JP3626674B2

JP3626674B2 - Power transmission device

Info

Publication number: JP3626674B2
Application number: JP2000279535A
Authority: JP
Inventors: 九五浜井; 陽一郎山岸
Original assignee: 株式会社日立ユニシアオートモティブ
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2002089677A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmitting apparatus having torque transmission efficiency, enabling low speed and high torque output, in particular enabling creep and Hill hold performance and having excellent mounting efficiency. SOLUTION: In a first clutch A-C/L, an input member is connected to an input shaft 1, and an output member is connected to a carrier 32. In a second clutch B-C/L, an input member is connected to a sun gear 31, and an output member is connected to an output shaft 2 and a ring gear 33. In a third clutch C-C/L, an input member is connected to the input shaft 1, and an output member is connected to the sun gear 31.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動力源と変速機との間で動力伝達を行うのに好適な動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的に、自動変速機を備えた自動車では、動力源としてのエンジンと自動変速機との間の動力伝達装置としてトルクコンバータを用いている。このような技術は、例えば、自動車工学全書第９巻（昭和５５年１１月２０日（株）山海堂発行）の第１４９頁に記載されている。
また、他の動力伝達手段としては、クラッチが知られており、操作の簡易性要求から必要に応じて自動的にクラッチを断接させる自動クラッチシステムも提案されており、このような構成としては、乾式の単板クラッチを用いたものが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トルクコンバータは、流体を介して動力伝達を行うために、滑りによるパワーロスが生じ、燃費が悪いという問題がある。
一方、クラッチを用いた手段は、パワーロスは生じにくいが、トルクコンバータの利点である低速・高トルク伝達が難しい。すなわち、低速・高トルク伝達を行うためには、摩擦面を滑らせてトルク伝達をおこなうことになるが、このようにすると発熱するため、エンジンのアイドリング回転によりじわじわ進むいわゆるクリーピング現象や、上り坂で止まるいわゆるヒルホールドを自動的に実行することが難しい。
そこで、ヒルホールドを達成するために、ブレーキ装置において自動的に制動力を発生させることが提案されている。しかしながら、この場合、能動的に制動力を発生できる装置を搭載する必要があり、車両のコストアップを招く。
加えて、乾式単板クラッチを用いた場合、トルク容量を確保しようとすると、外径寸法が大きくなり、設計自由度が低くなって車載性を悪化させる。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、トルク伝達効率に優れ、しかも低速・高トルク出力を可能として特に車両においてクリープやヒルホールドを行うことができるようにし、車載性に優れた動力伝達装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の動力伝達装置は、動力源からトルク伝達される駆動軸と、トルク入力する出力軸との間に設けられた遊星歯車と、この遊星歯車の回転要素であるリンクギヤ、キャリア、サンギヤのいずれかと前記駆動軸と出力軸のいずれかとの間に、そのうちの２つのクラッチを締結させることにより駆動軸と出力軸との間で動力伝達可能な状態を形成することができるように設けられた、第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチの３つのクラッチを備え、前記第１クラッチは、入力部材が前記サンギヤに接続されている一方、出力部材が前記キャリアに接続され、前記第２クラッチは、入力部材が前記サンギヤに接続されている一方、出力部材が前記出力軸ならびに前記リンクギヤに接続され、前記第３クラッチは、入力部材が前記駆動軸に接続されている一方、出力部材が前記サンギヤに接続され、各クラッチの締結・締結解除を切り替え、かつ、動力伝達を可能な状態を形成する際に締結する２つのクラッチのうち一方のクラッチを締結させるとともに、もう一方を滑り制御させるトルク制御を実行する切替制御手段と、を備えていることを特徴とする手段とした。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動力伝達装置において、前記駆動軸がエンジンからトルク入力され、前記出力軸は変速機へトルク出力され、前記切替制御手段は、走行状態検出手段から走行状態が入力され、前記切替制御手段は、車両発進時には、前記第１クラッチを非締結状態とし、かつ、前記第２クラッチを締結させるとともに、前記第３クラッチを滑り制御させる発進時トルク制御を実行することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の動力伝達装置において、前記切替制御手段は、定常走行中には、前記第１クラッチを非締結状態とし、前記第２クラッチならびに前記第３クラッチを締結させることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の動力伝達装置において、前記切替制御手段は、前記エンジン駆動中であって、アクセルオフ、かつ、車速が極低速のとき、前記第３クラッチを非締結状態とし、かつ、前記第１クラッチを締結するとともに、前記第２クラッチを滑り制御させるクリープトルク制御を実行することを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４に記載の動力伝達装置において、前記切替制御手段は、前記エンジン駆動中であって、アクセルオフ、かつ、車速が０で、さらに所定のヒルホールド条件が成立したときには、前記第３クラッチを非締結状態とし、かつ、前記第１クラッチを締結するとともに、前記第２クラッチを滑り制御させて出力軸回転数を０とするヒルホールドトルク制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５に記載の動力伝達装置において、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの間の回転部材に、この回転部材の回転に伴って発電可能であるとともに、前記回転部材に回転力を与えることが可能な発電電動機が設けられ、この発電電動機の作動を制御する発電電動制御手段が設けられていることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の動力伝達装置において、前記エンジン始動時に、前記切替制御手段が、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを非締結状態とし、かつ、前記第３クラッチを締結状態とするとともに、前記発電電動制御手段が前記発電電動機を電動機として作動させて前記エンジンを始動させることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の動力伝達装置において、減速時に、前記切替制御手段が、前記第１クラッチ及び前記第３クラッチを非締結状態とし、かつ前記第２クラッチを締結状態とするとともに、前記発電電動制御手段が前記発電電動機を発電機として作動させて、エネルギ回生を行うことを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項６ないし８に記載の動力伝達装置において、前記走行状態検出手段にバッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段が含まれ、走行状態が、前記クリープトルク制御あるいはヒルホールドトルク制御を行う走行条件であるとき、前記充電状態検出手段が充電可能と判断したときには、前記切替制御手段は、前記第１クラッチのみを締結させるとともに、前記発電電動制御手段が前記発電電動機によりエネルギ回生を行って、このエネルギ回生による制動力を用いてトルク制御を実行し、一方、前記充電状態検出手段が充電不可能と判断したときには、前記第２クラッチを滑り制御させるクリープトルク制御あるいはヒルホールドトルク制御を実行することを特徴とする。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
本発明では、切替制御手段が、全てのクラッチを解放した状態では、遊星歯車の回転要素と、駆動軸および出力軸とは接続が切り離され、エンジンのトルクは変速機まで伝達されない。この状態では、例えば、エンジンの始動を行うことができる。
次に、駆動軸から出力軸にトルク伝達を行う際には、第１〜第３クラッチのうち２つのクラッチを締結させる。これにより、遊星歯車の回転要素を介して駆動軸から出力軸にトルクが伝達され、滑り量を０として、効率良くトルク伝達を行うことができる。
また、切替制御手段は、２つのクラッチを締結するにあたり、トルク制御を実行する。このトルク制御では、２つのクラッチのうち一方のクラッチを締結させるとともに、もう一方のクラッチを滑らせる。
これにより、遊星歯車の回転要素の１つを駆動軸の回転数と等速で回転させ、かつ、他の回転要素は増速させる一方、もう一つの他の回転要素は減速させる状態を形成することができる。そこで、出力軸に対して減速させるとともにトルクを増大させてトルク伝達を行うことが可能となる。
したがって、車両においてエンジンと変速機の間でトルク伝達を行うのに適用した場合、上り坂で車両が後退しないように出力軸にトルクを伝達させるヒルホールドや、じわじわと前進あるいは後退させるように出力軸にトルクを伝達させるクリープなどを実行することができる。
また、第１クラッチを締結させると動力源からキャリアに入力される。この状態では、出力軸の回転数は０であり、サンギヤは各ギヤの歯数の比に応じた回転数で空転することになる。ここで第３クラッチを滑らせながら締結させると、サンギヤに負荷がかかるためサンギヤの回転数が下がり、一方、リンクギヤが回転を始める。このリンクギヤの回転速度は入力の回転速度に比べて減速されて、トルクが増大しながら伝達されることになる。
したがって、出力軸を低速・高トルクで回転させることができ、よって、車両に適用した場合、発進やクリープやヒルホールドを実行することが可能である。
また、第１クラッチを締結させ、キャリアおよびサンギヤが回転し、リンクギヤが停止している状態から、第２クラッチを滑らせながら締結させた場合も、上記と同様に、サンギヤに負荷が発生して回転速度が低下するとともに、リンクギヤが低速・高トルクで回転することになり、発進やクリープやヒルホールドを実行することが可能である。
【００１０】
請求項３に記載の発明にあっては、車両発進時に、第１クラッチを締結するとともに第２クラッチを非締結状態とし、第３クラッチを滑り制御する。したがって、請求項１に記載の発明で説明したように、低速・高トルクで出力軸を回転させて発進させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明にあっては、定常走行時には、第１クラッチを非締結状態とし、第２クラッチおよび第３クラッチを締結させる。
したがって、駆動軸のトルクは、第３クラッチからサンギヤを経て第２クラッチから出力軸に伝達される。このように、定常走行状態では、遊星歯車を作動させずにトルク伝達を行うため、エネルギロスを確実に無くすことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、平地で停車してアクセルから足を離して、極低速で前進あるいは後退する場合に、切替制御手段は、クリープトルク制御を実行する。
すなわち、エンジン駆動中であって、アクセルオフ、かつ、車速が極低速のときには、第１クラッチを締結し、第３クラッチを非締結状態とし、さらに、第２クラッチを滑り制御する。これにより、エンジンから駆動軸に伝達されるトルクがキャリアに入力され、かつ、減速された状態でリンクギヤから出力軸に伝達される。よって、車両をじわじわと前進あるいは後退させる、いわゆるクリープが可能となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、上り坂で停止してアクセルから足を離した場合に、切替制御手段は、ヒルホールドトルク制御を実行する。
すなわち、エンジン駆動中で、アクセルオフ、車速０、かつ、所定のヒルホールド条件が成立したときには、第１クラッチを締結し、第３クラッチを非締結状態とし、さらに、第２クラッチを滑り制御して、出力軸回転数を０とする。このとき、遊星歯車のキャリアに入力されたトルクは、減速されてリンクギヤから出力されるため、重力加速度により車両が後退するのに対抗して出力軸回転数が０となるように高トルクを伝達して、車両が上り坂で後退することなく停止している状態に保つことができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、第２クラッチと第３クラッチとの間の回転部材に発電電動機が設けられており、回転部材が回転しているときには、発電電動機を発電機として作動させて発電させることができる一方、回転部材が停止しているときに発電電動機を電動機として作動させて、推進させたり、あるいはエンジンを始動させたりすることができる。
