JP2022114130A - Drive unit for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

To provide a drive unit for a hybrid vehicle that can reduce a power loss when a torque is transmitted between a motor as a drive source and driving wheels.SOLUTION: In a drive unit for a hybrid vehicle 1 including: a transmission mechanism 4 including a plurality of planetary gear mechanisms 6, 7, 8 and configured to set a predetermined transmission gear ratio by connecting at least two rotation elements of the plurality of planetary gear mechanisms 6, 7, 8 or fixing any of the rotation elements; an engine 2 connected to an input side of the transmission mechanism 4; and a motor 3 having a power generation function, a bypass route 10 is provided that connects an input shaft 5 of the transmission mechanism 4 and an output shaft 9 of the transmission mechanism 4 so as to transmit a torque not via the plurality of planetary gear mechanisms 6, 7, 8.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、エンジンとモータとの出力側に変速機構が連結されたハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid vehicle drive system in which a speed change mechanism is connected to the output sides of an engine and a motor.

特許文献1には、エンジンと二つのモータとを駆動力源として設けたハイブリッド車両の駆動装置が記載されている。この駆動装置は、エンジンと、第1モータと、出力軸とが差動回転可能に連結された動力分割機構と、その動力分割機構の出力軸に連結された有段式変速機構とを備えていて、その動力分割機構の出力軸に第2モータが連結されている。また、有段式変速機構は、複数の遊星歯車機構を備え、その遊星歯車機構のうちのいずれかの回転要素をケースなどの固定部に連結する複数のブレーキ機構などの係合機構を備えている。このハイブリッド車両は、アクセル開度が「0」であるなどによる制動要求時に、第2モータを発電機として機能させるように構成されていて、その発電効率を向上させるために、有段式変速機構の変速比を大きくするダウンシフトを行うように構成されている。 Patent Literature 1 describes a drive device for a hybrid vehicle provided with an engine and two motors as driving force sources. This drive device includes a power splitting mechanism in which an engine, a first motor, and an output shaft are coupled for differential rotation, and a stepped transmission mechanism coupled to the output shaft of the power splitting mechanism. A second motor is connected to the output shaft of the power split mechanism. In addition, the stepped transmission mechanism includes a plurality of planetary gear mechanisms, and an engagement mechanism such as a plurality of brake mechanisms that connect any rotating element of the planetary gear mechanism to a fixed portion such as a case. there is This hybrid vehicle is configured to cause the second motor to function as a generator when a braking request is made such as when the accelerator opening is "0". is configured to perform a downshift that increases the gear ratio of

特開2007-050866号公報JP 2007-050866 A

特許文献1に記載されたハイブリッド車両の駆動装置は、制動要求時に有段式変速機構をダウンシフトして、第2モータの回転数を増加させることにより、第2モータのトルクと回転数とで定まる運転点を、第2モータの発電効率が良好となる運転点に変更するように構成されている。すなわち、第2モータの出力軸に作用する制動パワーに対する第2モータの発電パワーを向上させるように構成されている。一方、第2モータと駆動輪との間のトルクの伝達経路には、複数の歯車を有する有段式変速機構が設けられているため、有段式変速機構を構成する歯車の滑りなどを要因とした不可避的な動力損失が発生する。そのため、要求される制動力(制動パワー)を発生させるために、第2モータから出力するべき制動トルク(制動パワー)が小さくなり、第2モータによる発電量が低減する可能性がある。同様に、第2モータを駆動力源として駆動走行する場合に、第2モータの出力軸に生じる駆動パワーが駆動輪に伝達される過程で有段式変速機構により動力損失が生じる。そのため、要求駆動力(駆動パワー)を発生させるために、第2モータから出力するべき駆動トルク(駆動パワー)が大きくなり、第2モータに通電する電力消費量が増加する可能性がある。 A drive system for a hybrid vehicle described in Patent Document 1 downshifts a stepped transmission mechanism when a braking request is made to increase the rotation speed of a second motor, thereby increasing the torque and rotation speed of the second motor. The fixed operating point is configured to be changed to an operating point at which the power generation efficiency of the second motor is improved. That is, it is configured to improve the generated power of the second motor with respect to the braking power acting on the output shaft of the second motor. On the other hand, since a stepped transmission mechanism having a plurality of gears is provided in the torque transmission path between the second motor and the drive wheels, slippage of the gears constituting the stepped transmission mechanism is a factor. Such an unavoidable power loss occurs. Therefore, in order to generate the required braking force (braking power), the braking torque (braking power) to be output from the second motor is reduced, which may reduce the amount of power generated by the second motor. Similarly, when the vehicle is driven by using the second motor as a driving force source, power loss occurs due to the stepped transmission in the process of transmitting the driving power generated at the output shaft of the second motor to the driving wheels. Therefore, in order to generate the required driving force (driving power), the driving torque (driving power) to be output from the second motor increases, and there is a possibility that the amount of electric power consumed by the second motor increases.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、駆動力源としてのモータと駆動輪との間でトルクを伝達する際における動力損失を低減することができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned technical problems, and is capable of reducing power loss when transmitting torque between a motor as a driving force source and drive wheels. The object is to provide an apparatus.

