に、第二実施形態として示すモーターアシスト式四輪駆動システムを備えたハイブリッド車両HV’を示す。図3に示すハイブリッド車両HV’は、少なくとも内燃機関エンジンEgと、第1電動機(モータジェネレータ)M1と、第2電動機(従動側電動機、モータジェネレータ)M2と、蓄電器BTと、変速機1と、終減速装置2及び駆動軸3を介して変速機1と接続された左右の前輪FWと、終減速装置2及び駆動軸3を介して第2電動機M2と接続された後輪RWと、を備える。なお、第1電動機M1及び第1電動機M1と変速機1との接続は、上記第一実施形態で説明した電動機Mと変速機1と同様である。したがって、後進段走行時、変速機1内のクラッチC1を接続状態とすることで、内燃機関Egの回転が第1電動機M1に伝達され、第1電動機M1は発電を行うことができる。
<Second embodiment>
FIG. 3 shows a hybrid vehicle HV ′ equipped with a motor-assisted four-wheel drive system shown as the second embodiment. A hybrid vehicle HV ′ shown in FIG. 3 includes at least an internal combustion engine Eg, a first electric motor (motor generator) M1, a second electric motor (driven electric motor, motor generator) M2, a battery BT, a
本実施形態移おいては、後進段走行時、第1電動機M1で発電された電力を第2電動機M2へと供給することで、第2電動機M2を駆動させ、後輪RWを駆動させることができる。したがって、低車速の後進段走行においても、後輪RWを駆動させることができ、後進段走行時の車速にかかわらず、4輪全てを駆動させることができる。 In the present embodiment, when the vehicle travels in reverse, the second motor M2 can be driven and the rear wheels RW can be driven by supplying the power generated by the first motor M1 to the second motor M2. it can. Therefore, the rear wheel RW can be driven even in the reverse speed traveling at a low vehicle speed, and all four wheels can be driven regardless of the vehicle speed during the reverse speed traveling.
なお、本実施形態においてハイブリッド車両HV’は、前輪FWに変速機1が接続され、後輪RWに第2電動機M2が接続された形態を例示したが、これに限定されず、前輪FWに第2電動機M2、後輪RWに変速機1が接続された形態とすることもできる。
In the present embodiment, the hybrid vehicle HV ′ has exemplified the form in which the
<第三実施形態>
また、変速段数も変速機1のものに限られない。図4は本発明の第三実施形態に係るハイブリッド車両の概略を示す図である。図4の変速機1’は前進5段、後進1段の変速段を有する変速機であるが、図1の変速機1と基本的な構成は共通している。よって、変速機1の構成に対応する構成については同じ符号を付して説明を割愛し、異なる構成についてのみ説明する。
<Third embodiment>
Further, the number of gears is not limited to that of the
変速機1’では、変速機1の駆動ギヤG6、G7、従動ギヤG67、シフタSF57、SF3、SF2、SF46、連結軸13、24が無い。逆に、変速機1’は、3速及び5速用のシフタSF35、2速及び4速用のSF24を備える。シフタSF35は、主軸11と連結軸14(駆動ギヤG5)との接続・解放、及び、主軸11と連結軸12(駆動ギヤG3)の接続・解放を行う。シフタSF24は、中間軸22と連結軸25(駆動ギヤG4)との接続・解放、及び、中間軸22と連結軸23(駆動ギヤG2)の接続・解放を行う。
The transmission 1 'does not include the drive gears G6 and G7, the driven gear G67, the shifters SF57, SF3, SF2, and SF46, and the connecting
続いて、内燃機関Egを駆動源とした場合の各変速段選択時の態様について説明する。まず、1速、3速、5速の場合について説明する。これらの変速段を選択する場合は、クラッチC1を接続状態とし、クラッチC2を解放状態とする。 Next, a description will be given of an aspect at the time of selecting each gear position when the internal combustion engine Eg is used as a drive source. First, the case of the first speed, the third speed, and the fifth speed will be described. When selecting these shift speeds, the clutch C1 is in the engaged state and the clutch C2 is in the released state.