すなわち、請求項７に記載の発明のように、エンジン始動時には、第１クラッチおよび第２クラッチを非締結状態として、駆動軸と出力軸との連携を絶ち、かつ第３クラッチを締結状態として、発電電動機が設けられている回転部材を第３クラッチを介して駆動軸に接続させ、この状態で発電電動機を電動機として茶道さえると、電動機の出力トルクが駆動軸に伝達されて、エンジンを始動させることができる。
また、請求項８に記載の発明のように、減速時に、第１クラッチおよび第３クラッチを非締結状態としてエンジン側の駆動軸と変速機側の駆動軸との接続を絶った状態とし、かつ第２クラッチを締結させて、変速機側の出力軸と発電電動機が設けられている回転部材とを接続させ、この状態で発電電動機を発電機として作動させると、変速機側のトルク入力により出力軸とともに回転伝達部材が回転し、この回転を発電電動機を発電機として作動させて電気エネルギに変換し、エネルギ回生を行うことができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明では、出力軸を極低速回転させるクリープトルク制御を実行したり、上り坂でも出力軸の回転数を０に保って停車させるヒルホールドトルク制御を実行したりする走行条件であるときにおいて、バッテリが充電可能な状態にあるときには、第１クラッチを締結させるとともに、発電電動機を発電機として作動させる。したがって、発電電動機の発電によりサンギヤの回転に負荷がかかることにより、駆動軸の回転が減速されてリンクギヤから出力軸に伝達され、上記クリープトルク制御やヒルホールドトルク制御と同様に、低速・高トルクで出力軸に出力することができる。
一方、充電不可能なときには、上述のクリープトルク制御あるいはヒルホールドトルク制御を実行して、低速・高トルクの出力を行う。
したがって、エンジンのアイドリング回転時に、所望のトルクを出力軸に伝達して、車両をじわじわ前進や後退をさせるクロープや、上り坂で車両が後退することなく停止させるヒルホールドを実行でき、しかも、このとき、過充電とならない範囲で回生を行って、エネルギの損失を抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、構成について説明する。
本発明の請求項６ないし９に記載の発明に対応した実施の形態１の動力伝達装置を提供した発電電動ユニットＭＧＵは、図２に示すようにトランスミッションＴＭ内に設けられ、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭの前後進機構部９１との間の動力伝達経路の途中に設けられている。なお、図において９２は変速機後部であり、この変速聞こう２と前記前後進機構部９１とは、いわゆる自動変速機を構成するものである。また、この構成に代えて手動変速機やＣＶＴなどを用いることができる。
【００１７】
図３は前記発電電動ユニットＭＧＵの上半分を示す断面図あり、この発電電動ユニットＭＧＵは、エンジンＥＧあるいはトランスミッションＴＭの図外のブロックハウジングに結合されるユニットハウジングＵＨと、エンジンＥＧのエンジン出力軸（図示省略）に連結される入力軸（特許請求の範囲の駆動軸に相当する）１と、トランスミッションＴＭの入力軸（図示省略）に連結される出力軸２と、この出力軸２と入力軸１との間でトルク伝達を行う遊星歯車３と、この遊星歯車３に連結された回転要素との間で電力の授受を行う発電電動機ＭＧと、後述する３つの湿式多板クラッチである第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌ、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌ、第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを備えている。
【００１８】
前記入力軸１は、一端が図外のエンジン出力軸に連結される一方で、他端が振動吸収手段５を介して中心軸６に連結されている。
なお、前記振動吸収手段５は、回転方向の剛性が高く、かつ曲げ方向の剛性が低い曲げ振動吸収用の弾性プレート５１と、周知の捻りダンパ５２とを備え、弾性プレート５１の外周縁部と捻りダンパ５２の外側プレート５２ａとが一体に結合されている。そして、弾性プレート５１は、その内周部が入力軸１の他端に結合され、捻りダンパ５２は、内側プレート５２ｂの内周部が第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌの中心軸６に結合されている。したがって、図外のエンジン出力軸から入力軸１にトルクが入力されると、そのトルクは弾性プレート５１と捻りダンパ５２を順次介して中心軸６に伝達され、このとき曲げ振動や捻り振動は弾性プレート５１と捻りダンパ５２により吸収される。
【００１９】
前記遊星歯車３は、サンギヤ３１、キャリア３２、リングギヤ３３を備えている。前記出力軸２には、中心軸２１が出力軸２と同軸に固着され、この中心軸２１にリングギヤ３３が円盤状のプレート３４を介して固着されており、前記リングギヤ３３は、常時、出力軸２と一緒に回転する。前記サンギヤ３１は、前記中心軸２１の外周に相対回転自在に設けられ、このサンギヤ３１の一端部に、回転伝達部材４０が連結されている。この回転伝達部材４０は、前記サンギヤ３１にその内周が結合された円盤状のプレート４０ａと、このプレート４０ａの外周に一端縁が結合された小径円筒部材４０ｂと、この小径円筒部材４０ｂの他端縁に内周部が結合された円盤状のプレート４０ｃと、このプレート４０ｃの外周縁部に結合された中径円筒部材４０ｄと、さらに前記プレート４０ｃの外周端に結合された大径円筒部材４０ｅとを備えている。前記キャリア３２と中心軸６との間に、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌが設けられている。この第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌは、前記遊星歯車３のキャリア３２に結合されているとともに前記中心軸２１とは相対回転自在なクラッチケース１１ａと、中心軸６の外周面ならびにクラッチケース１１ａの内周面にそれぞれ形成されたスプライン１１ｂ，１１ｃと、これらスプライン１１ｂ，１１ｃにそれぞれ結合されて交互に配置された内側クラッチ板１１ｄおよび外側クラッチ板１１ｅとを備え、内外クラッチ板１１ｄ，１１ｅがプレート１１ｐにより押し付けられると、入力軸１とキャリア３２との間でトルク伝達が成されるよう構成されている。上述した内外クラッチ板１１ｄ，１１ｅの押し付けは、第１電磁ソレノイド7ならびに第１コントロールカム８により行われる。前記第１電磁ソレノイド７は、前記ユニットハウジングＵＨの一端に設けられている円盤状のプレート６１に隣接して中心軸６の外周に軸受け６２を介して支持されている。前記第１コントロールカム８は、入力トルクに応じた軸方向の押圧力を発生させるもので、この第１コントロールカム８は、中心軸６に対して軸方向に移動を規制されているが回転可能な第１カムリング８ａおよび軸方向に移動可能であるが回転を規制された第２カムリング８ｂと、これら第１カムリング８ａおよび第２カムリング８ｂの対向面に形成されたカム溝８ｃ，８ｄに係合されるボール８ｅとを備えている。そして、この第１コントロールカム８は、第１カムリング８ａと第２カムリング８ｂとの間に回転方向のトルクが生じると、そのトルクに応じてボール８ｅがカム溝８ｃ，８ｄの傾斜面を乗り上げ、その結果、第１カムリング８ａと第２カムリング８ｂとが軸方向に押し離されて、第１，第２カムリング８ａ，８ｂの間に生じたトルクを、カム溝８ｃ，８ｄの傾斜に応じた倍率で増幅し、軸方向の押圧力に変換することができる構造となっている。また、第２カムリング８ｂは、前記プレート１１ｐに対面しているとともに、両者の間に操作ロッド９が設けられ、第２カムリング８ｂが軸方向に移動すると操作ロッド９を介してプレート１１ｐを押す構造となっている。なお、この操作ロッド９は、複数設けられ、それぞれが後述する円盤状のプレート６４ａを貫通して軸方向に設けられており、両端にはボールが取り付けられている。さらに、第１カムリング８ａの外周面と、これに対面する後述する円筒６４ｂの内周面には、それぞれスプラインが設けられ、これらの各スプラインに複数枚のミニクラッチ板８ｆ，８ｇが係合され、ミニクラッチ板８ｇの隣に、前記電磁ソレノイド７により吸引されるアマチュア７ａが軸方向に移動可能に円筒６４ｂに支持されている。したがって、第１電磁ソレノイド７に通電してアマチュア７ａが吸引されると、ミニクラッチ板８ｆ，８ｇが圧接されて、両カムリング８ａ，８ｂの間に回転方向のトルクが発生し、第２カムリング８ｂが操作ロッド９を介してプレート１１ｐを押すことで、上述のクラッチ板１１ｄ，１１ｅの締結が成される。
【００２０】
次に、前記第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌについて説明する。この第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌは、前記サンギヤ３１と出力軸２との間に設けられている。すなわち、前記出力軸２の外周には、円盤状のプレート２２ａと円筒２２ｂとが一体的に設けられ、この円筒２２ｂの外周にスプライン２２ｃが形成され、一方、このスプライン２２ｃに対向して前記回転伝達部材４０の大径円筒部材４０ｅの内周にスプライン４０ｆが形成されている。
そして、両スプライン２２ｃ，４０ｆにそれぞれ複数の内側クラッチ板１２ａおよび外側クラッチ板１２ｂが係合されている。
この第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌの結合は、第２コントロールカム１３ならびに第２電磁ソレノイド１４により成される。前記第２コントロールカム１３も、前記第１コントロールカム８と同様に、プレート１３ｐにより軸方向の移動を規制された第１カムリング１３ａ、回転が規制された第２カムリング１３ｂ、ボール１３ｃを備え、また、第１カムリング１３ａと大径円筒部材４０ｅとの間には、ミニクラッチ板１３ｄ，１３ｄが設けられ、また、クラッチ板１３ｄに隣接して第２電磁ソレノイド１４により吸引されるアマチュア１３ｆが設けられている。したがって、第２電磁ソレノイド１４に通電して吸引力が発生すると、第２コントロールカム１３が作動して、ミニクラッチ板１３ｄを締結させながら増幅機能が得られて軸方向の作動力が発生し、これにより第２カムリング１３ｂが内側クラッチ板１２ａを押して第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌが締結されるものである。
【００２１】
次に、前記第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌについて説明する。この第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌは、前記サンギヤ３１と中心軸６との間に設けられている。すなわち、前記中心軸６と一体に、円盤状のプレート６４ａと、このプレート６４ａの外周端に結合された円筒６４ｂとからなる回転部材６４が設けられ、この回転部材６４の円筒６４ｂの外周と、前記サンギヤ３１と一体に設けられている回転伝達部材４０の中径円筒部材４０ｄの内周とにそれぞれスプラインが形成され、これらスプラインに内側クラッチ板１５ａと外側クラッチ板１５ｂが軸方向に移動可能に設けられている。
この第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌの締結は、第３コントロールカム１６ならびに第３電磁ソレノイド１７により成される。前記第３コントロールカム１６も、第１コントロールカム８と同様に、第１カムリング１６ａ、第２カムリング１６ｂ、ボール１６ｃ、ミニクラッチ板１６ｄを備えている。そして、第３電磁ソレノイドＣ−Ｃ／Ｌに通電されて吸引力が発生し、アマチュア１７ａが軸方向に移動してミニクラッチ板１６ｄを締結させると、第３コントロールカム１６が作動して、増幅機能が得られて軸方向の作動力が発生し、これにより第２カムリング１６ｂが内側クラッチ板１５ａを押して第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを締結させる構成となっている。
前記発電電動機ＭＧは、ロータ７１とステータ７２を備えている。
前記ロータ７１は、前記第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌと第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌとの間に位置する前記回転伝達部材４０の中径円筒部材４０ｄの外周に取り付けられており、また、このロータ７１の外周に対向して、前記ユニットハウジングＵＨの内周にステータ７２が取り付けられている。したがって、ステータ７２に通電してロータ７１側に回転力を与えたり、ロータ７１が回転したときにステータ７２に誘導電流を生じさせて発電を行ったりすることができる。
【００２２】
以上説明してきた発電電動ユニットＭＧＵの構成を模式図で示すと、図１のようになる。
【００２３】
前記各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌならびに発電電動機ＭＧの作動は、図２に示すように、クラッチ制御ユニット９３ならびに発電電動制御ユニット９４とにより制御され、発電電動制御ユニット９４は、インバータ９５ならびにバッテリ９６に接続されている。
【００２４】
次に、両制御ユニット９３，９４による制御の流れを図４のフローチャートにより説明する。
ステップ１０１では、エンジンＥＧが停止中であるか否か判定し、停止中であればステップ１０２に進み、駆動中であればステップ１０８に進む。
エンジン停止中である場合に進むステップ１０２では、エンジンの始動要求が有るか否か判定し、始動要求がある場合には、ステップ１０３，１０４，１０５によりエンジンＥＧの始動制御を実行する。ちなみに、この始動要求は、車両走行時の最初の始動時であれば図外のイグニッションスイッチをＯＮとした後のスタータスイッチのＯＮであるが、本実施の形態では、走行途中の停車時にエンジンＥＧの駆動を停止させる一般にアイドリングストップと呼ばれる制御を実行するものであり、この場合の始動要求としては、図外のアクセルペダルの踏み込みあるいは図外のアイドリングストップ解除スイッチの投入などである。
ステップ１０３以降のエンジン始動制御を実行する場合、ステップ１０４において第１および第２クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／ＬをＯＦＦとして解放させる一方、第３クラッチＣ−Ｃ／ＬをＯＮとして締結させ、この状態で発電電動機ＭＧに通電して電動機として駆動させる。これにより、発電電動機ＭＧのロータ７１が回転されるのに伴って、締結状態の第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを介して入力軸１が回転され、エンジンＥＧの始動が成され、一方、このロータ７１の回転は、出力軸２には伝達されない。
