JP3621916B2 - 自動車の動力伝達装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン,モータ及び歯車式変速機から成る動力伝達系の構造に関し、動力伝達系の小型、軽量化による燃費低減と運転性能の両立を図る自動車の動力伝達装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
動力伝達系の伝達効率向上を図り、かつ運転性能の向上を図る動力伝達装置を用いた公知例として特開平11−313404号公報に記載されたものがある。
【0003】
この公報には、歯車式変速機の入力軸に発電機が接続され、かつ出力軸にモータが接続される自動車の動力伝達装置が記載されている。
前記動力伝達装置では、エンジン,発電機,モータ及び歯車式変速機の総合制御により種々の運転モードが実現できるため、燃費低減が図れる。
【0004】
また、噛み合いクラッチにより歯車列を切り換えて変速を行う際、前記モータにより歯車列切り換え時の駆動力低下分を補正することが可能となるため、運転性能の向上が図れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記動力伝達装置では、運転者が要求する加減速感を満足させつつ、エンジン及びモータを高効率域で運転するようにエンジン、モータ及び発電機を総合制御し、燃費低減を図る必要がある。
そのため、歯車式変速機の出力軸にモータが接続され、前記モータにより変速中の駆動力低下分を補正する構成となっている。
【0006】
しかし、前記動力伝達装置のような構成では、変速中に要求される前記モータのトルクが大きくなるため、モータの大型化が避けられず燃費低減が困難であった。
【0007】
上記に鑑み本発明は、種々の運転モードを実現し、かつ前記モータの小型化により、動力伝達装置の小型、軽量化による燃費低減と運転性能の両立を図ることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、エンジンと、前記エンジンから第1摩擦クラッチを介して動力が伝達される第1入力軸と、前記エンジンから第2摩擦クラッチを介して動力が伝達される第2入力軸と、前記第1入力軸と出力軸との間及び前記第2入力軸と出力軸との間に設けられた複数の歯車列と、前記歯車列に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速機と、前記第1入力軸に接続された第1モータと、前記第2入力軸に接続された第2モータとを備えた自動車の動力伝達装置であって、前記噛み合いクラッチにより前記歯車列を切り換えて変速を行う際、前記出力軸のトルク低下分を補正するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動する自動車の動力伝達装置により解決される。
【0009】
また、エンジンと、前記エンジンから第1摩擦クラッチを介して動力が伝達される第1入力軸と、前記エンジンから第2摩擦クラッチを介して動力が伝達される第2入力軸と、前記第1入力軸と出力軸との間及び前記第2入力軸と出力軸との間に設けられた複数の歯車列と、前記歯車列に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速機と、前記第1入力軸に接続された第1モータと、前記第2入力軸に接続された第2モータとを備えた自動車の動力伝達装置であって、前記第1摩擦クラッチと前記第2摩擦クラッチの切り換えにより変速を行う際、前記出力軸のトルク変動を抑制するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動する自動車の動力伝達装置により解決される。
【0010】
好ましくは、前記噛み合いクラッチにより前記歯車列を切り換える際、前記第1入力軸または前記第2入力軸の回転数を制御して前記噛み合いクラッチの摩耗を軽減するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動する自動車の動力伝達装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る自動車システムの構成である。
エンジン1では、吸気管(図示せず)に設けられた電子制御スロットル43により吸入空気量が制御され、前記空気量に見合う燃料量が燃料噴射装置(図示せず)から噴射される。
【0012】
また、前記空気量及び燃料量から決定される空燃比,エンジン回転数センサ44から計測されるエンジン回転数Ne等の信号から点火時期が決定され、点火装置(図示せず)により点火される。
【0013】
前記燃料噴射装置には、燃料が吸気ポートに噴射される吸気ポート噴射方式、あるいはシリンダ内に直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジン1に要求される運転域(エンジントルク,エンジン回転数により決定される領域)を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能が良い方式のエンジン1を選択することが望ましい。
【0014】
エンジン出力軸19には、図1に示すように、ギア20が前記エンジン出力軸19と一体回転するように取付けられており、ギア21,ギア22はそれぞれギア20と常時噛合している。
それぞれの歯車列(ギア20とギア21,ギア20とギア22)のギア比は1と仮定する。
【0015】
また、前記エンジン出力軸19と歯車式変速機100の第1入力軸23の間には、図1に示すように、第1摩擦クラッチ25を設け、エンジン1の動力を第1入力軸23に伝達可能にする。
【0016】
前記第1摩擦クラッチ25には湿式多板方式のものを用い、前記第1摩擦クラッチ25の押付け力の制御には油圧やモータ等で駆動するアクチュエータを使用し、前記第1摩擦クラッチ25の押付け力を調節することによって、前記エンジン出力軸19から前記第1入力軸23へ伝達されるトルクを調整することができる。
同様に、前記エンジン出力軸19と歯車式変速機100の第2入力軸24の間には第2摩擦クラッチ26を設け、エンジン1の動力を第2入力軸24に伝達可能にする。
【0017】
前記第2摩擦クラッチ26には湿式多板方式のものを用い、前記第2摩擦クラッチ26の押付け力の制御には油圧やモータ等で駆動するアクチュエータを使用し、前記第2摩擦クラッチ26の押付け力を調節することによって、前記エンジン出力軸19から前記第2入力軸24へ伝達されるトルクを調整することができる。
【0018】
なお、前記第1摩擦クラッチ25及び前記第2摩擦クラッチ26には湿式多板方式の他に乾式単板クラッチや乾式多板クラッチ,電磁クラッチ等すべての摩擦クラッチを適用することができ、前記電磁クラッチを適用した場合のクラッチの押付け力の制御には電磁力で駆動するアクチュエータを使用する。
【0019】
前記第1入力軸23には、図1に示すように、第1モータ29と、噛み合い歯車5とシンクロナイザ4を備えたギア31と、噛み合い歯車11とシンクロナイザ10を備えたギア35と、噛み合い歯車13とシンクロナイザ12を備えたギア39と、前記第1入力軸23とギア31とを直結するハブスリーブ3と、前記第1入力軸23とギア35あるいはギア39とを直結するハブスリーブ9が前記第1入力軸23に対して回転自在に取付けられている。
ギア31,ギア35及びギア39には前記第1入力軸23の軸方向に移動しないようにストッパー(図示せず)を設けている。
【0020】
また、前記ハブスリーブ3及びハブスリーブ9の内側には前記第1入力軸23の複数の溝(図示せず)と噛み合う溝(図示せず)を設けることにより、前記ハブスリーブ3及びハブスリーブ9は、前記第1入力軸23の軸方向には相対移動を可能にするが、回転方向への移動は制限するように第1入力軸23に係合している。
したがって、前記第1入力軸23のトルクは前記ハブスリーブ3及びハブスリーブ9に伝達される。
【0021】
前記ハブスリーブ3からのトルクをギア31に伝達するためには、前記ハブスリーブ3を前記第1入力軸23の軸方向に移動させ、シンクロナイザ4,噛み合い歯車5を介して前記ハブスリーブ3とギア31とを直結する必要がある。
同様に、前記ハブスリーブ9からのトルクをギア35あるいはギア39に伝達するためには、前記ハブスリーブ9を前記第1入力軸23の軸方向に移動させ、シンクロナイザ10,噛み合い歯車11あるいはシンクロナイザ12,噛み合い歯車13を介して前記ハブスリーブ9とギア35あるいはギア39とを直結する必要がある。
前記ハブスリーブ3及びハブスリーブ9の移動には、油圧やモータで駆動するアクチュエータを用いる。
【0022】
前記ハブスリーブ3は、前記第1入力軸23の回転数Ni1検出器としても利用し、センサ45によってハブスリーブ3の回転を検出することにより、第1入力軸23の回転数Ni1を検出可能にする。
【0023】
前記第2入力軸24には、図1に示すように、1第2モータ30と、噛み合い歯車8とシンクロナイザ7を備えたギア33と、噛み合い歯車16とシンクロナイザ15を備えたギア37と、噛み合い歯車18とシンクロナイザ17を備えたギア41と、前記第2入力軸24とギア33とを直結するハブスリーブ6と、前記第2入力軸24とギア37あるいはギア41とを直結するハブスリーブ14が前記第2入力軸24に対して回転自在に取付けられている。
ギア33,ギア37及びギア41には前記第2入力軸24の軸方向に移動しないようにストッパー(図示せず)を設けている。
【0024】
また、前記ハブスリーブ6及びハブスリーブ14の内側には前記第2入力軸24の複数の溝(図示せず)と噛み合う溝(図示せず)を設けることにより、前記ハブスリーブ6及びハブスリーブ14は、前記第2入力軸24の軸方向には相対移動を可能にするが、回転方向への移動は制限するように第2入力軸24に係合している。
したがって、前記第2入力軸24のトルクは前記ハブスリーブ6及びハブスリーブ14に伝達される。
【0025】
前記ハブスリーブ6からのトルクをギア33に伝達するためには、前記ハブスリーブ6を前記第2入力軸24の軸方向に移動させ、シンクロナイザ7,噛み合い歯車8を介して前記ハブスリーブ6とギア33とを直結する必要がある。
【0026】
同様に、前記ハブスリーブ14からのトルクをギア37あるいはギア41に伝達するためには、前記ハブスリーブ14を前記第2入力軸24の軸方向に移動させ、シンクロナイザ15,噛み合い歯車16あるいはシンクロナイザ17,噛み合い歯車18を介して前記ハブスリーブ14とギア37あるいはギア41とを直結する必要がある。
前記ハブスリーブ6及びハブスリーブ14の移動には、油圧やモータで駆動するアクチュエータを用いる。
【0027】
前記ハブスリーブ14は、前記第2入力軸24の回転数Ni2検出器としても利用し、センサ46によってハブスリーブ14の回転を検出することにより、第2入力軸24の回転数Ni2を検出可能にする。
【0028】
これらハブスリーブと、噛み合い歯車及びシンクロナイザから成るトルク伝達手段としての噛み合いクラッチ機構をドッグクラッチと称し、これらの機構は前記第1入力軸23及び前記第2入力軸24のトルクを高効率で出力軸27に伝達することを可能にして燃費低減を支援する。
【0029】
前記出力軸27には、図1に示すように、ギア32,ギア34,ギア36,及びギア38,ギア40,ギア42が前記出力軸27と一体回転するように取付けられており、それぞれギア31,ギア33,ギア35,及びギア37,ギア39,ギア41と常時噛合している。
前記ギア42は前記出力軸27の回転数No検出器としても利用し、センサ47によってギア42の回転を検出することにより、出力軸27の回転数Noを検出可能にする。
【0030】
また、前記出力軸27には、図1に示すように、差動装置28が接続されており、前記出力軸27のトルクは差動装置28,車両駆動軸2を介してタイヤ48まで伝達される。
【0031】
図1に示す本発明の実施例では、ギア31,ギア32から成る歯車列を1速、ギア33,ギア34から成る歯車列を2速、ギア35,ギア36から成る歯車列を3速、ギア37,ギア38から成る歯車列を4速、ギア39,ギア40から成る歯車列を5速、ギア41,ギア42から成る歯車列を6速の変速段とする。
【0032】
また、図1に示す本発明の実施例では、前記第2摩擦クラッチ26のアクチュエータに、ラック61,ラック61と第2摩擦クラッチ26を接続するクラッチレバー56,ラック61と噛み合う小歯車59及びステッピングモータ53から成るリニアアクチュエータが用いられている。
【0033】
前記ステッピングモータ53は、予め設定されたステップ数により回転角度が認識できるため、前記ラック61の移動距離、すなわち前記第2摩擦クラッチ26のストロークが計測でき、前記第2摩擦クラッチ26の伝達トルクを高精度に予測することが可能である。
【0034】
また、前述のアクチュエータ機構は第1摩擦クラッチ25のアクチュエータ(図示せず)としても適用される。
【0035】
一方、前記ハブスリーブ6の移動には、ラック62,ラック62と噛み合う小歯車60及び直流モータ54から成るリニアアクチュエータが用いられている。また、前記ハブスリーブ6の外周部は前記第2入力軸24の回転方向にはフリーになっており、前記ハブスリーブ6の回転に対して回転しないレバー57が設けられている。
【0036】
前記直流モータ54は電流あるいは電圧によりトルクを制御する仕様となっており、前記ハブスリーブ6が軸方向へ移動する際の加速度を制御することが可能な構成となっている。
【0037】
また、前述のアクチュエータ機構は前記ハブスリーブ3のアクチュエータ(図示せず)にも適用される。
