JP4024222B2 - Speed control device for hybrid vehicle - Google Patents

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Description

本発明はハイブリッド車両の速度制御装置に関し、特にタイヤに連結される駆動軸と駆動モータが装着されるモータ出力軸とが直結されるハイブリッド車両の速度制御装置に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle speed control device, and more particularly to a hybrid vehicle speed control device in which a drive shaft connected to a tire and a motor output shaft to which a drive motor is attached are directly connected.

車両の駆動源としてガソリンエンジンなどの内燃機関と電動モータとを併用するハイブリッド車両の駆動方式には、シリーズ式とパラレル式とシリーズ・パラレル式とがある。シリーズ式は発電機により発電される電力をバッテリに充電し、駆動源として作動する電動モータつまり駆動モータにより車両を駆動させる駆動方式であり、エンジンは発電機を駆動するために使用される。パラレル式はエンジンを駆動源の主体とし、エンジンに負荷がかかる発進時や加速時には電動モータを駆動源として作動させて駆動力を補助し、軽負荷時には電動モータを発電機として作動させてバッテリの充電を行なわせる駆動方式である。シリーズ・パラレル式は、エンジンに加えて、発電機と駆動モータとを独立に有する車両の駆動方式である。シリーズ・パラレル式は、車両の走行状況に応じて、エンジン単体による駆動と、駆動モータ単体による駆動と、双方を駆動源とする駆動とに切り換えて走行する点でパラレル式と共通するが、駆動モータ作動中でもエンジンにより発電機を作動させて発電し得る点でパラレル式と相違する。   Hybrid vehicle drive systems that use an internal combustion engine such as a gasoline engine and an electric motor as a vehicle drive source include a series system, a parallel system, and a series / parallel system. The series type is a driving method in which electric power generated by a generator is charged in a battery and the vehicle is driven by an electric motor that operates as a driving source, that is, a driving motor, and an engine is used to drive the generator. In the parallel type, the engine is the main drive source, and when starting or accelerating when the engine is loaded, the electric motor is used as a drive source to assist in driving force, and during light loads the electric motor is used as a generator to operate the battery. This is a driving method for charging. The series / parallel system is a vehicle drive system that independently includes a generator and a drive motor in addition to the engine. The series / parallel system is common to the parallel system in that it travels by switching between driving with a single engine, driving with a single driving motor, and driving with both driving sources depending on the driving conditions of the vehicle. This is different from the parallel type in that the generator can be operated by the engine even during operation of the motor.

ハイブリッド車両に搭載され駆動源として作動する駆動モータは、広い駆動領域での使用が予定されていることから、大きな駆動力を出力し得る大容量のモータが搭載されるとともに、通常、そのモータの回転数限界値はバースト限界値から所定の余裕を見積もって算出される値に設定されている。   A drive motor that is mounted on a hybrid vehicle and operates as a drive source is scheduled to be used in a wide drive area. Therefore, a large-capacity motor that can output a large driving force is mounted, and usually, The rotation speed limit value is set to a value calculated by estimating a predetermined margin from the burst limit value.

このようなハイブリッド車両の動力伝達装置には、タイヤに駆動力を伝達するためにタイヤに連結される駆動軸と駆動モータが装着されるモータ出力軸とをクラッチを介さずに直接連結するものがあり、かかる場合には、駆動軸の回転数つまり車速に連動して駆動モータが装着されるモータ出力軸が強制的に回転することになる。したがって、かかる構成を採るハイブリッド車両においては、モータ出力軸の回転数が駆動モータの回転数限界値を超えてしまわないように、駆動モータの回転数限界値に基づいて車速リミッタ値を予め設定しておき、車両が車速リミッタ値を超えて走行しないように速度制御を行なう必要がある。   In such a hybrid vehicle power transmission device, there is one that directly couples a drive shaft coupled to a tire and a motor output shaft to which a drive motor is mounted in order to transmit a driving force to the tire without using a clutch. In such a case, the motor output shaft on which the drive motor is mounted is forcibly rotated in conjunction with the rotational speed of the drive shaft, that is, the vehicle speed. Therefore, in a hybrid vehicle employing such a configuration, a vehicle speed limiter value is set in advance based on the rotation speed limit value of the drive motor so that the rotation speed of the motor output shaft does not exceed the rotation speed limit value of the drive motor. In addition, it is necessary to perform speed control so that the vehicle does not travel exceeding the vehicle speed limiter value.

ところで、駆動モータの回転数限界値を当該駆動モータのバースト限界値からの余裕を小さく見積もって設定している場合でも、運転者の加速意思に従って車速が決まるような平坦路や登坂路を走行する際には、車速が車速リミッタ値以上となったときに出力制限を行なうことによって、モータ出力軸の回転数が駆動モータのバースト限界値を超えて回転してしまう可能性は少ない。しかしながら、加速意思がないにも係わらず車両が加速してしまうような降坂路を走行する際には、車速が車速リミッタ値以上となったときに出力制限を行なっても、運転者の意思に反してモータ出力軸の回転数が駆動モータのバースト限界値を超えて回転してしまう可能性が大きい。   By the way, even when the rotation speed limit value of the drive motor is set with a small margin from the burst limit value of the drive motor, the vehicle travels on a flat road or uphill road where the vehicle speed is determined according to the driver's acceleration intention. In this case, by limiting the output when the vehicle speed becomes equal to or higher than the vehicle speed limiter value, there is little possibility that the rotation speed of the motor output shaft will exceed the burst limit value of the drive motor. However, when driving on a downhill road where the vehicle accelerates even though there is no intention to accelerate, even if the output is limited when the vehicle speed exceeds the vehicle speed limiter value, the driver's will On the other hand, there is a high possibility that the rotation speed of the motor output shaft will rotate beyond the burst limit value of the drive motor.

本発明の目的は、タイヤに連結される駆動軸に直結されるモータ出力軸に装着される駆動モータを保護するためのハイブリッド車両の速度制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a speed control device for a hybrid vehicle for protecting a drive motor attached to a motor output shaft directly connected to a drive shaft connected to a tire.