その後、ステップ１０６において図外のエンジン回転数センサなどからの入力に基づいてエンジンＥＧの始動と判定されたら、ステップ１０７に進んで発電電動機ＭＧの駆動を停止させる。
【００２５】
次に、ステップ１０１において、エンジンＥＧが駆動中の場合に進むステップ１０８にあっては、図外のアクセルスイッチがＯＮ、すなわちアクセルペダルが踏み込まれているか否か判定し、踏み込まれている場合には、ステップ１０９ならびにステップ１１０において、この踏み込みが発進意図あるいは加速意図を示しているか否か判定する。すなわち、ステップ１０９において、車速が停車状態を示す設定値Ｘ（例えば、Ｘ＝０〜３ｋｍ／ｈ）未満であるか否か判定し、車速<Ｘの場合には、停車状態においてアクセルがＯＮになっているから、運転者が発進意図を持っているとしてステップ１１１に進んで発進加速制御を行い、また、車速≧Ｘで走行中である場合、加速要求を持っているか定速走行中であるかを、例えばアクセル開度の変化率などにより判定し、加速要求がある場合にはステップ１１３に進んで加速制御を行う。また、発進意図も加速意図も無い場合には、ステップ１１５に進んで定常走行制御を行う。
【００２６】
ステップ１１１およびそれに続くステップ１１２において実行する発進制御では、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＮとし、第２クラッチＢ−Ｃ／ＬをＯＦＦとし、さらに第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌに対して所定の滑り制御を実行しながら締結させる。
すなわち、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを締結させることによりエンジンＥＧのトルクが回転伝達部材４０を介してキャリア３２に入力される。この状態ではサンギヤ３１ならびにリングギヤ３３は、フリーの状態となっており、キャリア３２が回転するがトルクは伝達されない。ここで第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを滑らせながら締結力を与えると、サンギヤ３１に負荷が与えられるため、リングギヤ３３にトルクが伝達され、このリングギヤ３３は、キャリア３２ならびにサンギヤ３１よりも低速で回転を始める。このようにリングギヤ３３には減速して出力されるため、トルクが増大して、発進に良好なトルク伝達が成されることになる。
このようにサンギヤ３１に対して負荷を与えない場合には、エンジンＥＧのトルク伝達が成されることなく動力が逃がされるが、サンギヤ３１に負荷を与えることで、この負荷に対応したトルクが伝達される（これを本明細書では動力循環と称する）。
【００２７】
また、ステップ１１３およびそれに続くステップ１１４において実行する加速制御、ならびに、ステップ１１５〜１１７で実行する定常走行制御にあっては、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＦＦとし、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌおよび第３クラッチＣ−Ｃ／ＬをＯＮとして締結させる。
したがって、エンジンＥＧのトルクが、入力軸１から第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌならびに回転伝達部材４０を介してサンギヤ３１に伝達され、さらにサンギヤ３１から第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを介して出力軸２に伝達される。この場合、遊星歯車３を介することなく無駄なくトルク伝達される。
さらに、ステップ１１７では、バッテリ充電量（以下、これをＳＯＣ量という）に応じ、必要に応じて発電電動機ＭＧを発電機として作動させてバッテリ９６に充電する。この場合、ＳＯＣ量が、図５の特性図に示す過放電限界に近い値まで低下したときに発電を行って充電する。
【００２８】
次に、エンジンＥＧが駆動していてアクセルがＯＮとなっておらず、ステップ１０１，１０８でＮＯと判定された場合、アイドルストップ制御、ヒルホールドトルク制御、クリープトルク制御、減速制御のいずれの制御を実行するかを判断する。
この判断を行うため、まず、ステップ１１８に進んで、車速が予め設定された極低速の設定値Ｙ（例えば、Ｙ＝３〜１０ｋｍ／ｈ）未満か否か判定し、車速≧Ｙの場合は、アクセルを離して極低速よりも速い走行を行っている状態であるからステップ１１９以下の減速制御を実行する。この減速制御の場合には、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＦＦとし、第２クラッチＢ−Ｃ／ＬをＯＮとし、第３クラッチＣ−Ｃ／ＬをＯＦＦとする。
したがって、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭとが切り離され、かつ、駆動輪の回転がトランスミッションＴＭを介して出力軸２に伝達され、さらにサンギヤ３１ならびに回転伝達部材４０を介してロータ７１に伝達される。よって、ステップ１１７に進んで必要に応じて発電電動機ＭＧを発電機として作動させて回生を行い、この回生エネルギの分だけエンジンブレーキに相当する制動力を得ることができる。また、この場合、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌの締結初期に滑り制御を行って、回生によりショックが発生しないようにすることもできる。
【００２９】
次に、ステップ１１８において車速＜Ｙと判定された場合、ステップ１２１に進んで車速＝０であるか否か判定し、車速≠０の場合は、ステップ１２２に続くクリープトルク制御を実行する。
このクリープトルク制御にあっては、まず、ステップ１２３において回生充電能力が有るか否か判定し、すなわち、図５の特性図において過充電限界値まで余裕があるか否か判定し、余裕がある場合、ステップ１２４に進んで、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＮとするとともに、第２および第３クラッチＢ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／ＬをＯＦＦとし、発電電動機ＭＧにおいて回生発電を行う。
したがって、エンジンＥＧのトルクが第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを介して遊星歯車３のキャリア３２に入力され、かつ、発電電動機ＭＧの回生発電によりサンギヤ３１に負荷が与えられることによりリングギヤ３３が減速回転され、これが出力軸２に伝達される。すなわち、発電電動機ＭＧの負荷に応じて出力軸２が低速・高トルクで回転され、これによりいわゆるクリープ状態でゆっくりと前進あるいは後退を行うことができる。
また、ステップ１２３において、回生充電能力が無いと判定した場合、ステップ１２５に進んで第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＮし、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを滑り制御し、第３クラッチＣ−Ｃ／ＬをＯＦＦとする。
したがって、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌの締結力に応じてサンギヤ３１に負荷が発生し、この負荷に応じてリングギヤ３３が回転して出力軸２を低速・高トルクで回転され、いわゆるクリープ状態を形成してゆっくりと前進あるいは後退することができる。
【００３０】
次に、ステップ１２１において車速＝０の場合、さらにステップ１２６および１２７において、ヒルホールド条件が成立している否かの判断を行う。すなわち、ステップ１２６に進んで、車速偏差△Ｖ／△ｔが、所定値よりも小さいか否か判定し、△Ｖ／△ｔが所定値以上の場合、または、△Ｖ／△ｔが所定値よりも小さくてもステップ１２７においてブレーキがＯＮとなっていない場合は、上り坂に停車している（ヒルホールド条件が成立）とみなし、ステップ１２８に進んで、ヒルホールドトルク制御を実行する。このヒルホールドトルク制御にあっては、ステップ１２９において、回生充電能力が有るか否か判定し、回生充電能力がある場合にはステップ１３０に進んで、前述したステップ１２４と同様に、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＮとし、かつ第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌならびに第３クラッチＣ−Ｃ／ＬをＯＦＦとし、発電電動機ＭＧを回生発電させる。
したがって、上述したように出力軸２を低速・高トルクで回転させることができるもので、このヒルホールドトルク制御の場合には、発電電動機ＭＧの発電量を出力軸２の回転速度が０となるように制御して、車両を上り坂に停止した状態を維持させる、いわゆるヒルホールドを行うことができる。
なお、ヒルホールド条件は、例えば前後加速度センサの出力を利用して路面傾斜を判断し、上り坂を検出したときにアクセルがオフであることとする等、他の条件を設定してもよい。
【００３１】
一方、ステップ１２９において、回生充電能力がない場合には、ステップ１３１に進んで、上述したステップ１２５と同様に第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＮとし、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを滑り制御し、第３クラッチＣ−Ｃ／ＬをＯＦＦとする。
この場合も、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌの滑り量を出力軸２の回転速度が０となるように制御して、車両を上り坂に停止した状態を維持することができる。
【００３２】
次に、ステップ１２７においてブレーキがＯＮである場合には、ステップ１３２に進んで、エンジン停止制御（いわゆるアイドルストップ）を実行する。
この場合、ステップ１３３において、全てのクラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／ＬをＯＦＦとし、さらにステップ１３４に進んで、発電電動機ＭＧを発電機の状態とする。したがって、駆動輪に何らかのトルクがかかった場合には、発電電動機ＭＧの発電が制動力となり、車両が移動するのを制限することができる。
【００３３】
次に、滑り制御について説明する。
まず、ステップ１２５におけるクリープトルク制御時、また、ステップ１１２における発進時の滑り制御の流れを図６のフローチャートにより説明する。
ステップ２０１では、滑り制御の開始か否か判定し、開始の場合はステップ２０２に進み、開始でない場合には１回の流れを終える。
ステップ２０２では、滑り制御の初回、すなわち滑り制御開始判定直後であるか否か判定し、初回の場合はステップ２０３に進み、２回目以降はステップ２０９に進む。
ステップ２０３では、エンジン回転数、すなわち入力軸１の回転数を検知し、続くステップ２０４では、トランスミッションＴＭの前回転数すなわち出力軸２の回転数を検知し、ステップ２０５では、エンジントルクに基づいて目標締結時間を図外のマップを参照して求める。
ステップ２０６では、（エンジン回転−ＡＴ前回転）／目標締結時間から単位時間当たりの目標スリップ回転を求める。
ステップ２０７では、エンジントルクに基づいて初回デューティを図外のマップを参照して求める。
ステップ２０８では、求めたデューティを制御対象のクラッチの電磁ソレノイドに向けて出力する。
【００３４】
一方、滑り制御の２回目からはステップ２０９に進んで、フィードバック制御を実行する。すなわち、ステップ２０９では、目標スリップ回転×経過時間からスリップ値Ａを求める。
さらにステップ２１０において、実スリップ回転を、エンジン回転−ＡＴ前回転から求める。
続くステップ２１１において、スリップ値Ａから実スリップ回転を差し引いて、差分Ｂを求める。
ステップ２１２では、差分Ｂが０以下であるか否か判定し、Ｂ≦０の場合はステップ２１３に進んでデューティを増加させる補正を行い、一方、Ｂ＞０の場合は、ステップ２１４にてデューティを減少させる補正を行う。
【００３５】
以上のように、エンジン回転とＡＴ前回転から目標スリップ回転を求め、実スリップ回転がこの目標スリップ回転となるように、デューティ制御を行うものである。
【００３６】
次に、ヒルホールドトルク制御時のステップ１３１における滑り制御を図７のフローチャートにより説明する。図において（ａ）は滑り制御を（ｂ）は滑り制御中のエンジン制御を示している。
ステップ３０１では、上位の制御タスクから与えられた車速指令に基づいて出力軸回転数指令ＡＡを作成する。なお、ここで言う出力軸とは、トランスミッションＴＭの出力軸であり、基本的には、ヒルホールドトルク制御を実行する場合には、車速は０ｋｍ／ｈと指令される。
ステップ３０２では、車輪速あるいはプロペラシャフト回転数から実車輪速Ｂを読み込む。
ステップ３０３では、実車輪速Ｂから、トランスミッションＴＭの変速比を考慮して第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌの出力部材すなわち出力軸２の回転数Ｃを演算する。
ステップ３０４では、出力軸回転数指令ＡＡと実車輪速Ｂとから、車速偏差Ｄを求める。
ステップ３０５では、エンジン回転数からクラッチ出力軸回転数Ｃを差し引いて（クラッチ）入出力回転差Ｅを求める。
ステップ３０６では、出力軸回転数指令ＡＡと入出力回転差Ｅとに基づいてトルク指令Ｆを求める。このトルク指令は、車速指令と車速偏差とに基づいて公知のＰＩＤ制御などにより決定する。
ステップ３０７では、車速偏差Ｄとトルク指令Ｆとにより押し付け力指令Ｇを求める。すなわち、クラッチの伝達トルクは、押し付け力と回転速差を主なパラメータとして決定される。そこで、この逆関数を用いて、トルク指令Ｆと車速偏差Ｄ（入出力回転差）から押し付け力指令Ｇを決定する。
ステップ３０８では、押し付け力指令Ｇに応じた電流指令Ｈを演算する。この場合、クラッチ締結前は最大値を出力し、締結後は比例関係とし、フィードフォワード、フィードバックによるＰＩＤ制御を実行する。ステップ３０９では、電圧指令Ｊを演算する。
【００３７】