同様に、前記ハブスリーブ14の移動には、ラック63,ラック63と噛み合う小歯車61及び直流モータ55から成るリニアアクチュエータが用いられている。
【0038】
また、前記ハブスリーブ14の外周部は前記第2入力軸24の回転方向にはフリーになっており、前記ハブスリーブ14の回転に対して回転しないレバー58が設けられている。
【0039】
前記直流モータ55は電流あるいは電圧によりトルクを制御する仕様となっており、前記ハブスリーブ14が軸方向へ移動する際の加速度を制御することが可能な構成となっている。
【0040】
また、前述のアクチュエータ機構は前記ハブスリーブ9のアクチュエータ(図示せず)にも適用される。
【0041】
次に、前記エンジン1,前記第1モータ29,前記第2モータ30及び前記歯車式変速機100の制御装置について図2の制御ブロック図、図3の目標駆動軸トルク特性及び図4の変速指令特性を用いて説明する。
【0042】
まず、図1のパワートレイン制御ユニット50には、アクセルペダル踏込量α,ブレーキ踏力β,シフトレバー位置Ii,バッテリ49から検出されたバッテリ容量Vb,エンジン回転数センサ44から検出されたエンジン回転数Ne,センサ45から検出された第1入力軸23の回転数Ni1,センサ46から検出された第2入力軸24の回転数Ni2及びセンサ47から検出された出力軸27の回転数Noが入力される。
【0043】
そして、前記パワートレイン制御ユニット50では、前記エンジン1のトルクが演算され、通信手段であるLANによりエンジン制御ユニット51に送信される。
【0044】
前記エンジン制御ユニット51では、送信された前記エンジン1のトルクを達成するスロットルバルブ開度,燃料量及び点火時期が演算され、それぞれのアクチュエータが制御される。
【0045】
前記モータ制御ユニット52では、前記第1モータ29及び前記第2モータ30から得られた電力をバッテリ49に充電したり、前記第1モータ29,前記第2モータ30,前記ステッピングモータ53,前記直流モータ54及び前記直流モータ55等を駆動するため、前記バッテリ49から電力を供給したりする。
【0046】
図2において、前記パワートレイン制御ユニット50では、まず、処理201で、出力軸27の回転数Noから車速Vspが関数fにより演算される。
【0047】
次に、処理202では、前記車速Vsp,アクセルペダル踏込量α,ブレーキ踏力β,シフトレバー位置Iiから運転者が意図する目標駆動軸トルクTTqOutが演算される。
【0048】
そして、処理203では、前記目標駆動軸トルクTTqOutと前記車速Vspから変速指令Ssが演算され、所定の変速段が選択される。
【0049】
最後に、処理204では、前記目標駆動軸トルクTTqOut,前記車速Vsp,バッテリ容量Vb,エンジン回転数Ne,第1入力軸23の回転数Ni1及び第2入力軸24の回転数Ni2から各アクチュエータのトルク(エンジントルクTe,第1モータ29のトルクTm1,第2モータ30のトルクTm2,各直流モータ54,55のトルク)及び各ステッピングモータ53のステップ数が演算されて出力される。
【0050】
図3は目標駆動軸トルク特性を示しており、横軸は車速Vsp,縦軸は目標駆動軸トルクTTqOutである。
前記2つの軸の交点より上側を前記目標駆動軸トルクTTqOutの正方向とし、下側を負方向とする。
また、前記交点より右側が前進、左側が後退を表す。
実線が前記アクセルペダル踏込量α、点線がブレーキ踏力βである。
【0051】
前記アクセルペダル踏込量α(%表示)が大きいほど運転者は大きな加速感を要求するため、前記目標駆動軸トルクTTqOutが大きくなる。
ここで、後退の場合は、前進走行ほど車速を上昇させる必要がないため、前記目標駆動軸トルクTTqOutが小さくなっている。
【0052】
前記ブレーキ踏力βは、図3の下に行くほど大きな値を示し、運転者が大きな減速度を要求していることを示している。
【0053】
また、前記アクセルペダル踏込量αが0%の低車速では、トルクコンバータ付AT車と同様にクリープトルクを発生するように前記目標駆動軸トルクTTqOutを正にし、前記バッテリ49の残存容量が所定値よりも大きい時は前記第1モータ29及び前記第2モータ30の駆動力により走行する。
【0054】
また、前記バッテリ49の残存容量が所定値よりも小さい時は前記エンジン1の駆動力により走行する。
【0055】
次に、前記エンジン1と前記第1モータ29及び前記第2モータ30の適用運転域について説明する。
図3において、網掛け領域がモータ駆動域、斜線領域がエンジン駆動あるいはエンジン,モータ併用駆動領域である。
通常、前進時の低車速域や後退時等の目標駆動軸トルクTTqOutが小さい領域では、乗り心地や応答性等の運転性能の点で、前記第1モータ29及び前記第2モータ30を使用してモータのみの駆動とする必要がある。
【0056】
また、前記目標駆動軸トルクTTqOutが負の場合は、前記第1モータ29及び前記第2モータ30による回生運転を実行し、運転者が要求する減速度とエネルギー回収による燃費低減を両立させる。
【0057】
図4では、前記エンジン1,前記第1モータ29及び前記第2モータ30の運転域をさらに高効率とするため、前記歯車式変速機100への変速指令Ssの特性を示している。
【0058】
図4において、実線がアップシフト(例,1速→2速)線、破線がダウンシフト(例,2速→1速)線を示しており、前記変速指令Ssは、前記車速Vsp及び前記目標駆動軸トルクTTqOutにより決定される。
【0059】
前記変速指令Ssは、予め実験あるいはシミュレーションにより全運転域の中で前記エンジン1,前記第1モータ29及び前記第2モータ30が高効率になる値が求められ、前記パワートレイン制御ユニット50内の記憶手段(図示せず)に記憶されている。
【0060】
図5から図10の図面を用いて、図1に示したシステム構成の動作原理を説明する。
図5はモータ走行モード、図6はオルタネータモード、図7は停車時充電モード及びシリーズモードの動作原理を示しており、図8はパラレルモード、図9及び図10はシリーズ/パラレル併用モードの動作原理を示している。
【0061】
図5において、モータ走行モードとは、前記バッテリ49の放電出力により前記第1モータ29及び前記第2モータ30の少なくとも一方を駆動して走行するモードである。
この場合、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、かつハブスリーブ3をギア31に直結して歯車式変速機100の変速比を1速に設定し、前記第1モータ29の駆動力により走行する。
【0062】
この時、第1モータ29のトルク伝達経路は、図5の実線矢印で示すように、第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0063】
なお、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結し、歯車式変速機100の変速比を3速あるいは5速に設定して走行しても良い。
【0064】
また、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、かつハブスリーブ6をギア33に直結して歯車式変速機100の変速比を2速に設定し、前記第2モータ30の駆動力により走行することも可能である。
【0065】
この時、第2モータ30のトルク伝達経路は、図5の点線矢印で示すように、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0066】
なお、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結し、歯車式変速機100の変速比を4速あるいは6速に設定して走行しても良い。
【0067】
さらに、目標駆動軸トルクTTqOutが大きい場合には、前記第1モータ29と前記第2モータ30を同時に駆動して走行することが可能である。
【0068】
この時、前記第1モータ29と前記第2モータ30の双方のトルクが干渉しないように、前記第1摩擦クラッチ25,前記第2摩擦クラッチ26を共に解放状態にしておく。
【0069】
また、何れか一方のモータで走行する場合、例えば、第1モータ29で走行する場合には、前記第2摩擦クラッチ26を解放するか、前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14を共に中立状態とし、エンジン1を切り離すことによって、前記バッテリ49の消費電力を低減することが望ましい。
【0070】
図6において、オルタネータモードとは、前記エンジン1の駆動力で走行中に、前記エンジン1の動力の一部で前記第1モータ29及び前記第2モータ30の少なくとも一方を駆動して発電を行い、モータの発電出力により前記バッテリ49を充電するモードである。
【0071】
まず、第1入力軸23を介して前記エンジン1のトルクを伝達している場合について説明する。
この場合、前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、前記ハブスリーブ3をギア31に直結して歯車式変速機100の変速比を1速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行する。
【0072】
この時、エンジン1のトルク伝達経路は、図6の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となるので、図6の点線矢印で示すように、前記エンジン1の駆動力の一部を利用して前記第1モータ29を発電駆動することが可能である。
【0073】
さらに、前記ハブスリーブ6をギア33と直結するか、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41と直結することで、図6の一点鎖線で示すように、前記第2モータ30を発電駆動することも可能である。
【0074】
また、前記第1モータ29のみを発電駆動する場合には、前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14を共に中立状態とし、前記第2モータ30を切り離すことによってエンジン1の消費燃料を低減することが望ましい。
【0075】
なお、前述のオルタネータモードは、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結して歯車式変速機100の変速比を3速あるいは5速に設定してエンジン1の駆動力で走行している場合も同様に実現できる。
【0076】
次に、前記第2入力軸24を介して前記エンジン1のトルクを伝達している場合(図示せず)について説明する。
この場合、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第2摩擦クラッチ26を締結し、前記ハブスリーブ6をギア33に直結して歯車式変速機100の変速比を2速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行する。
【0077】
この時、エンジン1のトルク伝達経路は、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となるので、前記エンジン1の駆動力の一部を利用して前記第2モータ30を発電駆動することが可能である。
【0078】
さらに、前記ハブスリーブ3をギア31と直結するか、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39と直結することで、前記第1モータ29を発電駆動することも可能である。
【0079】
また、前記第2モータ30のみを発電駆動する場合には、前記ハブスリーブ3,前記ハブスリーブ9を共に中立状態とし、前記第1モータ29を切り離すことによってエンジン1の消費燃料を低減することが望ましい。
【0080】
なお、前述のオルタネータモードは前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結して歯車式変速機100の変速比を4速あるいは6速に設定してエンジン1の駆動力で走行している場合も同様に実現できる。
【0081】
このように、上述のオルタネータモードにおいては、図6の点線で示すように、前記第1モータ29と前記第2モータ30を同時に発電駆動することができるので、前記第1モータ29,前記第2モータ30の運転域(モータ回転数,モータトルクで決定される領域)に応じて発電効率の良い方を選択することができる。
【0082】
図7において、停車時充電モードとは、車両が停止している状態で、前記エンジン1により前記第1モータ29及び前記第2モータ30の少なくとも一方を駆動して発電を行うモードである。
【0083】
また、シリーズモードとは、前記エンジン1で前記第1モータ29または前記第2モータ30の何れか一方のモータを駆動して得られた発電出力により他方のモータを駆動して走行するモードである。
【0084】
まず、停車時充電モードについて説明する。
この場合、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第2摩擦クラッチ26を締結し、前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14を共に中立状態とする。
【0085】
この時、エンジン1のトルク伝達経路は、図7の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→第2モータ30となっており、出力軸27へのトルク伝達が遮断されるため、車両が停止している状態で、前記第2モータ30を発電駆動することが可能となる。