上記の目的を達成するために、この発明は、複数の遊星歯車機構を有するとともに、前記複数の遊星歯車機構のうちの少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またはいずれかの回転要素を固定することにより所定の変速比を設定するように構成された変速機構と、前記変速機構の入力側に連結されたエンジンおよび発電機能を有するモータとを備えたハイブリッド車両の駆動装置において、前記変速機構の入力軸と、前記変速機構の出力軸とを、前記複数の遊星歯車機構を介することなくトルク伝達可能に連結するバイパス経路を備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of planetary gear mechanisms, and at least any two rotating elements of the plurality of planetary gear mechanisms are connected or at least one of the rotating elements is fixed. A drive system for a hybrid vehicle, comprising: a transmission mechanism configured to set a predetermined gear ratio by adjusting the speed of the transmission mechanism; and the output shaft of the speed change mechanism so that torque can be transmitted without intervening the plurality of planetary gear mechanisms.

この発明によれば、複数の遊星歯車機構を有する変速機構を介してエンジンやモータのトルクを伝達する経路を備えている。そのため、エンジンから動力を出力して走行する場合には、変速機構の変速比を制御してエンジンの運転点を燃費の良好な運転点などに設定することができる。また、変速機構を介さずにエンジンやモータのトルクを伝達するバイパス経路を備えている。そのため、モータから動力を出力する場合、あるいはモータを発電機として機能させる場合には、変速機構を介さずにバイパス経路を介してトルクを伝達することにより、モータと変速機構の出力軸との間で生じる動力損失を低減することができる。そのため、モータ駆動する際の電力消費量を低減することができ、またモータで発電する発電電力量を増加させることができる。 According to the present invention, the path is provided for transmitting the torque of the engine and the motor via the transmission having a plurality of planetary gear mechanisms. Therefore, when the vehicle runs by outputting power from the engine, it is possible to control the gear ratio of the transmission mechanism and set the operating point of the engine to a fuel efficient operating point or the like. It also has a bypass path that transmits the torque of the engine and motor without going through the transmission mechanism. Therefore, when power is output from the motor, or when the motor is made to function as a generator, the torque is transmitted through the bypass path without going through the transmission mechanism, so that the torque is transmitted between the motor and the output shaft of the transmission mechanism. It is possible to reduce the power loss that occurs in Therefore, it is possible to reduce power consumption when driving the motor, and to increase the amount of power generated by the motor.

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両の一例を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an example of a hybrid vehicle to which the present invention can be applied; FIG. その自動変速機およびバイパス経路のギヤトレーンの一例を示すスケルトン図である。FIG. 2 is a skeleton diagram showing an example of the gear train of the automatic transmission and the bypass route; 他のバイパス経路を構成するギヤトレーンの一例を示すスケルトン図である。FIG. 11 is a skeleton diagram showing an example of a gear train forming another bypass route;

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、エンジンとモータと変速機構とを備えている。その一例を図1に模式的に示してある。ここに示すハイブリッド車両1は、フロントエンジン・後輪駆動車(FR車)をベースとした四輪駆動車の例であり、車体の前方側にエンジン(E/G)2が車体の後方に向けて配置されており、そのエンジン2に続けてモータ(MG)3と自動変速機(A/T)4とが順に配列されている。そして、エンジン2(より詳しくはエンジン2の出力軸)とモータ3(より詳しくはモータ3のロータ軸)とが自動変速機4の入力軸5に連結されている。なお、エンジン2とモータ3との間、あるいはモータ3と自動変速機4との間に、エンジン2のトルクの脈動を低減するためのバネダンパやトルクコンバータ(流体継手)を設けていてもよい。また、エンジン2とモータ3との間のトルクの伝達を遮断する発進クラッチを設けていてもよい。 A hybrid vehicle according to an embodiment of the invention includes an engine, a motor, and a transmission mechanism. An example of this is schematically shown in FIG. The hybrid vehicle 1 shown here is an example of a four-wheel drive vehicle based on a front-engine, rear-wheel-drive vehicle (FR vehicle). Following the engine 2, a motor (MG) 3 and an automatic transmission (A/T) 4 are arranged in order. An engine 2 (more specifically, an output shaft of the engine 2) and a motor 3 (more specifically, a rotor shaft of the motor 3) are connected to an input shaft 5 of an automatic transmission 4. As shown in FIG. A spring damper or a torque converter (fluid coupling) may be provided between the engine 2 and the motor 3 or between the motor 3 and the automatic transmission 4 to reduce torque pulsation of the engine 2 . Further, a starting clutch that interrupts transmission of torque between the engine 2 and the motor 3 may be provided.