また、以上の滑り制御を実行している間、エンジンでは、ステップ３１１において、出力軸回転数指令ＡＡに基づいてエンジン回転数指令Ｑを演算し、続くステップ３１２において、エンジン回転数指令Ｑとトルク指令Ｆとに基づいてエンジン制御操作量Ｒを求める。
以上の制御により、上り坂でアクセルペダルから足を離している状態で車輪速が０となるように、クラッチＣ／Ｌを滑らせるとともに、エンジンＥＧが停止することの無いように必要なトルクを出力するものである。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態１にあっては、定常走行時には、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌならびに第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを締結させて、入力軸１から回転伝達部材４０を介して出力軸２にトルク伝達を行うもので、途中に滑りによるエネルギロスが生じることがなく、効率のよいトルク伝達を行うことができる。
しかも、発進やクリープやヒルホールドといった、トルクが必要なときには、遊星歯車３を介してトルク伝達を行い、さらにこの時に、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌあるいは第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを滑り制御することにより、遊星歯車３のリングギヤ３３において減速を行って、出力軸２において低速・高トルクでトルク伝達を行うことができる。したがって、発進やクリープやヒルホールドにおいて、十分なトルクを得ることができ、加えて、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌあるいは第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを滑らせるにしても、サンギヤ３１の負荷に応じただけの滑りを発生させるとともに、両クラッチＢ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌとして、湿式の多板クラッチを用いているため、発熱量を抑えることができるとともに、外径寸法を抑えてコンパクトに形成することができる。
特に、発熱が発生するおそれが高いクリープトルク制御時ならびにヒルホールドトルク制御時には、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを滑らせるようにしており、この、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌは、遊星歯車３や回転伝達部材４０などの回転要素の外側であって、ユニットハウジングＵＨに近い位置に設けられているため、放熱性に優れていて、発熱量を抑えることができる。
また、本実施の形態１にあっては、クリープトルク制御ならびにヒルホールドトルク制御を実行する際に、バッテリ９６に充電の余裕がある場合には、サンギヤ３１に対する負荷を発電電動機ＭＧにより与えてエネルギ回生を行うようにしているため、エネルギロスを抑えることができる。
【００３９】
さらに、実施の形態１にあっては、各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌの締結を、それぞれトルク増幅を行う第１〜第３コントロールカム８，１３，１６により行うようにしているため、入力に対して大きな締結押圧力を得ることができ、効率の良く強固なクラッチ締結を実行することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
この実施の形態２は、実施の形態１の変形例であり、図８の模式図に示すように、サンギヤ３１と一体的な回転伝達部材４０の大径円筒部材４０ｅと、ユニットハウジングＵＨとの間に、回転伝達部材４０の回転を規制するブレーキＢＲＫ−Ｄを設けた例である。なお、他の構成については実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
また、この実施の形態２にあっては、図９のフローチャートに示すように制御する。このフローチャートにおいても、実施の形態１と同じ処理を行うステップについては実施の形態１と同じ符号を付けて説明を省略する。
この実施の形態２にあっては、各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌの締結およびブレーキＢＲＫ−Ｄを作動させるステップ２０４，２１２，２１４，２１６，２２０，２２４，２２５，２３０，２３３が実施の形態１と異なるが、実質的には、これらのなかのステップ２１４における処理が異なる。すなわち、このステップ２１４は、加速要求に応える処理を実行するものであり、この場合、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを締結させ、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌならびに第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌは、非締結状態とし、ブレーキＢＲＫ−ＤをＯＮとして回転伝達部材４０を固定させる。
この場合、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを締結することによりキャリア３２にトルク入力され、ブレーキＢＲＫ−Ｄにより回転伝達部材４０と共にサンギヤ３１が固定されるため、リングギヤ３３が増速されることになり、この増速された回転をトランスミッションＴＭに入力することができ、高い加速性を発揮することができる。
なお、上記ステップのうち他のステップ２０４，２１２，２１６，２２０，２２４，２２５，２３０，２３３は、いずれもブレーキＢＲＫ−ＤをＯＦＦとするので、実質的にはそれぞれ実施の形態１の１０４，１１２，１１６，１２０，１２４，１２５，１３０，１３３と同様である。
【００４１】
（実施の形態３）
図１０は実施の形態３の動力伝達装置を示す模式図である。この実施の形態３は、実施の形態１の発電電動機ＭＧを省略した例であり、他の構成に関しては実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
また、この実施の形態３にあっては、図外の構成においてエンジンＥＧには、スタータモータが設けられている。また、エンジンＥＧの駆動を制御する図外のエンジンコントロールユニットは、エンジンＥＧにおける燃料噴射をカットするいわゆるフューエルカット制御を実行可能に構成されている。
【００４２】
次に、この実施の形態３の制御流れを図１１により説明する。なお、このフローチャートを説明するにあたり、図４に示す実施の形態１のフローチャートと同じ処理を行うステップに関しては、同じ符号を付けて説明を省略することとし、実施の形態１との相違点のみを説明する。
【００４３】
まず、実施の形態３では、ステップ１０１→１０２→１０３に続く始動制御では、ステップ３０４において、３つのクラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを全て非締結状態として、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭとの接続を絶った状態とし、続くステップ３０５において図外のスタータモータを駆動させて始動を行う。
【００４４】
また、ステップ１０１→１０８→１１８→１１９に続く減速制御では、ステップ３２０において、フューエルカットが実行されるか否か判定し、フューエルカットが実行される場合にはステップ３２１に進んで、３つのクラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを非締結状態としてエンジンＥＧとトランスミッションＴＭとを切り離して過大なエンジンブレーキが作用しないようにする。
一方、ステップ３２０においてフューエルカットを実行しない場合には、ステップ３２２に進んで、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを非締結状態、第２クラッチＢ−Ｃ／および第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを締結状態とする。したがって、入力軸１と出力軸２とが遊星歯車３を介して接続されて、図外の駆動輪に対してエンジンブレーキが作用する。
【００４５】
また、ステップ１０８→１１８→１２１→１２２と進んでクリープトルク制御を実行する場合には、そのままステップ１２５に進んで第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを締結させるとともに、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを滑り制御して、低速・高トルクの出力を行う。また、ステップ１０８→１１８→１２１→１２６→１２８と進んでヒルホールド制御を実行する場合も、そのままステップ１３１に進んでステップ１２５と同様の処理を実行する。
【００４６】
この実施の形態３の場合も、実施の形態１と同様に、遊星歯車３ならびに第１〜第３クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを設けたことにより、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭとを直結して効率の良いトルク伝達が可能であるとともに、クラッチＢ−Ｃ／ＬあるいはＣ−Ｃ／Ｌを滑らせて遊星歯車３を介して減速してトルク伝達を行うことにより、高トルク出力が可能となり、発進をスムーズに行ったり、クリープ走行やヒルホールドが可能となるという効果を奏する。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、実施の形態では、自動車においてエンジンＥＧとトランスミッションＴＭとの間のトルク伝達を行うことに適用した例を示したが、自動車以外の産業機器におけるトルク伝達に適用することもできる。
また、要は、３つのクラッチのうち２つのクラッチを選択的に締結させて遊星歯車を介してトルク伝達を実行できるように３つのクラッチを設け、締結するクラッチの１つを滑らせることで、減速させてトルク伝達を行うことが可能であるから、クラッチの配置や滑らせるクラッチは、実施の形態に示したものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態１の動力伝達装置を適用した発電電動ユニットの構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１の全体構成図である。
【図３】実施の形態１の断面図である。
【図４】実施の形態１における制御流れを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１におけるバッテリ充電量ＳＯＣを示す特性図である。
【図６】実施の形態１における発進時およびクリープトルク制御時のクラッチ滑り制御流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１におけるヒルホールドトルク制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２における発電電動ユニットを示す模式図である。
【図９】実施の形態２の制御流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３における動力伝達装置を示す模式図である。
【図１１】実施の形態３の制御流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１入力軸
２出力軸
３遊星歯車
５振動吸収手段
６中心軸
７ａアマチュア
７第１電磁ソレノイド
８第１コントロールカム
８ａカムリング
８ｂカムリング
８ｃ，８ｄカム溝
８ｅボール
８ｆミニクラッチ板
８ｇミニクラッチ板
９操作ロッド
１１ａクラッチケース
１１ｂ，１１ｃスプライン
１１ｄ内側クラッチ板
１１ｅ外側クラッチ板
１１ｐプレート
１２ａ内側クラッチ板
１２ｂ外側クラッチ板
１３第２コントロールカム
１３ｆアマチュア
１３ａカムリング
１３ｂカムリング
１３ｃボール
１３ｄミニクラッチ板
１３ｐプレート
１４第２電磁ソレノイド
１５ａ内側クラッチ板
１５ｂ外側クラッチ板
１６第３コントロールカム
１６ａカムリング
１６ｂカムリング
１６ｃボール
１６ｄミニクラッチ板
１７第３電磁ソレノイド
１７ａアマチュア
２１中心軸
２２ａプレート
２２ｂ円筒
２２ｃスプライン
３１サンギヤ
３２キャリア
３３リングギヤ
３４プレート
４０回転伝達部材
４０ａプレート
４０ｂ小径円筒部材
４０ｃプレート
４０ｄ中径円筒部材
４０ｅ大径円筒部材
４０ｆスプライン
５１弾性プレート
５２ダンパ
５２ｂ内側プレート
５２ａ外側プレート
６１プレート
６４回転部材
６４ａプレート
６４ｂ円筒
７１ロータ
７２ステータ
９１前後進機構部
９３クラッチ制御ユニット
９４発電電動制御ユニット
９５インバータ
９６バッテリ
ＢＲＫ−Ｄブレーキ
ＥＧエンジン
ＭＧ発電電動機
ＭＧＵ発電電動ユニット
ＴＭトランスミッション
ＵＨユニットハウジング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission device suitable for transmitting power between a power source of a vehicle and a transmission.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in general, an automobile equipped with an automatic transmission uses a torque converter as a power transmission device between an engine as a power source and the automatic transmission. Such a technique is described, for example, on page 149 of the complete volume of automobile engineering Vol. 9 (published by Sankaido on November 20, 1980).