本発明のハイブリッド車両の速度制御装置は、タイヤに連結される駆動軸と、当該駆動軸に直結されるモータ出力軸と、当該モータ出力軸を収容するモータケースとを備えるハイブッド車両の速度制御装置であって、前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出手段と、前記モータ出力軸に固定され一体となって回転するロータと、前記モータケースに固定されるステータとにより構成される駆動モータと、前記車速検出手段により検出される車速が前記駆動モータの回転数限界値に基づいて設定される車速リミッタ値の初期値以上となったときには、前記初期値より小さな低車速値に前記車速リミッタ値を変更する車速リミッタ値変更手段とを有し、車速が車速リミッタ値以上となったときには所定のアクセル踏み込み量に対する出力トルクを小さくすることを特徴とする。   A speed control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes a drive shaft connected to a tire, a motor output shaft directly connected to the drive shaft, and a motor case that houses the motor output shaft. A drive motor comprising vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the hybrid vehicle, a rotor fixed to the motor output shaft and rotating integrally, and a stator fixed to the motor case; When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means becomes equal to or higher than the initial value of the vehicle speed limiter value set based on the rotation speed limit value of the drive motor, the vehicle speed limiter value is set to a low vehicle speed value smaller than the initial value. Vehicle speed limiter value changing means for changing, and when the vehicle speed exceeds the vehicle speed limiter value, an output corresponding to a predetermined accelerator depression amount Characterized in that to reduce the torque.

本発明のハイブリッド車両の速度制御装置は、前記低車速値の値を複数設定し、車速が複数の低車速値のうち大きい方の低車速値以上となったときにはそれよりも小さい低車速値に前記車速リミッタ値を変更することを特徴とする。   The hybrid vehicle speed control device according to the present invention sets a plurality of values of the low vehicle speed value, and when the vehicle speed becomes equal to or higher than the larger one of the plurality of low vehicle speed values, a lower vehicle speed value is set. The vehicle speed limiter value is changed.

本発明のハイブリッド車両の速度制御装置は、低車速値での車速制御の終了条件に基づいて、前記車速リミッタ値を前記初期値に戻すことを特徴とする。   The speed control device for a hybrid vehicle according to the present invention is characterized in that the vehicle speed limiter value is returned to the initial value based on a vehicle speed control end condition at a low vehicle speed value.

本発明にあっては、車速が車速リミッタ値以上となったときには車速リミッタ値に基づいて所定のアクセル踏み込み量に対する出力トルクを小さくすることにより、アクセルを踏み込み過ぎても車速が出過ぎないようにし、駆動モータを確実に保護することができる。出力トルクは徐々に減少するので、走行フィーリングを損なうことなく、駆動モータを確実に保護することができる。   In the present invention, when the vehicle speed becomes equal to or higher than the vehicle speed limiter value, the output torque for a predetermined accelerator depression amount is reduced based on the vehicle speed limiter value, so that the vehicle speed does not excessively increase even if the accelerator is depressed excessively. The drive motor can be reliably protected. Since the output torque gradually decreases, the drive motor can be reliably protected without impairing the running feeling.

本発明にあっては、車速リミッタ値の初期値よりも小さな低車速値を値を相違させて複数設定し、車速が値が大きい方の低車速値以上となったときには、それよりも小さい低車速値に車速リミッタ値を変更するという学習制御により、運転者の加速意思に適合した車速リミッタ値に変更することができ、駆動モータを確実に保護することができる。変更された車速リミッタ値は、車速制御の終了条件に基づいて初期値に戻すことができる。   In the present invention, a plurality of low vehicle speed values smaller than the initial value of the vehicle speed limiter value are set with different values, and when the vehicle speed exceeds the lower vehicle speed value of the larger value, the lower vehicle speed limit value is set to a lower value. By the learning control of changing the vehicle speed limiter value to the vehicle speed value, the vehicle speed limiter value can be changed to suit the driver's intention to accelerate, and the drive motor can be reliably protected. The changed vehicle speed limiter value can be returned to the initial value based on the vehicle speed control end condition.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の動力伝達装置の概略図である。この動力伝達装置は、変速機を構成する変速機入力軸10と変速機出力軸11とが相互に平行となって回転自在に組み込まれるギヤケース12を有しており、ギヤケース12はエンジンルーム内に搭載されたエンジン13の後方に配置されている。エンジン13は縦置きつまりクランク軸14が車両の進行方向を向くようにエンジンルーム内に搭載され、動力伝達装置は縦置きとなって車両に搭載されている。   FIG. 1 is a schematic diagram of a power transmission device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. This power transmission device has a gear case 12 in which a transmission input shaft 10 and a transmission output shaft 11 constituting a transmission are rotatably incorporated in parallel with each other, and the gear case 12 is disposed in an engine room. It is arranged behind the mounted engine 13. The engine 13 is mounted vertically in the engine room so that the crankshaft 14 faces the traveling direction of the vehicle, and the power transmission device is mounted vertically in the vehicle.

ギヤケース12内には、発電機として作動する電動モータつまり発電モータ15が組み込まれており、発電モータ15はクランク軸14に取り付けられるロータ16と、ロータ16を囲むようにギヤケース12に固定されるステータ17とを有している。ロータ16の回転中心部には、エンジン出力軸18が回転自在に装着され、このエンジン出力軸18はロータ16の内部空間に組み込まれるダンパ19を介してロータ16に連結されている。つまり、発電モータ15のロータ16とエンジン出力軸18とはエンジン13によって駆動されるようになっており、クランク軸14のエンジン動力はダンパ19により振動が減衰されてエンジン出力軸18に伝達されることになる。   An electric motor that operates as a generator, that is, a generator motor 15 is incorporated in the gear case 12. The generator motor 15 includes a rotor 16 attached to the crankshaft 14 and a stator fixed to the gear case 12 so as to surround the rotor 16. 17. An engine output shaft 18 is rotatably mounted on the rotation center portion of the rotor 16, and the engine output shaft 18 is connected to the rotor 16 via a damper 19 incorporated in the internal space of the rotor 16. That is, the rotor 16 of the generator motor 15 and the engine output shaft 18 are driven by the engine 13, and the engine power of the crankshaft 14 is transmitted to the engine output shaft 18 after the vibration is attenuated by the damper 19. It will be.