1速の場合、シフタSF1により遊星歯車機構PGのリングギヤPGrと変速機ケース1aとを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・サンギヤPGs→ピニオンギヤPGp・キャリアPGc・連結軸14・駆動ギヤG5→従動ギヤG45・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、1速が実現される。
In the case of the first speed, the ring gear PGr of the planetary gear mechanism PG and the
3速の場合、シフタSF35により、主軸11と連結軸12とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・連結軸12・駆動ギヤG3→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、3速が実現される。
In the case of the third speed, the
5速の場合、シフタSF35により、主軸11と連結軸14とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・連結軸14・駆動ギヤG5→従動ギヤG45・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、5速が実現される。
In the case of the fifth speed, the
2速、4速、6速の変速段を選択する場合は、クラッチC1を解放状態とし、クラッチC2を接続状態とする。 When selecting the second speed, fourth speed, and sixth speed, the clutch C1 is disengaged and the clutch C2 is engaged.
2速の場合、シフタSF24により、中間軸22と連結軸23とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGb・中間軸22・連結軸23・駆動ギヤG2→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、2速が実現される。
In the case of the second speed, the
4速の場合、シフタSF24により、中間軸22と連結軸25とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGb・中間軸22・連結軸25・駆動ギヤG4→従動ギヤG45・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、4速が実現される。
In the case of the fourth speed, the
後進段を選択する場合は、クラッチC1を解放状態とし、クラッチC2を接続状態とする。そして、シフタSFrにより、中間軸27と連結軸28とを接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC2→主軸21・ギヤGa→アイドルギヤGi→ギヤGc・中間軸27・連結軸28・駆動ギヤGr→従動ギヤGr’・駆動ギヤG3→従動ギヤG23・カウンタ軸30・出力ギヤGf→終減速装置2の経路で動力伝達が行われて、後進段が実現される。
When selecting the reverse gear, the clutch C1 is disengaged and the clutch C2 is engaged. Then, the
このように変速機1’は変速機1に比べて、6速、7速が無いが、この点を除いて変速機1を用いた上記第一実施形態と同様の制御を行うことができる。後進段走行時、内燃機関Egの回転を電動機Mに伝達して発電行う場合、電子制御ユニットECUは、変速機1’を上記後進段の状態としたまま、クラッチC1と接続状態とする。すると、内燃機関Eg→クラッチC1→主軸11・サンギヤPGs→回転子Mrの経路で動力伝達が行われて、固定子Msと回転子Mrとが相対回転することで発電が実現される。本実施形態においても上記第一実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
As described above, the
上記実施形態においては、クラッチC1、C2が直列に配置され、変速機1で主軸11と、主軸21とを同軸の多重構造としたデュアルクラッチ式変速機を例示したがこれに限定されず、例えば、クラッチC1、C2を並列に配置し、二つの変速機の主軸をそれぞれ平行に配置した構成等も採用可能である。
In the above embodiment, the clutches C1 and C2 are arranged in series and the dual clutch type transmission in which the
10 第1変速機構、20 第2変速機構、C1 第1クラッチ、C2 第二クラッチ、 Eg 内燃機関、M 電動機
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該第1及び第2変速機構のそれぞれに対応した第1及び第2クラッチと、
前記第1変速機構に接続された電動機と、
前記第1及び第2クラッチを断接することで、前記第1及び第2変速機構と断接される内燃機関と、
を備えたハイブリッド車両において、
前記第2変速機構は、前記第1変速機構の所定の前進用ギヤ段を介して前記内燃機関の回転を出力する後進用ギヤ段を含み、
前記第1変速機構が前記所定の前進用ギヤ段を非選択とし、第2クラッチを接続することで、前記第2変速機構は前記ハイブリッド車両の後進段走行を可能とし、
該後進段走行を選択した状態で前記第1クラッチを接続させることで、前記第1変速機構が前記内燃機関の回転を前記電動機に伝達して発電を行う制御手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。 First and second transmission mechanisms;
First and second clutches respectively corresponding to the first and second transmission mechanisms;
An electric motor connected to the first transmission mechanism;
An internal combustion engine connected to and disconnected from the first and second transmission mechanisms by connecting and disconnecting the first and second clutches;
In a hybrid vehicle equipped with
The second transmission mechanism includes a reverse gear stage that outputs the rotation of the internal combustion engine via a predetermined forward gear stage of the first transmission mechanism,
The first speed change mechanism deselects the predetermined forward gear stage and connects a second clutch, whereby the second speed change mechanism enables the reverse travel of the hybrid vehicle;
The first transmission mechanism includes control means for transmitting the rotation of the internal combustion engine to the electric motor to generate electric power by connecting the first clutch with the reverse gear traveling selected. Hybrid vehicle.