Further, as another power transmission means, a clutch is known, and an automatic clutch system that automatically connects and disconnects the clutch according to need from an operation simplicity request has been proposed. A device using a dry single-plate clutch is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the torque converter transmits power through a fluid, there is a problem that power loss due to slip occurs and fuel consumption is poor.
On the other hand, the means using a clutch hardly causes power loss, but it is difficult to transmit low speed and high torque, which is an advantage of the torque converter. In other words, in order to perform low speed / high torque transmission, torque transmission is performed by sliding the friction surface.However, since heat is generated in this way, so-called creeping phenomenon that gradually progresses by idling rotation of the engine, It is difficult to automatically execute a so-called hill hold that stops at a hill.
In order to achieve hill hold, it has been proposed to automatically generate a braking force in the brake device. However, in this case, it is necessary to mount a device that can actively generate a braking force, which increases the cost of the vehicle.
In addition, when a dry single-plate clutch is used, if an attempt is made to secure torque capacity, the outer diameter is increased, the degree of freedom in design is reduced, and the in-vehicle performance is deteriorated.
[0004]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and is excellent in torque transmission efficiency and capable of low-speed and high-torque output, so that creep and hill hold can be performed particularly in a vehicle, It aims at providing the power transmission device excellent in in-vehicle property.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a power transmission device according to claim 1 includes a planetary gear provided between a drive shaft to which torque is transmitted from a power source and an output shaft to which torque is input, and the planetary gear. Power can be transmitted between the drive shaft and the output shaft by fastening two clutches between the link gear, the carrier, or the sun gear, which are the rotating elements of the motor, and either the drive shaft or the output shaft. Three clutches, a first clutch, a second clutch, and a third clutch, provided so as to be able to form a stateThe first clutch has an input member connected to the sun gear, an output member connected to the carrier, and the second clutch has an input member connected to the sun gear, while the output member Is connected to the output shaft and the link gear, and the third clutch has an input member connected to the drive shaft, while an output member is connected to the sun gear,Switching between engaging / disengaging each clutch and switching torque to control one clutch among the two clutches to be engaged when creating a state where power can be transmitted and to control the slippage of the other clutch And a control means.
[0006]
ContractClaim2The power transmission device according to claim 1, wherein the drive shaft receives torque from the engine, the output shaft outputs torque to the transmission, and the switching control means travels from the travel state detection means. A state is input, and the switching control meansAboveThe first clutch is disengaged, andAboveWhile engaging the second clutch,AboveA starting torque control for controlling the slip of the third clutch is executed.
[0007]
Claims3The invention described in claim 12In the power transmission device according to claim 1, the switching control means isAboveThe first clutch is in a non-engaged state,AboveThe second clutch andAboveThe third clutch is fastened.
Claims4The power transmission device according to claim 2 or 3, wherein the switching control means includes:AboveWhen the engine is running and the accelerator is off and the vehicle speed is extremely low,AboveThe third clutch is disengaged, andAboveWhile engaging the first clutch,AboveA creep torque control for controlling the slip of the second clutch is performed.
Claims5The invention described in claim 12Or4In the power transmission device according to claim 1, the switching control means includes:AboveWhen the engine is running, the accelerator is off, the vehicle speed is 0, and a predetermined hill hold condition is met,AboveThe third clutch is disengaged, andAboveWhile engaging the first clutch,AboveA hill hold torque control is performed in which the second clutch is controlled to slip and the output shaft rotational speed is set to zero.
[0008]
Claims6The invention described in claim 12Or5In the power transmission device according to claim 2, the second clutch andAboveWhile being able to generate electricity with the rotation of the rotating member, the rotating member between the third clutch,AboveA generator motor capable of applying a rotational force to the rotating member is provided, and generator motor control means for controlling the operation of the generator motor is provided.
Claims7The invention described in claim 16In the power transmission device described inAboveWhen the engine is started, the switching control meansAboveA first clutch andAboveThe second clutch is disengaged, andAboveWhile the third clutch is engaged, the generator motor control meansAboveOperate the generator motor as a motorAboveThe engine is started.
Claims8The invention described in claim 16Or7In the power transmission device according to the above, at the time of deceleration, the switching control means isAboveThe first clutch andAboveThe third clutch is disengaged, andAboveThe second clutch is brought into the engaged state, and the generator motor control meansAboveEnergy regeneration is performed by operating a generator motor as a generator.
Claims9The invention described in claim 16Or8In the power transmission device according to claim 1, when the traveling state detecting unit includes a charging state detecting unit that detects a charging state of a battery, and when the traveling state is a traveling condition for performing the creep torque control or the hill hold torque control, When the charging state detection means determines that charging is possible,AboveThe switching control means isAboveWhile fastening only the first clutch,AboveElectric generator control meansAboveEnergy regeneration is performed by the generator motor, and torque control is executed using the braking force generated by the energy regeneration.AboveWhen the charging state detection means determines that charging is not possible,AboveA creep torque control or a hill hold torque control for controlling the slippage of the second clutch is performed.
[0009]
[Action and effect of the invention]
In the present invention, when the switching control means releases all the clutches, the rotating element of the planetary gear is disconnected from the drive shaft and the output shaft, and the engine torque is not transmitted to the transmission. In this state, for example, the engine can be started.
Next, when torque is transmitted from the drive shaft to the output shaft, two of the first to third clutches are engaged. As a result, torque is transmitted from the drive shaft to the output shaft via the rotating element of the planetary gear, and the amount of slip can be set to 0, so that torque can be transmitted efficiently.
The switching control means executes torque control when the two clutches are engaged. In this torque control, one of the two clutches is engaged and the other clutch is slid.
As a result, one of the rotating elements of the planetary gear is rotated at the same speed as the rotational speed of the drive shaft, and the other rotating element is accelerated while the other rotating element is decelerated. be able to. Therefore, it is possible to perform torque transmission by decelerating the output shaft and increasing the torque.
Therefore, when applied to the transmission of torque between the engine and the transmission in the vehicle, the hill hold that transmits the torque to the output shaft so that the vehicle does not move backward on the uphill, or the output that gradually moves forward or backward. Creep that transmits torque to the shaft can be executed.
When the first clutch is engaged, the power is input to the carrier. In this state, the rotational speed of the output shaft is 0, and the sun gear idles at a rotational speed corresponding to the gear ratio of each gear. Here, when the third clutch is slid and fastened, a load is applied to the sun gear, so the rotation speed of the sun gear decreases, while the link gear starts rotating. The rotational speed of the link gear is decelerated compared to the input rotational speed, and torque is transmitted while increasing.
Therefore, the output shaft can be rotated at a low speed and a high torque, and therefore, when applied to a vehicle, it is possible to execute start, creep, and hill hold.
Also, when the first clutch is engaged, the carrier and the sun gear rotate and the link gear is stopped, and the second clutch is engaged while sliding, a load is generated on the sun gear as described above. As the rotational speed decreases, the link gear rotates at a low speed and a high torque, and it is possible to execute start, creep and hill hold.
[0010]
ContractClaim3When the vehicle starts, the first clutch is engaged, the second clutch is brought into the non-engaged state, and the third clutch is controlled to slip. Therefore, the claims1As described in the invention, the output shaft can be rotated at low speed and high torque to start.
[0011]
Claim3In the invention described in, during the steady running, the first clutch is brought into a non-engaged state, and the second clutch and the third clutch are fastened.
Therefore, the torque of the drive shaft is transmitted from the third clutch to the output shaft through the sun gear. In this way, in the steady running state, torque transmission is performed without operating the planetary gear, so energy loss can be reliably eliminated.
[0012]
Claim4In the invention described in (1), the switching control means executes creep torque control when the vehicle stops on a flat ground, moves away from the accelerator, and moves forward or backward at an extremely low speed.
That is, when the engine is being driven, the accelerator is off, and the vehicle speed is extremely low, the first clutch is engaged, the third clutch is disengaged, and the second clutch is controlled to slip. Thus, torque transmitted from the engine to the drive shaft is input to the carrier and is transmitted from the link gear to the output shaft in a decelerated state. Therefore, a so-called creep that makes the vehicle move forward or backward gradually becomes possible.
[0013]
Claim5In the invention described in (1), when the vehicle is stopped on an uphill and the foot is released from the accelerator, the switching control means executes hill hold torque control.
That is, when the engine is driven, when the accelerator is off, the vehicle speed is 0, and the predetermined hill hold condition is satisfied, the first clutch is engaged, the third clutch is disengaged, and the second clutch is controlled to slip. Thus, the output shaft rotational speed is set to zero. At this time, since the torque input to the carrier of the planetary gear is decelerated and output from the link gear, a high torque is applied so that the output shaft rotational speed becomes zero against the vehicle moving backward due to gravitational acceleration. It can be transmitted and kept in a state where the vehicle is stopped without going uphill.
[0014]
Claim6In the invention described in the above, the generator motor is provided on the rotating member between the second clutch and the third clutch, and when the rotating member is rotating, the generator motor is operated as a generator to generate electric power. On the other hand, when the rotating member is stopped, the generator motor can be operated as an electric motor for propulsion or the engine can be started.
That is, the claim7When the engine is started, the generator motor is provided with the first clutch and the second clutch in the non-engaged state, the linkage between the drive shaft and the output shaft is cut off, and the third clutch is in the engaged state. When the rotating member is connected to the drive shaft via the third clutch and the generator motor is used as a motor in this state, the output torque of the motor is transmitted to the drive shaft and the engine can be started.
Claims8When the vehicle is decelerated, the first clutch and the third clutch are not engaged, and the drive shaft on the engine side and the drive shaft on the transmission side are connected.AbsoluteWhen the second clutch is engaged and the output shaft on the transmission side is connected to the rotating member provided with the generator motor, and the generator motor is operated as a generator in this state, the transmission Side torque input and output shaftBothThe rotation transmitting member rotates, and this rotation can be converted into electric energy by operating the generator motor as a generator to perform energy regeneration.