エンジン出力軸18と変速機入力軸10との間には、第1クラッチ20と第2クラッチ21とが直列に連結されている。第1クラッチ20は電磁式多板クラッチであり、エンジン出力軸18に固定される第1入力要素としてのクラッチハブ22と、連結軸23に固定される第1出力要素としてのクラッチドラム24とを有し、クラッチハブ22には複数のクラッチプレート25が装着され、クラッチドラム24にはクラッチプレート25に係合する複数のクラッチプレート26が装着されている。また、摩擦係合要素としてのクラッチプレート25,26を相互に密着して係合させるクラッチ締結状態と、係合を解いてクラッチ解放状態とに切り換えるための電磁コイル27がギヤケース12内に組み込まれている。   A first clutch 20 and a second clutch 21 are connected in series between the engine output shaft 18 and the transmission input shaft 10. The first clutch 20 is an electromagnetic multi-plate clutch, and includes a clutch hub 22 as a first input element fixed to the engine output shaft 18 and a clutch drum 24 as a first output element fixed to the connecting shaft 23. The clutch hub 22 is provided with a plurality of clutch plates 25, and the clutch drum 24 is provided with a plurality of clutch plates 26 that engage with the clutch plates 25. An electromagnetic coil 27 is incorporated in the gear case 12 for switching between a clutch engagement state in which the clutch plates 25 and 26 as friction engagement elements are brought into close contact with each other and a clutch disengagement state by releasing the engagement. ing.

連結軸23と変速機入力軸10との間に設けられる第2クラッチ21は、電磁式2方向クラッチであり、第1クラッチ20を介して連結軸23に伝達されるエンジン動力を変速機入力軸10に伝達する動力伝達状態と、動力伝達を遮断する解放状態とに断続的に切り換えることができる。   The second clutch 21 provided between the connecting shaft 23 and the transmission input shaft 10 is an electromagnetic two-way clutch, and transmits engine power transmitted to the connecting shaft 23 via the first clutch 20 to the transmission input shaft. 10 can be intermittently switched between a power transmission state for transmission to 10 and a release state for blocking power transmission.

図2(A)は第2クラッチの一例を示す断面図であり、図2(B)は図2(A)のB−B線に沿う断面図である。第2クラッチ21は連結軸23にスプライン結合される外輪28と、変速機入力軸10にスプライン結合される内輪29とを有しており、外輪28は第2入力要素を構成し、内輪29は第2出力要素を構成する。外輪28と内輪29との間には保持器30に保持された円筒状のローラ31が複数配置されている。ローラ31に対面する外輪28の内周面が円筒形状となっているのに対して、内輪29の外周面は多角形となっており、外輪28の内周面と内輪29の外周面との間の間隔は円周方向の位置によって変化し、最も大きい間隔はローラ31の外径よりも大きくなるように設定されている。また、外輪28に固定された摩擦フランジ32と、保持器30に固定されるアマチュア33とが対向して設けられており、摩擦フランジ32に対向して配置される電磁コイル34がギヤケース12に固定されている。   2A is a cross-sectional view showing an example of the second clutch, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2A. The second clutch 21 has an outer ring 28 splined to the connecting shaft 23 and an inner ring 29 splined to the transmission input shaft 10. The outer ring 28 constitutes a second input element, and the inner ring 29 is A second output element is configured. A plurality of cylindrical rollers 31 held by a cage 30 are arranged between the outer ring 28 and the inner ring 29. The inner peripheral surface of the outer ring 28 facing the roller 31 has a cylindrical shape, whereas the outer peripheral surface of the inner ring 29 has a polygonal shape, and the inner peripheral surface of the outer ring 28 and the outer peripheral surface of the inner ring 29 The interval between them varies depending on the position in the circumferential direction, and the largest interval is set to be larger than the outer diameter of the roller 31. Further, a friction flange 32 fixed to the outer ring 28 and an armature 33 fixed to the retainer 30 are provided to face each other, and an electromagnetic coil 34 arranged to face the friction flange 32 is fixed to the gear case 12. Has been.

図2(B)に示されるように、電磁コイル34の非通電時には、内輪29と保持器30との間に設けられるスイッチばね35により、ローラ31が内輪29と外輪28との両方に同時に接触しない位置関係に保持される。したがって、電磁コイル34の非通電時には、外輪28はローラ31を介して内輪29と係合することなく内輪29に対して回転自在となる。一方、電磁コイル34の通電時には、アマチュア33が摩擦フランジ32に吸引されるため、外輪28と保持器30とは一体となって回転する。外輪28とともに保持器30が回転移動すると、ローラ31が内輪29の外周面つまりカム面と外輪28の内周面との間で係合し、外輪28は内輪29とともに回転方向に対して一体に回転することになる。したがって、電磁コイル34の通電時には動力伝達が可能な締結状態に切り換えられる一方、電磁コイル34の非通電時には動力伝達が遮断される解放状態に切り換えられることになる。   As shown in FIG. 2B, when the electromagnetic coil 34 is not energized, the roller 31 is simultaneously brought into contact with both the inner ring 29 and the outer ring 28 by the switch spring 35 provided between the inner ring 29 and the cage 30. Not held in a positional relationship. Therefore, when the electromagnetic coil 34 is not energized, the outer ring 28 is rotatable with respect to the inner ring 29 without being engaged with the inner ring 29 via the roller 31. On the other hand, since the armature 33 is attracted to the friction flange 32 when the electromagnetic coil 34 is energized, the outer ring 28 and the cage 30 rotate together. When the cage 30 rotates together with the outer ring 28, the roller 31 engages between the outer peripheral surface of the inner ring 29, that is, the cam surface and the inner peripheral surface of the outer ring 28, and the outer ring 28 is integrated with the inner ring 29 in the rotation direction. Will rotate. Therefore, when the electromagnetic coil 34 is energized, it is switched to a fastening state in which power transmission is possible, while when the electromagnetic coil 34 is not energized, it is switched to a release state in which power transmission is interrupted.

