JP2017052376A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】マニュアルトランスミッションを搭載した車両において、プロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを減速機構を介して接続した場合でも、ドライバビリティの低下を抑制することができるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】モータージェネレーター３３の回転軸３２とプロペラシャフト２５とを、回転軸３２を入力軸とし、かつプロペラシャフト２５を出力軸とする減速機構３０を介して接続し、トランスミッション２０に、シフトレバー１５３の操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用いて、制御装置８０は、乾式クラッチ１６が接状態にあるときにのみ、インバーター３４を通じてハイブリッドシステムによるＨＥＶの駆動力のアシスト又はＨＥＶの駆動力による回生発電を行う制御を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明はハイブリッド車両に関し、更に詳しくは、マニュアルトランスミッションを搭載した車両において、プロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを減速機構を介して接続した場合でも、ドライバビリティの低下を抑制することができるハイブリッド車両に関する。

近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば、特許文献１を参照）。

このような、いわゆるパラレル型のＨＥＶでは、モータージェネレーターは、通常はエンジンの回転動力を変速するトランスミッションのエンジン側から車両の駆動系に接続される。そのため、ＨＥＶの高速走行中（例えば、５０〜９０ｋｍ／ｈ）に慣性走行状態になった時は、トランスミッションは高速段に変速されているので、モータージェネレーターにおける回生制動トルクが小さくなって発電の高効率点から外れてしまうため、回生発電の効率を向上することが困難であるという問題があった。

また、モータージェネレーターを配置するために既存の車両のパワートレインコンポ−ネントのレイアウトの大幅な変更等が必要となるため、既存の車両をＨＥＶ化して転用することが容易ではないという問題もあった。

このような問題を解決するために、発明者は、車両のプロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを、モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつプロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続することを考案した。

しかしながら、マニュアルトランスミッションが搭載されている既存の車両を、上記の減速機構を用いてＨＥＶ化すると、ドライバーのクラッチ装置及びシフトレバーによる変速操作中に、プロペラシャフトの駆動力が変動することがあるため、マニュアル操作のフィーリングが変化して、ドライバビリティが大きく低下してしまうおそれがある。

特開２００２−２３８１０５号公報

本発明の目的は、マニュアルトランスミッションを搭載した車両において、プロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを減速機構を介して接続した場合でも、ドライバビリティの低下を抑制することができるハイブリッド車両を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記ディーゼルエンジンから前記トランスミッションへ伝達される回転動力を断接するクラッチ装置と、制御装置とを備えたハイブリッド車両において、前記モータージェネレーターの回転軸と前記プロペラシャフトとを、前記回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続し、前記トランスミッションに、シフトレバーの操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用い、前記制御装置は、前記クラッチ装置が接状態であるときにのみ、前記ハイブリッドシステムによる前記ハイブリッド車両の駆動力のアシスト又は該ハイブリッド車両の駆動力による回生発電を行うことを特徴とするものである。

本発明のハイブリッド車両によれば、ディーゼルエンジンの回転動力がプロペラシャフトに伝達されているときにのみ、ハイブリッドシステムが機能するようになるので、ドライバーのシフトレバーによる変速操作中に、プロペラシャフトの駆動力が変動することがなくなるため、ドライバビリティの低下を抑制することができる。

本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。

このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、バスやトラックなどの大型車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３を有するハイブリッドシステムを備えている。

ディーゼルエンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では６個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このクランクシャフト１３の回転動力は、クラッチ装置である乾式クラッチ１６を通じてトランスミッション２０に伝達される。