エンジン2は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(アクセル開度)などの要求駆動力に応じてスロットル開度や燃料噴射量が制御されて要求駆動力に応じたトルクを出力するように構成されている。また、エンジン2は、燃料の供給を停止(フューエルカット:F/C)した状態で空転させることも可能である。その場合、ポンピングロスなどによる動力損失によって制動力(エンジンブレーキ力)が発生する。モータ3は、永久磁石式同期電動機などの発電機能のあるモータ(モータ・ジェネレータ:MG)である。 The engine 2 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and the throttle opening and fuel injection amount are controlled according to the required driving force such as the depression amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown). It is configured to output a torque corresponding to the required driving force. Also, the engine 2 can be idled while the supply of fuel is stopped (fuel cut: F/C). In this case, braking force (engine braking force) is generated due to power loss due to pumping loss or the like. The motor 3 is a motor (motor generator: MG) such as a permanent magnet type synchronous motor that has a power generation function.

また、自動変速機4は、クラッチやブレーキなどの複数の係合機構を備え、それらの係合機構の係合および解放の状態に応じて、複数の前進段や後進段を設定できるいわゆる有段式の自動変速機である。図2にこの発明の実施形態として採用することのできる前進10段の自動変速機をスケルトン図で示してある。 In addition, the automatic transmission 4 includes a plurality of engagement mechanisms such as clutches and brakes, and can set a plurality of forward gears and reverse gears according to the engagement and disengagement states of these engagement mechanisms. automatic transmission. FIG. 2 is a skeleton diagram of an automatic transmission with 10 forward speeds that can be employed as an embodiment of the present invention.

自動変速機4は、ラビニョ型の第1遊星歯車機構6と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構7と、シングルピニオン型の第3遊星歯車機構8とを主たる歯車機構として備えている。第1遊星歯車機構6は、二つのサンギヤS61,S62と、リングギヤR6と、サンギヤS61とリングギヤR6とに噛み合っている第1ピニオンギヤP61および第2サンギヤS62と第1ピニオンギヤP61とに噛み合っている第2ピニオンギヤP62を保持しているキャリヤC6とを、互いに差動作用を行う回転要素として備えている。その第1サンギヤS61を選択的に固定する第1ブレーキB1が設けられている。 The automatic transmission 4 includes a Ravigneaux-type first planetary gear mechanism 6, a single-pinion-type second planetary gear mechanism 7, and a single-pinion-type third planetary gear mechanism 8 as main gear mechanisms. The first planetary gear mechanism 6 includes two sun gears S61 and S62, a ring gear R6, a first pinion gear P61 that meshes with the sun gear S61 and the ring gear R6, and a second sun gear S62 that meshes with the first pinion gear P61. A carrier C6 holding a two-pinion gear P62 is provided as a rotating element that performs differential action with each other. A first brake B1 is provided to selectively fix the first sun gear S61.

第2遊星歯車機構7および第3遊星歯車機構8は上記の第1遊星歯車機構6と同一軸線上に配置されており、第2遊星歯車機構7は、サンギヤS7と、リングギヤR7と、これらのサンギヤS7およびリングギヤR7に噛み合っているピニオンギヤP7を保持しているキャリヤC7とを、互いに差動作用を行う回転要素として備えている。同様に、第3遊星歯車機構8は、サンギヤS8と、リングギヤR8と、これらのサンギヤS8およびリングギヤR8に噛み合っているピニオンギヤP8を保持しているキャリヤC8とを、互いに差動作用を行う回転要素として備えている。 The second planetary gear mechanism 7 and the third planetary gear mechanism 8 are arranged on the same axis as the first planetary gear mechanism 6, and the second planetary gear mechanism 7 includes a sun gear S7, a ring gear R7, and these gears. A sun gear S7 and a carrier C7 holding a pinion gear P7 meshing with the ring gear R7 are provided as rotating elements that perform a differential action with each other. Similarly, the third planetary gear mechanism 8 comprises a sun gear S8, a ring gear R8, and a carrier C8 holding a pinion gear P8 meshing with the sun gear S8 and ring gear R8. It is equipped as