図1に示すように、変速機入力軸10には2つの駆動歯車36,37が回転自在に装着され、駆動歯車36,37のそれぞれには変速機出力軸11に固定される従動歯車38,39が常時噛み合っており、低速段側の変速歯車列と高速段側の変速歯車列とを構成している。駆動歯車36と駆動歯車37との間には、変速機入力軸10に固定される切換ハブ40と、切換ハブ40に対して軸方向に移動自在に装着される切換スリーブ41とを有する切換クラッチ42が配置されている。切換スリーブ41を駆動歯車36に設けられたクラッチギヤに噛み合わせると低速段側の変速歯車列を介して変速機入力軸10から変速機出力軸11に動力が伝達され、切換スリーブ41を駆動歯車37に設けられたクラッチギヤに噛み合わせると高速段側の変速歯車列を介して動力が伝達され、切換スリーブ41を中立位置に設定すると動力の伝達は遮断されるようになっている。   As shown in FIG. 1, two drive gears 36, 37 are rotatably mounted on the transmission input shaft 10, and each of the drive gears 36, 37 is a driven gear 38 fixed to the transmission output shaft 11. 39 is always meshed, and constitutes a low-speed gear train and a high-speed gear train. Between the driving gear 36 and the driving gear 37, a switching clutch having a switching hub 40 fixed to the transmission input shaft 10 and a switching sleeve 41 mounted to the switching hub 40 so as to be movable in the axial direction. 42 is arranged. When the switching sleeve 41 is engaged with a clutch gear provided on the drive gear 36, power is transmitted from the transmission input shaft 10 to the transmission output shaft 11 via the transmission gear train on the low speed stage side, and the switching sleeve 41 is driven to the driving gear. When meshed with a clutch gear provided at 37, power is transmitted through the high-speed gear train, and when the switching sleeve 41 is set to the neutral position, power transmission is interrupted.

ギヤケース12内には一端部にスプラインが形成されるモータ入力軸43が回転自在に装着されており、このモータ入力軸43には変速機出力軸11に固定される従動歯車44に噛み合う駆動歯車45が固定されている。なお、変速機出力軸11とモータ入力軸43とを同軸状に配置してこれらをスプライン結合すれば、駆動歯車44と従動歯車45の配置は不要となる。   A motor input shaft 43 having a spline formed at one end is rotatably mounted in the gear case 12, and a drive gear 45 that meshes with a driven gear 44 fixed to the transmission output shaft 11. Is fixed. If the transmission output shaft 11 and the motor input shaft 43 are arranged coaxially and are spline-coupled, the arrangement of the drive gear 44 and the driven gear 45 becomes unnecessary.

変速機出力軸11の先端部には終減速小歯車であるドライブピニオン歯車46が設けられており、このドライブピニオン歯車46には終減速大歯車であるリング歯車47が噛み合っている。リング歯車47はフロントデファレンシャルつまり前輪用の差動歯車機構48に装着されている。これより、変速機出力軸11に伝達される動力は、前輪用の差動歯車機構48を介して駆動軸49に伝達され、駆動軸49の回転により左右の前輪が駆動されることになる。   A drive pinion gear 46, which is a final reduction gear, is provided at the tip of the transmission output shaft 11, and a ring gear 47, which is a final reduction large gear, meshes with the drive pinion gear 46. The ring gear 47 is mounted on a front differential, that is, a differential gear mechanism 48 for a front wheel. Thus, the power transmitted to the transmission output shaft 11 is transmitted to the drive shaft 49 via the front wheel differential gear mechanism 48, and the left and right front wheels are driven by the rotation of the drive shaft 49.

ギヤケース12にはモータケース50が取り付けられ、このモータケース50内には駆動源として作動し得る電動モータつまり駆動モータ51が組み込まれており、その駆動モータ51はロータ52と当該ロータ52を囲むようにモータケース50に固定されるステータ53とを有している。ロータ52に設けられるモータ出力軸54はロータ52の両端からそれぞれ突出する連結端部54a,54bを有しており、連結端部54a,54bのそれぞれにはスプライン孔が形成され、連結端部54aにはモータ入力軸43のスプラインが連結されている。これより、モータ動力は駆動歯車45および従動歯車44を介して変速機出力軸11に伝達されることになる。   A motor case 50 is attached to the gear case 12, and an electric motor that can operate as a drive source, that is, a drive motor 51 is incorporated in the motor case 50. The drive motor 51 surrounds the rotor 52 and the rotor 52. And a stator 53 fixed to the motor case 50. The motor output shaft 54 provided in the rotor 52 has connection end portions 54a and 54b protruding from both ends of the rotor 52, and spline holes are formed in the connection end portions 54a and 54b, respectively, and the connection end portion 54a. Is connected to the spline of the motor input shaft 43. Thus, the motor power is transmitted to the transmission output shaft 11 via the drive gear 45 and the driven gear 44.

図1に示す動力伝達装置は四輪駆動用のものであり、後輪に対してもモータ動力とエンジン動力とを伝達することができる。後輪に動力を伝達するために、モータケース50にはトランスファーケース55が取り付けられ、このトランスファーケース55内には連結端部54bのスプラインに連結される後輪出力軸56が回転自在に装着されている。トランスファーケース55内には後輪出力軸56に平行に動力伝達軸57と中間軸58とが相互に平行となってそれぞれ回転自在に装着され、後輪出力軸56に固定される駆動歯車59は中間軸58に固定される従動歯車60に噛み合い、この従動歯車60と一体に回転する駆動歯車61は動力伝達軸57に固定される従動歯車62に噛み合っている。   The power transmission device shown in FIG. 1 is for four-wheel drive, and can transmit motor power and engine power to the rear wheels. In order to transmit power to the rear wheels, a transfer case 55 is attached to the motor case 50, and a rear wheel output shaft 56 connected to the spline of the connecting end portion 54b is rotatably mounted in the transfer case 55. ing. In the transfer case 55, a power transmission shaft 57 and an intermediate shaft 58 are mounted in parallel to the rear wheel output shaft 56 in parallel with each other and are rotatably mounted. A drive gear 59 fixed to the rear wheel output shaft 56 is provided. A drive gear 61 that meshes with a driven gear 60 fixed to the intermediate shaft 58 and rotates integrally with the driven gear 60 meshes with a driven gear 62 fixed to the power transmission shaft 57.