[0015]
Claim9In the invention described in the above, when the running condition is to execute creep torque control for rotating the output shaft at a very low speed, or to perform hill hold torque control for stopping the output shaft at 0 even on an uphill When the battery is in a chargeable state, the first clutch is engaged and the generator motor is operated as a generator. Therefore, when a load is applied to the rotation of the sun gear due to the power generation of the generator motor, the rotation of the drive shaft is decelerated and transmitted from the link gear to the output shaft, and in the same way as the creep torque control and hill hold torque control described above, The torque can be output to the output shaft.
On the other hand, when charging is impossible, the above-described creep torque control or hill hold torque control is executed to output low speed and high torque.
Therefore, when the engine is idling, the desired torque can be transmitted to the output shaft, and the hill hold can be executed to gradually move the vehicle forward and backward, and to stop the vehicle without going backward on the uphill.WhenRegeneration can be performed in a range where overcharge is not caused, and energy loss can be suppressed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, the configuration will be described.
Claims of the invention6Or9The generator-motor unit MGU that provides the power transmission apparatus according to the first embodiment corresponding to the invention described in FIG. 2 is provided in the transmission TM as shown in FIG. 2, and includes an engine EG and a forward / reverse mechanism 91 of the transmission TM. It is provided in the middle of the power transmission path between. In the figure, reference numeral 92 denotes a rear part of the transmission, and the shift listening 2 and the forward / reverse mechanism 91 constitute a so-called automatic transmission. Further, instead of this configuration, a manual transmission, CVT, or the like can be used.
[0017]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the upper half of the generator-motor unit MGU. The generator-motor unit MGU includes a unit housing UH coupled to a block housing outside the figure of the engine EG or transmission TM, and an engine output shaft of the engine EG. An input shaft (corresponding to a drive shaft in claims) 1 connected to (not shown), an output shaft 2 connected to an input shaft (not shown) of the transmission TM, and the output shaft 2 and the input shaft A planetary gear 3 that transmits torque to and from 1, a generator motor MG that transmits and receives power to and from a rotating element connected to the planetary gear 3, and a first wet multiplate clutch that is a three-wet multi-plate clutch described later. A clutch AC / L, a second clutch BC / L, and a third clutch CC / L are provided.
[0018]
One end of the input shaft 1 is connected to an engine output shaft (not shown), and the other end is connected to a central shaft 6 via vibration absorbing means 5.
The vibration absorbing means 5 includes an elastic plate 51 for absorbing bending vibration having high rigidity in the rotational direction and low rigidity in the bending direction, and a known torsion damper 52. The outer plate 52a of the torsion damper 52 is integrally coupled. The elastic plate 51 has an inner peripheral portion coupled to the other end of the input shaft 1, and the torsion damper 52 has an inner peripheral portion of the inner plate 52b coupled to the central shaft 6 of the first clutch AC / L. ing. Therefore, when torque is input to the input shaft 1 from the engine output shaft (not shown), the torque is transmitted to the central shaft 6 through the elastic plate 51 and the torsional damper 52 sequentially, and at this time, bending vibration and torsional vibration are elastic. Absorbed by the plate 51 and the torsional damper 52.
[0019]
The planetary gear 3 includes a sun gear 31, a carrier 32, and a ring gear 33. A central shaft 21 is fixed to the output shaft 2 coaxially with the output shaft 2, and a ring gear 33 is fixed to the central shaft 21 via a disk-shaped plate 34. The ring gear 33 is always connected to the output shaft 2. Rotate with 2. The sun gear 31 is provided on the outer periphery of the central shaft 21 so as to be relatively rotatable, and a rotation transmission member 40 is connected to one end of the sun gear 31. The rotation transmission member 40 includes a disk-shaped plate 40a whose inner periphery is coupled to the sun gear 31, a small-diameter cylindrical member 40b whose one end edge is coupled to the outer periphery of the plate 40a, and the small-diameter cylindrical member 40b. A disk-shaped plate 40c having an inner peripheral portion coupled to an edge, a medium-diameter cylindrical member 40d coupled to an outer peripheral portion of the plate 40c, and a large-diameter cylindrical member coupled to the outer peripheral end of the plate 40c. 40e. A first clutch AC / L is provided between the carrier 32 and the central shaft 6. The first clutch A-C / L is coupled to the carrier 32 of the planetary gear 3 and is relatively rotatable with respect to the central shaft 21, and the outer peripheral surface of the central shaft 6 and the clutch case 11a. Splines 11b and 11c formed on the inner peripheral surface, and inner clutch plates 11d and outer clutch plates 11e that are alternately connected to the splines 11b and 11c. The inner and outer clutch plates 11d and 11e are plates. When pressed by 11p, torque is transmitted between the input shaft 1 and the carrier 32. The pressing of the inner and outer clutch plates 11d and 11e is performed by the first electromagnetic solenoid 7 and the first control cam 8. The first electromagnetic solenoid 7 is supported on the outer periphery of the central shaft 6 via a bearing 62 adjacent to a disk-shaped plate 61 provided at one end of the unit housing UH. The first control cam 8 generates a pressing force in the axial direction according to the input torque. The first control cam 8 is restricted from moving in the axial direction with respect to the central shaft 6 but is rotatable. First cam ring 8a, second cam ring 8b that is axially movable but restricted in rotation, and these first cam rings 8aandAnd a ball 8e engaged with cam grooves 8c and 8d formed on the opposing surface of the second cam ring 8b. When a torque in the rotational direction is generated between the first cam ring 8a and the second cam ring 8b, the ball 8e rides on the inclined surfaces of the cam grooves 8c and 8d according to the torque. As a result, the first cam ring 8a and the second cam ring 8b are pushed apart in the axial direction, and the torque generated between the first and second cam rings 8a and 8b is scaled according to the inclination of the cam grooves 8c and 8d. The structure is such that it can be amplified and converted into a pressing force in the axial direction. Further, the second cam ring 8b faces the plate 11p, and an operation rod 9 is provided between them. When the second cam ring 8b moves in the axial direction, the plate 11p is pushed through the operation rod 9. It has become. A plurality of operation rods 9 are provided, each of which is provided in the axial direction through a disk-shaped plate 64a described later, and balls are attached to both ends. Furthermore, splines are respectively provided on the outer peripheral surface of the first cam ring 8a and the inner peripheral surface of a cylinder 64b which will be described later, and a plurality of mini clutch plates 8f and 8g are engaged with each spline. Next to the mini clutch plate 8g, an armature 7a attracted by the electromagnetic solenoid 7 is supported by a cylinder 64b so as to be movable in the axial direction. Accordingly, when the first electromagnetic solenoid 7 is energized and the armature 7a is attracted, the mini clutch plates 8f and 8g are brought into pressure contact, and torque in the rotational direction is generated between the cam rings 8a and 8b, and the second cam ring 8b. When the plate 11p is pushed through the operation rod 9, the clutch plates 11d and 11e are fastened.
[0020]
Next, the second clutch B-C / L will be described. The second clutch BC / L is provided between the sun gear 31 and the output shaft 2. That is, a disc-shaped plate 22a and a cylinder 22b are integrally provided on the outer periphery of the output shaft 2, and a spline 22c is formed on the outer periphery of the cylinder 22b. A spline 40 f is formed on the inner periphery of the large-diameter cylindrical member 40 e of the transmission member 40.
A plurality of inner clutch plates 12a and outer clutch plates 12b are engaged with both the splines 22c and 40f, respectively.
The coupling of the second clutch B-C / L is established by the second control cam 13 and the second electromagnetic solenoid 14. Similarly to the first control cam 8, the second control cam 13 includes a first cam ring 13a whose axial movement is restricted by a plate 13p, a second cam ring 13b whose rotation is restricted, and a ball 13c. Mini clutch plates 13d and 13d are provided between the first cam ring 13a and the large-diameter cylindrical member 40e, and an armature 13f that is attracted by the second electromagnetic solenoid 14 is provided adjacent to the clutch plate 13d. ing. Therefore, when the second electromagnetic solenoid 14 is energized and a suction force is generated, the second control cam 13 is operated, an amplification function is obtained while the mini clutch plate 13d is engaged, and an axial operation force is generated. As a result, the second cam ring 13b pushes the inner clutch plate 12a and the second clutch BC / L is engaged.
[0021]
Next, the third clutch CC / L will be described. The third clutch CC / L is provided between the sun gear 31 and the center shaft 6. That is, a rotating member 64 comprising a disc-shaped plate 64a and a cylinder 64b coupled to the outer peripheral end of the plate 64a is provided integrally with the central shaft 6, and the outer periphery of the cylinder 64b of the rotating member 64; Splines are formed respectively on the inner periphery of the medium-diameter cylindrical member 40d of the rotation transmission member 40 provided integrally with the sun gear 31, and the inner clutch plate 15a and the outer clutch plate 15b can move in the axial direction along these splines. Is provided.
The engagement of the third clutch CC / L is made by the third control cam 16 and the third electromagnetic solenoid 17. Similar to the first control cam 8, the third control cam 16 also includes a first cam ring 16a, a second cam ring 16b, a ball 16c, and a mini clutch plate 16d. Then, when the third electromagnetic solenoid CC / C / L is energized to generate an attractive force and the armature 17a moves in the axial direction to fasten the mini clutch plate 16d, the third control cam 16 is activated and amplified. The function is obtained and an axial operating force is generated, whereby the second cam ring 16b pushes the inner clutch plate 15a to engage the third clutch CC / L.
The generator motor MG includes a rotor 71 and a stator 72.
The rotor 71 is attached to the outer periphery of the medium-diameter cylindrical member 40d of the rotation transmission member 40 located between the second clutch B-C / L and the third clutch C-C / L. A stator 72 is attached to the inner periphery of the unit housing UH so as to face the outer periphery of the rotor 71. Therefore, the stator 72 can be energized to apply a rotational force to the rotor 71 side, or when the rotor 71 rotates, an induction current can be generated in the stator 72 to generate electric power.
[0022]
A schematic diagram of the configuration of the generator-motor unit MGU described above is shown in FIG.
[0023]
The operations of the clutches AC / L, BC / L, CC / L and the generator motor MG are controlled by a clutch control unit 93 and a generator / motor control unit 94, as shown in FIG. The generator / motor control unit 94 is connected to an inverter 95 and a battery 96.
[0024]
Next, the flow of control by both control units 93 and 94 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step 101, it is determined whether or not the engine EG is stopped. If it is stopped, the process proceeds to step 102, and if it is being driven, the process proceeds to step 108.
In step 102 which proceeds when the engine is stopped, it is determined whether or not there is an engine start request. If there is a start request, engine EG start control is executed in steps 103, 104 and 105. By the way, this start request is the starter switch ON after the ignition switch (not shown) is turned ON if it is the first start when the vehicle is running, but in this embodiment, the engine EG In this case, the start request is to depress an accelerator pedal (not shown) or to turn on an idling stop release switch (not shown).
When executing engine start control after step 103, the first and second clutches A / C / L and B / C / L are turned off and released in step 104, while the third clutch C / C / L is turned on. In this state, the generator motor MG is energized and driven as an electric motor. As a result, as the rotor 71 of the generator motor MG is rotated, the input shaft 1 is rotated via the engaged third clutch C-C / L, and the engine EG is started. The rotation of the rotor 71 is not transmitted to the output shaft 2.