トランスミッション２０には、ドライバーによるシフトレバー１５３の操作に応じて変速するマニュアルトランスミション（ＭＴ）が用いられている。このＭＴは、入力された回転動力を複数段（例えば、前進３段と後進２段）に変速可能な主変速機構２１と、その主変速機構２１から伝達された回転動力を低速段と高速段の２段に変速可能な副変速機構２２とから構成されている。一般に、ドライバーによる変速操作は、クラッチペダル１５０の踏み込みにより乾式クラッチ１６を断状態にしてから、シフトレバー１５３をニュートラル位置を介して目標変速段のシフト位置へ移動させた後に、クラッチペダル１５０を戻して乾式クラッチ１６を再び接状態にすることにより行われる。

この乾式クラッチ１６の断接状態は、制御装置８０に接続されたクラッチセンサ１４１により検出される。

トランスミッション２０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト２３に連結するプロペラシャフト２５を通じてデファレンシャル２６に伝達され、ダブルタイヤからなる一対の駆動輪２７にそれぞれ駆動力として分配される。

モータージェネレーター３３は、インバーター３４を通じてバッテリー３５に電気的に接続されている。

これらのディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３は、制御装置８０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、モータージェネレーター３３により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３３による回生発電を行って、余剰の運動エネルギーを電力に変換してバッテリー３５に充電する。

更に、ＨＥＶにおいては、プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３の回転軸３２とは、減速機構３０を介して接続されている。この減速機構３０は、モータージェネレーター３３の回転軸３２を入力軸とし、かつプロペラシャフト２５を出力軸としている。つまり、減速機構３０においては、モータージェネレーター３３の回転数Ｎｍに対するプロペラシャフト２５の回転数Ｎｐの割合である減速比（Ｎｍ／Ｎｐ）が１．０より大となる。なお、この減速比は、固定又は可変のいずれに設定されていてもよい。

このような減速機構３０を用いることで、高速走行中の慣性走行時において、トランスミッション２０のギア段にかかわらず、モータージェネレーター３３の回生制動トルクを減速機構３０により大きくすることができるため、回生効率を向上することができるという利点がある。

また、車両のプロペラシャフト２５に減速機構３０を新たに取り付けるだけであり、パワートレインコンポーネントのレイアウトの変更が非常に小さくて済むため、既存の車両からの転用を従来よりも容易に行うことができるという利点もある。

このようなＨＥＶにおいて、制御装置８０は、クラッチセンサ１４１からの信号に基づいて乾式クラッチ１６が接状態にあると判断したときにのみ、インバーター３４を通じてモータージェネレーター３３による駆動力のアシスト、又はモータージェネレーター３３による回生発電を行う制御を実施する。つまり、ドライバーがシフトレバー１５３による変速操作を行っていないときにのみ、ハイブリッドシステムが機能するということである。

なお、制御装置８０が、乾式クラッチ１６が断状態であると判断したときは、モータージェネレーター３３による駆動力のアシスト、又はモータージェネレーター３３による回生発電は中止又は停止される。

このような制御を行うことで、ディーゼルエンジン１０の回転動力がプロペラシャフト２５に伝達されているときにのみ、ハイブリッドシステムが機能するようになるので、ドライバーのシフトレバーによる変速操作中に、プロペラシャフトの駆動力が変動することがなくなるため、ドライバビリティの低下を抑制することができるのである。

１０ ディーゼルエンジン
１６ 乾式クラッチ
２０ トランスミッション
２５ プロペラシャフト
２６ デファレンシャル
２７ 駆動輪
３０ 減速機構
３３ モータージェネレーター
８０ 制御装置
１５３ シフトレバー

Claims (1)

1. ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記ディーゼルエンジンから前記トランスミッションへ伝達される回転動力を断接するクラッチ装置と、制御装置とを備えたハイブリッド車両において、
   前記モータージェネレーターの回転軸と前記プロペラシャフトとを、前記回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続し、
   前記トランスミッションに、シフトレバーの操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用い、
   前記制御装置は、前記クラッチ装置が接状態であるときにのみ、前記ハイブリッドシステムによる前記ハイブリッド車両の駆動力のアシスト又は該ハイブリッド車両の駆動力による回生発電を行うことを特徴とするハイブリッド車両。

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