【0086】
次に、シリーズモードについて説明する。
この場合、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第2摩擦クラッチ26を締結する。
【0087】
また、前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9,前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14をすべて中立状態とする。
この時、エンジン1のトルク伝達経路は、前述の停車時充電モードと同様となっており、前記第2モータ30を発電駆動することが可能である。
【0088】
また、前記第2モータ30により得られた発電出力により前記第1モータ29を駆動して走行することが可能であり、この時の前記第1モータ29のトルク伝達経路は、図7の点線矢印で示すように、第1入力軸23→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0089】
このように、停車時充電モードにおいて、運転者がアクセルペダルやブレーキを操作して、運転者の発進意図が検出された場合には、第2モータ30を前記エンジン1により発電駆動しながら前記第1モータ29を駆動して走行するシリーズモードを実現し、速やかに、かつ滑らかに発進することが可能となる。
【0090】
また、停車時充電モードにおいて、前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、かつ前記ハブスリーブ6をギア33に直結し、前記ハブスリーブ3,前記ハブスリーブ9,前記ハブスリーブ14をすべて中立状態とすれば、車両が停止している状態で、前記第1モータ29を発電駆動する停車時発電モードが可能となり、運転者の発進意図が検出された場合には、前記第1モータ29により発電駆動しながら前記第2モータ30を駆動して走行するシリーズモードが可能となる。
【0091】
なお、停車時充電モードにおいては、前記第1摩擦クラッチ25,前記第2摩擦クラッチ26を共に締結し、前記ハブスリーブ3,前記ハブスリーブ9,前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14をすべて中立状態として、車両が停止している状態で、前記第1モータ29と前記第2モータ30を同時に発電駆動しても良い。
【0092】
図8において、パラレルモードとは、前記エンジン1の駆動力で走行中に、前記バッテリ49の放電出力により、前記第1モータ29または前記第2モータ30の何れか一方を駆動して加速アシストを行い、運転性能を向上させるモードである。
【0093】
まず、歯車式変速機100の変速比を1速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合について説明する。
前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、かつ前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9を中立状態とする。
【0094】
この時、前記エンジン1のトルク伝達経路は、図8の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となる。
【0095】
この状態で、運転者がアクセルペダルを踏み込み、目標駆動軸トルクTTqOutが大きくなった場合には、前記エンジン1のトルクに若干の応答遅れが発生するため、比較的応答遅れの少ないモータの駆動力により加速アシストを行うことが望ましい。
【0096】
前記バッテリ49の放電出力により前記第1モータ29を駆動した場合、前記第1モータ29のトルク伝達経路は、図8の点線矢印で示すように、第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となり、加速アシストすることが可能となる。
【0097】
また、前記ハブスリーブ6をギア33に直結するか、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結することにより、前記第2モータ30を駆動して加速アシストを行うことも可能である。
【0098】
前記ハブスリーブ6をギア33に直結した場合、前記第2モータ30のトルク伝達経路は、図8の一点鎖線矢印で示すように、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0099】
なお、前述のパラレルモードは、前記ハブスリーブ3を中立状態とし、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結して歯車式変速機100の変速比を3速あるいは5速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合についても実現可能である。
【0100】
また、前記第1モータ29のみで加速アシストを行う場合には、前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14を共に中立状態とし、前記第2モータ30を切り離すことにより、エンジン1の消費燃料及びバッテリ49の消費電力を低減することが望ましい。
【0101】
次に、歯車式変速機100の変速比を2速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合について説明する(図示せず)。
前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第2摩擦クラッチ26を締結し、かつ前記ハブスリーブ6をギア33に直結し、前記ハブスリーブ14を中立状態とする。
【0102】
この時、前記エンジン1のトルク伝達経路は、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となる。
【0103】
この状態で、運転者がアクセルペダルを踏み込み、目標駆動軸トルクTTqOutが大きくなった場合には、前記エンジン1のトルクに若干の応答遅れが発生するため、比較的応答遅れの少ないモータの駆動力により加速アシストを行うことが望ましい。
【0104】
前記バッテリ49の放電出力により前記第2モータ30を駆動した場合、前記第2モータ30のトルク伝達経路は、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となり、加速アシストすることが可能となる。
【0105】
また、前記ハブスリーブ3をギア31に直結するか、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結することにより、前記第1モータ29を駆動して加速アシストを行うことも可能である。
【0106】
前記ハブスリーブ3をギア31に直結した場合、前記第1モータ29のトルク伝達経路は、第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0107】
なお、前述のパラレルモードは、前記ハブスリーブ6を中立状態とし、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結して歯車式変速機100の変速比を4速あるいは6速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合についても実現可能である。
【0108】
また、前記第2モータ30のみで加速アシストを行う場合には、前記ハブスリーブ3,前記ハブスリーブ9を共に中立状態とし、前記第1モータ29を切り離すことにより、エンジン1の消費燃料及びバッテリ49の消費電力を低減することが望ましい。
【0109】
図9において、シリーズ/パラレル併用モードとは、前記エンジン1の駆動力で走行中に、前記エンジン1の動力の一部で前記第1モータ29または前記第2モータ30の何れか一方を駆動し、得られた発電出力により他方のモータの駆動力により加速アシストを行うモードである。
まず、歯車式変速機100の変速比を1速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合について説明する。
前記第1摩擦クラッチ25,前記第2摩擦クラッチ26を共に締結し、かつ前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9を中立状態とする。
また、前記ハブスリーブ6,前記ハブスリーブ14を共に中立状態とする。
【0110】
この時、前記エンジン1のトルク伝達経路は、図9の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0111】
さらに、第2モータ30を発電駆動する場合には、ギア20に伝達された前記エンジン1の動力の一部が、図9の一点鎖線矢印で示すように、ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→第2モータ30という経路で伝達され、前記第2モータ30の発電出力を用いて前記第1モータ29を駆動して加速アシストすることが可能となる。
【0112】
この時、前記第1モータ29のトルク伝達経路は、第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0113】
なお、前述のシリーズ/パラレル併用モードは、前記ハブスリーブ3を中立状態とし、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結して歯車式変速機100の変速比を3速あるいは5速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合についても実現可能である。
【0114】
次に、歯車式変速機100の変速比を2速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合(図示せず)について説明する。
前記第1摩擦クラッチ25,前記第2摩擦クラッチ26を共に締結し、かつ前記ハブスリーブ6をギア33に直結し、前記ハブスリーブ14を中立状態とする。
また、前記ハブスリーブ3,前記ハブスリーブ9を共に中立状態とする。
【0115】
この時、前記エンジン1のトルク伝達経路は、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0116】
さらに、第2モータ30を発電駆動する場合には、ギア20まで伝達された前記エンジン1の動力の一部が、ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→第1モータ29という経路で伝達され、前記第1モータ29の発電出力を用いて前記第2モータ30を駆動して加速アシストすることが可能となる。
【0117】
この時、前記第2モータ30のトルク伝達経路は、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0118】
なお、前述のシリーズ/パラレル併用モードは、前記ハブスリーブ6を中立状態とし、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結して歯車式変速機100の変速比を4速あるいは6速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合についても実現可能である。
【0119】
図10は、図9とは異なる動作原理で前述のシリーズ/パラレル併用モードを実現する方法を示したものである。
まず、歯車式変速機100の変速比を1速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合について説明する。
前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、かつ前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9を中立状態とする。
また、前記ハブスリーブ6をギア33に直結し、前記ハブスリーブ14を中立状態とする。
【0120】
この時、前記エンジン1のトルク伝達経路は、図10の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0121】
さらに、第2モータ30を発電駆動する場合には、出力軸27に伝達された前記エンジン1の動力の一部が、図10の一点鎖線矢印で示すように、ギア34→ギア33→第2入力軸24→第2モータ30という経路で伝達され、前記第2モータ30の発電出力を用いて前記第1モータ29を駆動して加速アシストすることが可能となる。
【0122】
この時、前記第1モータ29のトルク伝達経路は、第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0123】
なお、前述のシリーズ/パラレル併用モードは、前記ハブスリーブ3を中立状態とし、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結して歯車式変速機100の変速比を3速あるいは5速に設定した場合についても実現可能であり、前記ハブスリーブ6を中立状態とし、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結して前記第2モータ30を発電駆動しても良い。
【0124】
次に、歯車式変速機100の変速比を2速に設定し、前記エンジン1の駆動力で走行している場合(図示せず)について説明する。