第2遊星歯車機構7のサンギヤS7と第3遊星歯車機構8のサンギヤS8とは互いに一体化されており、これらのサンギヤS7,S8と前述した第1遊星歯車機構6におけるリングギヤR6を選択的に連結する第1クラッチK1が設けられている。また互いに一体化されているサンギヤS7,S8と第1遊星歯車機構6における第2サンギヤS62とを選択的に連結する第2クラッチK2が設けられている。さらに、第2遊星歯車機構7のリングギヤR7と第1遊星歯車機構6におけるリングギヤR6とを選択的に連結する第3クラッチK3が設けられている。この第2遊星歯車機構7のリングギヤR7の回転を選択的に止める第2ブレーキB2が設けられている。 The sun gear S7 of the second planetary gear mechanism 7 and the sun gear S8 of the third planetary gear mechanism 8 are integrated with each other. A connecting first clutch K1 is provided. A second clutch K2 is provided for selectively connecting the sun gears S7 and S8 integrated with each other and the second sun gear S62 in the first planetary gear mechanism 6. As shown in FIG. Further, a third clutch K3 is provided for selectively connecting the ring gear R7 of the second planetary gear mechanism 7 and the ring gear R6 of the first planetary gear mechanism 6. As shown in FIG. A second brake B2 for selectively stopping the rotation of the ring gear R7 of the second planetary gear mechanism 7 is provided.

そして、第1遊星歯車機構6におけるキャリヤC6および第3遊星歯車機構8におけるキャリヤC8が自動変速機4の入力軸5に連結されていて入力要素となっている。さらに、第2遊星歯車機構7のキャリヤC7が出力要素となっている。この出力要素である第2遊星歯車機構7のキャリヤC7と第3遊星歯車機構8のリングギヤR8とを選択的に連結する第4クラッチK4が設けられている。この第4クラッチK4が係合した場合には、第2遊星歯車機構7と第3遊星歯車機構8とは、それぞれ二つの回転要素同士が連結されることにより、差動作用を生じることなく一体となって回転する。 A carrier C6 in the first planetary gear mechanism 6 and a carrier C8 in the third planetary gear mechanism 8 are connected to the input shaft 5 of the automatic transmission 4 and serve as input elements. Furthermore, the carrier C7 of the second planetary gear mechanism 7 serves as an output element. A fourth clutch K4 is provided for selectively connecting the carrier C7 of the second planetary gear mechanism 7 and the ring gear R8 of the third planetary gear mechanism 8, which are the output elements. When the fourth clutch K4 is engaged, the second planetary gear mechanism 7 and the third planetary gear mechanism 8 are integrated with each other without differential action by connecting the two rotating elements. and rotate.

各クラッチK1~K4およびブレーキB1,B2のそれぞれは、例えば油圧によって係合および解放させられる摩擦式の係合機構であり、そのトルク容量(伝達するトルク)を連続的に変化させることができるように構成されている。 Each of the clutches K1 to K4 and the brakes B1 and B2 is a frictional engagement mechanism that is engaged and released by hydraulic pressure, for example, so that its torque capacity (torque to be transmitted) can be changed continuously. is configured to