トランスファーケース55内にはトルク分配機構として第3クラッチ63が組み込まれている。この第3クラッチ63は電子制御式のカップリングであり、動力伝達軸57のスプライン部に結合される入力側軸64を備え、この入力側軸64に固定されるハブ65には摩擦プレート66が装着されている。摩擦プレート66に接触する摩擦プレート67がドラム68に装着され、このドラム68は出力側軸69に固定されている。出力側軸69にはスプラインが設けられ、このスプラインにはジョイント70が装着され、このジョイント70には図示しないプロペラシャフトが連結されるようになっており、プロペラシャフトを介して後輪に動力が伝達される。トランスファーケース55内には電磁コイル71が組み込まれており、電磁コイル71に供給される電流を制御することにより、摩擦プレート66,67相互の押し付け力が調整され、前輪に伝達される動力と後輪に伝達される動力のトルク配分を変化させることができる。   A third clutch 63 is incorporated in the transfer case 55 as a torque distribution mechanism. The third clutch 63 is an electronically controlled coupling, and includes an input side shaft 64 coupled to the spline portion of the power transmission shaft 57, and a friction plate 66 is attached to the hub 65 fixed to the input side shaft 64. It is installed. A friction plate 67 that comes into contact with the friction plate 66 is mounted on a drum 68, and the drum 68 is fixed to an output side shaft 69. A spline is provided on the output side shaft 69, and a joint 70 is attached to the spline, and a propeller shaft (not shown) is connected to the joint 70, and power is transmitted to the rear wheel via the propeller shaft. Communicated. An electromagnetic coil 71 is incorporated in the transfer case 55. By controlling the current supplied to the electromagnetic coil 71, the pressing force between the friction plates 66 and 67 is adjusted, and the power transmitted to the front wheels and the rear The torque distribution of the power transmitted to the wheels can be changed.

このような動力伝達装置が搭載されたハイブリッド車両は、エンジン13と駆動モータ51とを動力源とし、車両の走行状況に応じて、駆動モータ51のみで車両を駆動するモータ駆動モードとエンジン13のみで車両を駆動するエンジン駆動モードと、両方の動力を用いて車両を駆動する合成モードとに選択的に切り換えて走行することができる。たとえば、駆動トルクが要求される発進時には駆動モータ51を用いてモータ駆動モードで車両を駆動し、車速の上昇とともにエンジン13を用いてエンジン駆動モードで車両を駆動する。高速走行中に加速する場合などの高負荷時には、駆動モータ51とエンジン13とを併用した合成モードで車両を駆動する。一方、低負荷走行時には、エンジン動力を動力源として発電モータ15により発電し、発電された電力エネルギーをバッテリに充電することができる。エンジン13の始動時には発電モータ15を駆動源として作動させてクランク軸14を回転させることができ、更に制動時には駆動モータ51を発電機として作動させることにより回生された電力をバッテリに充電することができる。   The hybrid vehicle equipped with such a power transmission device uses the engine 13 and the drive motor 51 as power sources, and only the engine 13 and the motor drive mode in which the vehicle is driven only by the drive motor 51 according to the traveling state of the vehicle. The vehicle can be selectively switched between an engine drive mode for driving the vehicle and a combined mode for driving the vehicle using both powers. For example, the vehicle is driven in the motor drive mode using the drive motor 51 at the time of start where drive torque is required, and the vehicle is driven in the engine drive mode using the engine 13 as the vehicle speed increases. At high loads such as when accelerating during high-speed traveling, the vehicle is driven in a combined mode in which the drive motor 51 and the engine 13 are used together. On the other hand, during low-load running, the power can be generated by the generator motor 15 using the engine power as a power source, and the generated power energy can be charged to the battery. The crankshaft 14 can be rotated by operating the generator motor 15 as a drive source when the engine 13 is started, and the battery can be charged with regenerated electric power by operating the drive motor 51 as a generator during braking. it can.

モータ出力軸54は駆動歯車45および従動歯車44により変速機出力軸11に直接連結されているので、エンジン動力が変速機出力軸11に伝達されるときには、エンジン動力はモータ出力軸54にも伝達される。そして、モータ出力軸54は後輪出力軸56に連結されているので、エンジン動力はモータ出力軸54を介して後輪出力軸56に伝達され、図示しないプロペラシャフトおよび後輪用の差動歯車機構を介してエンジン動力が後輪に伝達される。モータ出力軸54には駆動モータ51が装着されているので、モータ動力をモータ出力軸54に直接伝達し、モータ動力のみ又はこれにエンジン動力を付加して後輪に伝達することもできる。   Since the motor output shaft 54 is directly connected to the transmission output shaft 11 by the drive gear 45 and the driven gear 44, the engine power is also transmitted to the motor output shaft 54 when the engine power is transmitted to the transmission output shaft 11. Is done. Since the motor output shaft 54 is connected to the rear wheel output shaft 56, the engine power is transmitted to the rear wheel output shaft 56 via the motor output shaft 54, and a differential gear for a propeller shaft and a rear wheel (not shown). Engine power is transmitted to the rear wheels via the mechanism. Since the drive motor 51 is mounted on the motor output shaft 54, the motor power can be directly transmitted to the motor output shaft 54, and only the motor power or the engine power can be added to the motor output shaft 54 and transmitted to the rear wheels.