前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第2摩擦クラッチ26を締結し、かつ前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9を中立状態とする。
また、前記ハブスリーブ6をギア33に直結し、前記ハブスリーブ14を中立状態とする。
【0125】
この時、前記エンジン1のトルク伝達経路は、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0126】
さらに、第2モータ30を発電駆動する場合には、出力軸27に伝達された前記エンジン1の動力の一部が、ギア32→ギア31→第1入力軸23→第1モータ29という経路で伝達され、前記第1モータ29の発電出力を用いて前記第2モータ30を駆動して加速アシストすることが可能となる。
【0127】
この時、前記第2モータ30のトルク伝達経路は、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0128】
なお、前述のシリーズ/パラレル併用モードは、前記ハブスリーブ6を中立状態とし、前記ハブスリーブ14をギア37あるいはギア41に直結して歯車式変速機100の変速比を4速あるいは6速に設定した場合についても実現可能であり、前記ハブスリーブ3を中立状態とし、前記ハブスリーブ9をギア35あるいはギア39に直結して前記第1モータ29を発電駆動しても良い。
【0129】
次に、図1に示したシステムの変速時の動作原理を、図11を用いて説明する。
一例として、前記エンジン1の駆動力で走行中に、1速から2速へ変速する場合について説明する。
前述したように、前記歯車式変速機100の変速比を1速に設定する場合は、前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9を中立状態とする。
また、1速から2速への変速を速やかに行うため、前記ハブスリーブ6をギア33に直結し、前記ハブスリーブ14を中立状態としておく。
【0130】
1速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図11の点線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0131】
1速から2速への変速は、前記第2摩擦クラッチ26を徐々に締結し、かつ前記第1摩擦クラッチ25を徐々に解放して前記エンジン1のトルク伝達経路を切り換えることによって行われる。
【0132】
2速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図11の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0133】
このように、前記第1摩擦クラッチ25から前記第2摩擦クラッチ26へ切り換える変速方式は、一般にクラッチtoクラッチ変速と呼ばれており、変速中に駆動軸トルクが遮断されないというメリットがあるため、従来のトルクコンバータ付AT(AT:オートマティック・トランスミッション)等の変速方式として広く採用されている。
しかし、前記クラッチtoクラッチ変速においては、前記第1摩擦クラッチ25から前記第2摩擦クラッチ26への切換の際、駆動軸トルクの引き込みや突き上げといったトルク変動が発生し、変速性能が悪化して乗員がトルクショックを感じるといった問題がある。
【0134】
本発明では、前記第1入力軸23に接続された前記第1モータ29及び前記第2入力軸24に接続された前記第2モータ30を用いて、クラッチ切換時のトルク変動を抑制する。
一例として、クラッチ切換時における前記第2モータ30のトルク伝達経路について説明する。
前記第2モータ30のトルク伝達経路は、図11の一点鎖線矢印で示すように、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっているため、駆動軸トルク(出力軸27のトルクと等価)を補正することが可能である。
【0135】
図12は1速から2速へ変速する場合の制御方法を示すタイムチャートである。
図12は横軸時間に対し、縦軸は変速指令Ss,アクセルペダル踏込量α,ブレーキ踏力β,エンジントルクTe,エンジン回転数Ne,車速Vsp,第1摩擦クラッチトルクTc1,第2摩擦クラッチトルクTc2,第1モータトルクTm1,第2モータトルクTm2,出力軸トルクToが示されている。
【0136】
また、第1入力軸回転数Ni1を破線で、第2入力軸回転数Ni2を一点鎖線でエンジン回転数Neのチャートに重ねて示しており、第2モータトルクTm2及び出力軸トルクToに関しては、モータによる制御を行った場合を実線、モータによる制御を行わない場合を点線で示している。
走行条件は、前記アクセルペダル踏込量α一定走行中、前記変速指令Ssが変化した場合である。
【0137】
前記変速指令Ssが変化(図12のa点)した後、前記第2摩擦クラッチ26の押付け力を増加させていくと、前記第2摩擦クラッチトルクTc2も徐々に増加し、前記エンジン1のトルクTeが前記第2入力軸24に徐々に伝達される。
【0138】
図12のa点からb点までの間、前記第1摩擦クラッチ25が締結状態であると仮定すれば、前記第1摩擦クラッチ25を介して前記第1入力軸23に伝達されるトルクはTe−Tc2となるので、図12のa〜b間における出力軸トルクTo_aは(1)式で表現できる。
To_a=G1×(Te−Tc2)+G2×Tc2・・・(1)
ここで、G1は1速の変速比、G2は2速の変速比である。
【0139】
図12のb点において、第2摩擦クラッチトルクTc2が所定値に達し、前記第1摩擦クラッチ25が解放され、第1摩擦クラッチトルクTc1がゼロになる。
【0140】
簡単のため、前記第1摩擦クラッチ25が解放する際、第1摩擦クラッチトルクTc1をステップ状に低下させているが、第1摩擦クラッチトルクTc1を図12のa点から徐々に低下させても良い。
【0141】
前記第1摩擦クラッチ25が解放されると、前記エンジン1のトルクTeは前記第2摩擦クラッチ26によってのみ伝達され、エンジン回転数Neが第1入力軸回転数Ni1から第2入力軸回転数Ni2に向かって徐々に低下する。
【0142】
この時、エンジン回転数Neが変化するため、図12のb〜c間における第2摩擦クラッチトルクTc2は(2)式となる。
Tc2=Te−Ie×(dNe/dt)・・・(2)
【0143】
(2)式より、図12のb〜c間における出力軸トルクTo_bは(3)式で表現できる。
Figure 0003621916
ここで、Ieはエンジン側のイナーシャである。
【0144】
変速中は、図12の点線で示すように、(3)式の第2項、すなわちエンジン側のイナーシャトルクが出力軸のトルク変動となって表われる。
そこで、変速中に第2モータ30を制御して前記トルク変動を抑制する。
【0145】
変速中の第2モータトルクTm2は(4)式にしたがい設定する。
Tm2=Ie×(dNe/dt)・・・(4)
【0146】
第2モータ30による制御を実行した場合の、変速中の出力軸トルクToは、図12の実線で示すように、(5)式で表現できる。
To=G2×Tc2+G2×Tm2=G2×Te・・・(5)
【0147】
図12のc点において、エンジン回転数Neが第2入力軸回転数Ni2と同期し、前記第2摩擦クラッチ26が完全に締結して変速は終了となる。
【0148】
変速終了後の出力軸トルクTo_cは(6)式で表される。
To_c=G2×Te・・・(6)
【0149】
(5),(6)式からわかるように、変速中に第2モータ30を制御することで、変速中のイナーシャトルクによる出力軸トルクToの突き上げを抑制することができ、滑らかな変速性能を実現することが可能となる。
【0150】
なお、前述の変速方式は前記第1モータ29を用いても同様に実現でき、クラッチtoクラッチ変速を行うすべての変速パターンにおいても適用可能である。
【0151】
図13は1速から2速へ変速する場合の他の制御方法を示すタイムチャートである。
図13の横軸及び縦軸は図12のタイムチャートと同様であり、走行条件も図12で示した条件と同様である。
前記変速指令Ssが変化(図13のa点)した後、前記第2摩擦クラッチ26の押付け力を増加させていくと、図12で説明した場合と同様、図13のa〜b間の出力軸トルクTo_aは(1)式で表現できる。
【0152】
また、図13のa点における出力軸トルクはG1×Teとなっていることから、図13のa〜b間での出力軸トルクの引き込み量ΔTo_aは(7)式で表現できる。
Figure 0003621916
【0153】
図13のa〜b間において、前記ΔTo_aを低減するためには、前記第2モータ30を制御して出力軸27のトルクを補正する必要がある。
【0154】
(7)式より、前記ΔTo_aを低減するための第2モータトルクTm2は、2速の歯車列(ギア33,ギア34)を介していることから、(8)式で表現できる。
Figure 0003621916
【0155】
第2モータ30による制御を実行した場合の、変速中の出力軸トルクToは、図13の実線で示すように、(9)式で表現できる。
To=G2×Tc2+G2×Tm2=G1×Te・・・(9)
(9)式からわかるように、前記第2モータ30を制御することで、図13のa〜b間における出力軸トルクの引き込みを低減することができる。
【0156】
図13のb点からc点までは、図12で説明した場合と同様、出力軸トルクTo_bは(3)式で表現できる。
【0157】
また、図13のb点における出力軸トルクはG1×Teとなっていることから、図13のb〜c間での出力軸トルクの引き込み量ΔTo_bは(10)式で表現できる。
Figure 0003621916
【0158】
図13のb〜c間において、前記出力軸トルクの引き込み量ΔTo_bを低減するためには、前記第2モータ30を制御して出力軸27のトルクを補正する必要がある。
【0159】
(10)式より、前記出力軸トルクの引き込み量ΔTo_bを低減するための第2モータトルクTm2は、2速の歯車列(ギア33,ギア34)を介していることから、(11)式で表現できる。
Figure 0003621916
【0160】
第2モータ30による制御を実行した場合の、変速中の出力軸トルクToは、図13の実線で示すように、(12)式で表現できる。
To=G2×Tc2+G2×Tm2=G1×Te・・・(12)
(12)式からわかるように、前記第2モータ30を制御することで、図13のb〜c間における出力軸トルクの引き込みを低減することができる。
【0161】
このように、変速初期及び変速中に第2モータ30を制御することで、クラッチtoクラッチ変速による出力軸トルクの引き込みを抑制することができ、滑らかな変速性能を実現することが可能となる。
【0162】
なお、前述の変速方式は前記第1モータ29を用いても同様に実現でき、クラッチtoクラッチ変速を行うすべての変速パターンにおいても適用可能である。
【0163】
図14は2速から3速へ変速する場合の変速準備を行う方法を示すタイムチャートである。
図14は横軸時間に対し、縦軸は変速指令Ss,第1入力軸ドッグクラッチ位置DCPOS1,エンジントルクTe,第1入力軸回転数Ni1,車速Vsp,第1摩擦クラッチトルクTc1,第2摩擦クラッチトルクTc2,第1モータトルクTm1,第2モータトルクTm2,出力軸トルクToが示されている。
【0164】
また、エンジン回転数Neを破線で、第2入力軸回転数Ni2を一点鎖線で第1入力軸回転数Ni1のチャートに重ねて示しており、第1モータトルクTm1及び第1入力軸回転数Ni1に関しては、モータによる制御を行った場合を実線、モータによる制御を行わない場合を点線で示している。
アクセルペダル踏込量α,ブレーキ踏力βは図12,13で示した場合と同様である。
【0165】
前記変速指令Ssが変化(図14のa点)した時、ハブスリーブ3がギア31に締結し、ハブスリーブ9が中立状態である場合には、ハブスリーブ3をギア31から解放して中立状態とし(図14のb点)、ハブスリーブ9をギア35に直結(図14のc点)して第1入力軸23のドッグクラッチ位置DCPOS1を3速に設定し、クラッチtoクラッチ変速の準備をする必要がある。
【0166】
しかしながら、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際、シンクロナイザ10により第1入力軸回転数Ni1が急変する(図14のc〜d点)ため、前記シンクロナイザ10が著しく摩耗するといった問題がある。
【0167】
そこで、本発明では、前記第1モータ29により前記第1入力軸23の回転数Ni1を制御することで、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際のシンクロナイザ10の摩耗を防止する。
【0168】
図14のb点で前記ハブスリーブ3がギア31から解放されると、前記第1入力軸23の回転数Ni1が低下するように第1モータ29を制御する。
【0169】
この時、第1モータトルクTm1は(13)式で設定する。
Tm1=(Ii1+Im1)×(ΔNi1/Δt)・・・(13)
ここで、Ii1は第1入力軸23のイナーシャ、Im1は第1モータ29のイナーシャであり、ΔNi1は第1入力軸回転数Ni1の変更分、Δtは第1入力軸回転数Ni1を制御する時間を示している。
【0170】
図14のc点で第1入力軸回転数Ni1が所定値に達し、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結(図14のd点)すると、2速から3速への変速する際の変速準備は終了となる。