図2に示す上記の自動変速機4では、各クラッチK1~K3や各ブレーキB1,B2を制御することにより、10段の前進段(1st~10th)および後進段(Rev)を設定することができる。これらの係合機構を係合および解放させる制御は、従来知られている油圧制御装置(図示せず)によって行うことができ、またその油圧制御装置は電気的に制御することができる。その制御は、従来知られている変速制御と同様であり、アクセル開度と車速とに応じて各変速段の領域を定めた変速マップを予め用意し、アクセル開度と車速とが、各領域を定めている線(変速線)を横切って変化した場合に、変速が実行される。したがって、アクセル開度などの要求駆動力と車速もしくはこれに相当する回転部材の回転数とによって目標変速段が決まり、その目標変速段を設定するように各係合機構が係合および解放させられる。その変速制御は、変速段を1段ずつ変化させる制御だけでなく、2段以上離れた変速段へのいわゆる飛び変速や、飛び変速の際に中間の変速段(中間段)を経由して目標変速段を設定するいわゆる多重変速などの制御が可能である。 In the automatic transmission 4 shown in FIG. 2, 10 forward gears (1st to 10th) and 10 reverse gears (Rev) can be set by controlling the clutches K1 to K3 and the brakes B1 and B2. can. The control of engaging and disengaging these engagement mechanisms can be performed by a conventionally known hydraulic control device (not shown), and the hydraulic control device can be electrically controlled. The control is the same as conventionally known gear shift control. A shift is performed when the line defining the (shift line) is crossed. Therefore, the target gear stage is determined by the required driving force such as the degree of opening of the accelerator and the vehicle speed or the rotational speed of the rotating member corresponding thereto, and each engagement mechanism is engaged and released so as to set the target gear stage. . The gear shift control is not limited to the control of changing gear stages one by one. It is possible to perform control such as so-called multiple speed change that sets the gear stage.

また、上記第1遊星歯車機構6、第2遊星歯車機構7、および第3遊星歯車機構8を介さずに、自動変速機4の入力軸5と出力軸9とをトルク伝達可能に連結するシングルピニオン型の第4遊星歯車機構10が、各遊星歯車機構6,7,8と同一軸線上に設けられている。具体的には、自動変速機構4の入力軸5が各遊星歯車機構6,7,8を貫通して、第3遊星歯車機構8の出力側まで延出していて、その先端にサンギヤS10が連結され、サンギヤS10と同心円上にリングギヤR10が配置され、サンギヤS10およびリングギヤR10に噛み合うピニオンギヤP10を自転および公転可能に保持するキャリヤC10が、第2遊星歯車機構7のキャリヤC7に連結されるとともに、自動変速機構4の出力軸9に連結されている。また、リングギヤR10を選択的に固定する第3ブレーキB3が設けられている。 In addition, a single gear mechanism that couples the input shaft 5 and the output shaft 9 of the automatic transmission 4 without interposing the first planetary gear mechanism 6, the second planetary gear mechanism 7, and the third planetary gear mechanism 8 so that torque can be transmitted. A pinion type fourth planetary gear mechanism 10 is provided on the same axis as the planetary gear mechanisms 6 , 7 , 8 . Specifically, the input shaft 5 of the automatic transmission mechanism 4 passes through each planetary gear mechanism 6, 7, 8 and extends to the output side of the third planetary gear mechanism 8, and the sun gear S10 is connected to the tip thereof. A ring gear R10 is arranged concentrically with the sun gear S10, and a carrier C10 holding a pinion gear P10 meshing with the sun gear S10 and the ring gear R10 so as to rotate and revolve is connected to the carrier C7 of the second planetary gear mechanism 7, It is connected to the output shaft 9 of the automatic transmission mechanism 4 . A third brake B3 is also provided for selectively fixing the ring gear R10.

したがって、第3ブレーキB3を係合することにより、第4遊星歯車機構10は、減速機として機能するとともに、各遊星歯車機構6,7,8を介することなく、入力軸5と出力軸9とを連結する。すなわち、第4遊星歯車機構10が、この発明の実施形態における「バイパス経路」を構成している。なお、第3ブレーキB3を係合する場合には、自動変速機4をニュートラル状態とする。 Therefore, by engaging the third brake B3, the fourth planetary gear mechanism 10 functions as a speed reducer, and the input shaft 5 and the output shaft 9 are connected without intervening the planetary gear mechanisms 6, 7, 8. concatenate That is, the fourth planetary gear mechanism 10 constitutes a "bypass path" in the embodiment of this invention. Incidentally, when the third brake B3 is engaged, the automatic transmission 4 is brought into the neutral state.

図1に示す例では、上記の自動変速機4の出力軸9には、リヤプロペラシャフト11を介してリヤデファレンシャルギヤ12が連結されており、リヤデファレンシャルギヤ12から駆動輪である左右の後輪13に駆動トルクが伝達される。また、自動変速機4の出力側にトランスファ14が設けられている。トランスファ14は、自動変速機4から出力されたトルクの一部を前輪15に伝達して四輪駆動状態を成立させるための機構であり、このトランスファ14にはフロントプロペラシャフト16が連結され、そのフロントプロペラシャフト16が、駆動力を左右の前輪15に伝達するためのフロントデファレンシャルギヤ17に連結されている。 In the example shown in FIG. 1, a rear differential gear 12 is connected to the output shaft 9 of the automatic transmission 4 via a rear propeller shaft 11. From the rear differential gear 12, left and right rear wheels, which are drive wheels, are connected. A drive torque is transmitted to 13 . A transfer 14 is provided on the output side of the automatic transmission 4 . The transfer 14 is a mechanism for transmitting part of the torque output from the automatic transmission 4 to the front wheels 15 to establish a four-wheel drive state. A front propeller shaft 16 is connected to a front differential gear 17 for transmitting driving force to left and right front wheels 15 .