図3は図1に示す動力伝達装置を有するハイブリッド車両の制御回路を示すブロック図であり、制御部72には発電モータ15の回転数を検出する発電モータ回転数センサ73、駆動モータ51の回転数を検出する駆動モータ回転数センサ74、ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出手段としての車速センサ75、および運転者により踏み込まれるアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ76その他のセンサから検出信号が入力される。この制御部72からは発電モータ15、駆動モータ51、各種クラッチ20,21,63、およびエンジン13その他の装置に制御信号が送られる。制御部72には、制御信号を演算するマイクロプロセッサ、制御プログラム、演算式、およびマップデータなどを格納するROM、および一時的にデータを格納するRAMなどが設けられており、本発明の車速リミッタ値変更手段はこの制御部72内に組み込まれている。   FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of the hybrid vehicle having the power transmission device shown in FIG. 1. The control unit 72 includes a generator motor rotation speed sensor 73 for detecting the rotation speed of the generator motor 15 and the rotation of the drive motor 51. Drive motor rotation speed sensor 74 for detecting the number of vehicles, vehicle speed sensor 75 as a vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the hybrid vehicle, and accelerator opening sensor 76 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal that is depressed by the driver. A detection signal is input. Control signals are sent from the control unit 72 to the generator motor 15, the drive motor 51, the various clutches 20, 21, 63, and the engine 13 and other devices. The control unit 72 includes a microprocessor for calculating a control signal, a ROM for storing a control program, an arithmetic expression, map data, and a RAM for temporarily storing data, and the vehicle speed limiter according to the present invention. The value changing unit is incorporated in the control unit 72.

本発明にあっては、車速センサ75により検出される車速が駆動モータ51の回転数限界値に基づいて設定される車速リミッタ値の初期値以上となったときには、車速リミッタ値に基づいて所定のアクセル踏み込み量に対する出力トルクを小さくするとともに、前記初期値よりも小さな低車速値に車速リミッタ値を変更する。そして、車速が低車速値以上となったときには、出力トルクを更に小さくするとともに更に小さい低車速値に車速リミッタ値を変更する。   In the present invention, when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 75 becomes equal to or higher than the initial value of the vehicle speed limiter value set based on the rotation speed limit value of the drive motor 51, a predetermined value is set based on the vehicle speed limiter value. The output torque with respect to the accelerator depression amount is reduced, and the vehicle speed limiter value is changed to a low vehicle speed value smaller than the initial value. When the vehicle speed becomes equal to or higher than the low vehicle speed value, the output torque is further reduced and the vehicle speed limiter value is changed to a lower low vehicle speed value.

図4はハイブリッド車両の速度制御処理手順を示すフローチャートであり、図5は図4に示す速度制御処理を実行したときの車速および出力トルクの変化を示すタイムチャートの一例である。本発明に係る速度制御処理は上記制御部72において実行され、設定数nをゼロに設定することに始まり(ステップS1)、車速リミッタ値β(n)がリセットされるまで繰り返し処理が実行される(ステップS2)。本発明に係る速度制御処理の開始条件は任意に設定することができ、例えば、車速αが所定の速度以上となったときに開始させるようにすることができる。   FIG. 4 is a flowchart showing a speed control processing procedure of the hybrid vehicle, and FIG. 5 is an example of a time chart showing changes in vehicle speed and output torque when the speed control processing shown in FIG. 4 is executed. The speed control process according to the present invention is executed by the control unit 72, starting from setting the set number n to zero (step S1), and repeatedly executed until the vehicle speed limiter value β (n) is reset. (Step S2). The start condition of the speed control process according to the present invention can be arbitrarily set. For example, the speed control process can be started when the vehicle speed α exceeds a predetermined speed.

車速リミッタ値β(n)がリセットされない場合には、ステップS3に進み、車速センサ75を用いて車速αの検出が行なわれ、次いで、ステップS4に進み、車速リミッタ値β(n)が読み込まれる。この車速リミッタ値β(n)は、駆動モータ51のバースト限界値から所定の余裕度を見積もって算出される回転数限界値に基づいて設定される値であり、車速αがこの車速リミッタ値β(n)以上の速度に到達している場合にはモータ出力軸54の回転数が駆動モータ51のバースト限界値に近づいていることが判断される。そのため、車速αがリミッタ値β(n)以上となる場合には、同一のアクセル踏み込み量に対して出力トルクが小さくなるように発電モータ15、駆動モータ51、各種クラッチ20,21,63、およびエンジン13その他の装置に制御信号を送信して、アクセルが踏み込まれても車速αが出にくいようにする。車速リミッタ値β(n)は変更することが可能であり、車速リミッタ値β(n)が小さくなるほど出力トルクも小さくなるように設定している。   If the vehicle speed limiter value β (n) is not reset, the process proceeds to step S3, where the vehicle speed α is detected using the vehicle speed sensor 75, and then the process proceeds to step S4, where the vehicle speed limiter value β (n) is read. . The vehicle speed limiter value β (n) is a value set based on the rotational speed limit value calculated by estimating a predetermined margin from the burst limit value of the drive motor 51, and the vehicle speed α is the vehicle speed limiter value β. (N) When the speed reaches the above speed, it is determined that the rotational speed of the motor output shaft 54 is approaching the burst limit value of the drive motor 51. Therefore, when the vehicle speed α is equal to or greater than the limiter value β (n), the generator motor 15, the drive motor 51, the various clutches 20, 21, 63, A control signal is transmitted to the engine 13 and other devices so that the vehicle speed α is not easily generated even when the accelerator is depressed. The vehicle speed limiter value β (n) can be changed, and the output torque is set to decrease as the vehicle speed limiter value β (n) decreases.

第1回目の処理においては、予めROMに記憶されている車速リミッタ値β(n)の初期値β(0)が読み込まれる。つまり、本発明のハイブリッド車両の速度制御装置にあっては、初期値β(0)が車速リミッタ値β(n)として予め設定されており、例えば、図5にP1点として示されるように、車速αがその車速リミッタ値β(n)以上となった場合には出力トルクがT1点からT2点に所定量だけ減少するようになっている。   In the first process, the initial value β (0) of the vehicle speed limiter value β (n) stored in advance in the ROM is read. That is, in the hybrid vehicle speed control device of the present invention, the initial value β (0) is preset as the vehicle speed limiter value β (n). For example, as indicated by point P1 in FIG. When the vehicle speed α becomes equal to or higher than the vehicle speed limiter value β (n), the output torque is reduced by a predetermined amount from the point T1 to the point T2.