【0171】
また、前記第1入力軸23の回転数制御の目標値は(14)式のように設定することが望ましい。
Ni1_ref=No×G3・・・(14)
ここで、Noは出力軸27の回転数、G3は3速の変速比である。
【0172】
(14)式のように設定することで、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際の第1入力軸回転数Ni1の変化を抑制することができ、前記シンクロナイザ10の摩耗を低減できる。
【0173】
なお、前述の変速準備は前記第2入力軸24に備えられたハブスリーブ6,ハブスリーブ14を締結する場合も第2モータ30を用いて同様に実現でき、変速準備を必要とする変速パターンにはすべて適用可能である。
【0174】
次に、図1に示したシステムにおいて、前述のクラッチtoクラッチ変速を行わない場合の変速時の動作原理を、図15を用いて説明する。
一例として、前記エンジン1の駆動力で走行中に、3速から5速へ変速する場合について説明する。
前述したように、前記歯車式変速機100の変速比を3速に設定する場合は、前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、前記ハブスリーブ9をギア35に直結して前記ハブスリーブ3を中立状態とする。
【0175】
3速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図15の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ9→ギア35→ギア36→出力軸27となっている。
【0176】
3速から5速への変速は、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第1摩擦クラッチ25が解放された後、前記ハブスリーブ9をギア35から解放してギア39に直結する。
【0177】
前記ハブスリーブ9がギア35に直結された後、前記第1摩擦クラッチ25を締結して変速は終了となる。
【0178】
5速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図15の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ9→ギア39→ギア40→出力軸27となっている。
【0179】
このように、前記第1摩擦クラッチ25が解放されている間に、前記ハブスリーブ9を一方の歯車列(ギア35,ギア36)から他方の歯車列(ギア39,ギア40)へ切り換える変速方式は、従来のMT(MT:マニュアル・トランスミッション)や自動MT(自動化マニュアル・トランスミッション)の変速方式と同様である。
【0180】
しかしながら、前記ハブスリーブ9が前記ギア39に直結する際、第1入力軸回転数Ni1が急変し、図14で説明した場合と同様、前記シンクロナイザ10が著しく摩耗するといった問題がある。
【0181】
そこで、本発明では、前記第1モータ29により前記第1入力軸23の回転数Ni1を制御することで、前記ハブスリーブ9が前記ギア39に直結する際のシンクロナイザ10の摩耗を防止する。
【0182】
図16は3速から5速へ変速する場合の制御方法を示すタイムチャートである。
図16は横軸時間に対し、縦軸は変速指令Ss,アクセルペダル踏込量α,第1入力軸ドッグクラッチ位置DCPOS1,エンジントルクTe,第1入力軸回転数Ni1,車速Vsp,第1摩擦クラッチトルクTc1,第2摩擦クラッチトルクTc2,第1モータトルクTm1,第2モータトルクTm2,出力軸トルクToが示されている。
【0183】
また、エンジン回転数Neを破線で、第2入力軸回転数Ni2を一点鎖線で第1入力軸回転数Ni1のチャートに重ねて示しており、第1モータトルクTm1及び第1入力軸回転数Ni1に関しては、モータによる制御を行った場合を実線、モータによる制御を行わない場合を点線で示している。
【0184】
図16のa点において、アクセルペダル踏込量αが低下し、目標駆動軸トルクTTqOutが低下すると、前記変速指令Ssが変化し、3速から5速への変速制御が開始され、第1摩擦クラッチトルクTc1及びエンジントルクTeが徐々に低下する。
【0185】
図16のb点において、第1摩擦クラッチトルクTc1がゼロになり、第1摩擦クラッチ25が解放されると、ハブスリーブ9がギア35から解放され始める。
【0186】
図16のc点において、前記ハブスリーブ9が完全に解放され、第1入力軸23のドッグクラッチ位置DCPOS1が中立状態になると、図16の点線で示すように、第1入力軸回転数Ni1が低下し始める。
この時、前記第1入力軸23はほぼ無負荷状態となっているため、前記第1入力軸回転数Ni1は緩やかに低下する。
【0187】
その後、図16のd点において、前記ハブスリーブ9がギア39に締結し始めると、前記シンクロナイザ12により第1入力軸回転数Ni1が変化し、図16のe点において、前記ハブスリーブ9がギア39に完全に直結する。
【0188】
前記ハブスリーブ9がギア39に直結した後、解放された前記第1摩擦クラッチ25を徐々に締結していき、図16のf点で変速制御は終了となる。
【0189】
しかしながら、図14で説明した場合と同様、前記ハブスリーブ9が前記ギア39に直結する際、シンクロナイザ12により第1入力軸回転数Ni1が急変し(図16のd〜e点)、前記シンクロナイザ12が著しく摩耗するといった問題があるため、図16のc点からd点までの間は前記第1モータ29により前記第1入力軸23の回転数Ni1を制御する。
【0190】
この時、第1モータトルクTm1は(15)式で設定する。
Tm1=(Ii1+Im1)×(ΔNi1/Δt)・・・(15)
ここで、Ii1は第1入力軸23のイナーシャ、Im1は第1モータ29のイナーシャであり、ΔNi1は第1入力軸回転数Ni1の変更分、Δtは第1入力軸回転数Ni1を制御する時間を示している。
【0191】
図16のd点で第1入力軸回転数Ni1が所定値に達し、前記ハブスリーブ9が前記ギア39に締結し始め、図16のe点で完全に直結する。
【0192】
また、前記第1入力軸23の回転数制御の目標値は(16)式のように設定することが望ましい。
Ni1_ref=No×G5・・・(16)
ここで、Noは出力軸27の回転数、G5は5速の変速比である。
(16)式のように設定することで、前記ハブスリーブ9が前記ギア39に直結する際の第1入力軸回転数Ni1の変化を抑制することができ、前記シンクロナイザ12の摩耗を低減できる。
【0193】
なお、前述のモータによる回転数制御は前記第2入力軸24の歯車列をハブスリーブ6,ハブスリーブ14により切り換える場合も第2モータ30を用いて同様に実現でき、クラッチtoクラッチ変速制御を行わない変速パターンにはすべて適用可能である。
【0194】
図17は3速から5速へ変速する場合の他の制御方法を示すタイムチャートである。
図17の横軸及び縦軸は図16のタイムチャートと同様であり、走行条件も図16で示した条件と同様である。
【0195】
前記変速指令Ssが変化(図17のa点)した後、前記第1摩擦クラッチ25の押付け力を低下させていくと、図17の点線で示すように、a〜b間の出力軸トルクTo_a’は(17)式で表現できる。
To_a’=G3×Tc1・・・(17)
【0196】
目標駆動軸トルクTTqOutから推定した変速後のエンジントルクをTe’とすれば、変速後の出力軸トルクTo_f’は(18)式となる。
To_f’=G5×Te’・・・(18)
【0197】
よって、図17のa〜b間における第2モータ30のトルクTm2は(19),(20)式のように設定する。
Figure 0003621916
【0198】
前記第1摩擦クラッチ25が解放されると、図17の点線で示すように、前記エンジン1のトルクは前記出力軸27に伝達されなくなるので、図17のb〜e間においては、第2モータ30のトルクTm2を(21)式のように設定する。
Tm2=G5×Te’/G2・・・(21)
【0199】
さらに、解放された前記第1摩擦クラッチ25が徐々に締結されるe〜f間では、図17の点線で示すように、出力軸27のトルクTo_e’は(22)式となる。
To_e’=G5×Tc1・・・(22)
【0200】
よって、第2モータ30のトルクTm2は(23)式のように設定して前記出力軸27のトルク低下分を補正する。
Figure 0003621916
【0201】
(17)〜(23)式から、前記第2モータ30による制御を行った場合の出力軸トルクToは(24),(25)式で表現できる。
Figure 0003621916
【0202】
(24),(25)式からわかるように、図17のa〜b間では、出力軸トルクToを滑らかに低下させ、図17のb〜f間では、前記出力軸27のトルク低下分を補正することができる。
【0203】
また、変速制御に使用するモータ(第2モータ30)から出力軸27までの間に複数の変速段を介しているため、前述の特開平11−313404号公報に記載されている出力軸にモータを接続した場合と比較して、モータの最大トルクを小さくでき、モータの小型,軽量化が可能となり、燃費を低減することが可能となる。
【0204】
なお、前述のモータによるトルク低下補正制御は、前記第2入力軸24の歯車列をハブスリーブ6,ハブスリーブ14により切り換える場合も第1モータ29を用いて同様に実現でき、クラッチtoクラッチ変速制御を行わない変速パターンにはすべて適用可能である。
【0205】
図18は第1摩擦クラッチ25を解放せずに3速から5速へ変速する場合の制御方法を示すタイムチャートである。
図18の横軸及び縦軸は図16,17のタイムチャートと同様であり、走行条件も図16,17で示した条件と同様である。
【0206】
前記変速指令Ssが変化(図18のa点)した後、図17と同様に前記ハブスリーブ9をギア35からギア39に切り換えて変速を行うため、一時的にエンジントルクTeを減少させる。
これは、前記ハブスリーブ9へトルクが生じている場合、ギア35から前記ハブスリーブ9を解放するのが困難なためである。
【0207】
また、ギア35から前記ハブスリーブ9が解放されると、第1モータトルクTm1を減少させ、図16と同様に第1入力軸23の回転数Ni1を制御してギア39への変速を実行する。
【0208】
上記変速時は、図18の点線で示すように、前記エンジン1から前記出力軸27へのトルク伝達が中断されるため、図18の実線で示すように、前記第2モータ30のトルクTm2を増加させ、前記出力軸27のトルク低下分を補正する。この第2モータトルクTm2の増加頻度は変速中のみであるため、燃費への影響はごくわずかである。
【0209】
図18のa〜b間においては、前記ハブスリーブ9がギア35から解放される時間td3を考慮して、前記第2モータ30のトルクの立上り時間tm2_uを(26)式のように関数gで設定し、前記第2モータ30のトルクを(27)式で示す値まで立ち上げる。
tm2_u=g(td3)・・・(26)
Tm2=G5×Te’/G2・・・(27)
ここで、Te’は目標駆動軸トルクTTqOutから推定した変速後のエンジントルクであり、G5は5速の変速比である。
【0210】
図18のb〜c間においては、(27)式で示した第2モータトルクTm2の値を保持し、変速中の前記出力軸27のトルク低下分を補正する。
【0211】
図18のc〜d間においては、前記ハブスリーブ9がギア39へ締結する時間td5を考慮して、前記第2モータ30のトルクの立ち下がり時間tm2_dを(28)式のように関数hで設定し、前記第2モータ30のトルクをゼロまで低下させる。
tm2_d=h(td5)・・・(28)
【0212】
以上説明したように、変速中は(26)〜(28)式にしたがい、前記第2モータ30を制御することで、変速中のトルク低下分を補正できる。
【0213】
また、図17で説明した場合と同様、変速制御に使用するモータ(第2モータ30)から出力軸27までの間に複数の変速段を介しているため、出力軸にモータを接続した場合と比較して、モータの最大トルクを小さくでき、モータの小型,軽量化が可能となり、燃費を低減することが可能となる。
【0214】
なお、前述のモータによるトルク低下補正制御は前記第2入力軸24の歯車列をハブスリーブ6,ハブスリーブ14により切り換える場合も第1モータ29を用いて同様に実現でき、クラッチtoクラッチ変速制御を行わない変速パターンにはすべて適用可能である。
【0215】
図19は本発明の他の実施形態に係る自動車システムの構成である。
エンジン1には、図19に示すように、吸入空気量を制御する電子制御スロットル43とエンジン回転数Neを計測するエンジン回転数センサ44が取付けられている。
【0216】
エンジン出力軸19と歯車式変速機100bの第1入力軸23の間には、図19に示すように、第1摩擦クラッチ25を設け、エンジン1の動力を第1入力軸23に伝達可能にする。
【0217】
同様に、前記エンジン出力軸19と歯車式変速機100bの第2入力軸24の間には、図19に示すように、第2摩擦クラッチ26を設け、エンジン1の動力を第2入力軸24に伝達可能にする。
【0218】
また、前記第1入力軸23は中空構造になっており、前記第2入力軸24は前記第1入力軸23の中空部を貫通する構成となっているため、前記第1入力軸23は前記第2入力軸24に対して回転自在に支持されている。
【0219】
前記第1入力軸23には、図19に示すように、ギア1901,ギア31b,ギア35b及びギア39bが一体となって取付けられており、前記ギア1901は第1入力軸回転数Ni1検出器としても利用し、センサ45bによってギア1901の回転を検出することにより第1入力軸23の回転数Ni1を検出可能にする。