トランスファ14は従来知られている構成のものを採用することができる。例えば、フロントプロペラシャフト16にトルクを伝達する歯車列とトルクの伝達を選択的に遮断するクラッチ(それぞれ図示せず)からなるいわゆるパートタイム式のトランスファや、後輪13と前輪15との差動を許容しつつ常時トルクを後輪13と前輪15とに伝達するフルタイム式のトランスファ、さらには後輪13と前輪15との差動を選択的に制限できるフルタイム式のトランスファなどであってよい。また、トランスファ14には、自動変速機4の出力軸9とプロペラシャフト11との変速比を高低2段の変速比に切り替えることができる変速部を備えていてもよい。 A transfer 14 having a conventionally known structure can be adopted. For example, a so-called part-time type transfer comprising a gear train for transmitting torque to the front propeller shaft 16 and a clutch (not shown) for selectively interrupting the transmission of torque, or a differential between the rear wheels 13 and the front wheels 15 a full-time transfer that always transmits torque to the rear wheels 13 and front wheels 15 while permitting good. Further, the transfer 14 may be provided with a transmission section capable of switching the gear ratio between the output shaft 9 of the automatic transmission 4 and the propeller shaft 11 to two gear ratios, high and low.

モータ3は、蓄電池やキャパシターなどの蓄電装置(BATT)18に電気的に接続されている。したがって、モータ3を蓄電装置18の電力によってモータとして機能させ、あるいはモータ3で発電した電力を蓄電装置18に充電することが可能である。 The motor 3 is electrically connected to a power storage device (BATT) 18 such as a storage battery or a capacitor. Therefore, it is possible to cause the motor 3 to function as a motor using the power of the power storage device 18 or to charge the power storage device 18 with power generated by the motor 3 .

上述したエンジン2、モータ3、自動変速機4、第4遊星歯車機構10(または第3ブレーキB3)、ならびにトランスファ14などを制御する電子制御装置(ECU)19が設けられている。このECU19はマイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されるデータおよび予め記憶しているデータに基づいて演算を行い、演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。ECU19は、エンジン2などの上述した機器を制御するためのものであるから、エンジン用ECUやモータ用ECUならびに自動変速機用ECUなどを統合した制御装置であってもよく、あるいはこれらの各ECUに指令信号を出力する上位の制御装置であってもよい。 An electronic control unit (ECU) 19 for controlling the engine 2, the motor 3, the automatic transmission 4, the fourth planetary gear mechanism 10 (or the third brake B3), the transfer 14, etc. is provided. The ECU 19 is mainly composed of a microcomputer, performs calculations based on input data and pre-stored data, and outputs the results of the calculations as control command signals. Since the ECU 19 is for controlling the above-described devices such as the engine 2, it may be a control device that integrates an engine ECU, a motor ECU, an automatic transmission ECU, or the like, or each of these ECUs. It may be a higher control device that outputs a command signal to.

このECU19には、車速V、アクセル開度、蓄電装置18の充電残量、エンジン回転数、ブレーキオン・オフ信号、入力軸5の回転数などが入力されている。また、制御指令信号として、モータ3の制御信号、エンジン2における電子スロットルバルブの開度信号、変速段制御信号、第3ブレーキB3の制御信号、トランスファ(Tr)14の制御信号などが出力される。 The ECU 19 receives the vehicle speed V, the degree of accelerator opening, the remaining amount of charge in the power storage device 18, the engine speed, the brake on/off signal, the speed of the input shaft 5, and the like. Also output as control command signals are a control signal for the motor 3, an opening signal for the electronic throttle valve in the engine 2, a gear position control signal, a control signal for the third brake B3, a control signal for the transfer (Tr) 14, and the like. .