ステップS5においては、車速αと車速リミッタ値β(n)との大小関係に基づいて判定フラグAが立てられ、車速αが車速リミッタ値β(n)以上と判断される場合つまり判定フラグAが1の場合(ステップS6参照)には、ステップ7へと進み、一方、車速αが車速リミッタ値β(n)未満と判断される場合つまり判定フラグAが0の場合(ステップS6参照)には、ステップ9へと進む。   In step S5, a determination flag A is set based on the magnitude relationship between the vehicle speed α and the vehicle speed limiter value β (n), and when the vehicle speed α is determined to be equal to or higher than the vehicle speed limiter value β (n), that is, the determination flag A is set. In the case of 1 (see step S6), the process proceeds to step 7. On the other hand, when it is determined that the vehicle speed α is less than the vehicle speed limiter value β (n), that is, when the determination flag A is 0 (see step S6). , Go to Step 9.

ステップS7においては、初期値β(0)よりも小さな低車速値である車速リミッタ値β(n+1)の算出が行なわれる。車速リミッタ値β(n+1)は、車速リミッタ値β(n)からリミッタ数βを差し引いた値として設定される。リミッタ数βは車速リミッタ値β(n)よりも小さな車速リミッタ値β(n+1)を算出するために使用される値であり、定数でも変数でも良い。また、低車速値としての車速リミッタ値β(n)を予め複数設定しておくことにより、ステップS7を省略することもできる。一旦変更された車速リミッタ値β(n)はその値が変更されるまで記憶され、変更後の車速リミッタ値β(n)は次回のステップS4において読み込まれることになる。   In step S7, a vehicle speed limiter value β (n + 1), which is a low vehicle speed value smaller than the initial value β (0), is calculated. The vehicle speed limiter value β (n + 1) is set as a value obtained by subtracting the limiter number β from the vehicle speed limiter value β (n). The limiter number β is a value used to calculate a vehicle speed limiter value β (n + 1) smaller than the vehicle speed limiter value β (n), and may be a constant or a variable. Also, step S7 can be omitted by setting a plurality of vehicle speed limiter values β (n) as low vehicle speed values in advance. The vehicle speed limiter value β (n) once changed is stored until the value is changed, and the changed vehicle speed limiter value β (n) is read in the next step S4.

ステップS8においては設定数nがインクリメントされ、次いで、ステップS2に戻される。一方、ステップS9においては、車速リミッタ値β(n)および設定数nは変更されることなく、そのままステップS2に戻される。そして、ステップS2において設定数nがリセットされない限り、ステップS3〜ステップS9の処理が繰り返し実行される。   In step S8, the set number n is incremented, and then the process returns to step S2. On the other hand, in step S9, the vehicle speed limiter value β (n) and the set number n are not changed and are directly returned to step S2. Then, unless the set number n is reset in step S2, the processes in steps S3 to S9 are repeatedly executed.

ハイブリッド車両が平坦路や登坂路などを走行している際には、一時的に車速αが車速リミッタ値β(n)以上となることがあっても、出力トルクを抑制することによってアクセル踏み込み量が一定条件のもとで車速αは徐々に減速し、モータ出力軸54の回転もバースト限界値を超えることはない。しかしながら、降坂路を走行している際には、車速αと車速リミッタ値β(n)との大小関係に応じて出力トルクを抑制し一時的に車両を減速させても、再び加速してしまう場合がある。そこで、読み込まれる車速リミッタ値β(n)を低車速値に変更し出力トルクを小さくすることによって車両の減速を促すとともに、車速αが値が大きい方の低車速値以上となる度にそれよりも小さい低車速値に車速リミッタ値β(n)を変更するという学習制御により、運転者の加速意思に適合した車速リミッタ値β(n)に変更する。   When the hybrid vehicle is traveling on a flat road or an uphill road, even if the vehicle speed α temporarily exceeds the vehicle speed limiter value β (n), the accelerator depression amount is suppressed by suppressing the output torque. However, the vehicle speed α gradually decreases under a certain condition, and the rotation of the motor output shaft 54 does not exceed the burst limit value. However, when traveling on a downhill road, even if the vehicle is temporarily decelerated by suppressing the output torque according to the magnitude relationship between the vehicle speed α and the vehicle speed limiter value β (n), the vehicle accelerates again. There is a case. Therefore, the vehicle speed limiter value β (n) to be read is changed to a low vehicle speed value to reduce the output torque, thereby prompting the vehicle to decelerate, and whenever the vehicle speed α becomes higher than the low vehicle speed value of the larger value, The vehicle speed limiter value β (n) is changed to a vehicle speed limiter value β (n) adapted to the driver's intention to accelerate by learning control of changing the vehicle speed limiter value β (n) to a smaller low vehicle speed value.

たとえば、図5に示される場合にあっては、P1点において出力トルクをT1点からT2点にまで減少させることによって車速αがP2点にまで減速した場合であっても、坂道の勾配やアクセルの踏み込み量によっては車両が再度加速してしまうこともある。しかしながら、車速リミッタ値β(n)はβ(n+1)に変更されているので、P3点に示すように車速αが車速リミッタ値β(n+1)以上となった段階で、出力トルクはT2点からT3点にまで更に減少されるとともに、車速リミッタ値β(n)はより小さな低車速値であるβ(n+2)に変更される。このように、車速リミッタ値β(n)は、車速αが値が大きい方の低車速値を超える度にそれよりも小さい低車速値に変更され、運転者の加速意思に適合した車速リミッタ値β(n)に設定変更されることになる。このとき、出力トルクは徐々に減少するので、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化を与えることなく、走行フィーリングを損なうこともない。   For example, in the case shown in FIG. 5, even when the vehicle speed α is reduced to the P2 point by reducing the output torque from the T1 point to the T2 point at the P1 point, the slope of the slope and the accelerator Depending on the amount of depression of the vehicle, the vehicle may accelerate again. However, since the vehicle speed limiter value β (n) is changed to β (n + 1), when the vehicle speed α becomes equal to or higher than the vehicle speed limiter value β (n + 1) as shown at point P3, the output torque is increased from the point T2. Further, the vehicle speed limiter value β (n) is changed to β (n + 2), which is a smaller low vehicle speed value. As described above, the vehicle speed limiter value β (n) is changed to a lower vehicle speed value every time the vehicle speed α exceeds the lower vehicle speed value with the larger value, and the vehicle speed limiter value adapted to the driver's acceleration intention. The setting is changed to β (n). At this time, since the output torque gradually decreases, the running feeling of the hybrid vehicle is not suddenly changed, and the running feeling is not impaired.