【0220】
また、前記第2入力軸24には、図19に示すように、ギア1904,ギア33b,ギア37b及びギア41bが一体となって取付けられており、前記ギア1904は第2入力軸回転数Ni2検出器としても利用し、センサ46bによってギア1904の回転を検出することにより第2入力軸24の回転数Ni2を検出可能にする。
【0221】
第1モータ出力軸1903には、図19に示すように、ギア1902が取付けられている。
前記ギア1902は前記ギア1901と常時噛合しており、第1モータ29のトルクを前記第1入力軸23に伝達することが可能である。
【0222】
第2モータ出力軸1906には、図19に示すように、ギア1905が取付けられている。
前記ギア1905は前記ギア1904と常時噛合しており、第2モータ30のトルクを前記第2入力軸24に伝達することが可能である。
【0223】
出力軸27には、図19に示すように、ギア1922と、噛み合い歯車1908とシンクロナイザ1909を備えたギア32bと、噛み合い歯車1910とシンクロナイザ1911を備えたギア36bと、噛み合い歯車1913とシンクロナイザ1914を備えたギア40bと、噛み合い歯車1915とシンクロナイザ1916を備えたギア34bと、噛み合い歯車1918とシンクロナイザ1919を備えたギア38bと、噛み合い歯車1920とシンクロナイザ1921を備えたギア42bと、前記出力軸27とギア32bあるいはギア36bとを直結するハブスリーブ1907と、前記出力軸27とギア40bあるいはギア34bとを直結するハブスリーブ1912と、前記出力軸27とギア38bあるいはギア42bとを直結するハブスリーブ1917が前記出力軸27に対して回転自在に取付けられている。
【0224】
前記ギア1922は出力軸回転数No検出器としても利用し、センサ47bによってギア1922の回転を検出することにより出力軸27の回転数Noを検出可能にする。
ギア32b,ギア36b,ギア40b,ギア34b,ギア38b及びギア42bには前記出力軸27の軸方向に移動しないようにストッパー(図示せず)を設けている。
【0225】
また、前記ハブスリーブ1907,ハブスリーブ1912及びハブスリーブ1917の内側には前記出力軸27の複数の溝(図示せず)と噛み合う溝(図示せず)を設けることにより、前記ハブスリーブ1907,ハブスリーブ1912及びハブスリーブ1917は、前記出力軸27の軸方向には相対移動を可能にするが、回転方向への移動は制限するように出力軸27に係合している。
したがって、前記ハブスリーブ1907,ハブスリーブ1912及びハブスリーブ1917に伝達されたトルクは前記出力軸27に伝達される。
【0226】
前記ギア32bあるいはギア36bからのトルクを前記ハブスリーブ1907に伝達するためには、前記ハブスリーブ1907を前記出力軸27の軸方向に移動させ、シンクロナイザ1909,噛み合い歯車1908あるいはシンクロナイザ1911,噛み合い歯車1910を介して前記ハブスリーブ1907とギア32bあるいはギア36bとを直結する必要がある。
【0227】
同様に、前記ギア40bあるいはギア34bからのトルクを前記ハブスリーブ1912に伝達するためには、前記ハブスリーブ1912を前記出力軸27の軸方向に移動させ、シンクロナイザ1914,噛み合い歯車1913あるいはシンクロナイザ1916,噛み合い歯車1915を介して前記ハブスリーブ1912とギア40bあるいはギア34bとを直結する必要がある。
【0228】
また、前記ギア38bあるいはギア42bからのトルクを前記ハブスリーブ1917に伝達するためには、前記ハブスリーブ1917を前記出力軸27の軸方向に移動させ、シンクロナイザ1919,噛み合い歯車1918あるいはシンクロナイザ1921,噛み合い歯車1920を介して前記ハブスリーブ1917とギア38bあるいはギア42bとを直結する必要がある。
【0229】
前記出力軸27には、図19に示すように、差動装置28が接続されており、前記出力軸27のトルクは差動装置28,車両駆動軸2を介してタイヤ48まで伝達される。
【0230】
図19に示す本発明の実施例では、ギア31b,ギア32bから成る歯車列を1速、ギア41b,ギア42bから成る歯車列を2速、ギア35b,ギア36bから成る歯車列を3速、ギア37b,ギア38bから成る歯車列を4速、ギア39b,ギア40bから成る歯車列を5速、ギア33b,ギア34bから成る歯車列を6速の変速段とする。
【0231】
このように、2つの入力軸の一方を中空構造とすることで、変速機の小型化が可能になる。
また、ドッグクラッチの数も低減することができ、動力伝達系の低コスト化が図れる。
【0232】
次に、図20を用いて図19で示したシステムの動作モードの一例を示す。
図20にモータ走行モードにおけるトルク伝達経路を示す。
この場合、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、かつハブスリーブ1907をギア32bに直結して歯車式変速機100bの変速比を1速に設定し、前記第1モータ29の駆動力により走行する。
【0233】
この時、第1モータ29のトルク伝達経路は、図20の実線矢印で示すように、第1モータ出力軸1903→ギア1902→ギア1901→第1入力軸23→ギア31b→ギア32b→ハブスリーブ1907→出力軸27となっている。
【0234】
なお、前記ハブスリーブ1907をギア36bに直結するか、前記ハブスリーブ1912をギア40bに直結し、歯車式変速機100bの変速比を3速あるいは5速に設定して走行しても良い。
【0235】
また、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、かつハブスリーブ1917をギア42bに直結して歯車式変速機100の変速比を2速に設定し、前記第2モータ30の駆動力により走行することも可能である。
【0236】
この時、第2モータ30のトルク伝達経路は、図20の点線矢印で示すように、第2モータ出力軸1906→ギア1905→ギア1904→第2入力軸24→ギア41b→ギア42b→ハブスリーブ1917→出力軸27となっている。
【0237】
なお、前記ハブスリーブ1917をギア38bに直結するか、前記ハブスリーブ1912をギア34bに直結し、歯車式変速機100bの変速比を4速あるいは6速に設定して走行しても良い。
【0238】
さらに、目標駆動軸トルクTTqOutが大きい場合には、前記第1モータ29と前記第2モータ30を同時に駆動して走行することが可能である。
この時、前記第1モータ29と前記第2モータ30の双方のトルクが干渉しないように、前記第1摩擦クラッチ25,前記第2摩擦クラッチ26を共に解放状態にすることが望ましい。
【0239】
以上、図19で示したシステムの動作原理の一例として、図20を用いてモータ走行モードを説明したが、図6〜図10で示したオルタネータモード,停車時充電モード,シリーズモード,パラレルモード,シリーズ/パラレル併用モードについても、図19のシステムで実現でき、図11〜図18で示した変速時及び変速準備時におけるモータ制御に関しても同様に実現できる。
【0240】
また、図6のオルタネータモードにおいて、前記第1モータ29が発電駆動されている時、前記バッテリ49の残存容量が多く、前記バッテリ49への充電が困難な場合には、前記第1モータ29で発電した電力により前記第2モータ30を駆動してトルクアシストを実行する。
このように、電力を効率良く使用することで,前記エンジン1で発生したエネルギーの損失を抑制することができ、燃費低減が可能となる。
【0241】
次に、コースト状態から運転者がアクセルペダルを踏み込み、シフトダウンを行う場合(キックダウン変速)について説明する。
一例として、前記エンジン1の駆動力で走行中に、2速から1速へ変速する場合について、図21を用いて説明する。
前述したように、前記歯車式変速機100の変速比を2速に設定する場合は、前記第2摩擦クラッチ26を締結し、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記ハブスリーブ6をギア33に直結して前記ハブスリーブ14を中立状態とする。
また、2速から1速への変速を速やかに行うため、前記ハブスリーブ3をギア31に直結し、前記ハブスリーブ9を中立状態としておく。
【0242】
2速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図21の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア22→第2摩擦クラッチ26→第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっている。
【0243】
2速から1速への変速は、前記第2摩擦クラッチ26を徐々に解放し、かつ前記第1摩擦クラッチ25を徐々に締結して前記エンジン1のトルク伝達経路を切り換えることによって行われる。
【0244】
1速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図21の点線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ3→ギア31→ギア32→出力軸27となっている。
【0245】
本発明の制御方法では、2−1変速においても、前記第1入力軸23に接続された前記第1モータ29及び前記第2入力軸24に接続された前記第2モータ30を用いて、クラッチ切換時のトルク変動を抑制する。
一例として、クラッチ切換時における前記第2モータ30のトルク伝達経路について説明する。
前記第2モータ30のトルク伝達経路は、図21の一点鎖線矢印で示すように、第2入力軸24→ハブスリーブ6→ギア33→ギア34→出力軸27となっているため、駆動軸トルク(出力軸27のトルクと等価)を補正することが可能である。
【0246】
図22は2速から1速へ変速する場合の制御方法を示すタイムチャートである。
図22は横軸時間に対し、縦軸は変速指令Ss,アクセルペダル踏込量α,ブレーキ踏力β,エンジントルクTe,エンジン回転数Ne,車速Vsp,第1摩擦クラッチトルクTc1,第2摩擦クラッチトルクTc2,第1モータトルクTm1,第2モータトルクTm2,出力軸トルクToが示されている。
【0247】
また、第2モータトルクTm2及び出力軸トルクToに関しては、モータによる制御を行った場合を実線、モータによる制御を行わない場合を点線で示している。
走行条件は、運転者がアクセルペダルを踏み込み、前記アクセルペダル踏込量αが増加して、前記変速指令Ssが変化した場合である。
【0248】
前記変速指令Ssが変化(図22のa点)した後、前記第2摩擦クラッチ26の押付け力を低下させていくと、図22のb点で第2摩擦クラッチ26が滑り始め、エンジン回転数Neが増加し始める。
【0249】
前記エンジン回転数Neが1速相当の回転数になり、前記第2摩擦クラッチ26を徐々に解放し、前記第1摩擦クラッチ25を徐々に締結すると、第2摩擦クラッチトルクTc2が徐々に減少し、第1摩擦クラッチトルクTc1が徐々に増加して、前記エンジン1のトルクが前記第1入力軸23に徐々に伝達される。
【0250】
図22のd点で第1摩擦クラッチ25が完全に締結し、第2摩擦クラッチ26が完全に解放されると、前記エンジン1のトルクが前記第1入力軸23に完全に伝達され、変速制御は終了となる。
【0251】
この時、前記第2モータ30による制御を行わない場合には、図22の点線で示すように、b〜c間でエンジン1側のイナーシャトルクの影響により出力軸27のトルクが変動する。
【0252】
図22のb〜c間における出力軸27のトルクTo_bは(29)式で表される。
To_b=G2×Tc2
=G2×{Te−Ie×(dNe/dt)}・・・(29)
ダウンシフトの場合は、dNe/dt>0となっているため、(29)式からわかるように、図22のb〜c間で出力軸27のトルクが低下する。
【0253】
このトルク低下分を前記第2モータ30で補正することにより、図22の実線で示すように、2−1変速時の出力軸27のトルク変動を抑制することができる。
【0254】
次に、コースト状態から運転者がアクセルペダルを踏み込み、前述のクラッチtoクラッチ変速を行わないでシフトダウンを行う場合(キックダウン変速)について説明する。
一例として、前記エンジン1の駆動力で走行中に、5速から3速へ変速する場合について、図23を用いて説明する。
前述したように、前記歯車式変速機100の変速比を5速に設定する場合は、前記第1摩擦クラッチ25を締結し、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、前記ハブスリーブ9をギア39に直結して前記ハブスリーブ3を中立状態とする。
【0255】
5速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図23の実線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ9→ギア39→ギア40→出力軸27となっている。
【0256】
5速から3速への変速は、前記第1摩擦クラッチ25を解放し、前記第1摩擦クラッチ25が解放された後、前記ハブスリーブ9をギア39から解放してギア35に直結する。
前記ハブスリーブ9がギア35に直結された後、前記第1摩擦クラッチ25を締結して変速は終了となる。
【0257】
3速状態における前記エンジン1のトルク伝達経路は、図23の点線矢印で示すように、エンジン出力軸19→ギア20→ギア21→第1摩擦クラッチ25→第1入力軸23→ハブスリーブ9→ギア35→ギア36→出力軸27となっている。