上述したように構成されたハイブリッド車両1は、エンジン2、あるいはエンジン2とモータ3とから後輪13や前輪15にトルクを伝達するエンジン走行モードと、エンジン2への燃料の供給を停止してモータ3から後輪13や前輪15にトルクを伝達するEV走行モードとの少なくとも二つの走行モードを設定することができる。 The hybrid vehicle 1 configured as described above has an engine running mode in which torque is transmitted from the engine 2 or the engine 2 and the motor 3 to the rear wheels 13 and the front wheels 15, and a mode in which the supply of fuel to the engine 2 is stopped. At least two driving modes, ie, an EV driving mode in which torque is transmitted from the motor 3 to the rear wheels 13 and the front wheels 15 can be set.

エンジン走行モードでは、エンジン2の燃費を良好とするために、自動変速機4の変速段を従来知られている変速制御と同様に設定する。すなわち、アクセル開度などに基づく要求駆動力と、車速とをパラメータとした変速マップを用意し、その変速マップに基づいて変速段を定めるように構成されている。その場合には、上記第3ブレーキ3を解放することにより、第4遊星歯車機構10を介したエンジン2と後輪13や前輪15とのトルクの伝達が遮断され、自動変速機4を介してトルクが伝達される。なお、エンジン走行モードは、前進走行や後進走行以外に、例えば、エンジン2を連れ回すことによってエンジンブレーキを後輪13や前輪15に作用させる制動走行を含む。 In the engine running mode, in order to improve the fuel efficiency of the engine 2, the gear stage of the automatic transmission 4 is set in the same manner as conventionally known gear shift control. In other words, a shift map is prepared with parameters such as the required drive force based on the degree of accelerator opening and the vehicle speed, and the shift stage is determined based on the shift map. In that case, by releasing the third brake 3, transmission of torque between the engine 2 and the rear wheels 13 and the front wheels 15 via the fourth planetary gear mechanism 10 is interrupted, and the torque is transmitted via the automatic transmission 4. Torque is transmitted. Note that the engine driving mode includes braking driving in which engine braking is applied to the rear wheels 13 and 15 by rotating the engine 2 together, in addition to forward driving and reverse driving.

EV走行モードは、モータ3と後輪13や前輪15との間でトルクを伝達するギヤの数を、エンジン走行モードよりも減少させるために、自動変速機4をニュートラルに設定するとともに、第3ブレーキB3を係合して、第4遊星歯車機構10を介してモータ3と後輪13や前輪15とをトルク伝達可能に連結する。なお、EV走行モードは、前進走行や後進走行以外に、モータ3を発電機として機能させることにより、ハイブリッド車両1の運動エネルギーをモータ3によって電力に変換して蓄電装置18を充電しつつ、モータ3による制動トルクを後輪13や前輪15に作用させて制動力を発生させる制動走行を含む。 In the EV driving mode, the automatic transmission 4 is set to neutral and the third gear is set in order to reduce the number of gears that transmit torque between the motor 3 and the rear wheels 13 and the front wheels 15 compared to the engine driving mode. By engaging the brake B3, the motor 3, the rear wheels 13 and the front wheels 15 are connected via the fourth planetary gear mechanism 10 so that torque can be transmitted. In the EV driving mode, the motor 3 functions as a power generator in addition to forward driving and reverse driving. 3 includes braking driving in which braking torque is applied to the rear wheels 13 and front wheels 15 to generate braking force.

上述したようにハイブリッド車両1の駆動装置を構成することにより、EV走行モードを設定して走行する場合に、モータ3と後輪13や前輪15との間でトルクを伝達するギヤの数を少なくすることができ、トルクを伝達するためにギヤで生じる滑りなどを要因としたエネルギー損失を低減することができる。すなわち、EV走行モードを設定して駆動走行する場合にモータ3によって出力するべき駆動トルクを低減できるため、モータ3に通電する電力量を低減することができる。同様に、EV走行モードを設定して制動走行する場合にも、モータ3から出力するべき制動トルクを大きくすることができるため、モータ3で回生するエネルギー量を増加させることができる。 By configuring the drive device of the hybrid vehicle 1 as described above, the number of gears for transmitting torque between the motor 3 and the rear wheels 13 and the front wheels 15 can be reduced when the EV running mode is set and the vehicle runs. It is possible to reduce the energy loss caused by factors such as slippage that occurs in gears to transmit torque. That is, since the driving torque to be output by the motor 3 can be reduced when the EV traveling mode is set to drive the vehicle, the amount of electric power supplied to the motor 3 can be reduced. Similarly, when the EV traveling mode is set and the vehicle travels by braking, the braking torque to be output from the motor 3 can be increased, so the amount of energy regenerated by the motor 3 can be increased.