ステップS2において車速リミッタ値β(n)がリセットされる条件つまり低車速値での車速制御の終了条件は任意に設定することができ、例えば、車両の走行状況に係わらず所定時間経過後に車速リミッタ値β(n)をリセットするようにしたり、車速αが所定の速度以下となったときに車速リミッタ値β(n)をリセットするようにしたりすることができる。車速リミッタ値β(n)がリセットされると、車速リミッタ値β(n)は初期値β(0)に戻されることになる。   The condition for resetting the vehicle speed limiter value β (n) in step S2, that is, the condition for ending the vehicle speed control at the low vehicle speed value, can be arbitrarily set. For example, the vehicle speed limiter after a predetermined time elapses regardless of the traveling state of the vehicle. The value β (n) can be reset, or the vehicle speed limiter value β (n) can be reset when the vehicle speed α becomes a predetermined speed or less. When the vehicle speed limiter value β (n) is reset, the vehicle speed limiter value β (n) is returned to the initial value β (0).

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、前記実施の形態においては、エンジン13を縦置きにした車両が図示されているが、クランク軸14が車幅方向となるようにエンジン13を横置きにした車両にも適用することができる。タイヤに連結される駆動軸と駆動モータが装着されるモータ出力軸とが直結されるハイブリッド車両であれば四輪駆動車に限られることなく、FF車やFR車にも適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, a vehicle in which the engine 13 is installed vertically is illustrated, but the present invention can also be applied to a vehicle in which the engine 13 is installed horizontally so that the crankshaft 14 is in the vehicle width direction. . A hybrid vehicle in which a drive shaft connected to a tire and a motor output shaft to which a drive motor is attached is directly connected can be applied to an FF vehicle and an FR vehicle without being limited to a four-wheel drive vehicle.

本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の動力伝達装置の概略図である。It is the schematic of the power transmission device of the hybrid vehicle which is one embodiment of this invention. (A)は第2クラッチの一例を示す断面図であり、(B)は(A)のB−B線に沿う断面図である。(A) is sectional drawing which shows an example of a 2nd clutch, (B) is sectional drawing which follows the BB line of (A). 図1に示す動力伝達装置を有するハイブリッド車両の制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit of the hybrid vehicle which has the power transmission device shown in FIG. ハイブリッド車両の速度制御処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the speed control processing procedure of a hybrid vehicle. 図4に示す速度制御処理を実行したときの車速および出力トルクの変化を示すタイムチャートの一例である。6 is an example of a time chart showing changes in vehicle speed and output torque when the speed control process shown in FIG. 4 is executed.

符号の説明Explanation of symbols

10 変速機入力軸
11 変速機出力軸
13 エンジン
20 第1クラッチ
21 第2クラッチ
27 電磁コイル
34 電磁コイル
43 モータ入力軸
48 差動歯車機構
49 駆動軸
51 駆動モータ
52 ロータ
53 ステータ
54 モータ出力軸
56 後輪出力軸
63 第3クラッチ
71 電磁コイル
α 車速
β(n) 車速リミッタ値
n 設定数
β リミッタ数
A 判定フラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission input shaft 11 Transmission output shaft 13 Engine 20 1st clutch 21 2nd clutch 27 Electromagnetic coil 34 Electromagnetic coil 43 Motor input shaft 48 Differential gear mechanism 49 Drive shaft 51 Drive motor 52 Rotor 53 Stator 54 Motor output shaft 56 Rear wheel output shaft 63 Third clutch 71 Electromagnetic coil α Vehicle speed β (n) Vehicle speed limiter value n Number of settings β Limiter number A Judgment flag

Claims (3)

タイヤに連結される駆動軸と、当該駆動軸に直結されるモータ出力軸と、当該モータ出力軸を収容するモータケースとを備えるハイブッド車両の速度制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記モータ出力軸に固定され一体となって回転するロータと、前記モータケースに固定されるステータとにより構成される駆動モータと、
前記車速検出手段により検出される車速が前記駆動モータの回転数限界値に基づいて設定される車速リミッタ値の初期値以上となったときには、前記初期値より小さな低車速値に前記車速リミッタ値を変更する車速リミッタ値変更手段とを有し、
車速が車速リミッタ値以上となったときには所定のアクセル踏み込み量に対する出力トルクを小さくすることを特徴とするハイブリッド車両の速度制御装置。
A speed control device for a hybrid vehicle comprising a drive shaft coupled to a tire, a motor output shaft directly coupled to the drive shaft, and a motor case that houses the motor output shaft,
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the hybrid vehicle;
A drive motor composed of a rotor fixed to the motor output shaft and integrally rotating; and a stator fixed to the motor case;
When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means becomes equal to or higher than the initial value of the vehicle speed limiter value set based on the rotation speed limit value of the drive motor, the vehicle speed limiter value is set to a low vehicle speed value smaller than the initial value. Vehicle speed limiter value changing means for changing,
A speed control apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that an output torque with respect to a predetermined accelerator depression amount is reduced when the vehicle speed becomes equal to or higher than a vehicle speed limiter value.
請求項1記載のハイブリッド車両の速度制御装置において、前記低車速値の値を複数設定し、車速が前記複数の低車速値のうち大きい方の低車速値以上となったときにはそれよりも小さい低車速値に前記車速リミッタ値を変更することを特徴とするハイブリッド車両の速度制御装置。   2. The hybrid vehicle speed control device according to claim 1, wherein a plurality of low vehicle speed values are set, and when the vehicle speed becomes equal to or higher than the larger low vehicle speed value among the plurality of low vehicle speed values, a lower value is set. A speed control device for a hybrid vehicle, wherein the vehicle speed limiter value is changed to a vehicle speed value. 請求項1または2記載のハイブリッド車両の速度制御装置において、低車速値での車速制御の終了条件に基づいて、前記車速リミッタ値を前記初期値に戻すことを特徴とするハイブリッド車両の速度制御装置。
3. The hybrid vehicle speed control device according to claim 1, wherein the vehicle speed limiter value is returned to the initial value based on a vehicle speed control end condition at a low vehicle speed value. .
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