前記第2変速機構は、偶数段の前進用ギヤ段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。 The first speed change mechanism includes an odd number of forward gears,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the second speed change mechanism includes an even number of forward gears.
前記電動機で発電した電力を前記従動側電動機へ供給することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。 Further comprising a driven motor connected to the motor;
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein electric power generated by the electric motor is supplied to the driven electric motor.
第2入力軸と、複数のギヤ段から選択された1つのギヤ段を介して前記第2入力軸の回転を前記駆動出力軸へ出力する第2変速機構と、
内燃機関と前記第1入力軸とを断接する第1クラッチと、
前記内燃機関と前記第2入力軸とを断接する第2クラッチと、
を備える変速機において、
前記第2変速機構は、前記第1変速機構の所定の前記ギヤ段を介して前記内燃機関の回転を前記駆動出力軸へ出力するリバース回転用のリバースギヤ段を含み、
前記第1変速機構が前記所定のギヤ段を非選択とし、第2クラッチを接続することで前記第2変速機構はリバース回転を出力し、
該リバース回転時、前記第1変速機構は、前記第1クラッチを接続させることで、前記内燃機関と前記第1入力軸とを接続させることを特徴とする変速機。 A first input shaft connected to the electric motor, and a first speed change mechanism for outputting rotation of the first input shaft to the drive output shaft via one gear selected from a plurality of gears;
A second speed change mechanism that outputs rotation of the second input shaft to the drive output shaft via one gear selected from a plurality of gears;
A first clutch that connects and disconnects the internal combustion engine and the first input shaft;
A second clutch that connects and disconnects the internal combustion engine and the second input shaft;
In a transmission comprising:
The second speed change mechanism includes a reverse gear stage for reverse rotation that outputs the rotation of the internal combustion engine to the drive output shaft via the predetermined gear speed of the first speed change mechanism,
The first speed change mechanism deselects the predetermined gear stage, and the second speed change mechanism outputs reverse rotation by connecting a second clutch.
In the reverse rotation, the first transmission mechanism connects the internal combustion engine and the first input shaft by connecting the first clutch.
前記所定のギヤ段は、前記第1入力軸に相対回転可能に配置され、同期装置を介して該第1入力軸に接続可能であり、
前記リバースギヤ段は、前記所定のギヤ段と相対回転不能に配置され、前記アイドルギヤを介してリバース回転され、前記所定のギヤ段を介して前記駆動出力軸にリバース回転を伝達することを特徴とする請求項5に記載の変速機。 The second speed change mechanism further includes an idle gear disposed on the idle shaft and meshing with the reverse gear stage,
The predetermined gear stage is disposed so as to be rotatable relative to the first input shaft, and is connectable to the first input shaft via a synchronization device;
The reverse gear stage is disposed so as not to rotate relative to the predetermined gear stage, is reverse-rotated via the idle gear, and transmits reverse rotation to the drive output shaft via the predetermined gear stage. The transmission according to claim 5.
前記第2変速機構は、偶数段の前進用ギヤ段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の変速機。 The first speed change mechanism includes an odd number of forward gears,
The transmission according to claim 6, wherein the second speed change mechanism includes an even number of forward gears.
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