なお、この発明の実施形態におけるバイパス経路は、図2に示す第4遊星歯車機構10を備えたものに限らず、自動変速機4の入力軸5と出力軸9とを、自動変速機4を構成する各遊星歯車機構6,7,8を介さずにトルク伝達可能に連結する経路を形成することができればよい。その一例を図3に示してあり、図3に示す例では、自動変速機4の入力軸5にドライブギヤ20が連結され、そのドライブギヤ20がアイドラギヤ21を介してドリブンギヤ22に連結されている。同様に、自動変速機4の出力軸9にドライブギヤ23が連結され、そのドライブギヤ23がアイドラギヤ24を介してドリブンギヤ25に連結されている。そして、各ドリブンギヤ22,25を選択的に連結するバイパスクラッチK5が設けられている。なお、図3に示す例も、図2に示す例と同様に、バイパス経路を介して入力軸5と出力軸9とがトルクを伝達する場合に、入力軸5の回転数が出力軸9の回転数よりも高回転数となる減速比を形成するように構成されている。 The bypass path in the embodiment of the present invention is not limited to the one provided with the fourth planetary gear mechanism 10 shown in FIG. It suffices if a path can be formed that allows torque transmission without intervening the constituent planetary gear mechanisms 6 , 7 , 8 . An example of this is shown in FIG. 3. In the example shown in FIG. 3, a drive gear 20 is connected to the input shaft 5 of the automatic transmission 4, and the drive gear 20 is connected to a driven gear 22 via an idler gear 21. . Similarly, a drive gear 23 is connected to the output shaft 9 of the automatic transmission 4 , and the drive gear 23 is connected to a driven gear 25 via an idler gear 24 . A bypass clutch K5 for selectively connecting the driven gears 22, 25 is provided. In the example shown in FIG. 3, similarly to the example shown in FIG. It is configured to form a speed reduction ratio at which the number of revolutions is higher than the number of revolutions.

図3に示すようにバイパス経路を形成した場合も、図2に示す例と同様に、エンジン走行モードでは、バイパスクラッチK5を解放し、かつ自動変速機4を所定の変速段に設定することにより、エンジン2から自動変速機4を介して後輪13や前輪15にトルクを伝達することができる。また、EV走行モードでは、自動変速機4をニュートラルに設定するとともに、バイパスクラッチK5を係合することにより、自動変速機4を介さずに、モータ3と後輪13や前輪15とをトルク伝達可能に連結することができる。そのため、EV走行モード時における電力消費量を低減することや、発電量を増加させることができる。 3, the bypass clutch K5 is released and the automatic transmission 4 is set to a predetermined gear stage in the engine running mode, as in the example shown in FIG. , torque can be transmitted from the engine 2 to the rear wheels 13 and the front wheels 15 via the automatic transmission 4 . In the EV driving mode, by setting the automatic transmission 4 to neutral and engaging the bypass clutch K5, torque is transmitted between the motor 3 and the rear wheels 13 and front wheels 15 without going through the automatic transmission 4. can be linked together. Therefore, it is possible to reduce power consumption and increase power generation in the EV running mode.

1 ハイブリッド車両
2 エンジン
3 モータ
4 自動変速機
5 入力軸
6,7,8,10 遊星歯車機構
1 hybrid vehicle 2 engine 3 motor 4 automatic transmission 5 input shaft 6, 7, 8, 10 planetary gear mechanism

Claims (1)

複数の遊星歯車機構を有するとともに、前記複数の遊星歯車機構のうちの少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またはいずれかの回転要素を固定することにより所定の変速比を設定するように構成された変速機構と、前記変速機構の入力側に連結されたエンジンおよび発電機能を有するモータとを備えたハイブリッド車両の駆動装置において、
前記変速機構の入力軸と、前記変速機構の出力軸とを、前記複数の遊星歯車機構を介することなくトルク伝達可能に連結するバイパス経路を備えている
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
It has a plurality of planetary gear mechanisms, and is configured to set a predetermined gear ratio by connecting at least any two rotating elements of the plurality of planetary gear mechanisms or fixing any of the rotating elements. A drive device for a hybrid vehicle comprising: a transmission mechanism with a variable speed, and an engine and a motor having a power generation function connected to the input side of the transmission mechanism
A driving device for a hybrid vehicle, comprising a bypass path that connects an input shaft of the speed change mechanism and an output shaft of the speed change mechanism so that torque can be transmitted without the plurality of planetary gear mechanisms.
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