【0258】
このように、前記第1摩擦クラッチ25が解放されている間に、前記ハブスリーブ9を一方の歯車列(ギア39,ギア40)から他方の歯車列(ギア35,ギア36)へ切り換える変速方式は、従来のMT(MT:マニュアル・トランスミッション)や自動MT(自動化マニュアル・トランスミッション)の変速方式と同様である。
【0259】
しかしながら、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際、第1入力軸回転数Ni1が急変し、前記シンクロナイザ10が著しく摩耗するといった問題がある。
【0260】
そこで、本発明では、前記第1モータ29により前記第1入力軸23の回転数Ni1を制御することで、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際のシンクロナイザ10の摩耗を防止する。
【0261】
図24は5速から3速へ変速する場合の制御方法を示すタイムチャートである。
図24は横軸時間に対し、縦軸は変速指令Ss,アクセルペダル踏込量α,第1入力軸ドッグクラッチ位置DCPOS1,エンジントルクTe,第1入力軸回転数Ni1,車速Vsp,第1摩擦クラッチトルクTc1,第2摩擦クラッチトルクTc2,第1モータトルクTm1,第2モータトルクTm2,出力軸トルクToが示されている。
【0262】
また、エンジン回転数Neを一点鎖線で第1入力軸回転数Ni1のチャートに重ねて示しており、モータによる制御を行った場合を実線、モータによる制御を行わない場合を点線で示している。
走行条件は、運転者がアクセルペダルを踏み込み、前記アクセルペダル踏込量αが増加して、前記変速指令Ssが変化した場合である。
【0263】
図24のa点において、前記変速指令Ssが変化し、5速から3速への変速制御が開始され、第1摩擦クラッチトルクTc1及びエンジントルクTeが徐々に低下する。
【0264】
図24のb点において、第1摩擦クラッチトルクTc1がゼロになり、第1摩擦クラッチ25が解放されると、ハブスリーブ9がギア39から解放され始める。
【0265】
図24のc点において、前記ハブスリーブ9が完全に解放され、第1入力軸23のドッグクラッチ位置DCPOS1が中立状態になる。
この時、前記第1入力軸23はほぼ無負荷状態となっているため、前記第1入力軸回転数Ni1は殆ど変化しないかあるいは緩やかに低下する。
【0266】
その後、図24のd点において、前記ハブスリーブ9がギア35に締結し始めると、前記シンクロナイザ10により第1入力軸回転数Ni1が変化し、図24のe点において、前記ハブスリーブ9がギア35に完全に直結する。
【0267】
前記ハブスリーブ9がギア35に直結した後、解放された前記第1摩擦クラッチ25を徐々に締結していき、図24のf点で変速制御は終了となる。
【0268】
しかしながら、図22で説明した場合と同様に、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際、シンクロナイザ10により第1入力軸回転数Ni1が急変し(図24のd〜e点)、前記シンクロナイザ10が著しく摩耗するといった問題があるため、図24のc点からd点までの間は前記第1モータ29により前記第1入力軸23の回転数Ni1を制御する。
【0269】
このように、前記第1モータ29を用いて、前記ハブスリーブ9が前記ギア35に直結する際の第1入力軸回転数Ni1の変化を抑制することができ、前記シンクロナイザ10の摩耗を低減できる。
また、前記第2モータ30を用いて、5−3変速時の変速中のトルク低下分を補正することも可能である。
【0270】
前記第1摩擦クラッチ25の押付け力を低下させていくと、図24の点線で示すように、a〜b間の出力軸トルクTo_a’は(30)式で表現できる。
To_a’=G5×Tc1・・・(30)
【0271】
目標駆動軸トルクTTqOutから推定した変速後のエンジントルクをTe’とすれば、変速後の出力軸トルクTo_f’は(31)式となる。
To_f’=G3×Te’・・・(31)
【0272】
よって、図24のa〜b間における第2モータ30のトルクTm2は(32),(33)式のように設定する。
Figure 0003621916
【0273】
また、前記第1摩擦クラッチ25が解放されると、図24の点線で示すように、前記エンジン1のトルクは前記出力軸27に伝達されなくなるので、図24のb〜e間においては、第2モータ30のトルクTm2を(34)式のように設定する。
Tm2=G3×Te’/G2・・・(34)
【0274】
さらに、解放された前記第1摩擦クラッチ25が徐々に締結されるe〜f間では、図24の点線で示すように、出力軸27のトルクは(35)式となる。
To_e’=G3×Tc1・・・(35)
【0275】
よって、第2モータ30のトルクTm2は(36)式のように設定して前記出力軸27のトルク低下分を補正する。
Figure 0003621916
【0276】
(30)〜(36)式から、前記第2モータ30による制御を行った場合の出力軸トルクToは(37),(38)式で表現できる。
Figure 0003621916
【0277】
(37),(38)式からわかるように、図24のa〜b間では出力軸トルクToを滑らかに低下させ、図24のb〜f間では前記出力軸27のトルク低下分を補正することができる。
【0278】
次に、本発明の一実施形態に係る自動車システムの一連の動作について、概略を説明する。
まず、運転者がイグニッションスイッチを入れると、バッテリ49とパワートレイン制御ユニット50,エンジン制御ユニット51,モータ制御ユニット52とが通電する。
【0279】
この時、前記バッテリ49の残存容量が少ない場合には、第1摩擦クラッチ25,第2摩擦クラッチ26及び各噛み合いクラッチを図7のシリーズモードと同様に設定し、第2モータ30によりエンジン1を始動し、停車時充電モードにより前記バッテリ49を充電する。
【0280】
また、前記バッテリ49の残存容量に余裕がある場合には、前記エンジン1を始動せず、図5で説明したモータ走行モードによる発進に対してスタンバイする。
【0281】
次に、運転者がアクセルペダルを踏み込み、発進する場合には図5で説明したモータ走行モードにより発進を行う。
基本的には第1モータ29により発進するが、アクセルペダル踏み込み量が大きく、急発進を要求された場合には、第2モータ30も駆動して発進する。
【0282】
前記第1モータ29により発進した後、所定の車速に達した場合、あるいは前記バッテリ49の残存容量が少なくなった場合には、前記第2摩擦クラッチ26を徐々に締結していき、前記第2モータ30によりエンジン1を始動する。
【0283】
この時、第2入力軸24の噛み合いクラッチの何れかを締結した場合には、前記第1モータ29及び前記第2モータ30を用いてエンジン1を押しがけすることになり、エンジン1始動時のトルク変動が出力軸27に伝達するため、前記第2入力軸24の噛み合いクラッチはすべて中立状態にして前記エンジン1と前記出力軸27を切り離しておくことが望ましい。
【0284】
前記エンジン1が始動した後、前記第2摩擦クラッチ26を解放し、前記第1摩擦クラッチ25を徐々に締結してエンジン1による1速走行に遷移する。
そして、前記エンジン1による1速走行に遷移した後、通常は1−2変速に備えてハブスリーブ6をギア33に直結しておく。
【0285】
また、エンジン1による走行中は、図6のオルタネータモードで説明したように、エンジン1の動力の一部で第1モータ29及び第2モータ30を発電駆動して前記バッテリ49を充電することが可能である。
【0286】
この時、図9あるいは図10で示すように、前記第2モータ30で発電駆動した電力を用いて直接前記第1モータ29を駆動して加速アシストすることが可能である。
この動作は前記バッテリ49を介さずに前記第1モータ29を駆動できることから、前記エンジン1のトルク,回転数によっては前記エンジン1の効率が上がる領域があり、燃費低減に効果がある。
【0287】
また、前記エンジン1による走行中に運転者がアクセルペダルを踏み込み、さらなる加速を要求した場合には、図8で示すように、前記バッテリ49の残存容量に応じてモータを用いて加速アシストを行ったり、図21から図24で示すように、シフトダウンして要求された駆動力を達成する。
【0288】
【発明の効果】
エンジンと、前記エンジンから第1摩擦クラッチを介して動力が伝達される第1入力軸と、前記エンジンから第2摩擦クラッチを介して動力が伝達される第2入力軸と、前記第1入力軸と出力軸との間及び前記第2入力軸と出力軸との間に設けられた複数の歯車列と、前記歯車列に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速機と、前記第1入力軸に接続された第1モータと、前記第2入力軸に接続された第2モータとを備えた自動車の動力伝達装置により、種々の運転モードを実現し、かつ前記モータの小型化が可能なため、動力伝達装置の小型、軽量化による燃費低減と運転性能の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動車システムを示す構成図。
【図2】図1の制御ブロック図。
【図3】図1の目標駆動軸トルク特性を示す図。
【図4】図1の変速指令特性を示す図。
【図5】図1のモータ走行モードでの動作原理図。
【図6】図1のオルタネータモードでの動作原理図。
【図7】図1の停車時充電モード及びシリーズモードでの動作原理図。
【図8】図1のパラレルモードでの動作原理図。
【図9】図1のシリーズ/パラレル併用モードでの動作原理図。
【図10】図1のシリーズ/パラレル併用モードでの他の動作原理図。
【図11】図1のクラッチtoクラッチ変速での動作原理図。
【図12】図1のクラッチtoクラッチ変速における制御方法のタイムチャート。
【図13】図1のクラッチtoクラッチ変速における他の制御方法のタイムチャート。
【図14】図1の変速準備における制御方法のタイムチャート。
【図15】図1のドッグクラッチ切換での動作原理図。
【図16】図1のドッグクラッチ切換時における回転数制御のタイムチャート。
【図17】図1のドッグクラッチ切換時におけるトルク補正制御のタイムチャート。
【図18】図1のドッグクラッチ切換時における他のトルク補正制御のタイムチャート。
【図19】本発明の他の実施形態に係る自動車システムの構成図。
【図20】図19のモータ走行モードでの動作原理図。
【図21】図1のクラッチtoクラッチ変速(ダウンシフト)での動作原理図。
【図22】図1のクラッチtoクラッチ変速(ダウンシフト)における制御方法のタイムチャート。
【図23】図1のドッグクラッチ切換時(ダウンシフト)での動作原理図。
【図24】図1のドッグクラッチ切換時(ダウンシフト)における制御方法のタイムチャート。
【符号の説明】
1 エンジン
2 車両駆動軸
3 ハブスリーブ
4 シンクロナイザ
5 噛み合い歯車
6 ハブスリーブ
7 シンクロナイザ
8 噛み合い歯車
9 ハブスリーブ
10 シンクロナイザ
11 噛み合い歯車
12 シンクロナイザ
13 噛み合い歯車
14 ハブスリーブ
15 シンクロナイザ
16 噛み合い歯車
17 シンクロナイザ
18 噛み合い歯車
19 エンジン出力軸
20〜22 ギア
23 第1入力軸
24 第2入力軸
25 第1摩擦クラッチ
26 第2摩擦クラッチ
27 出力軸
28 差動装置
29 第1モータ
30 第2モータ
31〜42 ギア
31b〜42b ギア
43 電子制御スロットル
44 エンジン回転数センサ
45〜47 センサ
45b〜47b センサ
48 タイヤ
49 バッテリ
50 パワートレイン制御ユニット
51 エンジン制御ユニット
52 モータ制御ユニット
53 ステッピングモータ
54 直流モータ
55 直流モータ
56 クラッチレバー
57 レバー
58 レバー
59〜61 小歯車
62 ラック
63 ラック
100 歯車式変速機
100b 歯車式変速機
201 処理
202 処理
203 処理
204 処理
1901 ギア
1902 ギア
1903 第1モータ出力軸
1904 ギア
1905 ギア
1906 第2モータ出力軸
1907 ハブスリーブ
1908 噛み合い歯車
1909 シンクロナイザ
1910 噛み合い歯車
1911 シンクロナイザ
1912 ハブスリーブ
1913 噛み合い歯車
1914 シンクロナイザ
1915 噛み合い歯車
1916 シンクロナイザ
1917 ハブスリーブ
1918 噛み合い歯車
1919 シンクロナイザ
1920 噛み合い歯車
1921 シンクロナイザ
1922 ギア
α アクセルペダル踏込量
β ブレーキ踏力
DCPOS1 第1入力軸ドッグクラッチ位置
f 関数
Ii シフトレバー位置
Ne エンジン回転数
No 回転数
Ni1 回転数
Ni2 回転数
Ss 変速指令
Te エンジントルク
To 出力軸トルク
Tm1 第1モータトルク
Tm2 第2モータトルク
Tc1 第1摩擦クラッチトルク
Tc2 第2摩擦クラッチトルク
TTqOut 目標駆動軸トルク
Vb バッテリ容量
Vsp 車速

Claims (7)

  1. エンジンと、
    前記エンジンから第1摩擦クラッチを介して動力が伝達される第1入力軸と、
    前記エンジンから第2摩擦クラッチを介して動力が伝達される第2入力軸と、
    前記第1入力軸と出力軸との間及び前記第2入力軸と出力軸との間に設けられた複数の歯車列と、
    前記歯車列に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速機と、
    前記第1入力軸に接続された第1モータと、