Thereafter, when it is determined in step 106 that the engine EG is started based on an input from an engine speed sensor or the like (not shown), the process proceeds to step 107 and the drive of the generator motor MG is stopped.
[0025]
Next, in step 108, which proceeds when the engine EG is being driven in step 101, it is determined whether the accelerator switch (not shown) is ON, that is, whether the accelerator pedal is depressed. In step 109 and step 110, it is determined whether or not this step indicates a start intention or an acceleration intention. That is, in step 109, it is determined whether or not the vehicle speed is less than a set value X indicating a stop state (for example, X = 0 to 3 km / h). If the vehicle speed <X, the accelerator is turned on in the stop state. Therefore, it is determined that the driver intends to start, and the routine proceeds to step 111 to start acceleration control.Do and againWhen the vehicle is traveling at a vehicle speed ≧ X, it is determined, for example, whether the vehicle has an acceleration request or whether the vehicle is traveling at a constant speed, based on, for example, the rate of change in the accelerator opening. Perform acceleration control. If there is no intention to start and no acceleration, the routine proceeds to step 115 where steady running control is performed.
[0026]
In the start control executed in step 111 and subsequent step 112, the first clutch A-C / L is turned on, the second clutch B-C / L is turned off, and the third clutch C-C / L is further turned off. Fastening is performed while executing predetermined slip control.
That is, the torque of the engine EG is input to the carrier 32 via the rotation transmission member 40 by engaging the first clutch A-C / L. In this state, the sun gear 31 and the ring gear 33 are in a free state, and the carrier 32 rotates but no torque is transmitted. Here, when a fastening force is applied while sliding the third clutch CC / L, a load is applied to the sun gear 31, so that torque is transmitted to the ring gear 33, and the ring gear 33 is slower than the carrier 32 and the sun gear 31. Start rotating. Since the ring gear 33 is decelerated and output in this way, the torque increases, and a good torque transmission is made for starting.
When no load is applied to the sun gear 31 as described above, the power is released without transmitting torque of the engine EG. However, when the load is applied to the sun gear 31, torque corresponding to the load is transmitted. (This is referred to herein as power circulation).
[0027]
Further, in the acceleration control executed in step 113 and subsequent step 114 and the steady running control executed in steps 115 to 117, the first clutch A-C / L is turned off and the second clutch B-C / L and the third clutch CC / L are turned on and engaged.
Therefore, the torque of the engine EG is transmitted from the input shaft 1 to the sun gear 31 via the third clutch CC / L and the rotation transmission member 40, and further output from the sun gear 31 via the second clutch BC / C / L. It is transmitted to the shaft 2. In this case, torque is transmitted without waste through the planetary gear 3.
Further, in step 117, the battery 96 is charged by operating the generator motor MG as a generator as necessary according to the battery charge amount (hereinafter referred to as the SOC amount). In this case, when the SOC amount decreases to a value close to the overdischarge limit shown in the characteristic diagram of FIG.
[0028]
Next, when the engine EG is driven and the accelerator is not ON and it is determined NO in Steps 101 and 108, any control of idle stop control, hill hold torque control, creep torque control, and deceleration control is performed. Determine whether to execute.
In order to make this determination, first, the routine proceeds to step 118, where it is determined whether or not the vehicle speed is less than a preset ultra-low speed setting value Y (for example, Y = 3 to 10 km / h). Since the vehicle is traveling faster than the extremely low speed with the accelerator released, the deceleration control in step 119 and subsequent steps is executed. In this deceleration control, the first clutch A-C / L is turned off, the second clutch B-C / L is turned on, and the third clutch C-C / L is turned off.
Therefore, engine EG and transmission TM are disconnected, and rotation of the drive wheels is transmitted to output shaft 2 via transmission TM, and further transmitted to rotor 71 via sun gear 31 and rotation transmission member 40. Therefore, the routine proceeds to step 117, where the generator motor MG is operated as a generator as needed to perform regeneration, and a braking force corresponding to the engine brake can be obtained by this amount of regenerative energy. In this case, it is also possible to perform slip control at the initial stage of engagement of the second clutch BC / L so that no shock is generated by regeneration.
[0029]
Next, when it is determined at step 118 that the vehicle speed <Y, the routine proceeds to step 121, where it is determined whether or not the vehicle speed = 0, and when the vehicle speed ≠ 0, creep torque control following step 122 is executed.
In this creep torque control, first, in step 123, it is determined whether or not there is regenerative charging capability, that is, whether or not there is a margin to the overcharge limit value in the characteristic diagram of FIG. In this case, the routine proceeds to step 124, where the first clutch A-C / L is turned on, the second and third clutches B-C / L, C-C / L are turned off, and regenerative power generation is performed in the generator motor MG. Do.
Accordingly, the torque of the engine EG is input to the carrier 32 of the planetary gear 3 via the first clutch A-C / L, and the load is applied to the sun gear 31 by the regenerative power generation of the generator motor MG, whereby the ring gear 33 is decelerated. This is rotated and transmitted to the output shaft 2. That is, the output shaft 2 is rotated at a low speed and a high torque according to the load of the generator motor MG, so that it can slowly move forward or backward in a so-called creep state.
If it is determined in step 123 that there is no regenerative charging capability, the routine proceeds to step 125 where the first clutch A-C / L is turned on, the second clutch B-C / L is controlled to slip, and the third clutch C -Set C / L to OFF.
Therefore, a load is generated in the sun gear 31 according to the fastening force of the second clutch B-C / L, and the ring gear 33 is rotated according to this load to rotate the output shaft 2 at a low speed and a high torque, so-called creep state. Can slowly move forward or backward.
[0030]
Next, when the vehicle speed = 0 in step 121, it is further determined in steps 126 and 127 whether or not the hill hold condition is satisfied. That is, the routine proceeds to step 126, where it is determined whether or not the vehicle speed deviation ΔV / Δt is smaller than a predetermined value. If ΔV / Δt is equal to or larger than the predetermined value, or ΔV / Δt is a predetermined value. If the brake is not ON in step 127 even if it is smaller than that, it is assumed that the vehicle has stopped on an uphill (the hill hold condition is satisfied), and the routine proceeds to step 128 where hill hold torque control is executed. In this hill hold torque control, it is determined in step 129 whether or not there is a regenerative charging capability, and if there is a regenerative charging capability, the process proceeds to step 130, and in the same way as in step 124 described above, the first clutch A-C / L is turned ON, second clutch B-C / L and third clutch C-C / L are turned OFF, and generator motor MG is regeneratively generated.
Therefore, as described above, the output shaft 2 can be rotated at a low speed and a high torque. In the case of this hill hold torque control, the amount of power generated by the generator motor MG is set to 0 and the rotational speed of the output shaft 2 becomes zero. Thus, a so-called hill hold can be performed in which the vehicle is maintained in a state where it is stopped uphill.
Note that the hill hold condition may be set to other conditions such as, for example, determining the road surface inclination using the output of the longitudinal acceleration sensor and determining that the accelerator is off when an uphill is detected.
[0031]
On the other hand, if there is no regenerative charging capability at step 129, the routine proceeds to step 131 where the first clutch A-C / L is turned on and the second clutch B-C / L is slipped as in step 125 described above. And the third clutch CC / L is turned OFF.
Also in this case, the slip amount of the second clutch BC / L can be controlled so that the rotational speed of the output shaft 2 becomes 0, and the vehicle can be maintained in a state where it is stopped uphill.
[0032]
Next, when the brake is ON in step 127, the routine proceeds to step 132, where engine stop control (so-called idle stop) is executed.
In this case, in step 133, all the clutches AC / L, BC / L, and CC / L are turned OFF, and the process further proceeds to step 134 to set the generator motor MG to the generator state. Therefore, when some torque is applied to the drive wheels, the power generated by the generator motor MG becomes a braking force, and the vehicle can be restricted from moving.
[0033]
Next, slip control will be described.
First, the flow of slip control at the time of creep torque control at step 125 and at the time of start at step 112 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step 201, it is determined whether or not slip control is started. If it is started, the process proceeds to step 202. If it is not started, one flow is finished.
In step 202, it is determined whether or not it is the first time of slip control, that is, whether or not it is immediately after the start of slip control. If it is the first time, the process proceeds to step 203, and the process proceeds to step 209 after the second time.
In step 203, the engine speed, that is, the rotational speed of the input shaft 1, is detected. In the following step 204, the previous rotational speed of the transmission TM, that is, the rotational speed of the output shaft 2, is detected. In step 205, the engine speed is determined. The target fastening time is obtained with reference to a map outside the figure.
In step 206, the target slip rotation per unit time is obtained from (engine rotation-AT pre-rotation) / target engagement time.
In step 207, the initial duty is determined based on the engine torque with reference to a map (not shown).
In step 208, the obtained duty is output toward the electromagnetic solenoid of the clutch to be controlled.
[0034]
On the other hand, from the second slip control, the routine proceeds to step 209, where feedback control is executed. That is, in step 209, the slip value A is obtained from target slip rotation × elapsed time.
Further, in step 210, the actual slip rotation is obtained from the engine rotation-AT pre-rotation.
In the following step 211, the difference B is obtained by subtracting the actual slip rotation from the slip value A.
In step 212, it is determined whether or not the difference B is equal to or less than 0. If B ≦ 0, the process proceeds to step 213 and correction is performed to increase the duty. On the other hand, if B> 0, the duty is determined in step 214. Correction to decrease
[0035]
As described above, the target slip rotation is obtained from the engine rotation and the pre-AT rotation, and duty control is performed so that the actual slip rotation becomes the target slip rotation.
[0036]
Next, the slip control in step 131 during the hill hold torque control will be described with reference to the flowchart of FIG. In the figure, (a) shows slip control and (b) shows engine control during slip control.
In step 301, an output shaft rotational speed command AA is created based on the vehicle speed command given from the host control task. The output shaft referred to here is the output shaft of the transmission TM. Basically, when executing hill hold torque control, the vehicle speed is commanded to 0 km / h.
In step 302, the actual wheel speed B is read from the wheel speed or the propeller shaft rotation speed.
In step 303, the output speed of the output member of the second clutch BC / L, that is, the rotational speed C of the output shaft 2 is calculated from the actual wheel speed B in consideration of the gear ratio of the transmission TM.
In step 304, a vehicle speed deviation D is obtained from the output shaft rotational speed command AA and the actual wheel speed B.
In step 305, the clutch output shaft rotational speed C is subtracted from the engine rotational speed (clutch) to obtain the input / output rotational speed difference E.
In step 306, a torque command F is obtained based on the output shaft rotational speed command AA and the input / output rotational difference E. This torque command is determined by a known PID control or the like based on the vehicle speed command and the vehicle speed deviation.
In step 307, a pressing force command G is obtained from the vehicle speed deviation D and the torque command F. That is, the transmission torque of the clutch is determined using the pressing force and the rotational speed difference as main parameters. Therefore, using this inverse function, the pressing force command G is determined from the torque command F and the vehicle speed deviation D (input / output rotational difference).
In step 308, a current command H corresponding to the pressing force command G is calculated. In this case, the maximum value is output before the clutch is engaged, and the proportional relationship is established after the clutch is engaged, and PID control by feedforward and feedback is executed. In step 309, the voltage command J is calculated.
[0037]
Further, while the above slip control is being executed, the engine calculates the engine speed command Q based on the output shaft speed command AA in step 311, and in the next step 312, the engine speed command Q and torque An engine control operation amount R is obtained based on the command F.
With the above control, the clutch C / L is slid so that the wheel speed becomes 0 with the foot off the accelerator pedal on the uphill, and the necessary torque is applied so that the engine EG does not stop. Output.
[0038]
As described above, in the first embodiment, during steady running, the second clutch B-C / L and the third clutch C-C / L are engaged and the rotation transmission member 40 is moved from the input shaft 1. Thus, torque transmission to the output shaft 2 is performed, and energy loss due to slipping does not occur in the middle, and efficient torque transmission can be performed.
In addition, when torque such as start, creep or hill hold is necessary, torque is transmitted via the planetary gear 3, and at this time, the second clutch B-C / L or the third clutch C-C / L is slipped. By controlling, the ring gear 33 of the planetary gear 3 can be decelerated and the output shaft 2 can transmit torque at a low speed and a high torque. Therefore, a sufficient torque can be obtained in starting, creeping and hill holding, and in addition, even if the second clutch B-C / L or the third clutch C-C / L is slid, the load of the sun gear 31 is increased. As both clutches B-C / L and C-C / L use wet multi-plate clutches, the amount of heat generated can be suppressed and the outer diameter can be reduced. It can be suppressed and formed compact.
In particular, during creep torque control and hill hold torque control that are likely to generate heat, the second clutch BC / L is slid, and the second clutch BC / L is a planetary gear. 3 and the rotation transmitting member 40 are provided outside the rotating element and at a position close to the unit housing UH. Therefore, the heat dissipation is excellent and the amount of generated heat can be suppressed.
In the first embodiment, when the creep torque control and the hill hold torque control are executed, if the battery 96 has a margin for charging, the load is applied to the sun gear 31 by the generator motor MG and the energy is increased. Since regeneration is performed, energy loss can be suppressed.
[0039]
Furthermore, in the first embodiment, the clutches AC / L, BC / L, and CC / L are engaged by the first to third control cams 8, 13, Therefore, a large engagement pressing force can be obtained with respect to the input, and efficient and strong clutch engagement can be executed.
[0040]
(Embodiment 2)
The second embodiment is a modification of the first embodiment. As shown in the schematic diagram of FIG. 8, the large-diameter cylindrical member 40e of the rotation transmission member 40 integral with the sun gear 31 and the unit housing UH In this example, a brake BRK-D that restricts the rotation of the rotation transmitting member 40 is provided. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
In the second embodiment, control is performed as shown in the flowchart of FIG. Also in this flowchart, steps for performing the same processing as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
In the second embodiment, steps 204, 212, 214, 216, 220, 220 for engaging the clutches AC / L, BC / L, CC / L and operating the brake BRK-D. Although 224, 225, 230, and 233 are different from the first embodiment, the processing in step 214 is substantially different. That is, this step 214 executes a process in response to the acceleration request. In this case, the first clutch A-C / L is engaged, and the second clutch B-C / L and the third clutch C-C / L are engaged. L is in a non-engaged state, the brake BRK-D is turned on, and the rotation transmission member 40 is fixed.
In this case, torque is input to the carrier 32 by engaging the first clutch A-C / L, and the sun gear 31 is fixed together with the rotation transmission member 40 by the brake BRK-D, so that the ring gear 33 is accelerated. Thus, the increased rotation can be input to the transmission TM, and high acceleration can be exhibited.
Of the above steps, the other steps 204, 212, 216, 220, 224, 225, 230, and 233 all turn off the brake BRK-D. 112, 116, 120, 124, 125, 130, 133.
[0041]
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a schematic diagram showing the power transmission device of the third embodiment. The third embodiment is an example in which the generator motor MG of the first embodiment is omitted, and the other configuration is the same as that of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
In the third embodiment, the engine EG is provided with a starter motor in a configuration not shown. An engine control unit (not shown) that controls the driving of the engine EG is configured to perform so-called fuel cut control for cutting fuel injection in the engine EG.
[0042]
Next, the control flow of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the description of this flowchart, the same steps as those in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 4 will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and only the differences from the first embodiment will be described. explain.
[0043]
First, in the third embodiment, in the start control following step 101 → 102 → 103, in step 304, all the three clutches AC / L, BC / L, CC / L are set in the non-engaged state. Then, the engine EG and the transmission TM are disconnected from each other, and in the subsequent step 305, the starter motor (not shown) is driven to start.
[0044]
In the deceleration control following steps 101 → 108 → 118 → 119, it is determined in step 320 whether or not fuel cut is executed. If fuel cut is executed, the process proceeds to step 321 and the three clutches A-C / L, B-C / L, and C-C / L are set in a non-engaged state to separate engine EG and transmission TM so that excessive engine braking does not act.
On the other hand, when the fuel cut is not executed in step 320, the routine proceeds to step 322, where the first clutch A-C / L is not engaged, and the second clutch B-C / and the third clutch C-C / L are engaged. It shall be in a fastening state. Therefore, the input shaft 1 and the output shaft 2 are connected via the planetary gear 3, and the engine brake acts on the drive wheels not shown.
[0045]
Further, when the creep torque control is executed by proceeding from step 108 → 118 → 121 → 122, the process proceeds to step 125 as it is, and the first clutch AC / L is engaged and the second clutch BC / C / L. Controls slipping and outputs low speed and high torque. Also, when the hill hold control is executed by proceeding from step 108 → 118 → 121 → 126 → 128, the process proceeds to step 131 and the same processing as step 125 is performed.
[0046]
In the case of the third embodiment, as in the first embodiment, the planetary gear 3 and the first to third clutches AC / L, BC / L, CC / L are provided. The engine EG and the transmission TM can be directly connected to transmit torque efficiently, and the clutch B-C / L or C-C / L can be slid to decelerate via the planetary gear 3 to transmit torque. As a result, high torque output is possible, and it is possible to smoothly start the vehicle and perform creep running and hill hold.
[0047]
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
For example, in the embodiment, an example in which torque transmission between the engine EG and the transmission TM is performed in an automobile has been described, but the present invention can also be applied to torque transmission in industrial equipment other than the automobile.
In addition, the point is that two of the three clutches are selectively engaged and three clutches are provided so that torque transmission can be executed via the planetary gear, and one of the clutches to be engaged is slid. Since torque transmission can be performed by decelerating, the arrangement of the clutch and the clutch to be slid are not limited to those shown in the embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a generator motor unit to which a power transmission device according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a control flow in the first embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a battery charge amount SOC in the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a clutch slip control flow at the time of start and creep torque control in the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of hill hold torque control in the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a generator-motor unit according to Embodiment 2.
FIG. 9 is a flowchart showing a control flow of the second embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a power transmission device in a third embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing a control flow of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Input shaft
2 Output shaft
3 Planetary gear
5 Vibration absorbing means
6 Central axis
7a amateur
7 First electromagnetic solenoid
8 First control cam
8a Cam ring
8b Cam ring
8c, 8d Cam groove
8e ball
8f Mini clutch plate
8g Mini clutch plate
9 Operation rod
11a Clutch case
11b, 11c spline
11d Inner clutch plate
11e Outer clutch plate
11p plate
12a Inner clutch plate
12b Outer clutch plate
13 Second control cam
13f amateur
13a Cam ring
13b Cam ring
13c ball
13d mini clutch plate
13p plate
14 Second electromagnetic solenoid
15a Inner clutch plate
15b Outer clutch plate
16 Third control cam
16a cam ring
16b Cam ring
16c ball
16d mini clutch plate
17 Third electromagnetic solenoid
17a amateur
21 Central axis
22a plate
22b cylinder
22c spline
31 Sungear
32 Carrier
33 Ring gear
34 plates
40 Rotation transmission member
40a plate
40b Small-diameter cylindrical member
40c plate
40d Medium diameter cylindrical member
40e Large-diameter cylindrical member
40f spline
51 Elastic plate
52 Damper
52b Inner plate
52a outer plate
61 plates
64 Rotating member
64a plate
64b cylinder
71 rotor
72 Stator
91 Forward / reverse mechanism
93 Clutch control unit
94 Electric generator control unit
95 Inverter
96 battery
BRK-D brake
EG engine
MG generator motor
MGU generator motor unit
TM transmission
UH unit housing

Claims

A planetary gear provided between a drive shaft that transmits torque from a power source and an output shaft that outputs torque, and any of a ring gear, a carrier, and a sun gear that are rotating elements of the planetary gear, and the drive shaft and the output shaft A first clutch, a second clutch, which are provided so that a power transmission state can be formed between the drive shaft and the output shaft by fastening two clutches between them, Three clutches of the third clutch and one clutch of the two clutches that are engaged when switching the engagement / disengagement of each clutch and forming a state capable of transmitting power are engaged, and the other is engaged. Switching control means for executing torque control for slip control , and
The first clutch has an input member connected to the drive shaft, an output member connected to the carrier, and the second clutch has an input member connected to the sun gear, while an output member An output shaft connected to an output shaft and a ring gear, and the third clutch has an output member connected to the sun gear while an input member is connected to the drive shaft .

The drive shaft receives torque input from the engine,
The output shaft outputs torque to the transmission,
The switching control means receives a running state from a running state detecting means,
It said switching control means, when the vehicle starts, and wherein the first clutch and disengaged state, and causes the engagement of the second clutch, performing a start-time torque control for slip control said third clutch The power transmission device according to claim 1 .

It said switching control means, during steady running, the first clutch and disengaged state, the power transmission device according to claim 2, characterized in that for fastening the second clutch and said third clutch.

It said switching control means, wherein even during the engine driving, the accelerator-off, and, when the low-speed vehicle speed pole, said third clutch and disengaged state, and with fastening the first clutch, the second The power transmission device according to claim 2 or 3 , wherein creep torque control for controlling slip of the clutch is executed.

It said switching control means, wherein even during the engine driving, the accelerator-off and, at the vehicle speed is 0, when further predetermined hill hold condition is satisfied, and the third clutch and the disengaged state, and the first thereby engage the clutch, the power transmission device according to claims 2 to 4 output shaft rotational speed of the second clutch by the slip control and executes the hill-hold torque control to 0.

Wherein the rotating member between the second clutch and the third clutch, as well as a possible power with the rotation of the rotary member, the rotational force can provide a generator motor is provided in said rotating member,
The power transmission device according to claim 2 to 5, characterized in that the generator motor control means for controlling the operation of the generator motor is provided.

When the engine start, the switch control means, said first clutch and said second clutch and disengaged state, and, along with the engaged state of the third clutch, the generator motor control means motor the generator motor The power transmission device according to claim 6 , wherein the engine is started by operating as follows.

During deceleration operation, the switching control means, said first clutch and said third clutch and disengaged state, and with the second clutch in the engaged state, the generator motor control means the generator motor as a generator is allowed, the power transmission device according to claim 6 or 7, characterized in that the energy recovery.

The driving state detecting means includes a charging state detecting means for detecting a charging state of a battery,
Running state, when the a driving condition for creep torque control or hill-hold torque control, when the charge state detecting means determines that allows charging, the switching control means may be fastened only the first clutch, the generator motor control means performs energy regeneration by the generator motor, and executes the torque control using the braking force by the energy recovery, whereas, when the charging state detecting means determines that not charged, the second 6 to claim, characterized in that to perform the creep torque control or hill-hold torque control for slip control of the clutch power transmission device according to 8.