    前記第2入力軸に接続された第2モータとを備えた自動車の動力伝達装置であって、
    前記第1摩擦クラッチから前記第2摩擦クラッチへの切り換えにより変速を行う際、前記第2摩擦クラッチの伝達トルクが前記エンジンの出力軸トルクと略一致した後に、前記出力軸のトルク変動を抑制するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  2. エンジンと、
    前記エンジンから第1摩擦クラッチを介して動力が伝達される第1入力軸と、
    前記エンジンから第2摩擦クラッチを介して動力が伝達される第2入力軸と、
    前記第1入力軸と出力軸との間及び前記第2入力軸と出力軸との間に設けられた複数の歯車列と、
    前記歯車列に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速機と、
    前記第1入力軸に接続された第1モータと、
    前記第2入力軸に接続された第2モータとを備えた自動車の動力伝達装置であって、
    前記第1摩擦クラッチから前記第2摩擦クラッチへの切り換えにより変速を行う際、前記第2摩擦クラッチの押付け力の増加を開始した後に、前記出力軸のトルク変動を抑制するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  3. 請求項1または2に記載の自動車の動力伝達装置であって、
    前記噛み合いクラッチにより前記歯車列を切り換える際、前記第1入力軸または前記第2入力軸の回転数を制御して前記噛み合いクラッチの摩耗を軽減するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  4. 請求項1において、
    変速前の変速段が変速後の変速段より小さいときは、
    前記出力軸からトルクを吸収するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  5. 請求項2において、
    変速前の変速段が変速後の変速段より小さいときは、
    前記出力軸にトルクを与えるように前記第1のモータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  6. エンジンと、
    前記エンジンから第1摩擦クラッチを介して動力が伝達される第1入力軸と、
    前記エンジンから第2摩擦クラッチを介して動力が伝達される第2入力軸と、
    前記第1入力軸と出力軸との間及び前記第2入力軸と出力軸の間に設けられた複数の歯車列と、
    前記歯車列に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速機と、
    前記第1入力軸に接続された第1モータと、
    前記第2入力軸に接続された第2モータとを備えた自動車の動力伝達装置であって、
    前記第2摩擦クラッチから前記第1摩擦クラッチへの切り替えにより変速を行う際、前記第2摩擦クラッチの押付け力の減少を開始した後に、前記出力軸のトルク変動を抑制するように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  7. 請求項6において、
    変速前の変速段が変速後の変速段より大きいときは、
    前記出力軸にトルクを与えるように前記第1モータまたは前記第2モータを駆動することを特徴とする自動車の動力伝達装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4130906B2 (ja) * 2003-06-27 2008-08-13 株式会社日立製作所 変速機の制御装置,変速機、および自動車
JP2005112021A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 車両の発進制御装置
KR100634589B1 (ko) 2003-12-24 2006-10-13 현대자동차주식회사 하이브리드 전기자동차용 이중 클러치 변속기 및 그모드별 작동방법
US7166059B2 (en) * 2004-01-27 2007-01-23 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteilingungs Kg Method for upshifting of a parallel shaft gear
JP4093370B2 (ja) * 2004-05-20 2008-06-04 日野自動車株式会社 デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両
DE102004046558A1 (de) * 2004-09-24 2006-04-06 Volkswagen Ag Sensoranordnung und Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes
DE102004050757A1 (de) * 2004-10-16 2006-04-27 Daimlerchrysler Ag Satz von Getrieben und Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe
EP1714817A1 (de) * 2005-04-19 2006-10-25 Getrag Ford Transmissions GmbH Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe
DE502005003092D1 (de) * 2005-04-19 2008-04-17 Getrag Ford Transmissions Gmbh Doppelkupplungsgetriebe
DE102005048938A1 (de) * 2005-10-13 2007-04-19 Volkswagen Ag Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit einem Hybridantrieb bzw. Verfahren zur Steuerung dieses Doppelkupplungsgetriebes
DE102006006107A1 (de) * 2006-02-10 2007-08-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs
US8251848B2 (en) 2006-08-03 2012-08-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power split dual input shaft transmission for vehicle
JP4232799B2 (ja) * 2006-08-03 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 車両用変速機
JP5004289B2 (ja) * 2007-08-02 2012-08-22 三菱ふそうトラック・バス株式会社 ハイブリッド電気自動車の駆動装置
JP4285571B2 (ja) 2007-09-27 2009-06-24 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置
JP2009143356A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP5101269B2 (ja) * 2007-12-26 2012-12-19 本田技研工業株式会社 ツインクラッチ式変速装置
JP5109929B2 (ja) * 2008-10-23 2012-12-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関始動制御装置
WO2010109573A1 (ja) 2009-03-23 2010-09-30 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置
JP2010260373A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Aisin Ai Co Ltd 車両の動力伝達制御装置
JP5287576B2 (ja) * 2009-07-30 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
JP5372681B2 (ja) * 2009-09-24 2013-12-18 アイシン精機株式会社 車両用変速装置
JP5280327B2 (ja) * 2009-09-24 2013-09-04 アイシン精機株式会社 車両用変速装置
DE102010014193C5 (de) * 2009-11-05 2023-03-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes
JP2011189913A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Toyota Motor Corp 車両駆動装置
JP5656440B2 (ja) * 2010-04-08 2015-01-21 本田技研工業株式会社 車両用駆動装置の制御装置
CN103228517B (zh) * 2010-11-30 2018-03-09 戴姆勒股份公司 混合动力车的电池暖机装置
JP2012116271A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Daimler Ag ハイブリッド電気自動車の停車発電制御装置
WO2013058221A1 (ja) * 2011-10-17 2013-04-25 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
KR101261955B1 (ko) 2011-11-10 2013-05-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 시스템
JP6161626B2 (ja) * 2011-12-13 2017-07-12 シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー. カー・ゲーSchaeffler Technologies AG & Co. KG デュアルクラッチ式変速機を有するパワートレーン及び該パワートレーンを制御する方法
JP2014058286A (ja) 2012-09-19 2014-04-03 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
WO2014115881A1 (ja) * 2013-01-28 2014-07-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2014201127A (ja) * 2013-04-02 2014-10-27 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP2014201132A (ja) 2013-04-02 2014-10-27 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP6156632B2 (ja) * 2013-06-07 2017-07-05 三菱自動車工業株式会社 車両のトランスアクスル装置
JP6202256B2 (ja) * 2013-06-28 2017-09-27 三菱自動車工業株式会社 車両のトランスアクスル装置
JP6183064B2 (ja) * 2013-08-28 2017-08-23 アイシン精機株式会社 ハイブリッド車両用変速制御装置
JP2015101248A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 アイシン精機株式会社 ハイブリッド車両のトルク制御装置
WO2016199194A1 (ja) * 2015-06-08 2016-12-15 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の発電制御装置
WO2018037718A1 (ja) * 2016-08-24 2018-03-01 ジヤトコ株式会社 ハイブリッド駆動装置及びハイブリッド駆動装置の制御方法
WO2018128398A1 (ko) 2017-01-04 2018-07-12 엘지이노텍 주식회사 모터 및 변속기
CN106641233B (zh) * 2017-02-21 2018-09-11 周盈裕 具有磁力调矩器的双离合变速器及其控制方法
JP6874650B2 (ja) * 2017-11-08 2021-05-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
FR3084623B1 (fr) * 2018-08-03 2020-08-28 Valeo Embrayages Systeme de propulsion pour vehicule electrique
CN115596818A (zh) * 2022-08-31 2023-01-13 上海三一重机股份有限公司(Cn) 驱动总成、驱动总成的换挡方法、动力系统及作业机械

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